原位显微成像技术是空间科学领域重要的检测手段,通过自动对焦的方式获取目标样品清淅的显微图像,实现对目标样品的显微观察。原位显微技术在生命科学领域可以用于观察包括动植物细胞样品的外观形态,生长发育过程、种子的生长萌发、小型动物和幼虫的生长与习性等。针对空间生命科学实验对先进生命科学仪器提出的新的要求,开展适宜于空间应用的原位显微成像技术研究,使我国空间生命科学显微仪器具有自动对焦和目标识别的能力,为我国空间生命科学技术的进一步发展提供有力的技术支撑。本论文的研究内容包括以下几个方面:1)目标特性分析和系统方案:以空间应用为目标,分析目标成像特性,结合国内外显微成像技术的发展现状,提出空间科学实验原位显微成像的总体技术方案。对影响原位显微成像的各类干扰源的目标特性进行分析,确定识别目标及干扰源的图像识别算法。2)关键技术研究:主要对空间生命科学实验显微成像的相关关键技术进行分析和研究,包括微小目标自动捕获技术、荧光显微成像技术、智能识别细胞与干扰源的图像识别技术。3)系统集成与实验验证:集成了一套针对胚胎细胞和干细胞的可见光原位显微成像系统和一套荧光原位显微成像系统。4)图像识别算法研究与仿真:针对各类干扰源对空间原位显微成像自动获取目标样品显微图像的影响,研究相关图像识别算法,针对误匹配现象,设计改进型算法。通过仿真,分析比较各种图像识别算法的仿真结果,确定适用于空间原位显微成像的图像识别算法。