一种显微镜图像处理与分析系统及其应用的制作方法

1.本发明涉及的是一种显微镜图像处理与分析系统及其应用，主要应用于材料的微观图像拍摄领域。


背景技术：

2.随着计算机技术的发展，越来越多的计算机技术被应用在图像检测分析工作中，将光学显微技术与计算机技术相结合，可以实现对图像的专业分析处理，满足了材料专业工作者对图像处理的需求。
3.目前的图像检测分析软件使用普通的光学相机，对材料的细节拍摄不能达到相应的专业化需求，而专业的图像检测分析软件对测试样品的制备要求比较高，因此对制样工作人员的水平提出了更高的要求，并且目前大多数软件是由系统控制图像的拍摄张数，对图像的细节把控并不精准，因此我们发明了一种显微镜图像处理与分析系统，既可以满足专业化的拍摄需求，而且还降低了测试样品的制备要求，操作更加容易。


技术实现要素：

4.为了满足材料的图像处理更加专业化的需求，降低制样要求，本发明的第一个方面提供了一种显微镜图像处理与分析系统，包括图像编辑，硬件控制，图像采集，图像显示。
5.作为一种优选的实施方式，所述图像编辑包括图像裁剪，锁定扩缩，定倍显示，图像旋转。
6.作为一种优选的实施方式，所述硬件控制包括位置导航，设置电压，电动偏光。
7.作为一种优选的实施方式，所述图像采集包括相机设置，图像采集预览，图像拼接合成，图像景深扩展。
8.作为一种优选的实施方式，所述相机设置包括曝光时间，白平衡，增益值，饱和度。
9.作为一种优选的实施方式，所述图像采集预览包括设置图像预览网格，图像放大和缩小，最佳效果设置，图像标尺，自动聚焦。
10.作为一种优选的实施方式，所述图像拼接合成包括实时图像拼接，拼图区域创建，拼图区域列表，聚焦，拼图效果，创建图片。
11.作为一种优选的实施方式，所述图像景深扩展包括设置z轴起始终止位置，拍摄照片层数，确定照片拍摄位置，自动景深扩展。
12.作为一种优选的实施方式，所述图像显示包括图像处理，图像标注，图像测量，视场设置管理。
13.本发明的第二个方面提供了一种显微镜图像处理与分析系统的应用，应用于材料的微观图像拍摄领域。
14.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
15.(1)本发明对拍摄样品的制作要求较低，降低了制样门槛，方便了使用者的操作。
16.(2)本发明可以将不同视角拍摄的图像合成为一个全视野的图像，并且图像的拼
接合成是实时的，使用者可以随时观察到拍摄的进度，避免出现问题后继续拍摄浪费时间成本。
17.(3)本发明可以将二维的图像合成为一个三维图像，使用者可以对三维图像进行放大或缩小的查看。
18.(4)本发明合成三维图像的过程可以自己手动设置z轴的起始终止位置，拍摄图像的层数，由系统自动控制进程，可使拍摄精度更加准确。
19.(5)本发明通过硬件控制中的位置导航功能能完全脱离人为操作，全程用系统控制移动载物台x，y，z轴从而调整样品位置，可以在显示页面上实时查看图像的位置。
具体实施方式
20.为了满足材料的图像处理更加专业化的需求，降低制样要求，本发明的第一个方面提供了一种显微镜图像处理与分析系统，包括图像编辑，硬件控制，图像采集，图像显示。
21.作为一种优选的实施方式，所述图像编辑包括图像裁剪，锁定扩缩，定倍显示，图像旋转。
22.作为一种优选的实施方式，所述硬件控制包括位置导航，设置电压，电动偏光。
23.作为一种优选的实施方式，所述图像采集包括相机设置，图像采集预览，图像拼接合成，图像景深扩展。
24.作为一种优选的实施方式，所述相机设置包括曝光时间，白平衡，增益值，饱和度。
25.相机设置的曝光时间分为手动调节和自动调节两种模式，在手动调节模式可以调节曝光时间的长短，曝光的百分比，预览曝光效果，自动曝光是指系统自动调整最优曝光效果。白平衡调整是描述显示器中红蓝绿三基色混合后生成白色精准度的一项指标，通过它可以解决色彩还原和色调处理的一系列问题，包括手动，自动，3200k，5500k，四种方式。增益值与手动曝光功能组合使用，可以通过调整增益值来调整曝光状态。色彩饱和度是指色彩的鲜艳程度，可以通过调整饱和度的取值来优化图像效果。
26.作为一种优选的实施方式，所述图像采集预览包括设置图像预览网格，图像放大和缩小，最佳效果设置，图像标尺，自动聚焦。
27.图像采集预览可以在预览图像上自动添加十字线，网格线，方格线，圆形线可以用来确定图像的位置和形状，可以根据需要选择图像按照样品的实际大小或者合适大小。图像采集预览模式可以对图像进行放大和缩小的调节，放大后能够看到更清晰的样品的局部细节，缩小后可以观察到较大的样品范围，使用者可以根据需要选择合适的缩放比例。系统可以显示默认的最佳预览效果状态，在系统预设的最佳预览状态下还可以手动调节伽马值，曝光度，灰度值以达到使用者预期的预览效果。可以在生成的图像上添加标尺，从而可以确定拍摄图像与实际样品的大小关系。自动聚焦是指系统自动控制载物台进行自动对焦，调整图像的清晰度。
