CN109085113A - 一种用于宫颈脱落细胞检测装置的自动对焦方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种用于宫颈脱落细胞检测装置的自动对焦方法和装置。其中，方法包括：接收相机拍摄的显微镜观测的视野图像；基于视野图像的第一数量的子图像的图像清晰度，得到视野图像的图像清晰度；将视野图像的图像清晰度与前一个视野图像的图像清晰度进行比较，在图像清晰度没有达到第一极大值的情况下，使显微镜的高倍镜头在电机控制装置的控制下以第一步进长度在竖直方向上运动，重复视野图像接收步骤和图像清晰度确定步骤，直至当前视野的图像清晰度达到第一极大值或者当前视野的前一个视野图像的图像清晰度为第一极大值。该方法通过图像清晰度来作为焦距调整的依据，通过焦距的自动控制得到清晰的视野图像。
Description
技术领域
本申请涉及机器视觉技术领域，特别是涉及一种用于宫颈脱落细胞检测装置的自动对焦方法和装置。
背景技术
自动聚焦技术是显微成像中的一项关键技术。由于显微镜景深较小，且用于疾病诊断时对成像清晰度要求非常高，因此对显微装置的聚焦精度要求也自然提高。主动式聚焦法因为受整个机械系统的运动误差影响较大，因此在显微装置的自动聚焦中，通常采用基于机器视觉算法的被动式聚焦法。
在被动式聚焦法中，焦窗口的选择往往决定了图像清晰度评价函数计算量的大小。窗口选择过大，则计算量巨大；窗口选择过小，则清晰度评价函数曲线较平缓，最大值不够显著，可能不能找到正确的焦平面；甚至窗口选择不合适，直接出现对焦目标未被选中的情况。在目前的多数研究中，一般对聚焦函数的研究较多，研究者寄希望于通过改进聚焦函数来提高自动对焦的准确性和快速性，而没有考虑对焦目标的一些特有属性，因此导致对焦性能不佳。
发明内容
本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。
根据本申请的一个方面，提供了一种用于宫颈脱落细胞检测装置的自动对焦方法，其中，所述宫颈脱落细胞检测装置包括：
载物台，用于承载宫颈脱落细胞涂片；
显微镜，用于观测所述宫颈脱落细胞涂片；
电机控制装置，分别与所述显微镜和所述载物台连接，用于控制所述载物台运动，并且用于控制所述显微镜在竖直方向运动；和
相机，与所述显微镜连接，用于拍摄所述显微镜观测的图像；
该自动对焦方法包括如下步骤：
视野图像接收步骤：接收所述相机拍摄的所述显微镜观测的视野图像；
图像清晰度确定步骤：基于所述视野图像的第一数量的子图像的图像清晰度，得到所述视野图像的图像清晰度；
第一对焦步骤：将所述视野图像的图像清晰度与前一个视野图像的图像清晰度进行比较，在所述图像清晰度没有达到第一极大值的情况下，使所述显微镜的高倍镜头在所述电机控制装置的控制下以第一步进长度在竖直方向上运动，重复所述视野图像接收步骤和所述图像清晰度确定步骤，直至当前视野的所述图像清晰度达到第一极大值或者当前视野的前一个视野图像的所述图像清晰度为第一极大值。
该方法通过图像清晰度来作为焦距调整的依据，通过焦距的自动控制得到清晰的视野图像。
可选地，在所述图像清晰度确定步骤中，所述第一数量由以下步骤确定：
接收所述相机对所述宫颈脱落细胞涂片拍摄的首个视野图像；
对所述首个视野图像进行二值化处理，得到二值化图像；
对所述二值化图像进行反色处理，得到反色图像；
计算所述反色图像中宫颈脱落细胞的面积和细胞密度系数；
根据所述细胞密度系数确定所述第一数量。
可选地，所述图像清晰度确定步骤包括：
根据下面公式计算所述视野图像的第一数量的子图像的图像清晰度Fi：
