CN111308876B - 一种减少干扰影响的反射式数字全息显微镜 - Google Patents

一种减少干扰影响的反射式数字全息显微镜 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种减少干扰影响的反射式数字全息显微镜，包括底座，所述底座背面边部焊接有放置架，所述放置架正面顶部固定安装有数字全息显微镜，所述底座顶端中部固定安装有支撑台，所述支撑台顶端中部固定安装有放置板，所述放置板外表面四角处均焊接有防护机构，所述防护机构包括固定块、立柱、收卷辊、铝布、连接条、凹槽、限位柱、移动杆、限位块和螺栓，所述放置板外表面四角处均焊接有固定块，通过固定、立柱、收卷辊、铝布、连接条、凹槽、限位柱、移动杆、限位块和螺栓，能够对放置板上的物体进行防护，防止外界的辐射线进入到物体表面，从而使物体内部结构产生变异，进一步影响了装置观察的结果。

Description

一种减少干扰影响的反射式数字全息显微镜
技术领域
本发明涉及显微镜技术领域，具体为一种减少干扰影响的反射式数字全息显微镜。
背景技术
数字全息显微镜(Digital holographic microscopy，简称DHM)是数字全息技术在显微领域的应用，也被称为全息显微术。与其他显微技术相比，数字全息显微镜并不直接记录被观测物体的图像，而是记录含有被观测物体波前信息的全息图，再通过计算机对所记录的全息图进行数值重建来得到被测物体的相位和振幅(光强)信息，进而完成数字三维重构。打个形象的比方来理解数值重建这个过程，就是利用计算机算法代替传统光学显微镜中的成像透镜；
反射式数字全息显微镜从激光器发出的激光被分为两束光，一束通过多个反射镜直接投射到分光镜，称为参考光R，另外一束则照射物体表面，经物体反射后携带表面形貌的波前信息，并通过显微物镜返回分光镜，称为物光O，参考光R和物光O在经过分光镜时产生干涉条纹形成全息图，并由CCD传感器记录；
但是现有的数字全息显微镜由于外界的干扰，导致数字全息显微镜拍摄成像的图片或者视频产生模糊的现象，进而不利于对成像后的图片或者视频进行观察。
发明内容
本发明提供一种减少干扰影响的反射式数字全息显微镜，可以有效解决上述背景技术中提出但是现有的数字全息显微镜由于外界的干扰，导致数字全息显微镜拍摄成像的图片或者视频产生模糊的现象，进而不利于对成像后的图片或者视频进行观察问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种减少干扰影响的反射式数字全息显微镜，包括底座，所述底座背面边部焊接有放置架，所述放置架正面顶部固定安装有数字全息显微镜基体，所述底座顶端中部固定安装有支撑台，所述支撑台顶端中部固定安装有放置板，所述放置板外表面四角处均焊接有防护机构，所述防护机构包括固定块、立柱、收卷辊、铝布、连接条、凹槽、限位柱、移动杆、限位块和螺栓；
所述放置板外表面四角处均焊接有固定块，一个所述固定块顶端中部焊接有立柱，所述立柱外表面套接有收卷辊，所述收卷辊外表面缠绕有铝布，所述铝布一端边部卡接有连接条，所述收卷辊外表面边部开设有凹槽，另外三个所述固定块内壁中部滑动连接有限位柱，所述限位柱底端中部连接有移动杆，所述移动杆底端中部连接有螺栓，所述螺栓外表面中部套接有限位块。
优选的，所述限位块和支撑台之间通过焊接连接，所述限位块和螺栓之间通过螺纹连接。
优选的，所述连接条的外径等于凹槽的内径，所述连接条位于凹槽内部。
优选的，三个所述固定块内部中部均开设有圆孔，所述限位柱位于圆孔内部。
所述放置板顶端中部焊接有凹型块，所述凹型块内壁中部设置有检测块，所述检测块一端固定连接有连接接头，所述连接接头一端连接有连接器，所述连接器一端连接有电线，所述电线外表面涂覆有屏蔽导电漆膜，所述电线一端位于连接器外表面边部位置处套接有圆环，所述圆环一端开设有圆槽，所述圆槽内壁边部粘接有橡胶绝缘环。
优选的，所述橡胶绝缘环的形状为锥形，所述橡胶绝缘环底端直径大于顶端直径。
