CN104390981B - 基于图像采集装置的快速准确对焦扫描病理切片组织的方法 - Google Patents
基于图像采集装置的快速准确对焦扫描病理切片组织的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104390981B CN104390981B CN201410767713.0A CN201410767713A CN104390981B CN 104390981 B CN104390981 B CN 104390981B CN 201410767713 A CN201410767713 A CN 201410767713A CN 104390981 B CN104390981 B CN 104390981B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pathological section
- camera
- lines
- collecting device
- image collecting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 60
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 title claims abstract description 35
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000001574 biopsy Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Abstract
本发明提供了一种基于图像采集装置的快速准确对焦扫描病理切片组织的方法，包括：(1)准备图像采集装置；(2)选取所述病理切片组织上的代表性点，并对其焦点进行对焦，计算得到每个代表性点的焦距，拟合出虚拟平面；(3)设置XYZ轴第一条扫描线作为其运动轨迹，并将所述病理切片组织上分成至少两条线来扫描；(4)相机开始抓图，这一过程中，根据相机抓取得到的前后两条线的清晰度趋势，不断校正Z轴的运动轨迹，即更改焦距；(5)完成扫描。本发明还提供了一种基于上述方法的扫描仪。本方法通过减少大量焦点，得到大致的虚拟平面，然后扫描过程中根据图像数据不断校正Z轴的运动轨迹，从而很好地解决了对焦速度慢、不准确等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种扫描方法，尤其涉及一种基于图像采集装置的快速准确对焦扫描病理切片组织的方法，技术领域及应用产品包括数字病理切片扫描仪。
背景技术
随着科技的不断发展，传统的显微镜不断被数字病理切片扫描仪所替代，数字病理切片扫描仪不仅具有传统显微镜的功能，而且能够把切片上的病理资源数字化、网络化，实现可视化数据的永久储存和不受时空限制的同步浏览处理，从而使其在病理的各个领域得到广泛应用。
高倍率下的图像采集装置一般应用于数字病理切片扫描仪，关于图像采集装置主要包括光源、聚光镜、滤光镜平台(X，Y，Z轴)，物镜和相机。在高倍率扫描过程中，切片组织被分成N条线来进行逐一扫描。
目前，按现有的扫描技术，其方法大多数采用：首先，计算多个焦点，拟合出切片组织焦距的虚拟平面，其中，所述虚拟平面类似于高低起伏的山脉；然后根据虚拟平面的焦距值，设定每一条扫描线XYZ轴的运动轨迹，并随着运动轨迹不断更换焦距；最后进行扫描。随着对图像扫描质量的要求不断提高，扫描技术对虚拟平面的要求也越来越严格，相应地，本领域技术人员不得不通过增加焦点的数量来提高虚拟平面的准确度。但是，焦点越多，扫描速度也就越慢，从而大大影响工作的效率，影响进程。另外，由于焦点扫描之前已经计算完成，即使在扫描过程中有偏差，平台出现误差，扫描仍会按照计算值进行，从而导致图像的质量下降。
因此，可以发现现有技术的缺点在于：
1、焦点个数过多，使得扫描时间延长；
2、由于虚拟平面在切片扫描之前算好，达不到焦距实时对，实时扫的要求，从而导致扫描中产生一些误差，使图像质量稳定性不够，画质不好。具体表现在：在扫描过程中，病理切片微微移动，导致先前计算的虚拟平面有偏差；平台自身的累计误差，导致扫描越后面，虚拟平面误差越大。
发明内容
为了在现有技术的基础上更有效地提高扫描速度及扫描质量，本发明提供了一种基于图像采集装置的快速准确对焦扫描病理切片组织的方法，本方法通过减少大量焦点，得到大致的虚拟平面，然后在扫描过程中根据图像数据不断校正Z轴的运动轨迹，从而很好地解决了对焦速度慢、不准确等一系列问题。
本发明的主题是一种基于图像采集装置的快速准确对焦扫描病理切片组织的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：准备图像采集装置；
步骤2：选取所述病理切片组织上的代表性点，并对其焦点进行对焦，计算得到每个代表性点的焦距，拟合出一个虚拟平面；
步骤3：设置XYZ轴第一条扫描线作为其运动轨迹，并将所述病理切片组织上分成至少两条线来扫描；
步骤4：相机开始抓图，这一过程中，根据相机抓取得到的前后两条线的清晰度趋势，不断校正Z轴的运动轨迹，即更改焦距；
步骤5：完成扫描。
根据本发明一个优选实施例，其中，所述步骤1中，所述图像采集装置构件包括相机、滤光镜、物镜、病理切片组织、平台、聚光镜和光源。
根据本发明一个优选实施例，其中，所述步骤2中，所述病理切片制作过程包括取材、固定、脱水透明、浸蜡包埋、切片和贴片、染色和封片。
所述拟合方法包括最小二乘法、拉格朗日插值法、牛顿插值法、牛顿迭代法、区间二分法、弦截法、雅克比迭代法和牛顿科特斯数值积分法，优选为最小二乘法。
根据本发明一个优选实施例，其中，所述步骤4中，所述相机可以同时抓取不同位置的两条线，不同相邻两条线之间距离相等，其距离由相机的硬件决定。
