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基于FPGA的自调焦系统设计

作　者: 孙国强
导　师: 向健勇
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 物理电子学
关键词: 自调焦调焦曲线清晰度评价函数
分类号: O435.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 122次
引　用: 2次
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内容摘要

光学成像系统已经广泛的应用于工业、农业、医学、军事以及科学研究等领域,镜头调焦是成像系统中关键和核心的问题之一,采用基于数字图像技术的自调焦方法并研发良好的自动调焦系统具有重要的现实意义。数字图像处理技术是基于图像处理的自动调焦方法的基础,基于数字图像处理的自调焦方法是直接分析当前图像的质量,构建图像清晰度评价函数,以此获得调焦的特性曲线,根据调焦曲线完成调焦操作。本文在自调焦技术的研究基础上,设计出基于现场可编程门阵列(FPGA)的自调焦系统的实现方案。分别从图像的采集模块,图像控制、处理模块,驱动电路模块进行了系统的原理图和PCB设计,完成了系统的硬件编程,最后对系统的实时性进行了测试分析。本课题经过软硬件的设计和调试,实现了基于数字图像技术的自调焦实时处理,达到了预期的效果。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 自调焦技术的研究背景和意义  7-8
  1.2 自调焦技术的国内外研究概况  8-9
  1.3 论文的主要研究工作  9-11
第二章自调焦技术原理  11-19
  2.1 传统的自调焦技术  11-13
    2.1.1 聚焦检测方式  11-12
    2.1.2 测距方式  12
    2.1.3 图像质量评价函数  12-13
  2.2 光学成像模型  13-14
  2.3 基于数字图像的自调焦技术  14-16
    2.3.1 数字图像的自调焦原理  14-15
    2.3.2 图像清晰度评价要求  15-16
    2.3.3 数字图像自调焦技术的特点  16
  2.4 小结  16-19
第三章自调焦算法分析  19-33
  3.1 图像预处理分析  19-24
    3.1.1 图像的数字化及其特性  19-22
    3.1.2 图像去干扰处理  22-24
  3.2 图像清晰度评价函数  24-29
    3.2.1 基于数字图像处理的自调焦特性曲线  24-26
    3.2.2 常见的自调焦判据函数  26-29
  3.3 调焦实现分析  29-32
    3.3.1 爬山算法  30
    3.3.2 爬山算法的改进  30-32
  3.4 本章小结  32-33
第四章系统设计  33-47
  4.1 系统硬件结构设计  33-40
    4.1.1 系统总体框图设计  33-34
    4.1.2 图像采集模块设计  34-35
    4.1.3 图像处理模块设计  35-37
    4.1.4 电机驱动模块设计  37-38
    4.1.5 VGA显示模块设计  38-39
    4.1.6 电源设计  39-40
  4.2 PCB设计  40
  4.3 算法的FPGA实现  40-46
    4.3.1 图像预处理的FPGA实现  40-43
    4.3.2 图像清晰度评价的FPGA实现  43-45
    4.3.3 图像自调焦的FPGA实现  45-46
  4.4 本章小结  46-47
第五章系统调试  47-51
  5.1 硬件测试  47-48
  5.2 稳定性分析  48
  5.3 实时性分析  48-49
  5.4 本章小结  49-51
第六章总结与展望  51-53
  6.1 工作总结  51
  6.2 今后工作展望  51-53
致谢  53-55
参考文献  55-57
作者在读期间的研究成果  57-58

基于FPGA的自调焦系统设计

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