【摘 要】
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微操作技术是微机电研究领域的关键技术之一.在微操作系统中较多地使用改进后的光学显微镜放大微观场景,并采用计算机处理显微数字图像.为了实现微操作系统的自动化,要求图像
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微操作技术是微机电研究领域的关键技术之一.在微操作系统中较多地使用改进后的光学显微镜放大微观场景,并采用计算机处理显微数字图像.为了实现微操作系统的自动化,要求图像采集系统具有自动调焦功能.该文研究了采用数字图像处理技术实现光学显微镜自动调焦的方法,应用于微小零件的自动装配.主要对自动调焦中的关键问题进行了深入的研究,包括提高显微图像信息质量的方法、图像清晰度评价函数的构造选取.光学显微镜和显微图像数字化设备是实现自动调焦的基础,该论文对显微数字图像成像光路过程、显微镜景深原理,以及影响图像质量的因素进行了分析.离焦状态的准确判断必须建立在得到较高质量的图像信号的基础上,由于图像采集中必然夹杂各种噪声,对显微图像进行去噪预处理很必要.该论文研究了数字图像的滤波去噪,比较了中值滤波和几种均值滤波方法的优劣以及对自动调焦的影响.该论文在图像的空间域和频率域研究了几类图像清晰度评价函数的构造,包括灰度变化函数、梯度函数、图像灰度熵函数和频域类函数,分析了几种算法的优劣和适用范围.在作者研制的显微图像采集系统样机上,利用灰度差分绝对值之和与能量谱-熵两种清晰度评价函数,针对具有直线和非直线边缘的微装配器件,分别进行了自动调焦实验.实验表明该调焦算法显示出良好的品质,可以快速、准确地完成针对微小零件装配中的显微镜自动聚焦.
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