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(武汉理工大学 机电工程学院，武汉 430070)

0 引言

显微视觉系统是面向微操作等精密作业系统的基本组成部分之一，由于其景深短、视场小，必须聚焦才能获取清晰的图像[1-2]。传统的调焦方法为手动调焦，不仅花费大量的时间，而且不可避免存在人为误差，因此研究准确、快速的聚焦技术成为精密作业的前提。同时自动聚焦技术也是实现微操作系统自动化的基础之一[3]。

显微视觉自动聚焦技术通常是基于图像的被动式聚焦，主要解决图像清晰度计算和聚焦面搜索两个问题[4]。国内外学者对此开展了大量研究。翟永平等针对传统聚焦算法无法找到稀疏图像内容焦平面的问题，提出一种基于图像内容重要程度加权的聚焦函数增强算法，以像素点z轴变化率为图像内容重要程度因子，进一步采用图像分块的方式来降低算法复杂度，提高了稀疏内容图像的聚焦成功率[5]。Rudnaya等提出了一种基于L2范数导数的清晰度评价函数，对于一个特定的人工模糊控制变量，该算法可以在计算三幅图像后找到最佳聚焦位置[6]。王烨茹等考虑到夜景照明情况下容易出现过亮区域，导致无法判断真实的离焦状态，提出一种饱和像素模板作用于梯度值矩阵的方法，除去了饱和像素对聚焦评价函数的影响[7]。上述的研究内容是将图像聚焦技术用在不同的环境和应用场合当中，虽然取得了一定效果，但其方法往往在灵敏度和抗噪性、快速性和成功率方面不能兼备。……