CN114577796A - 光学偏差识别方法及装置、染色体扫描装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及光学偏差识别方法及装置、染色体扫描装置及存储介质，所述偏差识别方法包括：识别第一视野图像，获取第一参考位置；识别第二视野图像，获取第二参考位置；根据第一参考位置确定第二参考位置在第二视野图像中的目标位置；计算第二参考位置和目标位置的偏差值。比对第一参考位置与目标位置，有利于明确物镜转换后的偏差值，适应每一台光学显微镜的制造误差；有利于提供准确的偏差值，配合样品载物台准确地配合移动样品的位置从而有利于控制物镜转换后的观测视场重合度；有利于简化转换物镜后对于待测样品位置的调整，提升转换精度，从而配合实现自动化的光学检测；有利于简化偏差识别，在此过程中载物装置不移动，也有利于出厂调试。

Description

光学偏差识别方法及装置、染色体扫描装置及存储介质

技术领域

本申请涉及光学显微技术，特别是涉及光学偏差识别方法及装置、染色体扫描装置及存储介质。

背景技术

光学显微镜(Optical Microscope，OM)是利用光学原理，把人眼所不能分辨的微小物体放大成像，以供人们提取微细结构信息的光学仪器。以生物显微镜为例，对于染色体核型分析，观察细胞中间分裂期，需要在使用低倍物镜对玻片进行全扫描，再使用高倍物镜对选择的核型进行细节观察，低倍物镜视场要比高倍大，而且被选合格的细胞中期分裂期呈分散状，因此从低倍到高倍物镜切换，中心视场定位精度很关键，定位质量差容易造成视场不完整或者偏离视场中心，严重时将导致染色体拍摄缺少的现象，影响结果判断。

观察任何标本都必须先用低倍物镜确定要观察的目标的位置，所用的目镜放大倍数与物镜放大倍数相乘所得的积即为原物被放大的倍数；如果物像不在视野中央，要慢慢移动到视野中央，再适当进行调节。然后转换改用高倍物镜，正常情况下，当高倍物镜转正之后，在视野中央即可看到模糊的物像，然后细调对焦，即可获得清晰的物像。在换上高倍物镜观察时，视野变小、变暗，要重新调节视野亮度，可通过升高聚光器或利用凹面反光镜来增大。无论是物镜固定设置还是转动设置，在物镜转换需样品载物台配合移动样品的位置时，样品载物台将样品从低倍镜带动至高倍镜对应的位置，由于物镜的安装偏差或者长期使用，有可能导致高、低倍物镜的光轴不完全平行，因此对样品载物台运动的控制精度非常高，一方面需要严格控制运动位置，另一方面需要适应每一台光学显微镜的制造误差。因此，如果样品载物台仅按照高、低物镜光轴的理论距离运动，则难以将样品带动至高倍镜视野下。

发明内容

基于此，有必要提供一种光学偏差识别方法及装置、染色体扫描装置及存储介质，即光学系统的偏差识别方法、光学系统的偏差识别装置、染色体扫描装置及存储介质。

一种光学系统的偏差识别方法，所述光学系统包括第一物镜、第二物镜及相机，所述相机用于分别形成与所述第一物镜对应的第一视野图像及与所述第二物镜对应的第二视野图像，所述偏差识别方法包括以下步骤：识别所述第一视野图像，获取第一参考位置；识别所述第二视野图像，获取第二参考位置；根据所述第一参考位置确定所述第二参考位置在所述第二视野图像中的目标位置；计算所述第二参考位置和所述目标位置的偏差值。

上述光学系统的偏差识别方法，通过第二视野图像中的第一参考位置与目标位置的比对，一方面有利于明确物镜转换后的偏差值，适应每一台光学显微镜的制造误差；另一方面有利于提供准确的偏差值，以配合样品载物台准确地配合移动样品的位置从而有利于控制物镜转换后的观测视场重合度；再一方面有利于简化转换物镜后对于待测样品位置的调整，提升转换精度，从而配合实现自动化的光学检测；又一方面有利于简化偏差识别，在此过程中载物装置不移动，也不涉及样本的检测，有利于实现产品出厂的快速调试校准。

