CN114584662A - 图像采集方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种图像采集方法、装置、计算机设备和存储介质。该方法包括：第一放大倍数下，对显微镜中的检测样本进行样本图像采集，得到参考样本图像集合；基于参考样本图像集合确定检测样本对应的参考焦点位置以及感兴趣区域集合；调整显微镜的倍数为第二放大倍数，根据参考焦点位置计算得到当前感兴趣区域对应的第一焦点位置，根据第一焦点位置进行样本图像采集，得到第一样本图像；更新当前感兴趣区域，根据参考焦点位置确定当前感兴趣区域对应的第二焦点位置；根据第一焦点位置与第二焦点位置的差异确定运动补偿信息；基于运动补偿信息控制显微镜进行运动补偿，根据第二焦点位置进行样本图像采集。采用本方法能够提高图像采集效率。

Description

图像采集方法、装置、计算机设备和存储介质

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，特别是涉及一种图像采集方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术

随着科学技术的发展，在很多情况下都需要对样本进行检测，例如在医疗领域中，可以进行血液检测，将血液滴于载玻片中，放入显微镜的载物台进行检测。

传统技术中，需要人工对显微镜进行调整，例如对载物台的高度进行调整，当调整准确后，再利用相机进行图像采集，导致图像采集效率低。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高图像采集效率的图像采集方法、装置、计算机设备和存储介质。

一种图像采集方法，所述方法包括：在第一放大倍数下，对显微镜中的检测样本进行样本图像采集，得到参考样本图像集合；基于所述参考样本图像集合确定所述检测样本对应的参考焦点位置，以及基于所述参考样本图像集合确定所述检测样本对应的感兴趣区域集合；调整所述显微镜的倍数为第二放大倍数，根据所述参考焦点位置计算得到当前感兴趣区域对应的第一焦点位置，根据所述第一焦点位置进行样本图像采集，得到第一样本图像；更新当前感兴趣区域，根据所述参考焦点位置确定当前感兴趣区域对应的第二焦点位置；根据所述第一焦点位置与所述第二焦点位置的差异确定运动补偿信息；基于所述运动补偿信息控制显微镜进行运动补偿，从运动补偿之后的位置开始，根据所述第二焦点位置进行样本图像采集，得到第二样本图像。

一种图像采集装置，所述装置包括：参考样本图像集合获取模块，用于在第一放大倍数下，对显微镜中的检测样本进行样本图像采集，得到参考样本图像集合；焦点以及感兴趣区域获取模块，用于基于所述参考样本图像集合确定所述检测样本对应的参考焦点位置，以及基于所述参考样本图像集合确定所述检测样本对应的感兴趣区域集合；第一样本图像得到模块，用于调整所述显微镜的倍数为第二放大倍数，根据所述参考焦点位置计算得到当前感兴趣区域对应的第一焦点位置，根据所述第一焦点位置进行样本图像采集，得到第一样本图像；第二焦点位置确定模块，用于更新当前感兴趣区域，根据所述参考焦点位置确定当前感兴趣区域对应的第二焦点位置；运动补偿信息获取模块，用于根据所述第一焦点位置与所述第二焦点位置的差异确定运动补偿信息；第一运动补偿模块，用于基于所述运动补偿信息控制显微镜进行运动补偿，从运动补偿之后的位置开始，根据所述第二焦点位置进行样本图像采集，得到第二样本图像。

在一些实施例中，所述焦点以及感兴趣区域获取模块包括：规划扫描区域获取单元，用于在第一放大倍数下，获取所述检测样本对应的规划扫描区域；关键聚焦位置集合确定单元，用于确定所述规划扫描区域对应的关键聚焦位置集合；参考焦点位置确定单元，用于获取所述关键聚焦位置集合中各个关键聚焦位置分别对应的参考样本图像集合，根据所述参考样本图像集合的图像清晰度确定所述关键聚焦位置对应的参考焦点位置。

在一些实施例中，所述参考焦点位置确定单元用于：控制所述显微镜进行运动，使得所述关键聚焦位置集合中的当前关键聚焦位置位于观察范围内；控制所述显微镜进行运动并在运动过程中对所述检测样本进行图像采集，基于采集得到的参考样本图像集合确定当前参考焦点位置；更新所述关键聚焦位置集合中的当前关键聚焦位置，重复控制所述显微镜进行运动，使得所述关键聚焦位置集合中的当前关键聚焦位置位于观察范围内；控制所述显微镜进行运动并在运动过程中对所述检测样本进行图像采集，基于采集得到的参考样本图像集合中图像的清晰度确定当前关键聚焦位置对应的当前参考焦点位置的步骤，直至所述关键聚焦位置集合中的关键聚焦位置更新完毕。

在一些实施例中，所述装置还包括：前向信息获取模块，用于获取前向关键聚焦位置对应的前向移动步数以及所述前向关键聚焦位置对应的前向参考焦点位置；第二运动补偿模块，用于根据所述前向移动步数、所述前向参考焦点位置以及当前关键聚焦位置对应的当前移动步数控制显微镜进行运动补偿；所述参考焦点位置确定单元用于：从运动补偿之后的位置开始，根据所述当前移动步数控制所述显微镜进行运动，并在运动过程中对所述检测样本进行图像采集，基于采集得到的参考样本图像集合确定当前参考焦点位置。

在一些实施例中，所述装置还包括：视野焦点位置得到模块，用于在所述第一放大倍数下，基于所述参考焦点位置进行焦点插值，得到所述规划扫描区域的各个视野对应的视野焦点位置；图像采集模块，用于在所述第一放大倍数下，基于所述视野焦点位置对所述检测样本进行图像采集。

