光学计量仪器,如万能工具显微镜(UTM),分度头等,具有应用广泛、测量精度高、稳定性好等优点,广泛应用于测量领域。但高速发展的现代科技,对精密测量仪器的数字化和智能化等方面也提出了越来越高的要求。而过去生产的、至今仍在大量使用的传统目视光学仪器与当今数字化时代很不适应,急需进行数字化改造。而这种改造对用户来说,最好的方法就是在不改变原仪器的结构的前提下实现测量结果读数的自动化、数字化。本文结合图像测量技术及数字信号处理技术,在深入研究万能工具显微镜的工作原理和基本结构之上对其进行自动读数的升级改造。课题建立了一个以DSP为核心的万工显自动读数识别的硬件平台,开发了相关的系统软件,可实现视频图像的存储、处理和传输。实验结果和实际应用表明:此系统能够完成图像采集和处理的任务,它具有小型化、低功耗、低成本、处理速度高等特点,同时还具有很强的通用型,可以广泛的应用于仪表测量领域。本论文研究的主要内容有以下三个方面:一、万工显自动读数系统的总体方案设计。包括自动读数系统的工作原理、自动读数系统的图像处理方案、CCD的选用以及系统的机械和照明等方面。二、DSP图像处理系统的设计。根据课题需要,选用了TMS320VC5410A作为核心处理器,设计了用于万工显自动读数识别的硬件系统,采用面阵CCD作为视频信号的输入,使用CPLD实现采集控制和数据缓冲,能够有效地实现图像采集及处理的功能。三、万工显自动读数算法的设计及分析。针对万工显螺旋显微镜视场图像特点,深入地研究了相关的处理技术,设计了用于万工显自动读数的图像处理算法。编写了Matlab语言的算法代码,利用图像采集卡和PC机进行了自动读数的实验,对当前系统的精度进行了分析并提出了系统改进的方法。实验结果表明,当前系统能够达到2μm的测量精度。