优选的，所述连接接头和连接器之间通过卡接连接，所述电线和检测块之间通过连接接头和连接器连接。
一种减少干扰影响的反射式数字全息显微镜处理系统，所述处理系统包括接收模块、处理模块和显存模块，所述接收模块包括光电探测器和滤波子模块，所述显示模块包括图像采集和图像处理，所述显存模块包括显示屏和储存器，所述滤波子模块包括自适应滤波器和Unger滤波器，所述图像采集包括图像采集卡，所述图像处理包括图像压缩、图像增强和图像变换，所述储存器包括深度神经网诺，所述图像增强包括去除噪音和提高图像清晰度，所述处理系统包括的接收模块和处理模块均安装与数字全息显微镜基体中的主板中，所述处理系统包括的显存模块安装与显示终端中。
所述光电探测器的输出端和滤波子模块的输入端电性连接，所述滤波子模块的输出端和图像采集的输入端电性连接，所述图像采集的输出端和图像处理的输入端电性连接，所述图像处理的输出端和显示屏的输入端电性连接，所述显示屏的输出端和储存器的输入端电性连接。
所述接收模块包括光电探测器和滤波子模块；
所述光电探测器能把数字全息显微镜拍摄时光信号转换为电信号，并且传输出去；
所述滤波子模块包括自适应滤波器和Unger滤波器，所述自适应滤波器用于降低滤波的峰值，达到了滤波的波长保持在稳定的频率；
所述Unger滤波器去除噪声点，提高信号传输过程中的稳定性；
所述显示模块包括图像采集和图像处理，所述图像采集包括图像采集卡能够将光电探测器接收和转换的电信号进行获取，将图像信号采集到电脑中，以数据文件的形式保存在硬盘上；
所述图像处理包括图像加强、图像压缩和图像变换，所述图像加强包括去除噪音和提高图像清晰度，所述去除噪音利用偏微分方程算法去除图像中噪声的且不会造成图像边缘破损；
所述提高图像清晰度通过增强相邻像素之间的对比度来聚焦模糊的图像，提高画面精细度；
所述图像压缩利用行程长度编码对接收的图像进行压缩，减少表示数字图像时需要的数据量，运用于数据格式的存储和数据的传输；
所述图像变换利用离散卡夫纳算法，它是以图像的统计特性为基础的变换对图像进行处理和分析；
所述显存模块包括显示屏和储存器，所述显示屏能够对接收的图像进行显示，供人员观看；
所述储存器包括深度神经网络，所述储存器能够对观看的图像进行储存，并且三十天自动清理一次储存的图像；
所述深度神经网络加入了多层隐藏层，增强模型的表达能力，输出层神经元可以不止一个，可以有多个输出，能够对储存器内部的内容进行分类。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明科学合理，使用安全方便：
1、通过固定、立柱、收卷辊、铝布、连接条、凹槽、限位柱、移动杆、限位块和螺栓，能够对放置板上的物体进行防护，防止外界的辐射线进入到物体表面，从而使物体内部结构产生变异，进一步影响了装置观察的结果。
2、通过连接接头、连接器、电线、屏蔽导电漆膜、圆环、圆槽和橡胶绝缘环，能够对连接接头和连接器连接处进行防护，防止灰尘进入到连接接头和连接器连接处内部，从而保护了连接接头和连接器连接处，而通过屏蔽导电漆膜，能够保护电线，降低了电线的电磁干扰。
3、通过滤波子模块，能够降低去除噪声点，而利用处理模块中的图像处理，能够对图像进行加强、压缩和提高清晰度，进而便于人员观察数据传输的图像。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明防护机构的结构示意图；
图3是本发明凹槽的开设结构示意图；
图4是本发明橡胶绝缘环的安装结构示意图；
图5是本发明图4中A区域的结构示意图
图6是本发明的反射式数字全息显微镜处理系统框图；
图中标号：1、底座；2、放置架；3、数字全息显微镜；4、支撑台；5、放置板；
6、防护机构；601、固定块；602、立柱；603、收卷辊；604、铝布；605、连接条；606、凹槽；607、限位柱；608、移动杆；609、限位块；610、螺栓；
