基于图像显微扫描平台XY方向夹角测量与运动补偿方法技术

本发明专利技术公开了一种基于图像显微扫描平台XY方向夹角测量与运动补偿方法，能够帮助仪器装配人员方便、直观地判定测量扫描平台运动方向安装的夹角，根据所测夹角重新调整平台结构装配，使扫描平台沿着X轴和Y轴两个方向运动时保持运行方向垂直或者根据运动方向的夹角对平台沿着扫描轨迹运动采图做出对应的运动补偿，解决两运动方向安装垂直度不达标导致扫描平台无法准确完成所采集视野图像的高效拼接的问题，有效提高自动扫描过程图像处理效率，降低后期图像拼接的流程实现难度，降低技术装配人员的工作难度与强度的同时保证了调试的效率和精度，对维持自动显微扫描仪的稳定采图有重要意义，在医疗病理类玻片显微视觉自动检测行业有着广泛应用前景。测行业有着广泛应用前景。

【技术实现步骤摘要】
基于图像显微扫描平台XY方向夹角测量与运动补偿方法


[0001]本专利技术涉及医疗信息采集检测和临床医学
，尤其涉及一种基于图像显微扫描平台XY方向夹角测量与运动补偿方法。

技术介绍

[0002]伴随着检验水平与检验需求的不断上涨，自动显微扫描平台相比传统显微镜展现出了更为便捷准确高效的特性，得到了各方面的广泛应用，而传统的人工镜检需要病理专家或经过专业培训的医师进行操作，已经不再适用于待检样本数量大、镜检结果得出时间紧的情况，且人工长时间镜检操作易导致视觉疲劳等情况影响镜检结果，加之人工镜检的重复聚焦操作导致耗时耗力、效率低下。在数字图像技术和计算机技术的协同下，自动显微扫描仪得到充分发展并应用，其能够完成自动聚焦，使镜检更高效准确，大大降低了使用成本，缩短了检验时间。
[0003]自动显微扫描仪所采集到的图像质量主要受到其扫描平台安装精度的影响，安装精度的高低对扫描仪的工作性能、效率、准确性等起到关键作用，加之成像原理要求扫描平台的运动X、Y方向有较高的垂直度要求，安装垂直度是扫描平台内部结构装配问题且对安装调试要求较高，如图1所示。
[0004]然而，目前测量其运动方向安装垂直度的方法主要依靠激光粗略测量，调整安装精度较差。如图2所示的情况，图中粗实线为标定玻片上的标定线，粗虚线为标定线在相机中实际采集所得。对实际采样的带有特制标定线的标定玻片，如图3所示，进行采集图像获得若干个视野图像。常用的图像拼接方法有几何拼接、图像识别融合拼接。其中图像识别融合拼接如图4所示，将采集到的所有视野进行图像内容识别拼接，并以此得到完整的图像内容，但是仍需要进行对拼接后的图像进行裁剪、旋转等操作才能够能到完整且正确的视野图像。
[0005]如此，现有测量方法很难保障扫描平台运动过程中在X、Y方向能够满足垂直度要求。因而在实际扫描过程中，由于安装精度等问题，往往所采集到的视野图像在拼接过程中都会出现图像内容不符、图像区域过大等问题，从而导致拼接图像失败或者拼接后的图像难以满足后续工作所需。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对上述技术问题，提出一种基于图像显微扫描平台XY方向夹角测量与运动补偿方法，基于特制标定玻片视野标定线图像识别拼接后再拟合的方法来测量当前扫描平台运动方向的夹角，在理想状态下扫描平台沿X方向与其沿Y方向步进运动夹角为90
°
，所拍摄的不同视野图像经过图像拼接之后的图像边缘为平齐的，且拼接后图像内容与实际玻片标本一致。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种基于图像显微扫描平台XY方向夹角测量与运动补偿方法，包括
以下步骤：
[0009]步骤一：将带有特制标定线的标定玻片放置在显微扫描平台上，通过自动聚焦找到玻片当前视野的焦平面图像，确保采集到的视野图像中标定线轮廓清晰可见；
[0010]步骤二：设定运动方向沿玻片长边方向为X方向、短边方向为Y方向、玻片左上角为原点O，其中标定玻片的标定线呈栅格式分布，标定线分别平行于X、Y方向；
[0011]步骤三：在相机中采集玻片视野，视野中包含标定线；
[0012]步骤四：以步骤三中采集到的视野作为首个视野，扫描平台沿X方向运动采集多个视野，所采集的视野个数大于3个；
[0013]步骤五：将步骤四中采集到的除首视野以外的其余所有视野进行图像识别融合拼接，利用图像拟合直线算法拟合得到拼接图像中X方向标定线的两端点坐标(x0，y0)和(x1，y1)，得到首视野标定线的方程：A
X
x+B
X
yC
X
＝0，式中，A
X
、B
X
、C
X
均为用X方向标定线两端点坐标表示的常数，A
X
＝y1‑
y0，B
X
＝x0‑
x1，C
X
＝(y0‑
