CN107645617A - 图像拍摄方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种图像拍摄方法和系统，所述方法包括提供一成像装置，所述成像装置包括获取图像的拍摄装置以及正对拍摄装置的载物平台，载物平台可从复位点开始沿X坐标轴和Y坐标轴方向移动；放置样本于载物平台上，移动载物平台使镜头步进扫描样本，以确定样本区域内一矩形拍照区域；分割所述矩形拍照区域为多个子区域，多个子区域包括沿X坐标轴方向排列的多行子区域；沿相同方向步进移动载物平台依次对一行每个子区域进行图像拍摄；以及移动载物平台至复位点的X坐标进行复位后沿相同方向步进移动载物平台依次对另一行每个子区域进行图像拍摄。本发明图像拍摄方法和系统可以消除拍摄多行子区域图像时载物平台步进移动的累积误差。
Description
技术领域
本发明涉及基因测序领域，更具体地说，本发明涉及一种图像拍摄方法和系统。
背景技术
基因测序领域通常需要对样本进行图像拍摄和识别，由于拍摄装置的镜头观测范围远小于样本的面积，因此镜头每次只能对样本的局部进行拍摄。现有技术通常采用连续步进的方式依次拍摄适配成像装置的观测范围的多个小区域，然后将多个小区域的图像拼接还原为样本图像。由于需要拍摄的小区域数量较多，载物平台来回连续移动的过程中会产生较大的累积误差，尤其是不同方向的误差累积更为严重，导致小区域图像拍摄出现位移误差进而影响样本图像拼接还原的质量。更严重地，较大的累积误差甚至导致载物平台移动出现跳步后漏拍某个小区域图像的情况，严重影响基因测序图像的拼接和识别效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种图像拍摄方法和系统，旨在解决现有技术图像拍摄存在移动累积误差的问题。
一种图像拍摄方法包括：提供一成像装置，所述成像装置包括获取图像的拍摄装置以及正对拍摄装置的载物平台，载物平台可从复位点开始沿X坐标轴方向移动和/或沿Y坐标轴方向移动；放置样本于载物平台上，移动载物平台使拍摄装置步进扫描样本，以确定样本区域内一矩形拍照区域；分割所述矩形拍照区域为多个子区域，多个子区域包括沿X坐标轴方向排列的多行子区域；沿相同方向步进移动载物平台依次对一行每个子区域进行图像拍摄；以及移动载物平台至复位点的X坐标进行复位后沿相同方向步进移动载物平台依次对另一行每个子区域进行图像拍摄，重复本步骤完成整个矩形拍照区域的图像拍摄。
作为改进，对一行每个子区域进行图像拍摄之前进一步包括：从复位点的X坐标移动载物平台使使拍摄装置对位于该行子区域的边界子区域。
作为改进，所述边界子区域为距离复位点的X坐标最近的子区域，所述相同方向为X坐标轴方向。
作为改进，所述边界子区域为距离复位点的X坐标最远的子区域，所述相同方向为X坐标轴反方向。
作为改进，多个子区域呈矩阵排列。
作为改进，所述复位点位于拍照区域之外。
一种图像拍摄系统包括成像装置、拍照区域确定模块、拍照区域分割模块、普通拍照模块以及复位拍照模块。所述成像装置包括获取图像的拍摄装置以及正对拍摄装置的载物平台，载物平台可从复位点开始沿X坐标轴方向移动和/或沿Y坐标轴方向移动；所述拍照区域确定模块用于控制移动载物平台使拍摄装置步进扫描位于载物平台上的样本，进而确定样本区域内一矩形拍照区域；所述拍照区域分割模块用于控制分割所述矩形拍照区域为多个子区域，多个子区域包括沿X坐标轴方向排列的多行子区域；所述普通拍照模块用于控制沿相同方向步进移动载物平台依次对一行每个子区域进行图像拍摄；所述复位拍照模块用于控制移动载物平台至复位点的X坐标进行复位后沿相同方向步进移动载物平台依次对另外多行每个子区域进行图像拍摄，直到整个矩形拍照区域的图像拍摄。
作为改进，所述复位拍照模块进一步用于控制：对每一行子区域进行图像拍摄前，从复位点的X坐标移动载物平台使使拍摄装置对位于该行子区域的边界子区域。
