CN110996002B - 显微镜聚焦方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents
显微镜聚焦方法、装置、计算机设备和存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110996002B CN110996002B CN201911296126.7A CN201911296126A CN110996002B CN 110996002 B CN110996002 B CN 110996002B CN 201911296126 A CN201911296126 A CN 201911296126A CN 110996002 B CN110996002 B CN 110996002B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- view
- target
- initial
- definition
- field
- 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
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
Abstract
本申请涉及一种显微镜聚焦方法、装置、计算机设备和存储介质,在确定初始视野的焦点位置之后,通过驱动电机,将载物台沿对焦轴的第一方向移动至与初始视野的焦点位置的距离为第一距离后水平移动至目标视野,到达目标视野后将载物台沿对焦轴的第二方向移动第二距离,在载物台沿对焦轴的第二方向移动第二距离的过程中采集多张目标视野图像,计算每张目标视野图像的清晰度数值,再根据目标视野图像的采集顺序对每张目标视野图像的清晰度数值进行排序,得到目标视野的清晰度数值序列,进一步地,根据第二距离和目标视野的清晰度数值序列计算得到目标视野的焦点位置,得到的目标视野的焦点位置更加准确,在该位置上采集到的图像的质量更好。
Description
技术领域
本申请涉及医学检测技术领域,特别是涉及一种显微镜聚焦方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
显微镜在医学检测中起着重要作用,在检测过程中,需要将相应的标本制成载玻片,再置于显微镜下观察分析、得出结论。在利用显微镜观察载玻片时,需要对显微镜进行调焦。近年来,随着仪器自动化、智能化的发展,显微镜自动聚焦技术开始出现并迅速发展。
传统技术中,在得到初始视野的焦点后,水平移动载物台到目标视野,判断此时的清晰度与初始视野的焦点处的清晰度的大小,若此时的清晰度大于初始视野的焦点处的清晰度则直接将此时的位置作为目标视野的焦点位置并进行采图。然而,视野不同,对应的焦点处的清晰度也不同,目标视野的焦点处的清晰度可能大于也可能小于初始视野的焦点处的清晰度,直接将大于初始视野的焦点处的清晰度的位置作为目标视野的焦点位置,准确度较低,导致采集得到的图像的质量较差。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够提高目标视野的焦点位置的准确度的显微镜聚焦方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种显微镜聚焦方法,所述方法包括:
在确定初始视野的焦点位置之后,驱动电机移动载物台,所述移动的过程包括沿对焦轴的第一方向移动至与所述初始视野的焦点位置的距离为第一距离后,水平移动至目标视野,在所述目标视野处沿对焦轴的第二方向移动第二距离;所述第二距离的起始位置和终止位置关于所述初始视野的焦点位置对称;
在所述沿对焦轴的第二方向移动第二距离的过程中采集多张目标视野图像,计算每张目标视野图像的清晰度数值;
根据目标视野图像的采集顺序对所述每张目标视野图像的清晰度数值进行排序,得到目标视野的清晰度数值序列;
根据所述第二距离和所述目标视野的清晰度数值序列,计算得到所述目标视野的焦点位置。
在其中一个实施例中,所述在所述沿对焦轴的第二方向移动第二距离的过程中采集多张目标视野图像,计算每张目标视野图像的清晰度数值包括:
在所述沿对焦轴的第二方向移动第二距离的过程中采集多张目标视野图像;
获取每张目标视野图像中各个像素点的像素值,根据所述每张目标视野图像中各个像素点的像素值计算得到每张目标视野图像中各个像素点的水平梯度值和垂直梯度值;
根据所述每张目标视野图像中各个像素点的水平梯度值和垂直梯度值计算得到每张目标视野图像的清晰度数值。
在其中一个实施例中,所述根据所述第二距离和所述目标视野的清晰度数值序列,计算得到所述目标视野的焦点位置包括:
在所述目标视野的清晰度数值序列中确定所述目标视野的焦点位置对应的清晰度数值;
获取所述目标视野的清晰度数值序列中清晰度数值的个数,根据所述目标视野的清晰度数值序列中清晰度数值的个数和所述第二距离,确定所述目标视野的清晰度数值序列中每个清晰度数值对应的位置信息;
根据所述目标视野的焦点位置对应的清晰度数值和所述目标视野的清晰度数值序列中每个清晰度数值对应的位置信息,确定所述目标视野的焦点位置。
在其中一个实施例中,在所述根据所述第二距离和所述目标视野的清晰度数值序列,计算得到所述目标视野的目标焦点位置之后,还包括:
统计累计视野个数;
当所述累计视野个数小于视野个数阈值时,将所述目标视野作为初始视野,返回执行所述在确定初始视野的焦点位置之后,驱动电机移动载物台的步骤。
在其中一个实施例中,所述初始视野的焦点位置的确定步骤包括:
初始化载物台,驱动电机带动载物台上移,在上移过程中采集多张第一初始视野图像;
根据第一初始视野图像的采集顺序,逐一计算每张第一初始视野图像的清晰度数值;
当当前的第一初始视野图像的清晰度数值小于上一张第一初始视野图像的清晰度数值时,停止驱动电机移动载物台,得到对应的移动距离和初始视野的第一清晰度数值序列;
根据所述移动距离和所述初始视野的第一清晰度数值序列,计算得到初始视野的初始焦点位置;
驱动电机移动载物台,所述移动的过程包括沿对焦轴的预设方向移动至与所述初始焦点位置的距离为第三距离,得到第一位置后,沿对焦轴的预设方向移动第四距离,得到第二位置,所述初始焦点位置位于所述第一位置和所述第二位置之间;
在所述沿对焦轴的预设方向移动第四距离的过程中采集多张第二初始视野图像,计算每张第二初始视野图像的清晰度数值;
根据第二初始视野图像的采集顺序对所述每张第二初始视野图像的清晰度数值进行排序,得到初始视野的第二清晰度数值序列;
根据所述第四距离和所述初始视野的第二清晰度数值序列,计算得到初始视野的焦点位置。
在其中一个实施例中,所述初始化载物台,驱动电机带动载物台上移,在上移过程中采集多张第一初始图像包括:
初始化载物台,驱动电机带动载物台上移至第一初始图像采集起始位置后按固定步长上移所述载物台,根据所述固定步长采集多张第一初始图像。
一种显微镜聚焦装置,所述装置包括:
载物台移动模块,用于在确定初始视野的焦点位置之后,驱动电机移动载物台,所述移动的过程包括沿对焦轴的第一方向移动至与所述初始视野的焦点位置的距离为第一距离后,水平移动至目标视野,在所述目标视野处沿对焦轴的第二方向移动第二距离;所述第二距离的起始位置和终止位置关于所述初始视野的焦点位置对称;
清晰度数值计算模块,用于在所述沿对焦轴的第二方向移动第二距离的过程中采集多张目标图像,计算每张目标图像的清晰度数值;
清晰度数值排序模块,用于根据目标图像的采集顺序对所述每张目标图像的清晰度数值进行排序,得到目标清晰度数值序列;
目标视野焦点位置计算模块,用于根据所述第二距离和所述目标清晰度数值序列,计算得到所述目标视野的焦点位置。
一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:
在确定初始视野的焦点位置之后,驱动电机移动载物台,所述移动的过程包括沿对焦轴的第一方向移动至与所述初始视野的焦点位置的距离为第一距离后,水平移动至目标视野,在所述目标视野处沿对焦轴的第二方向移动第二距离;所述第二距离的起始位置和终止位置关于所述初始视野的焦点位置对称;
