CN112697789B - 数字切片扫描仪的图像聚焦方法及装置 - Google Patents

数字切片扫描仪的图像聚焦方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112697789B
CN112697789B CN202011462753.6A CN202011462753A CN112697789B CN 112697789 B CN112697789 B CN 112697789B CN 202011462753 A CN202011462753 A CN 202011462753A CN 112697789 B CN112697789 B CN 112697789B
Authority
CN
China
Prior art keywords
view
list
focusing
visual field
scanning
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
Application number
CN202011462753.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112697789A (zh
Inventor
耿世超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Zhiying Medical Technology Co ltd
Original Assignee
Shandong Zhiying Medical Technology Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Zhiying Medical Technology Co ltd filed Critical Shandong Zhiying Medical Technology Co ltd
Priority to CN202011462753.6A priority Critical patent/CN112697789B/zh
Publication of CN112697789A publication Critical patent/CN112697789A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112697789B publication Critical patent/CN112697789B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • 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
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

本发明公开了一种数字切片扫描仪的图像聚焦方法及装置，方法包括以下步骤：对数字切片扫描仪扫描的切片整体概貌图进行预处理获得切片导航预览图；获取导航预览图上所有的扫描视野存入扫描视野列表并确定扫描视野的边界；在扫描视野的边界范围内筛选聚焦视野并存入聚焦视野列表中；从聚焦视野列表中寻找聚焦点；将聚焦视野列表中的聚焦值扩展到扫描视野列表中的所有视野；遍历扩展后扫描视野列表中的每个视野，形成最终的全景数字切片图。本发明在数字切片扫描仪中，按照一定步进升高或降低切片高度来寻找焦点位置，加快了数字切片扫描仪中聚焦点的聚焦速度，确保聚焦视野能找到图像的清晰位置，保证了图像的清晰度。

Description

数字切片扫描仪的图像聚焦方法及装置
技术领域
本发明涉及一种数字切片扫描仪的图像聚焦方法及装置，属于扫描仪图像聚焦技术领域。
背景技术
数字切片扫描仪是将传统病理切片数字化的设备。数字化原理是利用摄像头采集多个视野的图像，将图像进行拼接，组合成一种全景数字化病理切片。在采集每个视野前需要找到每个视野的焦点，这样才能保证每个视野采集的图像清晰。数字切片扫描仪的运行系统一般包括X、Y、Z三个轴,X、Y负责水平移动，Z轴负责切片与放大系统之间的距离，保证图像的清晰度。为了对不同厚度的切片清晰扫描，Z轴的移动范围在400微米。数字切片扫描仪采用步进电机进行Z轴的控制，每步为0.2微米，总共2000步的行程。
数字切片扫描仪需要先识别出样本区域，然后将样本区域分成若干个视野，选定其中的部分视野作为聚焦视野，对每个聚焦视野进行聚焦寻找Z轴的位置，将聚焦视野Z轴的位置扩展到所有的视野中。采集每个视野的图像，将图像拼接组成全景的数字病理切片。
在对聚焦视野进行聚焦时，如果按照Z轴的整个行程且每次一步进行聚焦点的寻找，可以找到聚焦点，保证图像的清晰，但速度会很慢，影响整个切片的扫描时间；如果对每个视野先按照一个大的步进找到一个粗略的焦点，然后在粗略焦点的范围内进行聚焦，可以达到一定的加速效果，但速度加快不是很明显；如果整张切片选一个粗聚焦点，所有的视野按照统一的范围进行聚焦，则存在因为切片厚薄差异较大，有聚焦视野找不到焦点的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种数字切片扫描仪的图像聚焦方法及装置，能够加快数字切片扫描仪的聚焦速度，保证图像的清晰度。
本发明解决其技术问题采取的技术方案是：
第一方面，本发明实施例提供的一种数字切片扫描仪的图像聚焦方法，包括以下步骤：
