一種基于攝像頭的全自動顯微鏡控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種顯微鏡控制系統，尤其涉及一種基于攝像頭的全自動顯微鏡控制系統；
屬于顯微鏡自動控制領域。
【背景技術】
[0002]顯微鏡廣泛應用于各個領域，是一種常見的光學儀器。儀器自動化、智能化的發展對顯微鏡的自動化程度提出了更高的要求，應用中急需全自動控制顯微鏡系統。全自動控制顯微鏡系統的核心部分是自動聚焦技術，因此如何有效地實現顯微鏡的自動聚焦成為提尚顯微分析系統性能、實現尚精度測量的關鍵冋題。
顯微鏡聚焦方法目前主要可以分成兩大類:一類是激光共焦法[I]。它是利用激光束經照明針孔形成點光源，對標本內焦平面的每一點掃描，標本上的被照射點，在探測孔處成像，由探測孔后的光電倍增管(PMT)接收，迅速在計算機屏幕上形成熒光圖像。該方法復雜度高，不易實現。另一類方法是通過焦面圖像與非焦面圖像的銳度、邊緣等特征來實現自動聚焦[2]，如運用絕對方差函數、平面微分平方和函數、灰度梯度算子函數、灰度差分法、能量譜函數、小波變換、羅伯茨算子、拉普拉斯算子等評價函數，該方法對硬件處理速度要求高，因此對其進一步發展有一定的局限性。
[0003]例如申請號為“200710118135.8”的一種自動控制數碼顯微鏡光源的方法，包括以下步驟:I)顯微鏡端的圖像傳感器根據寄存器內保存的曝光時間數值獲得圖像數據，圖像數據發送給控制器，再通過顯微鏡端傳輸模塊發送給計算機端；2)計算機端的計算機傳輸模塊接收顯微鏡端發送過來的圖像數據，再發送給處理模塊；3)所述處理模塊根據接收到的數據結合預設的算法進行計算，計算出該次獲得圖像的明亮度數值，并與事先設定在計算機端存儲單元內的圖像明亮度數值范圍和/或曝光時間數值范圍進行比較，進而由指令生存單元生成顯示輸出圖像指令、調節曝光時間或是調節顯微鏡的光源的亮度的指令；4)根據步驟3)生成指令執行步驟I)或5) ;5)輸出顯示該次圖像。
[0004]又如申請號為“201010297468.3”種基于便攜橋搭結構的顯微鏡自動控制臺，控制平臺上面連接放置顯微鏡的中央放置臺，控制平臺上分別設置粗、細調焦控制機構、隨動升降臺和光源控制機構，粗、細調焦控制機構分別分布于中央放置臺左右兩側、且均由一帶動顯微鏡焦距調節旋鈕旋轉的可控伸縮式橋搭結構組成；位于中央放置臺一側的隨動升降臺上設有均由一雙伸縮柱鏈條橋搭結構和一旋轉橋搭結構組合成的顯微鏡載物臺的X、Y向控制機構；顯微鏡的上部設置圖像掃描攝像機，圖像掃描攝像機連接計算機；本發明解決了直接對旋鈕控制的打滑及失步問題，控制簡單、實用、方便且容易用于其它顯微鏡。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是針對【背景技術】的不足提供了一種基于攝像頭的全自動顯微鏡控制系統。
[0006]本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案
一種基于攝像頭的全自動顯微鏡控制系統，包含CCD攝像頭、行幀分離模塊、行同步模塊、幀同步模塊、視頻信號模塊、帶通濾波器、A/D轉換器、微控制器模塊、CPLD模塊、步進電機，所述CCD攝像頭依次通過視頻信號模塊、帶通濾波器、A/D轉換器連接微控制器模塊，所述微控制器模塊通過CPLD模塊連接步進電機，所述步進電機的輸出端連接CCD攝像頭的輸入端，所述CCD攝像頭連接行幀分離模塊，所述行幀分離模塊分別通過行同步模塊和幀同步模塊連接微控制器模塊；
其中，CCD攝像頭，用于實時采集切片對象的光學圖像；
視頻信號模塊，用于將采集的光學圖像轉換成模擬圖像的視頻信號；
帶通濾波器，用于濾掉視頻信號的高頻噪聲和低頻信號；
A/D轉換器，用于將過濾后的視頻模擬信號轉換成視頻數字信號，進而傳輸至微控制器模塊；
行幀分離模塊，用于將CCD攝像頭采集的光學圖像進行行幀分離；
行同步模塊，用于進行行同步；
幀同步模塊，用于進行幀同步；
微控制器模塊，用于在行同步和幀同步的的控制下，根據接收的視頻數字信號通過CPLD模塊驅動步進電機的轉動方向，改變CCD攝像頭的焦距，從而獲得清晰的圖像實現自動聚焦。
[0007]作為本發明一種基于攝像頭的全自動顯微鏡控制系統的進一步優選方案，所述CCD攝像頭的芯片型號為DGT-004。
[0008]作為本發明一種基于攝像頭的全自動顯微鏡控制系統的進一步優選方案，所述微控制器模塊采用ARM系列單片機。
[0009]作為本發明一種基于攝像頭的全自動顯微鏡控制系統的進一步優選方案，所述A/D轉換器的芯片型號為ML14433。
[0010]作為本發明一種基于攝像頭的全自動顯微鏡控制系統的進一步優選方案，所述步進電機的芯片型號為86BYG。
[0011]本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果:
1、本發明將模擬圖像的視頻信號轉換為數字圖像，而是直接截取各點的模擬視頻信號，進行實時分析與處理，得到圖像正確聚焦與否的判據參數，給出反饋信號，控制電機的運動方向，調節系統使之處于正確聚焦狀態，實現自動聚焦。大大簡化了圖像處理的過程，縮短了自動聚焦時間；
2、本發明通過改善聚焦算法和改變硬件電路的結構來實現顯微鏡的快速聚焦，從而提高了顯微鏡聚焦的精度；
3、本發明采用ARM系列單片機提高了系統的可靠性，且專用性強，功耗低。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明的結構原理圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明:
如圖1所示，一種基于攝像頭的全自動顯微鏡控制系統，包含CCD攝像頭、行幀分離模塊、行同步模塊、幀同步模塊、視頻