显微扫描的坐标标定方法、装置、显微扫描系统及介质与流程

本公开涉及显微扫描，尤其涉及显微扫描的坐标标定方法、装置、显微扫描系统及介质。

背景技术：

1、显微扫描主要用于进行微小尺寸的图像拍摄，显微相机的视场通常以微米为单位。显微扫描系统需要进行坐标标定，以使拍摄图像的图像内容为用户期望的内容。但目前主要由人工来进行显微扫描系统的坐标标定，包括以人工的方式来确定拍到的标定图像中标定点的位置，以及用人眼观察和寻找标定点从而使显微相机对准标定点，最终实现像素位置和机械位置之间的标定。

2、由于显微视场的范围很小，对标定精度的要求较高，人工标定的方式需要人眼在显微视场下寻找标定点，这一过程较为耗时，需要反复进行标定，标定效率很低，并且标定过程对作业人员要求很高，需要经过专业培训，且容易引入人工误差，标定精度难以满足精度要求，

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了显微扫描的坐标标定方法、装置、显微扫描系统及介质。

2、本公开第一方面提出了一种显微扫描的坐标标定，包括：确定第一拍摄图像包含的标定图像中多个标定图案的标定点在所述第一拍摄图像中的第一像素坐标；显微拍摄步骤，对位于当前显微拍摄位置的标定物进行拍摄得到第二拍摄图像，所述第二拍摄图像为显微相机拍摄的图像，所述显微拍摄位置使得所述第二拍摄图像包括当前目标标定图案中的至少部分图案内容；依据所述至少部分图案内容确定所述当前目标标定图案的标定点在所述第二拍摄图像的坐标系下的第二像素坐标；驱动位移装置带动所述标定物在水平方向上向所述显微相机的视场中心靠近直至当前标定点与所述视场中心重合，并获取重合时所述位移装置的机械坐标；标定点迭代步骤，驱动所述位移装置以使所述标定物移动至下一个标定图案的显微拍摄位置，并将所述下一个标定图案的显微拍摄位置作为当前显微拍摄位置代入所述显微拍摄步骤从而得到对应于下一个标定图案的标定点的位移装置机械坐标，直至得到所述多个标定图案的标定点的位移装置机械坐标；以及依据所述多个标定图案的标定点像素坐标和相应的位移装置机械坐标得到坐标转换关系。

3、根据本公开的一个实施方式，所述多个标定图案为至少5个标定图案，确定的所述标定点的第一像素坐标的数量至少为5个。

4、根据本公开的一个实施方式，每个所述标定图案中仅包括一个标定点。

5、根据本公开的一个实施方式，每个所述标定图案的形状相同，每个所述标定图案被划分为多个扇形，所述多个扇形的圆心相同且围绕所述圆心周向分布。

6、根据本公开的一个实施方式，所述多个标定图案包括一个第一标定图案和多个第二标定图案，所述第一标定图案的尺寸大于所述第二标定图案的尺寸，首次获取的所述第二拍摄图像中包括的当前目标标定图案为所述第一标定图案。

7、根据本公开的一个实施方式，确定第一拍摄图像包含的标定图像中多个标定图案的标定点在所述第一拍摄图像中的第一像素坐标，包括：对位于第一拍摄位置的标定物进行拍摄得到第一拍摄图像，所述第一拍摄图像中包括所述标定物上的标定图像，所述标定图像包括多个标定图案；以及确定所述多个标定图案中的标定点在所述第一拍摄图像中的第一像素坐标。

8、根据本公开的一个实施方式，对位于第一拍摄位置的标定物进行拍摄得到第一拍摄图像，包括：驱动位移装置带动标定物移动至第一拍摄位置，所述第一拍摄位置对应于第一相机；以及控制所述第一相机对所述标定物进行拍摄，得到第一拍摄图像。

9、根据本公开的一个实施方式，驱动位移装置带动标定物移动至第一拍摄位置，包括：驱动位移装置带动载物台移动至初始预设位置，所述载物台上设置有标定物，在所述载物台位于所述初始预设位置时，所述标定物位于第一拍摄位置。

10、根据本公开的一个实施方式，位于所述第一拍摄位置的所述标定物正对所述第一相机。

11、根据本公开的一个实施方式，所述标定点位于所述标定图案的中心位置，确定所述多个标定图案中的标定点在所述第一拍摄图像中的第一像素坐标，包括：对所述第一拍摄图像进行阈值分割，得到多个子区域；对于每个所述子区域，依据所述标定图案的形状信息从所述子区域中识别标定图案区域；以及确定所述标定图案区域的中心坐标并作为所述标定图案中的标定点在所述第一拍摄图像中的第一像素坐标。

12、根据本公开的一个实施方式，对位于当前显微拍摄位置的标定物进行拍摄得到第二拍摄图像，包括：驱动位移装置带动标定物移动至当前显微拍摄位置；以及控制显微相机对所述标定物进行拍摄得到第二拍摄图像。

13、根据本公开的一个实施方式，控制显微相机对所述标定物进行拍摄得到第二拍摄图像，包括：对焦拍摄步骤，控制显微相机分别在多个不同焦距下对所述标定物进行拍摄，得到多个候选拍摄图像；清晰度评价步骤，分别对得到的多个候选拍摄图像进行清晰度评价，得到相应的清晰度数值；以及图像确定步骤，确定清晰度数值最优的候选拍摄图像并作为第二拍摄图像。

