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显微镜自动对焦系统设计与应用
资料介绍
自动对焦技术越来越多的应用于各种成像系统,无论是在日常生活、科学研究、军事应用等等只要涉及到成像系统的地方都有重要应用.目前,自动对焦技术的各种理论和方法发展很快,然而,其在一些成像系统中的实际应用并不成熟,仍需要进行大量的研究.实用自动对焦系统的设计包括对焦评价函数、控制系统、执行机构、电源和用户界面等方面的设计.本文在以往自动对焦方面工作的基础上,设计了一种应用在显微镜中的自动对焦系统.此系统基于单片机控制和CCD模拟视频信号处理.系统通过对CCD输出的模拟视频信号进行滤波,提取出代表图像清晰程度的高频成分,并以此作为对焦评价值,由单片机控制对焦过程,驱动执行机构完成对焦.测试结果显示,系统对焦结果的稳定性和对焦时间都很好满足了设计要求.此系统的特点是结构简单、对焦速度快、对焦结果稳定、成本低,因此实用性极强.本文包含了以下一些内容:(1)介绍了自动对焦技术的现状、原理和方法.(2)设计出一种基于视频信号模拟滤波的对焦评价方法.(3)设计实现了基于视频信号滤波和单片机控制的显微镜自动对焦系统硬件结构.(4)设计了此显微镜自动对焦系统的软件部分.(5)对此显微镜自动对焦系统性能进行了详细测试.(6)最后,本文对自动对焦技术在显微成像系统中的应用进行了展望,分析了今后需要研究的方向.本文在理论分析的基础上,着重进行了工程设计和实现,将自动对焦的相关理论应用于显微镜系统,并结合实际需求,设计出稳定、实用的系统.
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