在其中一个实施例中，所述计算所述第二参考位置和所述目标位置的偏差值包括：

分别确定所述第二参考位置及所述目标位置在所述第二视野图像中的参考像素位置及实际像素位置，获取所述参考像素位置与所述实际像素位置的像素个数差值；

根据所述第二物镜的放大倍率、所述相机的像素尺寸以及所述像素个数差值，计算所述第二参考位置和所述目标位置的偏差值。

在其中一个实施例中，所述获取所述参考像素位置与所述实际像素位置的像素个数差值包括：

获取所述参考像素位置与所述实际像素位置的横向像素个数差值N_X和纵向像素个数差值N_Y；

所述根据所述第二物镜的放大倍率、所述相机的像素尺寸以及所述像素个数差值，计算所述第二参考位置和所述目标位置的偏差值包括：

根据所述第二物镜的放大倍率M、所述相机的像素尺寸P以及所述横向像素个数差值N_X和纵向像素个数差值N_Y，计算所述第二参考位置和所述目标位置的横向偏差ΔX和纵向偏差ΔY，横向偏差ΔX＝(N_X×P)/M，纵向偏差ΔY＝(N_Y×P)/M。

在其中一个实施例中，所述识别所述第一视野图像，获取第一参考位置包括：识别所述第一视野图像，获取第一参考位置的第一参考坐标；

所述识别所述第二视野图像，获取第二参考位置包括：识别所述第二视野图像，获取第二参考位置的第二参考坐标；

所述根据所述第一参考位置确定所述第二参考位置在所述第二视野图像中的目标位置包括：根据所述第一参考位置的所述第一参考坐标确定所述目标位置的目标坐标；

所述计算所述第二参考位置和所述目标位置的偏差值包括：计算所述第二参考坐标和所述目标坐标的偏差值。

在其中一个实施例中，所述第一视野图像包括第一视野图像区及第一标尺图像区，所述识别所述第一视野图像，获取第一参考位置的第一参考坐标包括：

识别所述第一视野图像区以获取所述第一参考位置；

识别所述第一标尺图像区以获取所述第一参考位置的所述第一参考坐标；

所述第二视野图像包括第二视野图像区及第二标尺图像区，所述识别所述第二视野图像，获取第二参考位置包括：

识别所述第二视野图像区以获取所述第二参考位置；

识别所述第二标尺图像区以获取所述第二参考位置的所述第二参考坐标。

在其中一个实施例中，根据所述第一参考位置确定所述第二参考位置在所述第二视野图像中的目标位置包括：

获取所述第一物镜的第一光轴与所述第二物镜的第二光轴之间的理论距离值；

根据所述理论距离值和所述第一参考位置，确定所述目标位置。

在其中一个实施例中，所述第一物镜的倍率高于所述第二物镜的倍率。

在其中一个实施例中，一种染色体扫描装置，包括光学系统和载物装置，所述光学系统包括第一物镜、第二物镜和相机，所述光学系统采用任一实施例所述的偏差识别方法，所述载物装置根据所述偏差值调整样本位置。

在其中一个实施例中，一种光学系统的偏差识别装置，包括处理器及存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器与所述存储器耦合，所述处理器用于执行所述计算机程序以实现任一实施例所述的偏差识别方法。

在其中一个实施例中，一种存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现任一实施例所述的偏差识别方法。

附图说明

图1为本申请一个实施例的流程示意图。

图2为本申请另一个实施例的流程示意图。

图3为本申请另一个实施例的流程示意图。

图4为本申请另一个实施例的流程示意图。

图5为本申请另一个实施例的流程示意图。

图6为相机形成的视野图像简化示意图。

图7为图6所示视野图像的具有分刻线的状态示意图。

图8为相机形成的高倍物镜对应的第一视野图像且将第一参考位置调整到视野图像中心的示意图。

图9为根据高倍物镜对应的包括第一标尺图像区的第一视野图像示意图。

图10为转换到低倍物镜下对应的包括第二标尺图像区的理论上的第二视野图像示意图。

图11为转换到低倍物镜对应的实际上的第二视野图像的示意图。

图12为图11所示的包括第二标尺图像区的第二视野图像的状态示意图。

图13为计算第二参考位置和目标位置的偏差值的示意图。

图14为图13的部分放大示意图。

附图标记：产效面100、分刻线200、横向参照线110、纵向参照线120、第一像素101、第二像素102、第一参考位置666、第二参考位置888、目标位置999。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