对数字切片扫描仪扫描的切片整体概貌图进行预处理获得切片导航预览图；
获取导航预览图上所有的扫描视野存入扫描视野列表并确定扫描视野的边界；
在扫描视野的边界范围内筛选聚焦视野并存入聚焦视野列表中；
从聚焦视野列表中寻找聚焦点；
将聚焦视野列表中的聚焦值扩展到扫描视野列表中的所有视野；
遍历扩展后扫描视野列表中的每个视野，形成最终的全景数字切片图。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述对数字切片扫描仪扫描的切片整体概貌图进行预处理获得切片导航预览图，包括：
通过数字切片扫描仪的预览相机对物理切片进行拍照，获得切片整体概貌图；
对切片整体概貌图进行灰度化、二值化、去除斑点和填充空洞处理，得到只有样本区域的切片导航预览图。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述获取导航预览图上所有的扫描视野存入扫描视野列表并确定扫描视野的边界，包括：
根据导航预览图上的样本区域，获取所有的扫描视野，并将所有的扫描视野放到扫描视野列表listView；
遍历扫描视野列表listView，找到最左端视野列的X坐标XL；找到最右边视野列的X坐标XR；找到最上边视野列的Y坐标YU；找到最下边视野列的Y坐标YD。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述在扫描视野的边界范围内筛选聚焦视野并存入聚焦视野列表中，包括：
首先定义聚焦视野列表listFocusView；
在最左端视野列XL到最右边视野列XR与最上边视野列YU与最下边视野列YD范围内按照间隔N进行移动；
x赋值为XL+N，y赋值为YU+N，如果坐标(x，y)对应的视野在扫描视野列表listView中，则将该视野加入到聚焦视野列表listFocusView中，并将y＝y+N；如果坐标(x，y)对应的视野不在listView中，则将y＝y+1；直到y<YD-N遍历完一列；
如果一列存在聚焦视野则x＝x+N；如果一列不存在聚焦视野则x＝x+1；直到x<XR-N并遍历所有的列；如果XR-XL<N或者YD-YU<N，则直接取描视野列表listView的中间值加入到聚焦视野列表listFocusView中。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述从聚焦视野列表中寻找聚焦点，包括：
41、选取聚焦视野列表listFocusView中的第一个视野作为粗聚焦点，从Z轴最低点开始，每次移动步数为R，每移动完一次，采集一副图片并计算图片的清晰度，移动完成后找到清晰度最大的Z轴位置，作为粗略聚焦点A，R为粗聚焦步进；
42、设置该视野的细聚焦次数i＝0，设置视野焦点为M＝0，设置细聚焦点范围为[A-(1+i)*R,A+(1-i)*R]；从Z轴A-(1+i)*R开始向上移动，每次移动1步，每移动完一次，采集一副图片并计算图片的清晰度，移动完成后找到清晰度最大的Z轴位置M；
43、判断M的值，如果M的值大于A-(1+i)*R并且小于A+(1-i)*R或者M的值没有变化，则转到步骤46，结束当前视野聚焦过程；如果M的值等于A-(1+i)*R，则将i＝i+1，转到步骤44进行下边界再次聚焦；如果M的值等于A+(1-i)*R，则将i＝i+1，转到步骤45进行上边界再次聚焦；
44、设置再次细聚焦范围为[A-(1+i)*R,A+(1-i)*R]；从Z轴A-(1+i)*R开始向上移动，每次移动1步，每移动完一次，采集一副图片并计算图片的清晰度，移动完成后找到清晰度最大的Z轴位置M，转到步骤43继续进行再次判断；
45、设置再次细聚焦范围为[A-(1-i)*R,A+(1+i)*R]；从Z轴A-(1-i)*R开始向上移动，每次移动1步，每移动完一次，采集一副图片并计算图片的清晰度，移动完成后找到清晰度最大的Z轴位置M，转到步骤43继续进行再次判断；
46、当前视野的聚焦值设置为M；
47、对其余聚焦视野列表listFocusView中的其余视野执行步骤42到步骤46操作，找到所有聚焦视野的聚焦值。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述将聚焦视野列表中的聚焦值扩展到扫描视野列表中的所有视野，包括：
将聚焦视野列表listFocusView中的聚焦值扩展到视野列表listView中的所有视野；
遍历扩展后视野列表listView中的每个视野eachView，找到视野eachView离聚焦视野列表listFocusView中所有视野最近的聚焦视野recentView，将视野eachView的聚焦值设为recentView的聚焦值。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述遍历扩展后扫描视野列表中的每个视野，形成最终的全景数字切片图，包括：
从头遍历扩展后视野列表listView中的每个视野eachView，移动X轴和Y轴，采集每个视野的图像，进行拼接并分割成相应的瓦片图，形成最终的全景数字切片图。
第二方面，本发明实施例提供的一种数字切片扫描仪的图像聚焦装置，包括：
导航预览模块，用于对数字切片扫描仪扫描的切片整体概貌图进行预处理获得切片导航预览图；
扫描视野模块，用于获取导航预览图上所有的扫描视野存入扫描视野列表并确定扫描视野的边界；
聚焦视野模块，用于在扫描视野的边界范围内筛选聚焦视野并存入聚焦视野列表中；
聚焦点模块，用于从聚焦视野列表中寻找聚焦点；
