[发明专利]一种血涂片自聚焦显微成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及成像技术领域，特别涉及一种血涂片自聚焦显微成像方法。

背景技术

血涂片检验是诊断许多疾病的一种重要方法，血涂片中白细胞的数量、形态、所占比例等方面的信息能够帮助医生进行疾病的诊断。因此，对白细胞进行准确、快速分类计数，是当今医疗界面临的直接技术难题，也是医院提高工作效率首要问题。

目前，医院一般通过血液分析仪法和显微镜法两种方法检验血液中白细胞的种类和数量。血液分析仪法的优点在于速度快、重复性好且准确度高，但是不能准确识别细胞形态及其病理学变化，一旦发现异常患者，需要进一步采用显微镜法进行检查。

虽然显微镜法能够分类准确，及时发现细胞形态及病理变化，但速度慢、效率低下、需要专业人员反复操作显微镜、不适合大量人群筛选，尤其是显微镜的聚焦过程，即便是专业人员，仍需要耗费大量的时间。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种血涂片自聚焦显微成像方法，有效解决现有技术中需要人工进行显微镜聚焦的技术问题。

一种血涂片自聚焦显微成像方法，包括放置血涂片的载物台、驱动载物台运动的聚焦电机及载物台运动过程中拍摄血涂片图片的拍摄设备，所述显微成像方法中包括：

S1制备血涂片并将其置于载物台上，所述载物台位于聚焦起点；

S2聚焦电机驱动载物台以第一预设速度朝向聚焦终点运动；

S3在步骤S2载物台运动过程中，拍摄设备以预设频率拍摄血涂片的图片，并记录拍摄位置；

S4采用聚焦评价函数对获取的图片进行处理，通过处理后的图片得到焦平面所在位置，进而得到血涂片中白细胞的清晰成像。

在本技术方案中，通过聚焦电机移动载物台连续拍摄图片，运用图片处理算法分析拍摄图片前后的清晰度找出最佳焦平面。相比主动式聚焦(通过增加辅助设备测量距离实现聚焦，常用的辅助设备包括激光、红外线、相位法、超声波等方式，该方法缺点是增加了额外成本、扩大了设备体积，不利于系统集成，且易受外界干扰，离焦方向的判别和探测范围的限制导致聚焦后图片不理想)，这里采用的被动式聚焦(通过相机连续拍摄图片，分析拍摄图片前后的清晰度获取系统聚焦状态)更加直接和高效，有利于系统集成、降低成本、提高了白细胞图片质量输出标准，无需人工进行聚焦，节约人力物力。

进一步优选地，在步骤S4中，所述聚焦评价函数采用下式改进的灰度方差法：

其中，H为图片中有效像素的高度值，W为图片中有效像素宽度，i(x,y)为图片中各像素点的灰度值。

在本技术方案中，采用改进的灰度值方差法作为聚焦评价函数，其计算速度快、运算时间短、灵敏度高、具有普适性。此外，采用该方法计算血涂片中的白细胞图片结果具有单峰性、无偏性、平滑性、区分度高等优点。与其他被动式聚焦结合粗聚焦评价函数、细聚焦评价函数的方式相比，具有明显的优越性、高效性，且降低了复杂度。

进一步优选地，在步骤S4中还包括采用下式减少相邻像素点相似性的步骤：

|i(x,y)-i(x+1,y)|≤TH

|i(x,y)-i(x,y+1)|≤TH

其中，i(x,y)是图像在x,y坐标对应像素点灰度值(一般以图片左上角为像素原点)，i(x+1,y)为i(x,y)在水平方向(对应x轴)上相邻点像素点的灰度值，i(x,y+1)为i(x,y)在垂直方向(对应y轴)上相邻点像素点的灰度值，TH为预设阈值。

在本技术方案中，通过该方法增加图片中像素的特征点，减少相邻像素点的相似性，进一步提高聚焦评价函数计算结果的区分度和清晰度。

进一步优选地，在步骤S3之后还包括：

S5根据预设规则将拍摄设备拍摄的图片裁剪为预设大小；

在步骤S4中，采用聚焦评价函数对裁剪后的图片进行处理，通过处理后的图片得到焦平面所在位置，进而得到血涂片中白细胞的清晰成像。

在本技术方案中，为了防止由于拍摄设备拍摄的图片过大导致图片处理过程中耗时长的技术问题，将图片裁剪为预设大小，且在该过程中有选择性的进行裁剪，增加图片的锐度和边缘特征从而大大提高了聚焦效果，此外加快了聚焦速度、节省了聚焦时间。

进一步优选地，在步骤S5，所述预设规则具体包括：

当拍摄设备拍摄的图片存在梯度大、对比度大且能提高图片聚焦质量的区域，以该区域为中心裁剪出预设大小；