[發(fā)明專利]一種結核桿菌檢測儀的高質量圖像獲取裝置及方法

有效

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• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN106873142B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設計）人: 張從鵬;曹文政;宋來軍;李小龍;馬巖
• 申請（專利權）人: 北方工業(yè)大學
• 主分類號: G02B21/24
• 分類號: G02B21/24
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 董李欣

1.一種結核桿菌檢測儀的高質量圖像獲取方法，其采用如下的裝置實現(xiàn)，該裝置包括XYZz平臺、顯微鏡、工業(yè)相機、計算機，

所述XYZz平臺包括XYZz平臺X層、XYZz平臺Y層、XYZz平臺基座，還包括多個步進電機、多個光柵尺和多組限位開關；

所述顯微鏡包括顯微鏡物鏡、載玻片、顯微鏡透射光源，其中，載玻片上方是顯微鏡物鏡，下方是顯微鏡透射光源，顯微鏡物鏡用于獲取載玻片上樣本的顯微圖像；

工業(yè)相機采集到的圖像是顯微鏡物鏡獲取載玻片上樣本的顯微圖像，所述顯微圖像后經采集卡傳輸到所述計算機，所述計算機根據處理結果使得所述XYZz平臺上的步進電機、光柵尺和限位開關共同作用，實現(xiàn)聚焦；

所述方法包括：

第一部分、將含待測樣本的載玻片放入所述XYZz平臺，Z軸的步進電機帶動顯微鏡粗準焦螺旋向下轉動觸碰限位后運動到載玻片絕對上方，開啟圖像采集與動態(tài)曝光方法，Z軸的步進電機帶動顯微鏡細準焦螺旋進行搜索聚焦；

第二部分、所述搜索聚焦完成后，所述XYZz平臺的X軸的步進電機、Y軸的步進電機帶動所述XYZz平臺X層、所述XYZz平臺Y層平移，顯微圖像進入下一個待聚焦視野，進行掃描聚焦；

第三部分、重復第二部分直至完成所有目標視野自動聚焦任務，在此期間根據需要進行小范圍二次聚焦；

其特征在于，所述第一部分包括：

步驟一：初始設置；包括將含待測樣本的載玻片放入所述XYZz平臺的指定位置，打開工業(yè)相機，開啟圖像采集功能，相機參數重置；

步驟二：動態(tài)曝光策略；控制工業(yè)相機曝光時間得到圖像平均灰度值和平均亮度值，分別與灰度聚焦卷積矩陣和亮度聚焦卷積矩陣相乘，求和后得到曝光評價函數，得到合理曝光時間；

步驟三：XYZz平臺運動復位；包括通過PID控制算法運動實現(xiàn)所述顯微鏡物鏡在焦平面絕對上方且與焦平面距離盡可能小；其中，PID控制算法包括：上位機通過CAN協(xié)議發(fā)送運動目標位置p_d到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)周期性將光柵尺反饋的電機當前位置p_c與目標位置p_d的差值輸入PID控制算法中，計算下一周期電機需要運動的脈沖量并控制電機運動，反復多個周期直至電機運動到目標位置p_d；

步驟四：初次聚焦；得到焦平面位置p，Z軸的步進電機以S型加速曲線移動至焦平面位置p，完成搜索聚焦，保存圖像。

2.一種如權利要求1所述的方法，其特征在于，步進電機為四個，光柵尺為三個，限位開關為三組。

3.一種如權利要求1所述的方法，其特征在于，如果聚焦失敗進行小范圍二次聚焦。

4.一種如權利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，第二部分包括：

步驟五：掃描聚焦；X軸的步進電機、Y軸的步進電機分別帶動XYZz平臺X層、XYZz平臺Y層平移，掃描聚焦循環(huán)至整個載玻片待測視野；

步驟六：整個載玻片待測視野全部自動聚焦結束。

5.一種如權利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，第三部分包括：

步驟七：二次聚焦，所述二次聚焦與掃描聚焦步驟相同，經驗閾值為掃描聚焦中選擇的經驗閾值的二分之一，所述經驗閾值為掃描聚焦的掃描半徑。