稀疏图像内容情况下显微镜自动聚焦算法

自动聚焦是全自动显微成像中的关键技术.为了解决在极低内容密度(稀疏内容)情况下传统聚焦方法无法成功找到焦平面的问题提出一种基于图像内容重要度加权的聚焦函数增强算法.该算法利用聚焦过程中当前图像和参考图像中对应像素沿光轴方向的梯度变化规律对像素进行分类,并根据不同像素对图像清晰程度判决的贡献大小自适应调整当前像素的重要度因子,通过这种方式增强了图像内容像素的计算权重并有效抑制了镜头杂质及背景噪声,极大地增强了聚焦曲线的陡峭度在此基础上,采用图像分块的方式来克服显微镜Z轴机械系统误差对算法性能的影响并降低算法复杂度.实验结果表明,在图像内容非常稀疏的情况下,该算法的聚焦成功率高达90％,而传统聚焦算法的成功率仅为24％.     

显微镜一种新的自动聚焦算法

在开发普通光学显微镜自动聚焦系统的过程中,超初作者采用图像灰度熵和灰度方差这两种常用的显微镜聚焦算法,但实际应用效果不很理想。经检验发现了两种算法的一些不足之处,并针对这些不足点加以改进,进而提出了灰度差分绝对值之和算法。经实际聚焦过程中的对比实验,证明了新算法在聚焦可靠性、聚焦速度及聚焦结果等方面都具有一定的优越性。     

稀疏图像内容情况下显微镜自动聚焦算法?

自动聚焦是全自动显微成像中的关键技术。为了解决在极低内容密度(稀疏内容)情况下传统聚焦方法无法成功找到焦平面的问题,提出一种基于图像内容重要度加权的聚焦函数增强算法。该算法利用聚焦过程中当前图像和参考图像中对应像素沿光轴方向的梯度变化规律对像素进行分类,并根据不同像素对图像清晰程度判决的贡献大小自适应调整当前像素的重要度因子,通过这种方式增强了图像内容像素的计算权重并有效抑制了镜头杂质及背景噪声,极大地增强了聚焦曲线的陡峭度。在此基础上,采用图像分块的方式来克服显微镜Z轴机械系统误差对算法性能的影响并降低算法复杂度。实验结果表明,在图像内容非常稀疏的情况下,该算法的聚焦成功率高达90%,而传统聚焦算法的成功率仅为24%。     

基于高清网络摄像机的自动聚焦算法

针对传统的聚焦评价函数运算量大、峰值搜索算法易受干扰且视频质量反复变化的问题,实现一种较传统聚焦评价函数与爬山算法相结合的聚焦算法更好的自动聚焦算法.采用TI公司的TMS320DM368处理器自带的自动聚焦(AF)引擎作为硬件实现的聚焦评价函数;采用的峰值搜索算法将聚焦曲线分为聚焦区和散焦区,在散焦区使用大步长的GM(1,1)模型预测搜索方向,在聚焦区使用小步长的爬山算法搜索峰值.实验结果表明,该算法拥有更好地实时性与准确性,适用于高清网络摄像机的自动聚焦.     

基于图像清晰度的快速自动聚焦算法

提出了一种新的快速自动聚焦算法;通过梯度阈值处理提高聚焦图像的信噪比,对选取的聚焦窗口采用图像边缘点判据与改进的Tenengrad聚焦函数相结合的方法,通过自适应变步长登山搜索算法实现了自动聚焦过程从快速粗调到精确细调的过渡;验证结果证明该算法和实际聚焦过程吻合,比已有的聚焦算法在聚焦可靠性、速度及灵敏度上有较大提高。     

岩石薄片显微图像的自动聚焦算法

岩石薄片显微图像在有较多的平坦背景区域且受到杂质和噪声干扰时,现有的聚焦算法极易出现自动聚焦失败。本文针对岩石薄片显微图像的相关特性,提出一种改进的Vollath函数清晰评价函数,该算法基于图像的互相关函数,可以有效抑制噪声、减少杂质干扰,再结合变步距渐进爬山算法实现岩石薄片显微图像的自动聚焦。大量实验表明,该算法基本可以满足实时性要求,并表现出卓越的单峰性和抗噪性,已在岩石薄片显微图像的自动聚集中进行实际应用。     

显微视觉系统中自动聚焦算法的研究

针对自动聚焦过程中的聚焦评价函数、聚焦窗口、搜索算法进行了研究。首先改进了Robert函数增加了聚焦评价函数的陡峭度;其次针对固定聚焦窗口无法准确找到聚焦物体的缺点,提出了一种动态选择聚焦窗口的方法,该方法将图像分块,利用不同子块的梯度变化程度区分物体和背景,该方法更具适应性;进而提出了大步长和小步长相结合的爬山搜索算法,经过改进后的爬山搜索算法能更准确地找到焦平面;最后通过自行研发的显微视觉系统验证了所提自动聚焦方案的有效性。     

