《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于顯微成像系統(tǒng)最優(yōu)聚焦函數(shù)選取
2023年電子技術(shù)應(yīng)用第5期
呂美妮1，2，甘輝1，2，王奎奎1，2，彭國晉1，2
（1.梧州學(xué)院 電子與信息工程學(xué)院，廣西 梧州 543002；2.廣西機器視覺與智能控制重點實驗室，廣西 梧州 543002）
摘要： 與光學(xué)成像系統(tǒng)不同，光學(xué)顯微的成像系統(tǒng)景深較小，在聚焦過程中的主要核心問題在于聚焦評價函數(shù)的選取。針對目前常用的8種聚焦評價函數(shù)進行實驗，并對聚焦評價曲線進行定性分析，采用靈敏度因子、清晰度度比率、平緩區(qū)波動量以及運行時間進行定量分析，結(jié)合分析數(shù)據(jù)選取出適用于顯微成像系統(tǒng)的最優(yōu)聚焦評價函數(shù)。
中圖分類號：TP391
文獻標志碼：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223163
中文引用格式： 呂美妮，甘輝，王奎奎，等. 基于顯微成像系統(tǒng)最優(yōu)聚焦函數(shù)選取[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2023，49(5)：94-98.
英文引用格式： Lv Meini，Gan Hui，Wang Kuikui，et al. Selection of optimal focusing function based on microscopic imaging system[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(5)：94-98.
Selection of optimal focusing function based on microscopic imaging system
Lv Meini1，2，Gan Hui1，2，Wang Kuikui1，2，Peng Guojin1，2
(1.School of Electronic and Information Engineering， Wuzhou University， Wuzhou 543002， China； 2.Guangxi Key Laboratory of Machine Vision and Intelligent Control，Wuzhou 543002， China)
Abstract： Different from the optical imaging system, the imaging system of optical microscope has a small depth of field. The main core problem in the focusing process is the selection of focusing evaluation function. In this paper, eight commonly used focus evaluation functions are tested, and the focus evaluation curve is qualitatively analyzed. The sensitivity factor, sharpness ratio, fluctuation in gentle area and running time are used for quantitative analysis. Combined with the analysis data, the optimal focus evaluation function suitable for micro imaging system is selected.
Key words : automated and connected vehicles；accidentalgorithms；risk allocation

0　引言

光學(xué)顯微鏡作為醫(yī)療、生化、教育和檢測等行業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)備，廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、制藥、科研、石化、地質(zhì)礦產(chǎn)、電子工業(yè)、全自動檢測等領(lǐng)域。自動聚焦技術(shù)是光學(xué)顯微鏡成像系統(tǒng)中至關(guān)重要的技術(shù)，決定其精度、效率和穩(wěn)定性。

自動聚焦技術(shù)主要分為主動式和被動式。主動式自動聚焦技術(shù)主要依靠傳感器，通過測量被測物體與成像面的距離，再依靠成像原理計算出離焦量。被動式自動聚焦技術(shù)是基于圖像處理技術(shù)，通過對采集到的圖像進行信息數(shù)據(jù)分析，判斷當前圖像的聚焦程度。由于被動式自動聚焦技術(shù)不需要添加額外的傳感器，僅利用獲取的圖像序列就能進行分析系統(tǒng)的聚焦程度，近年來得到廣泛的應(yīng)用。被動式自動聚焦技術(shù)主要分為兩類：聚焦深度法(Depth From Focus, DFF)和是離焦深度法(Depth From Defocus, DFD)。DFD需根據(jù)成像系統(tǒng)建立一定的數(shù)學(xué)模型，由于各成像系統(tǒng)不同，建立數(shù)學(xué)模型所需的參數(shù)具有一定的差異性，故DFD在實際應(yīng)用中并不廣泛。而DFF無需根據(jù)成像系統(tǒng)建立復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，只需利用圖像內(nèi)容的分布特點，靈活選取聚焦窗口以及評價函數(shù)，目前適用性較高。其中，聚焦深度法主要包括3個核心問題：聚焦窗口的選取、聚焦評價函數(shù)的選擇和極值搜索算法的設(shè)計。

本文利用顯微成像系統(tǒng)以及自動聚焦技術(shù)，針對目前常用的8種顯微成像系統(tǒng)的聚焦評價函數(shù)進行靈敏度、清晰度比率、平緩區(qū)波動量和處理時間上數(shù)據(jù)分析，選取出適用于顯微成像系統(tǒng)的最優(yōu)聚焦評價函數(shù)。



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作者信息：

呂美妮1，2，甘輝1，2，王奎奎1，2，彭國晉1，2

（1.梧州學(xué)院 電子與信息工程學(xué)院，廣西 梧州 543002；2.廣西機器視覺與智能控制重點實驗室，廣西 梧州 543002）


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