本發(fā)明涉及光學領(lǐng)域，尤其涉及一種基于光強的物鏡定位方法。
背景技術(shù)：
由于全自動顯微鏡的成像質(zhì)量與光路的光通量息息相關(guān)，并且光通量受物鏡偏離光軸的程度影響，又因為光路的通光量會隨著物鏡的光軸偏離程度增加而減小，使成像質(zhì)量也隨之降低，因此物鏡定位與校正是完成自動聚焦并實現(xiàn)清晰成像的前提。通常使用標記物對物鏡進行標記，再通過傳感器檢測標記物進行定位并校正。但這些基于傳感電路的測定方法不僅增加機械復雜度，而且傳感器本身也會帶來誤差。
根據(jù)主光軸的光通量會隨著物鏡中心偏離光軸的程度增加而減小，圖像能量也隨之降低的這一特性，利用圖像能量均值來表征物鏡偏離光軸的程度，可對物鏡進行定位。但是在物鏡中心接近主光軸時，由于主光軸的光通量的變化減緩會導致定位誤差提升。所以有效降低定位誤差，提升定位魯棒性是該方法所面臨問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是，提供一種基于光強的物鏡定位方法，可有效提高定位精度，提升魯棒性。
為實現(xiàn)該目的，提供了一種基于光強的物鏡定位方法，該方法包括如下處理步驟：
步驟1：實時將對物鏡移動所采集到的圖像的像素值進行取整處理，然后對圖像進行濾波處理；
步驟2：將濾波后的圖像根據(jù)設(shè)定的灰度閾值進行二值化處理，然后統(tǒng)計出達到設(shè)定亮度的像素總量及其比例；
步驟3：當實時采集的圖像中的設(shè)定亮度的像素比例達到設(shè)定值，則將當前位置的圖像作為基準幀；
步驟4：實時將所采集的圖像以圖像亮度的評價值進行圖像亮度評定，直到找到圖像亮度的評價值最大時所對應的位置，則定位完成。
優(yōu)選地，在步驟2中，達到設(shè)定亮度的像素的比例計算公式為，
其中，pn為達到設(shè)定亮度的像素的比例，sn為達到設(shè)定亮度的像素總量，n為圖像的長度，m為圖像的寬度。
優(yōu)選地，在步驟2中，還對基準幀進行能量均值計算，計算公式為，
其中，epx為基準幀的能量均值，ix為基準幀，n為基準幀的長度，m為基準幀的寬度。
優(yōu)選地，在步驟4中，所述圖像亮度的評價值計算公式為，
其中，fn為圖像亮度的評價值，d為達到設(shè)定亮度的像素的比例的設(shè)定值，epn為實時采集圖片的能量均值，其中，d的設(shè)定為90％—99.5％。
優(yōu)選地，所述epn的計算過程與基準幀的能量均值計算過程相同。
基于光強的物鏡定位方法
本發(fā)明涉及光學領(lǐng)域，尤其涉及一種基于光強的物鏡定位方法。
背景技術(shù)
由于全自動顯微鏡的成像質(zhì)量與光路的光通量息息相關(guān)，并且光通量受物鏡偏離光軸的程度影響，又因為光路的通光量會隨著物鏡的光軸偏離程度增加而減小，使成像質(zhì)量也隨之降低，因此物鏡定位與校正是完成自動聚焦并實現(xiàn)清晰成像的前提。通常使用標記物對物鏡進行標記，再通過傳感器檢測標記物進行定位并校正。但這些基于傳感電路的測定方法不僅增加機械復雜度，而且傳感器本身也會帶來誤差。
根據(jù)主光軸的光通量會隨著物鏡中心偏離光軸的程度增加而減小，圖像能量也隨之降低的這一特性，利用圖像能量均值來表征物鏡偏離光軸的程度，可對物鏡進行定位。但是在物鏡中心接近主光軸時，由于主光軸的光通量的變化減緩會導致定位誤差提升。所以有效降低定位誤差，提升定位魯棒性是該方法所面臨問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種基于光強的物鏡定位方法，可有效提高定位精度，提升魯棒性。
為實現(xiàn)該目的，提供了一種基于光強的物鏡定位方法，該方法包括如下處理步驟：
步驟1：實時將對物鏡移動所采集到的圖像的像素值進行取整處理，然后對圖像進行濾波處理；
步驟2：將濾波后的圖像根據(jù)設(shè)定的灰度閾值進行二值化處理，然后統(tǒng)計出達到設(shè)定亮度的像素總量及其比例；
步驟3：當實時采集的圖像中的設(shè)定亮度的像素比例達到設(shè)定值，則將當前位置的圖像作為基準幀；
步驟4：實時將所采集的圖像以圖像亮度的評價值進行圖像亮度評定，直到找到圖像亮度的評價值最大時所對應的位置，則定位完成。
優(yōu)選地，在步驟2中，達到設(shè)定亮度的像素的比例計算公式為，
其中，pn為達到設(shè)定亮度的像素的比例，sn為達到設(shè)定亮度的像素總量，n為圖像的長度，m為圖像的寬度。
優(yōu)選地，在步驟2中，還對基準幀進行能量均值計算，計算公式為，
其中，epx為基準幀的能量均值，ix為基準幀，n為基準幀的長度，m為基準幀的寬度。
優(yōu)選地，在步驟4中，所述圖像亮度的評價值計算公式為，
其中，fn為圖像亮度的評價值，d為達到設(shè)定亮度的像素的比例的設(shè)定值，epn為實時采集圖片的能量均值，其中，d的設(shè)定為90％—99.5％。
優(yōu)選地，所述epn的計算過程與基準幀的能量均值計算過程相同。
優(yōu)選地，在步驟1中，所述像素值進行取整處理為對像素值進行四舍五入處理。
優(yōu)選地，在步驟1中，對圖像進行的濾波處理為中值濾波。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果在于：
本發(fā)明通過評定圖像能量大小來確定物鏡偏離程度來搜索光軸中心，可有效提高定位精度，提升魯棒性。通過本發(fā)明能夠避免傳感電路的測定方法中機械復雜度操作，而且能夠避免傳感器本身帶來誤差。通過本發(fā)明能夠簡化操作并且能夠提高物鏡定位自動化程度。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進一步的描述，但不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制，任何在本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的有限次的修改，仍在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
如圖1所示，本發(fā)明提供了一種基于光強的物鏡定位方法，其特征在于，該方法包括如下處理步驟：
步驟1：實時將對物鏡移動所采集到的圖像的像素值進行取整處理，然后對圖像進行濾波處理；
步驟2：將濾波后的圖像根據(jù)設(shè)定的灰度閾值進行二值化處理，然后統(tǒng)計出達到設(shè)定亮度的像素總量及其比例；
步驟3：當實時采集的圖像中的設(shè)定亮度的像素比例達到設(shè)定值，則將當前位置的圖像作為基準幀；
步驟4：實時將所采集的圖像以圖像亮度的評價值進行圖像亮度評價，直到找到圖像亮度的評價值最大時所對應的位置，則定位完成。
在步驟1中，所述像素值進行取整處理為對像素值進行四舍五入處理。在步驟1中，對圖像進行的濾波處理為中值濾波。
在本實施例中，采集的圖像為物鏡轉(zhuǎn)換器以旋轉(zhuǎn)1.36度的速度所采集到的圖像，物鏡轉(zhuǎn)換器在定位過程中沿一個方向轉(zhuǎn)動并利用爬山法來搜索光軸中心，直到找到圖像亮度的評價值最大時所對應的位置。設(shè)定的灰度閾值為30或40或60或80。光源在20流明—300流明間可調(diào)。在步驟2中，設(shè)定亮度可以為光源亮度的80％或90％。
在本實施例中，中值濾波是一種非線性平滑技術(shù)，為將每一像素點的灰度值設(shè)置為該點所選鄰域窗口內(nèi)的所有像素點灰度值的中值。其過程為：通過從圖像中的選定采樣窗口取出奇數(shù)個數(shù)據(jù)進行排序；用排序后的中值作為當前像素點的灰度值。通過中值濾波目可以讓灰度圖像的層次更加分明，各層次邊緣更加平滑，從而減少噪聲干擾。
在本實施例中，二值化處理為將圖像上的像素點的灰度值設(shè)置為0或255，將整個圖像呈現(xiàn)出明顯的黑白效果，即將256個亮度等級的灰度圖像通過設(shè)定的閾值獲得仍然可以反映圖像整體和局部特征的二值化圖像。在檢測時，圖像中存在較多的0灰度值像素，或者局部較暗時，表明物鏡光軸偏離度較大。
在步驟2中，達到設(shè)定亮度的像素的比例計算公式為，
其中，pn為達到設(shè)定亮度的像素的比例，sn為達到設(shè)定亮度的像素總量，n為圖像的長度，m為圖像的寬度。
在步驟2中，還對基準幀進行能量均值計算，計算公式為，
其中，epx為基準幀的能量均值，ix為基準幀，n為基準幀的長度，m為基準幀的寬度。
在步驟4中，在步驟4中，所述圖像亮度的評價值計算公式為，
其中，fn為圖像亮度的評價值，d為達到設(shè)定亮度的像素的比例的設(shè)定值，epn為實時采集圖片的能量均值，其中，d的設(shè)定為99％。epn的計算過程與基準幀的能量均值計算過程相同，都依次經(jīng)過步驟1、步驟2后再計算處理。
在本實施例中，d的設(shè)定可以為90％或95％或98％或99.5％。
本實施例的工作過程：需要定位時，調(diào)節(jié)光強為200流明，物鏡轉(zhuǎn)換器以旋轉(zhuǎn)1.36度的速度并且每轉(zhuǎn)一步設(shè)備采集當前位置的圖片，然后對圖像的像素值進行四舍五入取整處理，再對圖像進行中值濾波處理；濾波后的圖像根據(jù)設(shè)定的灰度閾值35進行二值化處理，然后統(tǒng)計出達到設(shè)定亮度的像素總量及其比例，當實時采集的圖像中的設(shè)定亮度的像素比例超過設(shè)定值99％，則將當前位置的圖像作為基準幀；實時將所采集的圖像以圖像亮度的評價值進行圖像亮度評價，直到找到圖像亮度的評價值最大時所對應的位置，則定位完成。
通過本發(fā)明可有效提高定位精度，提升設(shè)備的魯棒性。
以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些都不會影響本發(fā)明實施的效果和專利的實用性。