本發(fā)明涉及的是一種實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)白帶檢測(cè)儀顯微鏡多視野快速對(duì)焦的方法。

背景技術(shù)：

隨著科技的發(fā)展與進(jìn)步，在白帶檢測(cè)等醫(yī)療領(lǐng)域，顯微鏡的使用非常頻繁，但是他們基本都是通過(guò)人為操作顯微鏡進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦，造成了人力成本過(guò)高，操作不方便，對(duì)焦結(jié)果誤差大等問(wèn)題，另外對(duì)于一些應(yīng)用到顯微鏡的全自動(dòng)化設(shè)備，使用軟件控制顯微鏡對(duì)焦過(guò)程中，直接使用單幀拍圖，效率低下，每檢測(cè)一個(gè)20個(gè)視野的樣本，需要耗費(fèi)10min的時(shí)間，大大削弱了全自動(dòng)白帶檢測(cè)機(jī)的運(yùn)作速率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種檢測(cè)儀顯微鏡多視野自動(dòng)快速對(duì)焦方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同視野的快速對(duì)焦。

為了實(shí)現(xiàn)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種檢測(cè)儀顯微鏡多視野自動(dòng)快速對(duì)焦方法，包括以下步驟：

步驟1：通過(guò)電機(jī)控制顯微鏡的對(duì)焦軸運(yùn)動(dòng)到初始位置，并記錄初始位置；

步驟2：通過(guò)給電機(jī)控制對(duì)焦軸開(kāi)始運(yùn)動(dòng)固定步長(zhǎng)，相機(jī)開(kāi)始拍攝視頻流，對(duì)相機(jī)拍攝的視頻流的每一幀進(jìn)行圖像清晰度的計(jì)算，記錄下拍攝最清晰圖像的位置即為第一個(gè)視野對(duì)焦成功的位置；

步驟3：改變顯微鏡對(duì)焦視野后，首先使對(duì)焦軸移動(dòng)到上一次對(duì)焦成功的位置；

步驟4：控制電機(jī)使對(duì)焦軸向上一次對(duì)焦時(shí)移動(dòng)方向的反方向運(yùn)動(dòng)一段固定步長(zhǎng)，同時(shí)在該段固定步長(zhǎng)內(nèi)相機(jī)拍攝視頻流；

步驟5：判斷該段距離內(nèi)所拍圖像清晰度的大小趨勢(shì)，如果清晰度出現(xiàn)峰值，則找出最清晰的圖像為對(duì)焦點(diǎn)圖像；如果是遞減的，則反向拍攝兩個(gè)固定步長(zhǎng)的視頻流，繼續(xù)進(jìn)行清晰度的判斷，找出最清晰圖像；

步驟6：當(dāng)再次改變顯微鏡對(duì)焦視野后返回步驟3。

進(jìn)一步的，所述步驟2中還要根據(jù)相機(jī)拍攝的視頻流中各圖像的清晰度繪出清晰度曲線(xiàn)，尋找出清晰度曲線(xiàn)穿過(guò)1時(shí)的兩個(gè)位置，再找出距離這兩個(gè)位置最近的兩幅圖像，計(jì)算出這兩幅圖像之間對(duì)應(yīng)的對(duì)焦軸移動(dòng)距離，該距離定位固定步長(zhǎng)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

(1)本發(fā)明通過(guò)向顯微鏡對(duì)焦軸發(fā)送脈沖控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)焦軸的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)結(jié)合顯微鏡相機(jī)的圖像采集系統(tǒng)，以及圖像清晰度算法，能夠計(jì)算出圖片最清晰位置在何處，實(shí)現(xiàn)軟件控制顯微鏡實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)焦的過(guò)程，精確度高，提高了圖像檢測(cè)的準(zhǔn)確度。

(2)本發(fā)明中的對(duì)焦過(guò)程中，圖像采集的過(guò)程使用的是視頻流采集圖像的方式，可以快速的采集圖像，跟單幀采圖相比，大大縮短了采圖在對(duì)焦過(guò)程中所耗費(fèi)的時(shí)間，而且根據(jù)對(duì)焦軸運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間所拍圖的圖像清晰度的變化趨勢(shì)，可以有目標(biāo)的找到離下次對(duì)焦點(diǎn)很近的位置，很大程度縮短了下一個(gè)視野的對(duì)焦時(shí)間，同理，后面所有視野的對(duì)焦點(diǎn)幾乎都會(huì)在每一個(gè)步長(zhǎng)里找到，除了第一個(gè)視野找對(duì)焦位置時(shí)間稍微長(zhǎng)些，后面每個(gè)視野的對(duì)焦位置都能根據(jù)前一個(gè)視野的位置很快找到，大大縮短了整體對(duì)焦的時(shí)間。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例

在進(jìn)行顯微鏡檢測(cè)樣本時(shí)，往往人為對(duì)焦顯微鏡是根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的，由于個(gè)體差異性，這樣人為機(jī)動(dòng)性太大，也導(dǎo)致誤差變大，同時(shí)，人工對(duì)焦多個(gè)視野耗時(shí)長(zhǎng)，效率低，在當(dāng)今科技飛速發(fā)展，自動(dòng)化慢慢普及的背景下，人工對(duì)焦顯得效率相當(dāng)?shù)拖?，而且，在現(xiàn)有的全自動(dòng)白帶檢測(cè)機(jī)上，使用單幀拍圖來(lái)進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦，對(duì)焦一個(gè)樣本，20個(gè)視野需要10min，在自動(dòng)檢測(cè)的過(guò)程中耗時(shí)太長(zhǎng)，甚至比人工鏡檢時(shí)間都要長(zhǎng)，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，基于讓軟件驅(qū)動(dòng)硬件工作的方式，結(jié)合圖像采集系統(tǒng)，另辟思路，通過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)，提供一種由軟件控制全自動(dòng)白帶檢測(cè)儀顯微鏡實(shí)現(xiàn)高效快速的多視野的自動(dòng)化對(duì)焦的一種方法。

如圖1所示，一種實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)白帶檢測(cè)儀顯微鏡多視野自動(dòng)快速對(duì)焦的方法，該方法主要以軟件控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)來(lái)達(dá)到相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦的功能，對(duì)焦過(guò)程中會(huì)用到圖像采集系統(tǒng)視頻流的采集以及圖像清晰度算法的應(yīng)用，從而找到顯微鏡的對(duì)焦位置。具體的說(shuō)，該方法包括以下三個(gè)步驟：

(1)通過(guò)電機(jī)控制顯微鏡的對(duì)焦軸運(yùn)動(dòng)到初始位置，并記錄初始位置的高度；

(2)通過(guò)給電機(jī)發(fā)送脈沖，控制對(duì)焦軸開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，相機(jī)開(kāi)始拍攝視頻流，對(duì)相機(jī)拍攝的視頻流的每一幀進(jìn)行圖像清晰度的計(jì)算，找到最清晰的一種圖片，記錄下此時(shí)拍攝圖像的位置即為第一個(gè)對(duì)焦點(diǎn)的位置；

(3)移動(dòng)顯微鏡載物臺(tái)的位置，改變顯微鏡對(duì)焦視野，發(fā)送1000個(gè)脈沖向跟上一次移動(dòng)相反的方向運(yùn)動(dòng)，重復(fù)步驟(2)，找到第二個(gè)視野的對(duì)焦點(diǎn)，再轉(zhuǎn)換視野。重復(fù)上述(2)步驟，從而實(shí)現(xiàn)顯微鏡多個(gè)視野的對(duì)焦。

顯微鏡對(duì)焦過(guò)程，需要用到對(duì)焦軸，對(duì)焦軸即為顯微鏡的物鏡運(yùn)動(dòng)的軸，它只能上下運(yùn)動(dòng)，對(duì)焦軸的初始位置是由樣本厚薄度，物鏡倍數(shù)，要觀測(cè)的樣本的層數(shù)等因素決定的，通過(guò)軟件發(fā)送脈沖給電機(jī)，電機(jī)推動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到控制顯微鏡對(duì)焦軸運(yùn)動(dòng)的目的，所有對(duì)焦過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)都是相對(duì)運(yùn)動(dòng)，記錄的位置也都是相對(duì)位置。

在開(kāi)始對(duì)焦時(shí)，需要首先從下到上依次移動(dòng)對(duì)焦軸，計(jì)算獲取視頻流的清晰度，獲得清晰的距離1最近的兩幅圖像，計(jì)算得到兩幅圖像間對(duì)應(yīng)的對(duì)稱(chēng)軸的移動(dòng)距離，該移動(dòng)距離為固定步長(zhǎng)。本發(fā)明具體實(shí)施方式計(jì)算得到電機(jī)的1000個(gè)脈沖為固定步長(zhǎng)，在第二次對(duì)焦過(guò)程中對(duì)焦軸開(kāi)始向下對(duì)焦1000個(gè)脈沖，停頓1s，在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，相機(jī)開(kāi)啟視頻流采集模式，保存在此過(guò)程中的每一幀圖像，在運(yùn)動(dòng)結(jié)束后，調(diào)用圖像清晰度算法，計(jì)算每幀圖像的清晰度，如果這些圖像的清晰度是遞減的，說(shuō)明最大清晰度的點(diǎn)在上面，需要將對(duì)焦的方向反向，向上運(yùn)動(dòng)2000個(gè)脈沖；如果這些圖像的清晰度存在最大的峰值點(diǎn)，可以停止運(yùn)動(dòng)。保存最大清晰點(diǎn)所在的位置，該位置就是第一個(gè)視野對(duì)焦點(diǎn)的位置。移動(dòng)載物臺(tái)改變對(duì)焦視野，重復(fù)上述步驟進(jìn)行下一個(gè)視野的對(duì)焦直至所有視野都對(duì)焦結(jié)束。

這種對(duì)焦方法是通過(guò)視頻拍一段圖后通過(guò)判斷圖像清晰度的走勢(shì)來(lái)決定下一步的運(yùn)動(dòng)方向，這樣做的好處是，如果要更換視野的話(huà)，在前一次已經(jīng)對(duì)焦清楚的前提下，更換視野對(duì)焦的速度會(huì)更快，因?yàn)榈谝淮螌?duì)焦完成后對(duì)焦軸已經(jīng)處在了對(duì)焦清晰點(diǎn)附近，所以轉(zhuǎn)換視野以后，只需移動(dòng)很小的脈沖數(shù)就可以找到最清晰的位置。

按照上述實(shí)例，即可很好的體現(xiàn)本發(fā)明。