紅外成像系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)焦功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、紅外線作為自然界分布最為廣泛的輻射,先天優(yōu)勢(shì)決定了利用紅外線的紅外熱成像技術(shù)具有顯著優(yōu)勢(shì),現(xiàn)在,紅外熱成像技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于軍事與民用方面的監(jiān)測(cè)、探測(cè)等諸多方面。近年來,隨著紅外熱成像技術(shù)的快速發(fā)展,對(duì)其成像效果的要求越來越高,如何快速獲取最為清晰的成像效果也顯得越發(fā)重要。作為成像系統(tǒng)中快速獲取清晰成像效果的關(guān)鍵技術(shù),自動(dòng)調(diào)焦技術(shù)經(jīng)過了早期傳統(tǒng)的測(cè)距法、相位法以及對(duì)比度法,直至發(fā)展為現(xiàn)在更趨向于數(shù)字化與智能化的基于數(shù)字圖像處理的調(diào)焦方式

2、,也變得更加容易在嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。
　　基于數(shù)字圖像處理的自動(dòng)調(diào)焦技術(shù)需要建立合適的圖像清晰度評(píng)價(jià)函數(shù),來完成對(duì)成像質(zhì)量的評(píng)價(jià),然后借助該函數(shù)建立的評(píng)價(jià)曲線完成最終的調(diào)焦過程。在本文中,結(jié)合數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)易程度、資源使用以及實(shí)時(shí)性要求的滿足程度,利用離焦模糊產(chǎn)生的光學(xué)基礎(chǔ)建立的離焦模糊對(duì)已有的圖像清晰度評(píng)價(jià)算法進(jìn)行比較,選取最終使用的圖像清晰度評(píng)價(jià)函數(shù)。
　　紅外探測(cè)器輸出的圖像數(shù)據(jù)是難以直接被用來進(jìn)行自動(dòng)調(diào)焦的,需要對(duì)

3、其進(jìn)行圖像預(yù)處理。在這里,使用實(shí)驗(yàn)室已有的制冷型640×512紅外成像系統(tǒng),來補(bǔ)充搭建自己的自動(dòng)調(diào)焦模塊。圖像數(shù)據(jù)首先經(jīng)過最為基礎(chǔ)的圖像非均勻性校正以及圖像盲元校正,考慮到噪聲的影響,還要加入一級(jí)圖像平滑處理濾波。
　　本文中,自動(dòng)調(diào)焦模塊完全實(shí)現(xiàn)在FPGA硬件電路中,首先編寫了步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)時(shí)序,然后是整個(gè)調(diào)焦功能模塊的實(shí)現(xiàn)。對(duì)于經(jīng)過圖像預(yù)處理的圖像數(shù)據(jù),先進(jìn)行圖像清晰度評(píng)價(jià)圖像處理,同時(shí)還要采用窗口選擇算法進(jìn)一步減少計(jì)算量,然