[发明专利]一种尿沉渣分析仪中显微镜的自动对焦方法、装置和电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种显微镜的自动对焦方法，特别涉及一种基于尿沉渣分析仪的高精度显微镜的自动对焦方法、装置和电子设备。

背景技术

随着尿沉渣分析仪和计算机技术结合的不断深入，作为其核心技术的显微镜自动对焦算法已经成为计算机视觉中的一个重要研究方向。能否获取清晰轮廓的尿沉渣图像对于之后的医学分析，诊断等十分重要，也影响到仪器的精确度。

临床上检查尿液中的有形成分均采用显微镜下人工进行分析判别。自动对焦一方面可以减轻操作者的劳动强度，减少或避免操作者因反复调焦造成的主观误差。另一方面，它省去了复杂的调焦动作，大大方便了操作者。相比普通的成像系统，显微镜物镜的焦深是十分有限的，并且随着放大倍数的增大，它的焦深会不断减小。尤其是在高倍显微物镜下，只有那些在聚焦平面或其附近的结构才是清晰的，远离焦平面的结构会比较模糊甚至不可见，系统成像质量受高倍物镜的焦深限制而下降的现象也会十分严重。因此，对于尿沉渣显微图像的获取来说，控制显微镜的自动对焦以获取最清晰的显微图像就成为尿液尿沉渣分析系统正常分析的前提。

目前应用于显微镜自动对焦系统的对焦方式多为无源方式。这种方式是采用图像处理技术来确定样本图像是否对焦。这种图像处理技术是根据图像来分析图像的质量，从而获得当前的成像状态，并通过对焦评价函数计算不同位置的成像图像的评价函数值，找出评价函数值最大的成像位置，完成对焦操作。

已提出的各种图像评价方法，请参考图1所示。一类是时域的评价方法，直接用锐化算子对图像进行处理，然后取处理后的数据作为判定依据，具有简洁、快速的特点，但对噪声较敏感，常见的有梯度评价算法、laplacian评价算法等，会得到如图2所示的关系曲线；另一类是频域的评价方法，主要采用傅里叶变换、小波变换等方法，通过分析图像的频率成分来评价图像的清晰度，会得到如图3所示的关系曲线。

理想的清晰度评价函数应该满足单峰性和无偏性，在实际的图像采集中，由于噪声、样本表面的尘埃以及样本的背景干扰等因素的影响，导致评价函数出现多个局部极大值，并且最大峰偏离图像最清晰的位置，影响到样本检测结果准确性。目前已提出了各种方法消除对焦曲线的局限极值，但是大部分都不具有普遍意义，在某些情况下，无论采用哪种对焦评价函数，都可能导致自动对焦的失败。因而消除多峰和背景干扰，构建一个可靠、快速和高精度的的显微镜自动对焦系统具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于针对尿沉渣分析仪提供一种在显微视野下的图像清晰度评价算法，是可确保显微镜对焦动作完成后，显示屏上的图像是正确清晰的。

一种尿沉渣分析仪中基于NSCT的显微镜自动对焦方法，该对焦处理包括下列步骤：

A1首先分别连续在X个不同物距获取预摄图像X张，每一张预摄图像Px皆有相应的第X物距位置；

A2载入所述源图像；

A3将连续的X张预摄图像进行N级NSCT分解，每张图像得到个高频子带系数和1个低频子带系数；

A4利用子带系数构造基于改进的拉普拉斯能量和函数，低频子带系数拉普拉斯能量和函数值与高频子带系数拉普拉斯能量和函数值的比值即为清晰度评价函数值；

A5利用所述的比值作为参考数据得到焦点估计值；

A6利用焦点估计值不断调整对焦位置；

A7重复上述过程，决定当前图像的最佳对焦位置。

所述的方法，所述的步骤A3，具体方法为：首先采用非下采样塔式滤波器组对输入图像F进行多尺度分解，得到低频子带系数和高频子带系数；然后对已经得到的塔形结构进行非下采样方向滤波器组多方向分解，得到不同尺度、不同方向的子带系数：