CN116358841A - 一种显微镜镜头自识别校准系统 - Google Patents

一种显微镜镜头自识别校准系统 Download PDF

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CN116358841A CN202310638856.0A CN202310638856A CN116358841A CN 116358841 A CN116358841 A CN 116358841A CN 202310638856 A CN202310638856 A CN 202310638856A CN 116358841 A CN116358841 A CN 116358841A
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Abstract

本发明公开一种显微镜镜头自识别校准系统,包括图像采集模块、执行驱动控制模块、图像聚焦量分析模块和匹配筛查校验模块,图像聚焦量分析模块对显微镜镜头所在位置沿Z轴高度下采集的图像进行聚焦区域分析,筛选出聚焦量占比率大于设定聚焦量占比率阈值的Z轴高度范围;并根据Z轴高度范围对数据库中存储的各显微镜镜头型号所对应的Z轴高度进行显微镜镜头型号的识别。本发明提高了显微镜镜头识别的准确性以及识别的智能化,提高了应用文件对与之相匹配的显微镜镜头间的匹配度,使得与显微镜镜头相匹配的应用文件为该显微镜镜头进行观察或测量时提供最佳的观察视野范围和工作的高度,提高对待观测物体表面形貌参数复原的准确性,减少观察误差。

Description

一种显微镜镜头自识别校准系统
技术领域
本发明属于显微镜镜头识别技术领域,涉及到一种显微镜镜头自识别校准系统。
背景技术
显微镜的应用领域广泛,因测观察物体尺寸、精度等需求不同,需更换显微镜物镜对不同测试需求的待测物体进行检测,不同的物镜镜头有对应的应用文件相匹配,以保证该物镜镜头所采集的图像经处理后能够真实还原观察的物体形貌或参数。
现有显微镜镜头更换后,需人员手动选择与该物镜镜头相匹配的应用文件,但是当更换物镜镜头后,操作人员经常忘记或错误选择与该物镜镜头型号相配合的应用文件,导致应用文件与当前显微镜镜头型号不匹配,造成观察物体的形貌等尺寸与待观察物体实际尺寸存在很大误差,进而造成对待测物体采集的图像景深合成精度差以及图像拼接合成精度差;同时,目前部分采用弹簧针以及与弹簧针底座相匹配的弹簧针底座进行电子标识识别,增加硬件成本及布线空间,随着使用时长,会造成弹簧针与弹簧针底座接触不良或无法识别的问题,导致物镜型号与该物镜相识别的应用文件不匹配,存在物镜更换后待测物体表面测量不准。
发明内容
本发明公开了一种显微镜镜头自识别校准系统,解决了现有背景技术中存在的问题。
本发明在其一个应用方面中提供了一种显微镜镜头自识别校准系统,包括图像采集模块、执行驱动控制模块、图像聚焦量分析模块和匹配筛查校验模块;
图像采集模块分别采用各物镜以及与物镜相连的变倍镜筒进行配合对放置在显微镜测量平台上的标定物进行图像采集;
执行驱动控制模块,与图像采集模块通信连接,驱动显微镜镜头相对于测量平台的空间位置,当达到测量平台指定的空间位置时,触发图像采集模块对该空间位置下的标定物进行图像采集;
图像聚焦量分析模块对显微镜镜头所在位置沿Z轴进行等高度数值调整,获得各Z轴高度下采集的图像,对各Z轴高度下的采集图像进行聚焦区域分析,分析出各Z轴高度下采集的标定物图像的聚焦量占比率;
匹配筛查校验模块用于获取待识别显微镜镜头在各Z轴高度下采集的标定物图像的聚焦量占比率,同时筛选出聚焦量占比率大于设定的聚焦占比率阈值的Z轴高度范围,并与数据库中存储的各显微镜镜头型号在聚焦量占比率大于设定聚焦量占比率阈值的Z轴高度范围进行匹配识别分析,筛选出与待识别镜头的识别参数的相对匹配识别程度最大的显微镜镜头型号,从数据库中调用与该显微镜镜头型号相匹配的应用文件。
