高光譜成像儀的對焦技術有什么要求?
發布時間:2023-11-10
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高光譜成像技術結合了目前已經發展相對成熟的空間成像和光譜技術,二者的結合巧妙地實現了光譜信息與空間信息的平衡,補償了兩種信息的采集能力,實現了圖譜信息的同時獲取,為分析目標屬性提供了客觀依據。本文對高光譜成像儀的對焦技術的要求做了介紹。
高光譜成像技術結合了目前已經發展相對成熟的空間成像和光譜技術,二者的結合巧妙地實現了光譜信息與空間信息的平衡,補償了兩種信息的采集能力,實現了圖譜信息的同時獲取,為分析目標屬性提供了客觀依據。本文對高光譜成像儀的對焦技術的要求做了介紹。
自動對焦是高光譜顯微成像系統的關鍵,自動對焦一直是在數碼相機、視頻監控、科學研究、國防軍事等領域的重點,是使系統獲取高清晰目標圖像的關鍵技術,隨著科技的進步,制造已朝著智能化方向快速發展,對焦技術在智能機器人、監控探頭、智能手機等電子設備中應用廣泛,將對焦技術應用到機器人眼中用來觀察目標,以便其進行下一步操作。在科學研究中,學者們運用顯微鏡觀察細胞等組織結構,提高了科學實驗的精確度和工作效率。在軍事中,比如望遠鏡跟蹤系統、無人機等涉及數字成像的方面很多,士兵可以通過微型無人機收集到的信息更好地執行任務,提升了軍隊的偵查能力。
隨著精密儀器的不斷發展,自動對焦已經成為顯微成像系統中的必要部分,對焦可簡單定義為目標圖像由模糊到清晰,即系統的光電器件和成像系統對特定距離的目標物體的成像進行分析、處理、調整,由離焦到聚焦的一個過程。在醫學數字病理診斷領域自動對焦是一項重要步驟,隨著高精密儀器的增多,對對焦技術與日俱增的需求也進一步促進了光、機、電為一體的成像系統的發展,自動對焦技術涉及到光學、機械、電子等領域,在不需要外界參與的情況下,光學系統采集到的目標圖像通過電學部分進行分析處理,并發送控制信息以使電機控制機械結構運作,從而完成自動對焦,得到最佳的高清晰圖像。
經過不斷的發展創新,自動對焦的方式逐漸多樣化,調焦方法不同,其應用也不盡相同。根據調焦方式的不同,自動對焦可分為以測距為基礎的自動對焦、以聚焦檢測為基礎的自動對焦、以圖像處理為基礎的自動對焦。根據是否使用附加的硬件模塊,自動對焦可分為主動對焦和被動對焦。
主動式對焦需要額外增加硬件輔助設備,成像系統主動發出紅外線或超聲波,然后利用反射光線進行測距,從而反饋給系統進行調焦。被動聚焦不需要輔助設備,根據成像的結果進行調焦,可以分為對焦深度法和離焦深度法,離焦深度法是采集多幀離焦的目標圖像,獲得目標物體的深度信息,通過建立點擴散函數得到物距等信息。對焦深度法對采集到的每幀圖像的清晰度進行評價,對采集到的目標原始圖像進行分析和處理,利用圖像清晰度評價函數對清晰度進行判別,根據搜索算法對離焦的方向和離焦程度進行確定,從而實現對位移平臺的調整,對下一個位置進行采集、分析,直到達到最佳狀態,完成系統的自動對焦。
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