CN105651699A - 一种基于面阵相机的动态跟焦方法 - Google Patents

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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation

Abstract

一种基于面阵相机的动态跟焦方法，涉及切片扫描的技术领域。将切片扫描成若干幅图片，将每一幅图片至少等距离划分为4个区域；面阵相机沿着X轴按照第一步划分的区域方向，先在第一区域对整幅图片进行拍照，然后移动一个区域的距离后对整幅图片再次进行拍照；直至移动完所有的区域；对于拍照的结果，找出每个区域内相同的照片；对相同区域内的图像进行清晰度分析，确定下一次扫描位置的z轴位置，从而调整面阵相机的焦距；按照计算的结果移动面阵相机z轴，使相机始终处于向最清晰位置移动的趋势中；重复上述步骤，直到每个区域的图像都是清晰的。本发明实现了成像聚焦清晰度高，聚焦准确，计算出的虚拟焦平面与实际情况无差异的目的。

Description

一种基于面阵相机的动态跟焦方法
技术领域
本发明涉及切片扫描的技术领域。
背景技术
激光共聚焦扫描显微镜(Confocallaserscanningmicroscope，CLSM)用激光作扫描光源，逐点、逐行、逐面快速扫描成像，扫描的激光与荧光收集共用一个物镜，物镜的焦点即扫描激光的聚焦点，也是瞬时成像的物点。系统经一次调焦，扫描限制在样品的一个平面内。调焦深度不一样时，就可以获得样品不同深度层次的图像，这些图像信息都储于计算机内，通过计算机分析和模拟，就能显示细胞样品的立体结构。
切片制作或者平台安装等因素影响，相机移动过程会偏离焦平面，采集的数据非聚焦清晰状态。放大倍数愈高，焦深越浅，愈容易出现聚焦不清晰的问题。
目前扫描系统多采用通过采样焦平面建立聚焦地形图方式实现，但是通过采样点理论计算出虚拟的焦平面与实际情况存在比较大的差异。
发明内容
本发明目的是提供一种成像聚焦清晰度高，聚焦准确，计算出的虚拟焦平面与实际情况无差异的基于面阵相机的动态跟焦方法。
一种基于面阵相机的动态跟焦方法，包括如下步骤：
第一步：将切片扫描成若干幅图片，将每一幅图片至少等距离划分为4个区域；
第二步：面阵相机沿着X轴按照第一步划分的区域方向，先在第一区域对整幅图片进行拍照，然后移动一个区域的距离后对整幅图片再次进行拍照；依次移动拍照，直至移动完所有的区域；
第三步：对于上述第二步拍照的结果，找出每个区域内相同的照片；
第四步：对第三步相同区域内的图像进行清晰度分析，根据两幅图像的清晰度变化情况，确定下一次扫描位置的z轴位置，从而调整面阵相机的焦距；
第五步：按照第四步计算的方向移动面阵相机z轴，使相机始终处于向最清晰位置移动的趋势中；
第六步：重复上述第二步到第五步，直到每个区域的图像都是清晰的。
第四步：对第三步相同区域内的图像进行清晰度分析，根据两幅图像的清晰度变化情况，确定下一次扫描位置的z轴位置，从而调整面阵相机的焦距；
第五步：按照第四步计算的结果移动面阵相机z轴，使相机始终处于向最清晰位置移动的趋势中；
第六步：重复上述第二步到第五步，直到每个区域的图像都是清晰的。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：本发明利用面阵相机将待扫描区域分割为多个区域使用；利用待扫描区域在相机不同区域的重复性，做清晰度分析；根据清晰度变化情况，预测焦距变化情况，移动z轴，实时动态聚焦。成像聚焦清晰度高，聚焦准确，使得计算出的虚拟焦平面与实际情况无差异。
附图说明
图1是本发明的扫描步骤的原理图。
具体实施方式
一种基于面阵相机的动态跟焦方法，包括如下步骤：
第一步：将切片扫描成若干幅图片，将每一幅图片至少等距离划分为4个区域；
第二步：面阵相机沿着X轴按照第一步划分的区域方向，先在第一区域对整幅图片进行拍照，然后移动一个区域的距离后对整幅图片再次进行拍照；依次移动拍照，直至移动完所有的区域；
第三步：对于上述第二步拍照的结果，找出每个区域内相同的照片；
第四步：对第三步相同区域内的图像进行清晰度分析，根据两幅图像的清晰度变化情况，确定下一次扫描位置的z轴位置，从而调整面阵相机的焦距；
第五步：按照第四步计算的结果移动面阵相机z轴，使相机始终处于向最清晰位置移动的趋势中；
第六步：重复上述第二步到第五步，直到每个区域的图像都是清晰的。
第四步：对第三步相同区域内的图像进行清晰度分析，根据两幅图像的清晰度变化情况，确定下一次扫描位置的z轴位置，从而调整面阵相机的焦距；
第五步：按照第四步计算的方向移动面阵相机z轴，使相机始终处于向最清晰位置移动的趋势中；
第六步：重复上述第二步到第五步，直到每个区域的图像都是清晰的。
如图1所示，第一步：将切片扫描成若干幅图片，将每一幅图片至少等距离划分为4个区域；如图1划分为A、B、C、D四个区域；
第二步：面阵相机沿着X轴按照第一步划分的区域方向，先在第一区域对整幅图片进行拍照，然后移动一个区域的距离后对整幅图片再次进行拍照；依次移动拍照，直至移动完所有的区域；如图1分别在1，2，3，4...位置拍摄照片，得至照片1，照片2，照片3，照片4...
第三步：对于每个位置拍照后，计算图像中相同区域的每一幅图像的重叠部分；如图1照片2中所示，A2、B2、C2区域依次对应照片1中的B1、C1、D1；
第四步：对第三步相同区域内的图像进行清晰度分析，根据两幅图像的清晰度变化情况，确定下一次扫描位置的z轴位置，从而调整面阵相机的焦距；如图1所示，通过B1/A2；C1/B2；D1/C2的清晰度分析，计算位置2移动到位置3时z轴的运动方向。如图1所示，通过B2/A3；C2/B3；D2/C3的清晰度分析，计算位置3移动到位置4时，z轴的运动方向。
第五步：按照第四步计算的结果移动面阵相机z轴，使相机始终处于向最清晰位置移动的趋势中；
第六步：重复上述第二步到第五步，直到每个区域的图像都是清晰的。

Claims (1)

1.一种基于面阵相机的动态跟焦方法，其特征在于包括如下步骤：
第一步：将切片扫描成若干幅图片，将每一幅图片至少等距离划分为4个区域；
第二步：面阵相机沿着X轴按照第一步划分的区域方向，先在第一区域对整幅图片进行拍照，然后移动一个区域的距离后对整幅图片再次进行拍照；依次移动拍照，直至移动完所有的区域；
第三步：对于上述第二步拍照的结果，找出每个区域内相同的照片；
第四步：对第三步相同区域内的图像进行清晰度分析，根据两幅图像的清晰度变化情况，确定下一次扫描位置的z轴位置，从而调整面阵相机的焦距；
第五步：按照第四步计算的结果移动面阵相机z轴，使相机始终处于向最清晰位置移动的趋势中；
第六步：重复上述第二步到第五步，直到每个区域的图像都是清晰的。
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