在所述沿对焦轴的第二方向移动第二距离的过程中采集多张目标视野图像,计算每张目标视野图像的清晰度数值;
根据目标视野图像的采集顺序对所述每张目标视野图像的清晰度数值进行排序,得到目标视野的清晰度数值序列;
根据所述第二距离和所述目标视野的清晰度数值序列,计算得到所述目标视野的焦点位置。
一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
在确定初始视野的焦点位置之后,驱动电机移动载物台,所述移动的过程包括沿对焦轴的第一方向移动至与所述初始视野的焦点位置的距离为第一距离后,水平移动至目标视野,在所述目标视野处沿对焦轴的第二方向移动第二距离;所述第二距离的起始位置和终止位置关于所述初始视野的焦点位置对称;
在所述沿对焦轴的第二方向移动第二距离的过程中采集多张目标视野图像,计算每张目标视野图像的清晰度数值;
根据目标视野图像的采集顺序对所述每张目标视野图像的清晰度数值进行排序,得到目标视野的清晰度数值序列;
根据所述第二距离和所述目标视野的清晰度数值序列,计算得到所述目标视野的焦点位置。
上述显微镜聚焦方法、装置、计算机设备和存储介质,在确定初始视野的焦点位置之后,驱动电机,将载物台沿对焦轴的第一方向移动至与初始视野的焦点位置的距离为第一距离后水平移动至目标视野,到达目标视野后将载物台沿对焦轴的第二方向移动第二距离,在载物台沿对焦轴的第二方向移动第二距离的过程中采集多张目标视野图像,计算每张目标视野图像的清晰度数值,再根据目标视野图像的采集顺序对每张目标视野图像的清晰度数值进行排序,得到目标视野的清晰度数值序列,进一步地,根据第二距离和目标视野的清晰度数值序列计算得到目标视野的焦点位置。与传统方案直接将大于初始视野的焦点位置的清晰度数值对应的位置作为目标视野的焦点位置不同,本方法根据初始视野的焦点位置确定第二距离,在目标视野处将载物台沿对焦轴移动第二距离,再通过采集目标视野图像、计算每张目标视野图像的清晰度数值,从而确定目标视野的焦点位置,得到的目标视野的焦点位置更加准确,在该位置上采集到的图像的质量更好。
附图说明
图1为一个实施例中显微镜聚焦方法的应用场景图;
图2为一个实施例中显微镜聚焦方法的流程示意图;
图3为一个实施例中载物台移动过程示意图;
图4为一个实施例中显微镜多视野聚焦方法的流程示意图;
图5为一个实施例中显微镜初始视野聚焦方法的流程示意图;
图6为一个实施例中清晰度数值序列的示意图;
图7为一个实施例中显微镜初始视野聚焦时载物台的移动过程示意图;
图8为另一个实施例中显微镜聚焦方法的流程示意图;
图9为一个实施例中显微镜聚焦装置的结构框图;
图10为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
本申请提供的显微镜聚焦方法,可以应用于如图1所示的应用环境中。其中,显微镜102与终端104连接。显微镜102包括载物台106和电机108。电机108与载物台106连接。电机108可以控制、移动载物台106。在确定初始视野的焦点位置之后,终端104驱动电机108移动载物台106。电机108先将载物台106沿对焦轴的第一方向移动至与初始视野的焦点位置的距离为第一距离,再将载物台106水平移动至目标视野。在目标视野处,电机108将载物台106沿对焦轴的第二方向移动第二距离。其中,第二距离的起始位置和终止位置关于初始视野的焦点位置对称,第一方向和第二方向相反。在载物台106沿对焦轴的第二方向移动第二距离的过程中,终端104通过显微镜102采集多张目标视野图像。终端104计算每张目标视野图像的清晰度数值,并根据目标视野图像的采集顺序对每张目标视野图像的清晰度数值排序,得到目标视野的清晰度数值序列。进一步地,终端104根据第二距离和目标视野的清晰度数值序列计算得到目标视野的焦点位置。其中,终端104可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备。
在一个实施例中,如图2所示,提供了一种显微镜聚焦方法,以该方法应用于图1中的终端为例进行说明,包括以下步骤:
步骤202,在确定初始视野的焦点位置之后,驱动电机移动载物台,该移动的过程包括沿对焦轴的第一方向移动至与初始视野的焦点位置的距离为第一距离后,水平移动至目标视野,在目标视野处沿对焦轴的第二方向移动第二距离。
其中,显微镜的视野指的是从显微镜镜头中观察到的载物台上载玻片的位置。由于医学检测过程中,需要从不同位置观察分析载玻片,即移动载物台,切换多个视野。而由于显微镜的镜头具有光学特性,即在焦点位置处可以观察、采集到当前视野中最清晰的图像,更有利于载玻片的分析。因此,需要控制移动载物台,确定各个视野的焦点位置。终端可以通过发送移动载物台的请求,驱动电机来移动载物台。其中,电机可以是三轴电机,X轴电机和Y轴电机用于控制载物台的水平移动,Z轴电机用于控制载物台上下移动,即沿对焦轴方向移动。
具体地,在确定初始视野的焦点位置之后,终端驱动电机移动载物台。如图3所示,其中,带箭头的直线表示的是载物台的移动路径。在视野A处确定了焦点A的位置之后,Z轴电机将载物台沿对焦轴的第一方向(此时第一方向为向上)移动至点o,点o和焦点A的距离为第一距离L1,在点o处,X轴电机和Y轴电机将载物台水平移动至点p,切换到视野B。在视野B处,以点p为起始位置,Z轴电机将载物台沿对焦轴的第二方向(此时第二方向为向下)移动第二距离L2至点q,其中,点p和点q关于焦点A对称,可知,第二距离L2为第一距离L1的两倍。虽然不同视野处的焦点位置不同,但是由于不同视野的焦点位置存在线性变化规律,所以,可以在关于焦点A对称的点p和点q之间的第二距离L2内找到视野B的焦点B的位置。
进一步地,在载物台从点p移动到点q的过程中,找到了视野B的焦点B的位置之后,判断当前位置q与焦点B之间的距离是否为第一距离L1,此时,q和焦点B的距离小于第一距离L1,Z轴电机将载物台沿对焦轴的第一方向(此时第一方向为向下)移动至点r,点r和焦点B的距离为第一距离L1。在点r处,X轴电机和Y轴电机可以再将载物台水平移动至点s,切换到视野C。
在视野C处,以点s为起始位置,Z轴电机将载物台沿对焦轴的第二方向(此时第二方向向上)移动第二距离L2至点t。在载物台从点s移动到点t的过程中,可以找到视野C的焦点C的位置。判断当前位置t和焦点C之间的距离是否为第一距离L1,此时,点t和焦点C的距离大于第一距离L1,Z轴电机将载物台沿对焦轴的第一方向(此时第一方向为向下)移动至点u,点u和焦点C的距离为第一距离L1。在点u处,X轴电机和Y轴电机可以将载物台水平移动至点v,切换到下一个视野,再沿对焦轴的第二方向(此时第二方向为向下)移动至点w,可以在该移动过程中找到该视野对应的焦点位置。
由上述可知,对焦轴的第一方向和第二方向可以是向上或者向下,且第一方向和第二方向可以相同或者相反。
步骤204,在沿对焦轴的第二方向移动第二距离的过程中采集多张目标视野图像,计算每张目标视野图像的清晰度数值。
其中,图像的清晰度指的是图像上各细部影纹及其边界的清晰程度,是衡量图像质量优劣的重要指标。图像的清晰度数值是描述图像的清晰度的数值。
具体地,在沿对焦轴的第二方向移动第二距离的过程中采集多张目标视野图像,如图3所示,可以在终端控制Z轴电机将载物台从点p移动到点q的过程中,获取显微镜上传感器采集得到的多张目标视野图像。
在一个实施例中,终端可以控制Z轴电机匀速地将载物台从点p移动到点q,在固定时间间隔内采集目标视野图像,使得每张目标视野图像在第二距离L2中对应的位置间的间隔相等。
进一步地,在采集得到多张目标视野图像之后,终端可以通过图像质量评价函数计算得到每张目标视野图像的清晰度数值。例如,Brenner梯度函数、Tenengrad梯度函数和Laplacian梯度函数等图像质量评价函数。以Brenner梯度函数为例,可以通过计算目标视野图像中相邻两个像素点的灰度差的平方,将相邻两个像素点的灰度差的平方作为目标视野图像的清晰度数值。
