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显微镜是纺织行业中对纺织品质量和性能检测的一个重要仪器,它广泛的应用于纺织的科学研究,教学实践,生产质量检测等领域。一般的纺织显微测试是基于人工手动对焦系统,图像是否对焦的判断是由测试者来决定的,为了得到清晰的图像只得依靠专门的人员进行不断的、反复的手工操作,直到调到被测对象的正焦位置,这样一个过程花费时间较长,效率低,准确度较差。随着人们对数字显微镜的自动化、智能化要求的提高,自动对焦技术的开发显得越来越重要。国外对于自动对焦技术比较成熟,拥有自动对焦技术的数字显微镜,市场上已经可以看到这种产品。然而,拥有自动对焦技术的数字显微镜全部出自国外,没有来自国内的。所以,自主研发我们自己的纺织专用自动对焦技术有着非常重要的现实意义和应用前景。本文在对光学显微镜基本理论分析的前提下,根据显微镜景深和齐焦的特点,设计出一种基于数字图像处理的纺织专用自动对焦系统。系统的关键技术在于:如何提高纤维图像质量的预处理方式,对于纤维图像清晰度评价函数的选取,对于提高对焦效果的对焦窗口的设计以及如何进行反馈控制的搜索方法。本文针对以上关键技术进行了探索性的研究,并取得以下研究结果:(1).对纤维图像预处理的算法进行了筛选,确认通过33方形领域的中值滤波和M=16的掩模消噪可以有效地去除图像中影响对焦效果的椒盐噪声和高斯噪声。(2).对于粗对焦而言,本文设计的适合纺织纤维图像对焦的异向8-Laplace清晰度评价函数在无偏性、单峰性、灵敏度、效率性方面均达到比较满意的程度;对细对焦而言,1、2级分解高频能量和的评价函数表现出良好的灵敏度,适合精度要求较高的细对焦搜索。(3).本文提出了评判对焦窗口优秀程度的2个准则,即对焦窗口准确性和对焦窗口效率性。为对焦窗口的选取提供了评判基准,按照这个基准本文设计的对焦系统提供了3种不同的对焦窗口选取方法供用户根据需要自由选择,即:改进中央区域选择方法、十三宫格最佳窗口法和自选对焦区域法。为纺织纤维显微检测的快速化、准确化提供了技术基础。(4).针对显微检测特点,本文提出通过2次搜索过程来满足显微检测的需求。第一,粗对焦搜索快速获得纤维的较为清晰粗对焦图像。第二,细对焦搜索扫描的目的在于得到清晰的纤维正焦图像。根据搜索特点对传统爬山搜索方法进行改进,并对改进的爬山搜索方法进行仿真实验,在搜索效率和精度方面表现出良好的搜索效果。(5).在对以上关键技术进行大量研究和总结的基础上,建立了基于PC机的纺织纤维专用自动对焦系统,并对其进行实效检测实验,结果表明本系统对于纺织纤维的图像对焦具有良好的效果。为纺织纤维的全自动检测奠定了基础。