其中，xj和yj表示所述视野图像的第j个像素的坐标值，M表示所述子图像的像素数量，f1(xj,yj)、f2(xj,yj)、f3(xj,yj)和f4(xj,yj)分别表示(xj,yj)处的像素值分别与该像素处0度、45度、90度、135度四个方向的梯度算子的乘积；对子图像的图像清晰度进行加权平均确定所述图像清晰度。
可选地，在所述第一对焦步骤之后，该方法还包括：
第二对焦步骤：使所述显微镜的高倍镜头在所述电机控制装置的控制下以第二步进长度在竖直方向上运动，重复所述视野图像接收步骤和所述图像清晰度确定步骤，将所述视野图像的图像清晰度与前一个视野图像的图像清晰度进行比较，直至所述图像清晰度达到第二极大值，其中，所述第二步进长度小于所述第一步进长度。
可选地，在所述第二对焦步骤后，该方法还包括视野转移步骤：使所述电机控制装置控制所述载物台在水平方向运动，使得所述相机拍摄的所述显微镜观测的下一个视野图像。
根据本申请的另一个方面，还提供了一种用于宫颈脱落细胞检测装置的自动对焦装置，其中，所述宫颈脱落细胞检测装置包括：
载物台，用于承载宫颈脱落细胞涂片；
显微镜，用于观测所述宫颈脱落细胞涂片；
电机控制装置，分别与所述显微镜和所述载物台连接，用于控制所述载物台运动，并且用于控制所述显微镜在竖直方向运动；和
相机，与所述显微镜连接，用于拍摄所述显微镜观测的图像；
该自动对焦装置包括：
视野图像接收模块，其配置成用于接收所述相机拍摄的所述显微镜观测的视野图像；
图像清晰度确定模块，其配置成用于基于所述视野图像的第一数量的子图像的图像清晰度，得到所述视野图像的图像清晰度；和
第一对焦模块，其配置成用于将所述视野图像的图像清晰度与前一个视野图像的图像清晰度进行比较，在所述图像清晰度没有达到第一极大值的情况下，使所述显微镜的高倍镜头在所述电机控制装置的控制下以第一步进长度在竖直方向上运动，重复所述视野图像接收步骤和所述图像清晰度确定步骤，直至当前视野的所述图像清晰度达到第一极大值或者当前视野的前一个视野图像的所述图像清晰度为第一极大值。
该装置通过图像清晰度来作为焦距调整的依据，通过焦距的自动控制得到清晰的视野图像。
根据本申请的另一个方面，还提供了一种计算设备，包括存储器、处理器和存储在所述存储器内并能由所述处理器运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法。
根据本申请的另一个方面，还提供了一种计算机可读存储介质，优选为非易失性可读存储介质，其内存储有计算机程序，所述计算机程序在由处理器执行时实现如上所述的方法。
根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本申请的用于宫颈脱落细胞检测装置的一个实施例的示意性框图；
图2是根据本申请的自动对焦方法的一个实施例的示意性流程图；
图3是根据本申请的图像清晰度曲线图；
图4是根据本申请的自动对焦方法的另一个实施例的示意性流程图；
图5是根据本申请的自动对焦装置的一个实施例的示意性框图；
图6是根据本申请的自动对焦装置的另一个实施例的示意性框图；
图7是本申请的计算设备的一个实施例的框图；
图8是本申请的计算机可读存储介质的一个实施例的框图。
具体实施方式
根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。
本申请实施方案提供了一种用于宫颈脱落细胞检测装置。图1是根据本申请的用于宫颈脱落细胞检测装置的一个实施例的示意性框图。该装置可以包括：
载物台，用于承载宫颈脱落细胞涂片；显微镜，用于观测所述宫颈脱落细胞涂片；电机控制装置，分别与所述显微镜和所述载物台连接，用于控制所述载物台运动，并且用于控制所述显微镜在竖直方向运动；和相机，与所述显微镜连接，用于拍摄所述显微镜观测的图像。
可选地，该装置还包括：物镜转换装置，与显微镜连接，用于转换高倍镜头和低倍镜头。
