一种用于平面样本快速对焦拍照的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于平面样本快速对焦拍照的方法，属于样本成像技术领域，其通过将平面样本的待对焦拍照平面均分为多个单元区域，优选三个离散点并分别计算各离散点的对焦距离，再以插值法计算得到各单元区域的对焦距离，继而结合各单元区域的对焦距离来控制镜头快速移动，有效实现了镜头与样本区域的快速对焦，从而无需每次调整镜头的焦距，便可完成各单元区域的准确拍照。本发明专利技术的用于平面样本快速对焦拍照的方法，其步骤简单，操作简便，有效减少了镜头与样本区域的对焦时间，提升了平面样本对焦拍照的效率，保证了平面样本对焦拍照的清晰度，降低了样本对焦拍照的成本，具有较好的推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种用于平面样本快速对焦拍照的方法
本专利技术属于样本成像
，具体涉及一种用于平面样本快速对焦拍照的方法。
技术介绍
在生物医药领域，往往需要对各类样本进行显微扫描成像，如单细胞生物、小型藻类、细菌培养液、动植物的疏松组织、精巢、花药、血液、脓液、皮肤组织液、咽壁等；各种样本往往是先固定在医学载玻片上，再将载玻片对应放置及固定在显微扫描成像装置的载物台上，通过载物台在扫描成像平面上沿x轴、y轴方向的移动，使得样本依次通过镜头的对焦平面，通过镜头对样本上各点分别成像，然后把各点的成像经过拼合形成整个医学样本的像。目前，运用显微扫描成像装置对样本进行扫描时，往往需要将载玻片上的样本待扫描平面分为多个等分的区域，如附图5中所示的m×n个区域，即样本扫描平面的长度方向和宽度方向分别均分为n个等份和m个等份，形成m×n个尺寸相同的扫描区域，继而对每个扫描区域进行拍照，并最终将各个扫描区域拍照的结果依次进行拼合，形成样本最终的扫描图像。在现有技术中，为保证扫描成像图片能够满足软件识别的要求，其清晰度往往要求较高，并且样本的扫描时间也不能太长，必须在某一规定的时间内完成整个样本平面的拍照。但是，运用现有的显微扫描成像方法去实现样本的高清晰度成像时，往往需要装置的镜头对样本平面划分的每个区域进行自动精确对焦，继而再完成每个区域的对应拍照，而目前镜头对每个区域的自动精确对焦往往至少需要3秒时间，且m×n个区域往往不少于800个，即用于样本平面对焦的时间就会不少于40分钟，这使得样本扫描的时间太长，即使一天工作8个小时也仅能扫描成像12个样本左右，这比人工操作的效率(约25个/天)还低，极大地制约了样本扫描成像的效率，提升了样本高清晰度扫描的扫描成本，制约了样本的快速扫描成像，无法充分满足样本快速、精确成像的需求，具有较大的应用局限性。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种用于平面样本快速对焦拍照的方法，其通过将平面样本的待对焦拍照平面均分为多个单元区域，并在待对焦拍照平面上优选三个离散点，进而分别准确计算得到各离散点的对焦距离，再以插值法计算各单元区域的对焦距离，继而结合各单元区域的对焦距离来控制镜头快速移动，有效实现了镜头与样本区域的快速对焦，从而无需每次调整镜头的焦距，便可完成各单元区域的准确拍照，大大提升平面样本成像过程中的对焦速度，缩短样本扫描成像的时间，提升样本扫描成像的效率和准确性，充分满足平面样本快速、精确成像的需求。