基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)聚焦裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明的基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)聚焦裝置及其方法，包括三目顯微鏡和計(jì)算機(jī)，三目顯微鏡上安裝有可沿Z軸方向自由移動(dòng)的自動(dòng)載物平臺(tái)、安裝有與計(jì)算機(jī)相連的數(shù)碼相機(jī)的掃描目鏡和進(jìn)行聚焦作用的調(diào)焦旋鈕；聚焦方法為改進(jìn)的過峰變步長(zhǎng)爬山式聚焦搜索方法，快速得到清晰的具備視野圖像。本發(fā)明采用高精度的自動(dòng)載物平臺(tái)，可由計(jì)算機(jī)發(fā)出指令，控制該自動(dòng)載物平臺(tái)進(jìn)行Z軸方向上進(jìn)行移動(dòng)，采用改進(jìn)的過峰變步長(zhǎng)爬山式聚焦搜索方法，同時(shí)采用高速數(shù)碼相機(jī)與高精度自動(dòng)載物平臺(tái)配合，可減少數(shù)字切片掃描時(shí)間，減少機(jī)械誤差對(duì)聚焦效果的影響，克服了傳統(tǒng)固定步長(zhǎng)聚焦算法陷入震蕩等問題，快速精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)確定最佳焦平面。
【專利說明】基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)聚焦裝置及其方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯微鏡自動(dòng)聚焦【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)聚焦裝置及其方法。

【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)字切片成像過程中，聚焦是一個(gè)非常關(guān)鍵的步驟，聚焦效果直接影響圖像成像的清晰度，直接影響數(shù)字切片的掃描質(zhì)量。
[0003]顯微鏡常用的自動(dòng)聚焦方法主要采用爬坡函數(shù)搜索當(dāng)前視場(chǎng)的最佳聚焦，通?；谝粋€(gè)視場(chǎng)，定長(zhǎng)移動(dòng)Z軸位置抓取若干幅圖像，再計(jì)算這些若干幅不同Z層面圖像的圖像清晰度，最大的圖像清晰度對(duì)應(yīng)的那幅圖像的平面就是最佳聚焦面。這種方法簡(jiǎn)單有效，能得到每個(gè)視場(chǎng)的最佳聚焦圖像。但這種情況下固定的步長(zhǎng)很容易使聚焦陷入振蕩。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決以上問題，本發(fā)明提供了一種快速、精準(zhǔn)的基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)聚焦裝置及其方法。
[0005]本發(fā)明提供的基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)聚焦裝置，包括三目顯微鏡和計(jì)算機(jī)，所述三目顯微鏡上安裝有自動(dòng)載物平臺(tái)、掃描目鏡和調(diào)焦旋鈕，所述自動(dòng)載物平臺(tái)用于沿Z軸方向自由移動(dòng)；所述掃描目鏡上安裝有數(shù)碼相機(jī)，該數(shù)碼相機(jī)與計(jì)算機(jī)相連；所述調(diào)焦旋鈕上連接有Z軸電機(jī)；所述Z軸電機(jī)連接有自動(dòng)載物平臺(tái)控制器，該自動(dòng)載物平臺(tái)控制器與計(jì)算機(jī)相連。
