一种通用的体视显微裸眼可视化的显示方法和系统装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种通用的体视显微超高分辨裸眼可视化系统与方法。该系统装置包括：体视显微镜、摄像头以及裸眼3D显示器、校准模块和显示模块。所述通用的体视显微裸眼可视化方法包括图像采集步骤、图像旋转校准步骤、图像水平校准步骤、图像亮度校准步骤以及显示步骤。工作时，装置同时调用双目摄像头，进行体视显微镜双目显示图像数据的调取，对图像进行旋转、水平及亮度校准后，将合成3D图像并进行裸眼3D实时显示。本发明专利技术提供的一种通用的体视显微裸眼可视化系统与方法，适配一般双目观看体视显微镜，具有极高的通用性，旨在显示或记录被观测样品的清晰且真实3D画面的前提下提高体视显微镜操作的便捷性与观察的舒适性。

【技术实现步骤摘要】
一种通用的体视显微裸眼可视化的显示方法和系统装置
本专利技术属于体视显微成像领域，更具体地，涉及一种体视显微裸眼可视化的显示方法和系统。
技术介绍
体视显微镜，亦称实体显微镜或解剖镜，是基于双目视差原理。是指一种具有正像立体感的目视仪器，从不同角度观察物体，使双眼引起立体感觉的体视显微镜。双目镜筒中的左右两光束不是平行的，而是具有一定的夹角，因此当左右两光束通过目镜进入人眼，人眼即可看到具有视差的两幅图像，通过大脑的合成，人就能看到具有三维立体感的画面。但是，体视显微镜存在局限性，如体视角固定，对于不同的观看者，需要重新调节体视显微镜；立体画面观看范围小，人眼位置需要多次调整才能找到最佳观看位置，对使用者的观看姿势要求较为严格；并且操作繁琐，特别是更换观察样品后必须重新调整人眼位置才能看到立体画面。另外，也不宜在长时间观看立体的动态物体。目前，现有的体视显微显示系统，大部分通过单镜头成像并在显示屏幕上观看2D画面，无法看到立体图像，这无疑对体视显微镜功能的极大削弱，无法发挥体视显微镜的技术优势；有部分体视显微镜配备具有裸眼3D功能的显示系统，大多是适配特定型号的体视显微镜，其通用性差，无法移植到不同型号的体视显微镜上使用；另外，受限于裸眼3D显示器的性能，如分辨率低、亮度不足等，裸眼3D显示系统对被观测样品真实还原方面有所欠缺。这些方面极大地限制了体视显微裸眼3D显示的普及。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种通用的体视显微裸眼可视化的显示方法和系统装置，适用于一般双目观看体视显微镜，旨在提高体视显微镜使用的便捷性与观察的舒适性。为此，本专利技术提供了一种通用的体视显微超高分辨裸眼可视化系统装置，包括：体视显微镜，设有均匀照明的光源，物体表面无过曝区域；摄像头，沿所述体视显微镜的目镜的光轴转动地连接所述体视显微镜的双目目镜，使得所述摄像头可沿所述体视显微镜的目镜的光轴调整所述摄像头的镜头与所述目镜的间距以调整所述摄像头的镜头位置至所述体视显微镜的像点处来采集图像，摄像头还设有旋转装置，可绕体视显微镜目镜光轴旋转；裸眼3D显示器；校准模块，包括图像旋转校准模块、图像水平校准模块和图像亮度校准模块，所述图像旋转校准模块包括：第一图像获取模块，用于通过所述摄像头获取体视显微镜的第一测试图像和第二测试图像，其中，所述第一测试图像包括沿一测试方向延伸的第一标识，所述第二测试图像包含沿所述测试方向延伸的第二标识；第一图像显示模块，用于通过所述裸眼3D显示器显示所述第一测试图像和第二测试图像；旋转模块，用于旋转所述摄像头直至所述第一测试图像的第一标识与所述第二测试图像的第二标识平行使得所述摄像头的两个摄像头拍摄的画面相互平行；所述图像水平校准模块包括：第二图像获取模块，用于通过摄像头获取体