计算数字切片扫描仪中扫描视野坐标的方法和装置与流程

计算;推算;计数设备的制造及其应用技术1.本发明涉及一种计算数字切片扫描仪中扫描视野坐标的方法和装置，具体地是，属于数字切片图像处理技术领域。背景技术：2.基于面阵相机的数字切片扫描仪是一种利用面阵相机进行采集图像、对图像进行拼接最终形成全视野数字病理切片(whole slide images,wsis)的设备。这种设备的首先需要采集原始玻片的预览图，利用预览图获得显微扫描部分的视野信息，把每个需要采集的视野采集相应的图像，对图像进行拼接来形成数字化的病理切片。3.预览图是利用预览相机拍摄，大小与最终的数字化病理切片存在较大的倍率差异，这种倍率差异与物镜的放大倍率和接口的大小有关(接口有0.63倍、1倍等型号)；同时扫描器是利用步进电机进行移动，每个视野移动多少步又与选用的丝杠有关；还与相机的像元大小有关。所有的扫描视野需要从预览图中得到，因此扫描器的放大倍率、移动位置等信息必须与预览图之间有相应的对应关系；这种对应关系必须能适应不同的物镜、放大倍率及不同的电机和丝杠。4.为了满足不同物镜放大倍率、不同电机、不同丝杠、不同相机扫描仪的扫描要求，本发明基于预览图与扫描器的对应关系提出了一种新的预览图生成方法。技术实现要素：5.为了解决上述问题，本发明提出了一种计算数字切片扫描仪中扫描视野坐标的方法和装置，能够满足不同物镜放大倍率、不同电机、不同丝杠、不同相机扫描仪的扫描要求。6.本发明解决其技术问题采取的技术方案是：7.第一方面，本发明实施例提供的一种计算数字切片扫描仪中扫描视野坐标的方法，包括：8.设置数字切片扫描仪参数，并将扫描仪x轴和y轴归零；9.移动y轴电机，使物镜处于切片的纵向中央，移动x轴电机，确定物镜处于切片左右两端时的电机位置；10.移动x轴电机，使物镜处于切片的横向中央，移动y轴电机，确定物镜处于切片上下两端时的电机位置；11.计算切片在数字切片扫描仪中横向和纵向移动步数；12.计算数字切片扫描仪中全景显微图像的宽度和高度；13.计算预览图的宽度和高度；14.计算扫描视野的样本区域；15.利用样本区域在预览图中的外接四边形计算扫描视野列表；16.从预览图中分割出每个扫描视野的扫描仪步数位置信息，获取当前视野的纵横步数坐标。17.作为本实施例一种可能的实现方式，所述设置数字切片扫描仪参数，包括：数字切片扫描仪采用的物镜倍率为m；接口的倍率为i；扫描相机的像元大小为a微米/像素，扫描显微部分对应的每微米像素个数p＝m*i/a；步进电机的细分为l；丝杠的导程为s；电机每步前进的距离d＝s/l。18.作为本实施例一种可能的实现方式，所述移动y轴电机，使物镜处于切片的纵向中央，移动x轴电机，确定物镜处于切片左右两端时的电机位置，包括：19.将切片放入数字切片扫描仪中，移动y轴电机，使物镜处于切片的纵向中央；移动x轴电机，扫描仪的显微部分到切片的最左端，记录此时的电机位置为motorleft；继续移动x轴电机，扫描仪的显微部分到切片的最右端，记录此时的电机位置为motorright。20.作为本实施例一种可能的实现方式，所述移动x轴电机，使物镜处于切片的横向中央，移动y轴电机，确定物镜处于切片上下两端时的电机位置，包括：21.移动x轴电机，使物镜处于切片的横向中央，移动y轴电机，扫描仪的显微部分到切片的最顶端，记录此时的电机位置为motortop；继续移动y轴电机，扫描仪的显微部分到切片的最下端，记录此时的电机位置为motorbottom。22.作为本实施例一种可能的实现方式，所述计算切片在数字切片扫描仪中横向和纵向移动步数，包括：23.计算切片在数字切片扫描仪中横向移动步数widthstep：24.widthstep＝motorright-motorleft；25.计算切片在数字切片扫描仪中纵向移动步数heightstep：26.heightstep＝motorbottom-motortop。27.作为本实施例一种可能的实现方式，所述计算数字切片扫描仪中全景显微图像的宽度和高度，包括：28.计算数字切片扫描仪中全景显微图像的宽度imagewidth：29.imagewidth＝widthstep*p*d；30.计算数字切片扫描仪中全景显微图像的高度imageheight：31.imageheight＝heightstep*p*d。32.作为本实施例一种可能的实现方式，所述计算预览图的宽度和高度，包括：33.设置预览图每像素对应全景显微图像的像素数为m；34.计算预览图的宽度preivewwidth：preivewwidth＝imagewidth/m；35.计算预览图的高度previewheight：36.previewheight＝imageheight/m。37.作为本实施例一种可能的实现方式，所述计算扫描视野的样本区域，包括：38.设定每个扫描显微视野重合大小为overlapsize；扫描相机的图像的宽度为scanimagewidth，高度为scanimageheight；39.每个视野横向移动步数为：40.viewwidthstep＝(scanimagewidth-overlapsize)/(p*d)；41.每个视野纵向移动步数为：42.viewheightstep＝(scanimageheight-overlapsize)/(p*d)；43.预览图每个像素横向对应的步数为：44.widthstepperpixel＝widthstep/preivewwidth；45.预览图每个像素纵向对应的步数为：46.heightstepperpixel＝heightstep/preivewwidth；47.每个视野在预览图上的宽度为：48.viewwidthpreview＝viewwidthstep/widthstepperpixel；49.每个视野在预览图上的高度为：50.viewheightpreview＝viewheightstep/heightstepperpixel。51.作为本实施例一种可能的实现方式，所述利用样本区域在预览图中的外接四边形计算扫描视野列表，包括：52.样本区域在预览图中的外接四边形开始位置为:startx,starty；所述外接四边形的宽度和高度分别为samplewidth和sampleheight；53.外接四边形的横向开始步数为：54.startxstep＝motorleft-startx*widthstepperpixel；55.外接四边形的纵向开始步数为：56.startystep＝motortop-starty*heightstepperpixe+；57.外接四边形的横向步数为：58.widthstep＝samplewidth*widthstepperpixel；59.外接四边形的纵向步数为：60.heightstep＝startystep*heightstepperpixel。61.作为本实施例一种可能的实现方式，所述从预览图中分割出每个扫描视野的扫描仪步数位置信息，获取当前视野的纵横步数坐标从预览图中分割出每个需要扫描视野的扫描仪步数位置信息，包括：62.从横向和纵向开始步数进行双重循环，每次增加横向宽度步数widthstep和纵向高度步数heightstep；63.得到当前视野的横向和纵向步数坐标(xstep，ystep)；64.判断二值化预览图对应的区域是否小于255，小于255将当前视野加入到listview中，否则忽略；65.再次进行下一个视野查找，直至查找完所有扫描视野为止。66.第二方面，本发明实施例提供的一种计算数字切片扫描仪中扫描视野坐标的装置，包括：67.参数设置模块，用于设置数字切片扫描仪参数，并将扫描仪x轴和y轴归零；68.横向移动模块，用于移动y轴电机，使物镜处于切片的纵向中央，移动x轴电机，确定物镜处于切片左右两端时的电机位置；69.纵向移动模块，用于移动x轴电机，使物镜处于切片的横向中央，移动y轴电机，确定物镜处于切片上下两端时的电机位置；70.移动步数计算模块，用于计算切片在数字切片扫描仪中横向和纵向移动步数；71.显微图像计算模块，用于计算数字切片扫描仪中全景显微图像的宽度和高度；72.预览图计算模块，用于计算预览图的宽度和高度；73.样本区域计算模块，用于计算扫描视野的样本区域；74.视野列表计算模块，用于利用样本区域在预览图中的外接四边形计算扫描视野列表；75.纵横步数坐标获取模块，用于从预览图中分割出每个扫描视野的扫描仪步数位置信息，获取当前视野的纵横步数坐标。76.本发明实施例的技术方案可以具有的有益效果如下：77.本发明实施例的技术方案的一种计算数字切片扫描仪中扫描视野坐标的方法，包括：设置数字切片扫描仪参数，并将扫描仪x轴和y轴归零；移动y轴电机，使物镜处于切片的纵向中央，移动x轴电机，确定物镜处于切片左右两端时的电机位置；使物镜处于切片的横向中央；确定物镜处于切片上下两端时的电机位置；计算切片在数字切片扫描仪中横向和纵向移动步数；计算数字切片扫描仪中全景显微图像的宽度和高度；计算预览图的宽度和高度；计算扫描视野的样本区域；利用样本区域在预览图中的外接四边形计算扫描视野列表；从预览图中分割出每个扫描视野的扫描仪步数位置信息，获取当前视野的纵横步数坐标。本发明提出一种适用于面阵相机扫描仪中不同物镜、不同接口、不同电机和不同丝杠、不同扫描相机的预览图与扫描器移动对应关系的方法，满足了不同物镜放大倍率、不同电机、不同丝杠、不同相机扫描仪的扫描要求，附图说明：78.图1是根据一示例性实施例示出的一种计算数字切片扫描仪中扫描视野坐标的方法流程图；79.图2是根据一示例性实施例示出的一种计算数字切片扫描仪中扫描视野坐标的装置的结构图。具体实施方式80.下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：81.为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。82.图1是根据一示例性实施例示出的一种计算数字切片扫描仪中扫描视野坐标的方法流程图。如图1所示，本发明实施例提供的一种计算数字切片扫描仪中扫描视野坐标的方法，包括：83.设置数字切片扫描仪参数，并将扫描仪x轴和y轴归零；84.移动y轴电机，使物镜处于切片的纵向中央，移动x轴电机，确定物镜处于切片左右两端时的电机位置；85.移动x轴电机，使物镜处于切片的横向中央，移动y轴电机，确定物镜处于切片上下两端时的电机位置；86.计算切片在数字切片扫描仪中横向和纵向移动步数；87.计算数字切片扫描仪中全景显微图像的宽度和高度；88.计算预览图的宽度和高度；89.计算扫描视野的样本区域；90.利用样本区域在预览图中的外接四边形计算扫描视野列表；91.从预览图中分割出每个扫描视野的扫描仪步数位置信息，获取当前视野的纵横步数坐标。92.作为本实施例一种可能的实现方式，所述设置数字切片扫描仪参数，包括：数字切片扫描仪采用的物镜倍率为m；接口的倍率为i；扫描相机的像元大小为a微米/像素，扫描显微部分对应的每微米像素个数p＝m*i/a；步进电机的细分为l；丝杠的导程为s；电机每步前进的距离d＝s/l。93.作为本实施例一种可能的实现方式，所述移动y轴电机，使物镜处于切片的纵向中央，移动x轴电机，确定物镜处于切片左右两端时的电机位置，包括：94.将切片放入数字切片扫描仪中，移动y轴电机，使物镜处于切片的纵向中央；移动x轴电机，扫描仪的显微部分到切片的最左端，记录此时的电机位置为motorleft；继续移动x轴电机，扫描仪的显微部分到切片的最右端，记录此时的电机位置为motorright。95.作为本实施例一种可能的实现方式，所述移动x轴电机，使物镜处于切片的横向中央，移动y轴电机，确定物镜处于切片上下两端时的电机位置，包括：96.移动x轴电机，使物镜处于切片的横向中央，移动y轴电机，扫描仪的显微部分到切片的最顶端，记录此时的电机位置为motortop；继续移动y轴电机，扫描仪的显微部分到切片的最下端，记录此时的电机位置为motorbottom。97.作为本实施例一种可能的实现方式，所述计算切片在数字切片扫描仪中横向和纵向移动步数，包括：98.计算切片在数字切片扫描仪中横向移动步数widthstep：99.widthstep＝motorright-motorleft；100.计算切片在数字切片扫描仪中纵向移动步数heightstep：101.heightstep＝motorbottom-motortop。102.作为本实施例一种可能的实现方式，所述计算数字切片扫描仪中全景显微图像的宽度和高度，包括：103.计算数字切片扫描仪中全景显微图像的宽度imagewidth：104.imagewidth＝widthstep*p*d；105.计算数字切片扫描仪中全景显微图像的高度imageheight：106.imageheight＝heightstep*p*d。107.作为本实施例一种可能的实现方式，所述计算预览图的宽度和高度，包括：108.设置预览图每像素对应全景显微图像的像素数为m；109.计算预览图的宽度preivewwidth：preivewwidth＝imagewidth/m；110.计算预览图的高度previewheight：111.previewheight＝imageheight/m。112.作为本实施例一种可能的实现方式，所述计算扫描视野的样本区域，包括：113.设定每个扫描显微视野重合大小为overlapsize；扫描相机的图像的宽度为scanimagewidth，高度为scanimageheight；114.每个视野横向移动步数为：115.viewwidthstep＝(scanimagewidth-overlapsize)/(p*d)；116.每个视野纵向移动步数为：117.viewheightstep＝(scanimageheight-overlapsize)/(p*d)；118.预览图每个像素横向对应的步数为：119.widthstepperpixel＝widthstep/preivewwidth；120.预览图每个像素纵向对应的步数为：121.heightstepperpixel＝heightstep/preivewwidth；122.每个视野在预览图上的宽度为：123.viewwidthpreview＝viewwidthstep/widthstepperpixel；124.每个视野在预览图上的高度为：125.viewheightpreview＝viewheightstep/heightstepperpixel。126.作为本实施例一种可能的实现方式，所述利用样本区域在预览图中的外接四边形计算扫描视野列表，包括：127.样本区域在预览图中的外接四边形开始位置为:startx,starty；所述外接四边形的宽度和高度分别为samplewidth和sampleheight；128.外接四边形的横向开始步数为：129.startxstep＝motorleft-startx*widthstepperpixel；130.外接四边形的纵向开始步数为：131.startystep＝motortop-starty*heightstepperpixe+；132.外接四边形的横向步数为：133.widthstep＝samplewidth*widthstepperpixel；134.外接四边形的纵向步数为：135.heightstep＝startystep*heightstepperpixel。136.作为本实施例一种可能的实现方式，所述从预览图中分割出每个扫描视野的扫描仪步数位置信息，获取当前视野的纵横步数坐标从预览图中分割出每个需要扫描视野的扫描仪步数位置信息，包括：137.从横向和纵向开始步数进行双重循环，每次增加横向宽度步数widthstep和纵向高度步数heightstep；138.得到当前视野的横向和纵向步数坐标(xstep，ystep)；139.判断二值化预览图对应的区域是否小于255，小于255将当前视野加入到listview中，否则忽略；140.再次进行下一个视野查找，直至查找完所有扫描视野为止。141.如图2所示，本发明实施例提供的一种计算数字切片扫描仪中扫描视野坐标的装置，包括：142.参数设置模块，用于设置数字切片扫描仪参数，并将扫描仪x轴和y轴归零；143.横向移动模块，用于移动y轴电机，使物镜处于切片的纵向中央，移动x轴电机，确定物镜处于切片左右两端时的电机位置；144.纵向移动模块，用于移动x轴电机，使物镜处于切片的横向中央，移动y轴电机，确定物镜处于切片上下两端时的电机位置；145.移动步数计算模块，用于计算切片在数字切片扫描仪中横向和纵向移动步数；146.显微图像计算模块，用于计算数字切片扫描仪中全景显微图像的宽度和高度；147.预览图计算模块，用于计算预览图的宽度和高度；148.样本区域计算模块，用于计算扫描视野的样本区域；149.视野列表计算模块，用于利用样本区域在预览图中的外接四边形计算扫描视野列表；150.纵横步数坐标获取模块，用于从预览图中分割出每个扫描视野的扫描仪步数位置信息，获取当前视野的纵横步数坐标。151.采用本实施例计算数字切片扫描仪中扫描视野坐标的装置进行数字切片扫描视野坐标计算的具体过程如下。152.1.数字切片扫描仪采用的物镜倍率为m＝20倍；接口的倍率为i＝0.63倍；扫描相机的像元大小为a＝3.45微米/像素。在当前硬件环境下，扫描显微部分对应的每微米像素个数计算公式为：p(单位：像素/微米)＝m*i/a＝20*0.63/3.45＝3.65217像素/微米；153.2.步进电机的细分为l(步/圈)＝3200步/圈；丝杠的导程为s(微米，即丝杠旋转一圈360度前进s微米)＝3180微米/圈；电机每步前进的距离为：d(单位：微米/步)＝s/l＝3180/3200＝0.99375微米/步；154.3.将扫描仪x、y轴归零；将切片放入数字切片扫描仪中，移动y轴电机，使物镜大体处于切片的纵向中央；移动x轴电机，观察扫描仪的显微部分，到切片的最左端，记录此时的电机位置为motorleft(单位：步)＝28800步；继续移动x轴电机，到切片的最右端，记录此时的电机位置为motorright(单位：步)＝4600步；155.移动x轴电机，使物镜大体处于切片的横向中央；移动y轴电机，观察扫描仪的显微部分，到切片的最顶端，记录此时的电机位置为motortop(单位：步)＝45500步；继续移动y轴电机，到切片的最下端，记录此时的电机位置为motorbottom(单位：步)＝500步；156.计算切片在数字切片扫描仪中横向和纵向移动步数：157.横向移动步数：widthstep(单位：步)＝motorright-motorleft＝28800-4600＝24200步；158.纵向移动步数：heightstep(单位：步)＝motorbottom-motortop＝45500-500＝45000步；159.4.计算数字切片扫描仪中全景显微图像的宽度和高度：160.imagewidth(单位：像素)＝widthstep*p*d＝24200*3.65217*0.99375＝87830；161.imageheight(单位：像素)＝heightstep*p*d＝45000*3.65217*0.99375＝163320；162.设置预览图每像素对应全景显微图像的像素数为：m＝256(取值范围为(256,512)，取值过小或过大会造成预览图的过大或过小)；163.计算预览图的宽度和高度：164.宽度：preivewwidth(单位：像素)＝imagewidth/m＝87830/256＝343；165.高度：previewheight(单位：像素)＝imageheight/m＝163320/256＝637；166.5.设定每个扫描显微视野重合大小为overlapsize＝150(范围为(100,200)，单位：像素)；扫描相机的图像的宽度为：scanimagewidth＝2448，高度为：scanimageheight＝2048；167.