一种多层对齐融合方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种多层对齐融合方法及其应用，该方案包括包括以下步骤：对玻片进行初定位，以确定该玻片上样本的细胞范围；将玻片按照相机视野划分为n行n列的视野图像；依据当前细胞范围的大小对玻片信息设置对焦点；控制相机Z轴运动找到相对清晰的对焦点作为清晰点；对每个清晰点进行细对焦找到最清晰的点作为目标点；将所有目标点拟合成一个平滑的对焦清晰面；根据对焦清晰面，对视野图像进行逐层扫描；以该对焦清晰面作为参考，对剩余层进行对齐矫正并融合相似处；当所有行所有层都扫描完成后进行拼接成全景高清晰图像。本发明专利技术具有扫描清晰度高、适用范围广的优点。适用范围广的优点。适用范围广的优点。

【技术实现步骤摘要】
中，具体步骤为：设定扫描间距和扫描层数；按每行多次来回扫描的方式对视野图像进行扫描；选择扫描层数中每一个对焦点最清晰的一层作为参考层，以该参考层作为比较，并以扫描间距为一层，分别向上向下逐层来回扫描；以参考层为依据对向上向下来回扫描得到的图像分别进行对齐矫正，找到相似处融合形成新的融合图；当所有行所有层都扫描完成后进行拼接成全景高清晰图像。
[0012]进一步地，利用压电陶瓷对每个清晰点进行细对焦找到最清晰的点作为目标点。
[0013]进一步地，对于一个玻片上两个样本之间的间隙，通过线性插值法过渡到下一个样本。
[0014]一种多层对齐融合装置，包括：相机模块，用于对玻片进行扫描；驱动机构，用于驱动该相机模块沿Z轴方向移动；对焦模块，设于该相机模块上，用于对焦找到对焦点；压电陶瓷模块，用于对每个清晰点进行细对焦找到最清晰的点；计算模块，对玻片进行初定位，以确定该玻片上样本的细胞范围；将玻片按照相机视野划分为n行n列的视野图像；依据当前细胞范围的大小对玻片信息设置对焦点；控制驱动机构驱动相机沿Z轴运动；将所有目标点拟合成一个平滑的对焦清晰面；根据对焦清晰面，对视野图像进行扫描拼接得到全景高清晰图像。
[0015]一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行上述的一种多层对齐融合方法。
[0016]工作原理及有益效果：1、与现有技术相比，本申请通过高精度控制实现玻片数字化的多层扫描进行对齐融合拼接，最后能够清晰地反映玻片上面每一个细胞，辅助医生做出诊断；2、与现有技术相比，本申请先初定位，再对焦，最后找到目标点，精度逐渐提高，从而能够找到最清晰的一个面，而且能够清晰地扫描处样本中堆叠细胞的每一层信息，而现有技术单层扫描无法做到这一点；3、多层扫描进行融合的方式可以应用于明场扫描仪宫颈细胞筛查、暗场荧光扫描仪循环肿瘤细胞检测等，极大地扩展了应用场景。
附图说明
[0017]图1是现有技术的示意图；图2是本专利技术相机扫描方式图；图3是本专利技术样品存在的特殊情况示意图；图4是实施例2中宫颈细胞单层多层扫描进行对比图一；图5是实施例2中宫颈细胞单层多层扫描进行对比图二；图6是实施例2中宫颈细胞单层多层扫描进行对比图三；图7是电子装置的示意图；
图8是本专利技术方法的流程图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]本领域技术人员应理解的是，在本专利技术的披露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本专利技术的限制。
[0020]实施例1，如图8所示，本多层对齐融合方法包括以下步骤：对玻片进行初定位，以确定该玻片上样本的细胞范围；将玻片按照相机视野划分为n行n列的视野图像；依据当前细胞范围的大小对玻片信息设置对焦点；控制相机Z轴运动找到相对清晰的对焦点作为清晰点；对每个清晰点进行细对焦找到最清晰的点作为目标点；其中，利用压电陶瓷对每个清晰点进行细对焦找到最清晰的点作为目标点；将所有目标点拟合成一个平滑的对焦清晰面；其中，采用薄板样条差值法将所有目标点拟合成一个平滑的对焦清晰面，对于一个玻片上两个样本之间的间隙，通过线性插值法过渡到下一个样本；根据对焦清晰面，对视野图像进行逐层扫描；其中，如图2所示，通过S形扫描方式对视野图像进行扫描；以该对焦清晰面作为参考，对剩余层进行对齐矫正并融合相似处；其中，该步骤具体为：设定扫描间距和扫描层数；按每行多次来回扫描的方式对视野图像进行扫描；选择扫描层数中每一个对焦点最清晰的一层作为参考层，以该参考层作为比较，并以扫描间距为一层，分别向上向下逐层来回扫描；以参考层为依据对向上向下来回扫描得到的图像分别进行对齐矫正，找到相似处融合形成新的融合图；当所有行所有层都扫描完成后进行拼接成全景高清晰图像。
