[发明专利]一种电动荧光显微镜的调焦方法

说明书

本发明公开了一种电动荧光显微镜的调焦方法，特点是选取已装载的切片为目标物，将载物台沿显微镜Z轴移动，采集目标物的若干幅多焦面图像，构成图像序列；对图像序列中的每一幅图像进行清晰度计算，分别得到每幅图像的清晰度，将所有图像的清晰度生成清晰度序列；遍历清晰度序列，得到清晰度最大的图像，将清晰度最大的图像所对应的位置作为对焦位置；沿显微镜Z轴调整载物台至对焦位置即完成调焦；优点是在对采集的图像进行清晰度计算时，采用阈值分割得到有效图，一方面使得图像的计算目的性更强；另一方面提高了计算的时效性，加快对焦收敛的速度，有效地提高了计算清晰度的性能，使得能更好地适应切片在弱荧光或淬灭快情况下的调焦。

技术领域

本发明涉及一种显微镜调焦方法，尤其是一种电动荧光显微镜的调焦方法。

背景技术

荧光扫描是电动显微镜的重要应用场景，是一种将荧光切片转换成数字化切片的重要方法。但对于荧光切片来说，一方面切片制片工艺的水平参差不齐，另一方面受限于荧光光强较弱，还有一方面当暴露在激发光下时会导致切片淬灭时间较短，从而导致整张切片的焦平面位置不同，若使用定焦面会导致扫描过程中由于焦面不同而产生模糊。因此在扫描过程中，自动对焦是必不可少的过程。由于显微镜式的自动对焦方式一般采用被动对焦的方式，即搜索清晰度最高的位置记录下来，控制执行机构返回到该位置，所以清晰度的计算会直接影响到对焦位置的准确性。

现有的自动对焦中的清晰度计算方法一般采用选择区域计算梯度取平均或者整张图像计算梯度取平均值的方法，来作为整个图像的清晰度，但存在如下问题：在处理纹理信息较丰富的图像时，由于梯度复杂，计算的时间以及取平均的过程效率会很低；在处理纹理信息稀疏的图像时，由于平均值过低会导致计算机无法区分噪声与信号，导致计算错误而最终对焦失败；若使用选择区域统计的计算方法，则在面对离散的荧光切片的环境下，由于采样的区域内没有有效信息，会导致计算错误，同样会最终对焦失败。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电动荧光显微镜的调焦方法，不但能解决传统自动对焦中的清晰度计算对于弱荧光、淬灭快无法自适应的问题，而且能提升自动调焦过程的稳定性和准确性。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种电动荧光显微镜的调焦方法，包括以下步骤：

，选取已装载的切片为目标物，将载物台沿显微镜Z轴移动，使用面阵相机拍摄并采集所述的目标物的若干幅多焦面图像，构成图像序列；

，对所述的图像序列中的每一幅图像进行清晰度计算，分别得到每幅图像的清晰度，将所有图像的清晰度生成清晰度序列，具体的清晰度计算方法为：

-1，卷积运算：利用拉普拉斯梯度算子对每幅图像进行卷积获得梯度强度图，记为；

-2，设置梯度阈值，根据梯度阈值对梯度强度图进行阈值分割，得到梯度强度图所对应的有效图，记为；

-3，统计所述的有效图中所有像素点的像素值累加和与所述的有效图M中像素值非零的像素点的个数，计算每幅图像的清晰度；

，遍历所述的清晰度序列，得到清晰度最大的图像，将清晰度最大的图像所对应的位置作为对焦位置；

，沿显微镜Z轴调整载物台至对焦位置即完成调焦。

所述的步骤的具体方法为：

-1，选取已装载的切片为目标物，设定沿显微镜Z轴调节载物台的调焦范围，并根据调焦范围设定步长，将载物台调整至初始位置，并使用面阵相机拍摄目标物得到初始位置图像；

-2，调节载物台沿显微镜Z轴移动一个步长，使用面阵相机拍摄目标物得到该位置图像，然后判断载物台是否移动到结束位置，若载物台到达结束位置，则进入下一步骤；若载物台没有到达结束位置，则调节载物台沿显微镜Z轴再移动一个步长，并使用面阵相机拍摄目标物得到该位置图像，直到载物台到达结束位置，并使用面阵相机拍摄目标物得到结束位置图像。