在本申请一个实施例中，一种光学系统的偏差识别方法，所述光学系统包括第一物镜、第二物镜及相机，所述相机用于分别形成与所述第一物镜对应的第一视野图像及与所述第二物镜对应的第二视野图像，如图1所示，所述偏差识别方法包括以下步骤：识别所述第一视野图像，获取第一参考位置；识别所述第二视野图像，获取第二参考位置；根据所述第一参考位置确定所述第二参考位置在所述第二视野图像中的目标位置；计算所述第二参考位置和所述目标位置的偏差值。上述光学系统的偏差识别方法，通过第二视野图像中的第一参考位置与目标位置的比对，一方面有利于明确物镜转换后的偏差值，适应每一台光学显微镜的制造误差；另一方面有利于提供准确的偏差值，以配合样品载物台准确地配合移动样品的位置从而有利于控制物镜转换后的观测视场重合度；再一方面有利于简化转换物镜后对于待测样品位置的调整，提升转换精度，从而配合实现自动化的光学检测；又一方面有利于简化偏差识别，在此过程中载物装置不移动，也不涉及样本的检测，有利于实现产品出厂的快速调试校准。

可以理解的是，所述光学系统还可以包括光源及其它结构，在其中一个实施例中，识别所述第一视野图像，是由光学系统的相机配合第一物镜实现的，第一物镜配合于相机中呈现第一视野图像，相机或光学系统的其他结构对第一视野图像进行识别，获取第一参考位置，在其中一个实施例中，以第一视野图像的中心位置作为所述第一参考位置，在其他实施例中，也可以采用第一视野图像的其他位置作为所述第一参考位置，只需能够实现准确比对两个物镜的相对偏差即可；第二视野图像的识别及第二参考位置的获取亦同理，不做赘述。

为了配合解决自动识别问题，进一步地，在其中一个实施例中，识别所述第一视野图像之前，所述偏差识别方法还包括以下步骤：采用第一物镜，通过所述相机形成所述第一视野图像；在其中一个实施例中，识别所述第二视野图像之前，所述偏差识别方法还包括以下步骤：采用第二物镜，通过所述相机形成所述第二视野图像；在其中一个实施例中，获取第一参考位置之后，识别所述第二视野图像之前或者通过所述相机形成所述第二视野图像之前，所述偏差识别方法还包括以下步骤：将所述第一物镜转换为所述第二物镜。在其中一个实施例中，通过所述相机形成所述第一视野图像或所述第二视野图像时，或者识别所述第一视野图像或所述第二视野图像时，亦即在偏差识别时，载物装置不移动，也不涉及样本的检测，也无需光路转换组件。在偏差识别后，载物装置的移动距离即为两物镜光轴理论距离值和偏差值的和或差，这样就可以实现产品出厂前的快速调试校准；因此各实施例中所述光学系统的偏差识别方法亦可称为光学系统的调试校准方法；各实施例中，计算所述第二参考位置和所述目标位置的偏差值之后，还根据所述偏差值校准所述光学系统或其所述相机，或者采用所述偏差值作为所述光学系统或其所述相机或相关载物装置的补偿值，以在所述光学系统中的第一物镜及第二物镜进行转换时予以补偿。本申请实施例中，视野图像，包括所述第一视野图像及所述第二视野图像，其具有相互独立的图像坐标和机械坐标，在实际应用中，物镜上方设有摄像头，摄像头通过物镜拍摄的图像即为所述视野图像，摄像头通过不同的物镜拍摄的图像即为不同的视野图像。