所述相机也可以是只能抓取一条线的相机，此时需要两个相机，且需要分光棱镜将一束光线分成两束至两个相机。
本发明另一方面的主题是一种基于上述方法的扫描仪。
本发明的关键点和保护点包括：实时对焦、实时扫描的思路，以及根据两个点的清晰度校正焦点的方法。
本发明所述一种基于图像采集装置的快速准确对焦扫描病理切片组织的方法由于采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下优点及有益效果：
1、本发明在做虚拟平面时不需要很多焦点，只需做出大致的虚拟平面即可，相比那些需要做出精确平面的方法需要的焦点个数少很多，从而提高了扫描速度。
2、本发明是实时校正Z轴，从而使得扫描出来的图像质量提高。
附图说明
图1为图像采集装置的构造示意图：
图2为病理切片组织及其代表性点的示意图；
图3为扫描线A和扫描线B；
图4为清晰度与Z轴到组织的距离关系图；
图5为本发明的一个替换方案的示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种基于图像采集装置的快速准确对焦扫描病理切片组织的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：准备图像采集装置；
步骤2：选取所述病理切片组织上的代表性点，并对其焦点进行对焦，计算得到每个代表性点的焦距，拟合出一个虚拟平面；
步骤3：设置XYZ轴第一条扫描线作为其运动轨迹，并将所述病理切片组织上分成至少两条线来扫描；
步骤4：相机开始抓图，这一过程中，根据相机抓取得到的前后两条线的清晰度趋势，不断校正Z轴的运动轨迹，即更改焦距；
步骤5：完成扫描。
根据本发明一个优选实施例，其中，所述步骤1中，所述图像采集装置构件包括相机、滤光镜、物镜、病理切片组织、平台、聚光镜和光源。
根据本发明一个优选实施例，其中，所述步骤2中，根据本发明一个优选实施例，其中，所述步骤2中，所述病理切片制作过程包括取材、固定、脱水透明、浸蜡包埋、切片和贴片、染色和封片。
所述拟合方法包括最小二乘法、拉格朗日插值法、牛顿插值法、牛顿迭代法、区间二分法、弦截法、雅克比迭代法和牛顿科特斯数值积分法，优选为最小二乘法。
根据本发明一个优选实施例，其中，所述步骤4中，所述相机可以同时抓取不同位置的两条线，不同相邻两条线之间距离相等，其距离由相机的硬件决定。
本发明还提供了一种基于上述方法的扫描仪。
下面参照附图1-4，结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
实施例1
(1)一种基于图像采集装置的快速准确对焦扫描病理切片组织的方法，其步骤包括：
步骤1：准备如附图1所示结构的图像采集装置，其中，1表示平台、2表示病理切片组织、3表示聚光镜、4表示光源、5表示物镜、6表示滤光镜、7表示相机；
步骤2：选取病理切片组织上的代表性点，并对其焦点进行对焦，计算得到每个代表性点的焦距，通过最小二乘法拟合出一个大致的虚拟平面，其中，如附图2所示9表示焦点；
步骤3：如附图2所示，设置XYZ轴第一条扫描线A作为其运动轨迹，其中，病理切片组织分为A、B、C、D、E、F、G七条线进行扫描，箭头方向为扫描的方向；
步骤4：如附图3所示，相机开始抓图，这一过程中，根据相机抓取得到的前后两条线如C和D的清晰度趋势，不断校正Z轴的运动轨迹，即更改焦距；
步骤5：完成扫描。
(2)原理及操作分析：
关于相机的说明：该相机可以同时抓取两条线，不同相邻的两条线之间的距离相等。如附图3所示中，C和D为实际抓取线，由于相机硬件的原因，CD间距是已知的。通过相机频率及实际抓取的图的位置可以计算得到实际在病理切片组织中的间距。其中，C是扫描出来实际使用的，D是用于校正相机焦距的。
其中，C，D线根据不同的清晰度值、间隔时间t，可以知道已知Z轴是否偏移，通过Z轴按照相应的趋势去校正Z轴。如附图4所示的清晰度与Z轴到组织的距离关系图。
实施例2
(1)一种基于图像采集装置的快速准确对焦扫描病理切片组织的方法，其步骤包括：
步骤1：准备如附图5所示结构的图像采集装置；
步骤2：选取病理切片组织上的代表性点，并对其焦点进行对焦，计算得到每个代表性点的焦距，拟合出一个大致的虚拟平面；
步骤3：设置XYZ轴第一条扫描线作为其运动轨迹，并将所述病理切片组织上分成几条线来扫描；
步骤4：相机开始抓图，这一过程中，根据相机抓取得到的前后两条线的清晰度趋势，不断校正Z轴的运动轨迹，即更改焦距；
步骤5：完成扫描。
(2)原理及操作分析：
本实施例为替代方案，其中，关于相机的说明：此处可以不用同时抓取两条线的数据的相机，可以如附图5所示使用抓取一条线的相机代替。
把一束光用分光棱镜8分成两束至两个相机。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (8)
1.一种基于图像采集装置的快速准确对焦扫描病理切片组织的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：准备图像采集装置；
步骤2：选取所述病理切片组织上的代表性点，并对其焦点进行对焦，计算得到每个代表性点的焦距，拟合出一个虚拟平面；
步骤3：设置XYZ轴第一条扫描线作为其运动轨迹，并将所述病理切片组织上分成至少两条线来扫描；
步骤4：相机开始抓图，这一过程中，根据相机抓取得到的前后两条线的清晰度趋势，不断校正Z轴的运动轨迹，即更改焦距；
步骤5：完成扫描；
其中，所述图像采集装置部件包括相机、滤光镜、物镜、病理切片组织、平台、聚光镜和光源；
