CN111371995B - 用于观测动物神经元细胞活动的图像采集方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于观测动物神经元细胞活动的图像采集方法及装置、电子设备及可读存储介质。该方法包括：根据预设图像清晰度评价算法确定调焦电压阈值范围；获取当前电压值并调节所述当前电压值，以使所述当前电压值处在所述调焦电压阈值范围内实现自动调焦；根据自动调焦后的所述当前电压值以及陀螺仪的角度差值变化量确定目标焦距；根据所述目标焦距确定第一目标电压值，以根据所述第一目标电压值调节所述当前电压值实现光学防抖。本申请解决了现有的用于观测自由行为动物神经元细胞活动的图像采集方法由于需要手动调焦且成像系统容易抖动导致采集的图像质量不高导致的技术问题，实现了提高采集图像的质量的技术效果。

Description

用于观测动物神经元细胞活动的图像采集方法及装置

技术领域

本申请涉及显微成像技术领域，具体而言，涉及一种用于观测动物神经元细胞活动的图像采集方法及装置、电子设备及可读存储介质。

背景技术

现代脑科学，是用多学科的手段综合研究脑的正常功能和脑疾病机制的一门新的学科。开展脑科学的研究对揭开脑功能的奥秘、防治神经系统疾患、研制新型人工智能、开发人的智力水平、认识人类自我等都有重要意义。脑科学的研究不仅关乎人类的健康和福祉，也关乎未来的生产力，有望深刻改变社会。美、日、欧等发达国家纷纷于20世纪90年代制定了脑科学研究的长远计划，并宣称21世纪是“脑科学时代”。

随着脑成像、生物传感、人机交互以及大数据等新技术的不断涌现，脑科学与类脑研究成为国际科技前沿的热点领域，成为世界主要发达国家必争的重大战略领域，世界各国相继启动脑科学研究计划。相关技术中的脑科学研究主要以动物大脑为研究对象，开展一系列对动物神经元细胞的观测和研究。微型钙离子成像显微系统是目前现有的进行自由行为动物神经元细胞观测与研究所采用的主要系统。

然而，发明人发现，现有的微型钙离子成像显微系统在使用过程至少存在如下问题：第一，调焦时需要手动调整调焦滑块，人眼判断图像清晰度，误差大；第二，在实验中，自由行为动物在进行大动作活动时，主体会相对于基板产生倾斜，使光轴产生倾角，引起成像系统抖动而导致离焦，像质受损，图像模糊，采集数据存在较大误差。由于上述原因，使得后期数据分析计算量大，并且不能实现实时处理。因此，如何自动、高效、实时获得高质量的动物神经元细胞活动数据仍是亟待解决的难题。

针对相关技术中的用于观测自由行为动物神经元细胞活动的图像采集方法由于需要手动调焦且成像系统容易抖动导致采集的图像质量不高导致的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种用于观测动物神经元细胞活动的图像采集方法及装置、电子设备及可读存储介质，以解决相关技术中的用于观测自由行为动物神经元细胞活动的图像采集方法由于需要手动调焦且成像系统容易抖动导致采集的图像质量不高导致的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的第一方面，提供了一种用于观测动物神经元细胞活动的图像采集方法。

根据本申请的用于观测动物神经元细胞活动的图像采集方法包括：根据预设图像清晰度评价算法确定调焦电压阈值范围；获取当前电压值并调节所述当前电压值，以使所述当前电压值处在所述调焦电压阈值范围内实现自动调焦；根据自动调焦后的所述当前电压值以及陀螺仪的角度差值变化量确定目标焦距；根据所述目标焦距确定第一目标电压值，以根据所述第一目标电压值调节所述当前电压值实现光学防抖。

进一步地，所述根据预设图像清晰度评价算法确定调焦电压阈值范围包括：根据所述预设图像清晰度评价算法计算第二目标电压值；根据所述第二目标电压值确定所述调焦电压阈值范围。