步骤206,根据目标视野图像的采集顺序对每张目标视野图像的清晰度数值进行排序,得到目标视野的清晰度数值序列。
具体地,由于目标视野图像是在载物台沿对焦轴的第二方向移动第二距离的过程中按顺序采集得到的,所以每张目标视野图像在第二距离中都有对应的采集位置。终端根据目标视野图像的采集顺序对每张目标视野图像的清晰度数值进行排序,得到目标视野的清晰度数值序列,可以使得目标视野的清晰度数值序列中的每一个清晰度数值在第二距离都有一个对应的位置。
步骤208,根据第二距离和目标视野的清晰度数值序列,计算得到目标视野的焦点位置。
具体地,终端可以在目标视野的清晰度数值序列中找到清晰度数值最大值。由步骤206可知,清晰度数值最大值在第二距离中有一个对应的位置,该位置便是目标视野的焦点位置。所以终端可以根据第二距离和目标视野的清晰度数值序列,计算得到目标视野的焦点位置。
上述显微镜聚焦方法中,在确定初始视野的焦点位置之后,驱动电机,将载物台沿对焦轴的第一方向移动至与初始视野的焦点位置的距离为第一距离后水平移动至目标视野,到达目标视野后将载物台沿对焦轴的第二方向移动第二距离,在载物台沿对焦轴的第二方向移动第二距离的过程中采集多张目标视野图像,计算每张目标视野图像的清晰度数值,再根据目标视野图像的采集顺序对每张目标视野图像的清晰度数值进行排序,得到目标视野的清晰度数值序列,进一步地,根据第二距离和目标视野的清晰度数值序列计算得到目标视野的焦点位置。本方法根据初始视野的焦点位置确定第二距离,在目标视野处将载物台沿对焦轴移动第二距离,再通过采集目标视野图像、计算每张目标视野图像的清晰度数值,从而确定目标视野的焦点位置,得到的目标视野的焦点位置更加准确,在该位置上采集到的图像的质量更好。
在一个实施例中,步骤204包括:在沿对焦轴的第二方向移动第二距离的过程中采集多张目标视野图像;获取每张目标视野图像中各个像素点的像素值,根据每张目标视野图像中各个像素点的像素值计算得到每张目标视野图像中各个像素点的水平梯度值和垂直梯度值;根据每张目标视野图像中各个像素点的水平梯度值和垂直梯度值计算得到每张目标视野图像的清晰度数值。
具体地,由于图像的平均梯度值可以反映图像的细节反差程度和纹理变化特征,因此可以将图像的平均梯度值作为图像的清晰度数值。终端可以获取每张目标视野图像中各个像素点的像素值。
在一个实施例中,当目标视野图像为灰度图像时,各个像素点的像素值为对应的灰度值。终端可以通过Tenengrad梯度函数来计算目标视野图像的清晰度数值。先通过Sobel算子对目标视野图像中各个像素点的灰度值进行计算,得到目标视野图像中各个像素点的水平梯度值和垂直梯度值。Sobel算子模板如下:
其中,GX是水平方向的Sobel算子模板,GY是垂直方向的Sobel算子模板。将各个像素点的灰度值代入上述Sobel算子模板,计算得到各个像素点的水平梯度值和垂直梯度值,再将其结合,计算得到各个像素点的梯度值,计算公式如下:
将各个像素点的梯度值G代入Tenengrad梯度函数:
D(f)=∑Y∑X|G(X,Y)|
可得到目标视野图像的平均梯度值,即目标视野图像的清晰度数值。
在其他实施例中,也可以使用其他图像质量评价函数来计算目标视野的清晰度数值。
在一个实施例中,当目标视野图像不是灰度图像时,需要先将目标视野图像转换为灰度图像,再利用图像质量评价函数计算目标视野灰度图像的清晰度数值。
在本实施例中,根据图像质量评价函数计算得到目标视野图像的清晰度数值,通过目标视野图像的清晰度数值可以找到目标视野的焦点位置,提高目标视野的焦点位置的准确度。
在一个实施例中,步骤208包括:在目标视野的清晰度数值序列中确定目标视野的焦点位置对应的清晰度数值;获取目标视野的清晰度数值序列中清晰度数值的个数,根据目标视野的清晰度数值序列中清晰度数值的个数和第二距离,确定目标视野的清晰度数值序列中每个清晰度数值对应的位置信息;根据目标视野的焦点位置对应的清晰度数值和目标视野的清晰度数值序列中每个清晰度数值对应的位置信息,确定目标视野的焦点位置。
具体地,因为在焦点处采集得到的图像是最清晰的,所以目标视野的焦点位置处的清晰度数值大于目标视野中其他位置的清晰度数值。终端在目标视野的清晰度数值序列中确定清晰度数值序列中的最大值,该值即为目标视野的焦点位置对应的清晰度数值。因为目标视野的清晰度数值序列是根据多张目标视野图像计算得到的,而多张目标视野图像是在载物台移动第二距离的过程中采集得到的,也就是说每张目标视野图像在载物台移动第二距离的过程中都有一个对应的位置,即目标视野的清晰度数值序列中每个清晰度数值都有一个对应的位置。
在一个实施例中,如图3所示,终端可以控制Z轴电机匀速地将载物台从点p移动到点q,在固定时间间隔内采集目标视野图像,使得每张目标视野图像在第二距离L2中对应的位置间的间隔相等,而每张目标视野图像在目标视野的清晰度数值序列中都有对应的清晰度数值。因此,终端可以统计目标视野的清晰度数值序列中清晰度数值的个数,将第二距离除以目标视野的清晰度数值序列中清晰度数值的个数,可以得到每张目标视野图像的清晰度数值在第二距离L2中的位置间隔。因为目标视野的清晰度数值序列是载物台从点p移动到点q时,终端按目标图像采集顺序排列的,也就是说,在得到每张目标视野图像的清晰度数值在第二距离L2中的位置间隔之后,终端可以根据目标视野的清晰度数值序列中每个清晰度数值对应的序号确定每个清晰度数值对应的位置。
进一步地,终端在得到目标视野的焦点位置对应的清晰度数值以及目标视野的清晰度数值序列中每个清晰度数值对应的位置之后,可以得到目标视野的焦点位置。
在一个实施例中,可以根据以下公式计算得到目标视野的焦点位置:
其中,F为目标视野的焦点位置,L2为第二距离,n1为目标视野的焦点位置对应的清晰度数值在目标视野的清晰度数值序列中的序号,n2为目标视野的清晰度数值序列末位清晰度数值对应的序号,即目标视野的清晰度数值序列中清晰度数值的个数。
在本实施例中,通过第二距离和目标视野的清晰度数值序列计算得到目标视野的焦点位置,得到的目标视野的焦点位置更加准确,在目标视野的焦点位置处可以采集到质量更好的目标视野图像,提高医学检测的有效性。
在一个实施例中,方法还包括:统计累计视野个数;当累计视野个数小于视野个数阈值时,将目标视野作为初始视野,返回执行在确定初始视野的焦点位置之后,驱动电机移动载物台的步骤。
具体地,如图4所示,由于医学检测过程中,需要从不同位置观察分析载玻片,即切换多个视野,计算得到多个视野的焦点位置,采集多个视野的焦点位置的图像。所以,终端可以统计累计视野个数,当累计视野个数小于视野个数阈值时,将目标视野作为初始视野,再返回执行在确定初始视野的焦点位置之后,驱动电机移动载物台的步骤,继续切换视野,得到下一个视野的焦点位置。当累计视野个数不小于视野个数阈值时,可以停止切换视野,结束聚焦。
在一个实施例中,视野个数阈值可以设为10。
在本实施例中,通过统计累计视野个数,判断累计视野个数是否小于视野个数阈值,在累计视野个数小于视野个数阈值时,终端可以继续驱动电机,控制载物台移动,切换视野,得到多个视野的焦点位置的图像,保证医学检测的有效性。
在一个实施例中,如图5所示,初始视野的焦点位置的确定步骤包括:
步骤502,初始化载物台,驱动电机带动载物台上移,在上移过程中采集多张第一初始视野图像。
具体地,在开始聚焦之前,先将载物台初始化,使得载物台位于初始位置。一般情况下,载物台的初始位置位于焦点位置之下,所以,终端驱动Z轴电机带动载物台上移,并在载物台上移的过程中采集多张第一初始视野图像。
步骤504,根据第一初始视野图像的采集顺序,逐一计算每张第一初始视野图像的清晰度数值。
具体地,终端在每采集到第一初始视野图像后根据图像质量评价函数对其进行计算,得到每张第一视野图像的清晰度数值。
步骤506,当当前的第一初始视野图像的清晰度数值小于上一张第一初始视野图像的清晰度数值时,停止驱动电机移动载物台,得到对应的移动距离和初始视野的第一清晰度数值序列。
