一、显微镜的传统对焦技术
1.像偏移法
像偏移法运用三角测距原理,由被摄物体发出的光线,一起进入测距器的左、右两端,并成像在接纳元件上,经过两组间的信号比较,求得适宜的对焦位
2.PSD测距法
PSD测距体系是另一种依据三角测距原理的主动对焦技术31。红外发光管经准直透镜向被摄方针发射红外辐射,用承受透镜收集经物体漫反射后的辐射,并会聚在方位检测器材PSD上。经过对PSD输出电流比值的探测和运算得到被测物体的物距,然后经过镜头控制体系到达主动对焦的目的。
3.对比度法
当体系对焦时,图画对比度最强;体系离焦时,图画对比度下降,离焦量越大,对比度越低。因而,能够经过一维CCD作对比度检测,依据检测结果判别是否对焦,并对离焦状况进行对焦处理。
二、主动对焦显微镜依据数字图画处理的对焦办法
在数字成像体系中,能够经过数字图画处理的办法完成主动对焦。依据数字图画处理的对焦办法分为两大类:对焦深度法和离焦深度法331.对焦深度法
对焦深度法简称DFF(Depth from Focus),是一种建立在搜索过程上的对焦办法。它经过一系列对焦逐渐精确的图画来确定物点至成像体系的距离。这个搜索过程需求不同成像参数下的多幅图画,所用图画越多则对焦精度越高。理想的对焦点评函数要求是单峰值,单调的,在最佳对焦方位取得最大值。为了能够精确地探测峰值的方位,削减由于噪声发生的局部极大值己经边际凸出效应的干扰,能够运用Fibonacci搜索法以及高斯曲线拟合法34
2.离焦深度法
离焦深度法简称DFD(Depth from Defocus),与DFF不同的是,是一种从离焦图画中取得深度信息然后完结主动对焦的办法。这种办法只需求取得2-3幅的不同成像参数下的图画,就能够完结主动对焦过程35,36,37。这种办法要求事先用数学模型描述成像体系,然后依据少数的成像方位获取的图画来计算最佳对焦方位。由于计算所需求图画数少,大大削减了驱动电机等机械结构所需求时刻,所以离焦深度法快,但是对焦精度不及DFF办法高。DFD办法主要有两类。其一是Sang Ku Kim等人提出的依据图画康复的离焦深度法,依据图画中的某些有代表性的信息来计算出成像体系的点分散函数,运用图画的退化模型,反演计算出模糊图画的原图38。这种办法的关键在于从图画中获取必定的有代表性的信息,由于它并不是依据恣意方针物体的,有必定局限性。例如:Sang Ku Kim等人提出的办法就要求被康复图画中有较显着的边际信息。另一类是依据模糊程度(弥散斑的巨细)剖析的办法39,40依据几何光学的原理能够找到弥散斑巨细与镜头成像参数之间的关系,然后计算出最佳成像方位。
三、视频信号剖析法
前述的对焦办法一般用于传统的照相体系,跟着新一代成像器材CCD的呈现,主动对焦所需求的信息也越来越丰厚。对于对焦精确的图画,画面明晰,轮廓清楚,图画高频成分的电平起伏大;离焦时,画面不明晰,轮廓不清楚,高频成分的电平起伏小.视频信号剖析法采用图2-2所示的结构剖析信号成分。
视频信号剖析法通对CCD输出的视频信号的高、中、低频分量进行测验剖析,依据不同离焦程度时各频率成分的变化来判别是否对焦,并驱动镜头或CCD完成对焦。视频信号剖析法的特点是运算量小,完成简略,用单片机体系即可完成剖析于控制30,32,在一些摄像体系中广泛应用。