在一些实施例中，所述第一运动补偿模块用于：将所述第二焦点位置减去所述第一焦点位置，得到位置差异；基于所述位置差异得到运动补偿步数以及运动补偿方向。

在一些实施例中，所述装置还包括第二运动补偿模块，用于：控制所述显微镜移动预设距离并进行图像采集，基于采集得到的采集样本图像集合确定采集焦点位置；当确定所述采集焦点位置未位于所述移动预设距离所对应的中心位置时，根据所述采集焦点位置进行运动补偿。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：第一放大倍数下，对显微镜中的检测样本进行样本图像采集，得到参考样本图像集合；基于所述参考样本图像集合确定所述检测样本对应的参考焦点位置，以及基于所述参考样本图像集合确定所述检测样本对应的感兴趣区域集合；调整所述显微镜的倍数为第二放大倍数，根据所述参考焦点位置计算得到当前感兴趣区域对应的第一焦点位置，根据所述第一焦点位置进行样本图像采集，得到第一样本图像；更新当前感兴趣区域，根据所述参考焦点位置确定当前感兴趣区域对应的第二焦点位置；根据所述第一焦点位置与所述第二焦点位置的差异确定运动补偿信息；基于所述运动补偿信息控制显微镜进行运动补偿，从运动补偿之后的位置开始，根据所述第二焦点位置进行样本图像采集，得到第二样本图像。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：第一放大倍数下，对显微镜中的检测样本进行样本图像采集，得到参考样本图像集合；基于所述参考样本图像集合确定所述检测样本对应的参考焦点位置，以及基于所述参考样本图像集合确定所述检测样本对应的感兴趣区域集合；调整所述显微镜的倍数为第二放大倍数，根据所述参考焦点位置计算得到当前感兴趣区域对应的第一焦点位置，根据所述第一焦点位置进行样本图像采集，得到第一样本图像；更新当前感兴趣区域，根据所述参考焦点位置确定当前感兴趣区域对应的第二焦点位置；根据所述第一焦点位置与所述第二焦点位置的差异确定运动补偿信息；基于所述运动补偿信息控制显微镜进行运动补偿，从运动补偿之后的位置开始，根据所述第二焦点位置进行样本图像采集，得到第二样本图像。

上述图像采集方法、装置、计算机设备和存储介质，由于可以在第一放大倍数下检测得到参考样本图像集合，基于该参考图像集合得到参考焦点位置以及感兴趣区域，在第二放大倍数下对感兴趣区域进行图像采集，可以根据参考焦点位置计算得到感兴趣区域对应的焦点位置，根据该焦点位置进行图像采集，通过感兴趣区域进行采集能够减少图像采集区域，而且在更换感兴趣区域后，能够根据更换感兴趣区域前后所计算得到的焦点位置的差异进行运动补偿，运动补偿之后再进行图像采集，得到第二样本图像，因此能够减少根据第二焦点位置进行样本图像采集的距离，提高了图像采集的效率。

附图说明

图1为一些实施例中图像采集方法的应用环境图；

图2为一些实施例中图像采集方法的流程示意图；

图3为一些实施例中基于参考样本图像集合确定检测样本对应的参考焦点位置步骤的流程示意图；

图4为另一个感兴趣区域与关键聚焦位置的示意图；

图5为一些实施例中获取关键聚焦位置集合中各个关键聚焦位置分别对应的参考样本图像集合，根据参考样本图像集合的图像清晰度确定关键聚焦位置对应的参考焦点位置步骤的流程示意图；

图6为一些实施例中图像采集装置的结构框图；

图7为一些实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供的图像采集方法，可以应用于如图1所示的应用环境中，包括显微镜110、图像拍摄设备120以及计算机设备130。显微镜110上包括物镜112、载物台114以及物镜116，待检测的检测样本的玻片平整放置于载物台114上，物镜112用于以不同的焦距对焦滴有检测样本的玻片，目镜116用于观察进入物镜112的映像，图像拍摄设备(图像传感器)120设置于物镜上，即位于显微镜的镜筒上方。计算机设备130例如可以是电脑，图像拍摄设备的接口接入计算机设备，图像拍摄设备例如相机可以实时拍摄，得到图像并展示在计算机上，因此在计算机上可实时观察到显微镜下方的物体成像。计算机可以与图像拍摄设备以及显微镜信号连接，例如可以通过网络进行连接。

计算机设备130可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备。

在一些实施例中，如图2所示，提供了一种图像采集方法，以该方法应用于图1中的计算机设备为例进行说明，包括以下步骤：

步骤S202，在第一放大倍数下，对显微镜中的检测样本进行样本图像采集，得到参考样本图像集合。

其中，第一放大倍数是物镜的放大倍数，具体可以根据需要设置，一般而言，第一放大倍数可以是较小的放大倍数，例如可以是显微镜中的最小放大倍数，具体可以根据需要设置，例如可以是10倍。

具体地，参考样本图像集合是在第一放大倍数下采集得到的。参考样本图像集合中的图像可以是拍摄各个关键聚焦位置得到的图像中，清晰度最高的图像所对应的位置，例如是清晰度最高的图像所对应的载物台位置。

