[发明专利]一种显微成像采集、控制与自动处理系统及处理方法

说明书

本发明公开了一种显微成像采集、控制与自动处理系统及处理方法，所述装置包括：图像采集控制电路；光源光照强度控制装置使得光照强度始终自适应的处于设定值；滤光片转换器，使用滤光片以在获取不同波段信息的同时减弱色差对成像影响；长度可调的杂散光控制装置，通过DSP控制遮光筒的长度以符合成像系统的要求；自动对焦装置，通过计算图像清晰度从而自适应的完成对焦；结合物镜参数测量以及梯度约束的显微图像复原；多视场图像复原融合；上位机图像显示与参数控制软件。本装置通过软硬件结合对显微成像进行一体化的自动采集、控制与处理，克服了传统成像过程中成像质量较差、操作繁琐的问题，极大地提高了成像的质量并且降低了操作难度。

技术领域

本发明涉及计算机、电子与光学领域，具体来说，是一种显微成像采集、控制与自动处理系统及处理方法。

背景技术

当今，显微成像在物理、化学、生物等多个领域都有着越来越重要的作用。然而，由于技术发展以及显微成像系统本身物理特性的限制，所得到的显微图像不可避免的存在一定的噪声与退化。毫无疑问，对显微图像进行复原与增强是一种可以有效提高图像质量的方法。

目前，在光学成像领域，基于对整个成像链路的研究，已经有了一定的研究并提出了一套被广泛接受的图像退化模型。该模型基于点扩散函数以及加性噪声来表征图像退化的整个模型，具体数学模型如下：

Y＝hX+n

其中，Y为被观察的图像，X为原始图像，h为点扩散函数对应的模糊矩阵，n为加性噪声。

基于这个模型，研究对于图像的复原是十分有必要的。对于显微成像系统来说，主要需要解决的问题包括：(1)如何有效的从拍摄到的图像中复原出所需要的原始图像(2)复原过程通常是在计算机上实现的，不便于进行实时处理与观察(3)复原后的图像也会存在

有噪声、对比度较差、亮度较低等问题(4)在显微成像过程中，如

何解决由于光源、对焦等硬件问题导致成像质量较差的问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种显微成像采集、控制与自动处理系统及处理方法。

一种显微成像采集、控制与自动处理系统，包括物镜参数采集模块、图像显示与参数控制模块、显微图像复原与增强模块、DSP芯片控制处理模块、图像采集模块、光照控制模块、自动对焦模块、长度可调的杂散光控制装置、滤光片转换器、光源光照强度控制装置；

所述的物镜参数采集模块和图像采集模块的信号输出端与DSP芯片控制处理模块信号输入端连接，DSP芯片控制处理模块的信号输出端分别与图像显示与参数控制模块、显微图像复原与增强模块、光照控制模块、自动对焦模块的信号输入端连接，光照控制模块的信号输出端分别与长度可调的杂散光控制装置、滤光片转换器、光源光照强度控制装置的信号输入端连接。

一种显微成像采集、控制与自动处理系统的处理方法，该方法具体包括以下步骤：

步骤一：在物镜参数采集模块中预先使用调制传递函数测试仪测量成像系统在子午面以及弧矢面上在不同视场处的MTF；基于MTF函数和点扩散函数相互之间的频域-空间域变换关系计算出各个视场相对应的点扩散函数；

步骤二：在图像采集模块中使用CCD传感器阵列先通过I2C总线将视频流置于FIFO中存储，而后在FIFO中的视频流再通过I2C总线将每一帧的图像逐帧传入DSP中；

步骤三：通过图像采集模块中的光照强度传感器实时采集光源在经过样本后的光照强度并通过串口将数据传输至DSP；

步骤四：在DSP中预先设定光照强度值，与从光照强度传感器的数据进行对比，通过串口再对光源进行负反馈控制以保证光照强度始终处于所设定的值；