c# - USB显微镜的自动对焦算法

我正在尝试为低成本USB显微镜设计自动对焦系统。我一直在开发带有精密PAP电机的硬件，该电机能够调节microscope中的聚焦旋钮，现在我处于困难的位置。
我一直在考虑如何实现该软件。硬件有两个USB端口，一个用于显微镜相机，另一个用于电机。我最初的想法是用C#编写一个应用程序，该应用程序可以从显微镜中获取图像，并可以前后移动电机，到目前为止效果很好:)
现在我需要一些有关自动对焦的帮助，如何实现？有什么好的算法吗？还是图像处理库可以帮助我完成任务？
我一直在谷歌搜索，但没有成功...我将不胜感激任何帮助/想法/建议!
非常感谢 :)
编辑:谢谢大家的回答，我将尝试所有选项，并在此处返回结果(或更多问题)。

最佳答案

最重要的部分是代码，它告诉您图像有多少失焦。由于未聚焦的图像会丢失高频数据，因此我将尝试以下操作:

long CalculateFocusQuality(byte[,] pixels)
{
  long sum = 0;
  for(int y = 0; y<height-1; y++)
    for(int x=0; x<width-1; x++)
    {
      sum += Square(pixels[x+1, y] - pixels[x, y]);
      sum += Square(pixels[x, y] - pixels[x, y+1]);
    }
  return sum;
}

int Square(int x)
{
  return x*x;
}

如果图像有噪点，此算法将无法正常工作。在这种情况下，您可以对其进行下采样，或者使用更复杂的算法。

或者另一个想法是计算像素值的变化:

long CalculateFocusQuality(byte[,] pixels)
{
  long sum = 0;
  long sumOfSquares = 0;
  for(int y=0; y<height; y++)
    for(int x=0; x<width; x++)
    {
      byte pixel=pixels[x,y];
      sum+=pixel;
      sumofSquares+=pixel*pixel;
    }
  return sumOfSquares*width*height - sum*sum;
}

这些功能适用于单色图像，对于RGB图像，只需将通道的值求和即可。

使用此函数可更改焦点，以尝试最大化CalculateFocusQuality。如果连续几次尝试提高质量，则增加步长；如果步数降低质量，则降低步长并反转方向。