基于ARM的無(wú)透鏡細(xì)胞顯微圖像采集處理系統(tǒng).pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，生命科學(xué)各個(gè)領(lǐng)域的研究受到了越來(lái)越多的重視，細(xì)胞作為生命的基本構(gòu)成單位，受到了廣泛的關(guān)注。對(duì)細(xì)胞外在形態(tài)、大小、細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)分布及細(xì)胞動(dòng)力學(xué)的研究是生命科學(xué)領(lǐng)域研究的重要而基本的組成部分，在生命科學(xué)研究的眾多相關(guān)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在細(xì)胞研究過(guò)程中，對(duì)細(xì)胞進(jìn)行觀察，并對(duì)細(xì)胞圖像進(jìn)行分析以得到有用的信息是至關(guān)重要和極具價(jià)值的。
　　常規(guī)的細(xì)胞觀察方法是利用顯微鏡進(jìn)行觀察，而對(duì)細(xì)胞圖像的準(zhǔn)確定量的分析，往往通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)

2、進(jìn)行。顯微鏡與計(jì)算機(jī)的結(jié)合雖然能實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞圖像定量、準(zhǔn)確的處理和分析，但這樣的配置使得整個(gè)細(xì)胞觀察系統(tǒng)的體積較大，結(jié)構(gòu)也顯得復(fù)雜，并且成本也較高。
　　基于上述原因，本文研究將無(wú)透鏡成像技術(shù)與ARM嵌入式開(kāi)發(fā)技術(shù)結(jié)合，提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉的細(xì)胞觀察方法及系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
　　利用無(wú)透鏡成像方法光路簡(jiǎn)單，進(jìn)而成像裝置能夠?qū)崿F(xiàn)小型化的優(yōu)勢(shì)，取代常規(guī)的細(xì)胞觀察所使用的顯微鏡，對(duì)細(xì)胞進(jìn)行成像。充分利用體積小、功耗低、成本低、性能高等

3、ARM嵌入式系統(tǒng)所具備的特性，對(duì)通過(guò)無(wú)透鏡成像平臺(tái)對(duì)細(xì)胞所成的像進(jìn)行采集和后續(xù)的處理分析，取代了傳統(tǒng)的細(xì)胞圖像處理分析工具——PC，簡(jiǎn)化了圖像處理的軟硬件處理系統(tǒng)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的低成本和小型化。
　　本文選用嵌入式開(kāi)發(fā)板Smart210作為圖像采集和處理的硬件平臺(tái)，以Linux系統(tǒng)作為運(yùn)行于Smart210上的操作系統(tǒng)?；诖塑浻布Y源，進(jìn)行OpenCV和FFTW庫(kù)的移植，選用Qt進(jìn)行應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)。結(jié)合無(wú)透鏡成像光路，利用高分

4、辨率的圖像傳感器獲取細(xì)胞全息圖像，應(yīng)用程序通過(guò)USB接口與圖像傳感器進(jìn)行通信，讀取圖像傳感器獲得的細(xì)胞全息圖像，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞圖像的采集、預(yù)覽和保存，并將采集到的細(xì)胞全息圖像進(jìn)行重建。最終還原出細(xì)胞真實(shí)的外在形態(tài)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞進(jìn)行觀察的目的。
　　本文詳細(xì)介紹了整個(gè)系統(tǒng)從設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)的過(guò)程，分析對(duì)比了系統(tǒng)所用的軟硬件資源特性以及應(yīng)用程序的編寫思路，并對(duì)整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決方法進(jìn)行了闡述，最終通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性，完成了系