对于相机而言，其视野图像即视场是由许多像素构成的，而像素是与相机的像素尺寸相关的，在其中一个实施例中，所述计算所述第二参考位置和所述目标位置的偏差值包括：分别确定所述第二参考位置及所述目标位置在所述第二视野图像中的参考像素位置及实际像素位置，获取所述参考像素位置与所述实际像素位置的像素个数差值；根据所述第二物镜的放大倍率、所述相机的像素尺寸以及所述像素个数差值，计算所述第二参考位置和所述目标位置的偏差值。亦即，由于相机在相异像素尺寸下体现像素个数差距较大，因此需要综合考虑第二物镜的放大倍率、相机的像素尺寸以及像素个数差值，以获得第二参考位置和目标位置在当前物镜的放大倍率、相机的当前像素尺寸所对应的偏差值，由此可见，该偏差值是相对意义的，与光学系统紧密相关。如图2所示，所述偏差识别方法包括以下步骤：识别所述第一视野图像，获取第一参考位置；识别所述第二视野图像，获取第二参考位置；根据所述第一参考位置确定所述第二参考位置在所述第二视野图像中的目标位置；分别确定所述第二参考位置及所述目标位置在所述第二视野图像中的参考像素位置及实际像素位置，获取所述参考像素位置与所述实际像素位置的像素个数差值；根据所述第二物镜的放大倍率、所述相机的像素尺寸以及所述像素个数差值，计算所述第二参考位置和所述目标位置的偏差值。其余实施例以此类推，不做赘述。这样的设计，有利于对应相机的像素尺寸及视野图像中的像素，精准地确定第二参考位置和目标位置的偏差值。

为了准确地体现第一参考位置及第二参考位置，以便于自动化控制，在其中一个实施例中，所述识别所述第一视野图像，获取第一参考位置包括：识别所述第一视野图像，获取第一参考位置的第一参考坐标；所述识别所述第二视野图像，获取第二参考位置包括：识别所述第二视野图像，获取第二参考位置的第二参考坐标；所述根据所述第一参考位置确定所述第二参考位置在所述第二视野图像中的目标位置包括：根据所述第一参考位置的所述第一参考坐标确定所述目标位置的目标坐标；所述计算所述第二参考位置和所述目标位置的偏差值包括：计算所述第二参考坐标和所述目标坐标的偏差值。即第一参考位置可以采用第一参考坐标而体现，或者第一参考位置也可以采用人为设定的定义；第二参考位置及目标位置亦同理，不做赘述。如图3所示，所述偏差识别方法包括以下步骤：识别所述第一视野图像，获取第一参考位置的第一参考坐标；识别所述第二视野图像，获取第二参考位置的第二参考坐标；根据所述第一参考位置的所述第一参考坐标确定所述目标位置的目标坐标；计算所述第二参考坐标和所述目标坐标的偏差值。其余实施例以此类推，不做赘述。这样的设计，有利于准确地定位第一参考位置及第二参考位置，数字化两者的差异，便于计算机自动化处理，亦有利于配合偏差控制方法中的控制步骤，提升切换精度，从而实现自动化的光学检测。

为了准确地体现第一参考位置及第二参考位置，在其中一个实施例中，所述第一视野图像包括第一视野图像区及第一标尺图像区，所述识别所述第一视野图像，获取第一参考位置的第一参考坐标包括：识别所述第一视野图像区以获取所述第一参考位置；识别所述第一标尺图像区以获取所述第一参考位置的所述第一参考坐标；所述第二视野图像包括第二视野图像区及第二标尺图像区，所述识别所述第二视野图像，获取第二参考位置包括：识别所述第二视野图像区以获取所述第二参考位置；识别所述第二标尺图像区以获取所述第二参考位置的所述第二参考坐标。如图4所示，所述偏差识别方法包括以下步骤：识别所述第一视野图像区以获取所述第一参考位置；识别所述第一标尺图像区以获取所述第一参考位置的所述第一参考坐标；识别所述第二视野图像区以获取所述第二参考位置；识别所述第二标尺图像区以获取所述第二参考位置的所述第二参考坐标；根据所述第一参考位置的所述第一参考坐标确定所述目标位置的目标坐标；计算所述第二参考坐标和所述目标坐标的偏差值。其余实施例以此类推，不做赘述。进一步地，在其中一个实施例中，第一参考坐标包括第一横向参考坐标和第一纵向参考坐标；进一步地，在其中一个实施例中，所述第二参考坐标包括第二横向参考坐标和第二纵向参考坐标；进一步地，在其中一个实施例中，所述目标坐标包括目标横向坐标和目标纵向坐标。进一步地，在其中一个实施例中，第一参考坐标包括第一横向参考坐标和第一纵向参考坐标；所述第二参考坐标包括第二横向参考坐标和第二纵向参考坐标；所述目标坐标包括目标横向坐标和目标纵向坐标。其余实施例以此类推，不做赘述。这样的设计，有利于仪器自动识别或者人工识别计算，且有利于准确地描述第一参考位置及第二参考位置的具体位置。