聚焦值扩展模块，用于将聚焦视野列表中的聚焦值扩展到扫描视野列表中的所有视野；
图像形成模块，用于遍历扩展后扫描视野列表中的每个视野，形成最终的全景数字切片图。
本发明实施例的技术方案可以具有的有益效果如下：
本发明在数字切片扫描仪中，按照一定步进升高或降低切片高度来寻找焦点位置，加快了数字切片扫描仪中聚焦点的聚焦速度，确保聚焦视野能找到图像的清晰位置，保证了图像的清晰度。
本发明在数字切片扫描仪中，能较好的找到聚焦点，对所有聚焦点只用一次从底部到顶部的粗聚焦过程，通过粗聚焦设定细聚焦范围，加快了聚焦过程；同时利用边界再聚焦的方法，保证所有的聚焦视野均能找到焦点，从整体上加快聚焦过程保证了切片的整体质量。
附图说明：
图1是根据一示例性实施例示出的一种数字切片扫描仪的图像聚焦方法的流程图；
图2是根据一示例性实施例示出的一种数字切片扫描仪的图像聚焦装置的结构图；
图3是根据一算例示出的一种原始导航预览图；
图4是根据一算例示出的一种识别样本区域以后的导航预览图；
图5是根据一算例示出的一种导航预览图分割的视野示意图；
图6是根据一算例示出的一种选取的聚焦视野示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
图1是根据一示例性实施例示出的一种数字切片扫描仪的图像聚焦方法的流程图。如图1所示，本发明实施例提供的一种数字切片扫描仪的图像聚焦方法，包括以下步骤：
对数字切片扫描仪扫描的切片整体概貌图进行预处理获得切片导航预览图；
获取导航预览图上所有的扫描视野存入扫描视野列表并确定扫描视野的边界；
在扫描视野的边界范围内筛选聚焦视野并存入聚焦视野列表中；
从聚焦视野列表中寻找聚焦点；
将聚焦视野列表中的聚焦值扩展到扫描视野列表中的所有视野；
遍历扩展后扫描视野列表中的每个视野，形成最终的全景数字切片图。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述对数字切片扫描仪扫描的切片整体概貌图进行预处理获得切片导航预览图，包括：
通过数字切片扫描仪的预览相机对物理切片进行拍照，获得切片整体概貌图；
对切片整体概貌图进行灰度化、二值化、去除斑点和填充空洞处理，得到只有样本区域的切片导航预览图。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述获取导航预览图上所有的扫描视野存入扫描视野列表并确定扫描视野的边界，包括：
根据导航预览图上的样本区域，获取所有的扫描视野，并将所有的扫描视野放到扫描视野列表listView；
遍历扫描视野列表listView，找到最左端视野列的X坐标XL；找到最右边视野列的X坐标XR；找到最上边视野列的Y坐标YU；找到最下边视野列的Y坐标YD。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述在扫描视野的边界范围内筛选聚焦视野并存入聚焦视野列表中，包括：
首先定义聚焦视野列表listFocusView；
在最左端视野列XL到最右边视野列XR与最上边视野列YU与最下边视野列YD范围内按照间隔N进行移动；
x赋值为XL+N，y赋值为YU+N，如果坐标(x，y)对应的视野在扫描视野列表listView中，则将该视野加入到聚焦视野列表listFocusView中，并将y＝y+N；如果坐标(x，y)对应的视野不在listView中，则将y＝y+1；直到y<YD-N遍历完一列；
如果一列存在聚焦视野则x＝x+N；如果一列不存在聚焦视野则x＝x+1；直到x<XR-N并遍历所有的列；如果XR-XL<N或者YD-YU<N，则直接取描视野列表listView的中间值加入到聚焦视野列表listFocusView中。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述从聚焦视野列表中寻找聚焦点，包括：
41、选取聚焦视野列表listFocusView中的第一个视野作为粗聚焦点，从Z轴最低点开始，每次移动步数为R，每移动完一次，采集一副图片并计算图片的清晰度，移动完成后找到清晰度最大的Z轴位置，作为粗略聚焦点A，R为粗聚焦步进；
42、设置该视野的细聚焦次数i＝0，设置视野焦点为M＝0，设置细聚焦点范围为[A-(1+i)*R,A+(1-i)*R]；从Z轴A-(1+i)*R开始向上移动，每次移动1步，每移动完一次，采集一副图片并计算图片的清晰度，移动完成后找到清晰度最大的Z轴位置M；
43、判断M的值，如果M的值大于A-(1+i)*R并且小于A+(1-i)*R或者M的值没有变化，则转到步骤46，结束当前视野聚焦过程；如果M的值等于A-(1+i)*R，则将i＝i+1，转到步骤44进行下边界再次聚焦；如果M的值等于A+(1-i)*R，则将i＝i+1，转到步骤45进行上边界再次聚焦；
44、设置再次细聚焦范围为[A-(1+i)*R,A+(1-i)*R]；从Z轴A-(1+i)*R开始向上移动，每次移动1步，每移动完一次，采集一副图片并计算图片的清晰度，移动完成后找到清晰度最大的Z轴位置M，转到步骤43继续进行再次判断；
45、设置再次细聚焦范围为[A-(1-i)*R,A+(1+i)*R]；从Z轴A-(1-i)*R开始向上移动，每次移动1步，每移动完一次，采集一副图片并计算图片的清晰度，移动完成后找到清晰度最大的Z轴位置M，转到步骤43继续进行再次判断；
46、当前视野的聚焦值设置为M；