可选地，该装置还包括：
图像质量检测装置，用于与所述相机连接，用于控制相机的拍摄，接收所述相机拍摄的图像，并且检测所述图像的离焦测度值和亮度；主控制器，分别与图像质量检测装置和电机控制装置连接，用于接收图像质量检测装置的离焦测度值和亮度，以控制所述电机控制装置，并且用于控制所述物镜转换装置进行物镜转换；和图像分析装置，与所述主控制器连接，用于接收所述图像质量检测装置传送的所述图像。
该系统通过显微成像装置和主控制器的配合能够自动对细胞涂片自动拍照，并且对图像质量进行分析，对光照进行调节，从而获得清晰的图像，通过图像拼接能够得到完整的细胞涂片照片，从而能够更加完整和全面地进行图像分析。
可选地，所述电机控制装置包括：传动机构，用于控制所述载物台在三维空间中运动，并且用于控制所述显微镜在竖直方向运动；电机，分别与所述传动机构和所述主控制器连接，用于控制所述传动机构，并且基于所述图像质量检测装置检测的离焦测度值驱动所述传动机构；LED阵列电路，与所述主控制器连接，用与为所述载物台提供照明，并且基于所述图像质量检测装置检测的亮度改变照明的强度；和限位检测传感器，与所述主控制器连接，用于检测所述细胞涂片的边缘是否位于所述显微镜的视野内。
可选地，所述图像质量检测装置包括：相机驱动电路，与所述相机连接，用于驱动所述相机；图像传输电路，与所述相机驱动电路连接，用于采集所述相机拍摄的图像，对所述图像进行预处理并传输给第一控制器经由所述主控制器传输至所述图像质量检测装置；和微处理器，与所述主控制器连接，分别与所述相机和所述相机驱动电路连接，用于根据在所述显微镜距离所述载物台的不同高度时所述相机拍摄的图像计算离焦测度值，将所述离焦测度值经由所述图像传输电路发送给所述主控制器，以便所述主控制器根据所述离焦测度值控制所述电机控制装置的运动；和用于计算相机拍摄的所述图像的亮度和所述图像的复杂度，将所述亮度和所述复杂度经由所述图像传输电路发送给所述主控制器，以便所述主控制器根据所述亮度和所述复杂度控制所述LED阵列电路。
可选地，所述主控制器用于执行初始化步骤，所述初始化步骤包括：
载物台初始化步骤：控制所述物镜转换装置使低倍物镜对准所述载物台，控制所述电机控制装置，使得所述载物台到达距离所述低倍物镜最近的位置，并且使所述细胞涂片的扫描原点对准所述低倍物镜；
第一焦距调整步骤：控制所述控制电机控制装置，使得所述载物台在竖直方向远离所述物镜到第一预定距离，接收所述相机拍摄得到第一低倍图像，计算该第一低倍图像的灰度差分绝对值之和，得到第一离焦测度值；控制所述控制电机控制装置，使得所述载物台继续在竖直方向远离所述物镜到第二预定距离，接收所述相机拍摄得到第二低倍图像，计算该第二低倍图像的灰度差分绝对值之和，得到第二离焦测度值；在第一离焦测度值小于第二离焦测度值时，继续所述控制电机控制装置使所述载物台在竖直方向远离所述物镜并且接收所述相机拍摄得到的低倍图像，直到计算得到的离焦测度值大于或者等于后一次计算得到的离焦测度值，将离焦测度值最大的位置作为对焦位置；和
亮度调节步骤：接收所述亮度检测电路发送的所述图像的亮度和所述图像的复杂度，在所述图像的亮度小于第一阈值并且所述图像的复杂度小于第二阈值的情况下，控制所述LED阵列电路增加照明的强度。
可选地，所述主控制器在执行所述初始化步骤后，还执行低倍图像传输步骤，所述低倍图像传输步骤包括：
控制所述电机控制装置以第一步进距离控制所述载物台，使得相机对所述细胞涂片按照行进行拍摄并得到低倍图像，将所述低倍图像、低倍图像编号和对应的载物台坐标传送到所述图像分析装置；
其中，在限位检测传感器检测到所述细胞涂片的边缘位于所述显微镜的视野内的情况下，接收所述限位检测传感器发送的边缘检测信号，控制所述电机控制装置以使得所述细胞涂片在水平面上与该行垂直的方向运动一个像素块的距离，再拍摄下一行。