之所以存在光学系统的偏差，是因为第一物镜的第一光轴与第二物镜的第二光轴之间的理论距离值在实际应用中存在误差，为了解决该误差的影响，在其中一个实施例中，根据所述第一参考位置确定所述第二参考位置在所述第二视野图像中的目标位置包括：获取所述第一物镜的第一光轴与所述第二物镜的第二光轴之间的理论距离值；根据所述理论距离值和所述第一参考位置，确定所述目标位置。第一物镜的第一光轴与第二物镜的第二光轴，作为客观存在，两者在设计具有一个理论距离值，该理论距离值对于一个实体的光学系统而言则为一个常数，但在实际制造及装配时，该理论距离值与实际的光学系统产品略有差异，该差异即为本申请各实施例所述偏差值；无论是如何精密的结构，必然存在设计与制造的差异，而且在放大环境中这种差异亦会被放大，但是理论距离值能够作为关键的一个参照指标，给予目标位置一个极好的参照指示，毕竟正常情况下目标位置会出现在该理论距离值附近，配合第一参考位置作为另一个参照指标，有利于确定第二参考位置在第二视野图像中的目标位置，不至于由于放大倍率的变化而找不到目标位置。如图5所示，所述偏差识别方法包括以下步骤：识别所述第一视野图像，获取第一参考位置；识别所述第二视野图像，获取第二参考位置；获取所述第一物镜的第一光轴与所述第二物镜的第二光轴之间的理论距离值；根据所述理论距离值和所述第一参考位置，确定所述目标位置；计算所述第二参考位置和所述目标位置的偏差值。其余实施例以此类推，不做赘述。这样的设计，有利于快速地确定第二参考位置在第二视野图像中的目标位置的大致范围，然后精准地确定所述目标位置。

为了避免从低倍物镜转换到高倍物镜时第二参考位置变化过大而超出了视野图像的可视范围，在其中一个实施例中，所述第一物镜的倍率高于所述第二物镜的倍率。这样的设计，在识别所述第一视野图像且获取第一参考位置后，转换物镜，然后识别所述第二视野图像且获取第二参考位置时，基本上可以保证第二参考位置位于所述第二视野图像中，一方面有利于避免产生操作人员的手动调整的需求，另一方面有利于配合实现自动化检测。如果是第二物镜的倍率高于第一物镜的倍率，即从低倍物镜转换到高倍物镜，此时则有可能由于第一视野图像中的成像被局部放大为第二视野图像中的成像，有可能导致第二参考位置变化过大，从而超出了视野图像的可视范围。

考虑到第二物镜的放大倍率对相机的第二视野图像的影响，在其中一个实施例中，所述获取所述参考像素位置与所述实际像素位置的像素个数差值包括：获取所述参考像素位置与所述实际像素位置的横向像素个数差值N_X和纵向像素个数差值N_Y；所述根据所述第二物镜的放大倍率、所述相机的像素尺寸以及所述像素个数差值，计算所述第二参考位置和所述目标位置的偏差值包括：根据所述第二物镜的放大倍率M、所述相机的像素尺寸P以及所述横向像素个数差值N_X和纵向像素个数差值N_Y，计算所述第二参考位置和所述目标位置的横向偏差ΔX和纵向偏差ΔY，横向偏差ΔX＝(N_X×P)/M，纵向偏差ΔY＝(N_Y×P)/M。下面结合附图说明上述步骤。

