[发明专利]基于方差结合爬山搜索法的显微操作自动聚焦方法及系统

权利要求书

1.一种显微操作自动聚焦方法，其特征在于，包括：

获取显微图像、当前物镜位置以及上一次物镜位置；

将所述显微图像转为灰度图像；

根据所述灰度图像的灰度值计算方差；

将所述方差确定为聚焦值；

根据所述聚焦值、所述当前物镜位置以及所述上一次物镜位置，采用爬山搜素方法确定下一次物镜位置；

根据物镜初始移动距离和相邻两次物镜移动位置是否相反判断是否完成聚焦；若完成聚焦，则自动聚焦结束；若未完成聚焦，则将物镜移动至所述下一次物镜位置，并返回步骤“获取显微图像、当前物镜位置以及上一次物镜位置”。

2.根据权利要求1所述的显微操作自动聚焦方法，其特征在于，所述根据所述灰度图像的灰度值计算方差，具体包括：

根据如下公式计算方差：

式中，F表示方差，H表示灰度图像高度方向像素值，W表示灰度图像宽度方向像素值，i(x,y)表示在所述灰度图像(x,y)点的灰度值，μ表示整个灰度图像的平均灰度值。

3.根据权利要求1所述的显微操作自动聚焦方法，其特征在于，所述根据所述聚焦值、所述当前物镜位置以及所述上一次物镜位置，采用爬山搜素方法确定下一次物镜位置，具体包括：

根据如下公式确定下一次物镜位置：

式中，l_n+1表示下一次物镜位置，l_n表示当前物镜位置，l_n-1表示上一次物镜位置，f_n-1表示上一次聚焦值，f_n表示当前聚焦值，L表示物镜移动距离参数，当物镜当前移动方向与上一次移动方向相反时，L降低为初始物镜移动距离的一半。

4.根据权利要求3所述的显微操作自动聚焦方法，其特征在于，根据物镜初始移动距离和相邻两次物镜移动位置是否相反判断是否完成聚焦，具体包括：

根据如下公式判断是否完成聚焦：

L_current＝L₀/2^k

式中，L_current表示当前物镜移动距离，k表示物镜移动方向改变次数，L₀表示物镜初始移动距离。

5.一种显微操作自动聚焦系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取显微图像、当前物镜位置以及上一次物镜位置；

灰度转换模块，用于将所述显微图像转为灰度图像；

方差计算模块，用于根据所述灰度图像的灰度值计算方差；

聚焦值确定模块，用于将所述方差确定为聚焦值；

下一次物镜位置确定模块，用于根据所述聚焦值、所述当前物镜位置以及所述上一次物镜位置，采用爬山搜素方法确定下一次物镜位置；

判断模块，用于根据物镜初始移动距离和相邻两次物镜移动位置是否相反判断是否完成聚焦；若完成聚焦，则将指令发送至自动聚焦结束模块；若未完成聚焦，则将指令发送至物镜移动模块；

所述物镜移动模块，用于将物镜移动至所述下一次物镜位置，并将指令发送至所述获取模块；

所述自动聚焦结束模块，用于结束自动聚焦。

6.根据权利要求5所述的显微操作自动聚焦系统，其特征在于，所述方差计算模块，具体包括：

方差计算单元，用于根据如下公式计算方差：

式中，F表示方差，H表示灰度图像高度方向像素值，W表示灰度图像宽度方向像素值，i(x,y)表示在所述灰度图像(x,y)点的灰度值，μ表示整个灰度图像的平均灰度值。