在胚胎發育過程的研究中，胚胎各階段的形態特征是評價其發育優劣的重要依據，用于指導胚胎體外培養體系的優化和改進。本文為胚胎長時程培養設計了一種基于“低倍搜尋、高倍觀察”策略的在線監測系統。首先，針對胚胎在發育過程中體積不斷增大的情況，本系統配置了4倍相差、10倍和20倍霍夫曼調制相襯三種光學模塊，以滿足不同視場的觀察需求；通過光機系統匹配設計、誤差控制和裝調試驗，保證了成像光學分辨率，并獲得了胚胎的高對比度的浮雕立體成像效果；然后，通過低倍大視場進行識別定位，高倍小視場捕獲細節，本系統實現了胚胎的在線跟蹤監測；最后，開發并驗證了一種基于圖像輪廓面積和清晰度評價的胚胎識別定位算法。本文開發的體外胚胎培養在線監測系統能在不影響胚胎發育的前提下，跟蹤記錄發育過程的形態特征，為胚胎發育評估和體外培養體系的優化提供依據。