进一步地，所述获取当前电压值并调节所述当前电压值，以使所述当前电压值处在所述调焦电压阈值范围内实现自动调焦包括：判断所述当前电压值是否在所述调焦电压阈值范围内；如果不在，则调节所述当前电压值，以使所述当前电压值处在所述调焦电压阈值范围内实现自动调焦。

进一步地，所述获取当前电压值并调节所述当前电压值，以使所述当前电压值处在所述调焦电压阈值范围内实现自动调焦之后包括：判断所述陀螺仪的角度差值变化量是否在预设阈值范围内；如果不在，则进入到所述根据自动调焦后的所述当前电压值以及陀螺仪的角度差值变化量确定目标焦距的步骤。

进一步地，所述根据自动调焦后的所述当前电压值以及陀螺仪的角度差值变化量确定目标焦距包括：读取当前时刻电压值与当前时刻焦距；根据所述当前时刻电压值和所述陀螺仪的角度差值变化量以及预设焦距与电压和角度差值变化量的函数关系式确定当前时刻焦距的变化量；根据所述当前时刻焦距和所述当前时刻焦距的变化量确定当前时刻所述目标焦距。

进一步地，所述根据所述目标焦距确定第一目标电压值，以根据所述第一目标电压值调节所述当前电压值实现光学防抖包括：根据当前时刻目标焦距以及预设电压与焦距和角度差值变化量的函数关系式确定当前时刻所述第一目标电压值；根据当前时刻所述第一目标电压值调节所述当前电压值，以实现光学防抖。

为了实现上述目的，根据本申请的第二方面，提供了一种用于观测动物神经元细胞活动的图像采集装置。

根据本申请的用于观测动物神经元细胞活动的图像采集装置包括：第一确定模块，用于根据预设图像清晰度评价算法确定调焦电压阈值范围；第一调节模块，用于获取当前电压值并调节所述当前电压值，以使所述当前电压值处在所述调焦电压阈值范围内实现自动调焦；第二确定模块，用于根据自动调焦后的所述当前电压值以及陀螺仪的角度差值变化量确定目标焦距；第二调节模块，用于根据所述目标焦距确定第一目标电压值，以根据所述第一目标电压值调节所述当前电压值实现光学防抖。

进一步地，所述第一确定模块包括：计算单元，用于根据所述预设图像清晰度评价算法计算第二目标电压值；第一确定单元，用于根据所述第二目标电压值确定所述调焦电压阈值范围。

为了实现上述目的，根据本申请的第三方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如前任一项所述的方法。

为了实现上述目的，根据本申请的第四方面，提供了一种非暂态可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如前任一项所述方法的步骤。

在本申请实施例中，采用根据预设图像清晰度评价算法确定调焦电压阈值范围；获取当前电压值并调节所述当前电压值，以使所述当前电压值处在所述调焦电压阈值范围内实现自动调焦；根据自动调焦后的所述当前电压值以及陀螺仪的角度差值变化量确定目标焦距的方式，通过根据所述目标焦距确定第一目标电压值，以根据所述第一目标电压值调节所述当前电压值，达到了自动调焦及光学防抖的目的，从而实现了提高采集用于观测自由行为动物神经元细胞活动的图像的质量的技术效果，进而解决了相关技术中的用于观测自由行为动物神经元细胞活动的图像采集方法由于需要手动调焦且成像系统容易抖动导致采集的图像质量不高导致的技术问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请第一实施例的用于观测动物神经元细胞活动的图像采集方法的流程示意图；

