一种高光谱成像显微大数据测量系统及方法

技术领域

本发明涉及成像测量仪器技术领域，具体涉及一种高光谱成像显微大数据测量系统及方法。

背景技术

随着科技的发展，对于各类图像识别技术的要求也日益增高，特别是对于应用日益广泛的光谱成像技术。光谱成像技术在观察细胞活动领域能够起到更优的效果，特别是高光谱成像技术，通过采用高光谱成像技术高达10

发明内容

本发明的目的在于提供一种高光谱成像显微大数据测量系统和方法，能够通过将高光谱成像技术与大数据测量结合，实现自动化智能化的高光谱成像显微大数据测量，操作简便，测量效率更快，测量数据更精确。

为了解决上述问题，本发明按以下技术方案予以实现的：

本发明提供的一种高光谱成像显微大数据测量系统，包括：

显微镜组件，所述显微镜组件包括显微镜模块、测量显微模块和高光谱成像模块，所述显微镜模块用于获取标本的图像信息，所述显微镜模块上设置有测量目镜和高光谱目镜，所述测量显微模块与所述测量目镜连接，所述高光谱成像模块与所述高光谱目镜连接，所述测量显微模块用以对所述标本的图像进行测量分析，所述高光谱成像模块用以接收所述标本的图像并进行处理，形成高光谱图像；

数据处理模块，所述数据处理模块与所述显微镜组件电连接，以对所述测量显微模块测量分析得到的数据信息和所述高光谱成像模块处理得到的高光谱图像进行数据处理，建立高光谱图像测量大数据库；

显示器，所述显示器分别与所述显微镜组件和所述数据处理模块电连接，以将所述显微镜组件获取的所述标本的图像和测量分析信息，以及所述数据处理模块处理后的图像和信息进行显示。

进一步地，所述显微镜模块包括体视显微镜和生物显微镜。

进一步地，所述体视显微镜设置为四目体视显微镜，其中，所述四目体视显微镜包括第一对体视目镜和第二对体视目镜，所述第一对体视目镜设置为人眼体视目镜，所述第二对体视目镜包括体视测量目镜和体视高光谱目镜；所述四目体视显微镜内置或外置有可调节卤素光源。

进一步地，还包括万向旋转架，所述体视显微镜可360°转动设置在所述万向旋转支架上。

进一步地，所述生物显微镜设置为四目生物显微镜，其中，所述四目生物显微镜包括第一对生物目镜和第二对生物目镜，所述第一对生物目镜设置为人眼生物目镜，所述第二对生物目镜包括生物测量目镜和生物高光谱目镜；所述四目生物显微镜内置有可调节卤素光源。

进一步地，所述测量显微模块包括测量相机，测量相机的分辨率大于等于4K。

进一步地，所述高光谱成像模块包括高光谱成像仪，高光谱成像仪包括凝视型或推扫型高光谱，光谱范围400-950nm或900-1700nm或1000-2500nm；还包括用于配合所述高光谱成像仪的载物平台，所述载物平台设置为手动载物平台或电动载物平台。

进一步地，所述显示器设置为大于等于24寸超高清显示，显示方式设置为2D显示或3D显示，3D显示可以是裸眼3D显示也可以是戴镜3D显示。

一种高光谱成像显微大数据测量方法，其特征在于，包括上述的一种高光谱成像显微大数据测量系统，还包括以下步骤：

S1、将所述标本放置在所述显微镜模块上，然后测量人员通过操作所述显微镜模块以获取所述标本的图像；

S2、通过所述测量显微模块对所述显微镜模块获取的图像信息进行测量分析；

S3、通过所述高光谱成像模块对所述显微镜模块获取的图像信息进行图像处理，形成高光谱图像；步骤S2和步骤S3可以同步进行，也可以先进行步骤S3在进行步骤S2的操作。