作为改进，所述边界子区域为距离复位点的X坐标最近的子区域，所述相同方向为X坐标轴方向。
作为改进，所述边界子区域为距离复位点的X坐标最远的子区域，所述相同方向为X坐标轴反方向。
相对于现有技术，本发明图像拍摄方法和系统可以消除拍摄多行子区域图像时载物平台步进移动的累积误差，减少每个子区域图像拍摄的对位误差，优化所有子区域图像拼接的效果。
附图说明
图1为本发明第一实施方式图像拍摄方法的流程示意图。
图2为图1拍摄方法中载物平台移动路线示意图。
图3为本发明第二实施方式图像拍摄方法的流程示意图。
图4为图3拍摄方法中载物平台移动路线示意图。
图5为本发明一实施方式图像拍摄系统的方框示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本发明进行进一步详细说明。
请参考图1-图2，本发明第一实施例提供一种图像拍摄方法，其包括步骤S11-S15。
步骤S11, 提供一成像装置，所述成像装置包括获取图像的拍摄装置以及正对拍摄装置的载物平台10，载物平台10可从复位点o开始沿X坐标轴方向移动和/或沿Y坐标轴方向移动。本实施例中，拍摄装置包括镜头和获取图像的CCD图像传感器。
步骤S12,放置样本20于载物平台10上，移动载物平台10使拍摄装置步进扫描样本20，以确定样本区域内一矩形拍照区域30。一实施例中，所述样本20为高通量基因测序样本，所述样本20包括多个待识别磁珠，由于磁珠体积较小且在边缘附近有不易识别的情况，因此选定高通量基因测序样本的中心附近矩形区域作为矩形拍照区域30，以便准确识别矩形拍照区域30对应图像的信息。本实施中，所述复位点位于拍照区域30之外。
步骤S13，分割所述矩形拍照区域30为多个子区域31，多个子区域31包括沿X坐标轴方向排列的多行子区域。
一实施例中，拍摄装置的聚焦范围远小于标样20的面积，对基因测序样本的拍摄以预先选择的成像效果较好的矩形拍照区域30进行。实际拍摄时，将预先选好的矩形拍照区域30分割为多个适配成像装置的聚焦范围的小区域31，然后移动成像装置分别对每个小区域31进行拍摄，最后合成将整个矩形拍照区域30的图像。本实施例中，多个子区域31呈矩阵排列。
步骤S14，沿相同的第一方向步进移动载物平台依次对一行每个子区域进行图像拍摄。
请参考图2，一实施方式中，先从复位点o沿Y轴方向移动载物平台10，如图2中线路Y1，使拍摄装置和第一行子区域A1-A5的Y坐标（0, Y1）对齐。
然后沿X坐标移动载物平台10，如图2中线路X1，即从复位点的X坐标（0, Y1）开始移动载物平台10,使拍摄装置对位于该第一行子区域A1-A5的右边界子区域A1，本实施例所述右边界子区域A1为距离复位点的X坐标最近的子区域31。
然后沿相同的第一方向，即X坐标轴方向步进移动载物平台10,如图2中线路P1,依次对第一行每个子区域A1-A5进行图像拍摄。
步骤S15，移动载物平台至复位点的X坐标进行复位后沿相同的第一方向步进移动载物平台依次对另一行每个子区域进行图像拍摄，重复本步骤完成整个矩形拍照区域的图像拍摄。
本实施例中，接续步骤S14，从第一行左边界子区域A5（距离复位点的X坐标最远的子区域）开始，移动载物平台10至复位点的X坐标(0,Y1)进行复位，如图2中的线路R1。
然后从第一行A1-A5的Y坐标（0，Y1）沿Y轴方向移动载物平台10，如图2中线路Y2，使拍摄装置和第二行子区域B1-AB的Y坐标（0，Y1+Y2）对齐。
再次沿X坐标移动载物平台10，如图2中线路X2，即从复位点的X坐标（0, Y1+Y2）开始移动载物平台10,使拍摄装置的镜头对位于该第二行子区域B1-AB的右边界子区域B1，本实施例所述右边界子区域B1为距离复位点的X坐标最近的子区域31。
然后沿相同的第二方向，即X坐标轴方向步进移动载物平台10,如图2中线路P2,依次对第二行每个子区域B1-B5进行图像拍摄。