进一步地,还包括所述标识识别分析模块和驱动偏移补偿模块;
所述标识识别分析模块用于提取指定的空间位置下所采集的标定物的图像中心区域内的特征,判断当前采集图像的中心区域内的特征是否与预先存储的标定物图像的中心区域的特征相匹配,若不匹配,从当前采集图像中筛选出与设定的标定物图像中心区域的特征相匹配的中心区域特征的位置;
驱动偏移补偿模块获取从当前采集图像中筛选的与设定的标定物图像的中心区域的特征相匹配的中心区域特征的位置,分析出设定的标定物图像中心区域的特征与当前采集图像中中心区域的特征间的相对位置坐标偏移量
Figure SMS_1
和/>
Figure SMS_2
,动态驱动显微镜镜头以对当前采集图像下显微镜镜头的位置进行驱动补偿。
进一步地,所述驱动偏移补偿模块进行驱动补偿方法,包括以下步骤:
步骤1、获取当前采集的图像中标定物中心区域的特征在当前采集图像上的位置坐标,将设定的标定物图像中心区域在标定物图像中的相对位置映射到当前采集的图像中,获得当前采集图像上标定物中心区域的相对位置坐标偏移量;
步骤2、分别以单位位置偏移量
Figure SMS_3
和/>
Figure SMS_4
驱动显微镜镜头相对测量平台进行移动,驱动结束后,依次执行步骤1和步骤3;
步骤3、筛选出经以单位位置偏移量
Figure SMS_5
和/>
Figure SMS_6
后显微镜镜头所采集图像中标定物中心区域的特征;
步骤4、判断步骤3中采集图像中标定物中心区域的特征在预先存储的标定物图像中心间的相对位移偏移量
Figure SMS_7
和/>
Figure SMS_8
步骤5、采用单位位置偏移量
Figure SMS_9
和/>
Figure SMS_10
与相对位置坐标偏移量进行分析,判断当前采集图像最终在显示屏上的放大倍率,分别为X轴放大倍率和Y轴放大倍率;
步骤6、提取步骤4中的位移偏移量
Figure SMS_11
和/>
Figure SMS_12
以及显微镜X轴放大倍率和Y轴放大倍率,根据当前显微镜物镜采集的图像中标定物中心区域的位置坐标,分析出显微镜镜头中心移动至标定物中心重合所需补偿的位移驱动补偿偏移量,根据位移驱动补偿偏移量对执行驱动控制模块进行控制,使得显微镜镜头的中心与标定物中心相重合。
进一步地,对各Z轴高度下的采集图像进行聚焦量占比率分析,具体方法如下:
步骤1、获得各Z轴高度下采集图像中各像素点的灰度值;
步骤2、分析当前采集图像中像素点的平均灰度值
Figure SMS_13
以及图像灰度方差K;
步骤3、提取数据库存储的标定物图像在景深范围内若干像素点的平均灰度值
Figure SMS_14
步骤4、筛选出当前采集图像中各像素点的灰度值大于标定物图像在景深范围内若干像素点的平均灰度值
Figure SMS_15
的像素点数量h;
步骤5、采用聚焦量占比模型分析出当前Z轴高度下采集图像的聚焦量占比率。
进一步地,所述步骤5中的聚焦量占比模型:
Figure SMS_16
,e为自然数,/>
Figure SMS_17
为Z轴高度下采集图像的聚焦量占比率,/>
Figure SMS_18
为当前采集图像中像素点的平均灰度值。
进一步地,相对匹配识别程度的判断标准为相对匹配识别系数,相对匹配识别系数的计算公式为:
Figure SMS_19
,/>
Figure SMS_23
为待识别的显微镜镜头与数据库中存储的第x个显微镜镜头型号间的相对匹配识别系数,/>
Figure SMS_26
为待识别的显微镜镜头在聚焦量占比率大于设定聚焦量占比率阈值的Z轴高度变化量,/>
Figure SMS_21
,/>
Figure SMS_22
为第x个显微镜镜头在在聚焦量占比率大于设定聚焦量占比率阈值的Z轴高度变化量,/>
