显微荧光图像连续光谱分析系统的研究

摘要

荧光显微镜在生物学和医学的许多领域内得到了广泛应用，现已成为一种重要的必不可少的观察和测试手段。但随着生物医学的发展，现在广泛使用的传统的性能还远不能满足需要，如激发光谱不连续、不能够同时获得数字化荧光显微图像信息和光谱信息等。因此，针对传统荧光显微镜的功能缺陷，增加其功能以满足现代生物医学的发展需要，使之发挥更大作用有着非常重要的经济意义。 本文所研究的显微荧光图像连续光谱分析系统是在不破坏原有的荧光显微镜结构的基础上进行改造，使传统荧光显微镜同时具有获得数字化荧光显微图像信息和光谱信息的功能。 本文主要包括以下研究内容：1.计算机控制光栅单色仪设计。 2.计算机控制光栅单色仪与荧光显微镜匹配连接的方法。 3.氙灯与计算机控制光栅单色仪匹配连接的方法。 4.控制单色仪光谱扫描的计算机软件设计。 5.图像预处理技术研究及软件设计。 6.光谱分析方法研究及显微荧光图像连续光谱分析软件设计。 7.建立一套显微荧光图像连续光谱分析系统实验装置。 本文利用氙灯和单色仪进行激发光谱扫描，利用CCD摄像器件、图像采集卡和计算机实现显微荧光图像的数字化，利用自主设计的系统软件实现系统的操控、图像的采集、处理和分析，最终建立了一套显微荧光图像连续光谱分析系统实验装置。本系统不仅弥补了传统荧光显微镜的功能缺陷，而且实现了系统的计算机控制及荧光图像的处理、光谱分析等功能。这一系统的研制对我国目前在医院、公安、材料等科研单位普遍使用的传统荧光显微镜的升级换代提供了理论与实验经验。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

§1-1引言

§1-2课题的研究背景

1-2-1课题的提出

1-2-2国内外研究情况

§1-3论文的主要研究工作

§1-4本章小结

第二章系统总体结构

§2-1引言

§2-2系统硬件结构

§2-3系统软件结构

2-3-1软件系统框图及主要功能介绍

2-3-2程序设计思路

§2-4本章小结

第三章硬件系统设计

§3-1引言

§3-2激发光部分设计

3-2-1光源设计

3-2-2单色仪的选择

3-2-3连接件设计

§3-3显微图像采集系统设计

§3-4计算机控制单色仪设计

3-4-1波长扫描机构设计

3-4-2单色仪控制系统设计

§3-5本章小结

第四章软件系统设计

§4-1引言

§4-2图像预处理模块设计

4-2-1图像变换

4-2-2灰度化

4-2-3滤波

4-2-4图像增强

4-2-5直方图与阈值变换

§4-3荧光光谱分析软件设计

4-3-1荧光激发光谱分析

4-3-2荧光强度的确定

4-3-3荧光位置的确定

4-3-4长度测量

4-3-5荧光面积计算

§4-4实例验证

§4-5本章小结

第五章结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果