图2是根据本申请第二实施例的用于观测动物神经元细胞活动的图像采集方法的流程示意图；

图3是根据本申请第三实施例的用于观测动物神经元细胞活动的图像采集方法的流程示意图；

图4是根据本申请第四实施例的用于观测动物神经元细胞活动的图像采集方法的流程示意图；

图5是根据本申请第五实施例的用于观测动物神经元细胞活动的图像采集方法的流程示意图；

图6是根据本申请第六实施例的用于观测动物神经元细胞活动的图像采集方法的流程示意图；

图7是根据本申请实施例的基于微型钙离子成像显微系统的自动调焦与光学防抖的工作流程示意图；

图8是根据本申请实施例的微型钙离子显微系统的外观结构示意图；

图9是根据本申请实施例的用于观测动物神经元细胞活动的图像采集装置的组成结构示意图；

图10是根据本申请实施例的电子设备的组成结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

现有技术中在基于微型钙离子显微成像系统进行自由行为动物神经元细胞的观测实验时，所采用的图像采集方法主要存在以下问题：(1)调焦方式：主要采用手动调焦的方式，操作难度较大且调焦时间较长，通过人眼判断容易产生较大误差，调焦精度不高，进而导致采集到的图像质量不高，影响后续的数据分析，并且在手动调焦过程中还会有接触动物头部的操作，会对实验数据的结果造成一定影响。(2)电子防抖：无多余的元件辅助，采用数字图像处理技术，会在一定程度上降低采集的图像质量，同样对后续的数据分析造成影响，导致分析不准确。

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种用于观测动物神经元细胞活动的图像采集方法，如图1所示，该方法包括如下的步骤S101至步骤S104：

步骤S101，根据预设图像清晰度评价算法确定调焦电压阈值范围。

具体实施时，基于图像处理的调焦主要通过评价图像清晰度来判断像平面是否在理想的成像位置上，若在理想像面上，所成图像最清晰。目前，常用的图像清晰度评价算法有很多，大致可以归结为：1)灰度梯度函数，主要利用正焦图像比离焦图像的边缘更锋利，灰度变化更明显等特征，包括绝对方差函数，Roberts梯度和函数，梯度向量平方函数，Brenner函数，Laplacian函数，Tenengrad函数，Variance函数等。2)熵函数，正焦图像的信息熵比离焦图像要多。3)频域函数，主要利用傅里叶变换、小波变换等，通过比较正焦图像与离焦图像的高频分量，高频分量较多的是清晰图像。具体采用哪种类型的图像清晰度评价算法，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择，在此不做具体限定。通过预设的图像清晰度评价算法可以地确定清晰图像对应的第二目标电压值，为了允许有一定的误差，可以根据第二目标电压值确定一个调焦电压阈值范围，以根据该调焦电压阈值范围确定在当前的电压值下采集到的图像是否足够清晰。

步骤S102，获取当前电压值并调节所述当前电压值，以使所述当前电压值处在所述调焦电压阈值范围内实现自动调焦。

具体实施时，本申请实施例中采用液体透镜进行焦距的调节，液态透镜是将液体作为透镜通过改变液体的曲率来改变焦距，而液体的曲率则通过外加电压来改变。因此需要获取当前施加在液态透镜上的电压值，判断该电压值是否处于上述调焦电压阈值范围内，如果不在上述范围内，则说明当前电压值不满足图像清晰度的要求，需要调节该电压值使该电压值落入上述调焦电压阈值范围内，进而实现自动调焦的过程。

步骤S103，根据自动调焦后的所述当前电压值以及陀螺仪的角度差值变化量确定目标焦距。

具体实施时，本申请实施例中在现有的微型钙离子成像显微系统上设置了两个陀螺仪，一个用于检测动物头部倾角，另一个则用于成像显微系统的倾角。在完成上述自动调焦过程后，需要进行光学防抖的过程，首先需要根据两个陀螺仪分别检测到的动物头部倾角和系统倾角计算角度差值，根据该角度差值变化量以及上述自动调焦后得到的当前电压值确定需要达到的目标焦距。

步骤S104，根据所述目标焦距确定第一目标电压值，以根据所述第一目标电压值调节所述当前电压值实现光学防抖。

具体实施时，在得到上述目标焦距后，需要根据电压与焦距和角度差值变化量的函数对应关系确定第一目标电压值，进而将当前电压值调整到第一目标电压值，实现光学防抖。

本申请实施例通过上述自动调焦和光学防抖过程能够实时、自动、高效、精准的采集到高质量的动物神经元细胞图像，为后续观测自由行为动物神经元细胞活动提供了数据分析基础。

作为本申请实施例的一种优选实施方式，如图2所示，所述根据预设图像清晰度评价算法确定调焦电压阈值范围包括如下的步骤S201至步骤S202：

步骤S201，根据所述预设图像清晰度评价算法计算第二目标电压值。

具体实施时，在确定调焦电压阈值范围时，首先需要通过预设的图像清晰度评价算法计算出第二目标电压值U_trgt，在该电压值下可以采集到更清晰的图像。可选地，本申请实施例采用的液态镜头驱动电压公式为U＝44.5mV_RMS*N₊24.4V_RMS，其中N＝[0～1023]。