7、凹型块；8、检测块；9、连接接头；10、连接器；11、电线；12、屏蔽导电漆膜；13、圆环；14、圆槽；15、橡胶绝缘环。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：如图1-5所示，本发明提供一种技术方案，一种减少干扰影响的反射式数字全息显微镜，包括底座1，底座1背面边部焊接有放置架2，放置架2正面顶部固定安装有数字全息显微镜基体3，底座1顶端中部固定安装有支撑台4，支撑台4顶端中部固定安装有放置板5，放置板5外表面四角处均焊接有防护机构6，防护机构6包括固定块601、立柱602、收卷辊603、铝布604、连接条605、凹槽606、限位柱607、移动杆608、限位块609和螺栓610；
放置板5外表面四角处均焊接有固定块601，三个固定块601内部中部均开设有圆孔，限位柱607位于圆孔内部，能够便于限位柱607的移动，降低了限位柱607的移动难度，同时，能够对限位柱607进行限位，防止限位柱607的位置发生移动的现象，一个固定块601顶端中部焊接有立柱602，立柱602外表面套接有收卷辊603，收卷辊603外表面缠绕有铝布604，铝布604一端边部卡接有连接条605，连接条605的外径等于凹槽606的内径，连接条605位于凹槽606内部，能够便于连接条605和凹槽606之间的连接，降低了凹槽606和连接条605之间的连接难度，收卷辊603外表面边部开设有凹槽606，另外三个固定块601内壁中部滑动连接有限位柱607，限位柱607底端中部连接有移动杆608，移动杆608底端中部连接有螺栓610，螺栓610外表面中部套接有限位块609，限位块609和支撑台4之间通过焊接连接，限位块609和螺栓610之间通过螺纹连接，能够增加限位块609的稳定性，防止限位块609和支撑台4之间发生脱落的现象。
放置板5顶端中部焊接有凹型块7，凹型块7内壁中部设置有检测块8，检测块8一端固定连接有连接接头9，连接接头9和连接器10之间通过卡接连接，电线11和检测块8之间通过连接接头9和连接器10连接，能够便于连接接头9和连接器10之间的安装，降低了连接接头9和连接器10之间的安装难度，连接接头9一端连接有连接器10，连接器10一端连接有电线11，电线11外表面涂覆有屏蔽导电漆膜12，电线11一端位于连接器10外表面边部位置处套接有圆环13，圆环13一端开设有圆槽14，圆槽14内壁边部粘接有橡胶绝缘环15，橡胶绝缘环15的形状为锥形，橡胶绝缘环15底端直径大于顶端直径，能够便于橡胶绝缘环15和连接接头9之间的连接，同时，能够对连接接头9外表面进行防护。
实施例2：如图6所示，本发明提供一种技术方案，一种减少干扰影响的反射式数字全息显微镜处理系统，处理系统包括接收模块、处理模块和显存模块，接收模块包括光电探测器和滤波子模块，显示模块包括图像采集和图像处理，显存模块包括显示屏和储存器，滤波子模块包括自适应滤波器和Unger滤波器，图像采集包括图像采集卡，图像处理包括图像压缩、图像增强和图像变换，储存器包括深度神经网诺，图像增强包括去除噪音和提高图像清晰度，所述处理系统包括的接收模块和处理模块均安装与数字全息显微镜基体中的主板中，所述处理系统包括的显存模块安装与显示终端中。
光电探测器的输出端和滤波子模块的输入端电性连接，滤波子模块的输出端和图像采集的输入端电性连接，图像采集的输出端和图像处理的输入端电性连接，图像处理的输出端和显示屏的输入端电性连接，显示屏的输出端和储存器的输入端电性连接。
接收模块包括光电探测器和滤波子模块；
光电探测器能把数字全息显微镜拍摄时光信号转换为电信号，并且传输出去；
滤波子模块包括自适应滤波器和Unger滤波器，自适应滤波器用于降低滤波的峰值，达到了滤波的波长保持在稳定的频率；
Unger滤波器去除噪声点，提高信号传输过程中的稳定性；
显示模块包括图像采集和图像处理，图像采集包括图像采集卡能够将光电探测器接收和转换的电信号进行获取，将图像信号采集到电脑中，以数据文件的形式保存在硬盘上；