其中,因为在焦点位置处图像的清晰度数值最大,与焦点位置距离越远,清晰度数值越小,因此在将载物台上移的过程中,计算得到的清晰度数值序列呈先增大后减小的趋势,如图6所示。其中,坐标横轴表示的是每张图像对应的序号,坐标纵轴表示的是每张图像对应的清晰度数值。
具体地,当当前计算得到的第一初始视野图像的清晰度数值小于上一张第一初始视野图像的清晰度数值时,终端可以停止驱动电机移动载物台。例如,在图6所示的多张图像中,序号为111的图像的清晰度数值明显小于序号为110的图像的清晰度数值,此时可以终端变可以停止驱动电机移动载物台,得到由序号为101到111对应的清晰度数值组成的清晰度数值序列。进一步地,通过载物台移动时的起始位置和停止移动时对应的位置可以得到对应的移动距离。
步骤508,根据移动距离和初始视野的第一清晰度数值序列,计算得到初始视野的初始焦点位置。
具体地,可以根据以下公式计算得到初始视野的初始焦点位置:
其中,F为初始视野的初始焦点位置,L为移动距离,n1为初始视野的初始焦点位置对应的清晰度数值在初始视野的第一清晰度数值序列中的序号,n2为初始视野的第一清晰度数值序列末位清晰度数值对应的序号,即初始视野的第一清晰度数值序列中清晰度数值的个数。具体计算过程在步骤208的实施例中已有说明,在此不做赘述。
步骤510,驱动电机移动载物台,该移动的过程包括沿对焦轴的预设方向移动至与初始焦点位置的距离为第三距离,得到第一位置后,沿对焦轴的预设方向移动第四距离,得到第二位置,所述初始焦点位置位于所述第一位置和所述第二位置之间。
其中,终端通过步骤502到步骤508可以计算得到初始视野的初始焦点位置,但因为电机在控制移动载物台时可能会存在误差,终端计算得到的每个第一初始视野图像的清晰度数值在移动距离中对应的位置与实际采集每张第一初始视野图像时对应的位置并不是绝对相同的,也就是说初始视野的初始焦点位置可能存在一定误差。
具体地,在步骤506停止移动载物台,计算得到初始视野的初始焦点位置之后,以步骤506停止移动时的位置为起始位置,终端驱动Z轴电机将载物台沿对焦轴的预设方向移动至初始视野的初始焦点位置附近(与初始视野的初始焦点位置距离为第三距离),再在此基础上将载物台沿对焦轴的预设方向移动第四距离。
步骤512,在沿对焦轴的预设方向移动第四距离的过程中采集多张第二初始视野图像,计算每张第二初始视野图像的清晰度数值。
步骤514,根据第二初始视野图像的采集顺序对每张第二初始视野图像的清晰度数值进行排序,得到初始视野的第二清晰度数值序列。
步骤516,根据第四距离和初始视野的第二清晰度数值序列,计算得到初始视野的焦点位置。
具体地,步骤512到步骤516计算初始视野的焦点位置的方法与上述计算目标视野的焦点位置的方法相同,在此不做赘述。
在本实施例中,在开始聚焦之前,终端通过驱动电机控制载物台移动,在载物台移动的过程中采集第一初始视野图像,对初始视野进行粗聚焦得到初始视野的初始焦点位置,再在初始视野的初始焦点附近驱动电机移动载物台,采集第二初始视野图像,对初始视野进行细聚焦,从而得到初始视野的焦点位置,提高初始视野的焦点位置的准确度。
在一个实施例中,步骤502包括:初始化载物台,驱动电机带动载物台上移至第一初始图像采集起始位置后按固定步长上移载物台,根据固定步长采集多张第一初始图像。
其中,第一初始图像采集起始位置是根据显微镜的焦点平面设定的。理论上,焦点平面是固定的,但由于实际中,载物台和载玻片都不是绝对水平的,所以每个视野的焦点位置都会与理论上的焦点平面存在或多或少的误差。
具体地,如图7所示,初始化载物台,此时载物台的位置为点O。在已知显微镜的焦点平面的情况下,终端驱动Z轴电机带动载物台上移,将载物台快速移动至显微镜的焦点平面下的位置(点S),在从点O到点S的移动过程中,不采集图像,完成预聚焦过程。终端驱动Z轴电机带动载物台按固定步长上移,根据固定步长采集多张第一初始视野图像,使得每张图像之间的采集间隔相等。通过图5所示的方法,在点R处得到的清晰度数值小于上一个清晰度数值,因此停止移动载物台,在点S到点R之间计算得到初始焦点位置点F,完成粗聚焦过程。此时,载物台位于点R处,根据图5所示的方法,终端再次驱动Z轴电机将载物台从点R移动到与初始焦点F距离为第一距离L1的点P1,再将载物台从点P1移动第二距离L2至点P2,在从点P1移动到点P2的过程中采集根据固定步长采集多张第二初始视野图像,计算得到初始视野的焦点位置,完成细聚焦过程。
在本实施例中,在先将载物台移动至显微镜的焦点平面附近之后,再根据固定步长采集第一初始视野图像,缩短采集图像时的移动路径,减少采集的图像数量,从而减少了图像清晰度数值的计算量,提高计算初始视野的初始焦点位置的效率。
在一个实施例中,如图8所示,提供了另一种显微镜聚焦方法,以该方法应用于图1中的终端为例进行说明:
具体地,步骤802,终端驱动电机将载物台上移至第一初始图像采集起始位置为本显微镜聚焦方法的预聚焦过程,通过缩短采集图像时的移动路径,减少采集的图像数量,可以减少了图像清晰度数值的计算量,从而提高计算初始视野的初始焦点位置的效率。步骤802到步骤808为本显微镜聚焦方法的粗聚焦过程,通过步骤802到步骤808可以计算得到初始视野的初始焦点位置。步骤810到步骤816为本显微镜聚焦方法的细聚焦过程,通过步骤810到步骤816可以计算得到相比于初始视野的初始焦点位置更精确的焦点位置。在得到初始视野的焦点位置之后,进入步骤818。步骤818到步骤824为切换视野,在初始视野的焦点位置的基础上找到切换后的视野的焦点位置的过程。可知,在切换视野之后,是以上一个视野的焦点位置为中点,沿对焦轴方向移动第二距离,在第二距离中采集图像计算得到切换视野后的焦点位置的,因为不同视野的焦点位置存在线性变化,所以以上一个视野的焦点位置为中点的定量移动可以更好地找到切换后的视野的焦点位置。在得到目标视野(切换后的视野)的焦点位置之后,进入步骤826,统计累计视野个数。步骤828,判断累计视野个数是否小于视野个数阈值,是则进入步骤820,将目标视野作为初始视野然后进入步骤818,继续切换视野,寻找切换后的视野的焦点位置;否则停止切换视野,结束聚焦。
在本实施例中,通过预聚焦、粗聚焦和细聚焦三个过程找到初始视野的焦点位置,提高寻找初始视野的焦点位置的效率和初始视野的焦点位置的准确度,切换视野之后,在切换后的视野根据焦点位置的线性变化,以上一个视野的焦点位置为中点定量移动载物台,找到切换后的视野的焦点位置,可以提高寻找切换后的视野的焦点位置的效率,进一步地,统计累计视野个数,当累计视野个数小于视野个数阈值时继续切换视野,寻找切换后的视野的焦点位置,当累计视野个数不小于视野个数阈值时,停止切换视野,结束聚焦,确保采集到载玻片在多个不同位置上的清晰图像,从而保证医学检测的有效性。
应该理解的是,虽然图2、图4、图5和图8的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图2、图4、图5和图8中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中,如图9所示,提供了一种显微镜聚焦装置900,包括:载物台移动模块901、清晰度数值计算模块902、清晰度数值排序模块903和目标视野焦点位置计算模块904,其中:
载物台移动模块901,用于在确定初始视野的焦点位置之后,驱动电机移动载物台,该移动的过程包括沿对焦轴的第一方向移动至与初始视野的焦点位置的距离为第一距离后,水平移动至目标视野,在目标视野处沿对焦轴的第二方向移动第二距离;第二距离的起始位置和终止位置关于初始视野的焦点位置对称;;
清晰度数值计算模块902,用于在沿对焦轴的第二方向移动第二距离的过程中采集多张目标图像,计算每张目标图像的清晰度数值;
清晰度数值排序模块903,用于根据目标图像的采集顺序对每张目标图像的清晰度数值进行排序,得到目标清晰度数值序列;
目标视野焦点位置计算模块904,用于根据第二距离和目标清晰度数值序列,计算得到目标视野的焦点位置。