步骤S202，根据所述第二目标电压值确定所述调焦电压阈值范围。

具体实施时，为了考虑上述计算得到的第二目标电压值U_trgt可能存在的误差波动范围，在第二目标电压值U_trgt的基础上加减一个预设电压误差值u，进而得到调焦电压阈值范围[U_trgt-u,U_trgt+u]，以根据该调焦电压阈值范围确定是否需要对当前的电压值进行自动调整，进而实现自动调焦的目的。预设误差值u的大小本领域技术人员可以根据实际情况灵活设置，在此不做具体限定，例如可根据系统的调焦精度设为44.5mV_RMS的整数倍。

作为本申请实施例的一种优选实施方式，如图3所示，所述获取当前电压值并调节所述当前电压值，以使所述当前电压值处在所述调焦电压阈值范围内实现自动调焦包括如下的步骤S301至步骤S302：

步骤S301，判断所述当前电压值是否在所述调焦电压阈值范围内。

具体实施时，获取当前电压值U_cur，将该当前电压值U_cur与上述调焦电压阈值范围[U_trgt-u,U_trgt+u]进行比较，判断当前电压值U_cur是否落入调焦电压阈值范围[U_trgt-u,U_trgt+u]内。

步骤S302，如果不在，则调节所述当前电压值，以使所述当前电压值处在所述调焦电压阈值范围内实现自动调焦。

具体实施时，如果当前电压值U_cur未落入上述调焦电压阈值范围[U_trgt-u,U_trgt+u]内，则说明当前电压值不满足使显微成像系统清晰成像的要求，因此需要计算出N值，调节当前电压值U_cur落入调焦电压阈值范围内，驱动液态透镜，从而实现自动调焦。

作为本申请实施例的一种优选实施方式，如图4所示，所述获取当前电压值并调节所述当前电压值，以使所述当前电压值处在所述调焦电压阈值范围内实现自动调焦之后包括如下的步骤S401至步骤S402：

步骤S401，判断所述陀螺仪的角度差值变化量是否在预设阈值范围内。

具体实施时，本申请实施例的微型钙离子成像显微系统设置了两个陀螺仪，一个用于检测动物头部倾角，另一个则用于成像显微系统的倾角，根据检测到的倾角值计算两个陀螺仪之间的角度差值Δθ，在t时刻检测Δθ_t与t-1时刻Δθ_t-1的角度差值变化量Δα_t(即Δα_t＝Δθ_t-Δθ_t-1)，将Δα_t与事先设定的阈值范围[-ε,ε]进行比较，其中ε为角度矫正误差，可根据系统精度要求灵活设定，判断Δα_t是否在预设阈值范围[-ε,ε]内。

步骤S402，如果不在，则进入到所述根据自动调焦后的所述当前电压值以及陀螺仪的角度差值变化量确定目标焦距的步骤。

具体实施时，如果两个陀螺仪之间的当前角度差值变化量Δα_t不在预设阈值范围[-ε,ε]内，则说明当前采集的图像数据由于成像系统的抖动不够准确，因此需要进行后续的光学防抖步骤。

