基于图像采集装置的快速准确对焦扫描病理切片组织的方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于图像采集装置的快速准确对焦扫描病理切片组织的方法，包括：(1)准备图像采集装置；(2)选取所述病理切片组织上的代表性点，并对其焦点进行对焦，计算得到每个代表性点的焦距，拟合出虚拟平面；(3)设置XYZ轴第一条扫描线作为其运动轨迹，并将所述病理切片组织上分成至少两条线来扫描；(4)相机开始抓图，这一过程中，根据相机抓取得到的前后两条线的清晰度趋势，不断校正Z轴的运动轨迹，即更改焦距；(5)完成扫描。本发明专利技术还提供了一种基于上述方法的扫描仪。本方法通过减少大量焦点，得到大致的虚拟平面，然后扫描过程中根据图像数据不断校正Z轴的运动轨迹，从而很好地解决了对焦速度慢、不准确等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种扫描方法，尤其涉及一种基于图像采集装置的快速准确对焦扫描病理切片组织的方法，
及应用产品包括数字病理切片扫描仪。
技术介绍
随着科技的不断发展，传统的显微镜不断被数字病理切片扫描仪所替代，数字病理切片扫描仪不仅具有传统显微镜的功能，而且能够把切片上的病理资源数字化、网络化，实现可视化数据的永久储存和不受时空限制的同步浏览处理，从而使其在病理的各个领域得到广泛应用。高倍率下的图像采集装置一般应用于数字病理切片扫描仪，关于图像采集装置主要包括光源、聚光镜、滤光镜平台(X，Y，Z轴)，物镜和相机。在高倍率扫描过程中，切片组织被分成N条线来进行逐一扫描。目前，按现有的扫描技术，其方法大多数采用：首先，计算多个焦点，拟合出切片组织焦距的虚拟平面，其中，所述虚拟平面类似于高低起伏的山脉；然后根据虚拟平面的焦距值，设定每一条扫描线XYZ轴的运动轨迹，并随着运动轨迹不断更换焦距；最后进行扫描。随着对图像扫描质量的要求不断提高，扫描技术对虚拟平面的要求也越来越严格，相应地，本领域技术人员不得不通过增加焦点的数量来提高虚拟平面的准确度。但是，焦点越多，扫描速度也就越慢，从而大大影响工作的效率，影响进程。另外，由于焦点扫描之前已经计算完成，即使在扫描过程中有偏差，平台出现误差，扫描仍会按照计算值进行，从而导致图像的质量下降。因此，可以发现现有技术的缺点在于：1、焦点个数过多，使得扫描时间延长；2、由于虚拟平面在切片扫描之前算好，达不到焦距实时对，实时扫的要求，从而导致扫描中产生一些误差，使图像质量稳定性不够，画质不好。具体表现在：在扫描过程中，病理切片微微移动，导致先前计算的虚拟平面有偏差；平台自身的累计误差，导致扫描越后面，虚拟平面误差越大。
技术实现思路
为了在现有技术的基础上更有效地提高扫描速度及扫描质量，本专利技术提供了一种基于图像采集装置的快速准确对焦扫描病理切片组织的方法，本方法通过减少大量焦点，得到大致的虚拟平面，然后在扫描过程中根据图像数据不断校正Z轴的运动轨迹，从而很好地解决了对焦速度慢、不准确等一系列问题。本专利技术的主题是一种基于图像采集装置的快速准确对焦扫描病理切片组织的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：准备图像采集装置；步骤2：选取所述病理切片组织上的代表性点，并对其焦点进行对焦，计算得到每个代表性点的焦距，拟合出一个虚拟平面；步骤3：设置XYZ轴第一条扫描线作为其运动轨迹，并将所述病理切片组织上分成至少两条线来扫描；步骤4：相机开始抓图，这一过程中，根据相机抓取得到的前后两条线的清晰度趋势，不断校正Z轴的运动轨迹，即更改焦距；步骤5：完成扫描。根据本专利技术一个优选实施例，其中，所述步骤1中，所述图像采集装置构件包括相机、滤光镜、物镜、病理切片组织、平台、聚光镜和光源。根据本专利技术一个优选实施例，其中，所述步骤2中，所述病理切片制作过程包括取材、固定、脱水透明、浸蜡包埋、切片和贴片、染色和封片。所述拟合方法包括最小二乘法、拉格朗日插值法、牛顿插值法、牛顿迭代法、区间二分法、弦截法、雅克比迭代法和牛顿科特斯数值积分法，优选为最小二乘法。根据本专利技术一个优选实施例，其中，所述步骤4中，所述相机可以同时抓取不同位置的两条线，不同相邻两条线之间距离相等，其距离由相机的硬件决定。所述相机也可以是只能抓取一条线的相机，此时需要两个相机，且需要分光棱镜将一束光线分成两束至两个相机。本专利技术另一方面的主题是一种基于上述方法的扫描仪。本专利技术的关键点和保护点包括：实时对焦、实时扫描的思路，以及根据两个点的清晰度校正焦点的方法。本专利技术所述一种基于图像采集装置的快速准确对焦扫描病理切片组织的方法由于采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下优点及有益效果：1、本专利技术在做虚拟平面时不需要很多焦点，只需做出大致的虚拟平面即可，相比那些需要做出精确平面的方法需要的焦点个数少很多，从而提高了扫描速度。