显微成像系统、成像方法、设备及可读存储介质技术方案

技术编号：40558807 阅读：11 留言：0更新日期：2024-03-05 19:20

本发明专利技术公开了一种显微成像系统、成像方法、设备及可读存储介质，系统包括：光源，其设置在照明路径的起始端，并向显微镜的载物台提供照明；滤片组件，其轮流向照明路径或成像路径上提供红光滤片、绿光滤片和蓝光滤片；黑白相机，其设置在成像路径的末端，其被配置为生成与红光滤片、绿光滤片和蓝光滤片相对应的R/G/B通道单色图像；以及处理器，其与黑白相机电连接，处理器被配置为通过图像融合算法处理R/G/B通道单色图像，得到彩色图像。本发明专利技术几乎不用改变显微镜系统的原始结构，仅需将滤片组件作为配件接入现有显微镜系统，就可以在不降低成像质量和稳定性的基础上在一台显微镜中使用一个黑白相机实现彩色成像和单色成像。

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【技术实现步骤摘要】

本申请涉及显微镜成像，尤其涉及一种显微成像系统、成像方法、设备及可读存储介质。

技术介绍

1、显微镜通常需要同时具备彩色成像和单色成像的功能来适应不同的应用需求，比如在病理研究分析的应用中，用户通常需要彩色成像来准确诊断；而在荧光等弱信号环境下成像的应用中，则需要单色成像来实现高成像灵敏度。

2、目前存在具有彩色成像和单色成像功能的显微镜，一种可实现的方案如图6所示：将黑白相机4和彩色相机6连接到显微镜系统中，并利用分光镜34引导成像光路分别进入黑白相机4和彩色相机6，具体为光源1、载物台2、物镜31、分光镜34、图6中较上的管镜32、黑白相机4形成单色成像的光路径，而光源1、载物台2、物镜31、分光镜34、反射镜33、图6中较下的管镜32、彩色相机6形成彩色成像的光路径。

3、另一种可实现的方案如图7和图8所示：同样是将黑白相机4和彩色相机6连接到显微镜系统中，并利用一个可移动的反射模块选择性地将成像光路引导进入黑白相机4或彩色相机6，具体为当反射模块移动至图7中较左的反射镜33对准彩色相机6时，显微镜成彩色图像；当反射模块移动至图8中较右的反射镜33对准黑白相机4时，显微镜成单色图像。

4、以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，也不必然会给出技术教导；在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日之前已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现思路</p>

1、本专利技术的目的是提供一种显微成像系统，在仅设置一黑白相机的情况下可实现彩色成像。

2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：

3、一种显微镜成像系统，所述系统包括：

4、光源，其被配置为向显微镜的载物台提供照明；

5、滤片组件，其被配置为轮流向所述显微镜的照明路径或成像路径上提供红光滤片、绿光滤片和蓝光滤片；

6、黑白相机，其设置在所述成像路径的末端，其被配置为生成与红光滤片、绿光滤片和蓝光滤片相对应的r通道单色图像、g通道单色图像、b通道单色图像；以及

7、处理器模块，其与所述黑白相机电连接，所述处理器模块被配置为通过图像融合算法处理所述r通道单色图像、g通道单色图像、b通道单色图像，得到彩色图像。

8、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述滤片组件向所述照明路径或成像路径提供同一滤片的持续时间大于或等于所述黑白相机的单次曝光时间。

9、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述滤片组件包括转台和驱动机构，所述转台配置有周向布置的至少三个孔位，所述孔位中分别设置红光滤片、绿光滤片和蓝光滤片；所述驱动机构被配置为驱动所述转台转动，使所述三个孔位轮流到达所述照明路径或成像路径上。

10、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述转台集成设有编码盘和传感器，所述处理器模块被配置为与所述传感器电连接，以获得所述转台的实时位置。

11、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述转台周向布置的孔位数量为四个，第四个孔位为空孔位；

