[发明专利]基于深度学习的无透镜自适应显微成像装置

说明书

本发明涉及一种基于深度学习的无透镜自适应显微成像装置，具体涉及显微成像技术领域。本发明涉及的深度学习无透镜自适应显微成像装置的主体由LED光源、可变光阑、样品台、自适应位移台、图像传感器和深度学习计算平台组成，具体工作流程如下：预成像阶段，LED发出的光经光阑后，照射到样品台上的样品上，图像传感器采集全息图像并发送至计算平台，平台根据所得图像质量，控制自适应位移台对图像传感器进行位置调整，调整至最佳成像位置后，再次记录图像并传至深度学习计算平台，利用卷积神经网络对全息图像进行重构及智能识别与标定。该装置具有自适应位移台，成像过程自动化，智能化，且成像速度快，质量高。

技术领域

本发明涉及显微成像技术领域，主要涉及一种基于深度学习的无透镜自适应显微成像装置。

背景技术

光学显微镜作为一种广泛应用于生命科学研究等领域的成像系统，有力推动了生命科学等领域的发展，多应用于对细胞运动，囊泡融合，脂类代谢等生命现象的观测与研究中。但光学显微镜仍存在系统自动化程度低、成本高；无法兼顾大视场和高分辨率成像；成像易受高倍物镜像差干扰等问题。

近年来，基于同轴全息成像技术的无透镜显微镜发展快速，可以实现紧凑化，高通量成像。无透镜显微镜利用图像传感器记录全息图案，而后，根据全息图案，通过数字全息重建方法重建样品的图像。该技术能够消除透镜结构对成像分辨率与视场的限制，较传统显微镜具有体积小，结构简单，成像视场大，成本低等优点。然而许多无透镜成像装置成像前，仍然需要针对样品进行调整，自动化，智能化程度较低，成像速度较慢。

针对这些问题，本发明提出一种基于深度学习的无透镜自适应显微成像装置，能够对不同样品实现自动化，智能化，快速成像。

发明内容

本发明的目在于，针对上述现有光学显微镜和无透镜显微镜存在的问题，提供一种基于深度学习的无透镜自适应显微成像装置，以解决现有技术中成像过程自动化、智能化程度低的问题，并提高成像的速度。为实现上述目的，本发明涉及的一种基于深度学习的无透镜自适应显微成像装置通过如下技术方案实现：本发明通过基于深度学习的无透镜显微成像装置实现，由LED光源、可变光阑、样品台、图像传感器、自适应位移台、支架和深度学习计算平台组成。其特征在于：所述底座水平放置，所述支架固定在底座的上表面，且所述支架的一端与底座垂直连接，所述LED光源放置于支架的另一端，且光源出射方向垂直面向底座，所述可变光阑设置在LED光源靠近底座的一侧，所述样品台设置在可变光阑靠近底座的一侧，所述图像传感器设置于样品台靠近底座的一侧，所述自适应位移台设置于图像传感器靠近底座一侧，所述自适应位移台包括两部步进电机、STM32单片机、滑杆、移动平台、一条传动带与矩形支架，所述步进电机分别设置于第一横杆与第二横杆同一侧端点，所述STM32单片机设置于两部步进电机之间靠近第一横杆一侧，且与计算平台相连，所述滑杆垂直设置于第一横杆和第二横杆之间，且可沿横杆滑动，所述移动平台设置于滑杆上，可沿杆滑动，且移动平台靠近样品台一侧平面与图像传感器靠近底座一侧平面重合固定，可调节图像传感器位置，所述传动带连接步进电机，传动带固定装置与可滑动托台。

可选的，整体支架选用塑料或合金，整体呈长方体状。

可选的，LED光源与样品台的轴向距离为5cm-10cm，图像传感器与样品台的轴向距离为1cm-2cm。

可选的，LED光源为白光LED，所述的LED光源与可变光阑的间距为1cm-3cm。

可选的，可变光阑为合金材质，整体为黑色，可手动调节孔径。

可选的，样品台包含金属材质压片夹，用于固定包含样品的载玻片。

可选的，图像传感器为CMOS或CCD，所述图像传感器包含USB接口，利用接口将图像传感器与深度学习计算平台相连，进行数据传输。

可选的，的自适应位移台包括的传动带选用带有小齿的硬质塑料传动带。