[发明专利]成像系统物距自动调整的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及到光学成像技术、图像分割处理和自动控制技术领域， 特别涉及到光学相机成像的定位计算、对图像的基本分割处理以及自动 控制系统技术和由以上技术实现的成像装置使得物距自动调整到图像清 晰、可视区域准确的技术领域。

背景技术

在传统的为获得小动物中间信息的成像系统中，调节物距来改变视 场范围是通过手动来完成的，在手动调节的同时观察相机成像的清晰度， 直到合适为止；目前美国caliper life sciences公司的IVIS系统采用的是特定 的四种位置来分别对小鼠的头部、一只老鼠、三只老鼠或五只老鼠进行 成像。可以参见 http://www.brainshark.com/brainshark/vu/view.asp？text＝Website&pi＝16942 1910&uid＝0&sid＝31771436&sky＝879491595FF0481789681DE6A5A11D6 8 2008-11-17日检索。这种方式不能适应不同大小的被测物体的需要，当 被测物体大小差异很大时，固定的四个位置将很可能无法满足可视区域 的准确选取，当感兴趣区域占可视区域很小一部分时CCD的利用效率会 比较低，图像的信噪比也相应降低。因此这种系统受被测物体尺寸大小 的严格制约。德国Berthold Technologies公司的NightOWL LB 981 NC 100 system的可视区域仅为20cm×20cm的情况，该情况可以同时对四只小鼠进 行成像，参见应用笔记Luciferin bioavailability in mice during in-vivo imaging第3页和第4页内容，下载链接为 http://www.bertholdtech.com/ww/en/pub/bioanalytik/bioprodgroup/overview/ applications/notes.cfm 2008-11-17日检索。另外，通过手动或人的观察来过 长时间的物距调节使得到清晰的图像并且得到理想的可视区域会受到被 研究的被测物体内化学试剂反应时间和麻醉剂麻醉深度的限制。显然， 人为的调节时间很难保证，固定位置的几个视场又不能满足不同尺寸被 测物体成像的最佳效果，被测物体所占的区域在可视区域中占很小部分 时，关注部位的区域分辨率很低；当可视区域仅仅是被测物体的局部时 很可能漏掉被测物体上其它部位的有用信息。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种成像系统物 距的自动调整的方法和装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种成像系统物距自动调整的方法， 包括以下步骤：

步骤1：在成像系统物距的调整范围内设置物距和正方形可视区域一 一对应的二维数据表，物距的分度根据不同被测物体尺寸的差异来确定， 选被测物体最小边长变化的10％至20％作为物距的最小分度。

步骤2：选择一个已知远场区域和对应的已知物距的特定位置；

步骤3：在该特定位置对被测物体托盘和被测物体的外形进行成像；

步骤4：利用该幅物体外形图像进行分割，得到被测物体所占区域正 方形边长的像素数，参照已知的CCD相机像元边长计算出图像上被测物 体所占区域的正方形边长大小；

步骤5：根据已知的物距、CCD相机镜头的焦距以及光学成像理论 得到像距和图像的缩小倍数，利用图像上被测物体所占区域的正方形边 长大小以及图像的缩小倍数计算出实际被测物体在被测物体托盘上所占 的正方形区域的边长尺寸；

步骤6：在二维数据表中查得计算得到的实际被测物体可视区域对应 的物距距离，将被测物体托盘移动到该物距的位置上，为保证被测物体 完全在可视区域内部，设置物距为计算得到的物距再加上该计算得到物 距的1％至5％的裕量。

为实现上述目的，本发明提供一种成像系统物距自动调整的装置， 其中包括：

计算机分别与控制单元和CCD相机连接；控制单元与驱动机构4连 接，控制单元用于接收计算机发来的控制指令，按照指令对驱动机构4 执行指令，完成指令后报告计算机物距调整完成；在被测物体托盘上放 置被测物体；被测物体托盘和被测物体位于CCD相机的摄像区域内；驱 动机构4与被测物体托盘5连接，用于完成驱动机构4的电机到被测物 体托盘5的传动功能。