S4、通过所述显示器将所述显微镜组件以及所述数据处理模块处理完成的数据信息显示出来。

进一步地，在S1步骤中，还包括权利要求2的一种高光谱成像显微大数据测量系统，在进行测量过程中，所述体视显微镜能够通过万向旋转架进行360°的旋转，从而测量出所述标本的全貌，以获得所述标本的全貌图像，并将所述全貌图像储存到所述高光谱图像大数据库中。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供了一种高光谱成像显微大数据测量系统和方法，通过设置显微镜组件、数据处理模块以及显示器的有机连接结合，并且采用高光谱成像技术，实现高光谱成像显微大数据测量。通过该系统和方法，使得测量更加自动化和智能化，有利于提高测量效率和准确度。

通过本发明上述所提供的一种高光谱成像显微大数据测量系统及方法，便于开展各种标本微观世界的大数据测量，特别是医学标本的大数据测量提供一个全新的大数据测量系统和方法，为原始创新提供设备和技术的支撑。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明所述一种高光谱成像显微大数据测量系统的结构示意图；

图2是本发明所述体视显微镜的结构示意图；

图3是本发明所述体视显微镜的设备连接示意图；

图4是本发明所述生物显微镜的结构示意图；

图5是本发明所述体视显微镜的设备连接示意图；

图6是本发明所述一种高光谱成像显微大数据测量方法的流程示意图；

图中：

100-显微镜组件；110-体视显微镜，111-第一对体视目镜；112-第二对体视目镜；1121-体视测量目镜；1122-体视高光谱目镜；113-光学变焦镜头；120-生物显微镜；121-第一对生物目镜；122-第二对生物目镜；1221-生物测量目镜；1222-生物高光谱目镜；123-物镜；130-测量显微模块；140-高光谱成像模块；200-数据处理模块；300-显示器；400-万向旋转架；410-底座；420-支撑架；430-万向旋转机构；500-数据线；600-数据处理主机。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

如图1-5所示，一种高光谱成像显微大数据测量系统，包括显微镜组件100，显微镜组件100包括显微镜模块、测量显微模块130和高光谱成像模块140，显微镜模块用于获取标本的图像信息，显微镜模块上设置有测量目镜和高光谱目镜，测量显微模块130与测量目镜连接，高光谱成像模块140与高光谱目镜连接，测量显微模块130用以对标本的图像进行测量分析，高光谱成像模块140用以接收标本的图像并进行处理，形成高光谱图像。

还包括数据处理模块200，数据处理模块200与显微镜组件100电连接，以对测量显微模块130测量分析得到的数据信息和高光谱成像模块140处理得到的高光谱图像进行数据处理，建立高光谱图像测量大数据库，为实现自动化智能化大数据处理提供基础。

还包括显示器300，显示器300分别与显微镜组件100和数据处理模块200电连接，以将显微镜组件100获取的标本的图像和测量分析信息，以及数据处理模块200处理后的图像和信息进行显示，以便测量人员能够直观看到信息处理的结果，便于对测量数据进行进一步分析和展示。

高光谱图像数据的光谱分辨率高达10

具体地，显微镜模块包括体视显微镜110，在本实施例中，体视显微镜110采用四目体视显微镜110，其中，四目体视显微镜110包括第一对体视目镜111和第二对体视目镜112，第一对体视目镜111设置为人眼体视目镜，第二对体视目镜112包括体视测量目镜1121和体视高光谱目镜1122，体视测量目镜1121与测量显微模块130连接，体视高光谱目镜1122与高光谱成像模块140连接。第一对体视目镜111向前呈45°倾斜，便于操作者观察，第二对体视目镜112的体视测量目镜1121与体视高光谱目镜1122分别向左右对称性的呈30-45°倾斜，避免在连接测量显微模块130与高光谱成像模块140时发生磕碰。四目体视显微镜110还包括光学变焦镜头113，光学变焦镜头113的规格为0.7X-7X连续变焦光学镜头，能够获取清晰的图像信息，还包括内置或外置的可调节卤素光源。

进一步地，还包括万向旋转架400，体视显微镜110可360°转动设置在万向旋转架400上，从而可以直接通过转动体视显微镜110，从而测量出标本的全貌，以获得标本的全貌图像。万向旋转架400包括底座410，底座410上设置有支撑架420，支撑架420上设置有万向旋转机构430，万向旋转架400通过万向旋转机构430与体视显微镜110转动连接，体视显微镜110通过万向旋转机构430实现360°转动。