28.作为一种优选的实施方式，所述图像拼接合成包括实时图像拼接，拼图区域创建，拼图区域列表，聚焦，拼图效果，创建图片。
29.为了方便观察可以将多个视场的图像进行拼接，形成一幅高分辨率的全视野图像，只需要设置好相应的拼接参数，系统便能自动搜索相邻的图像的重叠区域并自动进行拼接，并且过程是实时拼接的，不需要图像全部拍摄完毕后再进行拼接，可以更加及时准确
的了解图像的拍摄情况，如果发现问题后可以及时停止，避免拍摄完毕后再发现问题，浪费时间成本。并且拼接完成后用户还可以对接缝部分进行调整，以达到最佳的拼接效果。使用者可以选择拼图方式后创建拼图区域，可以选择矩形，圆形，多边形或自定义图形创建拼图区域。在拼图区域列表中包含添加的所有拼图区域，可以查看每个拼图区域的详细信息，也可以对选中的拼图区域执行修改和删除的操作。选择不同的聚焦方式会有不同的拼图效果，如果选择无则拼图，在拼图过程中无需进行聚焦操作可以直接拼图，如果选择自动聚焦，在拼图过程中需要先进行自动聚焦后再进行拼图操作。在拼图效果区域可以实时显示拼接的效果图，可以明确拼图程序的进行程度。拼图完成后可以创建图片，生成一个完整的全视野图像。
30.作为一种优选的实施方式，所述图像景深扩展包括设置z轴起始终止位置，拍摄照片层数，确定照片拍摄位置，自动景深扩展。
31.本发明通过设置载物台z轴的起始终止位置和拍摄照片层数，系统会自动计算照片的拍摄位置，并且根据不同的位置计算扫描速度，自动调整照片的清晰度，系统根据设置的参数自动抓取图像信息，可以自动景深扩展，显示多图景深融合的效果图。并且根据载物台在z轴上的移动拍摄的图像可以拼接成多维图像，使用者对样品的观察视图不仅仅停留在二维图像的层面，可以生成三维的视图，并对各个角度的图片可以进行缩放的详细观察，最终可以生成一幅三维的全视野图像。
32.作为一种优选的实施方式，所述图像显示包括图像处理，图像标注，图像测量，视场设置管理。
33.对于拍摄的图像可以进行调节，锐化，平滑，图像间操作和边缘检测的处理方式，从而得到满意的图像效果，并且根据不同的样品可以选择腐蚀，膨胀，细化，粗化，分水岭，去碎屑，抽骨架，孔洞填充的方式处理图像，以便于测量和统计图像上的信息。还可以在图像上添加工具，时间，日期，数字，线条，标尺的标注，增加图像上的信息。采用独特的图像涂层和测量分层技术可以对图像进行测定。根据使用者需要还可以绘制保存视场。
34.本发明的第二个方面提供了一种显微镜图像处理与分析系统的应用，应用于材料的微观图像拍摄领域，包括但不限于高速钢大块碳化物、球铁、灰铁、蠕铁、低碳钢球化组织、边部质量、复合率、钛合金生物材料、铝合金、镁合金、铜合金、孔隙率、石油地质、渗碳层测量、渗氮层测量。
35.下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
36.实施例1
37.一种显微镜图像处理与分析系统及其应用，首先设置位置导航参数，设置载物台x，y，z轴上的运动方向，运行速度，运行步长；设置电压，设置端口号，波特率，开机默认电压，输出控制源的电压；设置电动偏光，选择偏光或者明场两种照明方式中的一种。
38.进入图像采集，进行相机设置，调节曝光时间，增益值，白平衡和饱和度；对相机的模式进行选择，切换黑白模式或者彩色模式；对图像采集的当前图像的分辨率，起始坐标进行设置，设置图像采集的范围和内容；进入图像预览，可以在预览图像上添加十字线，网格线，方形框，圆形框确定图像采集的位置与大小，选择图像的显示效果是实际大小还是匹配
线形框的合适大小；进行单次拍摄，显示系统默认的最佳效果，如果产生曝光不足或者过曝光的情况，可以重新手动调整，还可以手动调整图像的伽马值以达到最佳的图像显示效果；可以在拍摄的图像上添加标尺，确定图像与实际样品之间的大小比例；进行自动聚焦，控制载物台自动对焦，调整图像的清晰度。设置z轴运动的起始结束位置以及拍摄图片层数，系统自动计算每张图片的拍摄位置进行拍摄，自动进行图像景深扩展操作。根据设置的系统参数进行拍摄，系统自动搜索相邻图像的重叠区域并自动拼接成一幅完整清晰的图像，拼接完成后使用者还可以对接缝部分进行调整以达到最佳拼接效果。可以对每一张参与拼接的图像进行查看，并对图像进行编辑，修改，确定好拼接图像后可以创建图片，生成一个完整的全视野图像。
39.在图像显示中可以对采集的图像进行调节锐化，平滑，图像间操作和边缘检测的处理方式，从而得到满意的图像效果，并且根据不同的样品可以选择腐蚀，膨胀，细化，粗化，分水岭，去碎屑，抽骨架，孔洞填充的方式处理图像，以便于测量和统计图像上的信息。还可以在图像上添加工具，时间，日期，数字，线条，标尺的标注，增加图像上的信息。采用独特的图像涂层和测量分层技术可以对图像进行测定。根据使用者需要还可以绘制保存视场。