[发明专利]一种提高数字切片扫描仪建模速度的方法

说明书

本发明公开了一种提高数字切片扫描仪建模速度的方法，属于显微技术领域，用于改进目前采用的焦面建模方法的速度和质量，一方面，由于图像质量的要求，导致建模的速度缓慢；另一方面，由于模型点在建模时和扫描成像时的焦面位置不一样，会导致图像的质量下降，即对载物台的运动重复精度较高的问题。本发明以扫描行带为单位进行建模和扫描成像，在当前行带建模并扫描结束后再进行下一个行带的建模和扫描成像，其中下一个行带的建模利用从当前行带行尾换行并返回到下一个行带行首的时间，在此期间完成建模，这样将建模时间与扫描换行过程并行，有效减少等效的建模时间。

技术领域

本发明属于显微技术领域，具体来说，是一种提高数字切片扫描仪建模速度和准确度的方法。

背景技术

数字切片扫描仪是一种集光学、机械、电子、计算机等多学科技术为一体的精密仪器，通过控制显微成像系统和切片以一定的规则运动，采集多张连续的高分辨率显微图像，再拼接生成一张高分辨率的全切片图像（WSI，也称为虚拟切片）。将传统切片变成一张高分辨率的数字图片后，用户可以脱离显微镜随时随地在计算机或移动设备上浏览切片，同时具有永不褪色，易于保存、管理、分享、全视场查看可随意放大缩小等优点。已经广泛应用于病理诊断、教学培训、药物研究和科学研究等领域。

随着应用的推广，对扫描仪的性能越来越高，特别是扫描质量与速度，要获得比较好的图像质量，要求每个视野对焦准确，而通常数字化一张切片需要拍摄成千上万个视野的图像，所以对焦方式会影响扫描速度。传统的每个视野都对焦，虽然可以获得较好的图像质量，但速度成为瓶颈。

专利201310549353.2采用单帧图像的聚焦优化，通过对视场中同一个视野图像的当前图像Z 聚焦数据和同一个视野已采集的不同图像Z 层面聚焦数据进行分析可以得到高质量的扫描图像，但扫描速度性能又受到影响。

目前更多的是采用焦面建模的方法，如专利201110283732.2，即先选取切片的若干视场计算出焦面位置作为模型点，根据这几个模型点通过算法估算出切片中每个视场的焦面位置，这样在扫描时，不需要再移动Z轴采集多张图像计算离焦量，只需根据建模的焦面位置驱动Z轴即可，显著提高速度。但是上述技术方案存在以下不足，第一，图像质量则取决于模型点的数量，数量越多，其焦面模型越接近实际的焦面，图像质量越好，但会导致建模的速度也就越慢。所以建模速度是影响建模扫描法时间的一种主要因素。第二，由于焦面模型在扫描之前己经计算完成，如果在扫描过程中载物台出现误差，如模型点在建模时和扫描成像时的焦面位置不一样，也会导致图像的质量下降，即对载物台的运动重复精度较高。

发明内容

本发明目的是旨在提供了一种提高数字切片扫描仪建模速度的方法。采用以扫描行带为单位进行建模和扫描成像，在当前行带建模并扫描，结束后再进行下一个行带的建模和扫描成像，其中下一个行带的建模利用了从当前行带行尾换行并返回到下一个行带行首的时间，在此期间完成建模，这样将建模时间与扫描换行过程并行，有效减少等效的建模时间。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

通过扫描相机在扫描时会将扫描区域分割成多个扫描行带，依次对每个扫描行带扫描成像，然再无缝拼接成一张完整的数字切片，扫描行带时采用单方向，即成像时都是从扫描条带的行首往行尾方向进行，每扫描完一个行带时都要返回至下一个待扫描行带的行首，在此期间获得待扫描行带上模型点的焦面位置并进行建模，然后依照此模型从行首开始往行尾方向成像。其中，所述扫描相机采用线扫相机或面阵相机。

具体为工作时先走到第一个扫描行带的行尾，并在第一个行带上选取若干点作为模型点，在返回至行首期间获得这些模型点的焦面位置并进行建模，到达行首并完成建模后开始对第一个行带进行成像，该行带扫描成像后，直接换行到第二个扫描行带的行尾，在返回至第二个扫描行带的行首过程中，对第二个行带进行建模（包括选取模型点，获得模型点的焦面位置），到达第二个行带行首后开始对第二行带进行成像，依此类推对后续的行带进行建模和扫描成像，直至完成扫描区域所有行带的成像。