重复本步骤S15依次对第三行C1-C5、第四行D1-D5的每个子区域进行图像拍摄完成整个矩形拍照区域的图像拍摄。然后通过图像处理合成将整个矩形拍照区域30的图像。
请参考图3和图4，本发明第二实施例提供一种图像拍摄方法，其包括步骤S21-S25。
步骤S21, 提供一成像装置，所述成像装置包括获取图像的拍摄装置以及正对拍摄装置的载物平台10，载物平台10可从复位点o开始沿X坐标轴方向移动和/或沿Y坐标轴方向移动。本实施例中，拍摄装置包括镜头和获取图像的CCD图像传感器。
步骤S22,放置样本20于载物平台10上，移动载物平台10使拍摄装置步进扫描样本20，以确定样本区域内一矩形拍照区域30。
一实施例中，所述样本20为高通量基因测序样本，所述样本20包括多个待识别磁珠，由于磁珠体积较小且在边缘附近有不易识别的情况，因此选定高通量基因测序样本的中心附近矩形区域作为矩形拍照区域30，以便准确识别矩形拍照区域30对应图像的信息。本实施中，所述复位点o位于拍照区域30之外。
步骤S23，分割所述矩形拍照区域30为多个子区域31，多个子区域31包括沿X坐标轴方向排列的多行子区域。
一实施例中，拍摄装置的聚焦范围远小于标样20的面积，对基因测序样本的拍摄以预先选择的成像效果较好的矩形拍照区域30进行。实际拍摄时，将预先选好的矩形拍照区域30分割为多个适配成像装置的聚焦范围的小区域31，然后移动成像装置分别对每个小区域31进行拍摄，最后合成将整个矩形拍照区域30的图像。本实施例中，多个子区域31呈矩阵排列。
步骤S24，沿相同的第二方向步进移动载物平台依次对一行每个子区域进行图像拍摄。
请参考图4，一实施方式中，先从复位点o沿Y轴方向移动载物平台10，如图2中线路Y1，使拍摄装置和第一行子区域A1-A5的Y坐标（0, Y1）对齐。
然后沿X坐标移动载物平台10，如图2中线路X1，即从复位点的X坐标（0, Y1）开始移动载物平台10,使拍摄装置对位于该第一行子区域A1-A5的左边界子区域A5，本实施例所述左边界子区域A5为距离复位点的X坐标最远的子区域31。
然后沿相同的第二方向，即X坐标轴反方向，步进移动载物平台10,如图2中线路P1,依次对第一行每个子区域A5-A1进行图像拍摄。
步骤S25，移动载物平台至复位点的X坐标进行复位后再次沿相同的第二方向步进移动载物平台依次对另一行每个子区域进行图像拍摄，重复本步骤完成整个矩形拍照区域的图像拍摄。
本实施例中，接续步骤S24，从第一行右边界子区域A1（距离复位点的X坐标最近的子区域）开始，移动载物平台10至复位点的X坐标(0,Y1)进行复位，如图2中的线路R1。
然后从第一行A1-A5的Y坐标（0，Y1）沿Y轴方向移动载物平台10，如图4中线路Y2，使拍摄装置和第二行子区域B1-AB的Y坐标（0，Y1+Y2）对齐。
再次沿X坐标移动载物平台10，如图2中线路X2，即从复位点的X坐标（0, Y1+Y2）开始移动载物平台10,使拍摄装置的镜头对位于该第二行子区域B1-AB的左边界子区域B5，本实施例所述左边界子区域B1为距离复位点的X坐标最远的子区域。
然后沿相同的第二方向，即X坐标轴反方向，步进移动载物平台10,如图2中线路P2,依次对第二行每个子区域B5-B1进行图像拍摄。
重复本步骤S25依次对第三行C1-C5、第四行D1-D5的每个子区域进行图像拍摄完成整个矩形拍照区域的图像拍摄,然后通过图像处理合成将整个矩形拍照区域30的图像。
请参考图5，本发明第三实施方式提供一种图像拍摄系统100，所述图像拍摄系统100包括成像装置110、拍照区域确定模块120、拍照区域分割模块130、普通拍照模块140以及复位拍照模块150。本实施例中，所述模块或系统可以是执行特定功能的集成电路，也可以是存储在存储器中并通过处理器执行完成特定功能的软件程序。
请一并参考图2，所述成像装置110包括获取图像的拍摄装置以及正对拍摄装置的载物平台10，载物平台10可从复位点o开始沿X坐标轴方向移动和/或沿Y坐标轴方向移动。本实施例中，拍摄装置包括镜头和获取图像的CCD图像传感器。