y1)x0+(x1‑
x0)y0；
[0014]步骤六：回到首视野，扫描平台沿Y方向运动采集多个视野，所采集的视野个数大于3个；将所采集到的除首视野以外的其余所有视野进行图像识别融合拼接，利用图像拟合直线算法拟合得到拼接图像中Y方向标定线的两端点坐标(x
′0，y
′0)和(x
′1，y
′1)，得到该标定线的方程：A
Y
x+B
Y
y+C
Y
＝0，式中，A
Y
、B
Y
、C
Y
均为用Y方向标定线两端点坐标表示的常数，A
Y
＝y
′1‑
y
′0，B
Y
＝x
′0‑
x
′1，C
Y
＝(y
′0‑
y
′1)x
′0+(x
′1‑
x
′0)y
′0；
[0015]步骤七：依靠X、Y方向标定线存在的斜率数值得到X、Y方向标定线的夹角θ，即扫描平台X、Y运动方向的夹角；
[0016]步骤八：根据夹角θ进行判定是否进行调整，当0＝90
°
时，扫描平台XY方向相互垂直，直接进行后续采集图像操作；当θ≠90
°
时，假定扫描平台XY方向的夹角所给定的误差范围为90
°±5°
，若角度θ超出该误差范围，则安装人员需要根据角度θ作为调整参考对扫描平台的机械结构方面做出调整或重新安装；若角度θ在该误差范围内，则采用运动补偿的方式对实际扫描轨迹做出调整；运动补偿的具体措施为：调整扫描平台X方向与相机坐标系X轴平行，在Y方向采集图像时，扫描平台Y方向步长由原有步长d调整为d
·
sinθ，同时根据θ是否大于90
°
而向X方向进行正补偿或负补偿，所补偿距离为Δl＝λ
·
d
·
cosθ。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0018]本专利技术提出一种基于图像显微扫描平台XY方向夹角测量与运动补偿方法，通过测量平台运动X和Y两个方向的夹角是否满足要求，如不符合要求则需要做出相应调整以保证后期图像拼接的准确性和运动多视野采集图像的稳定性。本专利技术为显微自动扫描平台安装调整的精度与采图的稳定提供了新的思路，能够帮助仪器装配人员方便、直观地判定测量扫描平台运动方向安装的夹角，最终目的在于根据所测夹角重新调整平台结构装配，使扫描平台沿着X轴和Y轴两个方向运动时保持运行方向垂直或者根据运动方向的夹角对平台沿着扫描轨迹运动采图做出对应的运动补偿，以此可以避免显微扫描平台沿扫描轨迹采集图像时的图像偏移，尽可能确保扫描平台沿着X轴和Y轴两个方向运动时保持运行方向垂直，解决了两运动方向安装垂直度不达标导致扫描平台无法准确完成所采集视野图像的高效拼接的问题，可有效提高自动扫描过程图像处理效率，降低后期图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像显微扫描平台XY方向夹角测量与运动补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将带有特制标定线的标定玻片放置在显微扫描平台上，通过自动聚焦找到玻片当前视野的焦平面图像，确保采集到的视野图像中标定线轮廓清晰可见；步骤二：设定运动方向沿玻片长边方向为X方向、短边方向为Y方向、玻片左上角为原点O，其中标定玻片的标定线呈栅格式分布，标定线分别平行于X、Y方向；步骤三：在相机中采集玻片视野，视野中包含标定线；步骤四：以步骤三中采集到的视野作为首个视野，扫描平台沿X方向运动采集多个视野，所采集的视野个数大于3个；步骤五：将步骤四中采集到的除首视野以外的其余所有视野进行图像识别融合拼接，利用图像拟合直线算法拟合得到拼接图像中X方向标定线的两端点坐标(x0，y0)和(x1，y1)，得到首视野标定线的方程：A
X
x+B
X
y+C
X
＝0，式中，A
X
、B
X
、C
X
均为用X方向标定线两端点坐标表示的常数，A
X
＝y1‑
y0，B
X
＝x0‑
x1，C
X
＝(y0‑
y1)x0+(x1‑
x0)y0；步骤六：回到首视野，扫描平台沿Y方向运动采集多个视野，所采集的视野个数大于3个；将所采集到的除首视野以外的其余所有视野进行图像识别融合拼接，利用图像拟合直线算法拟合得到拼接图像中Y方向标定线的两端点坐标(x
′0，y
′0)和(x
′1，y
′1)，得到该标定线的方程：A
Y
x+B
Y
y+C
Y
＝0，式中，A
Y
、B
Y
、C
Y
均为用Y方向标定线两端点坐标表示的常数，A
Y
＝y
′1‑
y
′0，B
Y
＝x
′0‑
x
′1，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张从鹏，张文，刘扬，
申请(专利权)人：北京毅能博科技有限公司，
类型：发明
国别省市：