47、对其余聚焦视野列表listFocusView中的其余视野执行步骤42到步骤46操作，找到所有聚焦视野的聚焦值。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述将聚焦视野列表中的聚焦值扩展到扫描视野列表中的所有视野，包括：
将聚焦视野列表listFocusView中的聚焦值扩展到视野列表listView中的所有视野；
遍历扩展后视野列表listView中的每个视野eachView，找到视野eachView离聚焦视野列表listFocusView中所有视野最近的聚焦视野recentView，将视野eachView的聚焦值设为recentView的聚焦值。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述遍历扩展后扫描视野列表中的每个视野，形成最终的全景数字切片图，包括：
从头遍历扩展后视野列表listView中的每个视野eachView，移动X轴和Y轴，采集每个视野的图像，进行拼接并分割成相应的瓦片图，形成最终的全景数字切片图。
本实施例在数字切片扫描仪中，按照一定步进升高或降低切片高度来寻找焦点位置，加快了数字切片扫描仪中聚焦点的聚焦速度，确保聚焦视野能找到图像的清晰位置，保证了图像的清晰度。
如图2所示，本发明实施例提供的一种数字切片扫描仪的图像聚焦装置，包括：
导航预览模块，用于对数字切片扫描仪扫描的切片整体概貌图进行预处理获得切片导航预览图；
扫描视野模块，用于获取导航预览图上所有的扫描视野存入扫描视野列表并确定扫描视野的边界；
聚焦视野模块，用于在扫描视野的边界范围内筛选聚焦视野并存入聚焦视野列表中；
聚焦点模块，用于从聚焦视野列表中寻找聚焦点；
聚焦值扩展模块，用于将聚焦视野列表中的聚焦值扩展到扫描视野列表中的所有视野；
图像形成模块，用于遍历扩展后扫描视野列表中的每个视野，形成最终的全景数字切片图。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述导航预览模块具体用于：
通过数字切片扫描仪的预览相机对物理切片进行拍照，获得切片整体概貌图；
对切片整体概貌图进行灰度化、二值化、去除斑点和填充空洞处理，得到只有样本区域的切片导航预览图。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述扫描视野模块具体用于：
根据导航预览图上的样本区域，获取所有的扫描视野，并将所有的扫描视野放到扫描视野列表listView；
遍历扫描视野列表listView，找到最左端视野列的X坐标XL；找到最右边视野列的X坐标XR；找到最上边视野列的Y坐标YU；找到最下边视野列的Y坐标YD。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述聚焦视野模块具体用于：
首先定义聚焦视野列表listFocusView；
在最左端视野列XL到最右边视野列XR与最上边视野列YU与最下边视野列YD范围内按照间隔N进行移动；
x赋值为XL+N，y赋值为YU+N，如果坐标(x，y)对应的视野在扫描视野列表listView中，则将该视野加入到聚焦视野列表listFocusView中，并将y＝y+N；如果坐标(x，y)对应的视野不在listView中，则将y＝y+1；直到y<YD-N遍历完一列；
如果一列存在聚焦视野则x＝x+N；如果一列不存在聚焦视野则x＝x+1；直到x<XR-N并遍历所有的列；如果XR-XL<N或者YD-YU<N，则直接取描视野列表listView的中间值加入到聚焦视野列表listFocusView中。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述聚焦点模块具体用于：
41、选取聚焦视野列表listFocusView中的第一个视野作为粗聚焦点，从Z轴最低点开始，每次移动步数为R，每移动完一次，采集一副图片并计算图片的清晰度，移动完成后找到清晰度最大的Z轴位置，作为粗略聚焦点A，R为粗聚焦步进；
42、设置该视野的细聚焦次数i＝0，设置视野焦点为M＝0，设置细聚焦点范围为[A-(1+i)*R,A+(1-i)*R]；从Z轴A-(1+i)*R开始向上移动，每次移动1步，每移动完一次，采集一副图片并计算图片的清晰度，移动完成后找到清晰度最大的Z轴位置M；
43、判断M的值，如果M的值大于A-(1+i)*R并且小于A+(1-i)*R或者M的值没有变化，则转到步骤46，结束当前视野聚焦过程；如果M的值等于A-(1+i)*R，则将i＝i+1，转到步骤44进行下边界再次聚焦；如果M的值等于A+(1-i)*R，则将i＝i+1，转到步骤45进行上边界再次聚焦；
44、设置再次细聚焦范围为[A-(1+i)*R,A+(1-i)*R]；从Z轴A-(1+i)*R开始向上移动，每次移动1步，每移动完一次，采集一副图片并计算图片的清晰度，移动完成后找到清晰度最大的Z轴位置M，转到步骤43继续进行再次判断；
45、设置再次细聚焦范围为[A-(1-i)*R,A+(1+i)*R]；从Z轴A-(1-i)*R开始向上移动，每次移动1步，每移动完一次，采集一副图片并计算图片的清晰度，移动完成后找到清晰度最大的Z轴位置M，转到步骤43继续进行再次判断；
46、当前视野的聚焦值设置为M；
47、对其余聚焦视野列表listFocusView中的其余视野执行步骤42到步骤46操作，找到所有聚焦视野的聚焦值。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述聚焦值扩展模块具体用于：