相机形成的视野图像简化如图6所示，相机芯片的产效面100，其中横向参照线110及纵向参照线120相交的位置，即虚线十字线交点是相机软件可选择显示的十字中心；根据相机的分辨率，产效面100上具有大量的像素，包括第一像素101及第二像素102等，不同分辨率对应的像素尺寸是不同的，因此在计算第二参考位置和目标位置的偏差值时需要考虑相机的分辨率所对应的像素尺寸。如图7所示，标尺的影像在产效面100上形成了分刻线200以便更准确地体现具体的位置，本实施例中，分刻线200所示数字标记的单位为mm，例如4mm、8mm、12mm或16mm等。

采用100倍物镜作为所述第一物镜，相机形成的高倍物镜对应的第一视野图像如图8所示，图示中第一参考位置666位于视野图像中心即第一视野图像中心，其他实施例中第一参考位置666亦可位于第一视野图像的其他位置；采用10倍物镜作为所述第二物镜，当100倍物镜转换到10倍物镜时，100倍物镜的第一光轴与10倍物镜的第二光轴之间存在设计上恒定的理论距离值，该理论距离值为一个常数；假设100倍物镜的第一光轴与10倍物镜的第二光轴之间的理论距离值为+32mm，则如图9所示，第一参考位置666对应在分刻线200的32mm刻度线处；可以理解的是，对应地，100倍物镜的第一光轴与10倍物镜的第二光轴之间的理论距离值为－32mm。

如果100倍物镜的第一光轴与10倍物镜的第二光轴之间的实际距离值没有偏差的话，在将100倍物镜转换到10倍物镜后，第二视野图像中的第二参考位置888应如图10所示，且第二参考位置888和目标位置999重合，均位于分刻线200的中央位置，即0mm处。但是实际上在放大的视场中，从设计到实际产品，第一物镜与第二物镜相对的偏差是不可避免的，因此在转换到低倍物镜时，第二参考位置在第二视野图像中的目标位置999如图11所示，位于右侧偏上的位置，请一并参阅图6及图7，由于图像视野具有均匀分布的像素格，因此可根据第二参考位置999和目标位置888之间的像素格数计算二者之间的偏差值，即可根据第二物镜的放大倍率M、相机的像素尺寸P以及横向像素个数差值N_X和纵向像素个数差值N_Y，计算第二参考位置888和目标位置999的横向偏差ΔX和纵向偏差ΔY，横向偏差ΔX＝(N_X×P)/M，纵向偏差ΔY＝(N_Y×P)/M。

为便于计算，如图6、图12、图13及图14所示，也可以计数方式或者电脑自动识别方式，确定横向像素个数的差值及纵向像素个数的差值，即横向偏差ΔX对应的横向像素个数及纵向偏差ΔY对应的纵向像素个数，然后配合第二物镜的放大倍率及相机的像素尺寸，即可计算得到横向偏差ΔX及纵向偏差ΔY。

亦即，在100x物镜的观察下，将标尺上的分刻线在X和Y方向与相机的中心线对齐，图示是以32mm刻度线对准，对齐后标尺不动，图示上的32mm是高、低倍镜光轴之间的理论距离值；然后切换到10x物镜观察，并使用相机的测量工具，以像素为单位测量0mm的刻度值与十字线中心在Y方向的距离值N_Y和X方向的距离值NX，理论上来说，切换到10x物镜时，十字线中心应落到0mm刻度线上，但实际上存在偏差；由于已知像素尺寸P(pixel size)和放大倍率M，即可计算两倍率物镜的偏差尺寸：ΔY＝(N_Y×P)/M，ΔX＝(N_X×P)/M。在偏差识别后，载物装置的移动距离即为两物镜光轴理论距离值和偏差值的和。这样的设计，当实际样本检测时，在物镜转换后，只需根据偏差值在样品载物台上微调待测样品的位置，即可达到精确对准效果；配合自动化控制结构即可实现自动化的位置对准，进一步配合自动化检测结构例如自动摄像仪器，即可实现自动化检测，尤其适合应用于生物特征的常规光学检测领域。

