TWI819421B - 高速自動掃片ai輔助判讀系統及其掃片方法 - Google Patents

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Abstract

一種高速自動掃片AI輔助判讀系統及其掃片方法，高速自動掃片AI輔助判讀系統包括一控制主機及一影像擷取機台。控制主機設定影像擷取機台之掃描參數，包括將一玻片分成複數區塊之數量、區塊中之複數子區塊之數量、一中心區塊的位置及一掃描路徑，掃描路徑為順時針方向或逆時針方向螺旋式掃描；控制主機選擇掃描路徑後，將影像擷取機台之一對焦位置對準玻片上之中心區塊進行對焦，並分別擷取中心區塊中之子區塊之影像；接著依據掃描路徑，重複將對焦位置移動到相鄰區塊進行對焦並擷取子區塊之影像的步驟，直到區塊皆掃描完成。本發明所提供之高速自動掃片AI輔助判讀系統及其掃片方法可快速掃片，不需每一張影像都重新對焦，可大幅減少對焦次數及所耗費的時間。

Description

高速自動掃片AI輔助判讀系統及其掃片方法
本發明係有關一種影像處理的技術，特別是指一種高速自動掃片AI輔助判讀系統及其掃片方法。
細胞檢測是將細胞放置在檢測溶液中，將含細胞的待測液體製作成檢體標本，再將檢體標本放置在顯微鏡下。利用高倍數將檢體標本放大後擷取影像，再於電腦上顯示出拍攝圖像，以進行檢視。
每一個檢體標本都會拍攝900~1600張不等的圖像，且圖像不重複。換言之，要將檢體標本分割成900~1600個小區塊，每一個區塊擷取一次影像。若只以一組焦距進行掃片，則可能多數是無效影像。若是每一次擷取影像都重新對焦一次，則需要對焦900~1600次，對焦次數過多。若每擷取固定張數影像後再重新對焦，雖然無效影像減少，但當鏡頭移到邊緣區塊後再移回中間區塊時，來回差異太大容易發生無法拉回焦距情況，所擷取的有可能是無效影像。
有鑑於此，本發明針對上述習知技術之缺失及未來之需求，提出一種高速自動掃片AI輔助判讀系統及其掃片方法，不但減少對焦次數且可得到有效影像，以解決上述該等問題，具體架構及其實施方式將詳述於下：
本發明之主要目的在提供一種高速自動掃片AI輔助判讀系統及其掃片方法，其利用螺旋掃描方式，從玻片的中心位置以順時針或逆時針方向連續掃描相鄰區塊的影像，使每次對焦都只需要微調。
本發明之另一目的在提供一種高速自動掃片AI輔助判讀系統及其掃片方法，其將玻片的每個區塊又細分為複數子區塊，再對子區塊擷取影像，由於只需對區塊進行對焦，每一子區塊不用一一對焦，故可大幅減少對焦次數。
為達上述目的，本發明提供一種高速自動掃片AI輔助判讀系統之掃片方法，包括下列步驟：設定一影像擷取機台之掃描參數，掃描參數包括將一玻片均分成複數區塊之數量、區塊中之複數子區塊之數量、區塊中之一中心區塊的位置及一掃描路徑，掃描路徑為順時針方向或逆時針方向螺旋式掃描；選擇掃描路徑，將影像擷取機台之一對焦位置對準玻片上之中心區塊進行對焦，並分別擷取中心區塊中之子區塊之影像；依據掃描路徑，將影像擷取機台之對焦位置從中心區塊移動到區塊中與中心區塊相鄰的一相鄰區塊後，對相鄰區塊進行對焦，並擷取相鄰區塊中之子區塊之影像；以及重複將對焦位置依據掃描路徑移動到下一相鄰區塊進行對焦並擷取子區塊之影像之步驟，直到區塊皆掃描完成。
依據本發明之實施例，區塊中位於中心位置的區塊為掃描參數所設定之中心區塊，且中心區塊為掃描路徑之一起始點。
依據本發明之實施例，掃描參數包含掃描路徑之一終點，使區塊在掃描路徑上皆被掃描過一次。
依據本發明之實施例，掃描路徑為順時針方向掃描時，影像擷取機台之對焦位置會從中心區塊以順時針方向移動到與中心區塊相鄰的相鄰區塊。
