【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光學成像，具體涉及對焦方法、成像系統和測序設備。
技術介紹
1、在基于光學成像原理的基因測序過程中，通常先在測序芯片上進行堿基延伸反應，在堿基延伸后對測序芯片上的反應區域進行成像，由于堿基已進行熒光標記，因此通過對圖像的信號分析即可確定堿基種類，從而實現測序。
2、而準確對焦是良好成像的前提，通過對焦能夠在后續的成像過程中通過物鏡獲得清晰圖像，為了能夠提高效率以及減小熒光淬滅的影響，通常希望能夠快速完成對焦。例如對于反應區域的首個視野(field?of?view，fov)，需要在一個較大范圍內實現準確對焦，且希望對焦更快速從而減小熒光淬滅的影響。對首個視野完成對焦后，其他視野則可以通過測序平臺或設備的自動對焦模組進行快速對焦。因此，如何實現快速、準確的對焦是值得關注的問題。
技術實現思路
1、為了能夠快速、準確地完成對焦，本申請提供一種對焦方法、成像系統和測序設備。
2、根據第一方面，一種實施例中提供一種對焦方法，包括：
3、通過物鏡采集圖像，并獲取圖像的圖像質量指標，其中所述物鏡相對樣品處于初步對焦位置；
4、控制所述物鏡與所述樣品進行相對運動，使得所述物鏡相對所述樣品按預設方向從所述初步對焦位置開始以第一步長移動，每到達一個位置，則通過所述物鏡采集圖像并獲取圖像的圖像質量指標，比較當前位置采集的圖像的圖像質量指標與上一位置采集的圖像的圖像質量指標的大小，若當前位置采集的圖像的圖像質量指標小于上一位置采集的圖像的圖像質
5、一些實施例中，獲取圖像的圖像質量指標包括：
6、對所述圖像進行平滑濾波，計算平滑濾波后的圖像的圖像質量指標；
7、或者，對所述圖像中的感興趣區域進行平滑濾波，計算平滑濾波后的所述感興趣區域的圖像質量指標作為所述圖像的圖像質量指標。
8、一些實施例中，所述平滑濾波為高斯濾波。
9、一些實施例中，所述對焦結束條件為：所述物鏡與所述樣品進行相對運動的方向的變換次數達到預設的換向次數閾值。
10、一些實施例中，所述初步對焦位置通過以下方式獲?。?/p>
11、控制所述物鏡與所述樣品進行相對運動以對所述物鏡進行粗對焦，獲取粗對焦位置；
12、基于所述粗對焦位置確定所述初步對焦位置。
13、一些實施例中，所述控制所述物鏡與所述樣品進行相對運動以對所述物鏡進行粗對焦，獲取粗對焦位置，包括：
14、控制所述物鏡與所述樣品進行相對運動，使得所述物鏡相對所述樣品從第一位置范圍的一個端點開始以第二步長逐步移動至所述第一位置范圍的另一個端點，在每個位置，通過所述物鏡采集圖像并獲取圖像的圖像質量指標；其中，所述第二步長大于或等于所述第一步長；
15、比較在各個位置采集的圖像的圖像質量指標，選擇圖像質量指標最大的圖像對應的位置作為所述粗對焦位置。
16、一些實施例中，所述圖像質量指標為清晰度。
17、一些實施例中，所述基于所述粗對焦位置確定所述初步對焦位置，包括：
18、取在所述粗對焦位置的基礎上向遠離所述樣品的方向移動d3μm的位置為所述初步對焦位置，且所述預設方向為朝向所述樣品的方向，其中d3為預設的第三位置偏移量；
19、或者，取在所述粗對焦位置的基礎上朝向所述樣品移動d3μm的位置為所述初步對焦位置，且所述預設方向為遠離所述樣品的方向。
20、根據第二方面，一種實施例中提供一種成像系統，包括物鏡、圖像傳感器、驅動模組和控制器；
21、所述控制器用于：
22、利用所述圖像傳感器通過所述物鏡采集圖像，并獲取圖像的圖像質量指標，其中所述物鏡相對樣品處于初步對焦位置；
23、控制所述驅動模組工作，使所述物鏡與所述樣品進行相對運動，使得所述物鏡相對所述樣品按預設方向從所述初步對焦位置開始以第一步長移動，每到達一個位置，則利用所述圖像傳感器通過所述物鏡采集圖像并獲取圖像的圖像質量指標，比較當前位置采集的圖像的圖像質量指標與上一位置采集的圖像的圖像質量指標的大小，若當前位置采集的圖像的圖像質量指標小于上一位置采集的圖像的圖像質量指標，則減小步長，并使所述物鏡與所述樣品進行相對運動的方向與上一步相對運動的方向相反，控制所述驅動模組工作，以繼續進行下一步的相對運動，否則不改變步長和所述物鏡與所述樣品進行相對運動的方向，控制所述驅動模組工作，以繼續進行下一步的相對運動，直至達到對焦結束條件，停止所述物鏡與所述樣品的相對運動，完成所述物鏡的對焦。
24、根據第三方面，一種實施例中提供一種測序設備，包括如上述第二方面所述的成像系統。
25、依據上述實施例的對焦方法、成像系統和測序設備，使物鏡相對樣品按預設方向從初步對焦位置開始以第一步長移動，每到達一個位置，則通過物鏡采集圖像并獲取圖像的圖像質量指標，比較當前位置采集的圖像的圖像質量指標與上一位置采集的圖像的圖像質量指標的大小，若當前位置采集的圖像的圖像質量指標小于上一位置采集的圖像的圖像質量指標，則說明已超過最佳焦面位置，于是減小步長，并使物鏡與樣品進行相對運動的方向與上一步相對運動的方向相反，繼續進行下一步的相對運動，否則不改變步長和物鏡與樣品進行相對運動的方向，繼續進行下一步的相對運動，直至達到對焦結束條件，完成對焦。如此便能夠自適應地調整物鏡與樣品相對運動的方向和步長，確保物鏡不斷地逼近最佳焦面位置，快速、準確地實現對焦。
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1.一種對焦方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的對焦方法，其特征在于，獲取圖像的圖像質量指標包括：
3.如權利要求2所述的對焦方法，其特征在于，所述平滑濾波為高斯濾波。
4.如權利要求1所述的對焦方法，其特征在于，所述對焦結束條件為：所述物鏡與所述樣品進行相對運動的方向的變換次數達到預設的換向次數閾值。
5.如權利要求1所述的對焦方法，其特征在于，所述初步對焦位置通過以下方式獲?。?/p>
6.如權利要求5所述的對焦方法，其特征在于，所述控制所述物鏡與所述樣品進行相對運動以對所述物鏡進行粗對焦，獲取粗對焦位置，包括：
7.如權利要求1至6中任一項所述的對焦方法，其特征在于，所述圖像質量指標為清晰度。
8.如權利要求6所述的對焦方法，其特征在于，所述基于所述粗對焦位置確定所述初步對焦位置，包括：
9.一種成像系統，其特征在于，包括物鏡、圖像傳感器、驅動模組和控制器；
10.一種測序設備，其特征在于，包括如權利要求9所述的成像系統。
【技術特征摘要】
1.一種對焦方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的對焦方法，其特征在于，獲取圖像的圖像質量指標包括：
3.如權利要求2所述的對焦方法，其特征在于，所述平滑濾波為高斯濾波。
4.如權利要求1所述的對焦方法，其特征在于，所述對焦結束條件為：所述物鏡與所述樣品進行相對運動的方向的變換次數達到預設的換向次數閾值。
5.如權利要求1所述的對焦方法，其特征在于，所述初步對焦位置通過以下方式獲?。?/p>
6.如權利要求5所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張朋，張興斌，劉長根，肖育勁，
申請(專利權)人：深圳市大道測序生物科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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