共焦顯微鏡由于其高橫向分辨率、軸向?qū)游龅葍?yōu)點,使得其在工業(yè)檢測、醫(yī)學(xué)檢查和生物成像等眾多研究領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然而由于傳統(tǒng)的共焦顯微鏡使用檢流式振鏡偏轉(zhuǎn)光束進行點掃描成像,使得其掃描速度較慢,無法滿足各應(yīng)用領(lǐng)域?qū)τ诟咚�、高效、動態(tài)檢測越來越高的需求,極大的限制了其應(yīng)用場景。本課題針對上述問題,利用諧振鏡極高掃描頻率的特點進行雙向掃描,并采用檢流式振鏡實現(xiàn)換行,通過完成高速掃描下數(shù)據(jù)采集與控制程序及雙向掃描電路,實現(xiàn)了高速共焦掃描成像,并使用基于模擬退火的圖像標(biāo)定參數(shù)優(yōu)化算法與基于Brief描述子的圖像錯位定位算法,完成對圖像失真的校正。完成的主要內(nèi)容如下:(1)依據(jù)共焦顯微成像原理與線性成像模型,構(gòu)建被測樣品到二維圖像的映射模型,并對高速共焦掃描成像系統(tǒng)的圖像失真組成及產(chǎn)生原因展開分析。(2)針對雙向高速掃描下數(shù)據(jù)采集與控制的同步問題,根據(jù)相關(guān)硬件特性設(shè)計控制邏輯與時序并基于FPGA完成了雙向掃描電路;基于Lab VIEW軟件平臺完成了共焦橫向掃描成像上位機程序,實現(xiàn)了雙向掃描時的數(shù)據(jù)采集與控制以及對雙向掃描圖像的后期處理。(3)基于Harris算子完成對標(biāo)定點坐標(biāo)的亞像素級提取,...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 高速共焦掃描技術(shù)介紹
        1.2.1 Nipkow轉(zhuǎn)盤法
        1.2.2 微透鏡陣列共焦成像
        1.2.3 線掃描共焦成像
        1.2.4 諧振鏡掃描成像
    1.3 畸變校正方法研究現(xiàn)狀
        1.3.1 光學(xué)系統(tǒng)標(biāo)定方法
        1.3.2 諧振鏡掃描畸變校正
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 高速共焦掃描成像系統(tǒng)分析
    2.1 引言
    2.2 點掃描共焦顯微成像原理
    2.3 共焦掃描成像系統(tǒng)圖像失真組成分析
        2.3.1 線性成像模型
        2.3.2 鏡頭畸變
        2.3.3 諧振鏡掃描畸變
        2.3.4 圖像錯位
    2.4 本章小結(jié)
第3章 雙向高速共焦掃描成像系統(tǒng)設(shè)計
    3.1 引言
    3.2 共焦掃描系統(tǒng)硬件
        3.2.1 二維掃描裝置
        3.2.2 掃描控制與數(shù)據(jù)采集裝置
    3.3 雙向掃描電路設(shè)計
        3.3.1 雙向掃描電路時序設(shè)計
        3.3.2 基于FPGA的雙向掃描電路設(shè)計
        3.3.3 雙向掃描電路仿真
    3.4 高速共焦橫向掃描程序設(shè)計
        3.4.1 裝置預(yù)熱程序
        3.4.2 數(shù)據(jù)采集與控制程序
        3.4.3 圖像后期處理程序
    3.5 本章小結(jié)
第4章 共焦掃描成像系統(tǒng)圖像失真校正
    4.0 引言
    4.1 基于單幅圖像的畸變校正算法研究
        4.1.1 Harris算子特征提取
        4.1.2 基于角點響應(yīng)函數(shù)擬合的亞像素特征點定位
        4.1.3 內(nèi)外參數(shù)的初步求解
        4.1.4 畸變參數(shù)的初步求解
        4.1.5 基于模擬退火算法的整體參數(shù)優(yōu)化
    4.2 基于特征匹配的錯位校正算法研究
        4.2.1 Brief描述子
        4.2.2 基于漢明距離與RANSAC算法的特征匹配
        4.2.3 圖像錯位量計算
    4.3 本章小結(jié)
第5章 高速共焦掃描實驗結(jié)果與分析
    5.1 引言
    5.2 雙向掃描電路測試
        5.2.1 FPGA實際輸出波形測試
        5.2.2 雙向掃描功能驗證
    5.3 共焦實驗裝置搭建
        5.3.1 反射式共焦實驗裝置光路
        5.3.2 反射式共焦實驗裝置固定座
        5.3.3 反射式共焦實驗裝置調(diào)試
    5.4 畸變校正算法驗證實驗
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝



本文編號：3874744