依據本發明之實施例，掃描路徑為逆時針方向掃描時，影像擷取機台之對焦位置會從中心區塊以逆時針方向移動到與中心區塊相鄰的相鄰區塊。
依據本發明之實施例，影像擷取機台具有數位鏡頭、可程式化控制載物台與對焦控制機構。
本發明另提供一種高速自動掃片AI輔助判讀系統，包括：一控制主機，包括一參數設定模組，用以設定掃描參數，掃描參數包括將一玻片分成複數區塊之數量、區塊中之複數子區塊之數量、區塊中之一中心區塊的位置及一掃描路徑，掃描路徑為順時針方向或逆時針方向螺旋式掃描；以及一影像擷取機台，與控制主機連接，依據掃描參數將影像擷取機台的鏡頭對準玻片上之中心區塊進行對焦，並分別擷取中心區塊中之子區塊之影像，再依據掃描路徑將鏡頭移動到區塊中與中心區塊相鄰的一相鄰區塊，對相鄰區塊進行對焦並擷取相鄰區塊中之子區塊之影像後，影像擷取機台重複將鏡頭依據掃描路徑移動到下一相鄰區塊進行對焦並擷取子區塊之影像之步驟，直到區塊皆掃描完成。
10:高速自動掃片AI輔助判讀系統
12:影像擷取機台
122:玻片
124:蓋玻片
126:區塊
127:中心區塊
128:子區塊
14:控制主機
142:參數設定模組
16:待測細胞液體
第1圖為玻片上設置待測細胞液體之俯視圖。
第2圖為玻片上設置待測細胞液體之側視圖。
第3圖為本發明高速自動掃片AI輔助判讀系統之架構圖。
第4圖為本發明高速自動掃片AI輔助判讀系統之掃片方法之流程圖。
第5圖為本發明高速自動掃片AI輔助判讀系統之掃片方法之實施例示意圖。
本發明提供一種高速自動掃片AI輔助判讀系統及其掃片方法，其係應用在細胞檢測時電子顯微鏡擷取玻片影像之掃描技術。透過本發明所提供之掃描系統及方法可快速掃片，且由於對焦的區塊都是相鄰區塊，變化較小，因此發生對焦錯誤的機率較低。
第1圖及第2圖所示分別為玻片上設置待測細胞液體之俯視圖及側視圖。當待測細胞加入到檢測溶液後，利用滴管吸取含待測細胞的液體並滴在玻片122上，形成如第2圖所示，具有待測細胞液體16的玻片122。由於液體具有表面張力，故待測細胞液體16的形狀為圓形，且從側面看會具有厚度，如第3圖所示。待測細胞液體16上覆蓋一蓋玻片124，即成為可放置到影像擷取機台上進行檢測的待測玻片。本發明亦適用於未有蓋玻片之應用。
請參考第3圖，其為本發明高速自動掃片AI輔助判讀系統系統之架構圖。自動掃片之掃描系統10包括一影像擷取機台12及一控制主機14，其中，影像擷取機台12具有至少一數位鏡頭、一可程式化控制載物台與一對焦控制機構，影像擷取機台12與控制主機14訊號連接。控制主機14中包括一參數設定模組142，用以設定掃描參數。掃描參數包括將玻片分成複數區塊之數量、區塊中之複數子區塊之數量、區塊中之一中心區塊的位置及一掃描路徑。例如，將玻片均分成N*N個區塊，每一個區塊中更包括n*n個子區塊，N和n都是正整數。特別的是，掃描路徑為順時針方向或逆時針方向螺旋式掃 描，而非橫向或縱向之來回掃描。此外，掃描路徑還包括一起始點及一終點，當掃描到終點時，代表所有區塊接被掃描過一次。控制主機14依據掃描參數控制影像擷取機台12的鏡頭移動、對焦及擷取影像。影像擷取機台12所擷取的影像傳送到控制主機14後，可儲存於控制主機14中，或是再傳送到後端之一資料庫(圖中未示)中儲存。
本發明高速自動掃片AI輔助判讀系統的自動掃片方法如第4圖之流程圖所示。請同時參考第3圖及第4圖。首先步驟S10中，在控制主機14上設定影像擷取機台12之掃描參數，掃描參數如上所述，包括將一玻片分成複數區塊之數量、區塊中之複數子區塊之數量、區塊中之一中心區塊的位置及一掃描路徑，且掃描路徑包括為順時針方向或逆時針方向之螺旋式掃描路徑。接著如步驟S12~S14所述，選擇掃描路徑後，控制主機14依據掃描參數控制影像擷取機台12，將影像擷取機台12之一對焦位置對準玻片上之中心區塊進行對焦，並分別擷取中心區塊中之子區塊之影像。再於步驟S16中，依據掃描路徑，將影像擷取機台12之對焦位置從中心區塊移動到區塊中與中心區塊相鄰的一相鄰區塊。當對焦位置根據掃描路徑移動到相鄰區塊後，如步驟S18所述，對相鄰區塊進行對焦，並擷取相鄰區塊中之子區塊之影像。接著於步驟S20中判斷掃描路徑是否已結束，若掃描路徑已結束，代表已掃描到最後一個區塊，此時則掃片流程結束，如步驟S26。若步驟S20判斷掃描路徑尚未結束，則如步驟S22~S24所述，將對焦位置依據掃描路徑移動到下一相鄰區塊進行對焦並擷取子區塊之影像。接著再次進行步驟S20判斷掃描路徑是否已結束，若仍尚未結束，則重複步驟S22~S24，直到所有區塊皆已掃描完成為止。所有子區塊的影像會被傳送到控制主機14，控制主機14可將該 些影像儲存在資料庫中，以供後續由控制主機14或其他主機利用人工智慧(AI)技術對該些影像進行輔助判讀。
當選擇的掃描路徑為順時針方向掃描時，影像擷取機台12之對焦位置會從中心區塊以順時針方向移動到與中心區塊相鄰的相鄰區塊。反之，當掃描路徑為逆時針方向掃描時，影像擷取機台12之對焦位置則會從中心區塊以逆時針方向移動到與中心區塊相鄰的相鄰區塊。
第5圖為本發明高速自動掃片AI輔助判讀系統之掃片方法之實施例示意圖。第5圖之實施例中將玻片122分割成10*10個區塊126，每一個區塊126中更包括3*3個子區塊128。影像擷取機台會對每一個子區塊擷取一張影像，因此一個區塊會擷取9張影像，一片玻片122總共會擷取900張影像。取玻片122的中心位置的區塊做為中心區塊，在控制主機的設定中，中心區塊的位置為編號1。先對編號1的中心區塊127之子區塊128至少進行一次對焦、擷取9張子區塊的影像。擷取子區塊128的影像的順序亦可依照1~9的順序，從中心位置1沿著逆時針方向拍攝到編號9的子區塊位置。但此順序並非本發明擷取子區塊128影像之限制。接著，假設此實施例是以逆時針方向螺旋掃描，則接著將影像擷取機台的鏡頭移動到編號2的區塊，重新對焦並擷取9張子區塊的影像。區塊126的編號即為設定之掃描路徑。依照編號的順序，接著將鏡頭移動到編號3、4、......、99、100分別進行對焦及擷取子區塊影像。每一次移動鏡頭都是沿著逆時針方向移動到相鄰區塊。由於相鄰區塊的形狀、厚度變化不大，因此對焦發生錯誤的情況較低。甚至鏡頭只需微調即可，不需重新對焦。但在先前技術中，由於是橫向或縱向來回掃描，當鏡頭移到 邊緣區塊後再移回中間區塊時，容易發生無法拉回焦距情況。而本發明可減少失焦的可能性。
此外，由於每一個區塊126只需對焦一次，因此擷取900張影像只需對焦100次。而在先前技術中，每拍攝一張影像都需要對焦，因此需要對焦900次。當玻片122上被細分愈多區塊126時，本發明與先前技術的對焦次數差異就愈大。顯然本發明可大幅減少對焦次數，在不降低掃描品質的情況下，提高掃描的效率。
唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。故即凡依本發明申請範圍所述之特徵及精神所為之均等變化或修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
S10~S26:步驟

Claims (11)

  1. 一種高速自動掃片AI輔助判讀系統之掃片方法，包括下列步驟：設定一影像擷取機台之掃描參數，該掃描參數包括將一玻片分成複數區塊之數量、該等區塊中之複數子區塊之數量、該等區塊中之一中心區塊的位置及一掃描路徑，該掃描路徑為順時針方向或逆時針方向螺旋式掃描；選擇該掃描路徑，將該影像擷取機台之一對焦位置對準該玻片上之該中心區塊進行對焦，並分別擷取該中心區塊中之該等子區塊之影像；依據該掃描路徑，將該影像擷取機台之該對焦位置從該中心區塊移動到該等區塊中與該中心區塊相鄰的一相鄰區塊後，對該相鄰區塊進行對焦，並擷取該相鄰區塊中之該等子區塊之影像；以及重複將該對焦位置依據該掃描路徑移動到下一相鄰區塊進行對焦並擷取該等子區塊之影像之步驟，直到該等區塊皆掃描完成，其中，每一該等區塊中的該等子區塊是採用順時針方向或逆時針方向之螺旋式掃描。
  2. 如請求項1所述之高速自動掃片AI輔助判讀系統之掃片方法，其中該等區塊中位於中心位置的區塊為該掃描參數所設定之該中心區塊，且該中心區塊為該掃描路徑之一起始點。
  3. 如請求項1所述之高速自動掃片AI輔助判讀系統之掃片方法，其中該掃描參數包含該掃描路徑之一終點，使該等區塊在該掃描路徑上皆被掃描過一次。
  4. 如請求項1所述之高速自動掃片AI輔助判讀系統之掃片方法，其中該掃描路徑為順時針方向掃描時，該影像擷取機台之該對焦位置會從該中心區塊以順時針方向移動到與該中心區塊相鄰的該相鄰區塊。
  5. 如請求項1所述之高速自動掃片AI輔助判讀系統之掃片方法，其中該掃描路徑為逆時針方向掃描時，該影像擷取機台之該對焦位置會從該中心區塊以逆時針方向移動到與該中心區塊相鄰的該相鄰區塊。
  6. 如請求項1所述之高速自動掃片AI輔助判讀系統之掃片方法，其中該影像擷取機台具有至少一數位鏡頭、一可程式化控制載物台與一對焦控制機構。
  7. 一種高速自動掃片AI輔助判讀系統，包括：一控制主機，包括一參數設定模組，用以設定掃描參數，該掃描參數包括將一玻片分成複數區塊之數量、該等區塊中之複數子區塊之數量、該等區塊中之一中心區塊的位置及一掃描路徑，該掃描路徑為順時針方向或逆時針方向螺旋式掃描；以及一影像擷取機台，與該控制主機連接，依據該掃描參數將該影像擷取機台的鏡頭對準該玻片上之該中心區塊進行對焦，並分別擷取該中心區塊中之該等子區塊之影像，再依據該掃描路徑將該鏡頭移動到 該等區塊中與該中心區塊相鄰的一相鄰區塊，對該相鄰區塊進行對焦並擷取該相鄰區塊中之該等子區塊之影像後，該影像擷取機台重複將該鏡頭依據該掃描路徑移動到下一相鄰區塊進行對焦並擷取該等子區塊之影像之步驟，直到該等區塊皆掃描完成，其中，每一該等區塊中的該等子區塊是採用順時針方向或逆時針方向之螺旋式掃描。
  8. 如請求項7所述之高速自動掃片AI輔助判讀系統，其中該參數設定模組將該玻片的中心點設定為該中心區塊，且為該掃描路徑之一起始點。
  9. 如請求項7所述之高速自動掃片AI輔助判讀系統，其中該參數設定模組設定該掃描路徑之一終點，使該等區塊在該掃描路徑上皆被掃描過一次。
  10. 如請求項7所述之高速自動掃片AI輔助判讀系統，其中該掃描路徑為順時針方向掃描時，該影像擷取機台之該對焦位置會從該中心區塊以順時針方向移動到與該中心區塊相鄰的該相鄰區塊。
  11. 如請求項7所述之高速自動掃片AI輔助判讀系統，其中該掃描路徑為逆時針方向掃描時，該影像擷取機台之該對焦位置會從該中心區塊以逆時針方向移動到與該中心區塊相鄰的該相鄰區塊。
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