基于图像处理的自动调焦系统设计

介绍了基于图像处理的自动调焦的工作原理、系统设计、评价函数及实验研究,运用调焦区域选择、变步距控制及改进算法来实现在半导体封装设备中的自动调焦,提高了调焦的速度及稳定性。     

红外系统中自动调焦爬山搜索算法的优化设计

图像调焦越准确,高频分量的能量越多,系统的调焦评价函数反映了图像高频分量的能量,自动调焦的过程就是运用爬山搜索算法求取调焦评价函数最大值的过程.普通的爬山搜索算法会受到调焦评价函数局部极值的干扰而不能准确调焦,优化的调焦评价函数能有效地排除这种干扰,使系统可靠地调焦.本文详细介绍了在红外系统中优化的爬山搜索算法的原理和实现方法.     

一种梯度阈值自动调焦算法

传统的梯度自动调焦算法计算量大,抗噪声能力弱,影响调焦的实时性及调焦曲线的单峰性和灵敏度,因此提出一种梯度阈值自动调焦算法,提高调焦性能,满足光电跟踪系统能实时、准确地进行自动调焦的要求。该算法先以图像的局部方差作为局部阈值区分边缘像素与非边缘像素,再计算整幅图像的一种新的标准差作为全局阈值来削弱噪声和背景的影响,最后对阈值预处理后的图像采用梯度调焦算法计算其调焦值,进行清晰度评价。大量实验结果表明,该算法具有实时性好,单峰性强,灵敏度高的特点和良好的抗噪性能。该算法用于光电跟踪系统的自动调焦中时,依然保持上述良好的性能,明显优于传统梯度自动调焦算法。     

基于图像处理的自动调焦技术研究

随着自动调焦技术的快速发展,在成像系统中得到了广泛的应用。基于图像处理的自动调焦能够进一步满足各种成像设备的智能化自动调焦需求。基于图像处理的自动调焦的关键在于图像的清晰度评价函数,本文在对评价函数进行分析的基础上提出了梯度阈值评价函数,实现了调焦的实时性、抗噪性方面的提升。     

显微视觉系统中自动调焦评价函数的选取

综述了显微视觉系统中常用的自动调焦算法,并分别在不同的照明方式和不同的图像内容条件下对其调焦函数特性进行测试,得到了调焦评价函数优劣的客观评价。实验结果表明：梯度平方函数、Tenegrad函数、Laplacian函数灵敏度高,稳定性好,适于小范围精细调焦;Variance函数、熵函数灵敏度低,但调焦范围大,适用于粗调焦;透射照明通常比反射照明有更好的调焦曲线;高频信息丰富的图像宜采用梯度平方函数或Tenegrad函数调焦,高频信息不是很丰富的图像宜采用Laplacian函数调焦。     

基于FPGA的图像调焦系统研究

采用基于图像技术的自动调焦方法,根据图像分析出图形的质量,完成图像预处理、清晰度判别,获得当前的成像状况。通过控制电机,完成调焦操作。其中核心技术是分析图像质量评价函数。针对调焦算法计算量大、计算复杂等问题,采用中值滤波和灰度线性变换的图像预处理方法,流水线作业,“乒乓”操作,双蝶形处理器复用,基-2FFT算法相结合的工作模式。实验结果证实,本方法解决了自动调焦算法复杂系统控制的速度问题。     

航空红外相机自动调焦设计

为克服恶劣复杂的航空环境给系统带来的失焦现象,系统中引入自动调焦模块。通过采集、分析不同程度失焦的中波红外图像序列,对空域内几种调焦评价函数的灵敏度、无偏性、稳定性、计算速度等指标进行测试和验证,最终得到适合于红外成像自动调焦系统的调焦评价函数。为了提高该调焦评价函数的信噪比,提出了一种基于图像预处理的信噪比改善算法,保证函数在正焦面两侧呈单调性。最终制定出粗细结合的快速爬山搜索策略,先以大步距进行粗略调焦缩短时间,再用低于半倍焦深的小歩距精细调焦保证精度。基于640×512中波制冷探测器,搭建了一个焦距为300 mm、F/2的卡塞格伦折反式红外光学系统。试验结果表明该自动调焦模块可以保证实时性和准确性,满足具有较大噪声的红外成像系统的需要。     

基于半导体光刻技术的自动调焦

提出了基于图像处理的半导体光刻技术自动调焦的方法,利用图象处理算法实现半导体光刻技术的自动调焦。实验结果表明,这种方法可以实现高精度(200nm)和良好的重复性(400nm)的调焦。     

基于人类视觉的快速自动调焦法

为了提高自动调焦算法的性能,对调焦评价函数和调焦搜索算法进行了研究。在分析人类视觉系统(HVS)特性研究成果的基础上,提出了一种基于HVS加权的小波调焦评价函数。根据视觉多通道特性和视觉敏感度带通特性,对不同方向、不同空间频带的小波高频系数分别赋予不同的权值。为了克服爬山法搜索速度慢的缺点,提出了一种基于SOM神经网络的搜索算法,采用训练完成的SOM神经网络预测镜头的最佳聚焦位置。实验结果表明,提出的小波调焦评价函数得到了比传统小波调焦评价函数更优的调焦特性曲线;采用本文的搜索算法平均仅需要采集处理7.3幅图像就能找到最佳聚焦位置,与基于全搜索的爬山法相比,节省了大量的搜索时间。说明提出的调焦方法不但可以得到符合人眼视觉的调焦效果,还可以实现快速自动调焦。     

基于区域离散性的自动调焦算法

对焦准确在视觉测量中是很重要的因素.为了实现快速而准确的自动调焦,在进行了大量实验的基础上,考虑实际应用中调焦情况的复杂性,例如表面出现缺陷或者不稳定特征,提出了一种较好的调焦评价算法:分区域的分布加权算法.利用图像中各个子图调焦函数的离散性,评价其在整体中的权重因子,进而进行联合评价,获得了整幅图像的最佳焦平面,并且...     

