[發明專利]熒光顯微鏡的自動聚焦方法、裝置、存儲介質及電子設備

有效

• 申請號: 202210677012.2
• 申請日: 2022-06-16
• 公開（公告）號: CN114785959B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 莊雷;徐清平;明漢洲;張立勝;潘為民;周曉衛;郭愛成;葉青
• 申請（專利權）人: 江蘇美克醫學技術有限公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;G02B21/00;G02B21/36
• 代理公司: 無錫市匯誠永信專利代理事務所(普通合伙) 32260
• 代理人: 曹慧萍

1.一種熒光顯微鏡的自動聚焦方法，其特征在于，包括：

S1.首次聚焦：控制X軸電機和Y軸電機驅動載物臺移動，使物鏡位于掃描的初始位置；控制Z軸電機驅動物鏡以初始位置為起點沿Z軸第一方向移動第一聚焦距離，移動過程中采集多張第一目標圖像；計算每張第一目標圖像的清晰度值；獲取清晰度值最高的第一目標圖像所在世界坐標系中的坐標位置信息，該坐標信息即為首次聚焦的初始焦點位置；

比較最高清晰度值和設定閾值，若最高清晰度值小于設定閾值，則控制X軸電機和Y軸電機驅動載物臺移動至下一個掃描點，執行首次聚焦程序，執行次數≤3次；若最高清晰度值大于設定閾值，則獲取清晰度值最高的第一目標圖像所在世界坐標系中的坐標位置信息，該坐標信息即初始焦點位置；

S2.微調聚焦：控制Z軸電機驅動物鏡以微調聚焦的初始位置為起點沿Z軸第二方向移動第二聚焦距離，移動過程中采集多張第二目標圖像；計算每張第二目標圖像的清晰度值；獲取清晰度值最高的第二目標圖像所在世界坐標系中的坐標信息即為目標焦點位置；其中，微調聚焦的初始位置與初始焦點位置之間的距離為第二聚焦距離的1/2；第二聚焦距離小于第一聚焦距離；

比較最高清晰度值和設定閾值，若最高清晰度值小于設定閾值，則執行下一次微調聚焦，執行次數≤3次；下一次微調聚焦的聚焦距離為上一次微調聚焦的聚焦距離的1倍，且下一次微調聚焦的初始位置與上一次微調聚焦的焦點位置之間的距離為下一次微調聚焦的聚焦距離的1/2；若最高清晰度值大于設定閾值，則獲取清晰度值最高的第二目標圖像所在世界坐標系中的坐標位置信息，即為目標焦點位置；

S3.聚焦結束。

2.根據權利要求1所述的熒光顯微鏡的自動聚焦方法，其特征在于：控制Z軸電機驅動物鏡以初始位置為起點沿Z軸第一方向移動第一聚焦距離，移動過程中采集多張第一目標圖像，多張第一目標圖像按采集時間順序分配序號，記錄不同序號對應第一目標圖像在世界坐標系中的坐標信息；

或/和

控制Z軸電機驅動物鏡以微調聚焦的初始位置為起點沿Z軸第二方向移動第二聚焦距離，移動過程中采集多張二目標圖像，多張第二目標圖像按采集時間順序分配序號，記錄不同序號對應第二目標圖像在世界坐標系中的坐標信息。

3.根據權利要求1所述的熒光顯微鏡的自動聚焦方法，其特征在于，計算每張第一目標圖像的清晰度值，具體包括：

控制Z軸電機驅動物鏡以初始位置為起點沿Z軸第一方向移動第一聚焦距離過程中采集第一目標圖像；

獲取每張第一目標圖像中像素點的個數及各個像素點的像素值，根據每張第一目標圖像中像素點的個數及各個像素點的像素值計算每張第一目標圖像中各個像素點的平均像素值；

根據每張第一目標圖像中各個像素點的平均像素值計算每張第一目標圖像中各個像素點的標準差；

根據每張第一目標圖像中各個像素點的標準差計算每張第一目標圖像的清晰度值；

或/和

計算每張第二目標圖像的清晰度值，具體過程如下：

控制Z軸電機驅動物鏡以微調聚焦的初始位置為起點沿Z軸第二方向移動第二聚焦距離過程中采集第二目標圖像；

獲取每張第二目標圖像中像素點的個數及各個像素點的像素值，根據每張第二目標圖像中像素點的個數及各個像素點的像素值計算每張第二目標圖像中各個像素點的平均像素值；

根據每張第二目標圖像中各個像素點的平均像素值計算每張第二目標圖像中各個像素點的標準差；

根據每張第二目標圖像中各個像素點的標準差計算每張第二目標圖像的清晰度值。

4.根據權利要求1所述的熒光顯微鏡的自動聚焦方法，其特征在于，采集多張第一目標圖像和多張第二目標圖像的具體過程如下：

設置電機和相機的參數；

根據Z軸電機的速度倍率和初始速度計算Z軸電機對物鏡的傳動速度，在物鏡的傳動過程中，每移動一個固定步長，則相機采集一幀圖像。