为实现上述目的，本专利技术提供一种用于平面样本快速对焦拍照的方法，其步骤如下：S1：将平面样本的待对焦拍照区域分别沿长度方向和宽度方向划分为n个等份和m个等份，形成m×n个单元区域；S2：在待对焦拍照区域中选取A、B、C三个离散点，即A、B、C三个离散点形成的平面为所述平面样本所处的样本平面；S3：保持镜头的焦距不变，分别调节镜头与三个所述离散点之间的距离，依次实现所述镜头对各所述离散点的对焦，得到各所述离散点的对焦距离；S4：根据各所述离散点的对焦距离，采用插值法分别计算出各所述单元区域的对焦距离；S5：根据各所述单元区域的对焦距离依次完成各所述单元区域的对焦拍照，从而完成所述平面样本的快速对焦拍照。作为本专利技术的进一步改进，步骤S4中还包括各所述单元区域对焦距离的修正步骤，其步骤如下：通过对两相邻所述单元区域的重合区域进行清晰度值对比，当两者清晰度值之差大于设定的阈值时，所述镜头采用清晰度值高的单元区域的对焦距离对清晰度值低的单元区域进行重新对焦拍照。作为本专利技术的进一步改进，各所述离散点的对焦距离通过如下步骤来确定：S31：控制所述镜头与任意所述离散点对正，两者的距离为H1，并根据清晰度计算函数计算得到此时的清晰度值f1；S32：控制所述镜头相对所述离散点沿轴向移动一个较小的距离h，计算得到此时的清晰度值f2，对比f2与f1值的大小，当f2大于f1时，表明所述镜头的移动方向为对焦方向，反之，所述镜头移动方向的相反方向为对焦方向；S33：控制所述镜头依次沿所述对焦方向移动i次距离h，i为整数且不小于2，并分别计算得到每次移动后的清晰度值，直至第i次的清晰度值小于第(i-1)次时的清晰度值，即fi小于f(i-1)，完成所述镜头的粗对焦；S34：控制所述镜头依次沿所述对焦方向的相反方向移动j次距离l，j为不小于2的整数，且0.001h≤l≤0.1h，并分别计算得到每次移动后的清晰度值，直至第j次的清晰度值小于第(j-1)次时的清晰度值，即fj小于f(j-1)，继而所述镜头回退距离l后停止移动，完成所述镜头的精对焦，即此时所述镜头与对应离散点的距离为该离散点的对焦距离。作为本专利技术的进一步改进，所述插值法为线性插值法、抛物线插值法和样条插值法中的一种或者多种。作为本专利技术的进一步改进，所述单元区域为正方形区域。作为本专利技术的进一步改进，步骤S5中各所述单元区域的依次对焦拍照的步骤如下：控制所述镜头沿所述平面样本的长度方向自一端移动到另一端，完成一行所述单元区域的对焦拍照，继而控制所述镜头沿宽度方向移动至相邻一行，并沿所述平面样本的长度方向依次完成该行中各所述单元区域的对焦拍照，以此类推，依次完成m×n个所述单元区域的对焦成像。作为本专利技术的进一步改进，步骤S5中各所述单元区域的依次对焦拍照的步骤如下：控制所述镜头沿所述平面样本的宽度方向自一端移动到另一端，完成一列所述单元区域的对焦拍照，继而控制所述镜头沿长度方向移动至相邻一列，并沿所述平面样本的宽度方向依次完成该列中各所述单元区域的对焦拍照，以此类推，依次完成m×n个所述单元区域的对焦成像。作为本专利技术的进一步改进，m的值等于n的值，且所述单元区域为正方形。作为本专利技术的进一步改进，h等于100μm。作为本专利技术的进一步改进，l等于1μm。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：(1)本专利技术的用于平面样本快速对焦拍照的方法，其通过将平面样本的待对焦拍照平面均分为多个单元区域，并在待对焦拍照平面上优选三个离散点，进而分别准确计算得到各离散点的对焦距离，再以插值法计算各单元区域的对焦距离，继而结合各单元区域的对焦距离来控制镜头快速移动，有效实现了镜头与样本区域的快速对焦，从而无需每次调整镜头的焦距，便可完成各单元区域的准确拍照，大大提升了平面样本成像过程中的对焦速度，缩短了样本扫描成像的时间，提升了样本扫描成像的效率和准确性，充分满足了平面样本快速