文档介绍：哈尔滨工程大学
硕士学位论文
基于DSP的散焦测距系统设计
姓名:刘明勇
申请学位级别:硕士
专业:信号与信息处理
指导教师:栾晓明
20060301
摘要近年来随着微电子技术的高速发展,电子芯片的处理能力和处理速度大幅度提高,为大数据量的实时处理和复杂系统控制提供了硬件平台。因此,数字图像处理技术也得到了飞速发展,广泛应用于数码、监控、测量等领域在图像测量研究中,借助于红外线、激光等技术应用透镜聚焦原理恢复物体的三维重建,这些方法测量精度非常高,但系统过于复杂,实现困难且成本高等缺点。本文是基于散焦测距原理菥吧钚畔⒗粗毓谷空间信息,估测物体到相机镜头间的距离,并且采用了最新技术的器件,其特点是体积小、集成度高、实时性好。它主要适用于精度不高、实时性要求高的场合,在很多领域具有实际应用价值。本系统由图像采集、步进电机控制、以及散焦算法处理三部分组成。图像传感器结构简单、集成度高、功耗小、易与其他芯片整合,并且可以直接输出数字化的图像,随着其制造工艺的不断提高,将有取代图像传感器的趋势。系统的核心部分,即算法处理芯片,采用了公司系列浮点芯片,除了算法处理之外,还得控制图像芯片采集,控制步进电机,其主要通过与握手来协调整个系统的运作。本文采用了数字图像处理技术,如滤波、边缘处理等,利用矩保持原理提出散焦图像边缘深度估计,并取得良好结果。关键词:图像传感器;簧⒔共饩啵籇哈尔滨工程大学硕士学位论文中。
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作者┳:动塑垄学位论文原创性声明哈尔滨工程大学本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中己注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。日期:钦寄辏辉
第绪论课题研究的背景和意义前图像测量设备复杂,成本高,对于一些测量精度要求不高的场合,完全可以降低系统复杂性来降低成本。本文研究的目的就是基于散焦测距原理图像测量技术是近年来在测量领域中形成的新的测量技术,广泛应用于几何量的尺寸测量、航空遥感测量、精密复杂零件的微尺寸测量和外观检测,以及光波干涉图、应力应变场状态分布图等和图像有关的技术领域中M枷癫饬考际鹾屯枷翊砑际跏敲芮邢喙氐模酝枷翊砑际跷基础。图像测量的方法主要有三类:有源测距、无源测距以及有源与无源相结合的测距。本文研究的是无源测距。无源测量直接利用图像传感器信息来对物体景深估计与测量。无源测距实际上也是图像传感器测量,将图像信息通过变换装置转换成数字信号,再进行测量。测量欲确定被测对象上各点的位置坐标以及各位置相对应的亮度值等数据,一般是对图像进行扫描获得信息。在工业检测中,图像测量技术更有其独特的优点。光线传播速度极快,不仅适用于静态测量,也适用于动态测量。光路系统可以获得很高的信号放大率,因而测量准确度相当高。图像测量的方式灵活多样,非常适合于非接触测量等。K酝枷癫饬康氖视梅段Х浅9悖τ们熬肮憷ā5和数字图像处理技术,经过试验找出一种有效的方法,研制一种基于散焦图像测距原理的实时测量系统。图像测量的基础是数字图像处理。实时数字图像处理最大的困难在于,要求在极短的时间内处理视频数据和复杂的运算判断R环×。而底层次的图像处理一般要求每秒踔噶畹募扑闼俣龋即每秒百万条指令H绱烁叩乃俾试谝话愕募扑慊是难以实现的。这是因为通用的计算机都采用传统的冯·诺依曼·结构,它是单数据流的计算机体系结构。该结构对大量的数据处理产生严重的瓶颈效应,极大地限制了它在图像实时处哈尔滨工程大学硕士学位论文
国内外研究动态此后,巍理中的应用。为了满足高速实时处理领域中的需求,必须摆脱冯·诺依曼式体系结构的束缚。近年来,数字信号处理芯片的飞速发展,使得数字快速运算得以实现。其特点是:改进型哈佛结构,采用了多总线方式,取指令和执行指令同时进行,从而缓解了程序和数据争抢总线及存储器控制和管理问题,提高系统的并行度。多处理器并行结构,将信号处理问题分解成多个彼此独立的可处理的任务,多个处理器并行对上述各个任务分别进行处理。云涮赜械母咚佟⑽榷ḿ翱杀喑绦缘忍氐悖中藕糯带来了巨大的发展。际鹾褪滞枷翊硐嘟岷希哂屑ù蟮氖涤眉值和发展前景。散焦测距际酰钤缡怯蒔晏岢龅摹F浠本原理是:将摄像机的镜头光圈调到最小,取得第一张图像,接着将摄像机镜