步骤S204，基于参考样本图像集合确定检测样本对应的参考焦点位置，以及基于参考样本图像集合确定检测样本对应的感兴趣区域集合。

其中，参考焦点位置是在第一放大倍数下，所检测得到的检测样本对应的焦点位置。参考焦点位置可以有多个，例如可以在检测样本的玻片上规划扫描区域，确定该规划扫描区域中的关键聚焦点，物镜可以保持不动，并在垂直方向移动载物台，获取最清晰的观察到该聚焦点时，即最清晰的参考样本图像所对应的载物台所处的位置，作为该聚焦点对应的焦点位置。举个例子，可以在玻片上规划好一个矩形扫描区域，将该矩形区域分为多个子区域，例如大于4个的子区域，区域之间的交点为关键聚焦点，分别为a1、a2、……aN，N为关键聚焦点的数量，观察a1、a2、……aN这N个点时，在不断调整载物台的高度的同时，可以进行拍摄，获取拍摄到聚焦点的图像中，最清晰的图像所对应的载物台位置，作为参考焦点位置。从而得到a1、a2、……aN分别对应的焦点位置。

感兴趣区域集合中包括多个感兴趣区域，可以通过对参考样本图像进行感兴趣区域识别，得到感兴趣的区域，例如可以通过基于人工智能的模型进行识别。也可以是获取包括特定图像特征的图像区域，作为感兴趣区域。

具体地，可以通过计算机设备控制显微镜的载物台移动的同时，控制图像拍摄设备在第一放大倍数下对检测样本进行图像拍摄，得到参考样本图像集合，获取拍摄到聚焦点的参考样本图像集中，最清晰的图像所对应的载物台位置，作为参考焦点位置。

步骤S206，调整显微镜的倍数为第二放大倍数，根据参考焦点位置计算得到当前感兴趣区域对应的第一焦点位置，根据第一焦点位置进行样本图像采集，得到第一样本图像。

其中，第二放大倍数是物镜的放大倍数，具体可以根据需要设置，一般而言，第二放大倍数比第一放大倍数大，例如可以是100倍。当前感兴趣区域是物镜当前所能观察到的感兴趣区域。第一焦点位置是计算得到的，能够观察到最清晰的当前感兴趣区域的载物台位置。第一焦点位置是根据参考焦点位置进行插值得到的，例如计算机设备可以计算得到100倍物镜下看到的当前感兴趣区域处于第一放大倍数的哪个区域中，再通过参考焦点位置以及插值法进行插值，计算出此当前感兴趣区域在第二放大倍数下的焦点位置。焦点位置可以用显微镜的载物台移动步数来表示。

具体地，计算机设备可以将显微镜的物镜的倍数调整为第二放大倍数，例如由第一放大倍数10倍切换为第二放大倍数100倍。然后控制显微镜的载物台运动到第二放大倍数对应的的初始聚焦位，如果该初始聚焦位所对应的视野中包括感兴趣区域，则计算得到此位置处于10倍物镜视野的哪个区域内，再通过插值法计算出初始聚焦位对应的焦点位置，即第一焦点位置。得到第一焦点位置后，可以控制载物台朝着该第一焦点位置的方向进行运动，保证该载物台会经过该第一焦点位置，在运动的过程中可以进行图像采集，例如相机处于实时连续拍摄状态，拍摄图片保存在相应文件夹，通过清晰度算法计算得到每张图片的清晰度，记录清晰度最高的一张图片并保存。由此可以得到当前感兴趣区域对应的最清晰的图片。其中，载物台移动的范围可以根据第二放大倍数的物镜聚焦范围确定，物镜聚焦范围可以用垂直方向上载物台移动的步数S3表示，则载物台朝着该第一焦点位置的方向进行运动时，可以是运动S3步。

步骤S208，更新当前感兴趣区域，根据参考焦点位置确定当前感兴趣区域对应的第二焦点位置。

具体地，拍摄得到第一样本图像之后，则进行感兴趣区域的切换，即当前感兴趣区域切换到了下一个感兴趣区域。与第一焦点位置的计算方法相似，同样地，第二焦点位置是计算得到的，能够观察到最清晰的当前感兴趣区域的载物台位置。第二焦点位置也是根据参考焦点位置进行插值得到的，例如计算机设备可以计算得到100倍物镜下看到的当前感兴趣区域处于第一放大倍数的物镜视野的哪个区域中，再通过参考焦点位置以及插值法进行插值，计算出当前感兴趣区域对应的焦点位置，作为第二焦点位置。

步骤S210，根据第一焦点位置与第二焦点位置的差异确定运动补偿信息。

其中，运动补偿信息可以包括运动步数以及运动方向。运动方向可以是朝上运动或者朝下运动。差异可以是用第二焦点位置减去第一焦点位置所得到的位置差表示，例如第二焦点位置与第一焦点位置可以用步数来表示。可以将第二焦点位置减去第一焦点位置，基于位置差异得到运动补偿步数以及运动补偿方向。如果得到的差值为正，则表示第二焦点位置位于第一焦点位置的上方，需要载物台向上运动，即朝着靠近物镜的方向运动，运动的步数为差值的绝对值。如果得到的差值为负，则表示第二焦点位置位于第一焦点位置的下方，需要载物台需要向下运动，即朝着远离物镜的方向运动，运动的步数为差值的绝对值。

具体地，计算机设备可以将第二焦点位置减去第一焦点位置，根据得到的差值确定运动步数以及运动方向，以根据运动步数以及运动方向进行运动补偿。

步骤S212，基于运动补偿信息控制显微镜进行运动补偿，从运动补偿之后的位置开始，根据第二焦点位置进行样本图像采集，得到第二样本图像。

具体地，得到运动步数以及运动方向后，可以控制显微镜的载物台朝着该运动方向运动该运动步数。运动补偿完毕之后，可以控制载物台朝着靠近第二焦点位置的方向继续运动，例如控制载物台移动第二放大倍数的物镜聚焦范围所对应的步数S3步，并进行图像采集，将图像保存在相应文件夹中，并计算文件夹中照片的清晰度，将清晰度最高的图像作为第二样本图像。