在一个实施例中,清晰度数值计算模块902还用于在沿对焦轴的第二方向移动第二距离的过程中采集多张目标视野图像;获取每张目标视野图像中各个像素点的像素值,根据每张目标视野图像中各个像素点的像素值计算得到每张目标视野图像中各个像素点的水平梯度值和垂直梯度值;根据每张目标视野图像中各个像素点的水平梯度值和垂直梯度值计算得到每张目标视野图像的清晰度数值。
在一个实施例中,目标视野焦点位置计算模块904还用于在目标视野的清晰度数值序列中确定目标视野的焦点位置对应的清晰度数值;获取目标视野的清晰度数值序列中清晰度数值的个数,根据目标视野的清晰度数值序列中清晰度数值的个数和第二距离,确定目标视野的清晰度数值序列中每个清晰度数值对应的位置信息;根据目标视野的焦点位置对应的清晰度数值和目标视野的清晰度数值序列中每个清晰度数值对应的位置信息,确定目标视野的焦点位置。
在一个实施例中,显微镜聚焦装置900还包括累计视野个数统计模块905,用于统计累计视野个数;当累计视野个数小于视野个数阈值时,将目标视野作为初始视野,返回执行在确定初始视野的焦点位置之后,驱动电机移动载物台的步骤。
在一个实施例中,显微镜聚焦装置900还包括初始视野焦点位置计算模块906,用于初始化载物台,驱动电机带动载物台上移,在上移过程中采集多张第一初始视野图像;根据第一初始视野图像的采集顺序,逐一计算每张第一初始视野图像的清晰度数值;当当前的第一初始视野图像的清晰度数值小于上一张第一初始视野图像的清晰度数值时,停止驱动电机移动载物台,得到对应的移动距离和初始视野的第一清晰度数值序列;根据移动距离和初始视野的第一清晰度数值序列,计算得到初始视野的初始焦点位置;驱动电机移动载物台,该移动的过程包括沿对焦轴的预设方向移动至与初始焦点位置的距离为第三距离,得到第一位置后,沿对焦轴的预设方向移动第四距离,得到第二位置,所述初始焦点位置位于所述第一位置和所述第二位置之间;在沿对焦轴的预设方向移动第四距离的过程中采集多张第二初始视野图像,计算每张第二初始视野图像的清晰度数值;根据第二初始视野图像的采集顺序对每张第二初始视野图像的清晰度数值进行排序,得到初始视野的第二清晰度数值序列;根据第四距离和初始视野的第二清晰度数值序列,计算得到初始视野的焦点位置。
在一个实施例中,初始视野焦点位置计算模块906还用于初始化载物台,驱动电机带动载物台上移至第一初始图像采集起始位置后按固定步长上移载物台,根据固定步长采集多张第一初始图像。
关于显微镜聚焦装置的具体限定可以参见上文中对于显微镜聚焦方法的限定,在此不再赘述。上述显微镜聚焦装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以是终端,其内部结构图可以如图10所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种显微镜聚焦方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏,该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层,也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板,还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解,图10中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现以下步骤:在确定初始视野的焦点位置之后,驱动电机移动载物台,该移动的过程包括沿对焦轴的第一方向移动至与初始视野的焦点位置的距离为第一距离后,水平移动至目标视野,在目标视野处沿对焦轴的第二方向移动第二距离;第二距离的起始位置和终止位置关于初始视野的焦点位置对称;在沿对焦轴的第二方向移动第二距离的过程中采集多张目标图像,计算每张目标图像的清晰度数值;根据目标图像的采集顺序对每张目标图像的清晰度数值进行排序,得到目标清晰度数值序列;根据第二距离和目标清晰度数值序列,计算得到目标视野的焦点位置。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:在沿对焦轴的第二方向移动第二距离的过程中采集多张目标视野图像;获取每张目标视野图像中各个像素点的像素值,计算得到每张目标视野图像中各个像素点的水平梯度值和垂直梯度值;根据每张目标视野图像中各个像素点的水平梯度值和垂直梯度值计算得到每张目标视野图像的清晰度数值。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:在目标视野的清晰度数值序列中确定目标视野的焦点位置对应的清晰度数值;获取目标视野的清晰度数值序列中清晰度数值的个数,根据目标视野的清晰度数值序列中清晰度数值的个数和第二距离,确定目标视野的清晰度数值序列中每个清晰度数值对应的位置信息;根据目标视野的焦点位置对应的清晰度数值和目标视野的清晰度数值序列中每个清晰度数值对应的位置信息,确定目标视野的焦点位置。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:统计累计视野个数;当累计视野个数小于视野个数阈值时,将目标视野作为初始视野,返回执行在确定初始视野的焦点位置之后,驱动电机移动载物台的步骤。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:初始化载物台,驱动电机带动载物台上移,在上移过程中采集多张第一初始视野图像;根据第一初始视野图像的采集顺序,逐一计算每张第一初始视野图像的清晰度数值;当当前的第一初始视野图像的清晰度数值小于上一张第一初始视野图像的清晰度数值时,停止驱动电机移动载物台,得到对应的移动距离和初始视野的第一清晰度数值序列;根据移动距离和初始视野的第一清晰度数值序列,计算得到初始视野的初始焦点位置;驱动电机移动载物台,该移动的过程包括沿对焦轴的预设方向移动至与初始焦点位置的距离为第三距离,得到第一位置后,沿对焦轴的预设方向移动第四距离,得到第二位置,所述初始焦点位置位于所述第一位置和所述第二位置之间;在沿对焦轴的预设方向移动第四距离的过程中采集多张第二初始视野图像,计算每张第二初始视野图像的清晰度数值;根据第二初始视野图像的采集顺序对每张第二初始视野图像的清晰度数值进行排序,得到初始视野的第二清晰度数值序列;根据第四距离和初始视野的第二清晰度数值序列,计算得到初始视野的焦点位置。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:初始化载物台,驱动电机带动载物台上移至第一初始图像采集起始位置后按固定步长上移载物台,根据固定步长采集多张第一初始图像。
在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:在确定初始视野的焦点位置之后,驱动电机移动载物台,该移动的过程包括沿对焦轴的第一方向移动至与初始视野的焦点位置的距离为第一距离后,水平移动至目标视野,在目标视野处沿对焦轴的第二方向移动第二距离;第二距离的起始位置和终止位置关于初始视野的焦点位置对称;在沿对焦轴的第二方向移动第二距离的过程中采集多张目标图像,计算每张目标图像的清晰度数值;根据目标图像的采集顺序对每张目标图像的清晰度数值进行排序,得到目标清晰度数值序列;根据第二距离和目标清晰度数值序列,计算得到目标视野的焦点位置。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:在沿对焦轴的第二方向移动第二距离的过程中采集多张目标视野图像;获取每张目标视野图像中各个像素点的像素值,根据每张目标视野图像中各个像素点的像素值计算得到每张目标视野图像中各个像素点的水平梯度值和垂直梯度值;根据每张目标视野图像中各个像素点的水平梯度值和垂直梯度值计算得到每张目标视野图像的清晰度数值。