[发明专利]一种高精准显微图像自动聚焦方法及系统、计算机设备

权利要求书

1.一种高精准显微图像自动聚焦方法，其特征在于，包括：

S1：采集当前视野下的N张显微图像，根据感兴趣区域计算所述显微图像的清晰度值，将最大清晰度值对应的显微图像作为当前视野下的聚焦显微图像，所述聚焦显微图像对应的Z轴位置作为当前视野下的最佳聚焦位置；

S2：将玻片载物台移动到下一视野，并将上一视野得到的最佳聚焦位置作为当前视野的预聚焦位置，在预聚焦位置采集当前视野的预聚焦显微图像，预聚焦显微图像与上一视野的聚焦显微图像具有相互重叠区域；相互重叠区域的大小根据上一视野的聚焦显微图像的感兴趣区域的位置进行调整；

S3：分别计算预聚焦显微图像与上一视野的聚焦显微图像中相互重叠区域的清晰度值，获得预聚焦显微图像与上一视野的聚焦显微图像中相互重叠区域的清晰度差值；

S4：将所述清晰度差值与预先设定的阈值进行比较，若所述清晰度差值小于预先设定的阈值，则将预聚焦位置作为最佳聚焦位置，预聚焦显微图像作为聚焦显微图像，并返回继续执行S2；若所述清晰度差值大于预设的阈值，则往下执行S5；

S5：计算显微镜物镜沿Z轴方向的移动步长，并计算上一视野聚焦显微图像和当前视野预聚焦显微图像中相互重叠区域的差值图像，根据所述差值图像计算所述差值图像的特征值，根据所述特征值判定当前视野的失焦方向；

S6：根据所述失焦方向和移动步长移动显微镜物镜，并重新采集当前视野的显微图像作为预聚焦显微图像，并返回执行S3和S4。

2.如权利要求1所述的高精准显微图像自动聚焦方法，其特征在于，根据感兴趣区域计算所述显微图像的清晰度值，包括：

利用感兴趣区域检测算法检测所述显微图像中的感兴趣区域，得到N张显微图像对应的N个感兴趣区域；

利用清晰度评价函数计算每个感兴趣区域对应的清晰度值，并用感兴趣区域对应的清晰度值表示整个显微图像的清晰度值。

3.如权利要求2所述的高精准显微图像自动聚焦方法，其特征在于，所述清晰度评价函数为梯度函数、灰度方差函数、能量函数和熵函数中的一种。

4.如权利要求1所述的高精准显微图像自动聚焦方法，其特征在于，相互重叠区域的大小根据上一视野的聚焦显微图像的感兴趣区域的位置进行调整，计算公式如下：

式中，w表示重叠区域默认宽度；w′表示重叠区域实际宽度；W表示显微图像的宽度；W_roi表示感兴趣区域的宽度。

5.如权利要求1所述的高精准显微图像自动聚焦方法，其特征在于，分别计算预聚焦显微图像与上一视野的聚焦显微图像中相互重叠区域的清晰度值，包括：

利用清晰度评价函数分别计算预聚焦显微图像与上一视野的聚焦显微图像中相互重叠区域的清晰度值。

6.如权利要求1所述的高精准显微图像自动聚焦方法，其特征在于，计算上一视野聚焦显微图像和当前视野预聚焦显微图像中相互重叠区域的差值图像，根据所述差值图像计算所述差值图像的特征值，包括：

设上一视野聚焦显微图像和当前视野预聚焦显微图像中相互重叠区域分别为I₁和I₂，则差值图像I＝I₂-I₁，根据所述差值图像计算所述差值图像的特征值为：

式中，feature表示差值图像的特征值；f(·)表示差值图像的边缘特征提取函数；∑(·)表示对提取的边缘特征的像素求和；m和n分别表示差值图像的宽度和高度。

7.如权利要求1所述的高精准显微图像自动聚焦方法，其特征在于，计算显微镜物镜沿Z轴方向的移动步长，包括：

根据所述清晰度差值dif、显微镜物镜默认移动速率V以及速率因子α计算显微镜物镜沿Z轴方向的移动步长v为：

v＝α×V×dif²。