基于小波变换的显微图像清晰度评价函数及3-D自动调焦技术

提出了基于小波变换的图像清晰度评价函数。采用大NA(数值孔径)和小NA的显微图像序列,比较分析了本文提出的评价函数和经典的归一化方差函数、熵函数、能量拉普拉斯函数以及另外两种基于小波变换评价函数的清晰度评价性能。同时采用带有标准偏差为25的高斯噪声显微图像序列,比较了这五种评价函数的抗噪能力。实验结果表明:提出的评价函数具有最高的聚焦精度和聚焦分辨率,且具有与抗噪能力最强的归一化方差函数相当的抗噪能力。提出了基于区域选择的自动聚焦方法,实现了处于不同深度的微操作对象的3-D自动聚焦。该评价函数和区域选择聚焦技术可以用于高精度的自动微操作作业中。进一步说明自动调焦是实现自动化微操作的关键技术,而其核心是清晰度评价函数的选取或构建。  

数字共焦显微仪序列光学切片自动采集方法研究

提出一种基于图像处理的数字共焦显微仪序列光学切片自动采集方法.方法分两个步骤:第一步是对细胞进行自动聚焦;第二步是细胞的起始点自动调焦定位及进行光学切片.方法采用清晰度评价函数作为判别标准,将灰度差分算法与拉普拉斯函数法相结合,通过计算机实现两个步骤的自适应调焦控制,进而实现光学切片的自动采集.实验结果表明,方法有较高的自动聚焦和细胞起始点定位的速度和准确性,对三维球形细胞序列光学切片图像采集,简单易行,效果良好.  

基于窗口模式的自动聚焦算法

随着数字智能化技术的不断成熟与提高，自动聚焦技术也日益完善并广泛应用。简单介绍了目前一些经典的图像清晰度评价函数，并提出一种改进的拉普拉斯算子的图像清晰度评价函数。该算法把整幅图像分成不同的窗口，提出一个新的概念——兴趣参数，并引入至不同窗口。经过与其它一些经典算法进行大量的实验研究对比，证明该算法在聚焦的适时性、灵敏性和准确性上都具有一定的优越性。  

投影微分法实现多光谱成像仪的自动对焦控制

基于投影微分算法提出了一种应用于多光谱成像仪的自动对焦方法,该方法结合图像处理单元和多个波段的探测器调焦辅助机构来同时实现多个波段的独立自动对焦.首先,根据观测需要对自动对焦窗口进行手动选取,或结合投影微分与目标边缘的对应关系进行对焦窗口的自动选择；然后,将参与自动对焦计算的图像的对焦窗口内的数据做x与y方向投影,对这两个方向投影数组的微分1范数均值求均方根,并将其作为该帧图像的清晰度评价值；最后,结合经典的爬山搜索算法,完成系统的自动对焦过程.实验结果显示,同等条件下投影微分算法与经典的Brenner、能量梯度及Roberts梯度和算法具有同样好的评价效果,能够准确地实现系统的自动对焦,而其算法时间分别仅为这3种算法的0.67、0.33和0.33倍.这些结果表明,投影微分算法具有良好的单峰性与无偏性、较高的灵敏度及很好的实时性,能够满足系统的高精度自动对焦要求.  

光学显微成像系统图像清晰度评价函数的对比

图像清晰度评价函数是评价各类成像系统成像质量的一个关键函数，为找到合适的图像清晰度评价算法，采用MATLAB软件对16种适用于光学显微成像系统的清晰度评价函数进行仿真，定量分析了不同算法的灵敏度、单峰性、无偏性以及运算速度。实验表明：Laplacian函数具有较高的单峰性、无偏性和灵敏度；存在高斯噪声时，Brenner函数、Tenengrad函数和基于Prewitt算子的函数以及中值滤波-离散余弦函数稳定性好；而存在椒盐噪声时，Roberts函数综合性能最优。  

基于图像清晰度评价的跟踪望远镜自动调焦算法研究

为了减小跟踪望远镜调焦时间,分析了自动调焦的光学原理及数字图像处理相关技术,提出一种适合跟踪望远镜的实时自动调焦算法。该算法基于对图像清晰度的评价,通过步进电机驱动次镜移动来搜索最佳成像位置,并且综合了全局搜索法与传统爬山法的优点。在实验中,完成了对远处静态目标自动对焦,有效地避免了局部峰值导致的对焦失败,在保证系统调焦精度的前提下使对焦速度小于3s。  

基因芯片荧光靶点显微成像自动调焦控制

在基因芯片荧光靶点阵列图像CCD扫描采集系统中,显微成像自动调焦控制是进行芯片杂交信号荧光靶点图像采集的先决条件.在定义图像清晰度评价函数的基础上,通过对实时采集的显微图像进行清晰度评价函数计算,采用基于粗精结合原则的自动调焦控制策略,实现了荧光靶点显微成像自动调焦控制.调焦控制实验表明,该方法显著提高了基因芯片荧光靶点图像聚焦和采集的效率.  

含噪声图像的多聚焦融合算法

由于常用的多聚焦融合算法不能很好地区分噪声和视觉上有意义的特征信息,本文提出了一种有效抑制图像噪声干扰的多聚焦图像融合算法。采用改进的基于自适应分块的图像融合算法并结合一种新的抗噪性好的清晰度评价算子有效解决了含噪图像的融合问题,取得了理想的图像融合效果。对融合图像的均方根误差和互信息进行了定量比较,结果表明,在不同强度的噪声干扰下,与对比度金字塔、小波变换和Contourlet变换方法相比,所提方法的平均均方根误差分别降低了4.288 9,4.479 1和4.187 1;平均互信息分别提高了2.366 4,3.282 5和2.063 9。本算法在噪声干扰下仍能准确地保持图像的有用信息,有效抑制噪声的影响,得到了比传统融合方法更优的视觉效果。  

基于光学自准直的航空相机自动调焦系统

分析了摄影环境的大气压力和温度的变化对航空相机离焦的影响,介绍了基于光学自准直的自动调焦系统的硬件电路原理和软件流程设计。基于光学自准直的检焦技术,选用两种图像清晰度评价函数,运用爬山搜索法采用变步长进行检焦控制,不仅有效地节省了检焦时图像处理的时间,而且提高了检焦的精度。通过引入高度和摄影角度数据,进行离焦量计算,通过控制驱动电路调整CCD的位置来完成自动调焦过程。经过光学测试和试飞证明,该系统满足了航空相机调焦精度要求。  

基于图像测量技术的微透镜定焦方法研究

简要描述了基于图像处理方法的微透镜阵列，焦距测量方法。该方法采用图像处理技术解决测量中的定焦问题。文中介绍了几种清晰度评价函数。并对其定焦的精度进行比较，选出较优的算法用来判断焦点位置。实验证明使用该方法可以满足微透镜焦距测量精度要求。