可选地，所述主控制器在执行所述低倍图像传输步骤后，还执行高倍图像传输步骤，所述高倍图像传输步骤包括：
在所述图像分析装置对所述主控制器传送的所有低倍图像进行处理和分析，得到至少一个感兴趣的低倍图像的情况下，控制所述物镜转换装置使高倍物镜对准所述载物台，控制所述电机控制装置，使得所述载物台在水平面上移动到与所述至少一个感兴趣的低倍图像对应的载物台坐标处；
在所述相机拍摄到与所述至少一个感兴趣的低倍图像对应的所述细胞涂片的高倍图像的情况下，接收所述高倍图像并将所述高倍图像、高倍图像编号和对应的载物台坐标传送至所述图像分析装置。
可选地，所述主控制器在执行所述低倍图像传输步骤后，还执行高倍图像传输步骤，所述高倍图像传输步骤包括：
在所述图像分析装置对所述主控制器传送的所有低倍图像进行处理和分析，得到至少一个感兴趣的低倍图像的情况下，控制所述物镜转换装置使高倍物镜对准所述载物台，根据所述低倍物镜和所述高倍物镜之间的关系，基于所述至少一个感兴趣的低倍图像和和对应的载物台坐标计算所述电机控制装置控制所述载物台移动的坐标范围；
控制所述电机控制装置以第二步进距离控制所述载物台，使得所述载物台在所述坐标范围内移动，其中，第二步进距离小于第一步进距离；
在所述相机对所述细胞涂片进行拍摄并得到高倍图像的情况下，接收所述高倍图像并将所述高倍图像传送至所述图像分析装置，以便所述图像分析装置对所述高倍图像进行处理和分析。
可选地，所述图像分析装置包括：存储器、处理器和显示装置，所述处理器分别与所述存储器和所述显示装置连接，其中，所述存储器中存储有数据库，所述数据库中存储有与所述细胞涂片具有相同来源的历史图像；所述处理器，与所述主控制器连接，用于接收所述图像质量检测装置传送的所述图像，基于所述图像和所述数据库中的历史图像进行对比，对所述图像中的细胞的种类进行判断；所述显示装置用于显示处理器判断的结果。
可选地，所述存储器内还存储有能由所述处理器运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
低倍图像拼接步骤：接收所述主控器发送的所述低倍图像、低倍图像编号和对应的载物台坐标，根据低倍图像编号和对应的载物台坐标将所述低倍图像拼接为所述细胞涂片的完整低倍图像。
可选地，在所述低倍图像拼接步骤后，所述处理器执行所述计算机程序时还实现以下步骤：
图像分割步骤：对所述完整低倍图像进行图像分割并进行黑白反色处理，通过边缘检测得到感兴趣区域的外轮廓，将含有所述外轮廓的低倍图像作为感兴趣的低倍图像，将所述感兴趣的低倍图像的编号和对应的载物台坐标发送给所述主控制器。
本申请的实施方案还公开了一种用于宫颈脱落细胞检测装置的自动对焦方法。可选地，该方法在所述图像分析装置中实现。
图2是根据本申请的自动对焦方法的一个实施例的示意性流程图。该方法可以包括如下步骤：
S100视野图像接收步骤：接收所述相机拍摄的所述显微镜观测的视野图像。
S200图像清晰度确定步骤：基于所述视野图像的第一数量的子图像的图像清晰度，得到所述视野图像的图像清晰度。
S300第一对焦步骤：将所述视野图像的图像清晰度与前一个视野图像的图像清晰度进行比较，在所述图像清晰度没有达到第一极大值的情况下，使所述显微镜的高倍镜头在所述电机控制装置的控制下以第一步进长度在竖直方向上运动，重复所述视野图像接收步骤和所述图像清晰度确定步骤，直至当前视野的所述图像清晰度达到第一极大值或者当前视野的前一个视野图像的所述图像清晰度为第一极大值。
该方法通过图像清晰度来作为焦距调整的依据，通过焦距的自动控制得到清晰的视野图像。
可选地，在所述S200图像清晰度确定步骤中，所述第一数量由以下步骤确定：
