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c# - USB显微镜的自动对焦算法

coder 2024-05-21 原文

我正在尝试为低成本 USB 显微镜设计自动对焦系统。我一直在开发硬件方面的精密 PAP 电机，它能够调节 microscope 中的聚焦旋钮。 ，现在我处于困难的部分。

我一直在思考如何实现这个软件。硬件有两个 USB 端口，一个用于显微镜相机，另一个用于电机。我最初的想法是用 C# 编写一个应用程序，它能够从显微镜获取图像并前后移动电机，到目前为止一切顺利:)

现在我需要一些关于自动对焦的帮助，如何实现它？有什么好的算法吗？或者可能是一个可以帮助我完成任务的图像处理库？

我一直在谷歌搜索，但没有成功...我将不胜感激任何帮助/想法/建议!

非常感谢:)

编辑:谢谢你们的回答，我会尝试所有的选项并返回这里返回结果(或者可能有更多问题)。

最佳答案

最重要的部分是代码，它告诉您图像失焦的程度。由于未聚焦的图像会丢失高频数据，因此我会尝试以下操作:

long CalculateFocusQuality(byte[,] pixels)
{
  long sum = 0;
  for(int y = 0; y<height-1; y++)
    for(int x=0; x<width-1; x++)
    {
      sum += Square(pixels[x+1, y] - pixels[x, y]);
      sum += Square(pixels[x, y] - pixels[x, y+1]);
    }
  return sum;
}

int Square(int x)
{
  return x*x;
}

如果图像有噪声，此算法将无法正常工作。在这种情况下，您可以对其进行下采样，或使用更复杂的算法。

或者另一个想法是计算像素值的变化:

long CalculateFocusQuality(byte[,] pixels)
{
  long sum = 0;
  long sumOfSquares = 0;
  for(int y=0; y<height; y++)
    for(int x=0; x<width; x++)
    {
      byte pixel=pixels[x,y];
      sum+=pixel;
      sumofSquares+=pixel*pixel;
    }
  return sumOfSquares*width*height - sum*sum;
}

这些函数适用于单色图像，对于 RGB 图像，只需对 channel 的值求和即可。

使用此函数更改焦点以尝试最大化 CalculateFocusQuality。如果连续多次尝试提高了质量，则增加步长；如果步长降低了质量，则减小步长并反转方向。

关于c# - USB显微镜的自动对焦算法，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/4224817/

c#对焦sectionpixelsCalculateFocusQualityalgorithmimagehardwareautofocus

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