CN202600251U

CN202600251U - 一种显微图像的融合系统

Info

Publication number: CN202600251U
Application number: CN 201220137525
Authority: CN
Inventors: 王文成
Original assignee: Weifang University
Current assignee: Weifang University
Priority date: 2012-04-01
Filing date: 2012-04-01
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2022-04-01

Abstract

本实用新型涉及显微图像处理技术领域，提供了一种显微图像的融合系统，该显微图像的融合系统包括显微镜、电子目镜、控制处理终端和步进电机装置，其中，电子目镜对显微镜观察到的图像进行拍摄采集，并传送到控制处理终端进行多聚焦融合处理，而且，步进电机装置根据控制处理终端输出的控制指令，控制显微镜进行调焦运动。该显微图像的融合系统结构简单，易于操作，将多聚焦融合技术应用到传统显微镜上，对于传统显微镜的改造节约大量的成本，提高了生产效率，具有重要的社会效益。

Description

一种显微图像的融合系统

技术领域

本实用新型属于显微图像处理技术领域，尤其涉及一种显微图像的融合系统。

背景技术

当前，摄像机拍摄与镜头距离不同的多个目标时，在放大倍数和焦距都确定的条件下，当成像系统的焦点聚集在某个物体上时，它可在图像平面上形成一个清晰的图像，而位于其它位置上的物体在像平面上所形成的像将呈现出不同程度的模糊。

为了获得同一场景内所有物体均清晰的图像，常用的方法是不断调整显微镜的焦距，分别聚焦到各个目标多次拍摄而得到一系列不同清晰部分的图像，然后，将这一系列局部清晰的图像输入到计算机，由计算机进行融合处理，获得物体在纵向的不同薄层的全部深度信息，从而可得到整幅清晰的图像。

作为一种新兴的图像处理技术，图像融合是指对由摄像机拍摄的同一对象不同焦距的系列图像进行综合处理，由局部清晰的系列图像提取得到整幅清晰的图像的过程，在大部分图像融合算法的研究中，从算法模型上看都侧重于对两幅源图像的融合，有的算法在对较多幅图像处理上拓展性比较差；而且，各种图像融合方法大多是建立在模拟仿真基础上的，在对通过显微镜获取的显微图像在多聚焦融合方面的研究却更少。

目前，国内市场上的自动显微镜多为国外厂商所占据，而且价格昂贵，不宜推广使用，因此，利用计算机技术以及数字处理方式将显微图像摄入计算机，并由计算机进行存储和处理已经是势在必行，如何能设计一个价位较低且能普及推广使用的显微图像的多聚焦融合系统就显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种显微图像的融合系统，旨在解决的问题是：当前图像的融合处理技术未在显微图像处理领域应用，而且自动显微镜多为国外厂商研发，价格昂贵，不宜推广使用，如何在显微图像处理领域使用多聚焦图像融合技术成为一个突出问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种显微图像的融合系统，所述系统具体包括：

用于对目标物体进行图像观察的显微镜；

与所述显微镜连接，对所述显微镜观察到的目标物体的图像进行拍摄采集的电子目镜；

与所述电子目镜连接，输出控制指令，控制所述显微镜完成调焦运动，并对所述电子目镜采集到的显微图像进行多聚焦融合处理的控制处理终端；

与所述控制处理终端和显微镜连接，将所述控制处理终端输出的控制指令转换为角位移，并驱动所述显微镜调焦运动的步进电机装置。

进一步地，所述控制处理终端包括对所述电子目镜采集到的显微图像进行多聚焦融合处理的PC终端和输出控制指令并控制所述显微镜完成调焦运动的单片机。

进一步地，所述步进电机装置具体包括：

与所述单片机连接，将所述控制指令转化为角位移的步进电机驱动器；

与所述步进电机驱动器和所述显微镜连接，根据所述角位移控制所述显微镜完成调焦运动的步进电机。

进一步地，所述步进电机与所述显微镜之间通过弹性联轴器连接。

本实用新型实施例提供的显微图像的融合系统包括显微镜、电子目镜、控制处理终端和步进电机装置，其中，电子目镜对显微镜观察到的图像进行拍摄采集，并传送到控制处理终端进行多聚焦融合处理，而且，步进电机装置根据控制处理终端输出的控制指令，控制显微镜进行调焦运动。该显微图像的融合系统结构简单，易于操作，将多聚焦融合技术应用到传统显微镜上，对于传统显微镜的改造节约大量的成本，提高了生产效率，具有重要的社会效益。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的显微图像的融合系统的构架示意图；

其中：1-显微镜，2-电子目镜，3-控制处理终端，4-步进电机装置，31-PC终端，32-单片机，41-步进电机驱动器，42-步进电机。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型实施例提供的显微图像的融合系统包括显微镜1、电子目镜2、控制处理终端3和步进电机装置4，其中，电子目镜2对显微镜1观察到的图像进行拍摄采集，并传送到控制处理终端3进行多聚焦融合处理，而且，步进电机装置4根据控制处理终端3输出的控制指令，控制显微镜1进行调焦运动，其具体的结构如下所述：

显微镜1用于对目标物体进行图像观察，其中，此处的显微镜1为光学显微镜，是在实验室常用的普通双目三通生物显微镜；

电子目镜2与显微镜1连接，对显微镜1观察到的目标物体的图像进行拍摄采集，该电子目镜2可以采用200W像素的摄像头，其采用CMOS大面阵图像传感器及大口径光学镜头，使获取的图像具有极高的清晰度，单幅照相影像更佳；

