[发明专利]一种基于面积准则的自动聚焦方法

权利要求书

1.一种基于面积准则的自动聚焦方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)获取多焦距浮游生物的全息图像；

(2)对所述的全息图像进行图像分割，提取每个浮游生物的子全息图像；

所述步骤(2)的具体方法如下：

2-1、对所述的全息图像进行滤波和滤除背景处理，得到滤除背景的全息图像；

2-2、对滤除背景的全息图像进行二值化，得到二值图像；

2-3、设置面积区间和比较连通区域的长轴和短轴，对连通区域进行过滤；

2-4、对过滤后的二值图像进行膨胀和孔洞填充操作，求出二值图像的连通区域的边界；

2-5、对经过膨胀和孔洞填充的二值图像的连通区域进行标记，存储每个连通区域的像素坐标(r_n,c_n)；

2-6、计算每个连通区域的等效最小外接矩形的长a和宽b，以及左上角顶点坐标(r₀,c₀)；

2-7、通过公式(1)得到对应于每个浮游生物的子全息图像，

B_n(r_n-r₀+1,c_n-c₀+1)＝A(r_n,c_n) (1)

其中，B_n表示对应于第n个浮游生物的子全息图像，B_n的尺寸为a×b，A表示所述的全息图像；

(3)对所述的子全息图像依次应用基于面积准则的自动聚焦方法，得到每个浮游生物的焦距；具体过程如下：

3-1、在重建距离区间内按步长依次取重建距离，在各重建距离处重建出浮游生物的子全息图像对应的重建图像；

3-2、将各重建距离处的重建图像二值化，得到对应的二值图像；

3-3、通过预设的面积阈值滤除所述二值图像中零散的小连通区域，保留一个最大的浮游生物连通区域；

3-4、比较各重建距离处得到的最大的浮游生物连通区域面积，取面积最小对应的重建距离作为所述的焦距。

2.如权利要求1所述的基于面积准则的自动聚焦方法，其特征在于，在步骤2-1中，对所述的全息图像进行非局部均值滤波，滤除全息图像中的相干噪声；设置灰度阈值，将全息图像中的浮游生物与背景分开，滤除背景。

3.如权利要求1所述的基于面积准则的自动聚焦方法，其特征在于，在步骤2-3中，设置面积区间的上限和下限，滤除二值图像中面积小于下限的连通区域和面积大于上限的连通区域，滤除海水中的部分杂质。

4.如权利要求1所述的基于面积准则的自动聚焦方法，其特征在于，在步骤2-3中，计算滤除杂质后的二值图像中的连通区域的长轴和短轴，将长轴与短轴之比小于2的连通区域去除，滤除海水中的非浮游生物颗粒。

5.如权利要求1所述的基于面积准则的自动聚焦方法，其特征在于，在步骤3-1中，在确定每个浮游生物的重建距离区间时，首先用一个大的步长搜索全局极小值点，然后在该极小值点附近以一个小的步长向两边延伸，作为该浮游生物的重建距离区间。

6.如权利要求5所述的基于面积准则的自动聚焦方法，其特征在于，在所述的重建距离区间内，以1um为步长取出一个重建距离进行计算。

7.如权利要求1所述的基于面积准则的自动聚焦方法，其特征在于，在步骤3-2中，在每个浮游生物的重建图像中设定灰度阈值，滤除背景噪声，并将图像二值化，得到对应的二值图像。