每个视野横向移动步数：168.viewwidthstep＝(scanimagewidth-overlapsize)/(p*d)＝(2448-150)/(3.65217*0.99375)＝2298/3.62934＝633；169.每个视野纵向移动步数：170.viewheightstep＝(scanimageheight-overlapsize)/(p*d)＝(2048-150)/(3.65217*0.99375)＝1898/3.62934＝523；171.预览图每个像素横向对应的步数：172.widthstepperpixel＝widthstep/preivewwidth＝24200/343＝70.5539；173.预览图每个像素纵向对应的步数：174.heightstepperpixel＝heightstep/preivewwidth＝45000/637＝70.6436；175.每个视野在预览图上的宽度：176.viewwidthpreview＝viewwidthstep/widthstepperpixel＝633/70.5539＝9；177.每个视野在预览图上的高度：178.viewheightpreview＝viewheightstep/heightstepperpixel＝523/70.6436＝8；179.利用上述公式计算和识别的样本区域在预览图中的外接四边形计算扫描视野列表：样本区域在预览图中的外接四边形开始位置为:startx＝30,starty＝100；外接四边形的宽度和高度为：samplewidth＝88,sampleheight＝128；180.外接四边形的开始步数为：181.startxstep＝182.motorleft-startx*widthstepperpixel＝28800-30*70.5539＝26683；183.startystep＝184.motortop-starty*heightstepperpixe＝45500-100*70.6436＝38435；185.外接四边形的横向和纵向步数为：186.widthstep＝samplewidth*widthstepperpixel＝88*70.5539＝6208；187.heightstep＝startystep*heightstepperpixel＝128*70.6436＝9042；188.6.从预览图中分割出每个需要扫描视野的扫描仪步数位置信息；189.步骤1：xstep＝startxstep＝26683；ystep＝startystep＝38435；190.步骤2：startxstep-widthstep＝26683-6208＝20475；xstep》＝20475转到步骤3；191.步骤3：startystep-heightstep＝38435-9042＝29393；ystep》＝29393转到步骤4；192.步骤4：预览图中视野的矩形区域rect为：193.rect.x＝(motorleft-xstep)/widthstepperpixel＝(28800-26683)/70.6436＝29；194.rect.y＝(motortop-ystep)/heightstepperpixel＝(45500-38435)/70.5539＝100；195.rect.width＝viewwidthpreview＝9；196.rect.height＝viewheightpreview＝8；197.转到步骤5；198.步骤5：rect位于二值预览图中区域的颜色为255；等于255，转到步骤7；199.步骤7：ystep＝ystep-viewwidthstep＝38435-523＝37912；转到步骤3；200.步骤3：startystep-heightstep＝38435-9042＝29393；ystep》＝29393转到步骤4；201.步骤4：预览图中视野的矩形区域rect为：202.rect.x＝(motorleft-xstep)/widthstepperpixel＝(28800-26683)/70.6436＝29；203.rect.y＝(motortop-ystep)/heightstepperpixel＝(45500-37912)/70.5539＝108；204.转到步骤5；205.步骤5：rect位于二值预览图中区域的颜色为243；小于255，转到步骤6；206.步骤6：将坐标(xstep,ystep)加入到扫描列表listview中；转到步骤7；207.按照上述过程，遍历x、y轴，得到最终扫描列表listview；当步骤8中xstep不断减少，转到步骤2：xstep》＝startx-widthstep后，转到步骤9得到扫描视野列表结束。208.以上计算公式是详细的分步计算方法，用到最终的视野列表计算时，可以进行化简。209.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。









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