可以理解的是，各实施例中，所述偏差识别方法即所述光学系统的偏差识别方法，可以替换为偏差控制方法或者光学系统的偏差控制方法。

进一步地，在其中一个实施例中，所述偏差识别方法还包括步骤：在发生物镜转换时，根据转换相关的两个物镜的所述偏差值，控制载物装置调整样本位置。进一步地，在其中一个实施例中，样品载物台用于承载待测样品且在平面上对样品即待测样品的位置进行调整；进一步地，在其中一个实施例中，样品载物台用于在平面的两个方向对待测样品的位置进行调整，两个方向包括X方向及Y方向，此时样品载物台可称为XY平台或XY载物装置。为了便于控制，在其中一个实施例中，X方向及Y方向相互垂直设置。样品载物台可以是手动平台或电动平台，其XY方向移动量包括XY方向的两物镜光轴的理论距离和物镜转换的偏差值，该偏差值亦可理解为光路转换的补偿值，通过相关步骤确定第二参考位置和目标位置在X和Y两维方向的偏差值，然后输入给XY移动平台作恒补偿量运动。可以理解的是，在其中一个实施例中，在初次使用光学系统或者长期不用后再次使用或者每次使用前，均执行本偏差识别方法。在其中一个实施例中，所述物镜转换包括：以光路调整方式选用物镜，其过程中两所述物镜均处于原位。进一步地，在其中一个实施例中，以光路调整方式选用物镜包括：采用全反射镜调整光路，控制光路方向分别对应观察方向及所选物镜的光轴，且两所述物镜均处于原位。亦即，在物镜转换时，调整的是光路，物镜是不动的。在其中一个实施例中，以光路调整方式选用物镜时，还以平移方式调整光源的聚光出射方向，以使所述聚光出射方向与所选物镜的光轴相重合。这样的设计，有利于简化转换物镜后对于待测样品位置的调整，提升转换精度，使得物镜转换后第二参考位置位于第二视野图像的中央。

在其中一个实施例中，一种染色体扫描装置，包括光学系统和载物装置，所述光学系统包括第一物镜、第二物镜和相机，所述光学系统采用任一实施例所述的偏差识别方法，所述载物装置根据所述偏差值调整样本位置。即所述光学系统采用任一实施例所述的偏差识别方法实现。或者，所述染色体扫描装置采用任一实施例所述的偏差识别方法实现。在其中一个实施例中，所述染色体扫描装置或所述光学系统具有用于执行所述偏差识别方法各步骤的功能结构。在其中一个实施例中，所述染色体扫描装置或所述光学系统包括：第一获取模块、第二获取模块、确定模块及计算模块，第一获取模块用于识别所述第一视野图像，获取第一参考位置；第二获取模块用于识别所述第二视野图像，获取第二参考位置；确定模块用于根据所述第一参考位置确定所述第二参考位置在所述第二视野图像中的目标位置；计算模块用于计算所述第二参考位置和所述目标位置的偏差值；其中，第一视野图像通过第一物镜和相机配合得到，第二视野图像通过第二物镜和相机配合得到。其余实施例以此类推，不做赘述。

在其中一个实施例中，一种光学系统的偏差识别装置，包括处理器及存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器与所述存储器耦合，所述处理器用于执行所述计算机程序以实现任一实施例所述的偏差识别方法。

在其中一个实施例中，一种存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现任一实施例所述的偏差识别方法。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。

需要说明的是，本申请的其它实施例还包括，上述各实施例中的技术特征相互组合所形成的、能够实施的光学系统的偏差识别方法、光学系统的偏差识别装置、染色体扫描装置及存储介质。

以上所述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申请专利范围的限制。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)

