[发明专利]聚焦方法和聚焦系统

说明书

本发明涉及一种聚焦方法，其包括搜索拍照步骤，用爬山聚焦搜索法步进调整焦距对目标进行多次拍照，获得多个第一图像；清晰度计算步骤，计算多个第一图像的多个清晰度值；拍照停止步骤，判断所述多个第一图像的清晰度值出现极值后停止拍照；参数获取步骤，获取所述多个第一图像的清晰度值中最大的三个清晰度值对应的三个焦距；以及焦距获取步骤，根据所述第一图像的最大的三个清晰度值和所述最大的三个清晰度值对应的三个焦距计算对目标进行拍照的最佳焦距位置。本发明还提供一种聚焦系统，和现有技术相比本发明的聚焦方法和聚焦系统较为快速。

技术领域

本发明涉及基因测序领域，更具体地说，本发明涉及一种图像拍照的聚焦方法和系统。

背景技术

基因测序仪在对测序样品区域进行拍照时通常会生成明场图和荧光图。由于荧光图拍照需要使用额外的光学器件，例如滤光片，因此拍照荧光图需要在拍照明场图的焦距基础上重新调焦，以便拍出最清晰的荧光图，这对于后期基因测序的碱基识别以及对识别过程所进行的质量评分，都非常重要。现有技术荧光图调焦的方法与明场图自动聚焦的方法一致，即变动焦距并拍出一组图片并计算每个图片的清晰度，选取最大清晰度对应图片的拍照焦距作为调焦位置。由于现有技术拍照荧光图的调焦方法需要在样本区域的某一位置照射激光并拍照多张照片，会造成该区域荧光物质衰减，进而导致在正式拍照基因测序荧光图的时候，此位置的荧光图像信号较弱。因此，需要一种较为快速的聚焦方法，用于减少荧光图调焦拍照图片的数量，减少激光照射样本区域的时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速聚焦方法和聚焦系统，用于减少荧光图调焦拍照图片的数量。

一种聚焦方法，其特征在于包括：

搜索拍照步骤，用爬山聚焦搜索法步进调整焦距对目标进行多次拍照，获得多个第一图像；

清晰度计算步骤，计算多个第一图像的多个清晰度值；

拍照停止步骤，判断所述多个第一图像的清晰度值出现极值后停止拍照；

参数获取步骤，获取所述多个第一图像的清晰度值中最大的三个清晰度值对应的三个焦距；以及

焦距获取步骤，根据所述第一图像的最大的三个清晰度值和所述最大的三个清晰度值对应的三个焦距计算对目标进行拍照的最佳焦距位置。

优选地，所述焦距获取步骤的采用线性插值法进行计算。

优选地，所述最佳焦距位置Z = Zmax1 + 0.5*(Zmax2 - Zmax1) * (1 - (Qmax1- Qmax2)/(Qmax1 - Qmax3))，其中， Qmax1为最大的三个清晰度值中的较大值，Qmax2最大的三个清晰度值中的中间值，Qmax3为最大的三个清晰度值中的较小值，Zmax1为最大的三个清晰度值中的较大值对应的焦距，Zmax2为最大的三个清晰度值中的中间值对应的焦距。

优选地，所述聚焦方法进一步包括初始焦距获取步骤，用于在搜索拍照步骤开始前获取对目标拍照的初始焦距。

优选地，所述初始焦距获取步骤在第一条件下拍照获得，所述搜索拍照步骤在第二条件下拍照获得。

优选地，所述初始焦距获取步骤采用调焦搜索法或折半爬山法。

优选地，所述调焦搜索法以预设位置为中心，选取预设搜索范围，以固定焦距间隔依次对目标拍照，获得多个第二图像的清晰图值，定义所述多个第二图像的清晰度值的最大值对应的焦距为初始焦距。

优选地，，所述折半爬山法包括

A.以固定步长同向移动成像装置并对基因测序样本目标进行拍照，依次获得不同焦距成像的第二图像，计算第二图像的第一清晰度值，如果第一清晰度值递增，则重复执行本步骤A；