[0021]在本实施例中，本申请在对焦模块采用了Z轴搭配压电陶瓷模块，其控制精度为10nm，其响应速度非常快（40毫秒内能响应20μm行程），区别于传统的Z轴对焦扫描，其扫描速度最快能达到15s一片。
[0022]在多层扫描时除了响应速度快，扫描速度快之外，还因为其控制精度为10nm，可以在多层扫描时达到间距最小为10nm，最高间距依玻片情况设定。层数视玻片情况设定，间距和层数可调。多层扫描是指将玻片分成N行N列，然后每行多次来回扫描的方式，根据选择的
间距和层数，进行扫描。如间距为0.1μm，层数为3层，扫描模块就会找出每一个对焦点最清晰的那一张作为参考层，以参考层作为中间一层比较，往上0.1μm为一层，往下0.1μm为一层，3层的扫描方式是一层一层来回扫描，第一层是从左往右，第二层就是从右往左，但是起始位置不同可能存在位置误差，因此需要模板匹配对齐每一层相同地方的图像，例如第一行可拍摄10张小视野图像，中间清晰层10张为参考图，往上0.1um为一层的10张图需要一张一张进行与参考层进行算法上的对齐矫正，找到相似的地方进行融合，形成新的融合图，往下0.1um为一层拍摄10张小图，这10张小图与上面已经进行对齐融合后的10张小图再次进行对齐融合形成新的融合图，这样就不会丢失数据以及图像错位，最后当所有行所有层都扫描完成后进行拼接成全景高清晰图像。
[0023]在本实施例中，虽然将对焦点拟合清晰面是采用薄板样条差值的算法是现有技术，但会根据玻片实际情况进行调整，如图3所示，一个玻片上有两个分得很开的样本，两块样本采用薄板样条差值就可能因为相离太远，厚度不一而一块样本清晰，一块样本模糊，为了解决这个问题在中间没有样本的区域会用线性插值的方法过渡到下一个样本。而对焦点拟合图，可以根据拟合出来的曲面进行扫描。拟合曲面的作用是平滑两个对焦点平滑过渡，不是骤跳的形式。
[0024]实施例2，如图4
‑
6所示，本实施例以宫颈细胞单层与多层扫描进行对比，可以看见图像有明显变清晰的差别。其中图4中左侧为单层扫描，右侧为五层扫描；图5中左侧为单层扫描，右侧为十层扫描；图6中左侧为五层扫描，右侧为十层扫描。可见从以上3组对比图就可以看出，扫描层数越多，扫描出来的图像更清晰（因为图片转换的原因导致实际两者看起来区别不是很大，但是细看还是存在较为明显的区别，右侧明显更加清晰），因此多层扫描在制片时产生细胞堆叠情况下，多层扫描的必要性。并且为了能够更清晰地表现出玻片上的任意细胞信息，仍有更高层扫描的需求，目前可以根据用户需求选择任意层数，以上三组细胞采用的层数间隔距离为1.25um，为了满足医生阅片的需求，在层数间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层对齐融合方法，其特征在于，包括以下步骤：对玻片进行初定位，以确定该玻片上样本的细胞范围；将玻片按照相机视野划分为n行n列的视野图像；依据当前细胞范围的大小对玻片信息设置对焦点；控制相机Z轴运动找到相对清晰的对焦点作为清晰点；对每个清晰点进行细对焦找到最清晰的点作为目标点；将所有目标点拟合成一个平滑的对焦清晰面；根据对焦清晰面，对视野图像进行逐层扫描；以该对焦清晰面作为参考，对剩余层进行对齐矫正并融合相似处；当所有行所有层都扫描完成后进行拼接成全景高清晰图像。2.根据权利要求1所述的一种多层对齐融合方法，其特征在于，相机Z轴的控制精度小于等于10nm。3.根据权利要求2所述的一种多层对齐融合方法，其特征在于，相机Z轴的响应速度为每1ms至少能够响应0.5μm的行程。4.根据权利要求1所述的一种多层对齐融合方法，其特征在于，通过S形扫描方式对视野图像进行扫描。5.根据权利要求1所述的一种多层对齐融合方法，其特征在于，采用薄板样条差值法将所有目标点拟合成一个平滑的对焦清晰面。6.根据权利要求4所述的一种多层对齐融合方法，其特征在于，在“以该对焦清晰面作为参考，对剩余层进行对齐矫正并融合相似处”中，具体步骤为：设定扫描间距和扫描层数；按每行多次来回扫描的方式对视野图像进行扫描；选择扫描层数中每一个对...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞宏，董伟斌，陈方兴，
申请(专利权)人：杭州迪安生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：