接收所述相机对所述宫颈脱落细胞涂片拍摄的首个视野图像；
对所述首个视野图像进行二值化处理，得到二值化图像Ib。二值化图像可以采用大津法求出。
对所述二值化图像进行反色处理，得到反色图像，例如，反色图像Imag＝1-Ib。
计算所述反色图像中宫颈脱落细胞的面积和细胞密度系数。其中，反色图像中宫颈脱落细胞的面积A可以采用如下公式计算：
其中，I表示坐标值为x和y的像素点的灰度值，W为反色图像的宽度值，H为反色图像的高度值。
细胞密度系数γ可以采用如下公式计算：
其中，W为反色图像的宽度值，H为反色图像的高度值，A为反色图像中宫颈脱落细胞的面积。
根据所述细胞密度系数确定所述第一数量。可选地，根据实验数据，当细胞密度系数γ≥0.06时，选用五点式窗口，可以较好地选中细胞；否则当γ＜0.06时，选用九点式窗口。五点式窗口就是利用一定大小的取样窗口在视野图像上取五个子图像。窗口可以为矩形，排列方式可以是在视野图像的四个角和中央各布置一个窗口，也可以采取其他的排列形式。九点式窗口与五点式窗口类似，窗口排列上可以采用九宫格的形式。
采用该方法，能够根据宫颈脱落细胞的特征进行窗口数量的确定，当细胞图片中，细胞密度较小时，采用九点式取窗法，能够获得足够的多数据；而细胞密度较大时，采用五点式取窗法，减少数据处理量的同时也不会对后续分析结果造成影响。
可选地，在所述图像清晰度确定步骤包括：
根据下面公式计算所述视野图像的第一数量的第i个子图像的图像清晰度Fi：
其中，xj和yj表示所述视野图像的第j个像素的坐标值，M表示所述子图像的像素数量，f1(xj,yj)、f2(xj,yj)、f3(xj,yj)和f4(xj,yj)分别表示(xj,yj)处的像素灰度值分别与该像素处0度、45度、90度、135度四个方向的梯度算子的乘积；对子图像的图像清晰度进行加权平均确定所述图像清晰度。0度、45度、90度、135度四个方向的梯度算子分别为：
宫颈细胞形态特征主要呈椭圆形，本申请采用基于多梯度算子的图像清晰度评价函数进行图像清晰度的计算。在水平和竖直两个方向的梯度算子基础上，增加两条对角线方向的梯度算子，组合成“强梯度算子”，从而对0度、45度、90度、135度方向的图像边缘都将十分敏感，从而更加符合宫颈细胞的形态特征。
f1(xj,yj)计算公式如下：
其中，f(xj,yj)为视野图像在xj和yj处的灰度值。f2(xj,yj)、f3(xj,yj)和f4(xj,yj)的计算方法与f1(xj,yj)类似。
整个视野图像的图像清晰度F为：
其中，n为第一数量。
可选地，在S300第一对焦步骤中，首先取第一幅视野图像，在将所述视野图像的图像清晰度与前一个视野图像的图像清晰度进行比较，在所述图像清晰度没有达到第一极大值的情况下，使所述显微镜的高倍镜头在所述电机控制装置的控制下以第一步进长度在竖直方向上运动，重复所述视野图像接收步骤和所述图像清晰度确定步骤，直至当前视野的所述图像清晰度达到第一极大值或者当前视野的前一个视野图像的所述图像清晰度为第一极大值。
例如，先初始化镜头的位置，并设置一个比较大的第一步进长度，运用电机驱动镜头以该初始步长沿着调焦曲线向上或向下运动搜索峰值。每走完一步就比较当前视野图像清晰度与上一步得到的视野图像清晰度的大小。图3是根据本申请的图像清晰度曲线图。该图中显示了图像清晰度随距离变化的趋势。X轴的正向表示镜头方向在竖直方向向上运动的距离，Y轴表示图像清晰度，曲线表示图像清晰度随距离的变化。由图中可知，镜头在B处的图像清晰度大于镜头在A处的图像清晰度，因此电机继续驱动镜头向上运动，镜头在D处的图像清晰度小于于镜头在C处的图像清晰度，C处的图像清晰度为第一极大值，此时镜头停留在D处，或者镜头退回到C处，完成第一对焦步骤。
