《电子技术应用》
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基于显微成像系统最优聚焦函数选取
2023年电子技术应用第5期
吕美妮1,2,甘辉1,2,王奎奎1,2,彭国晋1,2
(1.梧州学院 电子与信息工程学院,广西 梧州 543002;2.广西机器视觉与智能控制重点实验室,广西 梧州 543002)
摘要: 与光学成像系统不同,光学显微的成像系统景深较小,在聚焦过程中的主要核心问题在于聚焦评价函数的选取。针对目前常用的8种聚焦评价函数进行实验,并对聚焦评价曲线进行定性分析,采用灵敏度因子、清晰度度比率、平缓区波动量以及运行时间进行定量分析,结合分析数据选取出适用于显微成像系统的最优聚焦评价函数。
中图分类号:TP391
文献标志码:A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223163
中文引用格式: 吕美妮,甘辉,王奎奎,等. 基于显微成像系统最优聚焦函数选取[J]. 电子技术应用,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

光学显微镜作为医疗、生化、教育和检测等行业的基础设备,广泛应用于生物医学、制药、科研、石化、地质矿产、电子工业、全自动检测等领域。自动聚焦技术是光学显微镜成像系统中至关重要的技术,决定其精度、效率和稳定性。

自动聚焦技术主要分为主动式和被动式。主动式自动聚焦技术主要依靠传感器,通过测量被测物体与成像面的距离,再依靠成像原理计算出离焦量。被动式自动聚焦技术是基于图像处理技术,通过对采集到的图像进行信息数据分析,判断当前图像的聚焦程度。由于被动式自动聚焦技术不需要添加额外的传感器,仅利用获取的图像序列就能进行分析系统的聚焦程度,近年来得到广泛的应用。被动式自动聚焦技术主要分为两类:聚焦深度法(Depth From Focus, DFF)和是离焦深度法(Depth From Defocus, DFD)。DFD需根据成像系统建立一定的数学模型,由于各成像系统不同,建立数学模型所需的参数具有一定的差异性,故DFD在实际应用中并不广泛。而DFF无需根据成像系统建立复杂的数学模型,只需利用图像内容的分布特点,灵活选取聚焦窗口以及评价函数,目前适用性较高。其中,聚焦深度法主要包括3个核心问题:聚焦窗口的选取、聚焦评价函数的选择和极值搜索算法的设计。

本文利用显微成像系统以及自动聚焦技术,针对目前常用的8种显微成像系统的聚焦评价函数进行灵敏度、清晰度比率、平缓区波动量和处理时间上数据分析,选取出适用于显微成像系统的最优聚焦评价函数。



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作者信息:

吕美妮1,2,甘辉1,2,王奎奎1,2,彭国晋1,2

(1.梧州学院 电子与信息工程学院,广西 梧州 543002;2.广西机器视觉与智能控制重点实验室,广西 梧州 543002)


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