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:在目标视野的清晰度数值序列中确定目标视野的焦点位置对应的清晰度数值;获取目标视野的清晰度数值序列中清晰度数值的个数,根据目标视野的清晰度数值序列中清晰度数值的个数和第二距离,确定目标视野的清晰度数值序列中每个清晰度数值对应的位置信息;根据目标视野的焦点位置对应的清晰度数值和目标视野的清晰度数值序列中每个清晰度数值对应的位置信息,确定目标视野的焦点位置。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:统计累计视野个数;当累计视野个数小于视野个数阈值时,将目标视野作为初始视野,返回执行在确定初始视野的焦点位置之后,驱动电机移动载物台的步骤。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:初始化载物台,驱动电机带动载物台上移,在上移过程中采集多张第一初始视野图像;根据第一初始视野图像的采集顺序,逐一计算每张第一初始视野图像的清晰度数值;当当前的第一初始视野图像的清晰度数值小于上一张第一初始视野图像的清晰度数值时,停止驱动电机移动载物台,得到对应的移动距离和初始视野的第一清晰度数值序列;根据移动距离和初始视野的第一清晰度数值序列,计算得到初始视野的初始焦点位置;驱动电机移动载物台,该移动的过程包括沿对焦轴的预设方向移动至与初始焦点位置的距离为第三距离,得到第一位置后,沿对焦轴的预设方向移动第四距离,得到第二位置,所述初始焦点位置位于所述第一位置和所述第二位置之间;在沿对焦轴的预设方向移动第四距离的过程中采集多张第二初始视野图像,计算每张第二初始视野图像的清晰度数值;根据第二初始视野图像的采集顺序对每张第二初始视野图像的清晰度数值进行排序,得到初始视野的第二清晰度数值序列;根据第四距离和初始视野的第二清晰度数值序列,计算得到初始视野的焦点位置。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:初始化载物台,驱动电机带动载物台上移至第一初始图像采集起始位置后按固定步长上移载物台,根据固定步长采集多张第一初始图像。
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流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种显微镜聚焦方法,所述方法包括:
在确定初始视野的焦点位置之后,驱动电机移动载物台,所述移动的过程包括沿对焦轴的第一方向移动至与所述初始视野的焦点位置的距离为第一距离后,水平移动至目标视野,在所述目标视野处沿对焦轴的第二方向移动第二距离;所述第二距离的起始位置和终止位置关于所述初始视野的焦点位置对称;
在所述沿对焦轴的第二方向移动第二距离的过程中采集多张目标视野图像,计算每张目标视野图像的清晰度数值;
根据目标视野图像的采集顺序对所述每张目标视野图像的清晰度数值进行排序,得到目标视野的清晰度数值序列;
根据所述第二距离和所述目标视野的清晰度数值序列,计算得到所述目标视野的焦点位置。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在所述沿对焦轴的第二方向移动第二距离的过程中采集多张目标视野图像,计算每张目标视野图像的清晰度数值包括:
在所述沿对焦轴的第二方向移动第二距离的过程中采集多张目标视野图像;
获取每张目标视野图像中各个像素点的像素值,根据所述每张目标视野图像中各个像素点的像素值计算得到每张目标视野图像中各个像素点的水平梯度值和垂直梯度值;
根据所述每张目标视野图像中各个像素点的水平梯度值和垂直梯度值计算得到每张目标视野图像的清晰度数值。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述第二距离和所述目标视野的清晰度数值序列,计算得到所述目标视野的焦点位置包括:
在所述目标视野的清晰度数值序列中确定所述目标视野的焦点位置对应的清晰度数值;
获取所述目标视野的清晰度数值序列中清晰度数值的个数,根据所述目标视野的清晰度数值序列中清晰度数值的个数和所述第二距离,确定所述目标视野的清晰度数值序列中每个清晰度数值对应的位置信息;
根据所述目标视野的焦点位置对应的清晰度数值和所述目标视野的清晰度数值序列中每个清晰度数值对应的位置信息,确定所述目标视野的焦点位置。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述根据所述第二距离和所述目标视野的清晰度数值序列,计算得到所述目标视野的目标焦点位置之后,还包括:
统计累计视野个数;
当所述累计视野个数小于视野个数阈值时,将所述目标视野作为初始视野,返回执行所述在确定初始视野的焦点位置之后,驱动电机移动载物台的步骤。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述初始视野的焦点位置的确定步骤包括:
初始化载物台,驱动电机带动载物台上移,在上移过程中采集多张第一初始视野图像;
根据第一初始视野图像的采集顺序,逐一计算每张第一初始视野图像的清晰度数值;
当当前的第一初始视野图像的清晰度数值小于上一张第一初始视野图像的清晰度数值时,停止驱动电机移动载物台,得到对应的移动距离和初始视野的第一清晰度数值序列;
根据所述移动距离和所述初始视野的第一清晰度数值序列,计算得到初始视野的初始焦点位置;
驱动电机移动载物台,所述移动的过程包括沿对焦轴的预设方向移动至与所述初始焦点位置的距离为第三距离,得到第一位置后,沿对焦轴的预设方向移动第四距离,得到第二位置,所述初始焦点位置位于所述第一位置和所述第二位置之间;
在所述沿对焦轴的预设方向移动第四距离的过程中采集多张第二初始视野图像,计算每张第二初始视野图像的清晰度数值;
根据第二初始视野图像的采集顺序对所述每张第二初始视野图像的清晰度数值进行排序,得到初始视野的第二清晰度数值序列;
根据所述第四距离和所述初始视野的第二清晰度数值序列,计算得到初始视野的焦点位置。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述初始化载物台,驱动电机带动载物台上移,在上移过程中采集多张第一初始图像包括:
初始化载物台,驱动电机带动载物台上移至第一初始图像采集起始位置后按固定步长上移所述载物台,根据所述固定步长采集多张第一初始图像。
7.一种显微镜聚焦装置,其特征在于,所述装置包括:
载物台移动模块,用于在确定初始视野的焦点位置之后,驱动电机移动载物台,所述移动的过程包括沿对焦轴的第一方向移动至与所述初始视野的焦点位置的距离为第一距离后,水平移动至目标视野,在所述目标视野处沿对焦轴的第二方向移动第二距离;所述第二距离的起始位置和终止位置关于所述初始视野的焦点位置对称;
清晰度数值计算模块,用于在所述沿对焦轴的第二方向移动第二距离的过程中采集多张目标图像,计算每张目标图像的清晰度数值;
清晰度数值排序模块,用于根据目标图像的采集顺序对所述每张目标图像的清晰度数值进行排序,得到目标清晰度数值序列;
目标视野焦点位置计算模块,用于根据所述第二距离和所述目标清晰度数值序列,计算得到所述目标视野的焦点位置。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述清晰度数值计算模块还用于在所述沿对焦轴的第二方向移动第二距离的过程中采集多张目标视野图像;获取每张目标视野图像中各个像素点的像素值,计算得到每张目标视野图像中各个像素点的水平梯度值和垂直梯度值;根据所述每张目标视野图像各个像素点的水平梯度值和垂直梯度值计算得到每张目标视野图像的清晰度数值。