Figure SMS_24
Figure SMS_27
分别为待识别的显微镜镜头在聚焦量占比率大于设定聚焦量占比率阈值的z轴最高高度和z轴最低高度,/>
Figure SMS_20
和/>
Figure SMS_25
分别为第x个显微镜镜头在聚焦量占比率大于设定聚焦量占比率阈值的z轴最高高度和z轴最低高度。
进一步地,还包括聚焦偏离判定模块,所述聚焦偏离判定模块用于筛选出与待识别镜头的识别参数的相对匹配识别程度最大的显微镜镜头型号,并提取数据库中存储的该显微镜镜头型号在聚焦量占比率大于设定聚焦量占比率阈值的Z轴高度数据,分析出显微镜镜头的工作区间偏离系数,若大于设定的工作区间偏离系数阈值,则将当前显微镜镜头型号在各Z轴高度下的聚焦量占比率更新存储至数据库。
有益效果:
本发明提供的显微镜镜头自识别校准系统,通过对待识别显微镜镜头在各Z轴高度下采集的图像进行聚焦区域分析,分析出该采集图像中标定物的聚焦量占比率,并将筛选出聚焦量占比率大于设定聚焦量占比率阈值的Z轴高度与数据库中存储的各显微镜镜头型号对应的聚焦量占比率大于设定聚焦量占比率阈值的Z轴高度范围进行匹配分析,以筛选出与待识别显微镜镜头最匹配的显微镜镜头型号,便于从数据库中调用与匹配的显微镜镜头型号所对应的应用文件,实现了显微镜镜头识别的准确性,且识别的智能化,提高了应用文件对与之相匹配的显微镜镜头间的匹配度,减低人工以及电子标签等识别方式存在的问题,同时对待观察物体表面高度下进行景深合成提供可靠的基础条件。
本发明通过对驱动显微镜镜头移动至测量平台指定的空间位置下采集的标定物的图像中筛选出与预先存储的标定物图像的中心区域的特征间的位置是否匹配,来判断显微镜镜头移动的位置是否存在位置偏差,并根据当前采集图像与设定的标定物中心区域的特征间的相对位置坐标偏移量进行动态驱动补偿,使得经驱动补偿后显微镜镜头中心位于标定物图像中心的正上方,便于对采集图像进行聚焦量占比率分析提供可靠的数据支撑,提高了对聚焦量占比率大于设定聚焦量占比率阈值的Z轴高度数据信息分析的准确性。
本发明通过数据库中存储的显微镜镜头型号在聚焦量占比大于设定的聚焦量占比阈值的Z轴高度数据与当前显微镜镜头在聚焦量占比大于设定的聚焦量占比阈值的Z轴高度数据进行工作区间偏离系数分析,能够判断随着使用累计数据库中应用文件与显微镜镜头的匹配程度,对工作区间偏离系数大于设定的阈值的情况下对该显微镜镜头的应用文件进行更新,提高了显微镜镜头型号与应用文件的匹配程度,使得与显微镜镜头相匹配的应用文件为该显微镜镜头进行观察或测量时提供最佳的观察视野范围和工作的高度,提高对待观测物体表面形貌参数复原的准确性,减少观察误差。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本公开实施例,对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本公开的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。
显微镜的应用领域广泛,显微镜镜头由物镜、变倍镜筒和相机组成,因待测物体的需求不同,需更换物镜对不同测试需求的待测物体进行检测,物镜镜头更换后,需同步选择与该物镜镜头相匹配的应用文件,现有更换物镜镜头后,操作人员手动选择与该物镜镜头型号相配合的应用文件,实现人工手动调节,存在人工操作失误或物镜镜头型号识别错误,无法准确选择与当前显微镜物镜镜头型号所对应的应用文件,导致与显微镜物镜镜头型号不相匹配的应用文件对显微镜进行图像采集与处理时,造成对待测物体采集的图像景深合成精度差以及图像拼接合成精度差。
目前部分采用弹簧针以及与弹簧针底座相匹配的弹簧针底座进行电子标识识别,即物镜上的弹簧针与固定设置在变倍镜筒上的弹簧针底座相接触,通过电信号进行物镜型号的识别,增加硬件成本及布线空间,随着使用时长,会造成弹簧针与弹簧针底座接触不良或无法识别的问题,导致物镜型号与该物镜相识别的应用文件不匹配,存在物镜更换后待测物体表面测量不准。