视显微镜的第三测试图像和第四测试图像所述第三测试图像和第四测试图像中显示的体视显微镜的视野区域为圆形，椭圆或类圆形画面或截取圆形画面的部分；第二图像显示模块，用于通过所述裸眼3D显示器显示所述第三测试图像和第四测试图像，并合成所述第三测试图像和第四测试图像并通过所述裸眼3D显示器显示所述第三测试图像和第四测试图像合成的裸眼3D图像；调节模块，检测所述第三测试图像和第四测试图像中的体视显微镜的视野区域，确定所述视野区域圆心位置及半径或长轴半径，将第三测试图像和第四测试图像中的体视显微镜的视野区域的圆心贴合到所述第三测试图像和第四测试图像合成的裸眼3D图像的左右图各自的中心对准并根据半径或长轴半径进行图像整体放缩使得视野区域大小一致；所述图像亮度校准模块用于根据所述第三测试图像和第四测试图像中所述视野区域的平均亮度，调节亮度补偿，使得所述第三测试图像和第四测试图像中的体视显微镜的视野区域亮度一致；所述调节亮度补偿包括调节所述摄像头的亮度补偿量或通过图像处理进行亮度补偿；显示模块，利用所述裸眼3D显示器通过DirectX创建设备对象并进行参数设定，将所述摄像头获取的第一图像和第二图像写入一D3D图像对应缓冲层，并在该第一图像和第二图像的数据的最后一行加入Nivdia3DVision可识别的特定图像标记，写入所述D3D图像对应缓冲层对应的渲染缓冲接口，然后，开启D3D渲染，通过渲染函数启用缓冲层，所述裸眼3D显示器的显卡驱动程序将缓冲中特定标记进行读取并调用3D效果，图像编排进DVI，以第一图像和第二图像的方式实现帧序列输出，每一帧图像包含了第一图像和第二图像，并且读取与输出同步进行，所述裸眼3D显示器拆开所述第一图像和第二图像，并将所述第一图像送入左眼，将第二图像送入右眼，以实现体视显微的立体实时可视化。优选地，当调节所述体视显微镜的目镜的放大倍数或更换所述目镜时，重新调节所述摄像头的镜头位置至所述体视显微镜的像点处，所述摄像头可设有放大倍率的镜头，所述摄像头采集的图像的分辨率大于或等于1920*1080。优选地，所述裸眼3D显示器的分辨率大于或等于1920*1080。优选地，所述体视显微镜为双目观看式显微镜，包括倒置显微镜及正置显微镜，所述光源包括上下光源、侧边光源。优选地，所述第三测试图像和第四测试图像中的体视显微镜的视野区域的自动检测用多组直线交接于所述轮廓的对应多组点进行细化确认，或通过OpenCV的最小二乘拟合进行细化确认，排除噪点，降低误差，从而确定所述视野区域圆心位置及半径或长轴半径。优选地，所述第一测试图像、第二测试图像、所述第三测试图像、第四测试图像、第一图像和第二图像的图像分辨率至少为1920*1080。一种通用的体视显微裸眼可视化的显示方法，包括：图像采集步骤：同时调用双目摄像头，进行体视显微镜双目显示图像数据的调取；图像旋转校准步骤：用于通过所述摄像头获取体视显微镜的第一测试图像和第二测试图像时，其中，所述第一测试图像包括沿一测试方向延伸的第一标识，所述第二测试图像包含沿所述测试方向延伸的第二标识；然后，通过所述裸眼3D显示器显示所述第一测试图像和第二测试图像，以及，旋转所述摄像头直至所述第一测试图像的第一标识与所述第二测试图像的第二标识平行使得所述摄像头的两个摄像头拍摄的画面相互平行；图像水平校准步骤：通过摄像头获取体视显微镜的第三测试图像和第四测试图像，所述第三测试图像和第四测试图像中显示的体视显微镜的视野区域为圆形，椭圆或类圆形画面或截取圆形画面的部分，通过所述裸眼3D显示器显示所述第三测试图像和第四测试图像，利用图像处理方法自动检测所述第三测试图像和第四测试图像中的体视显微镜的视野区域，确定所述视野区域圆心位置及半径或长轴半径，将第三测试图像和第四测试图像中的