紅外成像系統(tǒng)自動調(diào)焦功能的設計與實現(xiàn).pdf

1、紅外線作為自然界分布最為廣泛的輻射,先天優(yōu)勢決定了利用紅外線的紅外熱成像技術具有顯著優(yōu)勢,現(xiàn)在,紅外熱成像技術已被廣泛應用于軍事與民用方面的監(jiān)測、探測等諸多方面。近年來,隨著紅外熱成像技術的快速發(fā)展,對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鍵技術,自動調(diào)焦技術經(jīng)過了早期傳統(tǒng)的測距法、相位法以及對比度法,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)中實現(xiàn)。
　　基于數(shù)字圖像處理的自動調(diào)焦技術需要建立合適的圖像清晰度評價函數(shù),來完成對成像質(zhì)量的評價,然后借助該函數(shù)建立的評價曲線完成最終的調(diào)焦過程。在本文中,結合數(shù)字邏輯實現(xiàn)的簡易程度、資源使用以及實時性要求的滿足程度,利用離焦模糊產(chǎn)生的光學基礎建立的離焦模糊對已有的圖像清晰度評價算法進行比較,選取最終使用的圖像清晰度評價函數(shù)。
　　紅外探測器輸出的圖像數(shù)據(jù)是難以直接被用來進行自動調(diào)焦的,需要對

3、其進行圖像預處理。在這里,使用實驗室已有的制冷型640×512紅外成像系統(tǒng),來補充搭建自己的自動調(diào)焦模塊。圖像數(shù)據(jù)首先經(jīng)過最為基礎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,還要加入一級圖像平滑處理濾波。
　　本文中,自動調(diào)焦模塊完全實現(xiàn)在FPGA硬件電路中,首先編寫了步進電機的驅動時序,然后是整個調(diào)焦功能模塊的實現(xiàn)。對于經(jīng)過圖像預處理的圖像數(shù)據(jù),先進行圖像清晰度評價圖像處理,同時還要采用窗口選擇算法進一步減少計算量,然