9.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911296126.7A CN110996002B (zh) | 2019-12-16 | 2019-12-16 | 显微镜聚焦方法、装置、计算机设备和存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911296126.7A CN110996002B (zh) | 2019-12-16 | 2019-12-16 | 显微镜聚焦方法、装置、计算机设备和存储介质 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110996002A CN110996002A (zh) | 2020-04-10 |
CN110996002B true CN110996002B (zh) | 2021-08-24 |
Family
ID=70094301
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911296126.7A Active CN110996002B (zh) | 2019-12-16 | 2019-12-16 | 显微镜聚焦方法、装置、计算机设备和存储介质 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110996002B (zh) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113933981A (zh) * | 2020-06-29 | 2022-01-14 | 深圳辉煌耀强科技有限公司 | 基于光学图像清晰度的自动对焦方法及相关设备 |
CN112099216B (zh) * | 2020-08-18 | 2022-06-21 | 宁波永新光学股份有限公司 | 一种电动荧光显微镜的调焦方法 |
CN112099217B (zh) * | 2020-08-18 | 2022-10-28 | 宁波永新光学股份有限公司 | 一种显微镜自动对焦方法 |
CN112541939B (zh) * | 2020-12-24 | 2023-06-27 | 安图实验仪器(郑州)有限公司 | 一种样本清晰焦面位置获取方法及装置 |
CN113837079B (zh) * | 2021-09-24 | 2024-05-14 | 苏州贝康智能制造有限公司 | 显微镜的自动对焦方法、装置、计算机设备和存储介质 |
CN114785959B (zh) * | 2022-06-16 | 2022-10-14 | 江苏美克医学技术有限公司 | 荧光显微镜的自动聚焦方法、装置、存储介质及电子设备 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN205787340U (zh) * | 2016-05-25 | 2016-12-07 | 珠海科域生物工程股份有限公司 | 一种显微镜镜检的多层拍摄系统 |
CN107049258A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-08-18 | 北京信息科技大学 | 光学相干层析成像装置 |
CN108369331A (zh) * | 2015-12-10 | 2018-08-03 | 佳能株式会社 | 显微镜系统及其控制方法 |
CN108427016A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-08-21 | 西南交通大学 | 基于环境可控型原子力显微镜的数控旋转式探针切换装置 |
CN109031638A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-12-18 | 深圳市瑞图生物技术有限公司 | 生物显微镜的快速自动聚焦方法 |
CN109873948A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-06-11 | 中国地质大学(武汉) | 一种光学显微镜智能自动聚焦方法、设备及存储设备 |
CN110146974A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-08-20 | 电子科技大学 | 一种智能生物显微镜 |
CN110291438A (zh) * | 2017-02-10 | 2019-09-27 | 毫微光电子影像股份有限公司 | 用以在显微镜术中促进大区域成像的相机与试样对准 |
WO2019222839A1 (en) * | 2018-05-21 | 2019-11-28 | The Governing Council Of The University Of Toronto | A method for automated non-invasive measurement of sperm motility and morphology and automated selection of a sperm with high dna integrity |
CN110546545A (zh) * | 2017-04-27 | 2019-12-06 | 欧蒙医学实验诊断股份公司 | 光学扫描装置和方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102759539B (zh) * | 2006-02-17 | 2015-04-15 | 株式会社日立高新技术 | 扫描型电子显微镜装置以及使用它的摄影方法 |
JP5090188B2 (ja) * | 2008-01-10 | 2012-12-05 | オリンパス株式会社 | 顕微鏡装置 |
JP6009838B2 (ja) * | 2012-06-29 | 2016-10-19 | オリンパス株式会社 | 顕微鏡焦準機構 |
JP2014178403A (ja) * | 2013-03-14 | 2014-09-25 | Sony Corp | デジタル顕微鏡装置、情報処理方法、および情報処理プログラム |
EP2990849B1 (en) * | 2013-04-26 | 2020-09-02 | Hamamatsu Photonics K.K. | Image acquisition device and method and system for creating focus map for specimen |
JP6448996B2 (ja) * | 2014-11-25 | 2019-01-09 | オリンパス株式会社 | 顕微鏡システム |
JP2019512188A (ja) * | 2016-02-22 | 2019-05-09 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | 被写体の向上された被写界深度の合成2d画像を生成する装置 |
CN109116541A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-01-01 | 广州鸿琪光学仪器科技有限公司 | 显微镜对焦方法、装置、计算机设备和存储介质 |
CN110531484B (zh) * | 2019-07-24 | 2021-04-20 | 中国地质大学(武汉) | 一种对焦过程模型可设定的显微镜自动对焦方法 |
-
2019
- 2019-12-16 CN CN201911296126.7A patent/CN110996002B/zh active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108369331A (zh) * | 2015-12-10 | 2018-08-03 | 佳能株式会社 | 显微镜系统及其控制方法 |
CN205787340U (zh) * | 2016-05-25 | 2016-12-07 | 珠海科域生物工程股份有限公司 | 一种显微镜镜检的多层拍摄系统 |
