如何用显微镜自动聚焦找出聚焦图像位置

文章出处：网责任编辑：作者：人气：-发表时间：2017-12-07 10:51:00

光学显微镜能实现自动对焦吗？其实，可以通过一些手段实现这些功能的，下面就跟着沃德普仪器一起来了解一下怎样使光学显微镜进行自动对焦吧！

在光学显微镜下观察及操控一个对象，第一步就是要进行对焦。这里实验室要做一个关于显微镜自动对焦的系统。

简而言之，大致分为以下三个方面：

A. 设计一个机构，将电机连接到显微镜的细准焦螺旋，用电机代替手工调焦。这是实现自动化必备的基础，这里用的是步进电机。

B. 控制电机部分，主要涉及电机的驱动、控制以及与电脑端之间的通信。

C. 视觉反馈部分，通过对显微镜采集到的图像进行视觉评估找出聚焦图片的位置，从而通过通信操作电机到指定位置。

这里，我们主要介绍第3部分。即在得到一个显微镜采集到的包含“离焦-聚焦-离焦”过程的连续图像后，如何找到聚焦图像的位置。

理论介绍

大部分人都应该有经验，离焦情况下图像都比较模糊，而聚焦情况下图像边缘更为清晰。据此，大概有以下几种评估方法：

1.使用图像的灰度方差函数对图像进行评估

图像灰度方差的大小表示图像像素灰度分布的离散程度：当图像完全模糊时，图像像素点的灰度值分布离散程度较小，对应的灰度方差较小；而当图像较清晰时，图像像素点的灰度值分布离散程度较大，对应的灰度方差较大。

2.使用Laplace找图像边缘从而对图像进行评估

图像越清晰，边缘越明晰。因此可以通过找边缘的方式对图像进行聚焦评估，这里使用拉普拉斯算子找图像边缘。

3.使用使用图像的灰度熵（Gray entropy ）作为评价函数

了解点信息论的应该清楚，对于一个事物知道的信息越多，确定性就越大，熵越小。对应于图像，图像越模糊，确定性越小，熵越大；反之越小。

4.空间域图像转换到频域，通过高频部分对图像进行评估

频域图像中，高频部分对应图像边缘信息，跟方法2类似，通过高频部分值的大小来评估图像清晰度。

其实使用光学显微镜进行自动对焦，也许会一般不熟悉显微镜的朋友来说，有点难度，可以有更简单的方法，就是选择沃德普高清视频显微镜，详细参数可了解沃德普仪器官网。

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