光學(xué)顯微技術(shù)以其特有的優(yōu)勢廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。在顯微成像中,樣品聚焦是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量成像的重要前提,對于傳統(tǒng)的基于圖像分析的自動聚焦技術(shù),大量的多焦面數(shù)據(jù)采集限制了其廣泛應(yīng)用。本文提出了一種基于波前傳感的快速自動聚焦技術(shù),僅需采集三幅離焦強(qiáng)度圖,通過求解強(qiáng)度傳遞方程提取離焦相位并獲得離焦波前,隨后將此波前沿光軸方向數(shù)值傳播,最后對得到的一系列強(qiáng)度信息進(jìn)行在焦評價,定位在焦位置。此外,為了進(jìn)一步加快自動聚焦速度,本文還在硬件方面結(jié)合GPU并行運(yùn)算,在算法方面通過減少像素數(shù)量明顯提高了波前傳感自動聚焦技術(shù)的效率。快速波前傳感自動聚焦技術(shù)只需記錄少量的多焦面數(shù)據(jù),操作簡單,且聚焦速度快,精度高,可應(yīng)用于顯微成像系統(tǒng)進(jìn)行高質(zhì)量的在焦觀察和測量。

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圖1波前傳感自動聚焦技術(shù)原理圖

圖2波前傳感自動聚焦技術(shù)流程圖

圖3波前傳感自動聚焦技術(shù)及其加速方法的數(shù)值模擬

圖4在不同樣品中不同處理方法下波前傳感自動聚焦技術(shù)的模擬結(jié)果比較

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