基于ARM7处理器的快速聚焦方法.pdf

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1、第32卷第1期光学仪器voL32，No．12010年2月oPTICALINSTRUMENTSFebruary，2010文章编号：1005—5630(2010)01一ool6一07基于ARM7处理器的快速聚焦方法俞宏杰1，杨呜1’2，邱元芳2，丁海波2(1．宁波大学信息科学与工程学院，浙江宁波315211；2．浙江省医用光电仪器高新技术研究开发中心，浙江宁波315211)*摘要：快速、准确地自动聚焦是获取高质量图像信息的前提。现对基于ARM7处理器和CCD图像传感器的自动聚焦系统进行研究，对模拟视频信号滤

2、波提取高频分量作为判据的方法进行探讨，根据实际需要进行滤波选频和带宽选择，对系统实现中的关键技术进行了详尽的分析讨论。同时，针对系统在自动聚焦过程中实际出现的问题，对聚焦评价函数和搜索策略进行了优化，使系统的聚焦更加准确，并给出相应的实验结果。实验表明，该方法提高了聚焦的精度和速度，并且已成功应用于显微镜自动调焦系统中。关键词：自动聚焦；评价函数；视频信号；聚焦策略中图分类号：TN942，O437．5文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—5630．2010．01．005Thera

3、pidfocusedapproachbasedonARM7processorYUHongjiel，YANGMin91～，QIUYuanfan92，DINGHaib02(1．FacultyofInformationScienceandEngineering，NingboUniversity，Ningbo315211，China,2．High-techMedicalOptoelectronicEquipmentResearchandDevelopmentCenterinZhejiangProvince，Ni

4、ngbo315211，China)Abstract：Quickandaccurateauto-focusisthepremiseofobtaininghigh-qualityimages．Thispaperresearchestheauto-focussystemwhichbasedonARM7processorandCCDimagesensor，investigatesacriterionforextractinghighfrequencycomponentsfromanalogvideosignal

5、filtering，basesontheactualneedtoselectfilterfrequencyandbandwidth，anddiscusseshowtoachievethekeytechnologyofthesystem．Atthesametime，accordingtotheactualissuesinauto-focussystem，thepaperoptimizestheevaluationfunctionandsearchstrategy,makesthefocusingsyste

6、mmoreaccurate，andgivesthecorrespondingresults．Theexperimentsshowthatthemethodenhancestheaccuracyandspeedofthefocusing，andthesystemhasbeensuccessfullyusedinmicroscopeautomaticfocusingsystem．Keywords：auto-foCUS；evaluationfunction；videosignal；focusingstrate

7、gy引言随着各种成像设备自动化、智能化的迅速发展，自动聚焦技术的应用越来越广，照相机、摄像机、显微镜、计算机都需要自动聚焦功能。理想的聚焦清晰图像，应该是图像整个视野清晰，细节边缘明显，没有模糊部分存在。传统聚焦算法运用绝对方差函数、平面微分平方和函数、灰度梯度算子函数、灰度差分法、能量谱函数、小波’收稿日期：2009-04一10基金项目：浙江省科技厅攻关项目(2007C21028)作者简介：俞宏杰(1984一)，男，浙江余姚人，硕士研究生，主要从事嵌入式系统与微机应用及光学聚焦方面的研究。第1期俞宏杰

8、，等：基于ARM7处理器的快速聚焦方法·17·变换、罗伯茨算子、拉普拉斯算子等评价函数[卜3]，但它们均对硬件处理速度要求高，限制其进一步发展。详细研究了一种基于ARM7处理器和CCD图像传感器的自动聚焦系统。这一系统采用的方法是通过对CCD图像传感器输出的模拟视频信号进行滤波，提取出代表图像清晰程度的高频成分，选用ARM7处理器组成硬件电路，对信号进行处理并分析判别聚焦位置、控制电机转动镜头至聚焦清晰。该方法避开了通常采用的复杂的软件运算