图4是根据本申请的自动对焦方法的另一个实施例的示意性流程图。可选地，在所述S300第一对焦步骤之后，该方法还包括：
S400第二对焦步骤：使所述显微镜的高倍镜头在所述电机控制装置的控制下以第二步进长度在竖直方向上运动，重复所述视野图像接收步骤和所述图像清晰度确定步骤，将所述视野图像的图像清晰度与前一个视野图像的图像清晰度进行比较，直至所述图像清晰度达到第二极大值，其中，所述第二步进长度小于所述第一步进长度。
该步骤能够在第一对焦步骤的基础上实现更加精确的对焦，从而提高图像的观测质量。
例如，当越过第一极大值时，电机驱动镜头改变方向并减小步长开始第二轮查找，得到D点、E点和F点，再改变方向以此类推，经过几轮后即可以比较准确地找到图像清晰度曲线图上的极值点P点，确定对焦位置。
参见图4，可选地，在所述S400第二对焦步骤后，该方法还包括：
S500视野转移步骤：使所述电机控制装置控制所述载物台在水平方向运动，使得所述相机拍摄的所述显微镜观测的下一个视野图像。
由于宫颈脱落细胞拨片制作工艺原因，同一张拨片上的细胞密度往往大致相同。在宫颈脱落细胞检测中，一张拨片经过高倍放大后，往往会有近百幅视野，因此只需要判断第一个视野，通常是第一幅图片的细胞密度，即可决定该细胞拨片下的所有视野图像采用九点式取窗法还是五点式取窗法。
本方法针对不同的图像样本集合，采用简易策略选用不同的对焦窗口，提高了对焦效率，增大了对焦准确率。针对宫颈细胞图像，选用多梯度检测算子，检测效果更好。
本申请的实施例还公开了一种用于宫颈脱落细胞检测装置的自动对焦装置，其中，所述宫颈脱落细胞检测装置包括是上述的宫颈脱落细胞检测装置的任一种。图5是根据本申请的自动对焦装置的一个实施例的示意性框图。该自动对焦装置包括：
视野图像接收模块100，其配置成用于接收所述相机拍摄的所述显微镜观测的视野图像；
图像清晰度确定模块200，其配置成用于基于所述视野图像的第一数量的子图像的图像清晰度，得到所述视野图像的图像清晰度；和
第一对焦模块300，其配置成用于将所述视野图像的图像清晰度与前一个视野图像的图像清晰度进行比较，在所述图像清晰度没有达到第一极大值的情况下，使所述显微镜的高倍镜头在所述电机控制装置的控制下以第一步进长度在竖直方向上运动，重复所述视野图像接收步骤和所述图像清晰度确定步骤，直至当前视野的所述图像清晰度达到第一极大值或者当前视野的前一个视野图像的所述图像清晰度为第一极大值。
该装置通过图像清晰度来作为焦距调整的依据，通过焦距的自动控制得到清晰的视野图像。
可选地，在所述图像清晰度确定模块中，所述第一数量由以下步骤确定：
接收所述相机对所述宫颈脱落细胞涂片拍摄的首个视野图像；
对所述首个视野图像进行二值化处理，得到二值化图像；
对所述二值化图像进行反色处理，得到反色图像；
计算所述反色图像中宫颈脱落细胞的面积和细胞密度系数；
根据所述细胞密度系数确定所述第一数量。
可选地，所述图像清晰度确定模块配置成用于：
根据下面公式计算所述视野图像的第一数量的子图像的图像清晰度Fi：
其中，xj和yj表示所述视野图像的第j个像素的坐标值，M表示所述子图像的像素数量，f1(xj,yj)、f2(xj,yj)、f3(xj,yj)和f4(xj,yj)分别表示(xj,yj)处的像素值分别与该像素处0度、45度、90度、135度四个方向的梯度算子的乘积；对子图像的图像清晰度进行加权平均确定所述图像清晰度。
图6是根据本申请的自动对焦装置的另一个实施例的示意性框图。可选地，该装置还包括第二对焦模块400，其配置成用于使所述显微镜的高倍镜头在所述电机控制装置的控制下以第二步进长度在竖直方向上运动，重复所述视野图像接收步骤和所述图像清晰度确定步骤，将所述视野图像的图像清晰度与前一个视野图像的图像清晰度进行比较，直至所述图像清晰度达到第二极大值，其中，所述第二步进长度小于所述第一步进长度。