图像处理包括图像加强、图像压缩和图像变换，图像加强包括去除噪音和提高图像清晰度，去除噪音利用偏微分方程算法去除图像中噪声的且不会造成图像边缘破损；
提高图像清晰度通过增强相邻像素之间的对比度来聚焦模糊的图像，提高画面精细度；
图像压缩利用行程长度编码对接收的图像进行压缩，减少表示数字图像时需要的数据量，运用于数据格式的存储和数据的传输；
图像变换利用离散卡夫纳算法，它是以图像的统计特性为基础的变换对图像进行处理和分析；
显存模块包括显示屏和储存器，显示屏能够对接收的图像进行显示，供人员观看；
储存器包括深度神经网络，储存器能够对观看的图像进行储存，并且三十天自动清理一次储存的图像；
深度神经网络加入了多层隐藏层，增强模型的表达能力，输出层神经元可以不止一个，可以有多个输出，能够对储存器内部的内容进行分类。
本发明的工作原理及使用流程：减少干扰影响的反射式数字全息显微镜在实际使用过程中，将连接器10和连接接头9连接起来，从而使圆环13的圆槽14进入到连接接头9外表面，同时，挤压橡胶绝缘环15，使圆环13和连接接头9之间贴合，能够对连接接头9和连接器10连接处进行防护，防止灰尘进入到连接接头9和连接器10连接处内部，从而保护了连接接头9和连接器10连接处，而通过屏蔽导电漆膜12，能够保护电线11，降低了电线11的电磁干扰；
然后，使用人员转动螺栓610，螺栓610沿着限位块609内部转动，从而带动移动杆608移动，移动杆608移动时带动限位柱607沿着固定块601内部移动，然后拉动连接条605，连接条605带动铝布604围绕着收卷辊603内部转动，从而使铝布604分别和三个限位柱607外表面贴合，然后，将连接条605放入到凹槽606内部，能够对放置板5上的物体进行防护，防止外界的辐射线进入到物体表面，从而使物体内部结构产生变异，进一步影响了装置观察的结果。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种减少干扰影响的反射式数字全息显微镜，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)背面边部焊接有放置架(2)，所述放置架(2)正面顶部固定安装有数字全息显微镜基体(3)，所述底座(1)顶端中部固定安装有支撑台(4)，所述支撑台(4)顶端中部固定安装有放置板(5)，所述放置板(5)外表面四角处均焊接有防护机构(6)，所述防护机构(6)包括固定块(601)、立柱(602)、收卷辊(603)、铝布(604)、连接条(605)、凹槽(606)、限位柱(607)、移动杆(608)、限位块(609)和螺栓(610)；
所述放置板(5)外表面四角处均焊接有固定块(601)，一个所述固定块(601)顶端中部焊接有立柱(602)，所述立柱(602)外表面套接有收卷辊(603)，所述收卷辊(603)外表面缠绕有铝布(604)，所述铝布(604)一端边部卡接有连接条(605)，所述收卷辊(603)外表面边部开设有凹槽(606)，另外三个所述固定块(601)内壁中部滑动连接有限位柱(607)，所述限位柱(607)底端中部连接有移动杆(608)，所述移动杆(608)底端中部连接有螺栓(610)，所述螺栓(610)外表面中部套接有限位块(609)。
2.根据权利要求1所述的一种减少干扰影响的反射式数字全息显微镜，其特征在于：所述限位块(609)和支撑台(4)之间通过焊接连接，所述限位块(609)和螺栓(610)之间通过螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的一种减少干扰影响的反射式数字全息显微镜，其特征在于：所述连接条(605)的外径等于凹槽(606)的内径，所述连接条(605)位于凹槽(606)内部。
4.根据权利要求1所述的一种减少干扰影响的反射式数字全息显微镜，其特征在于：三个所述固定块(601)内部中部均开设有圆孔，所述限位柱(607)位于圆孔内部。