体视显微镜的视野区域的圆心贴合到所述第三测试图像和第四测试图像合成的裸眼3D图像的左右图各自的中心对准并根据半径进行图像整体放缩使得视野区域大小一致，然后合成所述第三测试图像和第四测试图像并通过所述裸眼3D显示器显示所述第三测试图像和第四测试图像合成的裸眼3D图像；图像亮度校准步骤：根据所述第三测试图像和第四测试图像中的体视显微镜的视野区域平均亮度，调节亮度补偿，使得所述第三测试图像和第四测试图像中的体视显微镜的视野区域亮度一致，所述调节亮度补偿包括调节所述摄像头的亮度补偿量或通过图像处理进行亮度补偿；显示步骤：利用所述裸眼3D显示器通过Dir本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通用的体视显微超高分辨裸眼可视化系统装置，其特征在于，包括：体视显微镜，设有均匀照明的光源，物体表面无过曝区域；摄像头，沿所述体视显微镜的目镜的光轴转动地连接所述体视显微镜的双目目镜，使得所述摄像头可沿所述体视显微镜的目镜的光轴调整所述摄像头的镜头与所述目镜的间距以调整所述摄像头的镜头位置至所述体视显微镜的像点处来采集图像，摄像头还设有旋转装置，可绕体视显微镜目镜光轴旋转；裸眼3D显示器；校准模块，包括图像旋转校准模块、图像水平校准模块和图像亮度校准模块，所述图像旋转校准模块包括：第一图像获取模块，用于通过所述摄像头获取体视显微镜的第一测试图像和第二测试图像，其中，所述第一测试图像包括沿一测试方向延伸的第一标识，所述第二测试图像包含沿所述测试方向延伸的第二标识；第一图像显示模块，用于通过所述裸眼3D显示器显示所述第一测试图像和第二测试图像；旋转模块，用于旋转所述摄像头直至所述第一测试图像的第一标识与所述第二测试图像的第二标识平行使得所述摄像头的两个摄像头拍摄的画面相互平行；所述图像水平校准模块包括：第二图像获取模块，用于通过摄像头获取体视显微镜的第三测试图像和第四测试图像所述第三测试图像和第四测试图像中显示的体视显微镜的视野区域为圆形，椭圆或类圆形画面或截取圆形画面的部分；第二图像显示模块，用于通过所述裸眼3D显示器显示所述第三测试图像和第四测试图像，并合成所述第三测试图像和第四测试图像并通过所述裸眼3D显示器显示所述第三测试图像和第四测试图像合成的裸眼3D图像；调节模块，检测所述第三测试图像和第四测试图像中的体视显微镜的视野区域，确定所述视野区域圆心位置及半径或长轴半径，将第三测试图像和第四测试图像中的体视显微镜的视野区域的圆心贴合到所述第三测试图像和第四测试图像合成的裸眼3D图像的左右图各自的中心对准并根据半径或长轴半径进行图像整体放缩使得视野区域大小一致；所述图像亮度校准模块用于根据所述第三测试图像和第四测试图像中所述视野区域的平均亮度，调节亮度补偿，使得所述第三测试图像和第四测试图像中的体视显微镜的视野区域亮度一致；所述调节亮度补偿包括调节所述摄像头的亮度补偿量或通过图像处理进行亮度补偿；显示模块，利用所述裸眼3D显示器通过DirectX创建设备对象并进行参数设定，将所述摄像头获取的第一图像和第二图像写入一D3D图像对应缓冲层，并在该第一图像和第二图像的数据的最后一行加入Nivdia 3D Vision可识别的特定图像标记，写入所述D3D图像对应缓冲层对应的渲染缓冲接口，然后，开启D3D渲染，通过渲染函数启用缓冲层，所述裸眼3D显示器的显卡驱动程序将缓冲中特定标记进行读取并调用3D效果，图像编排进DVI，以第一图像和第二图像的方式实现帧序列输出，每一帧图像包含了第一图像和第二图像，并且读取与输出同步进行，所述裸眼3D显示器拆开所述第一图像和第二图像，并将所述第一图像送入左眼，将第二图像送入右眼，以实现体视显微的立体实时可视化。...

