论文摘要
论文设计并优化了一套完整的集自动对焦和实时融合功能为一体的数码显微镜系统。该系统主要通过计算机控制,利用高分辨率的电子目镜和高细分的步进电机驱动器,两者传输均通过USB接口,分别实现图像数据的传输和电机控制命令的下达。在自动对焦的算法研究上,通过分析已有的自动对焦算法,结合我们自行研究的电子目镜,将改进型爬山搜索法嵌入到DirectShow中,在底层直接进行焦点图像的搜索与控制。实验结果表明,改进型算法适用性更广,速度更快,具有相当的实用价值。针对显微镜倍率越高,景深越小的缺点,论文提出了通过软件方法对焦面附近的多层图像进行实时融合,将局部清晰的多幅图像,最终融合成一幅完整、清晰的图像,以拓展显微镜系统的焦深。为实现无缝融合,论文改进了基于小波变换的图像融合算法,这一改进的算法极大地提高了图像的融合质量,具有一定的理论意义与实际应用价值。
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摘要ABSTRACT目录第一章 绪论§1.1 引言§1.2 自动对焦应用概述§1.2.1 自动对焦的技术发展历史§1.2.2 自动对焦的现状§1.3 图像融合应用概述§1.3.1 图像融合技术发展历史§1.3.2 图像融合的现状§1.4 本文研究内容和研究目标§1.4.1 研究内容§1.4.2 研究目标§1.5 本文结构安排第二章 自动对焦及图像融合的原理§2.1 图像的清晰度评价§2.1.1 评价函数的必备特性§2.1.2 常见评价函数及简介§2.2 自动对焦的原理§2.2.1 离焦深度法§2.2.2 对焦深度法§2.3 图像融合的原理§2.3.1 空间域融合的算法概述§2.3.2 小波域融合的算法概述第三章 系统的硬件设计§3.1 系统的硬件框架§3.2 光学显微镜§3.3 电子目镜§3.4 步进电机§3.4.1 步进电机的分类§3.4.2 步进电机的优缺点及注意事项§3.4.3 步进电机的选购§3.5 步进电机驱动器§3.5.1 驱动器的细分功能§3.5.2 USB接口驱动器及其简介§3.6 系统的硬件整机设计结果第四章 系统的软件设计§4.1 系统的软件设计内容§4.2 视频采集模块§4.2.1 Windows下视频采集的方法§4.2.2 DirectShow的结构原理§4.2.3 DirectShow中的视频捕获§4.2.4 DirectShow中的图像抓取§4.3 电机控制模块§4.3.1 驱动器通讯协议§4.3.2 串口通讯的VC实现§4.4 图像清晰度评价测试§4.4.1 评价函数测试§4.4.2 评价窗口选择§4.5 搜索对焦的设计与优化§4.6 图像融合的设计与优化§4.6.1 空间域算法的应用§4.6.2 小波域算法的测试与改进§4.7 系统的软件设计结果第五章 系统设计的实验结果与分析§5.1 自动对焦的分析与测试§5.1.1 对焦精度的结果分析§5.1.2 对焦速度的影响因素§5.1.3 对焦失误现象分析§5.2 图像融合的分析与测试§5.2.1 实时融合的实例展示§5.2.2 融合速度的测试结果第六章 总结与展望§6.1 总结§6.2 展望参考文献硕士在读期间发表的论文致谢
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