具有超级计算机功能的CMOS DSP芯片

本文介绍了美国德克萨斯州仪器公司的TMS320C30数字信号处理器组织结构,指令系统和典型应用.TMS320C30数字信号处理器能实现快速浮点数学运算,并提供了大的在片RAM和ROM空间、高速指令缓冲器、DMA控制器、多地址发生器和支持高级语言编程.高度的并行操作和能达到33MFLOPS的处理速度,为DSP展示了广泛的应用前景.     

基于算法的DSP硬件结构分析

数字信号处理器(DSP)是专门针对数字信号处理运算而设计的微处理器芯片。本文在介绍DSP算法特点的基础上,指出了DSP的基本结构组成以及当前主流DSP的两种典型体系结构。分析了这两种结构各自的优缺点,最后根据DSP应用领域的新情况以及微处理器体系结构的发展,对DSP结构的发展提出了一些看法。     

基于八面梯度均方差的跟踪系统自动调焦方法

为了实现目标跟踪系统的自动调焦,针对其实时性、准确性的要求,提出了基于八面梯度均方差的自动调焦方法.该方法以像素周围8个方向的梯度均方差作为清晰度评价函数,对消除噪声及光线波动的影响效果很好,能够准确地计算图像清晰度.同时,制定了强制连续调焦与精确调焦相结合的调焦策略.通过对几种评价函数的研究仿真,验证了八面梯度均方差函数在单峰性、灵敏性和稳定性等方面的优越之处;通过反复进行自动调焦实验,说明了调焦策略在克服评价函数局部峰值和精确聚焦方面的良好表现.该方法已应用于目标跟踪系统的自动调焦.     

TMS320C3X DSP引导装载系统的设计与实现

分析了TI的高速数字信号处理器TMS320C32与外部存储器Flash组成的系统中Bootloader引导装载的机理，详细叙述了工程设计中引导装载系统的设计方法和创建系统引导表的具体步骤，并针对其中的命令文件和用户引导程序给出了相应的文件范例，实践证明该系统具有很强的实用性。     

TMS320C672x DSP引导加载系统的设计与实现

基于DSP的Flash引导启动技术已被广泛运用.传统方式采用JTAG仿真器完成应用程序的调试和代码的烧写,但受航空工程应用环境的制约,突显操作不便、效率低下的问题.对此提出了一种全新加载方案,基于通用性更强的串口传输模式,通过固化的监控程序和可操作的应用界面,实现加载过程的跟踪和控制.工程试验结果表明本方案具备满意的可操作性、高效性和可靠性.     

以双DSP为核心的FM-DCSK通信系统方案设计

采用FM-DCSK调制的混沌保密通信较其它混沌键控保密通信具有更优良的特性，但同时电路实现也更加复杂。DSP以其高效和灵活性在混沌通信中具有广阔的应用前景。文中根据TMS320C5402的特点，给出了用两块DSP来实现FM-DCSK通信系统的硬件方案，同时给出了系统独立工作时的硬件原理框图和软件设计流程。     

基于DSP的串口至网络口转换技术的实现

随着互联网技术的发展,人们希望可以通过互联网控制更多的远端设备。鉴于以往大多数智能设备的通讯端口为RS232或者RS485接口,为使这些设备在其使用期内不改变硬件设备而能直接联在互联网上,开发了套串口通讯转换到网络口通讯的模块。本文介绍了该模块的核心TMS320LF2407芯片与网络接口芯片RTL8098以及串并转换芯片STL16C550的硬件接口电路的设计和软件编程方法。对网络通讯嵌入TCP/IP协议,实现了串口通讯到网络通讯的转换,解决了串口通讯设备与互连网连接的问题。     

基于DSP FPGA GPP-CPU的软件无线电信号处理平台的硬件设计

DSP FPGA构成的数字硬件系统以其强通用性、灵活性、高处理速度而使其在诸多领域有广泛的应用;GPP(General Purpose Processor)功能强大,不仅可以做复杂的控制算法,还具有强大的数字信号处理能力。本文介绍了一种基于DSP FPGA GPP-CPU的软件无线电信号处理通用硬件平台的设计。     

基于DSP的MQAM调制的软件实现

为了减少集成电路硬件复杂度,针对QAM调制软件实现速度慢的问题,在分析MQAM调制原理的基础上,采用直接频率合成实现正余弦信号及无时延改进的滤波器编程方法,提出一种快速实现MQAM调制算法的软件编程思想,并以TMS320C55X为平台,将MQAM调制算法进行了C编程实现。结果表明：该编程方法能快速产生MQAM调制信号。