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高光谱成像仪的对焦技术有什么要求?

发布时间:2023-11-10
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高光谱成像技术结合了目前已经发展相对成熟的空间成像和光谱技术,二者的结合巧妙地实现了光谱信息与空间信息的平衡,补偿了两种信息的采集能力,实现了图谱信息的同时获取,为分析目标属性提供了客观依据。本文对高光谱成像仪的对焦技术的要求做了介绍。

高光谱成像技术结合了目前已经发展相对成熟的空间成像和光谱技术,二者的结合巧妙地实现了光谱信息与空间信息的平衡,补偿了两种信息的采集能力,实现了图谱信息的同时获取,为分析目标属性提供了客观依据。本文对高光谱成像仪的对焦技术的要求做了介绍。

高光谱成像仪

自动对焦是高光谱显微成像系统的关键,自动对焦一直是在数码相机、视频监控、科学研究、国防军事等领域的重点,是使系统获取高清晰目标图像的关键技术,随着科技的进步,制造已朝着智能化方向快速发展,对焦技术在智能机器人、监控探头、智能手机等电子设备中应用广泛,将对焦技术应用到机器人眼中用来观察目标,以便其进行下一步操作。在科学研究中,学者们运用显微镜观察细胞等组织结构,提高了科学实验的精确度和工作效率。在军事中,比如望远镜跟踪系统、无人机等涉及数字成像的方面很多,士兵可以通过微型无人机收集到的信息更好地执行任务,提升了军队的侦查能力。

随着精密仪器的不断发展,自动对焦已经成为显微成像系统中的必要部分,对焦可简单定义为目标图像由模糊到清晰,即系统的光电器件和成像系统对特定距离的目标物体的成像进行分析、处理、调整,由离焦到聚焦的一个过程。在医学数字病理诊断领域自动对焦是一项重要步骤,随着高精密仪器的增多,对对焦技术与日俱增的需求也进一步促进了光、机、电为一体的成像系统的发展,自动对焦技术涉及到光学、机械、电子等领域,在不需要外界参与的情况下,光学系统采集到的目标图像通过电学部分进行分析处理,并发送控制信息以使电机控制机械结构运作,从而完成自动对焦,得到最佳的高清晰图像。

经过不断的发展创新,自动对焦的方式逐渐多样化,调焦方法不同,其应用也不尽相同。根据调焦方式的不同,自动对焦可分为以测距为基础的自动对焦、以聚焦检测为基础的自动对焦、以图像处理为基础的自动对焦。根据是否使用附加的硬件模块,自动对焦可分为主动对焦和被动对焦。

主动式对焦需要额外增加硬件辅助设备,成像系统主动发出红外线或超声波,然后利用反射光线进行测距,从而反馈给系统进行调焦。被动聚焦不需要辅助设备,根据成像的结果进行调焦,可以分为对焦深度法和离焦深度法,离焦深度法是采集多帧离焦的目标图像,获得目标物体的深度信息,通过建立点扩散函数得到物距等信息。对焦深度法对采集到的每帧图像的清晰度进行评价,对采集到的目标原始图像进行分析和处理,利用图像清晰度评价函数对清晰度进行判别,根据搜索算法对离焦的方向和离焦程度进行确定,从而实现对位移平台的调整,对下一个位置进行采集、分析,直到达到最佳状态,完成系统的自动对焦。

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