2、本专利技术是实时校正Z轴，从而使得扫描出来的图像质量提高。附图说明图1为图像采集装置的构造示意图：图2为病理切片组织及其代表性点的示意图；图3为扫描线A和扫描线B；图4为清晰度与Z轴到组织的距离关系图；图5为本专利技术的一个替换方案的示意图。具体实施方式本专利技术提供了一种基于图像采集装置的快速准确对焦扫描病理切片组织的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：准备图像采集装置；步骤2：选取所述病理切片组织上的代表性点，并对其焦点进行对焦，计算得到每个代表性点的焦距，拟合出一个虚拟平面；步骤3：设置XYZ轴第一条扫描线作为其运动轨迹，并将所述病理切片组织上分成至少两条线来扫描；步骤4：相机开始抓图，这一过程中，根据相机抓取得到的前后两条线的清晰度趋势，不断校正Z轴的运动轨迹，即更改焦距；步骤5：完成扫描。根据本专利技术一个优选实施例，其中，所述步骤1中，所述图像采集装置构件包括相机、滤光镜、物镜、病理切片组织、平台、聚光镜和光源。根据本专利技术一个优选实施例，其中，所述步骤2中，根据本专利技术一个优选实施例，其中，所述步骤2中，所述病理切片制作过程包括取材、固定、脱水透明、浸蜡包埋、切片和贴片、染色和封片。所述拟合方法包括最小二乘法、拉格朗日插值法、牛顿插值法、牛顿迭代法、区间二分法、弦截法、雅克比迭代法和牛顿科特斯数值积分法，优选为最小二乘法。根据本专利技术一个优选实施例，其中，所述步骤4中，所述相机可以同时抓取不同位置的两条线，不同相邻两条线之间距离相等，其距离由相机的硬件决定。本专利技术还提供了一种基于上述方法的扫描仪。下面参照附图1-4，结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本发明的限定。实施例1(1)一种基于图像采集装置的快速准确对焦扫描病理切片组织的方法，其步骤包括：步骤1：准备如附图1所示结构的图像采集装置，其中，1表示平台、2表示病理切片组织、3表示聚光镜、4表示光源、5表示物镜、6表示滤光镜、7表示相机；步骤2：选取病理切片组织上的代表性点，并对其焦点进行对焦，计算得到每个代表性点的焦距，通过最小二乘法拟合出一个大致的虚拟平面，其中，如附图2所示9表示焦点；步骤3：如附图2所示，设置XYZ轴第一条扫描线A作为其运动轨迹，其中，病理切片组织分为A、B、C、D、E、F、G七条线进行扫描，箭头方向为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于图像采集装置的快速准确对焦扫描病理切片组织的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：准备图像采集装置；步骤2：选取所述病理切片组织上的代表性点，并对其焦点进行对焦，计算得到每个代表性点的焦距，拟合出一个虚拟平面；步骤3：设置XYZ轴第一条扫描线作为其运动轨迹，并将所述病理切片组织上分成至少两条线来扫描；步骤4：相机开始抓图，这一过程中，根据相机抓取得到的前后两条线的清晰度趋势，不断校正Z轴的运动轨迹，即更改焦距；步骤5：完成扫描。

【技术特征摘要】
1.一种基于图像采集装置的快速准确对焦扫描病理切片组织的方法，其特征在
于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：准备图像采集装置；
步骤2：选取所述病理切片组织上的代表性点，并对其焦点进行对焦，计算
得到每个代表性点的焦距，拟合出一个虚拟平面；
步骤3：设置XYZ轴第一条扫描线作为其运动轨迹，并将所述病理切片组
织上分成至少两条线来扫描；
步骤4：相机开始抓图，这一过程中，根据相机抓取得到的前后两条线的清
晰度趋势，不断校正Z轴的运动轨迹，即更改焦距；
步骤5：完成扫描。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图像采集装置部件包括相机、
滤光镜、物镜、病理切片组织、平台、聚光镜和光源。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拟合方法包括最小二乘法、
拉格朗日插值法、牛顿插值法、牛顿迭代法、区间二...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘炳宪，谢菊元，王焱辉，王克惠，陈丽桥，
申请(专利权)人：宁波江丰生物信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33