【技术特征摘要】
1.一种通用的体视显微超高分辨裸眼可视化系统装置，其特征在于，包括：体视显微镜，设有均匀照明的光源，物体表面无过曝区域；摄像头，沿所述体视显微镜的目镜的光轴转动地连接所述体视显微镜的双目目镜，使得所述摄像头可沿所述体视显微镜的目镜的光轴调整所述摄像头的镜头与所述目镜的间距以调整所述摄像头的镜头位置至所述体视显微镜的像点处来采集图像，摄像头还设有旋转装置，可绕体视显微镜目镜光轴旋转；裸眼3D显示器；校准模块，包括图像旋转校准模块、图像水平校准模块和图像亮度校准模块，所述图像旋转校准模块包括：第一图像获取模块，用于通过所述摄像头获取体视显微镜的第一测试图像和第二测试图像，其中，所述第一测试图像包括沿一测试方向延伸的第一标识，所述第二测试图像包含沿所述测试方向延伸的第二标识；第一图像显示模块，用于通过所述裸眼3D显示器显示所述第一测试图像和第二测试图像；旋转模块，用于旋转所述摄像头直至所述第一测试图像的第一标识与所述第二测试图像的第二标识平行使得所述摄像头的两个摄像头拍摄的画面相互平行；所述图像水平校准模块包括：第二图像获取模块，用于通过摄像头获取体视显微镜的第三测试图像和第四测试图像所述第三测试图像和第四测试图像中显示的体视显微镜的视野区域为圆形，椭圆或类圆形画面或截取圆形画面的部分；第二图像显示模块，用于通过所述裸眼3D显示器显示所述第三测试图像和第四测试图像，并合成所述第三测试图像和第四测试图像并通过所述裸眼3D显示器显示所述第三测试图像和第四测试图像合成的裸眼3D图像；调节模块，检测所述第三测试图像和第四测试图像中的体视显微镜的视野区域，确定所述视野区域圆心位置及半径或长轴半径，将第三测试图像和第四测试图像中的体视显微镜的视野区域的圆心贴合到所述第三测试图像和第四测试图像合成的裸眼3D图像的左右图各自的中心对准并根据半径或长轴半径进行图像整体放缩使得视野区域大小一致；所述图像亮度校准模块用于根据所述第三测试图像和第四测试图像中所述视野区域的平均亮度，调节亮度补偿，使得所述第三测试图像和第四测试图像中的体视显微镜的视野区域亮度一致；所述调节亮度补偿包括调节所述摄像头的亮度补偿量或通过图像处理进行亮度补偿；显示模块，利用所述裸眼3D显示器通过DirectX创建设备对象并进行参数设定，将所述摄像头获取的第一图像和第二图像写入一D3D图像对应缓冲层，并在该第一图像和第二图像的数据的最后一行加入Nivdia3DVision可识别的特定图像标记，写入所述D3D图像对应缓冲层对应的渲染缓冲接口，然后，开启D3D渲染，通过渲染函数启用缓冲层，所述裸眼3D显示器的显卡驱动程序将缓冲中特定标记进行读取并调用3D效果，图像编排进DVI，以第一图像和第二图像的方式实现帧序列输出，每一帧图像包含了第一图像和第二图像，并且读取与输出同步进行，所述裸眼3D显示器拆开所述第一图像和第二图像，并将所述第一图像送入左眼，将第二图像送入右眼，以实现体视显微的立体实时可视化。2.如权利要求1所述的通用的体视显微超高分辨裸眼可视化系统装置，其特征在于：当调节所述体视显微镜的目镜的放大倍数或更换所述目镜时，重新调节所述摄像头的镜头位置至所述体视显微镜的像点处，所述摄像头可设有放大倍率的镜头，所述摄像头采集的图像的分辨率大于或等于1920*1080。3.如权利要求2所述的通用的体视显微超高分辨裸眼可视化系统装置，其特征在于：所述裸眼3D显示器的分辨率大于或等于1920*1080。4.如权利要求3所述的通用的体视显微超高分辨裸眼可视化系统装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁锐杰，王树颖，陈学浩，李焜阳，范杭，梁伟棠，邓冬岩，王瑶，
申请(专利权)人：广州弥德科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44