实施例一
一种显微镜镜头自识别校准系统,包括图像采集模块、执行驱动控制模块、标识识别分析模块、驱动偏移补偿模块、图像聚焦量分析模块和匹配筛查校验模块。
图像采集模块分别采用各物镜以及与该物镜相连的焦距可调的变倍镜筒进行配合对放置在显微镜测量平台上的标定物进行图像采集,获得显微镜在当前放大倍率下的标定物的图像。
显微镜镜头包括物镜、变倍镜筒和相机,显微镜镜头采集的图像在显示器上所呈现的放大倍率由光学放大、软件放大和显示器放大三部分组成,显示器放大倍率是固定不变的,软件放大倍率可根据不同倍率物镜镜头所对应的应用文件进行设置,各物镜所对应的焦距不同,变倍镜筒的焦距可调,显微镜的光学放大倍率等于焦距可调的变倍镜筒的焦距与物镜焦距的比值,通过调整变倍镜头的焦距数值以及更换不同焦距的物镜,可调节显微镜的光学放大倍率。
执行驱动控制模块,与图像采集模块通信连接,用于驱动显微镜镜头相对于测量平台的空间位置,当驱动显微镜镜头达到测量平台指定的空间位置时,触发图像采集模块对该空间位置下的标定物进行图像采集。
显微镜镜头相对于测量平台的空间位置由X轴坐标位置、Y轴坐标位置、Z轴坐标位置组成,Z轴坐标位置调节显微镜镜头与测量平台的高度,X轴坐标位置和Y轴坐标位置调节显微镜镜头的中心轴相对标定物在水平面上的位置距离。
标识识别分析模块用于获取经执行驱动控制模块驱动显微镜镜头相对于测量平台指定的空间位置下所采集的标定物的图像信息,提取指定的空间位置下所采集的标定物的图像中心区域内的特征,判断当前采集图像的中心区域内的特征是否与预先存储的标定物图像的中心区域的特征相匹配,若不匹配,从当前采集图像中筛选出与设定的标定物图像中心区域的特征相匹配的中心区域特征的位置,通过采集图像中标定物中心区域内的特征与预先存储的标定物图像中心区域的特征是否匹配,来判断执行驱动控制模块所驱动的显微镜镜头的中心是否与预先存储的标定物图像中心区域下显微镜镜头的中心间存在位置偏差。
驱动偏移补偿模块获取从当前采集图像中筛选的与设定的标定物图像的中心区域的特征相匹配的中心区域特征的位置,分析出设定的标定物图像中心区域的特征与当前采集图像中中心区域的特征间的相对位置坐标偏移量
Figure SMS_28
和/>
Figure SMS_29
,动态驱动显微镜镜头以对当前采集图像下显微镜镜头的位置进行驱动补偿。
所述驱动偏移补偿模块进行驱动补偿方法,包括以下步骤:
步骤1、获取当前采集的图像中标定物中心区域的特征在当前采集图像上的位置坐标,将设定的标定物图像中心区域在标定物图像中的相对位置映射到当前采集的图像中,获得当前采集图像上标定物中心区域的相对位置坐标偏移量;
步骤2、分别以单位位置偏移量
Figure SMS_30
和/>
Figure SMS_31
驱动显微镜镜头相对测量平台进行移动,驱动结束后,依次执行步骤1和步骤3;
步骤3、筛选出经以单位位置偏移量
Figure SMS_32
和/>
Figure SMS_33
后显微镜镜头所采集图像中标定物中心区域的特征;
步骤4、判断步骤3中采集图像中标定物中心区域的特征在预先存储的标定物图像中心间的相对位移偏移量
Figure SMS_34
和/>
Figure SMS_35
步骤5、采用单位位置偏移量
Figure SMS_36
和/>
Figure SMS_37
与相对位置坐标偏移量进行分析,判断当前采集图像最终在显示屏上的放大倍率,分别为X轴放大倍率和Y轴放大倍率,/>
Figure SMS_38
和/>
Figure SMS_39
步骤6、提取步骤4中的位移偏移量
Figure SMS_40
和/>
Figure SMS_41
以及显微镜X轴放大倍率和Y轴放大倍率,根据当前显微镜物镜采集的图像中标定物中心区域的位置坐标,分析出显微镜镜头中心移动至标定物中心重合所需补偿的位移驱动补偿偏移量/>
Figure SMS_42
和/>
Figure SMS_43
,根据位移驱动补偿偏移量对执行驱动控制模块进行控制,使得显微镜镜头的中心与标定物中心相重合。
通过采用单位位置偏移量下采集图像上的标定物中心区域的特征与预先存储的标定物图像中心间的位移偏移量的距离变动量,分析出测量平台移动距离与最终图像呈现距离变化量间的放大倍率,进而便于根据采集的图像上标定物中心区域的位置与标定物图像中心位置间的距离进行驱动补偿,以保证经驱动补偿后,显微镜镜头中心位于标定物图像中心的正上方,便于进行后期镜头识别的准确性。
图像聚焦量分析模块用于对经驱动补偿后的显微镜镜头所在位置沿Z轴进行等高度数值调整,获得各Z轴高度下采集的图像,对各Z轴高度下的采集图像进行聚焦区域分析,分析出各Z轴高度下采集的标定物图像的聚焦量占比率,通过对待识别的显微镜镜头沿Z轴高度进行调节,能够分析出该显微镜镜头在景深范围内所对应的Z轴高度,为了使各显微镜镜头在景深范围内,需调整显微镜镜头在Z轴上的高度以满足该显微镜镜头的景深要求。
对各Z轴高度下的采集图像进行聚焦量占比率分析,具体方法如下:
步骤1、获得各Z轴高度下采集图像中各像素点的灰度值;
步骤2、分析当前采集图像中像素点的平均灰度值以及图像灰度方差,平均灰度值
Figure SMS_44
,/>
Figure SMS_45
为截取的第f个像素点所在位置(x,y)处的灰度值,m*n表示为采集图像中像素点的个数,图像灰度方差/>
Figure SMS_46
步骤3、提取数据库存储的标定物图像在景深范围内若干像素点的平均灰度值
Figure SMS_47
步骤4、筛选出当前采集图像中各像素点的灰度值大于标定物图像在景深范围内若干像素点的平均灰度值
Figure SMS_48
的像素点数量h;
步骤5、采用聚焦量占比模型分析出当前Z轴高度下采集图像的聚焦量占比率,所述聚焦量占比率反应出采集图像处于聚焦状态的程度,聚焦量占比率越大,表明采集图像处于聚焦状态的程度越大。
聚焦量占比模型:
Figure SMS_49
,e为自然数,/>
Figure SMS_50
为Z轴高度下采集图像的聚焦量占比率。
匹配筛查校验模块用于获取待识别显微镜镜头在各Z轴高度下采集的标定物图像的聚焦量占比率,同时筛选出聚焦量占比率大于设定的聚焦占比率阈值的Z轴高度范围,并与数据库中存储的各显微镜镜头型号在聚焦量占比率大于设定聚焦量占比率阈值的Z轴高度范围进行匹配识别分析,筛选出与待识别镜头的识别参数的相对匹配识别程度最大的显微镜镜头型号,从数据库中调用与该显微镜镜头型号相匹配的应用文件,进而根据与显微镜镜头型号相匹配的应用文件对该显微镜镜头型号图像采集过程进行图像采集管理,以保证在该显微镜镜头型号下调整Z轴高度,以对放置在测量平台上的待测物体进行图像观察和图像采集,且能够对待观察物体表面高度变化下进行景深合成,为景深合成提供可靠的基础条件。
所述相对匹配识别程度的判断标准为相对匹配识别系数,相对匹配识别系数的计算公式为:
Figure SMS_51
,/>
Figure SMS_52
为待识别的显微镜镜头与数据库中存储的第x个显微镜镜头型号间的相对匹配识别系数,/>
Figure SMS_53
为待识别的显微镜镜头在聚焦量占比率大于设定聚焦量占比率阈值的Z轴高度变化量,/>
Figure SMS_54
,/>
Figure SMS_55
为第x个显微镜镜头在在聚焦量占比率大于设定聚焦量占比率阈值的Z轴高度变化量,/>
Figure SMS_58
和/>
Figure SMS_59
分别为待识别的显微镜镜头在聚焦量占比率大于设定聚焦量占比率阈值的z轴最高高度和z轴最低高度,/>
Figure SMS_56
和/>
Figure SMS_57
分别为第x个显微镜镜头在聚焦量占比率大于设定聚焦量占比率阈值的z轴最高高度和z轴最低高度。
实施例二
与实施例一不同的是,实施例一仅是用于对显微镜镜头型号进行识别,基于识别的显微镜镜头与数据库中存储的应用文件相匹配,使得与显微镜镜头相匹配的应用文件为该显微镜镜头进行观察或测量时提供最佳的观察视野范围和工作的高度,以及对采集的图像数据进行处理时提高对待观测物体表面形貌参数复原的准确性。
聚焦偏离判定模块用于筛选出与待识别镜头的识别参数的相对匹配识别程度最大的显微镜镜头型号,并提取数据库中存储的该显微镜镜头型号在聚焦量占比率大于设定聚焦量占比率阈值的Z轴高度数据,分析出显微镜镜头的工作区间偏离系数,若大于设定的工作区间偏离系数阈值,则将当前显微镜镜头型号在各Z轴高度下的聚焦量占比率更新存储至数据库,能够对数据库中存储的各显微镜镜头的应用文件进行更新,降低因环境以及使用时长等因素干扰而造成的显微镜合成的待观测物体表面形貌与实际形貌尺寸的偏差,提高了待观测物体表面形貌数据的准确性。
工作区间偏离系数计算公式:
Figure SMS_60
,工作区间偏离系数/>
Figure SMS_61
为第x个显微镜镜头型号对聚焦量占比率大于设定的聚焦量占比率阈值的Z轴高度数据与数据库当前存储的显微镜镜头型号的聚焦量占比率大于设定聚焦量占比率阈值的Z轴高度数据间的偏离程度。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种显微镜镜头自识别校准系统,包括图像采集模块、执行驱动控制模块;
图像采集模块分别采用各物镜以及与物镜相连的变倍镜筒进行配合对放置在显微镜测量平台上的标定物进行图像采集;
执行驱动控制模块,与图像采集模块通信连接,驱动显微镜镜头相对于测量平台的空间位置,当达到测量平台指定的空间位置时,触发图像采集模块对该空间位置下的标定物进行图像采集;
其特征在于,还包括图像聚焦量分析模块和匹配筛查校验模块;
图像聚焦量分析模块对对各Z轴高度下的采集图像进行聚焦区域分析,分析出各Z轴高度下采集的标定物图像的聚焦量占比率,筛选出聚焦量占比率大于设定聚焦量占比率阈值的Z轴高度范围;
匹配筛查校验模块根据聚焦量占比率筛选大于设定的聚焦占比率阈值的Z轴高度范围,并与数据库中存储的各显微镜镜头型号在聚焦量占比率大于设定聚焦量占比率阈值的Z轴高度范围进行匹配识别分析,筛选出与待识别镜头的识别参数的相对匹配识别程度最大的显微镜镜头型号,从数据库中调用与该显微镜镜头型号相匹配的应用文件。
2.根据权利要求1所述的显微镜镜头自识别校准系统,其特征在于,还包括标识识别分析模块和驱动偏移补偿模块;
所述标识识别分析模块用于提取指定的空间位置下所采集的标定物的图像中心区域内的特征,判断当前采集图像的中心区域内的特征是否与预先存储的标定物图像的中心区域的特征相匹配,若不匹配,从当前采集图像中筛选出与设定的标定物图像中心区域的特征相匹配的中心区域特征的位置;
驱动偏移补偿模块获取从当前采集图像中筛选的与设定的标定物图像的中心区域的特征相匹配的中心区域特征的位置,分析出设定的标定物图像中心区域的特征与当前采集图像中中心区域的特征间的相对位置坐标偏移量
Figure QLYQS_1
和/>
Figure QLYQS_2
,动态驱动显微镜镜头以对当前采集图像下显微镜镜头的位置进行驱动补偿。
3.根据权利要求2所述的显微镜镜头自识别校准系统,其特征在于,所述驱动偏移补偿模块进行驱动补偿方法,包括以下步骤:
步骤1、获取当前采集的图像中标定物中心区域的特征在当前采集图像上的位置坐标,将设定的标定物图像中心区域在标定物图像中的相对位置映射到当前采集的图像中,获得当前采集图像上标定物中心区域的相对位置坐标偏移量;
步骤2、分别以单位位置偏移量
Figure QLYQS_3
和/>
Figure QLYQS_4
驱动显微镜镜头相对测量平台进行移动,驱动结束后,依次执行步骤1和步骤3;
步骤3、筛选出经以单位位置偏移量
Figure QLYQS_5
和/>
Figure QLYQS_6
后显微镜镜头所采集图像中标定物中心区域的特征;
步骤4、判断步骤3中采集图像中标定物中心区域的特征在预先存储的标定物图像中心间的相对位移偏移量
Figure QLYQS_7
和/>
Figure QLYQS_8
步骤5、采用单位位置偏移量
Figure QLYQS_9
和/>
Figure QLYQS_10
与相对位置坐标偏移量进行分析,判断当前采集图像最终在显示屏上的放大倍率,分别为X轴放大倍率和Y轴放大倍率;
步骤6、提取步骤4中的位移偏移量
Figure QLYQS_11
和/>
Figure QLYQS_12
以及显微镜X轴放大倍率和Y轴放大倍率,根据当前显微镜物镜采集的图像中标定物中心区域的位置坐标,分析出显微镜镜头中心移动至标定物中心重合所需补偿的位移驱动补偿偏移量,根据位移驱动补偿偏移量对执行驱动控制模块进行控制,使得显微镜镜头的中心与标定物中心相重合。
4.根据权利要求2所述的显微镜镜头自识别校准系统,其特征在于,对各Z轴高度下的采集图像进行聚焦量占比率分析,具体方法如下:
步骤1、获得各Z轴高度下采集图像中各像素点的灰度值;
步骤2、分析当前采集图像中像素点的平均灰度值
Figure QLYQS_13
以及图像灰度方差K;
步骤3、提取数据库存储的标定物图像在景深范围内若干像素点的平均灰度值
Figure QLYQS_14
步骤4、筛选出当前采集图像中各像素点的灰度值大于标定物图像在景深范围内若干像素点的平均灰度值
Figure QLYQS_15
的像素点数量h;
步骤5、采用聚焦量占比模型分析出当前Z轴高度下采集图像的聚焦量占比率。
5.根据权利要求4所述的显微镜镜头自识别校准系统,其特征在于,所述步骤5中的聚焦量占比模型:
Figure QLYQS_16
,e为自然数,/>
Figure QLYQS_17
为Z轴高度下采集图像的聚焦量占比率,/>
Figure QLYQS_18
为当前采集图像中像素点的平均灰度值。
6.根据权利要求5所述的显微镜镜头自识别校准系统,其特征在于,相对匹配识别程度的判断标准为相对匹配识别系数,相对匹配识别系数的计算公式为:
Figure QLYQS_20
,/>
Figure QLYQS_24
为待识别的显微镜镜头与数据库中存储的第x个显微镜镜头型号间的相对匹配识别系数,/>
Figure QLYQS_26
为待识别的显微镜镜头在聚焦量占比率大于设定聚焦量占比率阈值的Z轴高度变化量,/>
Figure QLYQS_21
,/>
Figure QLYQS_23
为第x个显微镜镜头在在聚焦量占比率大于设定聚焦量占比率阈值的Z轴高度变化量,/>
Figure QLYQS_25
和/>
Figure QLYQS_27
分别为待识别的显微镜镜头在聚焦量占比率大于设定聚焦量占比率阈值的z轴最高高度和z轴最低高度,/>
Figure QLYQS_19
和/>
Figure QLYQS_22
分别为第x个显微镜镜头在聚焦量占比率大于设定聚焦量占比率阈值的z轴最高高度和z轴最低高度。
7.根据权利要求2所述的显微镜镜头自识别校准系统,其特征在于,还包括聚焦偏离判定模块,所述聚焦偏离判定模块用于筛选出与待识别镜头的识别参数的相对匹配识别程度最大的显微镜镜头型号,并提取数据库中存储的该显微镜镜头型号在聚焦量占比率大于设定聚焦量占比率阈值的Z轴高度数据,分析出显微镜镜头的工作区间偏离系数,若大于设定的工作区间偏离系数阈值,则将当前显微镜镜头型号在各Z轴高度下的聚焦量占比率更新存储至数据库。
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