、精确成像的需求；(2)本专利技术的用于平面样本快速对焦拍照的方法，其通过对焦距离的测试步骤来对应完成各离散点对焦距离的准确获取，且通过粗对焦和精对焦的配合调整，可有效保证对焦距离测试的准确性，提升对焦距离获取的效率和对焦拍照的清晰度；(3)本专利技术的用于平面样本快速对焦拍照的方法，其通过对应设置对焦距离的修整步骤，有效避免了当相邻两单元区域的平面度存在一定差异时所引入的对焦距离误差，充分保证了平面样本各位置对焦拍照的清晰度；(4)本专利技术的用于平面样本快速对焦拍照的方法，其通过计算各离散点的对焦距离并运用插值法计算各单元区域的对焦距离，对焦距离的确定便捷可靠，可进一步提升平面样本的对焦拍照效率，缩短平面样本对焦拍照的时间；(5)本专利技术的用于平面样本快速对焦拍本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于平面样本快速对焦拍照的方法，其步骤如下：S1：将平面样本的待对焦拍照区域分别沿长度方向和宽度方向划分为n个等份和m个等份，形成m×n个单元区域；S2：在待对焦拍照区域中选取A、B、C三个离散点，即A、B、C三个离散点形成的平面为所述平面样本所处的样本平面；S3：保持镜头的焦距不变，分别调节镜头与三个所述离散点之间的距离，依次实现所述镜头对各所述离散点的对焦，得到各所述离散点的对焦距离；S4：根据各所述离散点的对焦距离，采用插值法分别计算出各所述单元区域的对焦距离；S5：根据各所述单元区域的对焦距离依次完成各所述单元区域的对焦拍照，从而完成所述平面样本的快速对焦拍照。

【技术特征摘要】
1.一种用于平面样本快速对焦拍照的方法，其步骤如下：S1：将平面样本的待对焦拍照区域分别沿长度方向和宽度方向划分为n个等份和m个等份，形成m×n个单元区域；S2：在待对焦拍照区域中选取A、B、C三个离散点，即A、B、C三个离散点形成的平面为所述平面样本所处的样本平面；S3：保持镜头的焦距不变，分别调节镜头与三个所述离散点之间的距离，依次实现所述镜头对各所述离散点的对焦，得到各所述离散点的对焦距离；S4：根据各所述离散点的对焦距离，采用插值法分别计算出各所述单元区域的对焦距离；S5：根据各所述单元区域的对焦距离依次完成各所述单元区域的对焦拍照，从而完成所述平面样本的快速对焦拍照。2.根据权利要求1所述的用于平面样本快速对焦拍照的方法，其中，步骤S4中还包括各所述单元区域对焦距离的修正步骤，其步骤如下：通过对两相邻所述单元区域的重合区域进行清晰度值对比，当两者清晰度值之差大于设定的阈值时，所述镜头采用清晰度值高的单元区域的对焦距离对清晰度值低的单元区域进行重新对焦拍照。3.根据权利要求1或2所述的用于平面样本快速对焦拍照的方法，其中，各所述离散点的对焦距离通过如下步骤来确定：S31：控制所述镜头与任意所述离散点对正，两者的距离为H1，并根据清晰度计算函数计算得到此时的清晰度值f1；S32：控制所述镜头相对所述离散点沿轴向移动一个较小的距离h，计算得到此时的清晰度值f2，对比f2与f1值的大小，当f2大于f1时，表明所述镜头的移动方向为对焦方向，反之，所述镜头移动方向的相反方向为对焦方向；S33：控制所述镜头依次沿所述对焦方向移动i次距离h，i为整数且不小于2，并分别计算得到每次移动后的清晰度值，直至第i次的清晰度值小于第(i-1)次时的清晰度值，即fi小于f(i-1)，完成所述镜头的粗对焦；S34：控制所述镜头依次沿...

【专利技术属性】
技术研发人员：周复，赵雁林，周舒，
申请(专利权)人：杭州上池科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33