如果当角度差值变化量Δα_t在预设阈值范围[-ε,ε]内，说明无需再进行焦距的调整，直接进行图像采集。

作为本申请实施例的一种优选实施方式，如图5所示，所述根据自动调焦后的所述当前电压值以及陀螺仪的角度差值变化量确定目标焦距包括如下的步骤S501至步骤S503：

步骤S501，读取当前时刻电压值与当前时刻焦距。

具体实施时，根据系统关系当前时刻(t时刻)的电压为前一时刻(t-1时刻)的第一目标电压(即U_t＝U_t-1|trgt)，当前时刻的焦距为前一时刻的目标焦距(即f_t＝f_t-1|trgt)，读取t时刻电压U_t与焦距f_t。将自动调焦后的电压值记为光学防抖的初始电压U₀，焦距记为初始焦距f₀。预先构建初始电压U与初始焦距f的函数关系式f(U)，读取光学防抖的初始电压U₀，将该电压U₀输入焦距f与电压U的函数关系式f(U)中，进而得到光学防抖的初始焦距f₀。

步骤S502，根据所述当前时刻电压值和所述陀螺仪的角度差值变化量以及预设焦距与电压和角度差值变化量的函数关系式确定当前时刻焦距的变化量。

具体实施时，根据系统对应的焦距与电压和角度差值变化量的函数关系式Δf_t(U_t,Δα_t)，将读取的U_t和两个陀螺仪检测到的Δα_t输入焦距变化量Δf_t与电压U_t和角度差值变化量Δα_t的函数关系式Δf_t(U_t,Δα_t)中，进而得到t时刻焦距的变化量Δf_t。

步骤S503，根据所述当前时刻焦距和所述当前时刻焦距的变化量确定当前时刻所述目标焦距。

具体实施时，根据读取的t时刻的f_t和计算得到的焦距的变化量Δf_t计算得到t时刻的目标焦距f_t|trgt＝f_t+Δf_t,。

作为本申请实施例的一种优选实施方式，如图6所示，所述根据所述目标焦距确定第一目标电压值，以根据所述第一目标电压值调节所述当前电压值实现光学防抖包括步骤S601至步骤S602：

步骤S601，根据当前时刻目标焦距以及预设电压与焦距和角度差值变化量的函数关系式确定当前时刻所述第一目标电压值；

具体实施时，根据系统对应的电压与焦距和角度差值变化量的函数关系式U_t(f_t|trgt,Δα_t)，可计算出当前时刻(t时刻)第一目标电压U_t|trgt。其中函数关系式Δf_t(U_t,Δα_t)和U_t(f_t|trgt,Δα_t)通过设计光路仿真系统，采集仿真数据，用以数据分析和曲线拟合确定高精度函数关系式。

步骤S602，根据当前时刻所述第一目标电压值调节所述当前电压值，以实现光学防抖。

具体实施时，根据上述计算得到的当前时刻第一目标电压值U_t|trgt驱动当前电压值改变液态透镜屈光度实现光学防抖。

如图7所示，提供了一种基于微型钙离子成像显微系统的自动调焦与光学防抖的工作流程示意图，具体过程详见上文描述，在此不做赘述。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：1)使用液态镜头与图像清晰度评价算法实现自动调焦功能，可全自动地检测失焦现象，并快速判断聚焦点位置，具有高度的自主性和鲁棒性，可实现全自动的焦距调节；2)使用液态镜头与微陀螺仪实现光学防抖功能，可通过微陀螺仪检测的角度偏差，全自动地检测抖动现象，并快速计算偏移量与调整电压，检测迅速且具有高度自主性，可实现全自动的光学防抖。

如图8所示，本申请实施例还提供了一种微型钙离子显微系统的外观结构示意图，包括以下结构：主体、液态透镜、MEMS陀螺仪、COMS图像传感器PCB、双胶合消色差透镜、滤光片组、激发LED光源PCB、半球透镜、GRINLENS(自聚焦透镜)和基板，其中，所述MEMS陀螺仪包括MEMS陀螺仪一和MEMS陀螺仪二，所述滤光片组包括发射滤光片、二向色滤光片和激发滤光片。

