[发明专利]基于光学图像清晰度的自动对焦方法及相关设备

说明书

本申请实施例属于自动化控制领域，涉及一种基于光学图像清晰度的自动对焦方法、装置、计算机设备和存储介质，其中方法包括初始化物镜以及载物台的位置；以设定步长沿z轴上或下调整对焦距离，连续采集3张光学调焦图像；计算每张所述光学调焦图像的清晰度；对比所述清晰度，根据对比结果调整对焦距离，直到所述光学调焦图像的清晰度满足设定要求。采用本方法在显微镜扫描平台的X轴、Y轴上设定逐行逐列扫描，Z轴上设计并实现自动对焦算法，并根据不同的图像清晰度计算方法，和对焦平面搜索算法两个方面对自动对焦算法进行改进，提高对焦的准确率以及效率。

技术领域

本申请涉及自动化控制领域，特别是涉及一种基于光学图像清晰度的自动对焦方法及相关设备。

背景技术

自动对焦技术起初是为了应对照相时不断需要的手动对焦，因此该技术首先是应用在照相系统中。传统的自动对焦技术，是根据镜头和目标间的距离，测算合适的焦平面位置，该类方法十分粗糙，效果较差。随着图像处理技术的不断发展与在各领域的应用，研究者试图通过测算图像的清晰度，对对焦效果实时作出评价不断调整对焦程度，达到最终的对焦效果。该类方法目前比较流行，且国内外很多学者提出了自己的研究成果。

杨斯涵提出的基于边缘特征的图像清晰度评价算法通过对当前帧图像的判断即可得到其与主观清晰度对应的参量，但当图像背景复杂，目标物体又很小时易受噪声影响。张丰收等人提出一种改进的Sobel梯度对焦算；李郁峰等人提出的灰度差分聚焦评价函数，能有效滤除噪声，增强稳定性。搜索算法是对焦深度法中的关键技术，其实际上是一个一维极值的最优化问题，找到对焦评价函数曲线最高点对应的位置，即最佳对焦位置。

但是以上方法普遍存在以下问题：首先是抗噪性较差，影响对焦结果的准确性，其次是对于杂质、垃圾细胞干扰平面不能很好的排除，同时还存在采集大量对焦平面附近图像进行比对，造成对焦速度慢，效率低下的问题。

发明内容

基于此，本申请提供一种基于光学图像清晰度的自动对焦方法及相关设备，以解决现有技术中对焦速度慢，效率低下的技术问题。

一种基于光学图像清晰度的自动对焦方法，所述方法包括：

初始化物镜以及载物台的位置；

以设定步长沿z轴上或下调整对焦距离，连续采集3张光学调焦图像；

计算每张所述光学调焦图像的清晰度；

对比所述清晰度，根据对比结果调整对焦距离，直到所述光学调焦图像的清晰度满足设定要求。

一种基于光学图像清晰度的自动对焦装置，所述装置包括：

初始模块，用于初始化物镜以及载物台的位置；

采集模块，用于以设定步长沿z轴上或下调整对焦距离，连续采集3张光学调焦图像；

计算模块，用于计算每张所述光学调焦图像的清晰度；

调整模块，用于对比所述清晰度，根据对比结果调整对焦距离，直到所述光学调焦图像的清晰度满足设定要求。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于光学图像清晰度的自动对焦方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于光学图像清晰度的自动对焦方法的步骤。

上述基于光学图像清晰度的自动对焦方法、装置、计算机设备和存储介质，通过设定步长，连续采集多张图像，然后实时计算采集到的光学调焦图像的清晰度，通过对清晰度进行对比，并根据对比结果进行对焦距离的调整，解决了现有技术中对焦速度慢，效率低下的技术问题。

附图说明