1.一种光学系统的偏差识别方法，所述光学系统包括第一物镜、第二物镜及相机，所述相机用于分别形成与所述第一物镜对应的第一视野图像及与所述第二物镜对应的第二视野图像，其特征在于，所述偏差识别方法包括以下步骤：

识别所述第一视野图像，获取第一参考位置；

识别所述第二视野图像，获取第二参考位置；

根据所述第一参考位置确定所述第二参考位置在所述第二视野图像中的目标位置；

计算所述第二参考位置和所述目标位置的偏差值。

2.根据权利要求1所述的偏差识别方法，其特征在于，所述计算所述第二参考位置和所述目标位置的偏差值包括：

分别确定所述第二参考位置及所述目标位置在所述第二视野图像中的参考像素位置及实际像素位置，获取所述参考像素位置与所述实际像素位置的像素个数差值；

根据所述第二物镜的放大倍率、所述相机的像素尺寸以及所述像素个数差值，计算所述第二参考位置和所述目标位置的偏差值。

3.根据权利要求2所述的偏差识别方法，其特征在于，所述获取所述参考像素位置与所述实际像素位置的像素个数差值包括：

获取所述参考像素位置与所述实际像素位置的横向像素个数差值N_X和纵向像素个数差值N_Y；

所述根据所述第二物镜的放大倍率、所述相机的像素尺寸以及所述像素个数差值，计算所述第二参考位置和所述目标位置的偏差值包括：

根据所述第二物镜的放大倍率M、所述相机的像素尺寸P以及所述横向像素个数差值N_X和纵向像素个数差值N_Y，计算所述第二参考位置和所述目标位置的横向偏差ΔX和纵向偏差ΔY，横向偏差ΔX＝(N_X×P)/M，纵向偏差ΔY＝(N_Y×P)/M。

4.根据权利要求1所述的偏差识别方法，其特征在于，所述识别所述第一视野图像，获取第一参考位置包括：识别所述第一视野图像，获取第一参考位置的第一参考坐标；

所述识别所述第二视野图像，获取第二参考位置包括：识别所述第二视野图像，获取第二参考位置的第二参考坐标；

所述根据所述第一参考位置确定所述第二参考位置在所述第二视野图像中的目标位置包括：根据所述第一参考位置的所述第一参考坐标确定所述目标位置的目标坐标；

所述计算所述第二参考位置和所述目标位置的偏差值包括：计算所述第二参考坐标和所述目标坐标的偏差值。

5.根据权利要求4所述的偏差识别方法，其特征在于，所述第一视野图像包括第一视野图像区及第一标尺图像区，所述识别所述第一视野图像，获取第一参考位置的第一参考坐标包括：

识别所述第一视野图像区以获取所述第一参考位置；

识别所述第一标尺图像区以获取所述第一参考位置的所述第一参考坐标；

所述第二视野图像包括第二视野图像区及第二标尺图像区，所述识别所述第二视野图像，获取第二参考位置包括：

识别所述第二视野图像区以获取所述第二参考位置；

识别所述第二标尺图像区以获取所述第二参考位置的所述第二参考坐标。

6.根据权利要求1所述的偏差识别方法，其特征在于，根据所述第一参考位置确定所述第二参考位置在所述第二视野图像中的目标位置包括：

获取所述第一物镜的第一光轴与所述第二物镜的第二光轴之间的理论距离值；

根据所述理论距离值和所述第一参考位置，确定所述目标位置。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的偏差识别方法，其特征在于，所述第一物镜的倍率高于所述第二物镜的倍率。

8.一种染色体扫描装置，所述染色体扫描装置包括光学系统和载物装置，所述光学系统包括第一物镜、第二物镜和相机，其特征在于，所述光学系统采用权利要求1至7中任一项所述的偏差识别方法，所述载物装置根据所述偏差值调整样本位置。

9.一种光学系统的偏差识别装置，其特征在于，所述装置包括处理器及存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器与所述存储器耦合，所述处理器用于执行所述计算机程序以实现如权利要求1至7中任意一项所述的偏差识别方法。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如权利要求1至7中任意一项所述的偏差识别方法。

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