14、根据本公开的一个实施方式，控制显微相机分别在多个不同焦距下对所述标定物进行拍摄，包括：在景深方向上以预设步长控制显微相机进行多次移动，并在每次移动完成后控制显微相机对所述标定物进行拍摄。

15、根据本公开的一个实施方式，控制显微相机对所述标定物进行拍摄得到第二拍摄图像，包括：将第一步长作为预设步长执行所述对焦拍摄步骤，得到多个第一候选拍摄图像；对所述多个第一候选拍摄图像执行所述清晰度评价步骤，得到多个第一清晰度数值；确定最优的所述第一清晰度数值对应的第一移动位置；在包含所述第一移动位置的移动范围内，将第二步长作为预设步长执行所述对焦拍摄步骤，得到多个第二候选拍摄图像，所述第二步长小于所述第一步长；对所述多个第二候选拍摄图像执行所述清晰度评价步骤，得到多个第二清晰度数值；以及通过所述图像确定步骤从所述多个第二清晰度数值中确定第二拍摄图像。

16、根据本公开的一个实施方式，所述清晰度评价步骤包括：将所述候选拍摄图像作为待评价图像，对所述待评价图像进行灰度化得到灰度图；确定所述灰度图的图像梯度和方差；以及依据所述方差和所述图像梯度进行归一化运算得到清晰度数值。

17、根据本公开的一个实施方式，依据所述至少部分图案内容确定所述当前目标标定图案的标定点在所述第二拍摄图像的坐标系下的第二像素坐标，包括：对所述至少部分图案内容进行直线拟合得到多个直线段，所述至少部分图案内容包括多个扇形的至少部分区域，所述直线段为所述扇形的边界；以及依据所述多个直线段确定所述当前目标标定图案的标定点在所述第二拍摄图像的坐标系下的第二像素坐标。

18、根据本公开的一个实施方式，依据所述多个直线段确定所述当前目标标定图案的标定点在所述第二拍摄图像的坐标系下的第二像素坐标，包括：以两条所述直线段为一组直线，确定不同的多组直线中每组直线的交点，得到多个交点；以及计算所述多个交点的坐标均值，将得到的坐标均值作为所述当前目标标定图案的标定点的第二像素坐标，所述交点的坐标为在所述第二拍摄图像的坐标系下的坐标。

19、根据本公开的一个实施方式，驱动位移装置带动所述标定物在水平方向上向所述显微相机的视场中心靠近直至当前标定点与所述视场中心重合，包括：第一移动步骤，驱动位移装置带动标定物向靠近所述显微相机的视场中心的方向移动；以及第一迭代步骤，在每次完成所述第一移动步骤时，将移动形成的新显微拍摄位置作为所述当前显微拍摄位置代入所述显微拍摄步骤从而得到新的第二像素坐标，直至所述新的第二像素坐标与所述视场中心重合。

20、根据本公开的一个实施方式，所述第一移动步骤中，在向所述显微相机的视场中心靠近时，移动的方向依据所述第二像素坐标和所述视场中心在视场坐标系下的相对位置关系得到，移动的距离依据所述第二像素坐标和所述视场中心之间的当前像素距离得到。

21、根据本公开的一个实施方式，所述移动的距离依据所述当前像素距离对应的物理距离估计值得到。

22、本公开第二方面提出了一种显微扫描的坐标标定装置，包括：第一像素坐标确定模块，用于确定第一拍摄图像包含的标定图像中多个标定图案的标定点在所述第一拍摄图像中的第一像素坐标；显微拍摄模块，用于执行显微拍摄步骤，所述显微拍摄步骤包括：对位于当前显微拍摄位置的标定物进行拍摄得到第二拍摄图像，所述第二拍摄图像为显微相机拍摄的图像，所述显微拍摄位置使得所述第二拍摄图像包括当前目标标定图案中的至少部分图案内容；第二像素坐标确定模块，用于依据所述至少部分图案内容确定所述当前目标标定图案的标定点在所述第二拍摄图像的坐标系下的第二像素坐标；机械坐标获取模块，用于驱动位移装置带动所述标定物在水平方向上向所述显微相机的视场中心靠近直至当前标定点与所述视场中心重合，并获取重合时所述位移装置的机械坐标；标定点迭代模块，用于执行标定点迭代步骤，所述标定点迭代步骤包括：驱动所述位移装置以使所述标定物移动至下一个标定图案的显微拍摄位置，并将所述下一个标定图案的显微拍摄位置作为当前显微拍摄位置代入所述显微拍摄步骤从而得到对应于下一个标定图案的标定点的位移装置机械坐标，直至得到所述多个标定图案的标定点的位移装置机械坐标；以及坐标关系确定模块，用于依据所述多个标定图案的标定点像素坐标和相应的位移装置机械坐标得到坐标转换关系。

23、本公开第三方面提出了一种显微扫描系统，包括：如权利要求21所述的显微扫描的坐标标定装置；拍摄系统，所述拍摄系统包括显微相机，所述显微相机用于受所述坐标标定装置的控制对待拍摄物进行拍摄，得到拍摄图像；以及位移装置，所述位移装置用于受所述坐标标定装置的控制进行移动，以带动所述待拍摄物同步移动。

24、本公开第四方面提出了一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有执行指令，所述执行指令被处理器执行时用于实现上述任一实施方式所述的显微扫描的坐标标定方法。