参见图6，可选地，该装置还包括视野转移模块500，其配置成用于使所述电机控制装置控制所述载物台在水平方向运动，使得所述相机拍摄的所述显微镜观测的下一个视野图像。
本申请的实施例还提供了一种计算设备，参照图7，该计算设备包括存储器1120、处理器1110和存储在所述存储器1120内并能由所述处理器1110运行的计算机程序，该计算机程序存储于存储器1120中的用于程序代码的空间1130，该计算机程序在由处理器1110执行时实现用于执行任一项根据本发明的方法步骤1131。
本申请的实施例还提供了一种计算机可读存储介质。参照图8，该计算机可读存储介质包括用于程序代码的存储单元，该存储单元设置有用于执行根据本发明的方法步骤的程序1131’，该程序被处理器执行。
本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，包括计算机可读代码，当所述计算机可读代码由计算设备执行时，导致所述计算设备执行如上所述的方法。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、获取其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令处理器完成，所述的程序可以存储于计算机可读存储介质中，所述存储介质是非短暂性(英文：non-transitory)介质，例如随机存取存储器，只读存储器，快闪存储器，硬盘，固态硬盘，磁带(英文：magnetic tape)，软盘(英文：floppy disk)，光盘(英文：optical disc)及其任意组合。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种用于宫颈脱落细胞检测装置的自动对焦方法，其中，所述宫颈脱落细胞检测装置包括：
载物台，用于承载宫颈脱落细胞涂片；
显微镜，用于观测所述宫颈脱落细胞涂片；
电机控制装置，分别与所述显微镜和所述载物台连接，用于控制所述载物台运动，并且用于控制所述显微镜在竖直方向运动；和
相机，与所述显微镜连接，用于拍摄所述显微镜观测的图像；
该自动对焦方法包括如下步骤：
视野图像接收步骤：接收所述相机拍摄的所述显微镜观测的视野图像；
图像清晰度确定步骤：基于所述视野图像的第一数量的子图像的图像清晰度，得到所述视野图像的图像清晰度；
第一对焦步骤：将所述视野图像的图像清晰度与前一个视野图像的图像清晰度进行比较，在所述图像清晰度没有达到第一极大值的情况下，使所述显微镜的高倍镜头在所述电机控制装置的控制下以第一步进长度在竖直方向上运动，重复所述视野图像接收步骤和所述图像清晰度确定步骤，直至当前视野的所述图像清晰度达到第一极大值或者当前视野的前一个视野图像的所述图像清晰度为第一极大值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述图像清晰度确定步骤中，所述第一数量由以下步骤确定：
接收所述相机对所述宫颈脱落细胞涂片拍摄的首个视野图像；
对所述首个视野图像进行二值化处理，得到二值化图像；
对所述二值化图像进行反色处理，得到反色图像；
计算所述反色图像中宫颈脱落细胞的面积和细胞密度系数；
根据所述细胞密度系数确定所述第一数量。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述图像清晰度确定步骤包括：
根据下面公式计算所述视野图像的第一数量的子图像的图像清晰度Fi：
其中，xj和yj表示所述视野图像的第j个像素的坐标值，M表示所述子图像的像素数量，f1(xj,yj)、f2(xj,yj)、f3(xj,yj)和f4(xj,yj)分别表示(xj,yj)处的像素值分别与该像素处0度、45度、90度、135度四个方向的梯度算子的乘积；
