3．2 自動調焦
調焦是指沿光軸方向改變物面與物鏡的相對位置，使物像關系滿足高斯關系，以獲得清晰的物鏡初次像的工作過程。
基于PC機的自動調焦實驗平臺，已搭建有JX4自動正置金相顯微鏡及多媒體互動實驗平臺等較成熟的儀器，并基于此類實驗平臺做了一系列調焦實驗。文中設計了基于嵌入式自動調焦處理系統，并將基于PC機電自動調焦搜索算法進行了嵌入式移植，依賴于體積小、功耗低、方便系統集成的嵌入式處理系統來實現。自動調焦系統是一個集成光機電等環節的閉環控制系統，設計的自動調焦試驗系統框圖如圖6所示。

在自動連續變倍視頻顯微鏡中，載物臺上物體經物鏡和光學接口成像于CCD上，由一路Cameralink接口數字視頻采集。由嵌入式快速自動調焦單元進行圖像的清晰度計算，并分析圖像的離焦狀態，然后通過RS-232接口發送命令和數據給單片機系統來控制調焦步進電動機的步距和轉向進行調焦。該工作過程實質上是一個閉環控制過程，不斷地重復循環，直到找到最清晰圖像時停止。整個系統由自動調焦算法系統取代PC機處理環節，自動調焦的實現只需將原PC機中開發的應用程序移植到自動調焦算法處理系統即可。
自動調焦系統的軟件由兩部分組成：自動調焦的圖像算法處理和嵌入式系統與微控制器系統的通信處理。在自動調焦的圖像算法處理中，采用深度與對比度相比較的面掃描圖像處理算法。
由于CCD采集到的圖像是全彩色圖像，圖像的大小為320×320，若對其進行全部處理，則整個自動調焦過程的速度會變慢，為提高自動調焦的速度，取其圖像的一部分來進行處理。在實驗過程中，選取圖像中央的60×60的圖像作為自動調焦的對象。首先將全彩色圖像轉化為0～255級的灰度圖像，利用自動調焦的圖像處理算法計算出當前圖像的灰度值R1，并與上次取得的圖像灰度值風進行比較，若R1>R0，則嵌入式系統發出聚焦命令，并傳送給微控制器系統，使圖像的清晰度更換一次；然后再通過嵌入式系統取得當前圖像，并進行比較，直至找到最清晰的圖像為止。自動調焦的程序框圖如圖7所示。

4 結束語
自動連續變倍視頻顯微鏡是光學技術、光電技術、計算機圖像處理技術、自動控制與傳動技術的集成，也是光學顯微鏡智能化、自動化要求的結果，其具有效率高、響應快、成本低等優點，基本滿足某些工業生產過程在線自動檢測的要求。為視頻顯微鏡的智能化、自動化提供了可行方案。