将聚焦视野列表listFocusView中的聚焦值扩展到视野列表listView中的所有视野；
遍历扩展后视野列表listView中的每个视野eachView，找到视野eachView离聚焦视野列表listFocusView中所有视野最近的聚焦视野recentView，将视野eachView的聚焦值设为recentView的聚焦值。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述图像形成模块具体用于：
从头遍历扩展后视野列表listView中的每个视野eachView，移动X轴和Y轴，采集每个视野的图像，进行拼接并分割成相应的瓦片图，形成最终的全景数字切片图。
算例
本发明进行数字切片扫描仪的图像聚焦过程中寻找聚焦视野的聚焦值具体步骤如下。
1.将物理切片放入数字切片扫描仪，利用数字切片扫描仪的预览相机，对物理切片进行拍照获得切片的整体概貌图，如图3所示。对概貌图进行灰度化、二值化及去除斑点、填充空洞等处理，得到只有样本区域的切片导航预览图。如图4所示。
2.根据导航预览图上的样本区域，获取所有的扫描视野(将其画到导航预览图上如图5所示)，并将所有的扫描视野放到列表中，定义列表变量listView；遍历扫描视野列表listView，找到最左端视野列，读取视野的X坐标值记为：XL＝63；找到最右边的视野列，读取视野的X坐标XR＝154；找到最上边的视野列，读取视野的Y坐标YU＝136；找到最下边的视野列，读取视野的Y坐标YD＝368。
3.定义聚焦视野列表listFocusView。设置间隔N＝3；x赋值为XL+N＝63+3，y赋值为YU+N＝136+3；获得坐标(x，y)对应的视野view，由于view在listView中，则将该视野加入到聚焦视野列表listFocusView中将y＝y+3＝139+3；获得(x，y)对应的视野view，由于view不在listView中，将y＝y+1＝142+1；直到y<YD-N遍历完一列。当前x所在列，存在聚焦视野，将x＝x+N＝69+3；遍历完所有的列，得到所有聚焦视野，画到导航预览图中如图6所示。
4.对聚焦视野列表listFocusView中的所有视野进行聚焦。
4.1.选取聚焦视野列表listFocusView中的第一个视野作为粗聚焦点firstView。设定粗聚焦步进50，Z轴从最低点2000开始向上移动，每次移动步数为50，每移动完一次，采集一副图片并计算图片的清晰度，移动完成后找到清晰度最大的Z轴位置，就是粗略聚焦点A＝3200；
4.2.设置该视野的再次细聚焦次数i＝0，设置视野焦点为M＝0，设置细聚焦点范围为[3200-(1+0)*50,3200+(1-0)*50]即范围为[3150,3250]；Z轴从3150开始向上移动，每次移动1步，每移动完一次，采集一副图片并计算图片的清晰度，移动完成后找到清晰度最大的Z轴位置M＝3150。
4.3.由于M的值等于3150，则说明聚焦点在下边界上，将i＝i+1＝1，转到4.4进行下边界再次聚焦；
4.4.下边界再次聚焦；设置再次细聚焦范围为[3100,3150]；Z轴从3100开始向上移动，每次移动1步，每移动完一次，采集一副图片并计算图片的清晰度，移动完成后找到清晰度最大的Z轴位置M＝3120。
4.5.由于M的值大于3100并且小于3150则转到4.6。
4.6.当前视野的聚焦值设置为3120。
本发明在数字切片扫描仪中，能较好的找到聚焦点，对所有聚焦点只用一次从底部到顶部的粗聚焦过程，通过粗聚焦设定细聚焦范围，加快了聚焦过程；同时利用边界再聚焦的方法，保证所有的聚焦视野均能找到焦点，从整体上加快聚焦过程保证了切片的整体质量。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请提供的实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (4)

1.一种数字切片扫描仪的图像聚焦方法，其特征是，包括以下步骤：
对数字切片扫描仪扫描的切片整体概貌图进行预处理获得切片导航预览图；
获取导航预览图上所有的扫描视野存入扫描视野列表并确定扫描视野的边界；
在扫描视野的边界范围内筛选聚焦视野并存入聚焦视野列表中；
从聚焦视野列表中寻找聚焦点；
将聚焦视野列表中的聚焦值扩展到扫描视野列表中的所有视野；
遍历扩展后扫描视野列表中的每个视野，形成最终的全景数字切片图；
所述对数字切片扫描仪扫描的切片整体概貌图进行预处理获得切片导航预览图，包括：
通过数字切片扫描仪的预览相机对物理切片进行拍照，获得切片整体概貌图；
对切片整体概貌图进行灰度化、二值化、去除斑点和填充空洞处理，得到只有样本区域的切片导航预览图；
所述获取导航预览图上所有的扫描视野存入扫描视野列表并确定扫描视野的边界，包括：
根据导航预览图上的样本区域，获取所有的扫描视野，并将所有的扫描视野放到扫描视野列表listView；
遍历扫描视野列表listView，找到最左端视野列的X坐标XL；找到最右边视野列的X坐标XR；找到最上边视野列的Y坐标YU；找到最下边视野列的Y坐标YD；
所述在扫描视野的边界范围内筛选聚焦视野并存入聚焦视野列表中，包括：
首先定义聚焦视野列表listFocusView；
在最左端视野列XL到最右边视野列XR与最上边视野列YU与最下边视野列YD范围内按照间隔N进行移动；
