[发明专利]一种连续变倍体视显微镜齐焦性检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种体视显微镜齐焦性检测技术，尤其是涉及一种连续变倍体视显微镜齐焦性检测方法。

背景技术

体视显微镜在世界当代工业领域中扮演着越来越重要、越来越有价值的角色。通过体视显微镜可以观察到对象的立体图像，从而实现立体测量、自动操作、三维重建等功能，尤其在立体微操作方面，利用高分辨率立体显微图像处理可以给机械手发出指令以实现精密控制。连续变倍体视显微镜能给用户提供始终清晰、不同倍率的图像，其需求同样越来越大。对显微镜而言，在某一倍率下，如果通过调节能够得到清晰的目标图像，则此时物镜所在位置称为合焦位置，如果不管怎么调节均得不到清晰的目标图像，则没有合焦位置。对连续变倍的镜片组而言，如果在高倍率下调整清晰，则连续变倍到低倍率的过程中也应始终保持清晰，这就是齐焦性。然而，连续变倍的镜片组在运输过程中由于振动等原因会导致一片或多片透镜发生位移，引起齐焦性下降，也即在高倍率往低倍率变倍过程中，不能始终保持清晰，甚至在某些倍率下，有时需要调整焦距才能获取清晰的目标图像，严重时则不管怎么调节焦距，均无法获取清晰的目标图像，没有合焦位置。因此，有效检测连续变倍的镜片组的齐焦性可提高体视显微镜的生产效率与产品质量。

连续变倍的镜片组的齐焦性检测主要解决三个问题：一是清晰度判定，通过清晰度判定模型可获取在当前倍率下的相对最清晰位置；二是合焦判定，通过合焦判定模型可知在当前倍率下的相对最清晰位置是否是合焦位置；第三，根据所测得的离散倍率下的合焦位置，拟合出连续倍率下的合焦位置曲线。

目前，连续变倍的镜片组的齐焦性检测都是采用人工观测方法，其首先将体视显微镜倍率调整到最大，将图像调整清晰；接着降低倍率，观察图像是否清晰，若不清晰，则对焦距进行微调，将图像调清晰，记录该清晰位置，就作为合焦位置；如此循环，测到一组不同倍率下的合焦位置；再通过离散倍率下的合焦位置，通过经验来估计连续倍率下的合焦位置，从而得到经验曲线。这种人工观测方法的效率较低，并且容易产生误判，从而影响产品质量；另一方面，如果当产品的产量加大，且对产品进行全检时，则需要大量的检测工人。因此，人工观测方法只能在初期产品试制阶段采用，产品大批量生产时，需要更高效的齐焦性检测方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种检测精度高、检测效率高，且鲁棒性强的连续变倍体视显微镜齐焦性检测方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种连续变倍体视显微镜齐焦性检测方法，其特征在于包括以下步骤：

①转动连续变倍体视显微镜的倍率旋钮，将倍率调到M倍率下；

②转动连续变倍体视显微镜的调焦旋钮，从基准位置开始顺时针或逆时针旋转，然后采集Q个不同调焦旋钮角度下各自对应的T帧图像，将在M倍率下采集到的调焦旋钮角度为θ_s度的T帧图像中的第k帧图像记为其中，Q≥7，T≥3，顺时针旋转调焦旋钮时-5°≤θ_s≤0°，逆时针旋转调焦旋钮时0°≤θ_s≤5°，1≤s≤Q，1≤k≤T；

③利用四个清晰度判定函数分别计算M倍率下Q个不同调焦旋钮角度下采集到的共Q×T帧图像的清晰度值，然后获取利用每个清晰度判定函数计算得到的Q×T个清晰度值中的最大清晰度值，再判断四个最大清晰度值中是否至少有三个最大清晰度值各自对应的调焦旋钮角度为同一个位置，如果是，则将这些最大清晰度值对应的同一个位置的调焦旋钮角度定义为M倍率下的相对最清晰位置，否则，将利用第一个清晰度判定函数计算得到的最大清晰度值对应的调焦旋钮角度定义为M倍率下的相对最清晰位置；

④按照步骤①至步骤③的操作，获取P个不同倍率中的每个倍率下的相对最清晰位置，然后利用合焦判定方法，判定P个不同倍率中的每个倍率下的相对最清晰位置是否均为合焦位置，如果是，则确定齐焦性检测成功，并将该连续变倍体视显微镜判定为合格产品，否则，确定齐焦性检测失败，并将该连续变倍体视显微镜判定为不合格产品，其中，P≥6。

所述的调焦旋钮角度为调焦旋钮所处的位置与基准位置的相对角度；所述的从基准位置开始顺时针旋转调焦旋钮的方向为负方向，所述的从基准位置开始逆时针旋转调焦旋钮的方向为正方向。

所述的步骤③中利用四个清晰度判定函数分别计算M倍率下Q个不同调焦旋钮角度下采集到的共Q×T帧图像的清晰度值的具体过程为：