本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)檢測領(lǐng)域，更具體的涉及一種基于智能手機與錐形光纖陣列耦合成像的顯微裝置及方法。

背景技術(shù)：

光學(xué)顯微鏡被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)檢測，然而其體型龐大、造價高昂以及調(diào)焦復(fù)雜等缺陷限制了在許多領(lǐng)域及地區(qū)的應(yīng)用，昂貴的透鏡組尤其限制了顯微鏡的普及。為了克服這些問題，手持型、微型化的顯微鏡近些年來蓬勃發(fā)展，也漸漸從科研研究走到實用領(lǐng)域之中。然而這些顯微鏡仍基于光學(xué)透鏡組基本原理，造成光學(xué)結(jié)構(gòu)過大，調(diào)焦復(fù)雜，不能方便的實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)共享等缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上列需求和現(xiàn)實存在的問題，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，放大倍率較大以及操作便捷的智能手機顯微鏡系統(tǒng)，包括一種基于智能手機和錐形光纖陣列耦合成像的顯微裝置，以及用于進(jìn)行進(jìn)一步圖像增強操作的圖像處理方法。可用于為生物醫(yī)學(xué)中細(xì)胞內(nèi)液，及部分致病菌溶液的檢測和診斷，以及用于后續(xù)遠(yuǎn)程醫(yī)療、共同會診等需求。

1、一種基于智能手機與錐形光纖陣列耦合成像的顯微裝置，該系統(tǒng)包括光傳輸器件，可拆卸的進(jìn)行細(xì)光學(xué)調(diào)焦的套筒腔體。

2、一種用于圖像增強操作的圖像處理方法，其包括：基于智能手機與錐形光纖陣列耦合成像的顯微裝置，以及用于在后續(xù)智能手機端或服務(wù)器端執(zhí)行的編程以用于后處理增強顯示。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種基于智能手機與錐形光纖陣列耦合成像的顯微裝置，該顯微裝置包括調(diào)焦一級套筒腔體1、樣本載玻片2、安裝于智能手機5上的攝像頭4與錐形光纖陣列的耦合體6、LED光源8和紐扣電池9；

將調(diào)焦一級套筒腔體1固定于帶有內(nèi)置攝像頭4的智能手機5的殼體上，調(diào)焦一級套筒腔體1構(gòu)造成以照明光源的照明路徑內(nèi)對齊的方式容納所有光學(xué)器件；將攝像頭4原有的光學(xué)透鏡組與表面濾光片圖層去掉后，由光學(xué)光敏膠作為中間介質(zhì)，與錐形光纖陣列的出射大端6b組合為耦合體6，耦合組件6與樣本載玻片2接觸成像；調(diào)焦一級套筒腔體1的外端設(shè)有LED光源8，由紐扣電池9供電。

一種基于智能手機與錐形光纖陣列耦合成像的顯微裝置，該顯微裝置包括調(diào)焦一級套筒腔體1、樣本載玻片2、調(diào)焦二級套筒腔體3、安裝于智能手機5上的攝像頭4與錐形光纖陣列的耦合體6、透鏡或微透鏡陣列7、LED光源8和紐扣電池9；

其中，調(diào)焦一級套筒腔體1與調(diào)焦二級套筒腔體3通過細(xì)螺紋連接，調(diào)焦二級套筒腔體3固定于帶有內(nèi)置攝像頭4的智能手機5的殼體上，調(diào)焦一級套筒腔體1與調(diào)焦二級套筒腔體3構(gòu)造成以照明光源的照明路徑內(nèi)對齊的方式容納所有光學(xué)器件；將攝像頭4原有的光學(xué)透鏡組與表面濾光片圖層去掉后，由光學(xué)光敏膠作為中間介質(zhì)，與錐形光纖陣列的出射大端6b組合為耦合體6；調(diào)焦二級套筒腔體3內(nèi)設(shè)有透鏡或微透鏡陣列7，透鏡或微透鏡陣列7用于在照明路徑內(nèi)對樣本載玻片2上的待測樣本進(jìn)行一級放大，并將放大后圖像傳接至耦合體6的入射小端6a；調(diào)焦一級套筒腔體1的外端設(shè)有LED光源8，由紐扣電池9供電。