显微镜组件100还包括生物显微镜120，在本实施例中，生物显微镜120采用四目生物显微镜120，其中，四目生物显微镜120包括第一对生物目镜121和第二对生物目镜122，第一对生物目镜121设置为人眼生物目镜，第二对生物目镜122包括生物测量目镜1221和生物高光谱目镜1222，生物测量目镜1221与测量显微模块130连接，生物高光谱目镜1222与高光谱成像模块140连接。第一对生物目镜121向前呈45°倾斜，便于操作者观察，第二对生物目镜122的生物测量目镜1221与生物高光谱目镜1222分别向左右对称性的呈15-45°倾斜，避免在连接测量显微模块130与高光谱成像模块140时发生磕碰。生物显微镜120还设置有四个不同倍数的物镜123，四个物镜123的放大规格分别为4X、10X、40X、100X，以满足绝大部分标本的测量条件。

测量显微模块130还包括测量相机，测量相机的分辨率大于等于4K，具体地，分辨率至少达到3840×2160，获得的图片更清晰，使得测量的数据更精确。测量显微模块130还包括测量软件，通过测量软件控制以使得测量显微模块130包括但不限于以下功能：拍照、录像、测量、存储。测量显微模块130与显示器300之间通过数据线500连接，从而将通过体视显微镜110或生物显微镜120拍摄测量到的数据传输到显示器300中。

在本实施例中，高光谱成像模块140包括凝视型或推扫型高光谱成像仪，光谱范围400-950nm/900-1700nm/1000-2500nm。还包括有载物平台，其中，配合推扫型高光谱成像仪的体视显微镜110和生物显微镜120的载物平台设置为电动平台，配合凝视型高光谱成像仪的体视显微镜110和生物显微镜120的载物平台为手动载物平台或电动载物平台，便于进行载物平台的调节，以得到满足需求的标本图像。高光谱成像模块140通过数据处理主机600与显示器电连接，高光谱成像模块140、数据处理主机600与显示器300之间通过数据线500连接，高光谱成像模块140将通过体视显微镜110或生物显微镜120获取得到的标本高光谱图像，经过数据处理主机600处理之后，传输到显示器300中进行显示。

在本实施例中，所采用的显示器300为尺寸大于等于24英寸超高清显示器300，分辨率至少可达3840×2160，显示方式可以是2D，也可以为3D，其中3D显示可以为戴镜3D显示，也可以是裸眼3D显示，以使得本系统能够适用的范围更广，实施和推广更加便利。

如图1-6所示，本发明还提供了一种高光谱成像显微大数据测量方法，包括上述的一种高光谱成像显微大数据测量系统，还包括以下步骤：

S1、将所述标本放置在所述显微镜模块上，然后测量人员通过操作所述显微镜模块以获取所述标本的图像；

S2、通过所述测量显微模块130对所述显微镜模块获取的图像信息进行测量分析；

S3、通过所述高光谱成像模块140对所述显微镜模块获取的图像信息进行图像处理，形成高光谱图像；步骤S2和步骤S3可以同步进行，也可以先进行步骤S3在进行步骤S2的操作。

S4、通过所述显示器将所述显微镜组件以及所述数据处理模块处理完成的数据信息显示出来。

具体地，在S1步骤中，在进行测量过程中，所述体视显微镜110能够通过万向旋转架400进行360°的旋转，从而测量出所述标本的全貌，以获得所述标本的全貌图像，并将所述全貌图像储存到所述高光谱图像大数据库中。步骤S2和步骤S3可以同步进行，也可以先进行步骤S3在进行步骤S2的操作，从而更方便测量人员根据实际需求，自行调节测量分析的步骤，方便测量人员操作，有利于提高测量效率。

通过本发明上述所提供的一种高光谱成像显微大数据测量系统及方法，便于开展各种标本微观世界的大数据测量，特别是医学标本的大数据测量提供一个全新的大数据测量系统和方法，为原始创新提供设备和技术的支撑。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明构思在现有技术基础上通过逻辑分析、推理或者根据有限的实验可以得到的技术方案，均应该在由本权利要求书所确定的保护范围之中。