x赋值为XL+N，y赋值为YU+N，如果坐标（x，y）对应的视野在扫描视野列表listView中，则将该视野加入到聚焦视野列表listFocusView中，并将y=y+N；如果坐标（x，y）对应的视野不在listView中，则将y=y+1；直到y<YD-N遍历完一列；
如果一列存在聚焦视野则x=x+N；如果一列不存在聚焦视野则x=x+1；直到x<XR-N并遍历所有的列；如果XR-XL<N或者YD-YU<N，则直接取描视野列表listView的中间值加入到聚焦视野列表listFocusView中;
所述从聚焦视野列表中寻找聚焦点，包括：
41）、选取聚焦视野列表listFocusView中的第一个视野作为粗聚焦点，从Z轴最低点开始，每次移动步数为R，每移动完一次，采集一副图片并计算图片的清晰度，移动完成后找到清晰度最大的Z轴位置，作为粗略聚焦点A，R为粗聚焦步进；
42）、设置该视野的细聚焦次数i=0，设置视野焦点为M=0，设置细聚焦点范围为[A-(1+i)*R,A+(1-i)*R]；从Z轴A-(1+i)*R开始向上移动，每次移动1步，每移动完一次，采集一副图片并计算图片的清晰度，移动完成后找到清晰度最大的Z轴位置M；
43）、判断M的值，如果M的值大于A-(1+i)*R并且小于A+(1-i)*R或者M的值没有变化，则转到步骤46），结束当前视野聚焦过程；如果M的值等于A-(1+i)*R，则将i’=i+1，转到步骤44）进行下边界再次聚焦；如果M的值等于A+(1-i)*R，则将i’=i+1，转到步骤45）进行上边界再次聚焦；
44）、设置再次细聚焦范围为[A-(1+i’)*R,A+(1-i’)*R]；从Z轴A-(1+i’)*R开始向上移动，每次移动1步，每移动完一次，采集一副图片并计算图片的清晰度，移动完成后找到清晰度最大的Z轴位置M，转到步骤43）继续进行再次判断；
45）、设置再次细聚焦范围为[A-(1-i’)*R,A+(1+i’)*R]；从Z轴A-(1-i’)*R开始向上移动，每次移动1步，每移动完一次，采集一副图片并计算图片的清晰度，移动完成后找到清晰度最大的Z轴位置M，转到步骤43）继续进行再次判断；
46）、当前视野的聚焦值设置为M；
47）、 对其余聚焦视野列表listFocusView中的其余视野执行步骤42）到步骤46）操作，找到所有聚焦视野的聚焦值。
2.根据权利要求1所述的数字切片扫描仪的图像聚焦方法，其特征是，所述将聚焦视野列表中的聚焦值扩展到扫描视野列表中的所有视野，包括：
将聚焦视野列表listFocusView中的聚焦值扩展到视野列表listView中的所有视野；
遍历扩展后视野列表listView中的每个视野eachView，找到视野eachView离聚焦视野列表listFocusView中所有视野最近的聚焦视野recentView，将视野eachView的聚焦值设为recentView的聚焦值。
3.根据权利要求2所述的数字切片扫描仪的图像聚焦方法，其特征是，所述遍历扩展后扫描视野列表中的每个视野，形成最终的全景数字切片图，包括：
从头遍历扩展后视野列表listView中的每个视野eachView，移动X轴和Y轴，采集每个视野的图像，进行拼接并分割成相应的瓦片图，形成最终的全景数字切片图。
4.一种数字切片扫描仪的图像聚焦装置，其特征是，包括：
导航预览模块，用于对数字切片扫描仪扫描的切片整体概貌图进行预处理获得切片导航预览图；
扫描视野模块，用于获取导航预览图上所有的扫描视野存入扫描视野列表并确定扫描视野的边界；
聚焦视野模块，用于在扫描视野的边界范围内筛选聚焦视野并存入聚焦视野列表中；
聚焦点模块，用于从聚焦视野列表中寻找聚焦点；
聚焦值扩展模块，用于将聚焦视野列表中的聚焦值扩展到扫描视野列表中的所有视野；
图像形成模块，用于遍历扩展后扫描视野列表中的每个视野，形成最终的全景数字切片图；
所述对数字切片扫描仪扫描的切片整体概貌图进行预处理获得切片导航预览图，包括：
通过数字切片扫描仪的预览相机对物理切片进行拍照，获得切片整体概貌图；
对切片整体概貌图进行灰度化、二值化、去除斑点和填充空洞处理，得到只有样本区域的切片导航预览图；
所述获取导航预览图上所有的扫描视野存入扫描视野列表并确定扫描视野的边界，包括：
根据导航预览图上的样本区域，获取所有的扫描视野，并将所有的扫描视野放到扫描视野列表listView；
遍历扫描视野列表listView，找到最左端视野列的X坐标XL；找到最右边视野列的X坐标XR；找到最上边视野列的Y坐标YU；找到最下边视野列的Y坐标YD；
所述在扫描视野的边界范围内筛选聚焦视野并存入聚焦视野列表中，包括：
首先定义聚焦视野列表listFocusView；
在最左端视野列XL到最右边视野列XR与最上边视野列YU与最下边视野列YD范围内按照间隔N进行移动；
x赋值为XL+N，y赋值为YU+N，如果坐标（x，y）对应的视野在扫描视野列表listView中，则将该视野加入到聚焦视野列表listFocusView中，并将y=y+N；如果坐标（x，y）对应的视野不在listView中，则将y=y+1；直到y<YD-N遍历完一列；
如果一列存在聚焦视野则x=x+N；如果一列不存在聚焦视野则x=x+1；直到x<XR-N并遍历所有的列；如果XR-XL<N或者YD-YU<N，则直接取描视野列表listView的中间值加入到聚焦视野列表listFocusView中;
所述从聚焦视野列表中寻找聚焦点，包括：
41）、选取聚焦视野列表listFocusView中的第一个视野作为粗聚焦点，从Z轴最低点开始，每次移动步数为R，每移动完一次，采集一副图片并计算图片的清晰度，移动完成后找到清晰度最大的Z轴位置，作为粗略聚焦点A，R为粗聚焦步进；