所述的LED光源8更換為激發(fā)熒光波長的LED，在套筒腔體光路中添加帶通濾光片，應(yīng)用于熒光顯微成像。

一種基于智能手機與錐形光纖陣列耦合成像的顯微裝置的圖像增強處理方法，步驟如下：

將增強處理算法加載在智能手機5上，或通過將原始圖像上傳至服務(wù)器端處理；在智能手機5內(nèi)置攝像頭獲取原始圖像后，執(zhí)行圖像灰度變換，目的是簡化信息，保留原始圖像信息輪廓；對多幅灰度變換后的圖像進(jìn)行特征提取得到特征點，通過相似性度量找到匹配的特征點對，得到圖像空間坐標(biāo)變換參數(shù)，完成圖像配準(zhǔn)；對匹配后的圖像進(jìn)行位移與疊加，并執(zhí)行均值化處理，得到一幅高分辨率圖像；最后，對得到的均值圖像濾波，進(jìn)行圖像的存儲與顯示。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明針對傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡體積龐大、操作復(fù)雜，價格昂貴以及數(shù)據(jù)共享困難等缺陷，提出基于智能手機與錐形光纖陣列耦合成像的顯微裝置及進(jìn)一步的圖像增強顯示處理算法，并通過智能手機診斷實現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示、存儲與遠(yuǎn)傳等功能。本發(fā)明可以方便、快捷的針對生物醫(yī)學(xué)檢測樣本進(jìn)行直觀的增強顯示。本裝置及其增強顯示處理算法前景廣闊，具有普遍的實用價值?？捎糜谶h(yuǎn)程醫(yī)療診斷或者數(shù)據(jù)共享至醫(yī)療數(shù)據(jù)庫，以便于專家會診以及進(jìn)一步的決策制定及診斷方案的計劃。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的顯微成像裝置結(jié)構(gòu)圖。

圖2是用于進(jìn)一步進(jìn)行圖像增強顯示的處理算法。

圖中：A成像裝置；1調(diào)焦一級套筒腔體；2樣本載玻片；

3調(diào)焦二級套筒腔體；4攝像頭；5智能手機；6耦合體；

7透鏡或微透鏡陣列；8LED光源；9紐扣電池。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和技術(shù)方案，進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體實施方式。

圖1示出了本發(fā)明安裝在智能手機5上的顯微成像裝置結(jié)構(gòu)圖，智能手機5可以是具有Android，ios或windowsphone操作系統(tǒng)的且內(nèi)置攝像頭模塊的移動設(shè)備。其中套筒1和套筒3構(gòu)造成附接所述光學(xué)傳輸器件透鏡3，錐形光纖陣列6，和內(nèi)置攝像頭4，并鏈接至所述智能手機的殼體。

圖1成像裝置在兩級可拆卸的調(diào)焦套筒所構(gòu)成的腔體中，將樣本載玻片2中心點、透鏡7、錐形光纖陣列與手機CMOS圖像傳感器的耦合體6附接于一體，并使中心光路對齊。所述耦合體與透鏡相比具有更短的焦距以及更大的放大倍率。

圖2詳細(xì)示出了進(jìn)行圖像增強顯示的處理算法步驟。應(yīng)用程序作為機載軟件將所述增強處理算法加載在智能手機5上，也可通過將拍攝圖像上傳至服務(wù)器端處理。在智能手機內(nèi)置攝像頭獲取原始圖像后，執(zhí)行圖像灰度轉(zhuǎn)換操作，用于簡化信息，保留有用圖像信息輪廓。對多幅圖像進(jìn)行特征提取得到特征點，通過進(jìn)行相似性度量找到匹配的特征點對，以得到圖像空間坐標(biāo)變換參數(shù)，最后據(jù)此完成圖像配準(zhǔn)。然后圖像會進(jìn)行匹配、疊加步驟操作，并執(zhí)行均值化操作得到一幅高分辨率圖像。最后，執(zhí)行濾波操作以進(jìn)行圖像的存儲與顯示。