[發(fā)明專利]生物熒光樣本的聚焦拍攝實(shí)現(xiàn)方法、顯微鏡和存儲(chǔ)介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010241402.6
• 申請(qǐng)日: 2020-03-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111399208B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王磊;嚴(yán)斯能;劉洪英;莊泉潔;閆舉鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海瀾澈生物科技有限公司;華東師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B21/36
• 分類號(hào): G02B21/36
• 代理公司: 上海碩力知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31251
• 代理人: 郭桂峰

1.一種生物熒光樣本的聚焦拍攝實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，包括步驟：

在明場(chǎng)條件下點(diǎn)亮普通光源，并控制攝像頭對(duì)載物臺(tái)所放置生物熒光樣本的熒光涂片區(qū)域上任一涂片預(yù)選點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)聚焦直至聚焦成功；所述涂片預(yù)選點(diǎn)數(shù)量為至少三個(gè)；

獲取聚焦成功時(shí)的聚焦參數(shù)，根據(jù)所述聚焦參數(shù)進(jìn)行平面擬合得到當(dāng)前生物熒光樣本的基準(zhǔn)平面；

所述獲取聚焦成功時(shí)的聚焦參數(shù)，根據(jù)所述聚焦參數(shù)進(jìn)行平面擬合得到基準(zhǔn)平面包括步驟：

獲取聚焦成功時(shí)所述載物臺(tái)相對(duì)于預(yù)設(shè)原點(diǎn)在高度方向上的目標(biāo)高度值，以及所有涂片預(yù)選點(diǎn)相對(duì)于所述預(yù)設(shè)原點(diǎn)的預(yù)選點(diǎn)坐標(biāo)；

根據(jù)所述目標(biāo)高度值和預(yù)選點(diǎn)坐標(biāo)擬合得到近似焦平面，確定經(jīng)過(guò)所述涂片預(yù)選點(diǎn)最多的近似焦平面為所述基準(zhǔn)平面；或，

從所述預(yù)選點(diǎn)坐標(biāo)中篩選根據(jù)預(yù)設(shè)異常檢驗(yàn)算法，查找并剔除所述涂片預(yù)選點(diǎn)中的異常涂片預(yù)選點(diǎn)，根據(jù)目標(biāo)高度值以及在剔除后結(jié)果中任選三個(gè)涂片預(yù)選點(diǎn)擬合得到所述基準(zhǔn)平面；

切換所述普通光源為熒光光源，根據(jù)預(yù)設(shè)掃描點(diǎn)的坐標(biāo)和所述基準(zhǔn)平面計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的目標(biāo)移動(dòng)高度；

所述切換所述普通光源為熒光光源，根據(jù)預(yù)設(shè)掃描點(diǎn)的坐標(biāo)和所述基準(zhǔn)平面計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的目標(biāo)移動(dòng)高度包括步驟：

控制關(guān)閉所述普通光源且打開(kāi)所述熒光光源并插入濾光片；

控制顯微鏡頭移動(dòng)和/或載物臺(tái)移動(dòng)，使得所述載物臺(tái)所放置生物熒光樣本的熒光涂片區(qū)域上的任一預(yù)設(shè)掃描點(diǎn)位于所述攝像頭的正下方；

根據(jù)所述預(yù)設(shè)掃描點(diǎn)的坐標(biāo)，以及所述基準(zhǔn)平面對(duì)應(yīng)的平面表達(dá)式計(jì)算得到所述預(yù)設(shè)掃描點(diǎn)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)移動(dòng)高度；

根據(jù)所述目標(biāo)移動(dòng)高度按照預(yù)設(shè)掃描策略，控制所述攝像頭進(jìn)行自動(dòng)掃描采集目標(biāo)圖像；

其中，預(yù)設(shè)聚焦策略包括爬坡聚焦策略和圖像處理聚焦策略；

爬坡聚焦策略具體分為粗聚焦階段和細(xì)聚焦階段，粗聚焦時(shí)載物臺(tái)在高度方向上移動(dòng)長(zhǎng)步長(zhǎng)，使得攝像頭以快速靠近顯微鏡的焦平面，當(dāng)靠近焦平面時(shí)再調(diào)整為小步長(zhǎng)進(jìn)行細(xì)聚焦；

圖像處理聚焦策略具體分為粗聚焦階段和細(xì)聚焦階段，啟動(dòng)攝像頭采集視頻，采用灰度差分評(píng)價(jià)函數(shù)和爬山回溯搜索算法進(jìn)行粗聚焦，然后采用基于laplace算子的評(píng)價(jià)函數(shù)和小步長(zhǎng)搜索策略進(jìn)行細(xì)聚焦。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物熒光樣本的聚焦拍攝實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述在明場(chǎng)條件下點(diǎn)亮普通光源，并控制攝像頭對(duì)載物臺(tái)所放置生物熒光樣本的熒光涂片區(qū)域上任一涂片預(yù)選點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)聚焦直至聚焦成功包括步驟：

在明場(chǎng)條件下點(diǎn)亮普通光源，根據(jù)預(yù)設(shè)聚焦策略控制所述攝像頭移動(dòng)對(duì)所述涂片預(yù)選點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)聚焦，直至所述攝像頭輸入的圖像清晰度數(shù)值最大時(shí)確定聚焦成功。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物熒光樣本的聚焦拍攝實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述在明場(chǎng)條件下點(diǎn)亮普通光源之后，所述根據(jù)預(yù)設(shè)聚焦策略控制所述攝像頭移動(dòng)對(duì)所述涂片預(yù)選點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)聚焦之前包括步驟：

控制顯微鏡頭移動(dòng)和/或載物臺(tái)移動(dòng)，使得上述任一涂片預(yù)選點(diǎn)位于所述攝像頭鏡頭的正下方。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物熒光樣本的聚焦拍攝實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述根據(jù)預(yù)設(shè)聚焦策略控制所述攝像頭移動(dòng)對(duì)所述涂片預(yù)選點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)聚焦，直至所述攝像頭輸入的圖像的清晰度數(shù)值最大時(shí)確定聚焦成功包括步驟：

根據(jù)預(yù)設(shè)聚焦策略控制所述攝像頭移動(dòng)靠向所述涂片預(yù)選點(diǎn)，并控制所述攝像頭的鏡頭在測(cè)量量程中進(jìn)行聚焦；

在整個(gè)聚焦過(guò)程中根據(jù)清晰度評(píng)價(jià)函數(shù)計(jì)算輸入圖像的清晰度，在清晰度停止增大時(shí)確定聚焦成功。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物熒光樣本的聚焦拍攝實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述目標(biāo)移動(dòng)高度按照預(yù)設(shè)掃描策略，控制所述攝像頭進(jìn)行自動(dòng)掃描采集目標(biāo)圖像包括步驟：

在距離當(dāng)前預(yù)設(shè)掃描點(diǎn)所對(duì)應(yīng)目標(biāo)移動(dòng)高度的預(yù)設(shè)步長(zhǎng)范圍內(nèi)，控制所述攝像頭和/或載物臺(tái)進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)掃描采集包括所述當(dāng)前預(yù)設(shè)掃描點(diǎn)對(duì)應(yīng)的圖像；

根據(jù)清晰度評(píng)價(jià)函數(shù)計(jì)算所采集圖像的清晰度，確定清晰度數(shù)值最大的圖像為所述當(dāng)前預(yù)設(shè)掃描點(diǎn)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)圖像；

切換至下一預(yù)設(shè)掃描點(diǎn)進(jìn)行聚焦掃描，直至采集到所有預(yù)設(shè)掃描點(diǎn)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)圖像為止。