[发明专利]一种基于ZynqMP平台的荧光分子影像高速自动对焦的系统及方法

说明书

一种基于ZynqMP平台的荧光分子影像高速自动对焦的系统及方法，系统包括信号处理器、摄像模块及移动模块；信号处理器采用ZynqMP平台，摄像模块用于拍摄荧光分子图像并发送图像信号至信号处理器，信号处理器接收图像信号并在ZynqMP平台上进行信号处理，移动模块用于调节所述摄像模块对图像进行自动对焦；方法包括，移动模块在进行粗调，信号处理模块通过灰度值方差计算图像信号的清晰度峰值；当达到清晰度峰值时，信号处理模块控制移动模块进行细调，最终确定拍摄荧光分子的对焦距离；实现了实现精度误差小、效率高、成本低以及信号转换便捷的目的。

技术领域

本发明涉及自动对焦领域，具体涉及一种基于ZynqMP平台的荧光分子影像高速自动对焦的系统及方法。

背景技术

现有技术中，镜头与被荧光分子的拍摄目标之间距离测量主要采用手动对焦或是红外摄像拍摄的方式；其中，手动对焦由于长时间的人为操作以及相应的机器繁琐操作后，其精度误差较大，效率较低；而红外摄像拍摄的方式，往往需要将摄像头而外搭配红外光设备以及相应的电脑端，其存在对焦成本高，图像信号装转换复杂的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于ZynqMP平台的荧光分子影像高速自动对焦的系统及方法，其目的在于解决现有荧光分子对焦测量中，存在的精度误差大、效率低、设备成本高以及信号转换复杂的问题，从而实现精度误差小、效率高、成本低以及信号转换便捷的目的。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于ZynqMP平台的荧光分子影像高速自动对焦的系统及方法，系统包括信号处理器、摄像模块及移动模块；所述信号处理器采用ZynqMP平台，所述摄像模块用于拍摄荧光分子图像并发送图像信号至所述信号处理器，所述信号处理器接收所述图像信号并在ZynqMP平台上进行信号处理，输出细调信号至所述移动模块；所述移动模块用于接收所述细调信号并调节所述摄像模块对图像进行自动对焦。

所述信号处理器包括PS单元、寄存器单元及PL单元，所述PS单元与所述PL单元之间通过寄存器单元进行信号传输；所述PS单元接收所述移动模块发送的对焦预备信号，所述PS单元通过所述寄存器单元发送对焦预备指令至所述PL单元，所述PL单元用于对所述图像信号进行实时处理。

所述移动模块包括手柄与音圈电机，所述手柄的输出端输出所述对焦预备信号至所述PS单元，所述手柄的输入端接收所述PL单元发送的所述细调信号，所述手柄的控制端连接所述音圈电机。

所述摄像模块包括光圈镜片与图像传感器，所述光圈镜片安装于所述音圈电机上，所述图像传感器通过所述光圈镜片采集所述图像信号，所述图像传感器发送所述图像信号至所述PL单元。

所述摄像模块还包括遮光片，所述遮光片设置于所述音圈电机与所述图像传感器之间。

进一步地，所述PS单元设有GME端口，所述PL单元设有LVDS端口及SDI端口；所述PS单元通过所述GME端口连接所述手柄的输出端，所述PL单元通过所述LVDS端口连接所述图像传感器，所述PL单元通过所述SDI端口连接所述手柄的输入端。

所述PS单元包括RSTP子单元及SD子单元；RSTP子单元用于存储数据通讯协议，所述SD子单元用于存储通讯数据；所述GME端口连接所述RSTP子单元、SD子单元及寄存器单元。

所述PL单元包括DMA子单元、BAYER子单元及ISP子单元，所述DMA子单元的第一端连接所述BAYER子单元，所述DMA子单元的第二端连接所述SPI子单元；所述LVDS端口连接所述BAYER子单元，所述SDI端口连接所述ISP子单元。

进一步地，所述DMA子单元与所述寄存器单元之间通过AXI-HP内部接口连接。

基于ZynqMP平台的荧光分子影像高速自动对焦的方法包括：