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自动对焦技术是数字成像系统的关键技术之一，无论是在日常生活、科学研究和军事应用等需要数字成像系统的地方都有重要作用。随着科学技术的飞速发展，数字成像系统中的精确自动对焦问题越来越受到人们的重视，其应用也越来越重要，传统的自动对焦技术已经不能满足精确系统的要求。由于数字图像处理技术的发展和成熟，基于数字图像处理的自动对焦技术得到了快速的发展，并在照相机、显微镜等领域内取得了良好的实际应用效果。
论文研究的自动对焦技术是基于望远镜跟踪系统的，跟踪系统是光电捕获跟踪瞄准(ATP)设备的核心，跟踪精度与响应速度是系统的关键，由于目标物体运动速度很快，几何特征也在快速变化当中，因此需要ATP系统有迅速响应，快速捕捉和稳定跟踪的能力，还要有快速调焦的能力，能够实现任意时刻对目标物体的正确聚焦。由于传统的测距调焦受外界环境，比如温度等的影响较大，在自动对焦过程中会产生较大的误差，因此我们需要研究基于图像处理的自动对焦技术在毕远镜跟踪系统中的应用，提高系统的对焦精度。
本文首先总结了前人所作的研究工作，介绍了自动对焦技术的原理，国内外自动对焦技术的发展情况以及自动对焦的方法，然后针对自动对焦的四个关键问题进行了分析，包括清晰度评价函数选择，对焦窗口选择，图像预处理以及电机搜索算法。
再后对评价函数和搜索算法进行进一步的分析，通过采集实际的实验图像数据，比较不同清晰度评价函数的效果和性能，目的在于寻找一种合适的清晰度评价函数与电机搜索算法相配合以成功得实现自动对焦。
最后，总结本论文的研究工作，并对后续工作的研究进行了展望。