显微成像系统在材料和生物医学等领域有着广泛的应用,但仍存在难以快速自动对焦和图像视野窄等关键问题有待解决。为此,本文研究显微自动对焦和显微图像拼接方法,提出的解决方案可为研发高分辨率全视场显微成像系统提供有益借鉴。首先,显微镜自对焦方法涉及三个方面:图像清晰度评价函数、对焦窗口位置选择和搜索策略。本文在分析典型的图像清晰度评价函数性能基础上,提出采用Laplace-Roberts（L-R）函数作为对焦评价函数。结果显示,本文提出的对焦评价函数的陡峭区宽度、陡峭度和灵敏度方面都取得最优;在窗口位置选取时,针对传统窗口位置选取法,难以获得目标主体、耗时长等问题,提出采用基于尺度不变特征变换（SIFT）算法选择对焦窗口,并于传统的对焦窗口选择方法比较,实验结果表明,解决了中央区域取窗法难以获得目标主体同时,耗时优于多区域法,而且对于离焦图像和对焦图像均能成功获得取窗位置,有良好的适应性;最后,在分析常用的对焦搜索策略后,提出采用变步长爬山搜索算法作为搜索策略。其次,显微图像拼接方法主要包括三方面:特征点提取、特征点匹配、图像融合。针对显微图像获取时可能存在旋转、平移、尺度变换、噪声等影响,对于常用的特征点匹配算法进行比较,根据算法的鲁棒性和匹配评价指标,选取SIFT算法作为本文研究的重点;针对SIFT算法仅使用欧式距离关系筛选匹配点,匹配准确率低,提出余弦相似度筛选匹配点对,大大减少了匹配点对数量,通过SIFT算法优化实验可以看出,经过优化后算法特征点匹配精度进一步提高;图像的拼接效果不仅取决于匹配点的精度,而且取决于两幅图像重合部分像素处理策略,本文选取加权平均法实现图像重合部分平滑过渡。最后,构建了显微成像系统,验证本文提出的显微镜自动对焦方法和图像拼接方法,测试了显微成像系统的分辨率,结果显示,分辨率达到2.19um以上;测试了对焦效果,结果显示,轻度离焦和重度离焦时均可成功对焦;测试了系统的对焦精度和稳定性,结果表明,对焦精度3.6um（满足焦深6.04um）,对焦成功率95%。完成自动对焦试验后,设计了全视野显微图像拼接实验,并与优化SIFT方法比较,结果表明,主观评价两种方法都具有很高的图像评级,客观评价SSIM（Structural Similarity）函数优于优化SIFT方法7.9%,能够实现高分辨全视野显微成像。