5.根据权利要求1所述的一种减少干扰影响的反射式数字全息显微镜，其特征在于：所述放置板(5)顶端中部焊接有凹型块(7)，所述凹型块(7)内壁中部设置有检测块(8)，所述检测块(8)一端固定连接有连接接头(9)，所述连接接头(9)一端连接有连接器(10)，所述连接器(10)一端连接有电线(11)，所述电线(11)外表面涂覆有屏蔽导电漆膜(12)，所述电线(11)一端位于连接器(10)外表面边部位置处套接有圆环(13)，所述圆环(13)一端开设有圆槽(14)，所述圆槽(14)内壁边部粘接有橡胶绝缘环(15)。
6.根据权利要求5所述的一种减少干扰影响的反射式数字全息显微镜，其特征在于：所述橡胶绝缘环(15)的形状为锥形，所述橡胶绝缘环(15)底端直径大于顶端直径。
7.根据权利要求5所述的一种减少干扰影响的反射式数字全息显微镜，其特征在于：所述连接接头(9)和连接器(10)之间通过卡接连接，所述电线(11)和检测块(8)之间通过连接接头(9)和连接器(10)连接。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种减少干扰影响的反射式数字全息显微镜处理系统，其特征在于：所述处理系统包括接收模块、处理模块和显存模块，所述接收模块包括光电探测器和滤波子模块，所述显存模块包括图像采集和图像处理，所述显存模块包括显示屏和储存器，所述滤波子模块包括自适应滤波器和Unger滤波器，所述图像采集包括图像采集卡，所述图像处理包括图像压缩、图像增强和图像变换，所述储存器包括深度神经网络，所述图像增强包括去除噪音和提高图像清晰度，所述处理系统包括的接收模块和处理模块均安装于数字全息显微镜基体中的主板中，所述处理系统包括的显存模块安装于显示终端中。
9.根据权利要求8所述的一种减少干扰影响的反射式数字全息显微镜处理系统，其特征在于：所述光电探测器的输出端和滤波子模块的输入端电性连接，所述滤波子模块的输出端和图像采集的输入端电性连接，所述图像采集的输出端和图像处理的输入端电性连接，所述图像处理的输出端和显示屏的输入端电性连接，所述显示屏的输出端和储存器的输入端电性连接。
10.根据权利要求8所述的一种减少干扰影响的反射式数字全息显微镜处理系统，其特征在于：所述接收模块包括光电探测器和滤波子模块；
所述光电探测器能把数字全息显微镜拍摄时光信号转换为电信号，并且传输出去；
所述滤波子模块包括自适应滤波器和Unger滤波器，所述自适应滤波器用于降低滤波的峰值，达到了滤波的波长保持在稳定的频率；
所述Unger滤波器去除噪声点，提高信号传输过程中的稳定性；
所述显存模块包括图像采集和图像处理，所述图像采集包括图像采集卡能够将光电探测器接收和转换的电信号进行获取，将图像信号采集到电脑中，以数据文件的形式保存在硬盘上；
所述图像处理包括图像加强、图像压缩和图像变换，所述图像加强包括去除噪音和提高图像清晰度，所述去除噪音利用偏微分方程算法去除图像中噪声且不会造成图像边缘破损；
所述提高图像清晰度通过增强相邻像素之间的对比度来聚焦模糊的图像，提高画面精细度；
所述图像压缩利用行程长度编码对接收的图像进行压缩，减少表示数字图像时需要的数据量，运用于数据格式的存储和数据的传输；
所述图像变换利用离散卡夫纳算法，它是以图像的统计特性为基础的变换对图像进行处理和分析；
所述显存模块包括显示屏和储存器，所述显示屏能够对接收的图像进行显示，供人员观看；
所述储存器包括深度神经网络，所述储存器能够对观看的图像进行储存，并且三十天自动清理一次储存的图像；
所述深度神经网络加入了多层隐藏层，增强模型的表达能力，输出层神经元可以不止一个，可以有多个输出，能够对储存器内部的内容进行分类。
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Citations (13)

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