对所述子图像的图像清晰度进行加权平均确定所述图像清晰度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述第一对焦步骤之后，该方法还包括：
第二对焦步骤：使所述显微镜的高倍镜头在所述电机控制装置的控制下以第二步进长度在竖直方向上运动，重复所述视野图像接收步骤和所述图像清晰度确定步骤，将所述视野图像的图像清晰度与前一个视野图像的图像清晰度进行比较，直至所述图像清晰度达到第二极大值，其中，所述第二步进长度小于所述第一步进长度。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述第二对焦步骤后，该方法还包括：
视野转移步骤：使所述电机控制装置控制所述载物台在水平方向运动，使得所述相机拍摄的所述显微镜观测的下一个视野图像。
6.一种用于宫颈脱落细胞检测装置的自动对焦装置，其中，所述宫颈脱落细胞检测装置包括：
载物台，用于承载宫颈脱落细胞涂片；
显微镜，用于观测所述宫颈脱落细胞涂片；
电机控制装置，分别与所述显微镜和所述载物台连接，用于控制所述载物台运动，并且用于控制所述显微镜在竖直方向运动；和
相机，与所述显微镜连接，用于拍摄所述显微镜观测的图像；
该自动对焦装置包括：
视野图像接收模块，其配置成用于接收所述相机拍摄的所述显微镜观测的视野图像；
图像清晰度确定模块，其配置成用于基于所述视野图像的第一数量的子图像的图像清晰度，得到所述视野图像的图像清晰度；和
第一对焦模块，其配置成用于将所述视野图像的图像清晰度与前一个视野图像的图像清晰度进行比较，在所述图像清晰度没有达到第一极大值的情况下，使所述显微镜的高倍镜头在所述电机控制装置的控制下以第一步进长度在竖直方向上运动，重复所述视野图像接收步骤和所述图像清晰度确定步骤，直至当前视野的所述图像清晰度达到第一极大值或者当前视野的前一个视野图像的所述图像清晰度为第一极大值。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，在所述图像清晰度确定模块中，所述第一数量由以下步骤确定：
接收所述相机对所述宫颈脱落细胞涂片拍摄的首个视野图像；
对所述首个视野图像进行二值化处理，得到二值化图像；
对所述二值化图像进行反色处理，得到反色图像；
计算所述反色图像中宫颈脱落细胞的面积和细胞密度系数；
根据所述细胞密度系数确定所述第一数量。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述图像清晰度确定模块配置成用于：
根据下面公式计算所述视野图像的第一数量的子图像的图像清晰度Fi：
其中，xj和yj表示所述视野图像的第j个像素的坐标值，M表示所述子图像的像素数量，f1(xj,yj)、f2(xj,yj)、f3(xj,yj)和f4(xj,yj)分别表示(xj,yj)处的像素值分别与该像素处0度、45度、90度、135度四个方向的梯度算子的乘积；
对子图像的图像清晰度进行加权平均确定所述图像清晰度。
9.一种计算设备，包括存储器、处理器和存储在所述存储器内并能由所述处理器运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，优选为非易失性可读存储介质，其内存储有计算机程序，所述计算机程序在由处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的方法。
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