CN110291438A (zh) * | 2017-02-10 | 2019-09-27 | 毫微光电子影像股份有限公司 | 用以在显微镜术中促进大区域成像的相机与试样对准 |
CN107049258A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-08-18 | 北京信息科技大学 | 光学相干层析成像装置 |
CN110546545A (zh) * | 2017-04-27 | 2019-12-06 | 欧蒙医学实验诊断股份公司 | 光学扫描装置和方法 |
CN108427016A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-08-21 | 西南交通大学 | 基于环境可控型原子力显微镜的数控旋转式探针切换装置 |
WO2019222839A1 (en) * | 2018-05-21 | 2019-11-28 | The Governing Council Of The University Of Toronto | A method for automated non-invasive measurement of sperm motility and morphology and automated selection of a sperm with high dna integrity |
CN109031638A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-12-18 | 深圳市瑞图生物技术有限公司 | 生物显微镜的快速自动聚焦方法 |
CN109873948A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-06-11 | 中国地质大学(武汉) | 一种光学显微镜智能自动聚焦方法、设备及存储设备 |
CN110146974A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-08-20 | 电子科技大学 | 一种智能生物显微镜 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Metallic samples investigated by using a scattering near field optical microscope;George A. Stanciu 等;《2012 14th International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON)》;20120802;全文 * |
基于图像清晰度评价函数与自动取窗对焦的目标视觉调焦算法;田文丽;《微型电脑应用》;20170920;全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110996002A (zh) | 2020-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110996002B (zh) | 显微镜聚焦方法、装置、计算机设备和存储介质 | |
EP4280153A1 (en) | Defect detection method, apparatus and system | |
US8000511B2 (en) | System for and method of focusing in automated microscope systems | |
US8369591B2 (en) | Silhouette image acquisition | |
CN110427970A (zh) | 图像分类方法、装置、计算机设备和存储介质 | |
CN113837079B (zh) | 显微镜的自动对焦方法、装置、计算机设备和存储介质 | |
CN1651905A (zh) | 钢中非金属夹杂物定量分析方法 | |
JP2001502414A (ja) | スライド及び試料の調製品質を評価するための方法及び装置 | |
JP6274794B2 (ja) | 情報処理装置、情報処理方法、プログラム、及び画像測定装置 | |
US20220046180A1 (en) | Deep Learning Model for Auto-Focusing Microscope Systems | |
CN112505910B (zh) | 用显微镜拍摄试样图像的方法、系统、设备及介质 | |
CN112415733A (zh) | 控制显微镜拍摄试样图像的方法、系统、设备及介质 | |
CN109272575B (zh) | 一种提高数字切片扫描仪建模速度的方法 | |
CN115143895A (zh) | 形变视觉测量方法、装置、设备、介质和双轴测量引伸计 | |
CN110600106B (zh) | 病理切片处理方法、计算机设备和存储介质 | |
US20150130921A1 (en) | Image processing apparatus and image processing method | |
US7653260B2 (en) | System and method of registering field of view | |
CN116481434B (zh) | 一种视觉检测用自定位控制方法、装置以及自定位系统 | |
CN101169693A (zh) | 光学运动感知方法 | |
US8914255B2 (en) | Method, apparatus, and computer program product for focus prediction | |
RU2647645C1 (ru) | Способ устранения швов при создании панорамных изображений из видеопотока кадров в режиме реального времени | |
CN113256717B (zh) | 一种细胞涂片辅助分析方法和系统 | |
CN114998980A (zh) | 一种虹膜检测方法、装置、电子设备及存储介质 | |
CN105120165A (zh) | 图像采集的控制方法以及装置 | |
KR102258958B1 (ko) | 고속 이미징 방법 및 이를 이용한 고속 이미징 현미경 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
TA01 | Transfer of patent application right | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20210628 Address after: 518000 F406, building F, Huafeng International Robot Industrial Park, Hangcheng Avenue, Nanchang community, Xixiang street, Bao'an District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant after: SHENZHEN REETOO BIOTECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 518051 Shenzhen University, 3688 Nanhai Avenue, Yuehai street, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant before: SHENZHEN University |
|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |