[发明专利]一种自动显微镜自动对焦方法

说明书

本发明公开了一种自动显微镜自动对焦方法，所述方法包括以下步骤：预处理步骤，将该自动显微镜上的对焦装置移动到切片上，获取当前位置的图像，并计算所述图像的清晰度，将当前位置的清晰度和位置设置为初始的清晰度和位置，并设定预设步长和初始方向；搜索步骤，以预设步长搜索峰值，获得上升沿以及下降沿；拟合步骤，拟合所述峰值以及所述上升沿和所述下降沿，找出最佳焦面位置，移动自动显微镜上的对焦装置至该位置处，完成对焦过程。本发明通过前景区域提取、峰值和上升沿以及下降沿的测定、抛物线拟合和四点单峰拟合，解决了传统的自动对焦方法对焦的速度和准确性不足，其是对极低对比度或极少前景内容的视野对焦时的准确性更为低下的问题。

技术领域

本发明涉及显微镜对焦技术领域，尤其是一种主相机对焦方法，具体为一种旨在提高数字切片扫描中自动对焦的速度和准确性，尤其是对极低对比度或极低前景目标对焦时准确性的自动显微镜自动对焦方法。

背景技术

病理诊断是临床中的一项重要诊断依据，其准确与否直接影响患者的健康和命运。传统的病理诊断一般借助显微镜，由医生在镜下对病理切片中的细胞或组织逐个视野进行观察和分析，进而做出诊断意见。这个过程费时费力，使得医生的身体尤其眼睛容易产生疲劳，从而导致漏诊或误诊；对一些疑难病例，因为运输过程中可能存在的延时、破损以及丢失风险，也不利于寻求第三方会诊(尤其是远程会诊)。“数字病理”为这些问题提供了一个完美的解决方案，它通过扫描的方式获取玻璃切片中各视野区域的数字图像并将它们拼接成数字切片，然后借助软件将数字切片呈现在显示终端，供医生浏览和分析。这种数字化的方式使得病理医生从繁重的镜下阅片中解脱了出来，并为第三方会诊尤其是远程会诊提供了天然的支持，也为更好的定量分析提供了可能。

由以上可见，数字病理的基础是将玻璃切片的数字化。对这一过程的两个最重要诉求：一是数字切片的质量，最关键的衡量指标便是图像的清晰度；二是生成数字切片的速度。前者由扫描过程中的对焦方法所决定，后者也在很大程度上受到对焦方法的影响。对焦包括自动对焦、主动对焦、被动对焦、辅助相机对焦以及主相机对焦，作为在数字切片扫描中必不可少的对焦方式，主相机对焦方法在速度、精度和适应范围方面都有很好的表现，出于质量的考虑，现有的数字切片扫描系统大都采用被动对焦的方式进行对焦，然而，现有方法存在以下问题：

1、搜索次数多，导致对焦速度慢，现有方法在搜索过程中折返时需要缩小步长，虽然总的搜索距离会越来越短，但前几次折返过程中搜索次数并不会减少很多；

2、抗噪能力差，在搜索过程中较容易陷入局部极值，导致对焦不准确，现有方法的折返判断只是基于当前位置和其前面连续若干位置的清晰度比较，而这个判断较容易在包含一个较小局部极值的范围内满足，特别是对对比度低或前景较少的视野区域更是如此；

3、对低对比度或低前景视野进行对焦容易出错，现有方法在计算清晰度时对计算区域内的所有像素同等地看待，这使得对低对比度或低前景视野进行计算清晰度时，属于背景的像素对结果的贡献可能接近甚至大于属于前景的像素对结果的贡献，从而导致计算结果无法反应真实清晰度，或者所得的清晰度评价曲线单峰性很差，最终导致对焦失败。

鉴于此，需要找到一种快速的、抗噪能力好、同时适用于高低对比度和高低前景的自动对焦方法，故本发明设计一种自动显微镜自动对焦方法来解决上述问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种自动显微镜自动对焦方法，解决了传统的自动对焦方法对焦的速度和准确性不足，其是对极低对比度或极少前景内容的视野对焦时的准确性更为低下的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自动显微镜自动对焦方法，所述方法包括以下步骤：