12、所述黑白相机还被配置为在所述空孔位到达所述照明路径或成像路径上时生成一黑白图像。

13、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述显微镜成像系统还包括物镜和管镜，其按序设置在所述光源至所述黑白相机之间的光路上；

14、所述滤片组件设置在所述物镜与所述管镜之间，且所述滤片组件与物镜的间距小于所述滤片组件与管镜的间距。

15、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述红光滤片的中心波长介于600至700nm之间；和/或，所述绿光滤片的中心波长介于500至600nm；和/或，所述蓝光滤片的中心波长介于400至500nm之间。

16、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述红光滤片、绿光滤片和蓝光滤片均为条状件。

17、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述红光滤片、绿光滤片和蓝光滤片的宽度大于所述照明路径或成像路径的光路宽度，且滤片的长度方向的边沿呈弧形状。

18、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，各个r通道单色图像、g通道单色图像、b通道单色图像按照成像先后顺序被依次分配序号；

19、所述处理器模块读取图像的序号，依次将序号相邻的三个单色图像融合得到一帧彩色图像，以多帧彩色图像生成彩色视频。

20、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述彩色视频为实时彩色视频，其彩色视频帧速率与所述r通道单色图像、g通道单色图像、b通道单色图像的帧速率相匹配。

21、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述光源为白光光源。

22、根据本专利技术的又一方面，提供了一种显微镜成像方法，包括以下步骤：

23、打开光源，使其向显微镜的载物台提供照明；

24、驱动滤片组件转动，以使所述滤片组件的红光滤片、绿光滤片和蓝光滤片轮流到达显微镜的光路中；

25、控制一黑白相机分别在所述红光滤片、绿光滤片和蓝光滤片到达光路中时进行曝光，分别得到r通道单色图像、g通道单色图像、b通道单色图像；

26、通过图像融合算法处理所述r通道单色图像、g通道单色图像、b通道单色图像，得到彩色图像。

27、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，为所述r通道单色图像、g通道单色图像、b通道单色图像分配序号，根据序号生成彩色视频的视频帧。

28、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，红光滤片、绿光滤片或蓝光滤片各自在光路上的持续时间大于或等于所述黑白相机的单次曝光时间。

29、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，控制所述黑白相机在所述滤片组件的一空孔位到达光路中时进行曝光，生成黑白图像。

30、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，基于所述光源的光谱、所述黑白相机的量子效率，设定所述红光滤片、绿光滤片和蓝光滤片的波长和透过率，以使所述彩色图像达到预设的色彩还原度；

31、或者，基于所述光源的光谱、所述黑白相机的量子效率，以及所述显微镜中光学元件的光谱透过率，设定所述红光滤片、绿光滤片和蓝光滤片的波长和透过率，以使所述彩色图像达到预设的色彩还原度。

32、根据本专利技术的再一方面，提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，其中，所述存储器用于存储程序指令，所述处理器被配置为运行所述程序指令，其特征在于，所述程序指令被运行而执行如上所述的方法的步骤。

33、根据本专利技术的又一方面，提供了一种计算机可读存储介质，用于存储程序指令，其特征在于，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种显微镜成像系统，其特征在于，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的显微镜成像系统，其特征在于，所述滤片组件向所述照明路径或成像路径提供同一滤片的持续时间大于或等于所述黑白相机的单次曝光时间。

3.根据权利要求1所述的显微镜成像系统，其特征在于，所述滤片组件包括转台和驱动机构，所述转台配置有周向布置的至少三个孔位，所述孔位中分别设置红光滤片、绿光滤片和蓝光滤片；所述驱动机构被配置为驱动所述转台转动，使所述三个孔位轮流到达所述照明路径或成像路径上。

