光学显微镜,作为生命科学研究不可缺少的实验工具,其技术演进的一大挑战是,如何解决成像分辨率与视场范围间不可调和的矛盾。低倍物镜下观测视场大,但图像分辨率不足。高倍物镜下图像分辨率高,但观测视场受限,观察者无法看到视场范围大、景深范围大的图像。在此背景下,本文主要研究内容包括:首先对计算显微成像图像自动拼接算法研究,在目前众多的图像配准和图像融合算法中,选择合适的算法使得在既能保证配准高精度的同时,计算速度较快,从而能够实现实时图像自动拼接功能。其次对计算显微成像景深拓展的算法研究,主要研究基于静态细胞,在不丢失横向分辨率的前提下,获得显微镜大景深图像,实现景深拓展。之后对显微镜系统自动聚焦算法研究,主要研究在软件驱动硬件平台的方式实现图像的自动聚焦,选取合适的聚焦评价函数以及自动聚焦搜索方法,并且提出改进方案。最后对软件系统设计,通过对软件系统的需求进行详细分析,在此基础上完成软件的界面设计,功能模块的实现,实现自动聚焦、图像拼接、景深拓展的功能。本文在分析计算显微成像系统图像拼接与景深拓展原理的基础上,结合软件系统设计和实验,通过进一步算法的改进,实现了软件驱动硬件全方位图像自动采集、图像自动拼接、景深拓展的功能,有效地拓宽成像视野与拓展景深大小,进一步带动了该技术的实用化与产业化。