[发明专利]一种低倍显微物镜识别与定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及物镜定位领域，尤其涉及一种低倍显微物镜识别与定位方法。

背景技术

全自动显微成像系统获取清晰图像的过程可分为横向定位与纵向定位两个步骤。纵向定位即将试样标本调整至焦平面，实现聚焦。国内外学者对自动纵向定位方法研究较多，其主要基于数字图像技术估计成像系统的聚焦深度或离焦深度从而完成定位。

横向定位即将目标物镜中心调整至光轴。由于显微成像质量与光路的光通量息息相关，而光路的光通量会随着物镜的光轴偏离程度增加而减小，从而导致成像质量降低，影响纵向定位精度，因此横向定位是纵向定位的前提。显微成像系统对试样标本的初始目标区域定位均由视野较广的低倍物镜完成，而全自动显微镜启动时，往往缺乏低倍物镜的光轴偏离度这一先验信息，难以保证横纵向定位效果。为完成低倍物镜的横向定位，通常使用标记物对特定倍率物镜进行标记，再由传感电路检测标记物实现低倍物镜的横向定位。但这些基于传感电路的方法不仅增加机械复杂度，且受限于传感器精度。

发明内容

本发明的目的是，提供一种低倍显微物镜识别与定位方法，可以降低操作复杂度，增强物镜定位鲁棒性。

为实现该目的，提供了一种低倍显微物镜识别与定位方法，该方法包括以下处理步骤：

步骤101：物镜转换器步进后，将对应物镜采集的图像平均分成若干子块，并且计算各子块亮度的标准差；

步骤102：通过二维高斯模板获得各子块的权重；

步骤103：通过各子块的权重计算图像整体亮度的标准差，并且判断图像整体亮度的标准差是否大于设定的阈值，若大于则识别目标物镜完成，从而进行步骤104，反之，则返回步骤1继续步进；

步骤104：实时将目标物镜移动所采集到的图像的像素值进行取整处理，然后对图像进行滤波处理；

步骤105：将滤波后的图像根据设定的灰度阈值进行二值化处理，然后统计出达到设定亮度的像素总量并且计算依次采集图像中达到设定亮度的像素总量的变化率；

步骤106：当实时采集图像中达到设定亮度的像素总量的变化率小于设定值，则将当前位置的图像作为基准帧并且计算基准帧的能量均值；

步骤107：计算实时采集图像的能量均值，并且与基准帧的能量均值计算获得能量均值增量，找到能量均值增量达到最大时所对应的位置，则定位完成。

优选地，所述物镜转换器步进的步长大于相邻两物镜中心的夹角，其中相邻两物镜中心的夹角L＝360°/N，N为物镜转换器上的物镜容量。

优选地，在步骤102中，所述二维高斯模板为10×10、方差为σ_H，其中各子块的权重计算过程为，先通过高斯函数求各子块的模板元素，即，

其中，H′(i,j)为模板元素，i、j分别为各子块的变量，σ_H为二维高斯模板的方差；

再通过归一化处理获得各子块的权重，即

其中，H(i,j)为各子块的权重。

优选地，在步骤103中，所述图像整体亮度的标准差的计算公式为，

其中，σ_p为图像整体亮度的标准差，σ(i,j)为各子块亮度的标准差。

优选地，在步骤105中，所述像素总量的变化率为，

其中，P_n为像素总量的变化率，S_n为当前采集图像中达到设定亮度的像素总量，S_n-1为当前采集图像的前一采集图像中达到设定亮度的像素总量。

优选地，在步骤106中，基准帧的能量均值计算公式为，

其中，I_x为基准帧，Ep_x为基准帧的能量均值，N为基准帧的长度，M为基准帧的宽度，S_x为基准帧中达到设定亮度的像素总量。

优选地，在步骤107中，所述能量均值增量的计算公式为，

f_n为能量均值增量，T_x为达到设定亮度的像素总量变化率阈值，P_n为达到设定亮度像素总量的变化率，Ep_x为基准帧的能量均值，Ep_n为实时采集图像的能量均值。

优选地，所述Ep_n的计算过程与基准帧的能量均值计算过程相同。

优选地，所述像素值进行取整处理为对像素值进行四舍五入处理。