42）、设置该视野的细聚焦次数i=0，设置视野焦点为M=0，设置细聚焦点范围为[A-(1+i)*R,A+(1-i)*R]；从Z轴A-(1+i)*R开始向上移动，每次移动1步，每移动完一次，采集一副图片并计算图片的清晰度，移动完成后找到清晰度最大的Z轴位置M；
43）、判断M的值，如果M的值大于A-(1+i)*R并且小于A+(1-i)*R或者M的值没有变化，则转到步骤46），结束当前视野聚焦过程；如果M的值等于A-(1+i)*R，则将i’=i+1，转到步骤44）进行下边界再次聚焦；如果M的值等于A+(1-i)*R，则将i’=i+1，转到步骤45）进行上边界再次聚焦；
44）、设置再次细聚焦范围为[A-(1+i’)*R,A+(1-i’)*R]；从Z轴A-(1+i’)*R开始向上移动，每次移动1步，每移动完一次，采集一副图片并计算图片的清晰度，移动完成后找到清晰度最大的Z轴位置M，转到步骤43）继续进行再次判断；
45）、设置再次细聚焦范围为[A-(1-i’)*R,A+(1+i’)*R]；从Z轴A-(1-i’)*R开始向上移动，每次移动1步，每移动完一次，采集一副图片并计算图片的清晰度，移动完成后找到清晰度最大的Z轴位置M，转到步骤43）继续进行再次判断；
46）、当前视野的聚焦值设置为M；
47）、 对其余聚焦视野列表listFocusView中的其余视野执行步骤42）到步骤46）操作，找到所有聚焦视野的聚焦值。
CN202011462753.6A 2020-12-09 2020-12-09 数字切片扫描仪的图像聚焦方法及装置 Active CN112697789B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011462753.6A CN112697789B (zh) 2020-12-09 2020-12-09 数字切片扫描仪的图像聚焦方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011462753.6A CN112697789B (zh) 2020-12-09 2020-12-09 数字切片扫描仪的图像聚焦方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112697789A CN112697789A (zh) 2021-04-23
CN112697789B true CN112697789B (zh) 2023-01-13

Family

ID=75507599

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011462753.6A Active CN112697789B (zh) 2020-12-09 2020-12-09 数字切片扫描仪的图像聚焦方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112697789B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113256573B (zh) * 2021-05-12 2023-03-14 山东志盈医学科技有限公司 判定数字切片质量的方法和装置
CN113487508B (zh) * 2021-07-08 2024-03-26 山东志盈医学科技有限公司 数字切片扫描仪的图片清晰度动态调整的方法和装置
CN113505254B (zh) * 2021-07-08 2024-01-23 山东志盈医学科技有限公司 服务器高效存储数字切片的方法和装置
CN115047005B (zh) * 2022-08-15 2022-12-16 山东志盈医学科技有限公司 一种高通量数字切片扫描装置及方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4600832A (en) * 1983-10-28 1986-07-15 Nanometrics Incorporated Method and apparatus for automatic optical focusing on an optically discernible feature on an object
CN102333171A (zh) * 2011-09-22 2012-01-25 山东易创电子有限公司 一种基于线阵ccd系统的图像扫描方法及系统

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003303564A (ja) * 2002-04-10 2003-10-24 Seiko Instruments Inc 走査型荷電粒子顕微鏡における自動焦点システム
KR100806690B1 (ko) * 2006-03-07 2008-02-27 삼성전기주식회사 자동초점 수행 방법 및 이를 이용한 자동초점 조정장치
US10001622B2 (en) * 2011-10-25 2018-06-19 Sanford Burnham Medical Research Institute Multifunction autofocus system and method for automated microscopy
