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数字成像系统的自动调焦理论和技术研究

作　者: 袁珂
导　师: 徐蔚鸿
学　校: 长沙理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 数字图像处理图像采集 USB2.0 WDM驱动程序图像清晰度辅助调焦自动调焦
分类号: TN27
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 424次
引　用: 8次
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内容摘要

数字成像系统广泛应用于工业过程控制、现场监控和军事等领域，而自动调焦是它的最重要的技术之一。已有的许多自动调焦技术主要是依靠一些特殊的辅助设备通过测量距离、检测焦点的方式实现的，在其应用于实际的数字成像系统时，存在着成本高、灵敏度低和实时性差等缺点。本课题来源于某企业摄像头辅助调焦系统的研制，主要包括了以下研究与开发工作： 1．在充分研究了自动调焦系统中图像预处理、调焦窗口选择策略以及反馈控制算法等问题的基础上，提出摄像头辅助调焦系统的整体工作原理以及一种新的图像清晰度评价算法。该算法是自动调焦技术的核心问题。 2．将新算法与已有的多种常用算法通过理论分析和仿真实验进行了比较，发现了新算法更有效、速度更快，能满足实时性要求。该新算法被实际用于所研制的摄像头辅助调焦系统中。 3．开发了摄像头辅助调焦系统的关键设备----USB2.0 图像采集卡，其中包括使用Keil C工具开发的固件程序，以及使用DDK和Driverworks开发的Windows设备驱动程序。由于引入了新技术并充分考虑了实际生产的多种要求，本课题所研制的摄像头辅助调焦系统具有稳定、实用等特点，为焦距固定的摄像头的批量生产提高了生产效率和产品质量。最后本文展望了未来自动调焦技术的发展方向和研究重点。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-9
第一章绪言  9-14
  1.1 课题意义  9-10
  1.2 数字成像系统自动调焦的研究现状  10-11
  1.3 本课题的来源和完成的主要工作  11-14
第二章摄像头辅助调焦系统总体设计  14-17
  2.1 数字成像系统简介  14-15
  2.2 摄像头辅助调焦系统工作原理  15-17
第三章图像处理理论分析及仿真实验  17-40
  3.1 图像预处理及基本概念  17-19
  3.2 亮度的归一化处理与视场变化对清晰度评价的影响  19-20
  3.3 调焦窗口的选择策略  20-22
  3.4 自动调焦的反馈控制算法简介  22-23
  3.5 图像清晰度评价算法研究  23-40
    3.5.1 基于空间域的图像清晰度评价算法  24-27
    3.5.2 基于频率域的图像清晰度评价算法  27-33
      3.5.2.1 基于DFT的图像清晰度评价算法  28
      3.5.2.2 基于DCT的图像清晰度评价算法  28-30
      3.5.2.3 基于小波分析的图像清晰度评价算法  30-33
    3.5.3 本文提出的图像清晰度评价新算法  33
    3.5.4 各种算法正确性分析和灵敏度比较  33-39
    3.5.5 各种算法时间性能比较和分析  39-40
第四章硬件系统设计  40-55
  4.1 硬件电路原理  40-43
  4.2 USB固件程序设计  43-46
    4.2.1 固件程序的加载以及和主机驱动程序交互的方式  45-46
  4.3 Windows驱动程序设计  46-55
    4.3.1 WDM驱动程序模型概述  46-48
    4.3.2 USB接口概述  48-53
      4.3.2.1 USB接口系统结构和设备架构  49-51
      4.3.2.2 USB接口数据传输类型及总线处理方式  51-53
    4.3.3 驱动程序的编写和调试及通讯方式  53-55
第五章应用程序设计与系统应用效果  55-57
  5.1 系统应用程序设计  55-56
  5.2 摄像头辅助调焦系统性能介绍  56-57
结论及展望  57-58
参考文献  58-61
致谢  61-62
附录A (攻读硕士学位期间发表论文目录及参加的科研项目)  62-63
附录B (部分源程序)  63-64

数字成像系统的自动调焦理论和技术研究

内容摘要

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