本申请涉及电子显微镜领域，特别是一种涉及电子显微镜自动对焦跟随处理方法、装置及其应用。
背景技术：
1、在现有的电子显微镜技术中，用户通常需要手动调整显微镜的焦点以获得最佳的图像质量。这一过程不仅耗时而且对于需要频繁改变观察位置的应用来说尤其不便。例如，在观察复杂的生物样本或材料结构时，操作者可能需要不断地在样本的不同区域之间切换。每更换一次观察位置，就需要重新进行对焦，以找到该位置最清晰的图像。这种重复的手动操作不仅效率低下，还可能导致操作者疲劳，进而影响观察结果的准确性和一致性。
2、此外，手动对焦过程中的微小误差可能会导致图像质量下降，从而影响后续的数据分析和解释。因此，现有技术存在改进的空间，特别是对于那些需要高精度和快速定位能力的应用场景。
3、鉴于上述问题，本发明旨在提供一种改进的电子显微镜自动对焦跟随处理方法、装置及其应用，其能够在用户指定的任何位置自动实现最佳对焦，从而显著提高观察效率和准确性。
技术实现思路
1、本申请实施例提供了电子显微镜自动对焦跟随处理方法、装置及其应用，针对目前技术存在的手动对焦的方式导致在不同观察位置间切换时效率低下且易出错等问题。
2、本发明核心技术主要是通过图像处理和pid控制实现电子显微镜样本区域的自动识别、精确对焦和平面拟合，确保在样本移动时始终维持清晰对焦。
3、第一方面，本申请提供了电子显微镜自动对焦跟随处理方法，所述方法包括以下步骤：
4、s00、对焦点选取：
5、初始样品拍照，获取整张样品图像，将样品图像转换为灰度图，并识别样本区域，在样本区域内选择多个对焦点；
6、s10、粗对焦：
7、选取一个中心附近的点作为粗对焦点，并从预设的极限位置开始逐步调整焦距直至找到清晰图像；
8、s20、细对焦：
9、在粗对焦成功的基础上进一步微调对焦，以获得更清晰的图像；
10、s30、拟合平面：
11、使用细对焦成功的对焦点的三维坐标拟合出一个平面，该平面上的点代表清晰对焦的位置；
12、s40、跟随模式：
13、启动跟随模式，实时跟踪样本的移动；
14、当样本的横坐标和/或纵坐标发生变化后，调整电子显微镜的z轴使其调整到相应位置以保持对焦清晰。
15、进一步地，s00步骤中，使用均匀分布算法在样本区域内选择多个对焦点。
16、进一步地，s10步骤中，若未成功对焦，则选择第一个选取的点相邻的点作为粗对焦点，并从预设的极限位置开始逐步调整焦距直至找到清晰图像。
17、进一步地，s40步骤中，利用pid算法调整电子显微镜的z轴使其调整到相应位置以保持对焦清晰。
18、第二方面，本申请提供了一种电子显微镜自动对焦跟随处理装置，包括：
19、对焦点选取模块，初始样品拍照，获取整张样品图像，将样品图像转换为灰度图，并识别样本区域，使用均匀分布算法在样本区域内选择多个对焦点；
20、粗对焦模块，选取一个中心附近的点作为粗对焦点，并从预设的极限位置开始逐步调整焦距直至找到清晰图像；
21、细对焦模块，在粗对焦成功的基础上进一步微调对焦，以获得更清晰的图像；
22、拟合平面模块，使用细对焦成功的对焦点的三维坐标拟合出一个平面，该平面上的点代表清晰对焦的位置；
23、跟随模式启动模块，启动跟随模式，实时跟踪样本的移动；当样本的横坐标和/或纵坐标发生变化后，利用pid算法调整电子显微镜的z轴使其调整到相应位置以保持对焦清晰。
24、第三方面，本申请提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行上述的电子显微镜自动对焦跟随处理方法。
25、第四方面，本申请提供了一种可读存储介质，可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，过程包括根据上述的电子显微镜自动对焦跟随处理方法。
26、本发明的主要贡献和创新点如下：
27、1.自动对焦点选取：
28、贡献：本发明通过图像处理技术自动识别样本区域，并在此基础上选择合适的对焦点，提高了对焦的准确性和效率。创新点：使用灰度图像处理算法来识别样本区域，结合均匀分布算法选择对焦点，避免了非样本区域的无效对焦尝试，减少了不必要的计算资源消耗。
29、2.分段式粗对焦：
30、贡献：采用分段式对焦方法，即使面对不同厚度的样本也能有效找到清晰对焦的位置，增加了系统的适应性。创新点：通过从预设的极限位置开始逐步调整焦距直至找到清晰图像，这种方法能够适应不同厚度的样本，提高了对焦的成功率和灵活性。
31、3.基于成功对焦点的平面拟合：
32、贡献：利用成功对焦的点坐标拟合出一个平面，为后续的自动跟随提供了准确的参照，确保了在样本不同位置都能获得清晰的图像。创新点：通过拟合出一个代表清晰对焦位置的平面，能够有效地预测和调整z轴的位置，保证了在样本移动时始终能够快速准确地重新对焦。
33、4.pid控制的跟随模式：
34、贡献：引入pid控制算法，确保了z轴能够快速响应样本的移动，维持清晰对焦。创新点：利用pid算法动态调整z轴位置，确保即使在样本快速移动的情况下也能迅速找到清晰的对焦位置，提高了系统的响应速度和稳定性。
35、5.整体自动化流程：
36、贡献：整个对焦过程高度自动化，大大减少了操作者的负担，提高了工作效率。创新点：通过将自动对焦和跟随功能集成在一个连续的过程中，本发明简化了用户的操作流程，提升了用户体验。
37、综上所述，本发明通过一系列技术创新实现了电子显微镜自动对焦和跟随功能的高度集成化和自动化，极大地提高了显微镜的操作效率和观察质量，具有重要的实用价值。
38、本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
1.电子显微镜自动对焦跟随处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的电子显微镜自动对焦跟随处理方法，其特征在于，s00步骤中，使用均匀分布算法在样本区域内选择多个对焦点。
3.如权利要求1所述的电子显微镜自动对焦跟随处理方法，其特征在于，s10步骤中，若未成功对焦，则选择第一个选取的点相邻的点作为粗对焦点，并从预设的极限位置开始逐步调整焦距直至找到清晰图像。
4.如权利要求1-3任意一项所述的电子显微镜自动对焦跟随处理方法，其特征在于，s40步骤中，利用pid算法调整电子显微镜的z轴使其调整到相应位置以保持对焦清晰。
5.一种电子显微镜自动对焦跟随处理装置，其特征在于，包括：
6.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行权利要求1至4任一项所述的电子显微镜自动对焦跟随处理方法。
7.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序包括用于控制过程以执行该过程的程序代码，所述过程包括根据权利要求1至4任一项所述的电子显微镜自动对焦跟随处理方法。