其中，所述前后两条线为相邻的两条线，且间距相等。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拟合方法包括最小二乘法、拉格朗日插值法、牛顿插值法、牛顿迭代法、区间二分法、弦截法、雅克比迭代法和牛顿科特斯数值积分法。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拟合方法为最小二乘法。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相机包括一台可以同时抓取不同位置的两条线的相机和/或两台只能抓取一条线的相机中的任意一种。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述两台只能抓取一条线的相机在使用时，需要分光棱镜。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述分光棱镜将一束光分成两束至所述两台相机中。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述病理切片制作过程包括取材、固定、脱水透明、浸蜡包埋、切片和贴片、染色和封片。
8.一种基于权利要求1所述方法的扫描仪。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410767713.0A CN104390981B (zh) | 2014-12-12 | 2014-12-12 | 基于图像采集装置的快速准确对焦扫描病理切片组织的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410767713.0A CN104390981B (zh) | 2014-12-12 | 2014-12-12 | 基于图像采集装置的快速准确对焦扫描病理切片组织的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104390981A CN104390981A (zh) | 2015-03-04 |
| CN104390981B true CN104390981B (zh) | 2017-07-14 |
Family
ID=52608911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410767713.0A Active CN104390981B (zh) | 2014-12-12 | 2014-12-12 | 基于图像采集装置的快速准确对焦扫描病理切片组织的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104390981B (zh) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105654111B (zh) * | 2015-12-21 | 2019-03-29 | 宁波江丰生物信息技术有限公司 | 基于k-means聚类的病理图像扫描焦点分类方法 |
| CN105701809B (zh) * | 2016-01-11 | 2018-09-14 | 宁波江丰生物信息技术有限公司 | 一种基于线阵相机扫描的平场校正方法 |
| CN110658618A (zh) * | 2018-06-28 | 2020-01-07 | 湖南爱威医疗科技有限公司 | 样本图像拟合聚焦的方法、装置、计算机设备和存储介质 |
| CN109085695B (zh) * | 2018-08-08 | 2021-06-18 | 杭州上池科技有限公司 | 一种用于平面样本快速对焦拍照的方法 |
| CN108989690B (zh) * | 2018-09-28 | 2020-07-17 | 深圳市盛世生物医疗科技有限公司 | 一种线阵相机多标记点对焦方法、装置、设备和存储介质 |
| CN109374621A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-02-22 | 杭州迪英加科技有限公司 | 切片扫描仪的对焦方法、系统和装置 |
| CN109978771A (zh) * | 2019-04-08 | 2019-07-05 | 哈尔滨理工大学 | 基于内容分析的细胞图像快速融合方法 |
| CN110264541B (zh) * | 2019-07-12 | 2020-10-02 | 明峰医疗系统股份有限公司 | 一种z向飞焦点扫描方式和图像重建方法 |
| CN111462075B (zh) * | 2020-03-31 | 2023-12-15 | 湖南国科智瞳科技有限公司 | 一种全切片数字病理图像模糊区域的快速重聚焦方法及系统 |
| CN111638583B (zh) * | 2020-06-15 | 2022-09-27 | 广州医软智能科技有限公司 | 一种自动对焦方法和装置 |
| CN114488502A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-05-13 | 深圳市生强科技有限公司 | 扫描成像方法、装置、玻片扫描仪及存储介质 |
| CN115511831B (zh) * | 2022-09-27 | 2023-04-04 | 佳木斯大学 | 一种组织胚胎病理切片的数据分析处理系统及方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1198177C (zh) * | 2000-12-25 | 2005-04-20 | 蒋宏 | 对比空间频率实现成像光学系统自动对焦的方法 |
| JP6514892B2 (ja) * | 2011-07-13 | 2019-05-15 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | デジタル病理画像の焦点面を自動調節する方法 |