本申请实施例的微型钙离子成像显微系统在现有装置基础上取消了调焦滑块，构成一个统一的主体装置。所述液态透镜位于双胶合消色差透镜之上。该液态透镜为电压驱动，改变电压可调节屈光度，以此调节焦距。所述MEMS陀螺仪一固定于微型钙离子显微系统底部基板上，用于检测动物头部倾角。所述MEMS陀螺仪二固定于微型钙离子显微系统主体上，用于检测微型钙离子成像显微系统倾角。实验动物是自由活动的状态，以动物头部倾角作为基准角，微型显微镜倾角为变化角，动物头部倾角与微型钙离子成像显微系统倾角的差值为实际光路系统中引起离焦的光轴倾角。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

根据本发明实施例，还提供了一种用于实施上述用于观测动物神经元细胞活动的图像采集方法的装置，如图9所示，该装置包括：第一确定模块1，用于根据预设图像清晰度评价算法确定调焦电压阈值范围；第一调节模块2，用于获取当前电压值并调节所述当前电压值，以使所述当前电压值处在所述调焦电压阈值范围内实现自动调焦；第二确定模块3，用于根据自动调焦后的所述当前电压值以及陀螺仪的角度差值变化量确定目标焦距；第二调节模块4，用于根据所述目标焦距确定第一目标电压值，以根据所述第一目标电压值调节所述当前电压值实现光学防抖。

作为本申请实施例的一种优选实施方式，所述第一确定模块包括：计算单元，用于根据所述预设图像清晰度评价算法计算第二目标电压值；第一确定单元，用于根据所述第二目标电压值确定所述调焦电压阈值范围。

作为本申请实施例的一种优选实施方式，所述第一调节模块包括：判断单元，用于判断所述当前电压值是否在所述调焦电压阈值范围内；第一调节单元，用于如果不在，则调节所述当前电压值，以使所述当前电压值处在所述调焦电压阈值范围内实现自动调焦。

作为本申请实施例的一种优选实施方式，所述装置还包括：判断模块，用于判断所述陀螺仪的角度差值变化量是否在预设阈值范围内；进入模块，用于如果不在，则进入到所述根据自动调焦后的所述当前电压值以及陀螺仪的角度差值变化量确定目标焦距的步骤。

作为本申请实施例的一种优选实施方式，所述第二确定模块包括：读取单元，用于读取当前时刻电压值与当前时刻焦距；第二确定单元，用于根据所述当前时刻电压值和所述陀螺仪的角度差值变化量以及预设焦距与电压和角度差值变化量的函数关系式确定当前时刻焦距的变化量；第三确定单元，用于根据所述当前时刻焦距和所述当前时刻焦距的变化量确定当前时刻所述目标焦距。

作为本申请实施例的一种优选实施方式，所述第二调节模块包括：第四确定单元，用于根据所述目标焦距以及预设焦距与电压的函数关系式确定所述第一目标电压值；第二调节单元，用于根据所述第一目标电压值调节所述当前电压值，以实现光学防抖。

上述各模块及各单元之间的具体连接关系及所发挥的功能请参照方法部分的具体描述，在此不做赘述。

根据本发明实施例，还提供了一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如前所述的方法。

根据本发明实施例，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如前所述方法的步骤。

如图10所示，该电子设备包括一个或多个处理器31以及存储器32，图10中以一个处理器31为例。

控制单元还可以包括：输入装置33和输出装置34。

处理器31、存储器32、输入装置33和输出装置34可以通过总线或者其他方式连接，图10中以通过总线连接为例。

处理器31可以为中央处理器(CentralProcessingUnit，CPU)。处理器31还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-ProgrammableGateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器32作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块。处理器31通过运行存储在存储器32中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的用于观测动物神经元细胞活动的图像采集方法。

存储器32可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据服务器操作的处理装置的使用所创建的数据等。此外，存储器32可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器32可选包括相对于处理器31远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至网络连接装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置33可接收输入的数字或字符信息，以及产生与服务器的处理装置的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置34可包括显示屏等显示设备。

一个或者多个模块存储在存储器32中，当被一个或者多个处理器31执行时，执行如前所述的方法。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。计算机指令用于使所述计算机执行上述用于观测动物神经元细胞活动的图像采集方法。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后，本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种用于观测动物神经元细胞活动的图像采集方法，其特征在于，包括：