控制处理终端3与电子目镜2连接，输出控制指令，控制显微镜1完成调焦运动，并对电子目镜2采集到的显微图像进行多聚焦融合处理，该控制处理终端3主要包括两部分结构，即包括对所述电子目镜采集到的显微图像进行多聚焦融合处理的PC终端31和输出控制指令并控制显微镜1完成调焦运动的单片机32，下述有具体的实施例进行描述，在此不再赘述；

步进电机装置4与控制处理终端3和显微镜1连接，将控制处理终端3输出的控制指令转换为角位移，并驱动显微镜1调焦运动。

在本实用新型实施例中，PC终端31和电子目镜2和单片机32连接，其主要完成显微图像的数据捕捉和多聚焦融合处理，该PC终端31内设有若干用于完成多聚焦融合算法的程序，例如基于空间域的图像融合法和基于变换域的图像融合法，在此只要能完成多聚焦融合即可。

在该实施例中，PC终端32具体包括图像采集单元、图像融合处理单元以及通讯单元等，其分别对显微图形进行处理，实现显微图像的多聚焦融合功能，在此不再赘述。

单片机32主要完成调焦运动的控制，其输出控制指令，该控制指令与控制显微镜1的调焦运动，单片机32从PC终端31接收信息，进而完成对步进电机装置4的控制。

在该实施例中，单片机32包括多个部件，例如电源、控制器、报警模块、液晶显示屏和按键等，其中，各部件的型号参数的选取可以根据功能进行选择，在此不再赘述。

在本实用新型实施例中，步进电机装置4具体包括步进电机驱动器41和步进电机42，其中：

步进电机驱动器41与单片机32连接，将控制指令转化为角位移；

步进电机42与步进电机驱动器41和显微镜1连接，根据角位移控制显微镜1完成调焦运动。

一般意义上的显微镜的调焦运动的机构都设置在显微镜本体上，即显微镜调焦机构，在该实施例中，采用步进电机42完成对显微镜1的调焦，步进电机42调焦机构的最小调焦步长必须等于小于原来微动调焦机构的最小步长。当步进电机驱动器41接收到一个脉冲信号，即角位移，其驱动步进电机42按设定的方向转动一个固定的角度，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的，采用适当的控制时，步进电机42的输出步数(转角位移量)总是和输入的电脉冲数相等，在增量运动方面，其具有迅速加速、减速和停机能力，还具有低转动惯量、无漂移和无累积定位误差特征，其控制线路经济简单，步进电机42可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的。

由于步进电机42不能直接连接到交流电上工作，其需要步进电机驱动器41的驱动，步进电机驱动器41的主要功能是接收控制指令，将该控制指令转换为角位移，对步进电机42进行驱动，使其转动一定的角位移。

本实用新型实施例中的步进电机驱动器41可以是细微分驱动器。

进一步地，步进电机42与显微镜1之间通过弹性联轴器（图中未标记）连接，有效地消除了回程差，由于弹性联轴器没有变速比，需要步进电机提供更大的扭转力矩。

本实用新型实施例主要涉及显微镜多层聚焦图像的融合问题，将计算机控制技术、单片机控制技术、图像融合技术和机械结构设计技术应用到显微图像的融合系统中，在PC终端采用多层聚焦图像的融合算法，提出了成本低廉的，改造工作量小的显微镜自动化改造方案。

其工作原理为：PC终端31通过对单片机32发出控制指令，步进电机42需要通过机械结构，与显微镜1进行机械连接，步进电机驱动器41主要对控制命令进行响应，按控制指令对步进电机42进行驱动，电子目镜2用于从显微镜1中拍摄获取图像，并传输到PC终端中，PC终端通过软件实现图像的多聚焦融合和分析。

本实用新型实施例提供的显微图像的融合系统包括显微镜、电子目镜、控制处理终端和步进电机装置，其中，电子目镜对显微镜观察到的图像进行拍摄采集，并传送到控制处理终端进行多聚焦融合处理，而且，步进电机装置根据控制处理终端输出的控制指令，控制显微镜进行调焦运动，其具有如下效果：

(1)充分利用了实验室原有设备，PC终端是现代化科研的必备工具，不但可以方便进行图像融合算法的研究和仿真，而且其与单片机结合可以实现对步进电机的控制，可以免去其他类型的控制机构，并充分利用和改善了传统的光学显微镜的功能，大大节省了成本，而且结构操作简便。

(2)采用高分辨率的电子目镜，使系统能采集到更精确的显微图像，使显微图像的多聚焦融合拥有更丰富的细节，电子目镜也方便用户直观地从计算机显示界面上获取图像信息，而无需通过普通目镜，减少眼部疲劳。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种显微图像的融合系统，其特征在于，所述系统具体包括：

用于对目标物体进行图像观察的显微镜；

2.根据权利要求1所述的显微图像的融合系统，其特征在于，所述控制处理终端包括对所述电子目镜采集到的显微图像进行多聚焦融合处理的PC终端和输出控制指令并控制所述显微镜完成调焦运动的单片机。

3.根据权利要求2所述的显微图像的融合系统，其特征在于，所述步进电机装置具体包括：

4.根据权利要求3所述的显微图像的融合系统，其特征在于，所述步进电机与所述显微镜之间通过弹性联轴器连接。