[发明专利]一种用于骨髓涂片的自动对焦方法

说明书

本发明涉及一种用于骨髓涂片的自动对焦方法，包括以下步骤：（1）上下移动机械臂带动骨髓涂片在暗场光路下对目标细胞进行拍摄，其机械臂所在拍摄位置为Pos1，其对应的逻辑值为X1，再上下分别移动9次，共得到19个逻辑值，以此19个逻辑值与X1的差值坐标作为X；（2）每个X值对应在暗场光路（数字全息显微镜）下相机拍下骨髓涂片的细胞全息图和空白背景的全息图，利用opencv（Matlab）对全息图做快速傅里叶变换，将拍得的全息图从空域转为频域，得到频谱图；（3）在频谱图中截取﹢1级或‑1级频谱，并在未被截取的频谱区域补零，分别进行逆傅里叶操作，取相位，用细胞全息图的相位减去空白背景全息图的相位；该发明利用自动聚焦算法，缩短了骨髓涂片拍摄所用的对焦时间，大大提高了骨髓涂片的拍摄效率。

技术领域

本发明属于人工智能医疗诊断领域，尤其涉及一种用于骨髓涂片的自动对焦方法。

背景技术

现阶段针对骨髓涂片的扫描设备一般是将骨髓涂片放置在载物台上，显微镜镜头安装机架上，载物台上下移动，实现对骨髓涂片的对焦，主要存在以下技术难点：显微镜的百倍镜的景深范围较小，而在制作骨髓涂片时，涂片制作的薄厚不均，细胞大小的差异，以及涂片上杂质的存在，往往对硬件设备及算法的精细程度要求很高。

目前涂片的对焦方法主要以下几种：1、通过先粗调，再微调，完成对焦，处理效率低。2、借助测量工具，如激光测距仪等，先测量目标相对高度，然后载物台根据测量数据移动到焦点，该方式对测量工具精度和涂片平整度以及洁净度要求较高，不能保证实际焦点拍摄图像中主要观察对象一定清晰，存在随机性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种用于骨髓涂片的自动对焦方法，该发明利用自动对焦算法，可随机对模糊的骨髓涂片图像进行分析，得出确定的明场光路焦点，实现骨髓涂片的对焦及拍摄。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：提供一种用于骨髓涂片的自动对焦方法，包括以下步骤：

(1)上下移动机械臂带动骨髓涂片在暗场光路下对目标细胞进行拍摄，其机械臂所在拍摄位置为Pos1，其对应的逻辑值为X1，再上下分别移动9次，所述机械臂在拍摄位置为Pos1所对应的逻辑值X1与将所述机械臂上下分别移动9次得到的18个逻辑值加起来共得到19个逻辑值，以此19个逻辑值与X1的差值坐标作为X；

(2)每个X值对应在暗场光路下相机拍下骨髓涂片的细胞全息图和空白背景的全息图，利用opencv对全息图做快速傅里叶变换，将拍得的全息图从空域转为频域，得到频谱图；

(3)在频谱图中截取﹢1级或-1级频谱，并在未被截取的频谱区域补零，分别进行逆傅里叶操作，取相位，用细胞全息图的相位减去空白背景全息图的相位；

(4)相位解包裹，将相减的相位限制在-π到π的范围内，得到骨髓涂片的表面细胞形态图，同时得到细胞的复振幅分布A1；

(5)对每个X值对应算出的细胞的复振幅分布A1做菲涅尔正衍射传播模拟，得到细胞在相机CMOS平面上的复振幅分布A2；

(6)再从细胞在相机CMOS平面上的复振幅分布A2做逆向菲涅尔衍射传播模拟，得到细胞平面附近的复振幅分布A3；

(7)在显微物镜的正负焦深范围内取20个平均分布的点，通过复振幅分布，分别算出相机平面的振幅和相位分布，运用清晰度评价函数计算每个细胞位置振幅的清晰度值，取自聚焦清晰度值最高的位置Pos2，其对应逻辑坐标为Y；

(8)用最小二乘法拟合这19个点作为X值和每个X值点对应自聚焦最清晰位置Pos2处的Y值的关系；

(9)在明场显微光路下找到和上述暗场光路下拍摄骨髓涂片全息图相同的视野，手动调焦，找到细胞清晰的位置Pos3，其逻辑坐标为Z；