根据预设图像清晰度评价算法确定调焦电压阈值范围；

获取当前电压值并调节所述当前电压值，以使所述当前电压值处在所述调焦电压阈值范围内实现自动调焦；

根据自动调焦后的所述当前电压值以及陀螺仪的角度差值变化量确定目标焦距；

根据所述目标焦距确定第一目标电压值，以根据所述第一目标电压值调节所述当前电压值实现光学防抖；

所述方法应用于液体透镜；

其中，所述根据自动调焦后的所述当前电压值以及陀螺仪的角度差值变化量确定目标焦距包括：

读取当前时刻电压值与当前时刻焦距；

根据所述当前时刻电压值和所述陀螺仪的角度差值变化量以及预设焦距与电压和角度差值变化量的函数关系式确定当前时刻焦距的变化量；

根据所述当前时刻焦距和所述当前时刻焦距的变化量确定当前时刻所述目标焦距。

2.根据权利要求1所述的用于观测动物神经元细胞活动的图像采集方法，其特征在于，所述根据预设图像清晰度评价算法确定调焦电压阈值范围包括：

根据所述预设图像清晰度评价算法计算第二目标电压值；

根据所述第二目标电压值确定所述调焦电压阈值范围。

3.根据权利要求1所述的用于观测动物神经元细胞活动的图像采集方法，其特征在于，所述获取当前电压值并调节所述当前电压值，以使所述当前电压值处在所述调焦电压阈值范围内实现自动调焦包括：

判断所述当前电压值是否在所述调焦电压阈值范围内；

如果不在，则调节所述当前电压值，以使所述当前电压值处在所述调焦电压阈值范围内实现自动调焦。

4.根据权利要求1所述的用于观测动物神经元细胞活动的图像采集方法，其特征在于，所述获取当前电压值并调节所述当前电压值，以使所述当前电压值处在所述调焦电压阈值范围内实现自动调焦之后包括：

判断所述陀螺仪的角度差值变化量是否在预设阈值范围内；

如果不在，则进入到所述根据自动调焦后的所述当前电压值以及陀螺仪的角度差值变化量确定目标焦距的步骤。

5.根据权利要求1所述的用于观测动物神经元细胞活动的图像采集方法，其特征在于，所述根据所述目标焦距确定第一目标电压值，以根据所述第一目标电压值调节所述当前电压值实现光学防抖包括：

根据当前时刻目标焦距以及预设电压与焦距和角度差值变化量的函数关系式确定当前时刻所述第一目标电压值；

根据当前时刻所述第一目标电压值调节所述当前电压值，以实现光学防抖。

6.一种用于观测动物神经元细胞活动的图像采集装置，其特征在于，

第一确定模块，用于根据预设图像清晰度评价算法确定调焦电压阈值范围；

第一调节模块，用于获取当前电压值并调节所述当前电压值，以使所述当前电压值处在所述调焦电压阈值范围内实现自动调焦；

第二确定模块，用于根据自动调焦后的所述当前电压值以及陀螺仪的角度差值变化量确定目标焦距；

第二调节模块，用于根据所述目标焦距确定第一目标电压值，以根据所述第一目标电压值调节所述当前电压值实现光学防抖；

所述装置应用于液体透镜；

其中，所述第二确定模块，具体用于读取当前时刻电压值与当前时刻焦距；根据所述当前时刻电压值和所述陀螺仪的角度差值变化量以及预设焦距与电压和角度差值变化量的函数关系式确定当前时刻焦距的变化量；根据所述当前时刻焦距和所述当前时刻焦距的变化量确定当前时刻所述目标焦距。

7.根据权利要求6所述的用于观测动物神经元细胞活动的图像采集装置，其特征在于，所述第一确定模块包括：

计算单元，用于根据所述预设图像清晰度评价算法计算第二目标电压值；

第一确定单元，用于根据所述第二目标电压值确定所述调焦电压阈值范围。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至5中任一项所述的方法。

9.一种非暂态可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。

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