在一些实施例中，当第一焦点位置与第二焦点位置的差异小于预设阈值时，则可以不进行运动补偿，直接进入根据第二焦点位置进行样本图像采集，得到第二样本图像的步骤。预设阈值可以根据需要设置，例如可以是10步。并在下一次更换当前感兴趣区域时，将本次计算得到的运动补偿信息与下一次根据相同的方法计算得到的运动补偿信息进行叠加，再进行运动补偿。

在一些实施例中，当确定运动补偿的方向与第二焦点位置的方向相同，且第一焦点位置与第二焦点位置的差异小于预设阈值时，也可以不进行运动补偿，将运动补偿步数，与进行样本图像采集的原始步数相加，得到样本图像采集的目标步数，控制载物台移动目标步数并进行样本图像采集，得到第二样本图像。

可以理解，当感兴趣区域大于2个时，可以继续更新当前感兴趣区域，直至感兴趣区域更新完毕。对于每个当前感兴趣区域，可以执行基于焦点位置的差异进行运动补偿的步骤。例如得到当前感兴趣区域对应的第三焦点位置，基于第三焦点位置与第二焦点位置的差异确定运动补偿信息并进行运动补偿。

上述图像采集方法中，由于可以在第一放大倍数下检测得到参考样本图像集合，基于该参考图像集合得到参考焦点位置以及感兴趣区域，在第二放大倍数下对感兴趣区域进行图像采集，可以根据参考焦点位置计算得到感兴趣区域对应的焦点位置，根据该焦点位置进行图像采集，通过感兴趣区域进行采集能够减少图像采集区域，而且在更换感兴趣区域后，能够根据更换感兴趣区域前后所计算得到的焦点位置的差异进行运动补偿，运动补偿之后再进行图像采集，得到第二样本图像，因此能够减少根据第二焦点位置进行样本图像采集的距离，提高了图像采集的效率。

在一些实施例中，如图3所示，基于参考样本图像集合确定检测样本对应的参考焦点位置包括：

步骤S302，在第一放大倍数下，获取检测样本对应的规划扫描区域。

其中，规划扫描区域是规划的对检测样本对应的玻片进行扫描的区域，可以根据预设规则设定。例如可以是一个预设尺寸的矩形区域。

具体地，可以将待测玻片平整放置于显微镜的载物台，并将计算机设备与相机连接，对显微镜进行初始化，将显微镜的X、Y、Z轴运动到光耦位置，并将物镜切换到第一放大倍数例如10倍，然后定义一个矩形局域作为规划的扫描区域。

步骤S304，确定规划扫描区域对应的关键聚焦位置集合。

具体地，关键聚焦位置集合可以包括多个聚焦位置，例如可以将规划扫描区域中的关键点作为聚焦点。例如对于矩形，可以将矩形区域分为多个子区域，例如至少9个子区域，将子区域之间的交点作为关键聚焦位置，即定位点。例如，如图4所示，大圆点表示关键聚焦位置，小圆点表示感兴趣区域。

步骤S306，获取关键聚焦位置集合中各个关键聚焦位置分别对应的参考样本图像集合，根据参考样本图像集合的图像清晰度确定关键聚焦位置对应的参考焦点位置。

具体地，得到关键聚焦位置集合后，可以获取观察各个关键聚焦位置的最清晰的位置，作为参考焦点位置。例如，可以通过移动载物台，对关键聚焦位置进行图像拍摄，获取拍摄得到关键聚焦位置的参考样本图像中，图像清晰度最高的图像所对应的载物台位置，作为参考焦点位置。

本申请实施例中，通过在第一放大倍数下，获取检测样本对应的规划扫描区域，确定规划扫描区域对应的关键聚焦位置集合，确定关键聚焦位置集合中各个关键聚焦位置对应的参考焦点位置，能够得到多个聚焦点对应的焦点位置，从而参考这些焦点位置，可以计算得到在不同放大倍数下，规划扫描区域中各个视野的焦点位置。

在一些实施例中，当得到第一放大倍数之后，可以在第一放大倍数下，基于参考焦点位置进行焦点插值，得到规划扫描区域的各个视野对应的视野焦点位置；在第一放大倍数下，基于视野焦点位置对检测样本进行图像采集。

具体地，得到参考焦点位置后，可以根据获取得到的参考焦点坐标值，根据插值法计算得到第一放大倍数下，中间其它视野的焦点坐标值，基于已获得的焦点坐标值，切换视野，并使载物台运动到该视野对应的焦点位置，拍摄一张或者多张图片，这样可以快速的对其他视野的样本区域进行拍摄，而无需在每个样本区域，都需要在进行运动的同时拍摄图片，再选取最清晰的图片进行保存。例如，在10倍物镜下，得到a1、a2、……aN分别对应的焦点坐标值之后，可以通过插值法计算得到10倍物镜下其他视野对应的焦点位置，然后切换到每一个视野并直接运动到对应的焦点位置处进行图像拍摄。

在一些实施例中，如图5所示，获取关键聚焦位置集合中各个关键聚焦位置分别对应的参考样本图像集合，根据参考样本图像集合的图像清晰度确定关键聚焦位置对应的参考焦点位置包括：