所述拍照区域确定模块120用于控制移动载物平台10使拍摄装置步进扫描位于载物平台10上的样本20，进而确定样本区域内一矩形拍照区域30。一实施例中，所述样本20为高通量基因测序样本，所述样本20包括多个待识别磁珠，由于磁珠体积较小且在边缘附近有不易识别的情况，因此选定高通量基因测序样本的中心附近矩形区域作为矩形拍照区域30，以便准确识别矩形拍照区域30对应图像的信息。本实施中，所述复位点位于拍照区域30之外。
所述拍照区域分割模块130用于控制分割所述矩形拍照区域30为多个子区域31，多个子区域31包括沿X坐标轴方向排列的多行子区域。
一实施例中，拍摄装置的聚焦范围远小于标样20的面积，对基因测序样本的拍摄以预先选择的成像效果较好的矩形拍照区域30进行。实际拍摄时，将预先选好的矩形拍照区域30分割为多个适配成像装置的聚焦范围的小区域31，然后移动成像装置分别对每个小区域31进行拍摄，最后合成将整个矩形拍照区域30的图像。本实施例中，多个子区域31呈矩阵排列。
所述普通拍照模块140用于控制沿相同方向步进移动载物平台依次对一行每个子区域进行图像拍摄。所述复位拍照模块150用于控制移动载物平台至复位点的X坐标进行复位后沿相同方向步进移动载物平台依次对另外多行每个子区域进行图像拍摄，直到整个矩形拍照区域的图像拍摄。
一实施方式例，请参考图1，先从复位点o沿Y轴方向移动载物平台10，如图2中线路Y1，使拍摄装置和第一行子区域A1-A5的Y坐标（0, Y1）对齐。
然后沿X坐标移动载物平台10，如图2中线路X1，即从复位点的X坐标（0, Y1）开始移动载物平台10,使拍摄装置对位于该第一行子区域A1-A5的右边界子区域A1，本实施例所述右边界子区域A1为距离复位点的X坐标最近的子区域31。
然后沿相同的第一方向，即X坐标轴方向步进移动载物平台10,如图2中线路P1,依次对第一行每个子区域A1-A5进行图像拍摄。从第一行左边界子区域A5（距离复位点的X坐标最远的子区域）开始，移动载物平台10至复位点的X坐标(0,Y1)进行复位，如图2中的线路R1。
然后从第一行A1-A5的Y坐标（0，Y1）沿Y轴方向移动载物平台10，如图2中线路Y2，使拍摄装置和第二行子区域B1-AB的Y坐标（0，Y1+Y2）对齐。
再次沿X坐标移动载物平台10，如图2中线路X2，即从复位点的X坐标（0, Y1+Y2）开始移动载物平台10,使拍摄装置的镜头对位于该第二行子区域B1-AB的右边界子区域B1，本实施例所述右边界子区域B1为距离复位点的X坐标最近的子区域31。
然后沿相同的第二方向，即X坐标轴方向步进移动载物平台10,如图2中线路P2,依次对第二行每个子区域B1-B5进行图像拍摄。
重复依次对第三行C1-C5、第四行D1-D5的每个子区域进行图像拍摄完成整个矩形拍照区域的图像拍摄。然后通过图像处理合成将整个矩形拍照区域30的图像
另一实施例中，请参考图4，一实施方式中，先从复位点o沿Y轴方向移动载物平台10，如图2中线路Y1，使拍摄装置和第一行子区域A1-A5的Y坐标（0, Y1）对齐。
然后沿X坐标移动载物平台10，如图2中线路X1，即从复位点的X坐标（0, Y1）开始移动载物平台10,使拍摄装置对位于该第一行子区域A1-A5的左边界子区域A5，本实施例所述左边界子区域A5为距离复位点的X坐标最远的子区域31。
然后沿相同的第二方向，即X坐标轴反方向，步进移动载物平台10,如图2中线路P1,依次对第一行每个子区域A5-A1进行图像拍摄。从第一行右边界子区域A1（距离复位点的X坐标最近的子区域）开始，移动载物平台10至复位点的X坐标(0,Y1)进行复位，如图2中的线路R1。
然后从第一行A1-A5的Y坐标（0，Y1）沿Y轴方向移动载物平台10，如图4中线路Y2，使拍摄装置和第二行子区域B1-AB的Y坐标（0，Y1+Y2）对齐。
