专利名称：一种显微镜系统的自动聚焦方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种显微镜系统的自动聚焦方法和装置。
背景技术：
自动聚焦方法可以分为两大类一类是主动方法；另一类是被动方法。主动方法 是基于镜头与被拍摄物体之间距离测量的测距方法，根据被拍摄物体的情况调整光学系 统，主动方法的特征是通过接受主动发射电磁波或声波的反射来测量物体的距离和方位， 并根据光学成像原理计算最佳聚焦位置，然后通过信息处理器来控制电机以实现自动聚
焦ο被动方法指利用光学系统所获取图像本身所自有的信息来实现自动聚焦，经过镜 头位置的调节以获取最清晰的聚焦图像，这种方法也称之为基于数字图像处理的自动聚焦 方法。该方法可以通过软件实现自动聚集，即通过固定的算法对数字图像内包含的信息进 行相应处理，得到相应的控制量，驱动步进电机，带动镜头前后移动，直到获得聚焦清楚的 图像。不管现有的主动方法还是被动方法，其特点都是利用在不同的位置拍摄固定目标 图像，而且调整的部位都是光学镜组和图像采集部分，通过对图像进行分析，寻找最佳焦 点。这些方法都不能直接应用于像全自动尿沉渣检验这样的设备。因为在这样的设备里， 情况正好相反，显微镜是固定不动的，运动的是显微镜所要观察的液体样本，因此无法找到 相对“固定”的目标作为聚焦的参照物。
发明内容
本发明的目的是提供一种显微镜系统自动聚焦方法和装置，以解决现有的利用 在不同的位置拍摄固定目标图像、调整的部位都是光学镜组和图像采集部分，通过对图像 进行分析，寻找最佳焦点，这些方法不能直接应用于像全自动尿沉渣检验这样的设备的问 题。本发明显微镜系统自动聚焦方法包括下列步骤
拍摄以层流形式高速通过流体机构的具有一定浓度标准微粒的图像，其特征在于对图 像进行分析，寻找最佳的聚焦位置，包括下列步骤
(1)第一次聚焦，以某固定位置为起点，电机驱动流体机构以固定步长Sl向前移动，每 移动一步，CXD就拍摄一定数量nl的图像(nl=l，2，3，…)，行程达到一定距离Ll后，分析 器通过对每个位置的图像进行计算，通过加权求取第一次聚焦的最佳焦点位置Fl ；
(2)第二次聚焦，以第一次聚焦位置(Fl-ml)为起点，进行第二次聚焦，电机驱动流 体机构以固定步长s2 (s2<sl)向前移动，每移动一步，C⑶就拍摄一定数量n2的图像 (η2=1，2，3^··)，行程达到一定距离L2(L2<L1)后，分析器通过对每个位置的图像进行计 算，通过加权求取第二次聚焦的最佳焦点位置F2 ；
(3)第三次聚焦，以第二次聚焦位置(F2-n^)为起点，进行第三次聚焦，电机驱动流体机构以固定步长s3 (s3<s2)向前移动，每移动一步，C⑶就拍摄一定数量n3的图像 (113=1，2，3广··)，行程达到一定距离L3 (L3<L2)后，分析器通过对每个位置的图像进行计 算，通过加权求取第三次聚焦的最佳焦点位置F3 ；第三次聚焦位置F3为最佳焦点位置。本发明步骤(1)、(2)、(3)中分析器对每个位置的图像进行计算的具体步骤如下
(1)将聚焦行程区域分为双个等分位置，相邻两个位置的距离力每个位置连续拍 摄Jf幅图像；
(2)依据一定原则选定阈值T向量，然后提取出标准微粒的图像。(3)对标准微粒图像进行频域和空域变换提取特征向量C ；
(4)计算每个位置的聚焦值评价函数
权利要求
1.一种显微镜系统的自动聚焦方法，拍摄以层流形式高速通过流体机构的具有一定浓 度标准微粒的图像，其特征在于对图像进行分析，寻找最佳的聚焦位置，包括下列步骤(1)第一次聚焦，以某固定位置为起点，电机驱动流体机构以固定步长Sl向前移动，每 移动一步，CXD就拍摄一定数量nl的图像(nl=l，2，3，…)，行程达到一定距离Ll后，分析 器通过对每个位置的图像进行计算，通过加权求取第一次聚焦的最佳焦点位置Fl ；(2)第二次聚焦，以第一次聚焦位置(Fl-ml)为起点，进行第二次聚焦，电机驱动流 体机构以固定步长s2 (s2<sl)向前移动，每移动一步，C⑶就拍摄一定数量n2的图像 (η2=1，2，3^··)，行程达到一定距离L2(L2<L1)后，分析器通过对每个位置的图像进行计 算，通过加权求取第二次聚焦的最佳焦点位置F2 ；(3)第三次聚焦，以第二次聚焦位置(F2-n^)为起点，进行第三次聚焦，电机驱动流 体机构以固定步长s3 (s3<s2)向前移动，每移动一步，C⑶就拍摄一定数量n3的图像 (113=1，2，3广··)，行程达到一定距离L3 (L3<L2)后，分析器通过对每个位置的图像进行计 算，通过加权求取第三次聚焦的最佳焦点位置F3 ；第三次聚焦位置F3为最佳焦点位置。
2.根据权利要求1所述的显微镜系统的自动聚焦方法，其特征在于步骤(1)、(2)、(3) 中分析器对每个位置的图像进行计算的具体步骤如下(1)将聚焦行程区域分为F个等分位置，相邻两个位置的距离为s，每个位置连续拍 摄M幅图像；(2)依据一定原则选定阈值T向量，然后提取出标准微粒的图像；(3)对标准微粒图像进行频域和空域变换提取特征向量C；.M(4)计算每个位置的聚焦值评价函数perpos(k}= ^ aiPenmg(Ci)，其
3.—种显微镜系统的自动聚焦装置，其特征在于控制器与聚焦电机驱动单元连接， 该聚焦电机驱动单元与流体机构连接，该流体机构与拾取器连接，该拾取器与信号处理器 连接，该信号处理器与分析器连接，分析器与控制器连接。
全文摘要
本发明涉及一种显微镜系统的自动聚焦方法和装置，属于显微镜系统自动聚焦领域。自动聚焦时，以某固定位置为起点，聚焦电机驱动流体机构以固定步长向前移动，在每一步获取一定数量的图像,行程达到一定距离后，聚焦分析器对每个位置的图像进行计算，通过加权求取本次聚焦的最佳焦点位置。为进一步提高聚焦精度，在前一次聚焦分析的基础上，缩短焦点搜索范围，缩短移动步长，再进行两次上述的聚焦操作，最后一次获得的焦点位置作为显微镜系统的最终焦点位置。提供了以计算多维向量为基础，计算出每个位置聚焦值的方法，更好的满足了图像清晰度评价函数的要求，使聚焦判断更加准确。
文档编号G02B21/36GK102062929SQ20101056138
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月27日 优先权日2010年11月27日
发明者宋洁, 沈继楠, 王巧龙 申请人:长春迪瑞医疗科技股份有限公司