步骤S502，控制显微镜进行运动，使得关键聚焦位置集合中的当前关键聚焦位置位于观察范围内；

步骤S504，控制显微镜进行运动并在运动过程中对检测样本进行图像采集，基于采集得到的参考样本图像集合中图像的清晰度确定当前关键聚焦位置对应的当前参考焦点位置；

步骤S506，判断关键聚焦位置集合中的关键聚焦位置是否更新完毕；

步骤S508，更新关键聚焦位置集合中的当前关键聚焦位置。

步骤S510，得到参考焦点位置集合。

关键聚焦位置集合有多个关键聚焦位置，可以依次将这些关键聚焦位置作为当前关键聚焦位置，物镜对准当前关键聚焦位置进行图像采集，基于采集得到的图像集合确定当前参考焦点位置。例如，假设垂直方向为Z轴，有a1、a2、……aN共N个关键聚焦位置，则可以控制载物台运动，使起始点a1暴露在显微镜镜头下，将a1所处点作为垂直方向的零点，然后在第一放大倍数例如10倍物镜下，调节显微镜粗聚焦，根据预设的焦点位置，载物台沿Z轴方向运动至初始聚焦位，而后载物台沿Z轴方向匀速垂直向上移动预设步数s1步，预设步数保证载物台会经过焦点位置。在移动过程中，相机处于实时连续拍摄状态，拍摄图片保存在相应文件夹。计算机设备通过算法计算得到每张图片的清晰度，记录清晰度最高的一张图片，计算该图片所对应的载物台位置，作为a1对应的焦点坐标值ff1，其中，焦点坐标值可以用步数表示，拍摄的图片与运动步数匹配，成线性关系。得到a1对应的焦点位置后，更新关键聚焦位置集合中的当前关键聚焦位置，并重复控制显微镜进行运动，使得关键聚焦位置集合中的当前关键聚焦位置位于观察范围内；控制显微镜进行运动并在运动过程中对检测样本进行图像采集，基于采集得到的参考样本图像集合确定当前参考焦点位置的步骤，直至关键聚焦位置更新完毕。例如可以将起始点a2作为当前关键聚焦位置，暴露在显微镜镜头下，参考a1的焦点位置获取方式获取得到a2对应的焦点位置，然后再依次将a3以及a4作为当前关键聚焦位置，直至得到aN对应的参考焦点位置，组成参考节点位置集合。

在一些实施例中，控制显微镜进行运动并在运动过程中对检测样本进行图像采集，基于采集得到的参考样本图像集合确定当前参考焦点位置之前，还包括：获取前向关键聚焦位置对应的前向移动步数以及前向关键聚焦位置对应的前向参考焦点位置；根据前向移动步数、前向参考焦点位置以及当前关键聚焦位置对应的当前移动步数控制显微镜进行运动补偿；步骤控制显微镜进行运动并在运动过程中对检测样本进行图像采集，基于采集得到的参考样本图像集合确定当前参考焦点位置包括：从运动补偿之后的位置开始，根据当前移动步数控制显微镜进行运动，并在运动过程中对检测样本进行图像采集，基于采集得到的参考样本图像集合确定当前参考焦点位置。

其中，前向关键聚焦位置是指当前关键聚焦位置的前一个关键聚焦位置，例如，当a2为当前关键聚焦位置时，则a1为a2的前向关键聚焦位置。前向移动步数是前向关键聚焦位置在确定参考焦点位置时所移动的步数，例如s1步。

前向参考焦点位置是前向关键聚焦位置所对应的参考焦点位置，例如a1对应的参考焦点位置ff1。当前关键聚焦位置对应的当前移动步数是预设的步数，例如预先设置了对当前关键聚焦位置a2进行图像采集时，所移动的步数为预设步数S2。其中，当前移动步数小于前向移动步数，即S2小于S1。得到前向移动步数、前向参考焦点位置以及当前关键聚焦位置对应的当前移动步数后，可以控制显微镜进行运动补偿，使得焦点位置位于移动S2步数时，所移动的位置的中间，即在根据当前移动步数控制显微镜的载物台进行运动时，焦点位于移动的位置的中间。运动补偿的公式可以为(s1-ff1-s2/2)步，移动的方向可以是向上移动或者向下运动，即朝着物镜的方向移动或者远离物镜的方向移动，具体根据运动补偿公式得到的步数的正负确定，运动补偿后，当前位置距离前向关键聚焦位置对应的前向参考焦点位置为s2/2步。进行运动补偿后，可以从运动补偿后的位置开始进行图像采集。由于前向关键聚焦位置对应的焦点坐标为ff1，因此对于当前关键聚焦位置，其对应的焦点位置应该是在ff1附近，通过运动(s1-ff1-s2/2)步从而使得运动补偿后，载物台距离焦点位置大概为s2/2步，从而使得载物台在运动补偿后移动s2步时，焦点位置大概位于移动s2步时的中间位置，使得焦点的计算更加准确，且可以节省移动步数。

例如，当确定得到a1的焦点位置ff1之后，计算机设备可以控制载物台运动，使起始点a2暴露在显微镜镜头下，调节显微镜粗聚焦，再控制载物台沿Z轴方向上移动(s1-ff1-s2/2)步，以进行运动补偿，运动补偿后，玻片所处位置在焦点处上方。然后调节显微镜粗聚焦，控制载物台沿Z轴方向匀速垂直向下移动s2步，其中s2小于s1。在移动过程中，相机处于实时连续拍摄状态，拍摄图片保存在相应文件夹。通过算法计算得到每张图片的清晰度，记录清晰度最高的一张图片，计算得到相应的焦点坐标值ff2，此时移动结束后，玻片所处位置在焦点处下方。可以理解，对于a3至aN，也可以参考a2所对应的运动补偿方式进行补偿，并获取焦点坐标值ff4，将ff1、ff2、……ffN作为参考焦点位置，在此不在赘述。

在一些实施例中，更新当前感兴趣区域，根据参考焦点位置确定当前感兴趣区域对应的第二焦点位置之前，还包括：控制显微镜移动预设距离并进行图像采集，基于采集得到的采集样本图像集合确定采集焦点位置；当确定采集焦点位置未位于移动预设距离所对应的中心位置时，根据采集焦点位置进行运动补偿。

具体地，采集焦点位置是采集样本图像所对应的焦点位置。预设距离可以根据需要设置。获取得到采集样本图像集合后，可以获取采集样本图像集合中清晰度最高的图像所对应的载物台位置，作为采集焦点位置，判断采集焦点位置是否位于移动的这段固定距离的中心位置，如果不是，则可以移动载物台进行运动补偿，使得采集焦点位置位于运动补偿后的距离与移动预设距离之前的位置的中间。从而使得在图像采集时能够经过焦点所在的位置，而且在焦点之前的图像的清晰度是逐渐升高的，在焦点之后的图像的清晰度是逐渐降低的，因此可以获取图像清晰度最高的图像所对应的位置，作为焦点位置，提高了得到的角度位置的准确度。运动补偿之后，可以切换感兴趣区域，根据参考焦点位置确定当前感兴趣区域对应的第二焦点位置之前

以下以第一放大倍数为10倍，第二放大倍数为100倍为例，对本申请实施例提供的方法进行说明，包括以下步骤：

1、在玻片上获取规划扫描区域。

具体地，待测样本的玻片平整放置在载物台上。显微镜镜筒上方连接有相机，相机接口接入计算机，相机可以实时拍摄，因此在计算机上可实时观察到显微镜下方物体成像。

2、确定规划扫描区域对应的关键聚焦位置集合。

具体地，可以将矩形区域分为多个子区域，例如至少9个子区域，将子区域之间的交点作为定位点。

3、确定关键聚焦位置集合中各个关键聚焦位置对应的参考焦点位置。

具体地，可以控制载物台运动，使起始点a1暴露在显微镜镜头下，此时a1所处点作为垂直方向的零点，玻片所处位置在焦点处下方，然后在10倍物镜下，调节显微镜粗聚焦，根据预设的焦点位置，载物台沿Z轴方向运动至初始聚焦位，而后载物台沿Z轴方向匀速垂直向上移动s1步，其中移动S1步保证移动会经过焦点位置。在移动过程中，相机处于实时连续拍摄状态，拍摄图片保存在相应文件夹。通过算法计算得到每张图片的清晰度，记录清晰度最高的一张图片，计算机设备计算得到最清晰图片的实际位置，即焦点位置，得到相应的焦点坐标值ff1。移动结束后，玻片所处位置在焦点处上方。计算机设备控制载物台继续运动，使起始点a2暴露在显微镜镜头下，调节显微镜粗聚焦后，载物台沿Z轴方向上移动(s1-ff1-s2/2)步，使得移动结束，玻片所处位置在焦点处上方。计算机设备继续调节显微镜粗聚焦，载物台沿Z轴方向匀速垂直向下移动s2步，s2小于s1。在移动过程中，相机处于实时连续拍摄状态，拍摄图片保存在相应文件夹。通过算法计算得到每张图片的清晰度，记录清晰度最高的一张图片，计算得到相应的焦点坐标值ff2。移动结束后，玻片所处位置在焦点处下方。计算机设备控制载物台运动，使起始点a3暴露在显微镜镜头下……，直至获取到aN对应的角度坐标值。其中获取a3处的焦点坐标值ff3到aN对应的焦点坐标值ffN的步骤可以参照获取a2对应的焦点坐标值ff2的步骤，在此不再赘述。

4、在第一放大倍数下，基于参考焦点位置进行焦点插值，得到规划扫描区域的各个视野对应的视野焦点位置；在第一放大倍数下，基于视野焦点位置对检测样本进行图像采集。

具体地，可以根据得到的N处焦点坐标值，利用插值法计算得到10倍物镜下，中间其它视野的焦点坐标值。计算机设备根据已获得的焦点坐标值，切换视野，Z轴运动到焦点位置，拍摄一张图片。重复切换视野的步骤，直至在10倍物镜下，矩形区域内的所有视野均拍摄完毕。

5、调整显微镜的倍数为第二放大倍数，根据参考焦点位置确定当前感兴趣区域对应的第一焦点位置。根据第一焦点位置进行样本图像采集，得到第一样本图像

具体地，当10倍物镜对应的视野拍摄完毕后，切换至100倍物镜，Z轴方向上载物台运动到100倍物镜的聚焦初始位。由于100倍物镜的视野为10倍物镜视野的十分之一，10倍物镜视野焦距与100倍物镜的视野焦距的间差为固定值m，设s3为40倍物镜聚焦范围。则可以在Z轴方向上运动m-s3/2步(根据值的正负，判断运动方向)，到达100倍物镜的聚焦初始位。然后再移动到第一个感兴趣区域中，计算得到此位置处于10倍物镜视野的哪个区域，再通过插值法计算出此区域的焦点位置。将此焦点位置记为n1。载物台沿Z轴方向匀速垂直移动s3步，在移动过程中，相机处于实时连续拍摄状态，拍摄图片保存在相应文件夹。通过算法计算得到每张图片的清晰度，记录清晰度最高的一张图片并保存。

6、更新当前感兴趣区域，根据参考焦点位置确定当前感兴趣区域对应的第二焦点位置。

具体地，可以切换感兴趣区域，然后基于参考焦点位置得到当前感兴趣区域的焦点位置，将此焦点位置记为n2。

7、根据第一焦点位置与第二焦点位置的差异确定运动补偿信息。

具体地，通过n2-n1判断Z轴方向应该补偿的步数与方向。

8、基于运动补偿信息控制显微镜进行运动补偿，从运动补偿之后的位置开始，根据第二焦点位置进行样本图像采集，得到第二样本图像。

应该理解的是，虽然上述流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，上述流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一些实施例中，如图6所示，提供了一种图像采集装置，包括：参考样本图像集合获取模块602、焦点以及感兴趣区域获取模块604、第一样本图像得到模块606、第二焦点位置确定模块608、运动补偿信息获取模块610和第一运动补偿模块612，其中：

参考样本图像集合获取模块602，用于在第一放大倍数下，对显微镜中的检测样本进行样本图像采集，得到参考样本图像集合；

焦点以及感兴趣区域获取模块604，用于基于参考样本图像集合确定检测样本对应的参考焦点位置，以及基于参考样本图像集合确定检测样本对应的感兴趣区域集合；

第一样本图像得到模块606，用于调整显微镜的倍数为第二放大倍数，根据参考焦点位置计算得到当前感兴趣区域对应的第一焦点位置，根据第一焦点位置进行样本图像采集，得到第一样本图像；

第二焦点位置确定模块608，用于更新当前感兴趣区域，根据参考焦点位置确定当前感兴趣区域对应的第二焦点位置；

运动补偿信息获取模块610，用于根据第一焦点位置与第二焦点位置的差异确定运动补偿信息；

第一运动补偿模块612，用于基于运动补偿信息控制显微镜进行运动补偿，从运动补偿之后的位置开始，根据第二焦点位置进行样本图像采集，得到第二样本图像。

在一些实施例中，焦点以及感兴趣区域获取模块包括：规划扫描区域获取单元，用于在第一放大倍数下，获取检测样本对应的规划扫描区域；关键聚焦位置集合确定单元，用于确定规划扫描区域对应的关键聚焦位置集合；参考焦点位置确定单元，用于获取关键聚焦位置集合中各个关键聚焦位置分别对应的参考样本图像集合，根据参考样本图像集合的图像清晰度确定关键聚焦位置对应的参考焦点位置。

在一些实施例中，参考焦点位置确定单元用于：控制显微镜进行运动，使得关键聚焦位置集合中的当前关键聚焦位置位于观察范围内；控制显微镜进行运动并在运动过程中对检测样本进行图像采集，基于采集得到的参考样本图像集合确定当前参考焦点位置；更新关键聚焦位置集合中的当前关键聚焦位置，重复控制显微镜进行运动，使得关键聚焦位置集合中的当前关键聚焦位置位于观察范围内；控制显微镜进行运动并在运动过程中对检测样本进行图像采集，基于采集得到的参考样本图像集合确定当前参考焦点位置的步骤，直至关键聚焦位置集合中的关键聚焦位置更新完毕。

在一些实施例中，装置还包括：前向信息获取模块，用于获取前向关键聚焦位置对应的前向移动步数以及前向关键聚焦位置对应的前向参考焦点位置；第二运动补偿模块，用于根据前向移动步数、前向参考焦点位置以及当前关键聚焦位置对应的当前移动步数控制显微镜进行运动补偿；参考焦点位置确定单元用于：从运动补偿之后的位置开始，根据当前移动步数控制显微镜进行运动，并在运动过程中对检测样本进行图像采集，基于采集得到的参考样本图像集合确定当前参考焦点位置。

在一些实施例中，装置还包括：视野焦点位置得到模块，用于在第一放大倍数下，基于参考焦点位置进行焦点插值，得到规划扫描区域的各个视野对应的视野焦点位置；图像采集模块，用于在第一放大倍数下，基于视野焦点位置对检测样本进行图像采集。

在一些实施例中，第一运动补偿模块用于：将第二焦点位置减去第一焦点位置，得到位置差异；基于位置差异得到运动补偿步数以及运动补偿方向。

在一些实施例中，装置还包括第二运动补偿模块，用于：控制显微镜移动预设距离并进行图像采集，基于采集得到的采集样本图像集合确定采集焦点位置；当确定采集焦点位置未位于移动预设距离所对应的中心位置时，根据采集焦点位置进行运动补偿。

关于图像采集装置的具体限定可以参见上文中对于图像采集方法的限定，在此不再赘述。上述图像采集装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一些实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过***总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作***和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作***和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种图像采集方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一些实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：第一放大倍数下，对显微镜中的检测样本进行样本图像采集，得到参考样本图像集合；基于参考样本图像集合确定检测样本对应的参考焦点位置，以及基于参考样本图像集合确定检测样本对应的感兴趣区域集合；调整显微镜的倍数为第二放大倍数，根据参考焦点位置计算得到当前感兴趣区域对应的第一焦点位置，根据第一焦点位置进行样本图像采集，得到第一样本图像；更新当前感兴趣区域，根据参考焦点位置确定当前感兴趣区域对应的第二焦点位置；根据第一焦点位置与第二焦点位置的差异确定运动补偿信息；基于运动补偿信息控制显微镜进行运动补偿，从运动补偿之后的位置开始，根据第二焦点位置进行样本图像采集，得到第二样本图像。

在一些实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：第一放大倍数下，对显微镜中的检测样本进行样本图像采集，得到参考样本图像集合；基于参考样本图像集合确定检测样本对应的参考焦点位置，以及基于参考样本图像集合确定检测样本对应的感兴趣区域集合；调整显微镜的倍数为第二放大倍数，根据参考焦点位置计算得到当前感兴趣区域对应的第一焦点位置，根据第一焦点位置进行样本图像采集，得到第一样本图像；更新当前感兴趣区域，根据参考焦点位置确定当前感兴趣区域对应的第二焦点位置；根据第一焦点位置与第二焦点位置的差异确定运动补偿信息；基于运动补偿信息控制显微镜进行运动补偿，从运动补偿之后的位置开始，根据第二焦点位置进行样本图像采集，得到第二样本图像。

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易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

以上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发明专利范围的限制。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)

1.一种图像采集方法，其特征在于，所述方法包括：

在第一放大倍数下，对显微镜中的检测样本进行样本图像采集，得到参考样本图像集合；

基于所述参考样本图像集合确定所述检测样本对应的参考焦点位置，以及基于所述参考样本图像集合确定所述检测样本对应的感兴趣区域集合；

调整所述显微镜的倍数为第二放大倍数，根据所述参考焦点位置计算得到当前感兴趣区域对应的第一焦点位置，根据所述第一焦点位置进行样本图像采集，得到第一样本图像；

更新当前感兴趣区域，根据所述参考焦点位置确定当前感兴趣区域对应的第二焦点位置；

根据所述第一焦点位置与所述第二焦点位置的差异确定运动补偿信息；

基于所述运动补偿信息控制显微镜进行运动补偿，从运动补偿之后的位置开始，根据所述第二焦点位置进行样本图像采集，得到第二样本图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述参考样本图像集合确定所述检测样本对应的参考焦点位置包括：

在第一放大倍数下，获取所述检测样本对应的规划扫描区域；

确定所述规划扫描区域对应的关键聚焦位置集合；

获取所述关键聚焦位置集合中各个关键聚焦位置分别对应的参考样本图像集合，根据所述参考样本图像集合的图像清晰度确定所述关键聚焦位置对应的参考焦点位置。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取所述关键聚焦位置集合中各个关键聚焦位置分别对应的参考样本图像集合，根据所述参考样本图像集合的图像清晰度确定所述关键聚焦位置对应的参考焦点位置包括：

控制所述显微镜进行运动，使得所述关键聚焦位置集合中的当前关键聚焦位置位于观察范围内；

控制所述显微镜进行运动并在运动过程中对所述检测样本进行图像采集，基于采集得到的参考样本图像集合中图像的清晰度确定当前关键聚焦位置对应的当前参考焦点位置；

更新所述关键聚焦位置集合中的当前关键聚焦位置，重复控制所述显微镜进行运动，使得所述关键聚焦位置集合中的当前关键聚焦位置位于观察范围内；控制所述显微镜进行运动并在运动过程中对所述检测样本进行图像采集，基于采集得到的参考样本图像集合中图像的清晰度确定当前关键聚焦位置对应的当前参考焦点位置的步骤，直至所述关键聚焦位置集合中的关键聚焦位置更新完毕。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制所述显微镜进行运动并在运动过程中对所述检测样本进行图像采集，基于采集得到的参考样本图像集合确定当前参考焦点位置之前，还包括：

获取前向关键聚焦位置对应的前向移动步数以及所述前向关键聚焦位置对应的前向参考焦点位置；

根据所述前向移动步数、所述前向参考焦点位置以及当前关键聚焦位置对应的当前移动步数控制显微镜进行运动补偿；

所述控制所述显微镜进行运动并在运动过程中对所述检测样本进行图像采集，基于采集得到的参考样本图像集合确定当前参考焦点位置包括：

从运动补偿之后的位置开始，根据所述当前移动步数控制所述显微镜进行运动，并在运动过程中对所述检测样本进行图像采集，基于采集得到的参考样本图像集合确定当前参考焦点位置。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述第一放大倍数下，基于所述参考焦点位置进行焦点插值，得到所述规划扫描区域的各个视野对应的视野焦点位置；

在所述第一放大倍数下，基于所述视野焦点位置对所述检测样本进行图像采集。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一焦点位置与所述第二焦点位置的差异确定运动补偿信息包括：

将所述第二焦点位置减去所述第一焦点位置，得到位置差异；

基于所述位置差异得到运动补偿步数以及运动补偿方向。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述更新当前感兴趣区域，根据所述参考焦点位置确定当前感兴趣区域对应的第二焦点位置之前，还包括：

控制所述显微镜移动预设距离并进行图像采集，基于采集得到的采集样本图像集合确定采集焦点位置；

当确定所述采集焦点位置未位于所述移动预设距离所对应的中心位置时，根据所述采集焦点位置进行运动补偿。

8.一种图像采集装置，其特征在于，所述装置包括：

参考样本图像集合获取模块，用于在第一放大倍数下，对显微镜中的检测样本进行样本图像采集，得到参考样本图像集合；

焦点以及感兴趣区域获取模块，用于基于所述参考样本图像集合确定所述检测样本对应的参考焦点位置，以及基于所述参考样本图像集合确定所述检测样本对应的感兴趣区域集合；

第一样本图像得到模块，用于调整所述显微镜的倍数为第二放大倍数，根据所述参考焦点位置计算得到当前感兴趣区域对应的第一焦点位置，根据所述第一焦点位置进行样本图像采集，得到第一样本图像；

第二焦点位置确定模块，用于更新当前感兴趣区域，根据所述参考焦点位置确定当前感兴趣区域对应的第二焦点位置；

运动补偿信息获取模块，用于根据所述第一焦点位置与所述第二焦点位置的差异确定运动补偿信息；

第一运动补偿模块，用于基于所述运动补偿信息控制显微镜进行运动补偿，从运动补偿之后的位置开始，根据所述第二焦点位置进行样本图像采集，得到第二样本图像。

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

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