| CN102998787B (zh) * | 2012-07-24 | 2015-08-26 | 中华人民共和国南京出入境检验检疫局 | 一种显微镜下纤维横截面切片对焦数字图像获取方法 |
| CN203069885U (zh) * | 2012-12-14 | 2013-07-17 | 宁波江丰生物信息技术有限公司 | 一种数字病理切片扫描仪的分光结构 |
| JP5743236B2 (ja) * | 2013-09-17 | 2015-07-01 | オリンパス株式会社 | 撮影機器及び撮影方法 |
| CN103728304A (zh) * | 2013-12-18 | 2014-04-16 | 宁波江丰生物信息技术有限公司 | 一种用于病理切片扫描仪的对焦方法 |
-
2014
- 2014-12-12 CN CN201410767713.0A patent/CN104390981B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104390981A (zh) | 2015-03-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104390981B (zh) | 基于图像采集装置的快速准确对焦扫描病理切片组织的方法 | |
| CN107369148B (zh) | 基于改进sml与导向滤波的多聚焦图像融合方法 | |
| CN103308452B (zh) | 一种基于景深融合的光学投影断层成像图像获取方法 | |
| CN111724433B (zh) | 一种基于多目视觉的作物表型参数提取方法及系统 | |
| US9088729B2 (en) | Imaging apparatus and method of controlling same | |
| CN105701809B (zh) | 一种基于线阵相机扫描的平场校正方法 | |
| CN102262151B (zh) | 一种显微镜切片的快速扫描方法 | |
| CN105139393B (zh) | 线阵相机内参数的标定方法 | |
| CN110411946B (zh) | 一种数字切片扫描仪中相机图像的聚焦方法 | |
| CN109406527B (zh) | 一种微型摄像模组镜头精细外观缺陷检测系统及方法 | |
| DE102014218166A1 (de) | Bildverarbeitungsvorrichtung und zugehöriges steuerverfahren | |
| CN109272575B (zh) | 一种提高数字切片扫描仪建模速度的方法 | |
| CN109118544A (zh) | 基于透视变换的合成孔径成像方法 | |
| CN108765480A (zh) | 深度处理设备 | |
| WO2012025488A1 (de) | Mosaikaufnahmeerzeugung | |
| CN105227802A (zh) | 一种面向最佳质量图像快速扫描的自适应控制方法及系统 | |
| CN111899164A (zh) | 一种针对多焦段场景的图像拼接方法 | |
| CN108981608B (zh) | 一种新型线结构光视觉系统及标定方法 | |
| JP2014120122A (ja) | 領域抽出装置、領域抽出方法、及びコンピュータプログラム | |
| US11803978B2 (en) | Generating composite image from multiple images captured for subject | |
| CN116594168A (zh) | 一种基于可变焦透镜的快速大景深显微成像系统及方法 | |
| CN103605203B (zh) | 一种数字切片扫描过程中的自动聚焦方法 | |
| CN105651699B (zh) | 一种基于面阵相机的动态跟焦方法 | |
| CN107563991B (zh) | 零件表面断裂激光光条的提取与匹配方法 | |
| CN104794680A (zh) | 基于同一卫星平台的多相机图像镶嵌方法及装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Fast and accurate focus scanning method of pathological section based on image acquisition device Effective date of registration: 20210302 Granted publication date: 20170714 Pledgee: China Co. truction Bank Corp Yuyao branch Pledgor: KONFOONG BIOTECH INTERNATIONAL Co.,Ltd. Registration number: Y2021330000164 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Granted publication date: 20170714 Pledgee: China Co. truction Bank Corp Yuyao branch Pledgor: KONFOONG BIOTECH INTERNATIONAL Co.,Ltd. Registration number: Y2021330000164 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |