CN114137714A - 一种放大成像系统快速对焦装置的异色光源匹配检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种放大成像系统快速对焦装置的异色光源匹配检测方法，取一组待检测光源中的两只分别为光源O和光源P；采集光源所发光在样片空白区域中所成的像ImgO\ImgP；分别计算ImgO和ImgP中所有像素的红、绿、蓝通道均值；计算出ImgO和ImgP的不同颜色通道两两组合X与Y的匹配指数，若Index(O,P)大于或等于预设阈值，则此次检测的两只光源匹配合格，若Index(O,P)小于预设阈值，则此次检测的两只光源匹配不合格。可以通过本发明中方法对所选用的两点单色点光源之间进行快速的匹配性检测。当放大成像系统快速对焦装置上配置有超过两只点光源的情况下，可以实际使用环节中根据不同的样本或光照情况下选用不同的两只单色点光源进行齐焦检测。

Description

一种放大成像系统快速对焦装置的异色光源匹配检测方法

技术领域

本发明涉及数字化病理成像领域，具体涉及一种放大成像系统快速对焦装置的异色光源匹配检测方法。

背景技术

在数字化病理领域，实现代替人工操作并且可以捕获、记录经过高倍率放大且不失真的微观结构，是重要目标之一。

如图1、图2所示，在放大成像系统的快速齐焦目的是在光学轴向(通常是垂直上下)上将被观察的样本准确放置在光学放大系统的物平面上，在放大倍率不变的前提下，使得在设计像平面上固定不动的相机能捕获到清晰、锐利的投影(也就是齐焦)。如果样本离开物平面，由于衍射作用，相机拍摄到的图像不但模糊，而且由于丢失了信息，是无法通过计算重建出正确的图像的。显微镜为了达到更强的光学解析力，需要选用数值孔径很高的物镜，使得景深非常浅，因而对齐焦的运动精度要求很高。

现有解决方法一般应用如下原理之一：

1、最大对比度法。在齐焦状态下，衍射作用最小，“模糊”程度也就最低，即对比度最高。因此通过比较不同位置上的对比度，就可以找到齐焦的距离。代表发明如201610508675.6和201510961654.5。但是，某一距离上的：“模糊”程度无法揭示其与齐焦位置的距离和方向，因此往往需要在很多平面上进行探索、对比锐利度，才能找到齐焦位置，这需要花费大量时间。

2、衍射效应估算法。通过估算衍射效应造成的同心圆状的点扩散函数(pointspread function)分布的某些指标估算离焦距离。代表发明如201510330496.3。在实际应用中，此衍射效应图像收到样本本身图像的干扰极大，难以估算，并且离焦程度稍高则呈现为均匀、连续的模糊，无法进行估算。

3、测距法。使用超高精度的测距工具，测量样本到某一预设位置(通常是光路上的某点)的距离，此类测距工具价格不菲，而且精度上限较低，如201610589541.1和201510239075.X。

4、相差法。利用半透半反射镜将光路分割“复制”多份，每一份的设计“像”平面相同。在每一份的设计像平面的前或后安置副成像元件，近似等价于同时在多个距离上测量对比度。对于均匀、连续的样本，样本的齐焦距离变化也均匀连续。齐焦时，主成像元件对比度高于副成像元件；一定程度失焦时，某个副成像元件对比度将高于主成像元件和其他成像元件。如此通过对比各个成像元件的对比度，可以监测齐焦距离的变化，对应的进行补偿移动。这样的光学系统复杂度极大提高，还存在各“镜像”光路间一致性的问题，成本较高。

为此，申请人提出一种无需增加昂贵外部辅助设施就能够快速实现放大成像系统的齐焦方法和装置。

如图1、图2所示，在一个发射角广阔的点光源照亮样本时，在成像元件上产生样本的“像”(Image)。当样本在放大单元的齐焦距离上(也就是与成像元件共轭)时，“像”最为锐利(也就是对准了焦)。此时，一方面根据基本原理，无论光源相对光路中轴(简称中轴)位置如何，“像”相对光路中轴的位置都不会改变。另一方面，并且相对一个“不变”的放大单元其齐焦距离也是固定不变的，其齐焦面至其距离始终不变。

申请人发现，如图3、图4、图5、图6所示，当点光源偏离中轴但位置固定，样本离开齐焦距离时，“像”的中心相对中轴的偏离与离焦距离近似线性相关，即离焦距离增大时，“像”的偏离幅度增大，且样本在齐焦面上下时，“像”偏移的方向相反；当样本偏离离焦面但离焦距离固定，点光源位置相对中轴偏离时，“像”的中心相对中轴的偏离随之偏离。特别的，光源偏向一侧时，“像”将偏向另一侧。

如图7、图8、图9、图10所示，如果将两个在成像上互不干扰的点光源(典型如一红一绿两个单色光，将分别成红色和绿色的“像”)放置在相对光轴的不同位置(例如对称的两侧)，点亮两个光源对离焦样本成像时，就会各自成一个偏离中轴的“像”；即使两个像有所重叠，但由于处在不同颜色通道，因而互不干扰，在分离各自通道后就成了两个独立的像。通过成像元件采集所成之“像”，计算图像中这对“像”的相对偏离关系，就可推算出样本离焦的距离，当离焦距离确定后可通过机械结构移动相应距离以将样本带动至齐焦面处。

因此基于上述原理，申请人提出的方法和装置中，均至少需要两只的单色点光源进行组对工作(详见申请人同日提出的“一种放大成像系统的快速齐焦方法及装置”专利申请)。由原理可知，要求两个点光源成的“像”相似度高且同时不相互干扰，因此需要选择适配于成像元件的点光源并予以适当组合运用。具体而言，通过光源适配度评估模块进行的精细评估实现光源选择。

光源频谱适配度评估的目的在于计算每一对点光源的组合是否会发生显著的相互干扰。对于光源，其发射频谱一般有一定宽度，可能会同时激发成像元件的多个通道；成像元件每个通道的响应频谱在设计的颜色范围外一般也不是0，即用其他通道的纯色光源照射也会产生相应数据，即溢出干扰。

因此如何从光色的角度选择一对点光源进行良好匹配成为有待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出一种能够检测用于快速齐焦方法或快速齐焦装置中的两只配对光源中否匹配以及匹配程序的检测方法。

本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种放大成像系统快速对焦装置的异色光源匹配检测方法，包括以下步骤：

取一组待检测光源中的两只分别为光源O和光源P；

采集光源O所发光在样片空白区域中所成的像ImgO；采集光源P所发光在样片空白区域中所成的像ImgP；

分别计算ImgO和ImgP中所有像素的红、绿、蓝通道均值，记ImgO红、绿、蓝通道的均值分别为

ImgP红绿蓝通道均值分别为

计算出ImgO和ImgP的不同颜色通道两两组合X与Y的匹配指数，前述两两组合共有ImgO红通道X-ImgP绿通道Y、ImgO红通道X-ImgP蓝通道Y、ImgO绿通道X-ImgP红通道Y、ImgO绿通道X-ImgP蓝通道Y、ImgO蓝通道X-ImgP红通道Y和ImgO蓝通道X-ImgP绿通道Y六种，指数计算公式为

取前述6个匹配指数最大值为当前光源OP的匹配指数Index(O,P)，若Index(O,P)大于或等于预设阈值，则此次检测的两只光源匹配合格，若Index(O,P)小于预设阈值，则此次检测的两只光源匹配不合格。

进一步的，所述样片在检测时位于齐焦面处，该齐焦过程是通过最大锐利度法达成；

所述ImgO和ImgP是从所述样本图像中分离而得。

进一步的，所述样片为空白玻片，所述ImgO和ImgP即是所述光源O和光源P所发光照射在所述空白玻片上所成之像。

进一步的，当所述一组光源为三只或者三只以上时，还包括：

记录当前的Index(O,P)值和该两只光源的配对方案；

重新选择两只光源或保留原光源的O或P再另选一只光源设为新P或新O重复前述检测步骤，直至所有光源均被检测完毕；

按历次检测所得的Index(O,P)值从大到小的顺序排列并以此顺序确定相对应的光源配对方案的可选优先级。

本发明的有益效果是：

在本发明所涉及到的放大成像系统快速对焦装置进行光源装配时，可以通过本发明中方法对所选用的两点单色点光源之间进行快速的匹配性检测。对于光源，其发射频谱一般有一定宽度，可能会同时激发成像元件的多个通道；光源频谱适配度评估的目的在于计算每一对点光源的组合是否会发生显著的相互干扰。本发明中方法通过各通道均值计算出指数指标，提供了一个可以进行数值化比较的基础，而非依靠主观或者其他没有强依据的评判，为快速检测以及规模化生产提供了能够批量进行的检测方法。

另外，能够通过本发明中方法科学准确地确定光源匹配方面的优先级，当放大成像系统快速对焦装置上配置有超过两只点光源的情况下，可以实际使用环节中根据不同的样本或光照情况下选用不同的两只单色点光源进行齐焦检测。

附图说明

下面结合附图对本发明的放大成像系统快速对焦装置的异色光源匹配检测方法作进一步说明。

图1是经典放大成像系统的结构模块框图；

图2是图1中系统的放大成像工作原理示意图；

图3是点光源偏中轴左侧且样本低于齐焦面时，其成像的位置偏移示意图；

图4是点光源偏中轴左侧且样本位于齐焦面时，其成像的位置示意图；

图5是点光源偏中轴左侧且样本高于齐焦面时，其成像的位置偏移示意图；

图6是点光源偏中轴右侧且样本低于齐焦面时，其成像的位置偏移示意图；

图7是实施例一中采用一对异色点光源时，样本低于齐焦面时其成像的偏移示意图；

图8是对图7中光路的仿真示意图；

图9是采用一对异色点光源时，样本高于齐焦面时其成像的偏移示意图；

图10是对图9中光路的仿真示意图

图11是快速齐焦装置的进一步优化方案结构框图；

图12是快速齐焦方法的逻辑流程图；

图13是光源空间分布评估的逻辑流程图；

图14是光源样本适配度评估逻辑流程图；

图15是点光源为多对时，点光源的分布示意图；

具体实施方式

实施例

本发明中所涉及的放大成像系统包括共光学中轴(简称中轴或光轴)线的样本承载单元、放大单元和图像采集单元(即成像元件)，还包括运动单元，运动单元适于驱动样本承载单元和/或放大单元沿其光轴线往复运动。放大成像系统快速对焦装置用于快速地实现样片在该放大成像上快速对焦以进行数字化放大成像，同时避免传统齐焦方法的缺点。

而放大成像系统快速对焦装置在硬件上，不改变显微镜物镜、成像元件等部件，也不改变用于采集显微图像的白色光源，只需增加多只单色点光源——即对应本发明中的待检测光源，以及相应控制模块即可。这些单色光源的光谱较窄但不需要像激光一样呈严格单一频率，用于配对的两只光源通过通本发明中检测即可。

本实施例涉及的光源匹配检测方法，就是用于对将要配对设置在前述放大成像系统快速对焦装置中的单色光源进行匹配度检测，重点在于检测该成对单色光源所发光是否匹配，是否容易干扰以及满足必要的光学照明功能要求。

在本实施例中，如图15所示，单色点光源为12只，被配置为6组(即A1A2、B1B2……等)，每组的单色点光源以成像元件的中轴镜像对称分布。

如图1、图2所示，在一个发射角广阔的点光源照亮样本时，在成像元件上产生样本的“像”(Image)。当样本在放大单元的齐焦距离上(也就是与成像元件共轭)时，“像”最为锐利(也就是对准了焦)。根据几何光学基本原理，无论光源相对光路中轴位置如何，“像”相对光路中轴的位置都不会改变。

另外，一个放大倍率不变、像距(也就是成像元件相对像方主点距离)不变的放大单元，其齐焦距离始终不变。

快速齐焦的原理在于:

如图3、图4、图5、图6所示，当点光源偏离中轴但位置固定，样本离开齐焦距离时，“像”的中心相对中轴的偏离与离焦距离近似线性相关，即离焦距离增大时，“像”的偏离幅度增大，且样本在齐焦面上下时，“像”偏移的方向相反；当样本偏离离焦面但离焦距离固定，点光源位置相对中轴偏离时，“像”的中心相对中轴的偏离随之偏离。特别的，光源偏向一侧时，“像”将偏向另一侧。

如图7、图8、图9、图10所示，如果将两个在成像上互不干扰的点光源(典型如一红一绿两个单色光，将分别成红色和绿色的“像”)放置在相对光轴的不同位置(例如对称的两侧)，点亮两个光源对离焦样本成像时，就会各自成一个偏离中轴的“像”；即使两个像有所重叠，但由于处在不同颜色通道，因而互不干扰，在分离各自通道后就成了两个独立的像。通过成像元件采集所成之“像”，计算图像中这对“像”的相对偏离关系，就可推算出样本离焦的距离。

因此为确保成对的异色光源在工作时能够确保具有一定的区分度，不会导致相互干扰，在前述装置在生产时，就需要预先对于两只将要配对的单色点光源是否匹配进行检测。若进一步的在前述装置上需要设置三只以上或多组单色点光源时(如高配装置)，一方面需要将匹配合格的单色光源匹配方案写入预置文件，还需要确定多组的匹配方案之间的优先级，以供轮选备选。

本发明中放大成像系统快速对焦装置的异色光源匹配检测方法在实施时，需要进行以下步骤：

取一组待检测光源中的两只分别为光源O和光源P。

采集光源O所发光在样片空白区域中所成的像ImgO；采集光源P所发光在样片空白区域中所成的像ImgP。

分别计算ImgO和ImgP中所有像素的红、绿、蓝通道均值，记ImgO红、绿、蓝通道的均值分别为

ImgP红绿蓝通道均值分别为

计算出ImgO和ImgP的不同颜色通道两两组合X与Y的匹配指数，前述两两组合共有ImgO红通道X-ImgP绿通道Y、ImgO红通道X-ImgP蓝通道Y、ImgO绿通道X-ImgP红通道Y、ImgO绿通道X-ImgP蓝通道Y、ImgO蓝通道X-ImgP红通道Y和ImgO蓝通道X-ImgP绿通道Y六种，指数计算公式为：

取前述6个匹配指数的最大值为当前光源OP的匹配指数Index(O,P)，若Index(O,P)大于或等于预设阈值，则此次检测的两只光源匹配合格，若Index(O,P)小于预设阈值，则此次检测的两只光源匹配不合格。

其中的预设阈值可以由厂家根据生产实践经验值确定。

为了匹配的光源尽可能贴合实际使用环境，可以作为优选的，所述样片在检测时位于齐焦面处，并且所述ImgO和ImgP是从所述样本图像中分离而得，即从样本的放大图像中分离出空白区域的部分，这样可以避免样本本身色彩及图案带来的不确定性影响。

该样片从未齐焦至齐焦的过程是通过最大锐利度法达成，最大锐利度法为传统方法不再赘述。

同时为简化检测过程，可以选择样片为空白玻片，那么所述ImgO和ImgP即是所述光源O和光源P所发光照射在所述空白玻片上所成之像。

为尽可能多地提供光源，可以作为作为优选的是：在要检测或者配对的一组光源为三只或者三只以上时，还可以包括：

记录当前的Index(O,P)值和该两只光源的配对方案；

重新选择两只光源或保留原光源的O或P再另选一只光源设为新P或新O重复前述检测步骤，直至所有光源均被检测完毕；

按历次检测所得的Index(O,P)值从大到小的顺序排列并以此顺序确定相对应的光源配对方案的可选优先级。

为了便于理解，本发明实施例部分一并对通过一对单色点光源进行快速对焦时的过程方法进行引用阐述：

如图12所示，因此在实施快速对焦时，具体包括以下步骤：

步骤i：获取样片在一对异色点光源照射下所对应的两幅单色通道的图像A和图像B，一对异色点光源的照射点分别位于成像元件的光轴线两侧。具体的，该获取是通过成像元件进行。所谓异色即是指两只发光颜色相异的单色点光源，即通过前述匹配检测后的一对单色点光源。

更具体的是，一对异色点光源分别发红、绿色光，当红光和绿光将样本照亮后，成像元件进行拍摄。对拍摄后的总图像进行通道分离，分离出对应颜色通道的灰度图像，即图像A和图像B。

步骤ii：通过图像A和图像B计算了出两幅像之间的偏移量p，并根据偏移量p计算出样本当前距离放大单元目标齐焦面的离焦距离l，即目标移动值h。

可以作为优选的是：在计算偏移量p时，穷举计算将图像A向图像B或图像B向图像A水平移动1至n个像素后其二者的图像似然度值y，并记录历次算得的y值，取y值最高时所对应的水平移动像素值x为偏移量p。计算时，根据移动方向的不同确定偏移量p的正负，以便将来根据正负进一步控制运动单元。

作为更一步的优选的是：在计算似然度值y时，基于互信息计算法或特征点匹配法，

在基于互信息计算法时，

考虑灰度图像A和B，对于每一像素值y₁，图像A中像素取值y1的比例为p_A(y₁)；对于每一像素值y₂，图像B中像素取值y2的比例为p_B(y₂)；

对每对像素值组合(y1,y2)，图像A和B中坐标相同的两个像素在图像A中取y1、在B中取y2的比例为p_A,B(y₁,y₂)，两幅图像的互信息为

将图像B的所有像素水平，可以用相同公式计算图像A和位移后图像B的互信息，如此反复，排列所有预设偏移量范围内的互信息，即得到偏离度似然曲线，

此处互信息计算输入的灰度图像，既可以是原始的单色通道的灰度图像，也可以是对其进行梯度滤波或类似滤波运算后的图像，典型的梯度滤波方法为用拉普拉斯算子，即矩阵

与原图像进行卷积运算；

在基于特征点匹配法时，

在图像A和图像B内分别使用SURF或SIFT特征点处理算法，使用特征点描述向量记录特征点临近像素点的时频域特性，

将图像B的所有特征点水平后，计算各自与临近位置内图像A内特征点的描述向量的差平方，如果没有临近，则取自身平方，然后计算此差平方的均值再取倒数，得到两幅图像的特征匹配误差，如此反复，排列所有预设偏移量范围内的特征匹配误差，即得到偏离度似然曲线。

理论上，以上两个算法的结果一致，但计算量特性不同：基于互信息的算法的计算量与搜索范围成正比且增长较快；基于特征点匹配的算法的计算量有与搜索范围无关的部分，也有随搜索范围增长而小幅增加的部分。因此，如果已知偏移量较小时，基于互信息的算法可以只在小范围内进行而节省计算量；如果偏移量不确定或较大时，基于特征点匹配的算法能节省计算量。

根据前述定义，两种算法得到的结果都是曲线，可分别以y＝f(x)表示，其中x是相对偏移像素数，y是该偏移像素数时的似然度。得到的偏离度似然曲线，应当是一个形似“人”字的曲线。曲线中似然度最大的对应的偏离度，就是“像”的相对偏移量。

另外作为优选的是：在根据偏移量p计算离焦距离l时，具体是通过查表法进行，表是预先设置而成，

在设表时，先通过最大锐利度法等一般方法搜索找到齐焦面，然后操作对焦系统离开焦平面一段已知距离，再进行激活成对的点光源、成像和计算偏移量的过程，将此时已知的离焦距离l和计算出的偏移量p记入表内，之后重复前述过程，建立对应表。

也可以通过预建模法，即将上述查表拟合为模型曲线，再通过此模型曲线和得到的偏移量计算离焦距离。模型采用线性模型即可，在此不再赘述。

步骤iii：通过运动单元根据目标移动值h将样本置入到放大单元的目标齐焦面中。

可以作为优选的是：在步骤ii后，若系统包括多对不同间距分布的异色点光源对组合，在计算得偏移量p后，还进行光源的空间分布评估，并根据评估结果进行后续可选步骤的操作。如图13所示，在评估时，

如果偏移量p的绝对值|p|在预设的阈值下限μmin与预设的阈值上限μmax之间，则已激活的点光源合适；

如果|p|小于阈值下限μmin，可知当前离焦距离较短，选择开启间距更大的异色点光源对组合，并再次重新执行所有步骤；

如果|p|大于阈值上限μmax，可知当前离焦距离大于测量范围，选择开启间距更小的异色点光源对组合，并再次重新执行所有步骤。

可以作为优选的是：在步骤ii后，若系统包括多对具有不同反差色组合的异色点光源对，

方法中还包括样本与当前光源O与P色彩是否匹配的评估，并根据评估结果进行后续可选步骤的操作。如图14所示，在评估时，对根据记录的n个y值，获得其若干局部最大值{S_Max,i}，统计得中位数S_Med和标准四阶中心矩(即四阶中心矩与方差平方的比值)S_krt。

在计算局部最大值{S_Max,i}时，对于每一个1<x<N-1，如果f(x-1)<f(x)且f(x+1)<f(x)，则此x为一个局部最大值。

在计算中位数S_Med时，将y从小到大排列，如果n是奇数，就取排列在第(n+1)/2位置上的y为中位数；如果n是偶数，就取排列在第n/2和第n/2+1位置上的两个y的均值为中位数。

在计算标准四阶中心矩S_krt时，将y＝f(x)视为一个边缘概率分布曲线计算其标准四阶中心距，先计算其均值，

再计算方差

最后计算标准四阶中心距，

取{S_Max,i}中最大值S_Max,0、第二大值S_Max,1，计算第一样本适配度

和第二样本适配度

若第一样本适配度、第二样本适配度均高于预设阈值，不进行光源切换操作。

若第一样本适配度、第二样本适配度任一低于预设阈值时，且存在光源对组合备选方案时，选择启动备选光源方案，并再次重新执行所有步骤。

若第一样本适配度、第二样本适配度任一低于预设阈值时，且不存在光源对组合备选方案时，选择启动历史第一样本适配度、第二样本适配度最高的光源对组合并实施快速齐焦方法中其余步骤。

另外，一种放大成像系统的快速齐焦装置，放大成像系统包括共光轴线的样本承载单元、放大单元、图像采集单元、运动单元和中央控制单元，运动单元适于驱动样本承载单元和/或放大单元沿其光轴线往复运动，图像采集单元和运动单元的受控端连接到中央控制单元的控制端。

图像采集单元包括成像元件、图像采集与通道分离模块。运动单元包括运动机构和运动控制模块。

快速齐焦装置包括点光源单元。点光源单元含有至少一对的异色点光源，任一点光源发单色光，一对的异色点光源中发光颜色互异且反差，一对异色点光源的照射点分别位于成像元件的光轴线两侧；点光源单元还具有点光源控制模块，点光源控制模块适于控制点光源进行开关。

中央控制单元适于控制图像采集单元获取样片在一对异色点光源照射下所对应的两幅单色通道的图像A和图像B。更具体的是，一对异色点光源分别发红、绿色光，当红光和绿光将样本照亮后，成像元件进行拍摄。对拍摄后的总图像进行通道分离，分离出对应颜色通道的灰度图像，即图像A和图像B。

中央控制单元包括偏离度计算模块。偏离度计算模块适于通过图像A和图像B计算了出两幅像之间的偏移量p。

中央控制单元并根据偏移量p计算出样本当前距离目标齐焦面的离焦距离l，即目标移动值h，具体的该步计算是由中央控制单元中离焦距离计算模块进行，该步的计算方法参见实施例一中相关部分，不再赘述。

中央控制单元适于根据目标移动值h控制运动单元将样本置于放大单元的齐焦面处。

可以作为优选的是：偏离度计算模块在计算偏移量p时，穷举计算将图像A向图像B或图像B向图像A水平移动1至n个像素后其二者的图像似然度值y，并记录历次算得的y值，取y值最高时所对应的水平移动像素值x为偏移量。

具体基于互信息计算法或特征点匹配法，

在基于互信息计算法时，

考虑灰度图像A和B，对于每一像素值y₁，图像A中像素取值y1的比例为p_A(y₁)；对于每一像素值y₂，图像B中像素取值y2的比例为p_B(y₂)；

对每对像素值组合(y1,y2)，图像A和B中坐标相同的两个像素在图像A中取y1、在B中取y2的比例为p_A,B(y₁,y₂)，两幅图像的互信息为

将图像B的所有像素水平，可以用相同公式计算图像A和位移后图像B的互信息，如此反复，排列所有预设偏移量范围内的互信息，即得到偏离度似然曲线，

此处互信息计算输入的灰度图像，既可以是原始的单色通道的灰度图像，也可以是对其进行梯度滤波或类似滤波运算后的图像，典型的梯度滤波方法为用拉普拉斯算子，即矩阵

与原图像进行卷积运算；

在基于特征点匹配法时，

在图像A和图像B内分别使用SURF或SIFT特征点处理算法，使用特征点描述向量记录特征点临近像素点的时频域特性，

将图像B的所有特征点水平后，计算各自与临近位置内图像A内特征点的描述向量的差平方，如果没有临近，则取自身平方，然后计算此差平方的均值再取倒数，得到两幅图像的特征匹配误差，如此反复，排列所有预设偏移量范围内的特征匹配误差，即得到偏离度似然曲线。

可以作为优选的是：点光源单元包括多对不同间距分布的异色点光源对组合。

中央控制单元还包括光源空间分布评估模块，该模块适于评估算得的偏移量p的绝对值|p|与预设阈值下限μmin、预设的阈值上限μmax的区间关系，

若|p|在预设的阈值下限μmin与预设的阈值上限μmax之间，则已激活的点光源合适；

若|p|小于阈值下限μmin，可知当前离焦距离较短，中央控制单元通过点光源控制模块选择开启间距更大的异色点光源对组合，并重新进行齐焦面检测；

若|p|大于阈值上限μmax，可知当前离焦距离大于测量范围，中央控制单元通过点光源控制模块选择开启间距更小的异色点光源对组合，并重新进行齐焦面检测。

可以作为优选的是：点光源单元包括多对具有不同反差色组合的异色点光源对，

中央控制单元还包括样本光源色彩匹配评估模块，该模块适于评估样本与当前光源O与P色彩是否匹配的评估，在评估时

对根据记录的n个y值，获得其若干局部最大值{S_Max,i}，统计得中位数S_Med和标准四阶中心矩(即四阶中心矩与方差平方的比值)S_krt；

在计算局部最大值{S_Max,i}时，对于每一个1<x<N-1，如果f(x-1)<f(x)且f(x+1)<f(x)，则此x为一个局部最大值；

在计算中位数S_Med时，将y从小到大排列，如果n是奇数，就取排列在第(n+1)/2位置上的y为中位数；如果n是偶数，就取排列在第n/2和第n/2+1位置上的两个y的均值为中位数；

在计算标准四阶中心矩S_krt时，将y＝f(x)视为一个边缘概率分布曲线计算其标准四阶中心距，先计算其均值，

再计算方差

最后计算标准四阶中心距，

取{S_Max,i}中最大值S_Max,0、第二大值S_Max,1，计算第一样本适配度

和第二样本适配度

若第一样本适配度、第二样本适配度均高于预设阈值，不进行光源切换操作；

若第一样本适配度、第二样本适配度任一低于预设阈值时，且存在光源对组合备选方案时，中央控制单元通过点光源控制模块选择启动备选光源方案，并重新进行齐焦面检测；

若第一样本适配度、第二样本适配度任一低于预设阈值时，且不存在光源对组合备选方案时，选择启动历史第一样本适配度、第二样本适配度最高的光源对组合并重新进行齐焦面检测。

本发明的不局限于上述实施例，本发明的上述各个实施例的技术方案彼此可以交叉组合形成新的技术方案，另外凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种放大成像系统快速对焦装置的异色光源匹配检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

取一组待检测光源中的两只，分别为光源O和光源P；

采集光源O所发光在样片空白区域中所成的像ImgO；采集光源P所发光在样片空白区域中所成的像ImgP；

分别计算ImgO和ImgP中所有像素的红、绿、蓝通道均值，ImgO的红、绿、蓝通道的均值分别为

ImgP的红、绿、蓝通道均值分别为

计算出ImgO和ImgP的不同颜色通道X与Y两两组合的匹配指数，前述两两组合共有ImgO红通道X-ImgP绿通道Y、ImgO红通道X-ImgP蓝通道Y、ImgO绿通道X-ImgP红通道Y、ImgO绿通道X-ImgP蓝通道Y、ImgO蓝通道X-ImgP红通道Y和ImgO蓝通道X-ImgP绿通道Y六种，指数计算公式为

取前述6个匹配指数的最大值为当前光源OP的匹配指数Index(O,P)，若Index(O,P)大于或等于预设阈值，则此次检测的两只光源匹配合格，若Index(O,P)小于预设阈值，则此次检测的两只光源匹配不合格。

2.根据权利要求1所述放大成像系统快速对焦装置的异色光源匹配检测方法，其特征在于：所述样片在检测时位于齐焦面处，该齐焦过程是通过最大锐利度法达成；

所述ImgO和ImgP是从所述样本图像中分离而得。

3.根据权利要求1所述放大成像系统快速对焦装置的异色光源匹配检测方法，其特征在于：所述样片为空白玻片，所述ImgO和ImgP即是所述光源O和光源P所发光照射在所述空白玻片上所成之像。

4.根据权利要求1所述放大成像系统快速对焦装置的异色光源匹配检测方法，其特征在于，当所述一组光源为三只或者三只以上时，还包括：

记录当前的Index(O,P)值和该两只光源的配对方案；

重新选择两只光源或保留原光源的O或P再另选一只光源设为新P或新O重复前述检测步骤，直至所有光源均被检测完毕；

按历次检测所得的Index(O,P)值的从大到小顺序排列，并以此顺序确定相对应的光源配对方案的可选优先级。

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