[0006]本技術(shù)方案中自動(dòng)載物平臺(tái)的控制元件一自動(dòng)載物平臺(tái)控制器與計(jì)算機(jī)相連，可由計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)的程序控制自動(dòng)載物平臺(tái)運(yùn)作，自動(dòng)載物平臺(tái)Z軸電機(jī)的控制下，進(jìn)行Z軸方向的移動(dòng)。
[0007]自動(dòng)載物平臺(tái)控制器通過串口與計(jì)算機(jī)連接，獲取并接收計(jì)算機(jī)的運(yùn)動(dòng)指令；該自動(dòng)載物平臺(tái)控制器連接有Z軸電機(jī)，通過接收到的運(yùn)動(dòng)指令傳遞給Z軸電機(jī)，以控制Z軸電機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；該Z軸電機(jī)的狀態(tài)也可以通過數(shù)據(jù)線返回給自動(dòng)載物平臺(tái)控制器并通知計(jì)算機(jī)作出相應(yīng)的處理。
[0008]進(jìn)一步的，所述自動(dòng)載物平臺(tái)可拆卸地安裝在三目顯微鏡上，該自動(dòng)載物平臺(tái)在Z軸電機(jī)的作用下，沿Z軸方向移動(dòng)。
[0009]本技術(shù)方案中自動(dòng)載物平臺(tái)為優(yōu)選的高精度自動(dòng)載物平臺(tái)，可由步進(jìn)電機(jī)控制自動(dòng)進(jìn)行Z軸方向運(yùn)動(dòng)，使得測(cè)量精度可控，不會(huì)受硬件機(jī)械誤差影響。
[0010]進(jìn)一步的,所述自動(dòng)載物平臺(tái)沿Z軸方向重復(fù)定位精度小于0.5 μ m。
[0011]本技術(shù)方案中具體描述了自動(dòng)載物平臺(tái)可在電機(jī)的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)Z軸方向的自由移動(dòng)，使顯微鏡的自動(dòng)聚焦更為精確，更利于快速尋找最佳聚焦平面。
[0012]進(jìn)一步的，所述數(shù)碼相機(jī)為高速面陣數(shù)碼相機(jī)，通過USB3.0連接線與計(jì)算機(jī)連接，該高速面陣數(shù)碼相機(jī)的幀頻為100幀以上。
[0013]本技術(shù)方案中采用的高速面陣數(shù)碼相機(jī)可使全景顯微成像的速度大幅度大提高，縮短了本自動(dòng)聚焦方法的時(shí)間。
[0014]進(jìn)一步的，所述自動(dòng)載物平臺(tái)上固連有聚焦套筒，所述調(diào)焦旋鈕與Z軸電機(jī)通過聚焦套筒連接。
[0015]本技術(shù)方案中具體描述了調(diào)焦旋鈕與Z軸電機(jī)的連接方式，Z軸電機(jī)通過聚焦套筒控制調(diào)焦旋鈕的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)目鏡對(duì)載物臺(tái)上玻片樣本區(qū)域的自動(dòng)聚焦，保證目鏡采集的畫面清晰。
[0016]進(jìn)一步的，數(shù)字切片自動(dòng)聚焦方法，包括如下步驟:
[0017]圖像采集:設(shè)定自動(dòng)載物平臺(tái)的Z軸初始位置，通過圖像采集模塊進(jìn)行圖像采集；
[0018]清晰度計(jì)算:通過清晰度計(jì)算模塊得到當(dāng)前視野圖像清晰度值；
[0019]Z軸長(zhǎng)距位移:長(zhǎng)距調(diào)節(jié)自動(dòng)載物平臺(tái)的Z軸方向位置，并再次采集當(dāng)前局部視野圖像；
[0020]清晰度比較:通過清晰度判定模塊測(cè)試得到圖像清晰度判定結(jié)果；
[0021]最佳聚焦平面判定:根據(jù)圖像清晰度模塊的判定結(jié)果，反饋給計(jì)算機(jī)，并由計(jì)算機(jī)控制尋找最佳聚焦平面。
[0022]本技術(shù)方案描述了該基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)聚焦裝置進(jìn)行聚焦的方法，聚焦方法為改進(jìn)的過峰變步長(zhǎng)爬山式聚焦搜索方法，同時(shí)采用高速數(shù)碼相機(jī)與高精度自動(dòng)載物平臺(tái)相互配合，快速得到清晰的局部視野圖像。采用上述方法，可減少數(shù)字切片掃描時(shí)間，減少機(jī)械誤差對(duì)聚焦效果的影響，克服了傳統(tǒng)固定步長(zhǎng)聚焦算法陷入震蕩等問題，快速精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)確定最佳焦平面。
[0023]顯微鏡聚焦準(zhǔn)確再采集的圖像清晰度比較高，聚焦不準(zhǔn)再采集的圖像比較模糊。通過分析采集圖像的清晰度特征可以得出清晰度和焦距的分布曲線。通過算法尋找曲線峰值的過程就是圖像自動(dòng)聚焦的過程。
[0024]進(jìn)一步的，所述步驟具體為:
[0025]I)設(shè)定自動(dòng)載物平臺(tái)位于Stl處，通過圖像采集模塊對(duì)初始圖像進(jìn)行采集；
[0026]2)通過清晰度計(jì)算模塊對(duì)步驟I)采集的初始圖像進(jìn)行清晰度計(jì)算，得到初始圖像的清晰度Ttl ；
[0027]3)調(diào)節(jié)自動(dòng)載物平臺(tái)沿Z軸方向移動(dòng)步長(zhǎng)L至S1位置，S1 = SQ+L，通過圖像采集模塊對(duì)S1處圖像進(jìn)行采集；
[0028]4)根據(jù)步驟2)計(jì)算得到S1處圖像的清晰度T1 ；
[0029]5)由清晰度判定模塊對(duì)Ttl和T1的大小進(jìn)行判斷，得到下述兩種判定情況；
[0030]6)當(dāng)T1CTtl時(shí)，清晰度判定模塊傳遞判定信號(hào)至自動(dòng)載物平臺(tái)控制器，進(jìn)而調(diào)節(jié)自動(dòng)載物平臺(tái)移動(dòng)步長(zhǎng)-1.5L至S21位置，S21 = S1-L 5L = S0-0.5L，進(jìn)行S21處圖像的采集，并由步驟2)得到S21處圖像的清晰度T21,且變換步長(zhǎng)L’ = L/2 ；T2I與Ttl通過清晰度判定模塊進(jìn)行二次比較；
[0031]7)當(dāng)T1 > T0時(shí)，清晰度判定模塊傳遞判定信號(hào)至自動(dòng)載物平臺(tái)控制器，進(jìn)而調(diào)節(jié)自動(dòng)載物平臺(tái)移動(dòng)步長(zhǎng)L至S211位置，S211 = S^L = SQ+2L，進(jìn)行S211處圖像的采集，并由步驟2)得到S211處圖像的清晰度Τ2Π，步長(zhǎng)L不變；T2II與T1通過清晰度判定模塊進(jìn)行二次比較；
[0032]8)根據(jù)清晰度判定模塊判斷的結(jié)果分別重復(fù)步驟6)和7)，直至自動(dòng)載物平臺(tái)在可移動(dòng)距離小于短距步長(zhǎng)Ls時(shí)，停止搜索，出現(xiàn)清晰度Tn = Tim，得到最清晰位置范圍Sim?Sn；
[0033]9)在SN_i?SN位置范圍內(nèi)進(jìn)行短距自動(dòng)跟焦方法，該方法的步驟同步驟I)?8)，所述移動(dòng)距步長(zhǎng)為L(zhǎng)#，直至自動(dòng)載物平臺(tái)可移動(dòng)距離小于極限步長(zhǎng)L*時(shí)，停止搜索，得到最清晰位置S’1<的圖像。
[0034]本技術(shù)方案中具體描述了該基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)聚焦裝置進(jìn)行聚焦的方法步驟，其中步驟I)?8)為長(zhǎng)距自動(dòng)聚焦步驟，原理是:在焦距位置沒有任何預(yù)估的情況下執(zhí)行的聚焦算法，經(jīng)過反復(fù)的爬坡計(jì)算最終將清晰度鎖定在曲線的峰值位置。在數(shù)字切片掃描開始進(jìn)行之后，實(shí)際的焦距位置已經(jīng)有一定的初步判定，被控制在平臺(tái)移動(dòng)一起的誤差(3-6um)之內(nèi)，聚焦方法則進(jìn)入步驟9)，用短距自動(dòng)跟焦算法進(jìn)行自動(dòng)聚焦，短距自動(dòng)跟焦算法原理和長(zhǎng)距自動(dòng)聚焦的一樣，但是峰值的搜索范圍被控制在峰值兩邊的很小區(qū)間，一般沿z軸方向移動(dòng)三次就可以確定聚焦點(diǎn)，大大縮短整個(gè)數(shù)字切片掃描聚焦時(shí)間。單次聚焦原理見圖3。
[0035]
[0036]根據(jù)上述步驟搜索下去即使對(duì)焦范圍很大也能很快找到準(zhǔn)焦平面并且可以有效地避免局部極值的干擾。
[0037]進(jìn)一步的，步驟2)中所述清晰度計(jì)算步驟為:
[0038]I)分別計(jì)算圖像的O度、45度、90度、135度四個(gè)方向的共生矩陣，該共生矩陣的計(jì)算公式為:設(shè)f(x，y)為一幅二維數(shù)字圖象，其大小為MXN，灰度級(jí)別為Ng，則滿足對(duì)應(yīng)空間關(guān)系的灰度共生矩陣為
[0039]G(i，j) = C{(x!, Y1), (x2, y2) GMXNjf(X1J1) = i, f (x2, y2) = j}
[0040]其中，C(x)表示集合X中的元素個(gè)數(shù)，顯然G為NgXNg的矩陣，若(Xl，yi)與(x2, I2)間距離為d，兩者與坐標(biāo)橫軸的夾角為Θ，則可以得到各種間距及角度的灰度共生矩陣 G(i，j，d，θ)；
[0041]2)利用共生矩陣計(jì)算清晰度值:圖像清晰度值T的計(jì)算公式為:
Ir=] ’ w....................'I一
rri V λ Z C X/ *.\ I
[0042]ι=/ η.>Gi/, /)
[0043]T反映了圖像的清晰度和紋理溝紋深淺的程度；紋理溝紋越深，其值越大，視覺效果越清晰；反之，其值越小，則溝紋越淺，視覺效果越模糊。
[0044]進(jìn)一步的，所述L = 30 μ m, L# = 5 μ m。
[0045]進(jìn)一步的,所述的L* = 0.5 μ m。
[0046]本發(fā)明提供的基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)聚焦裝置采用高精度的自動(dòng)載物平臺(tái)，可由計(jì)算機(jī)發(fā)出指令，控制該自動(dòng)載物平臺(tái)進(jìn)行Z軸方向的進(jìn)行自由移動(dòng)，采用改進(jìn)的過峰變步長(zhǎng)爬山式聚焦搜索方法，同時(shí)采用高速數(shù)碼相機(jī)與高精度自動(dòng)載物平臺(tái)配合，可減少數(shù)字切片掃描時(shí)間，減少機(jī)械誤差對(duì)聚焦效果的影響，克服了傳統(tǒng)固定步長(zhǎng)聚焦算法陷入震蕩等問題，快速精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)確定最佳焦平面。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0047]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖2為本發(fā)明中自動(dòng)聚焦方法的流程圖；
圖3為單次聚焦原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0049]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0050]實(shí)施例1
[0051]如圖1所示，本實(shí)施例提供的基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)聚焦裝置，包括三目顯微鏡I和計(jì)算機(jī)8，該三目顯微鏡I上安裝有自動(dòng)載物平臺(tái)2、掃描目鏡3和調(diào)焦旋鈕4，該自動(dòng)載物平臺(tái)2可拆卸地安裝于三目顯微鏡I上，用于沿Z軸方向移動(dòng)，且沿Z軸方向重復(fù)定位精度為0.09um，該自動(dòng)載物平臺(tái)2固連有聚焦套筒6 ;該掃描目鏡3上安裝有高速面陣數(shù)碼相機(jī)7，通過USB3.0連接線與計(jì)算機(jī)8連接，該高速面陣數(shù)碼相機(jī)7的幀頻為120幀；所述調(diào)焦旋鈕4上通過聚焦套筒6與Z軸電機(jī)5相連；該Z軸電機(jī)5均通過RS232連接線連接自動(dòng)載物平臺(tái)控制器9，由自動(dòng)載物平臺(tái)控制器9控制Z軸電機(jī)5的運(yùn)行；該Z軸電機(jī)5用于控制自動(dòng)載物平臺(tái)2沿Z軸方向移動(dòng)；該自動(dòng)載物平臺(tái)控制器9與計(jì)算機(jī)8相連。
[0052]如圖2所示，本實(shí)施例的基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)聚焦方法為:
[0053]I)設(shè)定自動(dòng)載物平臺(tái)位于Stl處，通過圖像采集模塊對(duì)初始圖像進(jìn)行采集；
[0054]2)通過清晰度計(jì)算模塊對(duì)步驟I)采集的初始圖像進(jìn)行清晰度計(jì)算，得到初始圖像的清晰度Ttl ；
[0055]3)調(diào)節(jié)自動(dòng)載物平臺(tái)沿Z軸方向移動(dòng)步長(zhǎng)L至S1位置，S1 = SQ+L，通過圖像采集模塊對(duì)S1處圖像進(jìn)行采集；
[0056]4)根據(jù)步驟2)計(jì)算得到S1處圖像的清晰度T1 ；
[0057]5)由清晰度判定模塊對(duì)Ttl和T1的大小進(jìn)行判斷，得到下述兩種判定情況；
[0058]6)當(dāng)T^Ttl時(shí),清晰度判定模塊傳遞判定信號(hào)至自動(dòng)載物平臺(tái)控制器,進(jìn)而調(diào)節(jié)自動(dòng)載物平臺(tái)移動(dòng)步長(zhǎng)-1.5L至S21位置，S21 = S1-L 5L = S0-0.5L，進(jìn)行S21處圖像的采集，并由步驟2)得到S21處圖像的清晰度T21,且變換步長(zhǎng)L’ = L/2 ； T21與Ttl通過清晰度判定模塊進(jìn)行二次比較；
[0059]7)當(dāng)T1 > T0時(shí)，清晰度判定模塊傳遞判定信號(hào)至自動(dòng)載物平臺(tái)控制器，進(jìn)而調(diào)節(jié)自動(dòng)載物平臺(tái)移動(dòng)步長(zhǎng)L至S211位置，S211 = S^L = SQ+2L，進(jìn)行S211處圖像的采集，并由步驟2)得到S211處圖像的清晰度Τ2Π，步長(zhǎng)L不變；T2II與T1通過清晰度判定模塊進(jìn)行二次比較；
[0060]8)根據(jù)清晰度判定模塊判斷的結(jié)果分別重復(fù)步驟6)和7)，直至自動(dòng)載物平臺(tái)在可移動(dòng)距離小于短距步長(zhǎng)Ls時(shí)，停止搜索，出現(xiàn)清晰度Tn = Tim，得到最清晰位置范圍Sim?Sn；
[0061]9)在SN_i?SN位置范圍內(nèi)進(jìn)行短距自動(dòng)跟焦方法，該方法的步驟同步驟I)?8)，所述移動(dòng)距步長(zhǎng)為L(zhǎng)#，直至自動(dòng)載物平臺(tái)可移動(dòng)距離小于極限步長(zhǎng)L*時(shí)，停止搜索，得到最清晰位置S’1<的圖像。
[0062]其中，L= 30 μ m, L# = 5 μ m, L* = 0.5 μ m。
[0063]上述步驟2)中清晰度計(jì)算步驟為:
[0064]I)分別計(jì)算圖像的O度、45度、90度、135度四個(gè)方向的共生矩陣，該共生矩陣的計(jì)算公式為:設(shè)f(x，y)為一幅二維數(shù)字圖象，其大小為MXN，灰度級(jí)別為Ng，則滿足對(duì)應(yīng)空間關(guān)系的灰度共生矩陣為
[0065]G(i，j) = C{(x!, Y1), (x2, y2) GMXNjf(X1J1) = i, f (x2, y2) = j}
[0066]其中，C(x)表示集合X中的元素個(gè)數(shù)，顯然G為NgXNg的矩陣，若(X1, yi)與(x2, I2)間距離為d，兩者與坐標(biāo)橫軸的夾角為Θ，則可以得到各種間距及角度的灰度共生矩陣 G(i，j，d，θ)；
[0067]2)利用共生矩陣計(jì)算清晰度值:圖像清晰度值T的計(jì)算公式為:

【權(quán)利要求】
1.基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)聚焦裝置，包括三目顯微鏡和計(jì)算機(jī)，其特征在于:所述三目顯微鏡上安裝有自動(dòng)載物平臺(tái)、掃描目鏡和調(diào)焦旋鈕，所述自動(dòng)載物平臺(tái)用于沿Z軸方向自由移動(dòng)；所述掃描目鏡上安裝有數(shù)碼相機(jī)，該數(shù)碼相機(jī)與計(jì)算機(jī)相連；所述調(diào)焦旋鈕上連接有Z軸電機(jī)；所述Z軸電機(jī)連接有自動(dòng)載物平臺(tái)控制器，該自動(dòng)載物平臺(tái)控制器與計(jì)算機(jī)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)聚焦裝置，其特征在于:所述自動(dòng)載物平臺(tái)可拆卸地安裝在三目顯微鏡上，該自動(dòng)載物平臺(tái)在Z軸電機(jī)的作用下，沿Z軸方向移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)聚焦裝置，其特征在于:所述自動(dòng)載物平臺(tái)沿Z軸方向重復(fù)定位精度小于0.5 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)聚焦裝置，其特征在于:所述數(shù)碼相機(jī)為高速面陣數(shù)碼相機(jī)，通過USB3.0連接線與計(jì)算機(jī)連接，該高速面陣數(shù)碼相機(jī)的幀頻為100幀以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)聚焦裝置，其特征在于:所述自動(dòng)載物平臺(tái)上固連有聚焦套筒，所述調(diào)焦旋鈕與Z軸電機(jī)通過聚焦套筒連接。
6.一種基于權(quán)利要求1所述的基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)聚焦方法，其特征在于，包括如下步驟: 圖像采集:設(shè)定自動(dòng)載物平臺(tái)的Z軸初始位置，通過圖像采集模塊進(jìn)行圖像采集； 清晰度計(jì)算:通過清晰度計(jì)算模塊得到當(dāng)前視野圖像清晰度值； Z軸長(zhǎng)距位移:長(zhǎng)距調(diào)節(jié)自動(dòng)載物平臺(tái)的Z軸方向位置，并再次采集當(dāng)前局部視野圖像； 清晰度比較:通過清晰度判定模塊測(cè)試得到圖像清晰度判定結(jié)果； 最佳聚焦平面判定:根據(jù)圖像清晰度模塊的判定結(jié)果，反饋給計(jì)算機(jī)，并由計(jì)算機(jī)控制尋找最佳聚焦平面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)聚焦方法，其特征在于，所述步驟具體為: 1)設(shè)定自動(dòng)載物平臺(tái)位于Stl處，通過圖像采集模塊對(duì)初始圖像進(jìn)行采集； 2)通過清晰度計(jì)算模塊對(duì)步驟I)采集的初始圖像進(jìn)行清晰度計(jì)算，得到初始圖像的清晰度Ttl ； 3)調(diào)節(jié)自動(dòng)載物平臺(tái)沿Z軸方向移動(dòng)步長(zhǎng)L至S1位置，S1= SJL，通過圖像采集模塊對(duì)S1處圖像進(jìn)行采集； 4)根據(jù)步驟2)計(jì)算得到S1處圖像的清晰度T1； 5)由清晰度判定模塊對(duì)Ttl和T1的大小進(jìn)行判斷，得到下述兩種判定情況； 6)當(dāng)T1CTtl時(shí)，清晰度判定模塊傳遞判定信號(hào)至自動(dòng)載物平臺(tái)控制器，進(jìn)而調(diào)節(jié)自動(dòng)載物平臺(tái)移動(dòng)步長(zhǎng)-1.5L至S21位置，S21 = S1-L 5L = S0-0.5L，進(jìn)行S21處圖像的采集，并由步驟2)得到S21處圖像的清晰度T21,且變換步長(zhǎng)L’ = L/2 ；T2I與Ttl通過清晰度判定模塊進(jìn)行二次比較； 7)當(dāng)T1> T0時(shí)，清晰度判定模塊傳遞判定信號(hào)至自動(dòng)載物平臺(tái)控制器，進(jìn)而調(diào)節(jié)自動(dòng)載物平臺(tái)移動(dòng)步長(zhǎng)L至S211位置，S211 = S^L = SQ+2L，進(jìn)行S211處圖像的采集，并由步驟2)得到S211處圖像的清晰度Τ2Π，步長(zhǎng)L不變；T2II與T1通過清晰度判定模塊進(jìn)行二次比較；8)根據(jù)清晰度判定模塊判斷的結(jié)果分別重復(fù)步驟6)和7)，直至自動(dòng)載物平臺(tái)在可移動(dòng)距離小于短距步長(zhǎng)Ls時(shí)，停止搜索，出現(xiàn)清晰度Tn = Tim，得到最清晰位置范圍Sim~Sn ； 9)在Sim~Sn位置范圍內(nèi)進(jìn)行短距自動(dòng)跟焦方法，該方法的步驟同步驟I)~8)，所述移動(dòng)距步長(zhǎng)為L(zhǎng)#，直至自動(dòng)載物平臺(tái)可移動(dòng)距離小于極限步長(zhǎng)L*時(shí)，停止搜索，得到最清晰位置3\的圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)聚焦方法，其特征在于，步驟2)中所述清晰度計(jì)算步驟為: 1)分別計(jì)算圖像的O度、45度、90度、135度四個(gè)方向的共生矩陣，該共生矩陣的計(jì)算公式為:設(shè)f(x，y)為一幅二維數(shù)字圖象，其大小為MXN，灰度級(jí)別為Ng，則滿足對(duì)應(yīng)空間關(guān)系的灰度共生矩陣為
G(i, j) = CKx1, Y1), (x2, y2) e MXNlfU1, Yi) = i, f (x2, y2) = j} 其中，C(x)表示集合X中的元素個(gè)數(shù)，顯然G為NgXNg的矩陣，若(Xl，yi)與(x2，y2)間距離為d，兩者與坐標(biāo)橫軸的夾角為Θ，則可以得到各種間距及角度的灰度共生矩陣G(i，j，d，θ)； 2)利用共生矩陣計(jì)算清晰度值:圖像清晰度值T的計(jì)算公式為:
T反映了圖像的清晰度和紋理溝紋深淺的程度；紋理溝紋越深，其值越大，視覺效果越清晰；反之，其值越小，則溝紋越淺，視覺效果越模糊。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)聚焦方法，其特征在于:所述L=30 μ m，L# = 5 μ m0
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)聚焦方法，其特征在于:所述的L* = 0.5 μ m0
【文檔編號(hào)】G02B7/36GK104181685SQ201410365758
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】葉志前, 姜磊, 王鑫鑫 申請(qǐng)人:杭州卓騰信息技術(shù)有限公司