基于嵌入式系統自動(dòng)連續變倍視頻顯微鏡
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3．1．2 變倍自動(dòng)化改造
連續變倍視頻顯微鏡的變倍自動(dòng)化改造，是控制步進(jìn)電機通過(guò)傳動(dòng)裝置使變倍手輪精確地轉動(dòng)不同角度，實(shí)現自動(dòng)調節不同放大倍數。電路控制部分的設計主要包括：硬件電路的設計、單片機控制程序的編寫(xiě)和串口數據傳送部分的設計。硬件電路主要完成對脈沖進(jìn)行整形倍頻以及對單片機發(fā)送的指令進(jìn)行有效傳遞。單片機控制程序主要實(shí)現對變倍手輪特定轉動(dòng)角度的控制。串口數據傳送部分主要完成上位機指令和數據的發(fā)送以及有效的反饋，以確保數據正確發(fā)送。圖5為自動(dòng)視頻顯微鏡電控變倍原理框圖。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/148040.htm
3．2 自動(dòng)調焦
調焦是指沿光軸方向改變物面與物鏡的相對位置，使物像關(guān)系滿(mǎn)足高斯關(guān)系，以獲得清晰的物鏡初次像的工作過(guò)程。
基于PC機的自動(dòng)調焦實(shí)驗平臺，已搭建有JX4自動(dòng)正置金相顯微鏡及多媒體互動(dòng)實(shí)驗平臺等較成熟的儀器，并基于此類(lèi)實(shí)驗平臺做了一系列調焦實(shí)驗。文中設計了基于嵌入式自動(dòng)調焦處理系統，并將基于PC機電自動(dòng)調焦搜索算法進(jìn)行了嵌入式移植，依賴(lài)于體積小、功耗低、方便系統集成的嵌入式處理系統來(lái)實(shí)現。自動(dòng)調焦系統是一個(gè)集成光機電等環(huán)節的閉環(huán)控制系統，設計的自動(dòng)調焦試驗系統框圖如圖6所示。
在自動(dòng)連續變倍視頻顯微鏡中，載物臺上物體經(jīng)物鏡和光學(xué)接口成像于CCD上，由一路Cameralink接口數字視頻采集。由嵌入式快速自動(dòng)調焦單元進(jìn)行圖像的清晰度計算，并分析圖像的離焦狀態(tài)，然后通過(guò)RS-232接口發(fā)送命令和數據給單片機系統來(lái)控制調焦步進(jìn)電動(dòng)機的步距和轉向進(jìn)行調焦。該工作過(guò)程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)閉環(huán)控制過(guò)程，不斷地重復循環(huán)，直到找到最清晰圖像時(shí)停止。整個(gè)系統由自動(dòng)調焦算法系統取代PC機處理環(huán)節，自動(dòng)調焦的實(shí)現只需將原PC機中開(kāi)發(fā)的應用程序移植到自動(dòng)調焦算法處理系統即可。
自動(dòng)調焦系統的軟件由兩部分組成：自動(dòng)調焦的圖像算法處理和嵌入式系統與微控制器系統的通信處理。在自動(dòng)調焦的圖像算法處理中，采用深度與對比度相比較的面掃描圖像處理算法。
由于CCD采集到的圖像是全彩色圖像，圖像的大小為320×320，若對其進(jìn)行全部處理，則整個(gè)自動(dòng)調焦過(guò)程的速度會(huì )變慢，為提高自動(dòng)調焦的速度，取其圖像的一部分來(lái)進(jìn)行處理。在實(shí)驗過(guò)程中，選取圖像中央的60×60的圖像作為自動(dòng)調焦的對象。首先將全彩色圖像轉化為0～255級的灰度圖像，利用自動(dòng)調焦的圖像處理算法計算出當前圖像的灰度值R1，并與上次取得的圖像灰度值風(fēng)進(jìn)行比較，若R1>R0，則嵌入式系統發(fā)出聚焦命令，并傳送給微控制器系統，使圖像的清晰度更換一次；然后再通過(guò)嵌入式系統取得當前圖像，并進(jìn)行比較，直至找到最清晰的圖像為止。自動(dòng)調焦的程序框圖如圖7所示。
4 結束語(yǔ)
自動(dòng)連續變倍視頻顯微鏡是光學(xué)技術(shù)、光電技術(shù)、計算機圖像處理技術(shù)、自動(dòng)控制與傳動(dòng)技術(shù)的集成，也是光學(xué)顯微鏡智能化、自動(dòng)化要求的結果，其具有效率高、響應快、成本低等優(yōu)點(diǎn)，基本滿(mǎn)足某些工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程在線(xiàn)自動(dòng)檢測的要求。為視頻顯微鏡的智能化、自動(dòng)化提供了可行方案。
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