再次沿X坐标移动载物平台10，如图2中线路X2，即从复位点的X坐标（0, Y1+Y2）开始移动载物平台10,使拍摄装置的镜头对位于该第二行子区域B1-AB的左边界子区域B5，本实施例所述左边界子区域B1为距离复位点的X坐标最远的子区域。
然后沿相同的第二方向，即X坐标轴反方向，步进移动载物平台10,如图2中线路P2,依次对第二行每个子区域B5-B1进行图像拍摄。
重复对第三行C1-C5、第四行D1-D5的每个子区域进行图像拍摄完成整个矩形拍照区域的图像拍摄,然后通过图像处理合成将整个矩形拍照区域30的图像。
相对于现有技术，本发明图像拍摄方法和系统可以消除拍摄多行子区域图像时载物平台步进移动的累积误差，减少每个子区域图像拍摄的对位误差，优化所有子区域图像拼接的效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种图像拍摄方法，其特征在于包括：
提供一成像装置，所述成像装置包括获取图像的拍摄装置以及正对拍摄装置的载物平台，载物平台可从复位点开始沿X坐标轴方向移动和/或沿Y坐标轴方向移动；
放置样本于载物平台上，移动载物平台使拍摄装置步进扫描样本，以确定样本区域内一矩形拍照区域；
分割所述矩形拍照区域为多个子区域，多个子区域包括沿X坐标轴方向排列的多行子区域；
沿相同方向步进移动载物平台依次对一行每个子区域进行图像拍摄；以及
移动载物平台至复位点的X坐标进行复位后沿相同方向步进移动载物平台依次对另一行每个子区域进行图像拍摄，重复本步骤完成整个矩形拍照区域的图像拍摄。
2.根据权利要求1所述的图像拍摄方法，其特征在于，对一行每个子区域进行图像拍摄之前进一步包括：从复位点的X坐标移动载物平台使使拍摄装置对位于该行子区域的边界子区域。
3.根据权利要求2所述的图像拍摄方法，其特征在于，所述边界子区域为距离复位点的X坐标最近的子区域，所述相同方向为X坐标轴方向。
4.根据权利要求2所述的图像拍摄方法，其特征在于，所述边界子区域为距离复位点的X坐标最远的子区域，所述相同方向为X坐标轴反方向。
5.根据权利要求1所述的图像拍摄方法，其特征在于，多个子区域呈矩阵排列。
6.根据权利要求1所述的图像拍摄方法，其特征在于，所述复位点位于拍照区域之外。
7.一种图像拍摄系统，其特征在于包括：
成像装置，所述成像装置包括获取图像的拍摄装置以及正对拍摄装置的载物平台，载物平台可从复位点开始沿X坐标轴方向移动和/或沿Y坐标轴方向移动；
拍照区域确定模块，所述拍照区域确定模块用于控制移动载物平台使拍摄装置步进扫描位于载物平台上的样本，进而确定样本区域内一矩形拍照区域
拍照区域分割模块，所述拍照区域分割模块用于控制分割所述矩形拍照区域为多个子区域，多个子区域包括沿X坐标轴方向排列的多行子区域；
普通拍照模块，所述普通拍照模块用于控制沿相同方向步进移动载物平台依次对一行每个子区域进行图像拍摄；以及
复位拍照模块，所述复位拍照模块用于控制移动载物平台至复位点的X坐标进行复位后沿相同方向步进移动载物平台依次对另外多行每个子区域进行图像拍摄，直到整个矩形拍照区域的图像拍摄。
8.如权利要求7所述的一种图像拍摄系统，其特征在于，所述复位拍照模块进一步用于控制：对每一行子区域进行图像拍摄前，从复位点的X坐标移动载物平台使使拍摄装置对位于该行子区域的边界子区域。
9.根据权利要求8所述的图像拍摄系统，其特征在于，所述边界子区域为距离复位点的X坐标最近的子区域，所述相同方向为X坐标轴方向。
10.根据权利要求8所述的图像拍摄系统，其特征在于，所述边界子区域为距离复位点的X坐标最远的子区域，所述相同方向为X坐标轴反方向。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180130 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |