[发明专利]一种用于宫颈脱落细胞检测装置的自动对焦方法和装置

权利要求书

1.一种用于宫颈脱落细胞检测装置的自动对焦方法，其中，所述宫颈脱落细胞检测装置包括：

载物台，用于承载宫颈脱落细胞涂片；

显微镜，用于观测所述宫颈脱落细胞涂片；

电机控制装置，分别与所述显微镜和所述载物台连接，用于控制所述载物台运动，并且用于控制所述显微镜在竖直方向运动；和

相机，与所述显微镜连接，用于拍摄所述显微镜观测的图像；

该自动对焦方法包括如下步骤：

视野图像接收步骤：接收所述相机拍摄的所述显微镜观测的视野图像；

图像清晰度确定步骤：基于所述视野图像的第一数量的子图像的图像清晰度，得到所述视野图像的图像清晰度；

第一对焦步骤：将所述视野图像的图像清晰度与前一个视野图像的图像清晰度进行比较，在所述图像清晰度没有达到第一极大值的情况下，使所述显微镜的高倍镜头在所述电机控制装置的控制下以第一步进长度在竖直方向上运动，重复所述视野图像接收步骤和所述图像清晰度确定步骤，直至当前视野的所述图像清晰度达到第一极大值或者当前视野的前一个视野图像的所述图像清晰度为第一极大值；

其中，在所述图像清晰度确定步骤中，所述第一数量由以下步骤确定：

接收所述相机对所述宫颈脱落细胞涂片拍摄的首个视野图像，

对所述首个视野图像进行二值化处理，得到二值化图像I_b，

对所述二值化图像进行反色处理，得到反色图像，反色图像I_mag＝1-I_b，

计算所述反色图像中宫颈脱落细胞的面积和细胞密度系数，反色图像中宫颈脱落细胞的面积A采用如下公式计算：

其中，I表示坐标值为x和y的像素点的灰度值，W为反色图像的宽度值，H为反色图像的高度值，

细胞密度系数γ采用如下公式计算：

其中，W为反色图像的宽度值，H为反色图像的高度值，A为反色图像中宫颈脱落细胞的面积，

根据所述细胞密度系数确定所述第一数量，当细胞密度系数γ≥0.06时，选用五点式窗口，当γ＜0.06时，选用九点式窗口，

所述图像清晰度确定步骤包括：

根据下面公式计算所述视野图像的第一数量的子图像的图像清晰度F_i：

其中，x_j和y_j表示所述视野图像的第j个像素的坐标值，M表示所述子图像的像素数量，f₁(x_j,y_j)、f₂(x_j,y_j)、f₃(x_j,y_j)和f₄(x_j,y_j)分别表示(x_j,y_j)处的像素值分别与该像素处0度、45度、90度、135度四个方向的梯度算子的乘积；

对所述子图像的图像清晰度进行加权平均确定所述图像清晰度，

0度、45度、90度、135度四个方向的梯度算子分别为：

f₁(x_j,y_j)计算公式如下：

其中，f(x_j,y_j)为视野图像在x_j和y_j处的灰度值，f₂(x_j,y_j)、f₃(x_j,y_j)和f₄(x_j,y_j)的计算方法与f₁(x_j,y_j)类似，

整个视野图像的图像清晰度F为：

其中，n为第一数量；

在所述第一对焦步骤之后，该方法还包括：

第二对焦步骤：使所述显微镜的高倍镜头在所述电机控制装置的控制下以第二步进长度在竖直方向上运动，重复所述视野图像接收步骤和所述图像清晰度确定步骤，将所述视野图像的图像清晰度与前一个视野图像的图像清晰度进行比较，直至所述图像清晰度达到第二极大值，其中，所述第二步进长度小于所述第一步进长度；

在所述第二对焦步骤后，该方法还包括：

视野转移步骤：使所述电机控制装置控制所述载物台在水平方向运动，使得所述相机拍摄的所述显微镜观测的下一个视野图像。