[發(fā)明專利]用于生物熒光芯片的自動對焦方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010090432.1
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111212237B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設計）人: 周連群;朱文艷;張芷齊;姚佳;李金澤;郭振;李龍輝;高旭;李樹力
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州生物醫(yī)學工程技術研究所
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產(chǎn)權代理有限公司 11369
• 代理人: 張川

1.一種用于生物熒光芯片的自動對焦方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)取相，選擇一個窗口區(qū)域的圖像；

2)依據(jù)當前窗口區(qū)域的圖像的亮度自適應選擇當前窗口區(qū)域的圖像的閾值T；

3)獲取一個窗口區(qū)域的圖像內大于閾值的像素數(shù)隨離焦距離變化的擬合曲線；

4)計算當前窗口區(qū)域的圖像內大于閾值T的像素數(shù)，再根據(jù)擬合曲線計算出當前窗口的離焦距離和離焦方向；

5)調整樣品和物鏡之間的距離，進行對焦，若當前窗口區(qū)域無法完成對焦，則回到所述步驟1)，選擇與當前窗口區(qū)域不完全重合的另一個窗口區(qū)域，循環(huán)執(zhí)行，直至完成對焦；

所述步驟3)中通過對不同芯片對焦窗口中不同灰度級像素的數(shù)量進行統(tǒng)計得到三組統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在同一圖中做出像素數(shù)量隨離焦距離的變化散點圖，得到擬合曲線，表示為：

其中，f₁表示窗口區(qū)域內的像素的總數(shù)量，d表示離焦距離，k1、k2表示離焦區(qū)間的上下兩個極限位置，均為常數(shù)，且k1＜k2；a₁、a₂、a₃、a₄、b₁、b₂、b₃、b₄、c₁、c₂、c₃、c₄均為常數(shù)；

所述步驟4)根據(jù)擬合曲線計算出當前窗口的離焦距離和離焦方向的方法具體包括以下步驟：

4-1)將樣品向上移動，由下至上在間距為Δd的三個位置依次取圖像，依次為第一取相位置、第二取相位置、第三取相位置，計算三個取相位置獲得的圖像中大于閾值T的像素數(shù)分別為：f₁(d)、f₂(d)和f₃(d)，通過上述公式(2)反推計算得到三個取相位置的離焦距離分別為(d₁，d₂)、(d₁’，d₂’)、(d₁”，d₂”)，其中，d₁、d₁’、d₁”表示在負半軸的取值，d₂、d₂’、d₂”表示在正半軸的取值；

4-2)根據(jù)f₁(d)、f₂(d)和f₃(d)的大小排序來選擇樣品的調焦距離和方向，具體包括以下幾種情況：

I.若f₁(d)＞f₂(d)＞f₃(d)，則說明第一取相位置和第二取相位置位于焦點下方，選取d₂和d₂′，此時樣品處于第三取相位置；調焦方法為：以第二取相位置為基準，將樣品先下移Δd，回到第二取相位置，然后再上移d₂′；

II.若f₁(d)＞f₃(d)＞f₂(d)或f₃(d)＞f₁(d)＞f₂(d)，則說明第一取相位置位于焦點下方，第三取相位置位于焦點上方；調焦方法為：以第三取相位置為基準，將樣品下移d₁″；

III.若f₃(d)＞f₂(d)＞f₁(d)，則說明第二、第三取相位置均位于焦點上方；調焦方法為：以第三取相點位基準，將樣品下移d₁″。