4.根据权利要求3所述的显微镜成像系统，其特征在于，所述转台集成设有编码盘和传感器，所述处理器模块被配置为与所述传感器电连接，以获得所述转台的实时位置。

5.根据权利要求3所述的显微镜成像系统，其特征在于，所述转台还布置有第四孔位，所述第四个孔位为空孔位；

6.根据权利要求1所述的显微镜成像系统，其特征在于，还包括物镜和管镜，其按序设置在所述光源至所述黑白相机之间的光路上；

7.根据权利要求1所述的显微镜成像系统，其特征在于，所述红光滤片的中心波长介于600

8.根据权利要求1所述的显微镜成像系统，其特征在于，所述红光滤片、绿光滤片和蓝光滤片均为条状件。

9.根据权利要求8所述的显微镜成像系统，其特征在于，所述红光滤片、绿光滤片和蓝光滤片的宽度大于所述照明路径或成像路径的光路宽度，且滤片的长度方向的边沿呈弧形状。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的显微镜成像系统，其特征在于，各个R通道单色图像、G通道单色图像、B通道单色图像按照成像先后顺序被依次分配序号；

11.根据权利要求10所述的显微镜成像系统，其特征在于，所述彩色视频为实时彩色视频，其彩色视频帧速率与所述R通道单色图像、G通道单色图像、B通道单色图像的帧速率相匹配。

12.根据权利要求1至9中任一项或11所述的显微镜成像系统，其特征在于，所述光源为白光光源。

13.一种显微镜成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

14.根据权利要求13所述的显微镜成像方法，其特征在于，为所述R通道单色图像、G通道单色图像、B通道单色图像分配序号，根据序号生成彩色视频的视频帧。

15.根据权利要求13所述的显微镜成像方法，其特征在于，红光滤片、绿光滤片或蓝光滤片各自在光路上的持续时间大于或等于所述黑白相机的单次曝光时间。

16.根据权利要求13所述的显微镜成像方法，其特征在于，控制所述黑白相机在所述滤片组件的一空孔位到达光路中时进行曝光，生成黑白图像。

17.根据权利要求13至16中任一项所述的显微镜成像方法，其特征在于，基于所述光源的光谱、所述黑白相机的量子效率，设定所述红光滤片、绿光滤片和蓝光滤片的波长和透过率，以使所述彩色图像达到预设的色彩还原度；

18.一种电子设备，包括处理器和存储器，其中，所述存储器用于存储程序指令，所述处理器被配置为运行所述程序指令，其特征在于，所述程序指令被运行而执行如权利要求13至17中任一项所述的方法的步骤。

19.一种计算机可读存储介质，用于存储程序指令，其特征在于，所述程序指令被配置为调用而执行如权利要求13至17中任一项所述的方法的步骤。

20.一种计算机程序产品，包括被可读存储的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，其特征在于，当所述程序指令在计算机设备上运行时，计算机设备执行如权利要求13至17中任一项所述的方法的步骤。

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【技术特征摘要】

1.一种显微镜成像系统，其特征在于，所述系统包括：

5.根据权利要求3所述的显微镜成像系统，其特征在于，所述转台还布置有第四孔位，所述第四个孔位为空孔位；

6.根据权利要求1所述的显微镜成像系统，其特征在于，还包括物镜和管镜，其按序设置在所述光源至所述黑白相机之间的光路上；

7.根据权利要求1所述的显微镜成像系统，其特征在于，所述红光滤片的中心波长介于600至700nm之间；和/或，所述绿光滤片的中心波长介于500至600nm；和/或，所述蓝光滤片的中心波长介于400至500nm之间。

8.根据权利要求1所述的显微镜成像系统，其特征在于，所述红光滤片、绿光滤片和蓝光滤片均为条状件。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的显微镜成像系统，其特征在于，各个r通道单色图像、g通道单色图像、b通道单色图像按照成像先后顺序被依次分配序号；

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【专利技术属性】
技术研发人员：王馨，张大伟，朱飞，高熤腾，顾迅羽，
申请(专利权)人：莱卡微系统CMS有限责任公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人