基于普通顯微鏡的圖像采集系統(tǒng)數(shù)字化技術(shù)研究.pdf

1、目前，高科技研究型顯微鏡(例如透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡)等光學(xué)儀器的調(diào)焦系統(tǒng)大部分都已經(jīng)采用了自動(dòng)調(diào)焦，有些配備數(shù)字照相系統(tǒng)，這些儀器價(jià)格昂貴。本研究基于普通顯微鏡進(jìn)行改造，開發(fā)出數(shù)字化顯微圖像自動(dòng)采集系統(tǒng)，獲取準(zhǔn)確的圖像信息，并應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、材料學(xué)、科研實(shí)驗(yàn)等各個(gè)領(lǐng)域中。 本論文主要開展了數(shù)字化顯微鏡圖像采集系統(tǒng)技術(shù)研究，設(shè)計(jì)了數(shù)字化圖像采集系統(tǒng)的總體方案，并對(duì)各部分進(jìn)行了的詳細(xì)設(shè)計(jì)。采用步進(jìn)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)載物臺(tái)的控制

2、和物鏡切換，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的軟硬件接口。圖像獲取裝置的設(shè)計(jì)，從視覺系統(tǒng)的光學(xué)性能要求出發(fā)討論了CCD的選用。調(diào)焦機(jī)構(gòu)通過加裝步進(jìn)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)焦，開發(fā)了顯微視場的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)及物鏡控制轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。 研發(fā)了顯微圖像獲取的自動(dòng)聚焦技術(shù)，提出了一種自動(dòng)聚焦算法來實(shí)現(xiàn)顯微圖像自動(dòng)聚焦。該算法綜合了快速灰度差分法和高精度拉普拉斯函數(shù)法的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)聚焦過程中各階段聚焦評(píng)價(jià)函數(shù)的梯度，選擇合適的焦距評(píng)價(jià)函數(shù)和步長，并通過改變步長實(shí)現(xiàn)了從快速粗調(diào)到

3、精確細(xì)調(diào)的過渡，在實(shí)際應(yīng)用中達(dá)到了較好的效果。 圖像拼接技術(shù)一直是計(jì)算機(jī)視覺、圖像處理和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的熱點(diǎn)研究方向。按照?qǐng)D像拼接的流程，對(duì)圖像預(yù)處理、圖像配準(zhǔn)和圖像融合等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了討論，提出了一種圖像拼接方法，開發(fā)了相應(yīng)的拼接程序，實(shí)踐證明該方法能夠較好地滿足圖像處理過程的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，并且很好地解決了場景拼接過程中常見的“拼縫”現(xiàn)象。 基于普通顯微鏡開發(fā)的顯微圖像數(shù)字化采集系統(tǒng)，已成功應(yīng)用于遠(yuǎn)程醫(yī)療和顯微鏡生物觀