显微镜载物台自动控制及自动聚焦系统设计

为了解决自动测量系统中的自动聚焦问题 ,在普通光学显微镜上加装了自动载物台 ,并设计了相关的软硬件接口。在自动测量系统的开发过程中 ,提出了判定图像清晰度的八邻点平方差之和算子与变步距遍历搜索算法 ,在实际应用中达到了较好的效果。     

基于FPGA的步进电机驱动及自动聚焦的实现

基于Xilinx公司的Spartan-IIE系列FPGA XC2S300E-6-PQ208C完成了一种聚焦马达驱动及自动聚焦的完整设计。该设计接收CCD图像传感器套件输出的图像信号,采用一种改进的灰度差分法作为聚焦评价函数,即将一场图像的所有像素的亮度值与周围像素的亮度值差的绝对值的和作为聚焦评价函数,根据相邻同场的聚焦评价函数的比较结果,配合相应的搜索策略来控制步进电机的转动方向,实现图像的自动聚焦。实际实现的聚焦效果优于改进前的聚焦算法。     

一种光学显微自动聚焦系统设计与实现

针对普通CCD拍摄的低对比度生物样品图像,设计并实现了一种以PC机为控制核心的光学显微镜自动聚焦系统。系统采用弹性联轴器与显微镜调焦轴直接耦合的方式,结合细分驱动,有效地消除了传动机构的回程差,提高了聚焦控制精度。在对几种常用图像清晰度评价算子进行分析的基础上,证实了图像自相关算子是评价低对比度生物样品图像清晰度的有效算法。实验结果表明,该系统自动聚焦的准确度和实时性基本上满足生物学研究的需要。     

光电经纬仪图像测量中的自动调焦系统研究

针对经纬仪传统自动调焦中因目标距离数据不足而无法使用的缺点,从获取的数字图像中提取表征图像清晰度特征的聚焦量入手,设计实现了经纬仪自动调焦系统;首先对自动调焦系统进行了总体结构设计,其次设计开发了图像采集存储处理控制单元的软硬件,设计了自动调焦的控制过程,实现了基于图像处理的经纬仪自动调焦;实验结果表明,在外场工作条件下,应用该系统对静止目标和多数运动目标均能获得良好的调焦效果。     

基于边界梯度的自动调焦评价函数

介绍了若干常用的评价函数,针对基于全图像数据的评价函数的不足,提出了基于边界梯度的评价函数,经过二值边界提取后,利用边界处的边缘强度来计算评价值。为克服该函数计算费时较多的缺点,提出了一个粗调-细调结合的自动调焦方法。在实际图像上的实验结果表明,提出的方法有效,相比已有评价函数准确性更高,计算速度也可接受。     

一种基于灰度分割的自动调焦算法

针对红外图像的自动调焦问题,提出了基于灰度分割的图像清晰度评价函数,对比传统的图像清晰度评价算法,新算法满足无偏性和单峰性,并且具有更高的灵敏度和较快的计算速度。     

超大视场自适应快速对焦算法

为满足超大视场机器视觉自动对焦系统快速检测的要求,研究了一种基于对焦深度的自适应快速对焦算法。该算法采用粗对焦与精确对焦相结合的二级对焦策略,在不同的检测区域实现自适应选择最佳评价函数,实现自适应快速对焦。实验结果表明该算法在保持调焦精度的前提下,能够在大视场内快速聚焦,最终实现平均对焦时间小于0.5 s,一次性对焦成功率高达95%,满足自动对焦系统对高速、高精度自动对焦的要求。     

显微镜平台自动控制系统的设计

设计了一种新型的带USB接口的显微镜平台自动控制系统,给出了技术解决方案。该方案提供对显微镜平台的两种控制方式:计算机自动控制模式和操纵杆手工控制模式。该方案改造加工工作量小,成本低,具有较好的市场推广前景。     

基于微型工业电脑的设备柔性化改造

针对某汽车电器厂原有进口的汽车锁芯自动化装配设备控制系统结构封闭、所装配锁芯单一的缺点,从控制系统硬件和软件的角度,探讨了利用微型工业电脑对该设备进行柔性化和开放性改造的相关技术,给出了系统的总体架构,较为详细的介绍了微型工业电脑与可编程逻辑控制器之间的链接方式、数据采集方法和具体通信方式的实现技术。     

自适应的数码相机自动白平衡算法

提出了一种色温估计方法,并在此基础上实现了一个自适应的数码相机自动白平衡算法．该算法充分考虑了Y和Cb,Cr之间的相关性,挑选更合适的白色像素进行平均色差计算,以提高色温估计的精度．在一个数码相机处理器的设计中实现了该算法．测试结果表明该算法的色温估计精度比传统算法有较大提高．     

改进DCT的自动聚焦算法

图像自动聚焦算法聚焦值的选择是数字相机自动聚焦系统的关键问题。提出了一种新的聚焦值算法,是基于DCT变换后的高频分量。实验结果表明,改进的DCT算法比其他评价函数更为准确、稳定和可靠,对脉冲噪声有很好的抑制。