CN102566023B (zh) * 2012-01-11 2015-09-30 麦克奥迪实业集团有限公司 一种数字切片实时扫描自动聚焦系统及其方法
CN103323939A (zh) * 2012-03-20 2013-09-25 麦克奥迪实业集团有限公司 数字切片实时扫描自动聚焦系统及方法
CN103592754B (zh) * 2013-11-07 2016-03-09 麦克奥迪实业集团有限公司 一种数字切片实时扫描自动聚焦跟踪方法
CN103605203B (zh) * 2013-11-07 2017-02-22 麦克奥迪实业集团有限公司 一种数字切片扫描过程中的自动聚焦方法
CN104181685B (zh) * 2014-07-29 2018-12-04 杭州卓腾信息技术有限公司 基于显微镜的数字切片自动聚焦装置及其方法
CN104458579B (zh) * 2014-12-12 2017-03-08 宁波江丰生物信息技术有限公司 一种数字切片扫描仪及其减少扫描焦点数量的方法
CN109884060A (zh) * 2019-03-20 2019-06-14 武汉千屏影像技术有限责任公司 一种用于数字切片扫描仪的精密对焦装置
CN110411946B (zh) * 2019-08-05 2021-08-24 山东志盈医学科技有限公司 一种数字切片扫描仪中相机图像的聚焦方法
CN110400281B (zh) * 2019-08-05 2021-06-01 山东志盈医学科技有限公司 一种数字切片扫描仪中图像增强方法
CN110418070B (zh) * 2019-08-05 2020-11-27 山东志盈医学科技有限公司 一种数字切片扫描仪中相机图像曝光量的调整方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4600832A (en) * 1983-10-28 1986-07-15 Nanometrics Incorporated Method and apparatus for automatic optical focusing on an optically discernible feature on an object
CN102333171A (zh) * 2011-09-22 2012-01-25 山东易创电子有限公司 一种基于线阵ccd系统的图像扫描方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN112697789A (zh) 2021-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112697789B (zh) 数字切片扫描仪的图像聚焦方法及装置
US8350905B2 (en) Microscope system, image generating method, and program for practicing the same
CN110411946B (zh) 一种数字切片扫描仪中相机图像的聚焦方法
EP1382017B1 (en) Image composition evaluation
CN109239900B (zh) 一种用于显微数字图像大视野采集的全自动快速聚焦方法
CN111815707B (zh) 点云确定方法、点云筛选方法、装置、计算机设备
CN102262151B (zh) 一种显微镜切片的快速扫描方法
RU2011140241A (ru) Система и способ улучшенной автофокусировки с предсказанием
US6693716B2 (en) Method and apparatus for optical measurement of a surface profile of a specimen
CN109031638B (zh) 生物显微镜的快速自动聚焦方法
CN106846383A (zh) 基于3d数字显微成像系统的高动态范围图像成像方法
JP6198389B2 (ja) 画像処理装置、画像処理方法、及びコンピュータプログラム
CN109272575B (zh) 一种提高数字切片扫描仪建模速度的方法
CN104011531A (zh) 图像处理装置、图像显示系统、图像处理方法以及图像处理程序
JP4477863B2 (ja) 細胞計測支援システムおよび細胞観察装置
CN105651699B (zh) 一种基于面阵相机的动态跟焦方法
CN112904548B (zh) 一种内窥镜对焦方法及装置
CN109983382A (zh) 聚焦控制装置、聚焦控制方法、程序和成像装置
CN111443475A (zh) 一种物镜自动定位扫描玻片的方法及装置
CN102087460A (zh) Af对焦区域自由选择的自动对焦方法
CN109151319B (zh) 一种多标记点目标物标记点对焦顺序的处理方法及装置
CN103929591A (zh) 图像处理装置及图像处理方法
CN113472984B (zh) 图像获取方法、装置、系统、存储介质和设备
CN113542518A (zh) 数字切片扫描仪中焦点扩展到所有扫描视野的方法和装置
CN114463405A (zh) 面扫线激光3d相机加速方法、装置、系统及fpga

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant