CN106324795A - 一种检测仪显微镜多视野自动快速对焦方法 - Google Patents

一种检测仪显微镜多视野自动快速对焦方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种检测仪显微镜多视野自动快速对焦方法，解决了人工手工镜检对焦造成人力成本高以及会产生不精确误差的问题，降低了劳动成本。该方法通过移动对焦轴获取视频图像，从视频图像中获取最清晰的一张图像，该图像为最清晰的图像；在移动对焦走过程中分段按固定步长进行移动，同时进行固定步长的清晰度检测，从而能快速分辨出最清晰的图像。达到节省人力成本，提高对焦速度的效果。

Description

一种检测仪显微镜多视野自动快速对焦方法
技术领域
本发明涉及的是一种实现全自动白带检测仪显微镜多视野快速对焦的方法。
背景技术
随着科技的发展与进步，在白带检测等医疗领域，显微镜的使用非常频繁，但是他们基本都是通过人为操作显微镜进行自动对焦，造成了人力成本过高，操作不方便，对焦结果误差大等问题，另外对于一些应用到显微镜的全自动化设备，使用软件控制显微镜对焦过程中，直接使用单帧拍图，效率低下，每检测一个20个视野的样本，需要耗费10min的时间，大大削弱了全自动白带检测机的运作速率。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种检测仪显微镜多视野自动快速对焦方法，实现对不同视野的快速对焦。
为了实现目的，本发明采用的技术方案如下：
一种检测仪显微镜多视野自动快速对焦方法，包括以下步骤：
步骤1：通过电机控制显微镜的对焦轴运动到初始位置，并记录初始位置；
步骤2：通过给电机控制对焦轴开始运动固定步长，相机开始拍摄视频流，对相机拍摄的视频流的每一帧进行图像清晰度的计算，记录下拍摄最清晰图像的位置即为第一个视野对焦成功的位置；
步骤3：改变显微镜对焦视野后，首先使对焦轴移动到上一次对焦成功的位置；
步骤4：控制电机使对焦轴向上一次对焦时移动方向的反方向运动一段固定步长，同时在该段固定步长内相机拍摄视频流；
步骤5：判断该段距离内所拍图像清晰度的大小趋势，如果清晰度出现峰值，则找出最清晰的图像为对焦点图像；如果是递减的，则反向拍摄两个固定步长的视频流，继续进行清晰度的判断，找出最清晰图像；
步骤6：当再次改变显微镜对焦视野后返回步骤3。
进一步的，所述步骤2中还要根据相机拍摄的视频流中各图像的清晰度绘出清晰度曲线，寻找出清晰度曲线穿过1时的两个位置，再找出距离这两个位置最近的两幅图像，计算出这两幅图像之间对应的对焦轴移动距离，该距离定位固定步长。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明通过向显微镜对焦轴发送脉冲控制电机转动实现对焦轴的运动，同时结合显微镜相机的图像采集***，以及图像清晰度算法，能够计算出图片最清晰位置在何处，实现软件控制显微镜实现自动对焦的过程，精确度高，提高了图像检测的准确度。
(2)本发明中的对焦过程中，图像采集的过程使用的是视频流采集图像的方式，可以快速的采集图像，跟单帧采图相比，大大缩短了采图在对焦过程中所耗费的时间，而且根据对焦轴运动一段时间所拍图的图像清晰度的变化趋势，可以有目标的找到离下次对焦点很近的位置，很大程度缩短了下一个视野的对焦时间，同理，后面所有视野的对焦点几乎都会在每一个步长里找到，除了第一个视野找对焦位置时间稍微长些，后面每个视野的对焦位置都能根据前一个视野的位置很快找到，大大缩短了整体对焦的时间。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图对本发明做进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
在进行显微镜检测样本时，往往人为对焦显微镜是根据个人经验进行的，由于个体差异性，这样人为机动性太大，也导致误差变大，同时，人工对焦多个视野耗时长，效率低，在当今科技飞速发展，自动化慢慢普及的背景下，人工对焦显得效率相当低下，而且，在现有的全自动白带检测机上，使用单帧拍图来进行自动对焦，对焦一个样本，20个视野需要10min，在自动检测的过程中耗时太长，甚至比人工镜检时间都要长，本发明针对现有的技术缺陷，基于让软件驱动硬件工作的方式，结合图像采集***，另辟思路，通过创造性的劳动，提供一种由软件控制全自动白带检测仪显微镜实现高效快速的多视野的自动化对焦的一种方法。
如图1所示，一种实现全自动白带检测仪显微镜多视野自动快速对焦的方法，该方法主要以软件控制电机运动来达到相机自动对焦的功能，对焦过程中会用到图像采集***视频流的采集以及图像清晰度算法的应用，从而找到显微镜的对焦位置。具体的说，该方法包括以下三个步骤：
(1)通过电机控制显微镜的对焦轴运动到初始位置，并记录初始位置的高度；
(2)通过给电机发送脉冲，控制对焦轴开始运动，相机开始拍摄视频流，对相机拍摄的视频流的每一帧进行图像清晰度的计算，找到最清晰的一种图片，记录下此时拍摄图像的位置即为第一个对焦点的位置；
(3)移动显微镜载物台的位置，改变显微镜对焦视野，发送1000个脉冲向跟上一次移动相反的方向运动，重复步骤(2)，找到第二个视野的对焦点，再转换视野。重复上述(2)步骤，从而实现显微镜多个视野的对焦。
显微镜对焦过程，需要用到对焦轴，对焦轴即为显微镜的物镜运动的轴，它只能上下运动，对焦轴的初始位置是由样本厚薄度，物镜倍数，要观测的样本的层数等因素决定的，通过软件发送脉冲给电机，电机推动齿轮转动，达到控制显微镜对焦轴运动的目的，所有对焦过程中的运动都是相对运动，记录的位置也都是相对位置。
在开始对焦时，需要首先从下到上依次移动对焦轴，计算获取视频流的清晰度，获得清晰的距离1最近的两幅图像，计算得到两幅图像间对应的对称轴的移动距离，该移动距离为固定步长。本发明具体实施方式计算得到电机的1000个脉冲为固定步长，在第二次对焦过程中对焦轴开始向下对焦1000个脉冲，停顿1s，在运动的过程中，相机开启视频流采集模式，保存在此过程中的每一帧图像，在运动结束后，调用图像清晰度算法，计算每帧图像的清晰度，如果这些图像的清晰度是递减的，说明最大清晰度的点在上面，需要将对焦的方向反向，向上运动2000个脉冲；如果这些图像的清晰度存在最大的峰值点，可以停止运动。保存最大清晰点所在的位置，该位置就是第一个视野对焦点的位置。移动载物台改变对焦视野，重复上述步骤进行下一个视野的对焦直至所有视野都对焦结束。
这种对焦方法是通过视频拍一段图后通过判断图像清晰度的走势来决定下一步的运动方向，这样做的好处是，如果要更换视野的话，在前一次已经对焦清楚的前提下，更换视野对焦的速度会更快，因为第一次对焦完成后对焦轴已经处在了对焦清晰点附近，所以转换视野以后，只需移动很小的脉冲数就可以找到最清晰的位置。
按照上述实例，即可很好的体现本发明。

Claims (2)

1.一种检测仪显微镜多视野自动快速对焦方法，包括以下步骤：
步骤1：通过电机控制显微镜的对焦轴运动到初始位置，并记录初始位置；
步骤2：通过给电机控制对焦轴开始运动固定步长，相机开始拍摄视频流，对相机拍摄的视频流的每一帧进行图像清晰度的计算，记录下拍摄最清晰图像的位置即为第一个视野对焦成功的位置；
步骤3：改变显微镜对焦视野后，首先使对焦轴移动到上一次对焦成功的位置；
步骤4：控制电机使对焦轴向上一次对焦时移动方向的反方向运动一段固定步长，同时在该段固定步长内相机拍摄视频流；
步骤5：判断该段距离内所拍图像清晰度的大小趋势，如果清晰度出现峰值，则找出最清晰的图像为对焦点图像；如果是递减的，则反向拍摄两个固定步长的视频流，继续进行清晰度的判断，找出最清晰图像；
步骤6：当再次改变显微镜对焦视野后返回步骤3。
2.如权利要求1所述的一种检测仪显微镜多视野自动快速对焦方法，其特征在于所述步骤2中还要根据相机拍摄的视频流中各图像的清晰度绘出清晰度曲线，寻找出清晰度曲线穿过1时的两个位置，再找出距离这两个位置最近的两幅图像，计算出这两幅图像之间对应的对焦轴移动距离，该距离定位固定步长。
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