基于网络平台下的显微镜自动聚焦技术研究

摘要

随着计算机网络技术的不断发展以及应用，使得现在人们的生活和工作方式发生巨大的变化。目前网络技术除了广泛用于信息共享之外，还可以通过计算机网络来传输控制数据，因而将控制系统进行联网实现基于网络的远程控制系统已经成为控制领域的一大热门趋势。
　　自动聚焦技术在各种成像系统中已得到了广泛应用，只要涉及到成像系统几乎都用到了自动聚焦技术。比如，日常生活中所用到的数码相机、科学研究、军事应用等等。本文就是设计实现一种基于网络环境下的显微镜自动聚焦系统。此系统基于Java C/S(Client/Server，客户机/服务器)模式下网络控制技术、自动聚焦技术和单片机驱动步进电机来实现显微镜自动聚焦。系统主要分C端(客户端)和S端(服务器端)。在C端对视频信号进行实时接收与播放、控制指令的发送。在S端对CMOS摄像头输出的视频信号进行捕捉播放、通过网络进行实时发送视频、将视频帧转化为单幅图像并对图像进行处理、聚焦评价函数设计与聚焦评价函数值计算、接收与响应控制指令以及与单片机进行通信。聚焦执行部分利用单片机与步进电机驱动器实现驱动步进电机执行自动调焦。
　　本文是将网络控制与自动聚焦两种技术实现融合。本文主要做了以下几个方面的工作；在网络控制方面：利用基于Java C/S模式下的JMF(java TM Media Framework)技术与Java Socket通信技术通过设计软件来实现网络控制；自动聚焦方面：是通过利用数字图像处理方法设计软件来实现自动聚焦评价值计算以及设计搜索算法来实现自动聚焦。自动聚焦执行部分：利用单片机给步进电机驱动器发送时钟脉冲信号用来控制步进电机转速和发送转向控制信号用来控制步进电机正反转来实现调焦。
　　通过以上几个方面的工作，最后在局域网下进行了实验证明所设计的系统完全能够满足在网络环境下实施对显微镜进行自动聚焦控制，能够很好的满足实时性、精确性的要求。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 结论

1.1 选题依据

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究意义

1.4 本文主要研究内容

第二章 网络控制相关技术

2.1 开发环境ECLIPSE简介

2.2 开发语言选择

2.3 流媒体技术及其通信协议

2.4 JMF技术

2.5 Socket通信

2.6 视频压缩技术

2.7 本章小结

第三章 自动聚焦基本理论与方法

3.1 自动聚焦原理

3.2自动聚焦方法

3.3 聚焦评价函数研究

3.4 聚焦区域选择

3.5 聚焦搜索算法

3.6 本章小结

第四章 基于网络平台的自动聚焦系统实现

4.1 客户端具体实现

4.2 服务器端具体实现

4.3 单片机串口通信及控制步进电机

4.4 实验结果及分析

4.5 本章小结

第五章 结论

5.1 总结

5.2 展望

5.3 结束语

参考文献

研究生阶段发表的与课题相关的论文

致谢

声明