一种可实现软件图形化可编程的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可编程的控制方法，尤其涉及一种可实现软件图形化可编程的控制方法，属于可编程的控制领域。
【背景技术】
[0002]显微镜广泛应用于各个领域，是一种常见的光学仪器。仪器自动化、智能化的发展对显微镜的自动化程度提出了更高的要求，应用中急需全自动控制显微镜系统。全自动控制显微镜系统的核心部分是自动聚焦技术，因此如何有效地实现显微镜的自动聚焦成为提尚显微分析系统性能、实现尚精度测量的关键冋题。
显微镜聚焦方法目前主要可以分成两大类:一类是激光共焦法。它是利用激光束经照明针孔形成点光源，对标本内焦平面的每一点扫描，标本上的被照射点，在探测孔处成像，由探测孔后的光电倍增管接收，迅速在计算机屏幕上形成荧光图像。该方法复杂度高，不易实现。另一类方法是通过焦面图像与非焦面图像的锐度、边缘等特征来实现自动聚焦，如运用绝对方差函数、平面微分平方和函数、灰度梯度算子函数、灰度差分法、能量谱函数、小波变换、罗伯茨算子、拉普拉斯算子等评价函数，该方法对硬件处理速度要求高，因此对其进一步发展有一定的局限性。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是针对【背景技术】的不足提供了一种可实现软件图形化可编程的控制方法。
[0004]本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
一种可实现软件图形化可编程的控制方法，具体包含如下步骤:
步骤1，采用CCD摄像头实时采集软件图形化的光学图像；
步骤2，采用视频信号模块将采集的光学图像转换成模拟图像的视频信号，同时将CCD摄像头采集的光学图像进行行帧分离，进而完成行同步和行帧同步；
步骤3，采用带通滤波器滤掉视频信号的高频噪声和低频信号；
步骤4，采用A/D转换器将过滤后的视频模拟信号转换成视频数字信号，进而进行数据处理；
步骤5，在行同步和帧同步的控制下，根据接收的视频数字信号通过CPLD模块驱动步进电机的转动方向，改变CCD摄像头的焦距，从而获得清晰的图像实现软件图形化可编程的控制。
[0005]作为本发明一种可实现软件图形化可编程的控制方法的进一步优选方案，所述CCD摄像头的芯片型号为DGT-004。
[0006]作为本发明一种可实现软件图形化可编程的控制方法的进一步优选方案，所述微控制器模块采用ARM系列单片机。
[0007]作为本发明一种可实现软件图形化可编程的控制方法的进一步优选方案，所述A/D转换器的芯片型号为ML14433。
[0008]作为本发明一种可实现软件图形化可编程的控制方法的进一步优选方案，所述步进电机的芯片型号为86BYG。
[0009]本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:
1、本发明将模拟图像的视频信号转换为数字图像，而是直接截取各点的模拟视频信号，进行实时分析与处理，得到图像正确聚焦与否的判据参数，给出反馈信号，控制电机的运动方向，调节系统使之处于正确聚焦状态，实现自动聚焦。大大简化了图像处理的过程，缩短了自动聚焦时间；
2、本发明通过改善聚焦算法和改变硬件电路的结构来实现显微镜的快速聚焦，从而提高了显微镜聚焦的精度；本发明采用ARM系列单片机提高了系统的可靠性，且专用性强，功耗低；
3、本发明相较于现有技术，所述的带通滤波器，在小于中心频率处能获得可调节的传输零点，提供了良好的频带抑制效果，且低插入损耗、尺寸小，制作成本低，完全符合无线通信应用的需求。
【附图说明】
[0010]图1是本发明的方法流程图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明:
如图1所示，一种可实现软件图形化可编程的控制方法，具体包含如下步骤:
步骤1，采用CCD摄像头实时采集软件图形化的光学图像；
步骤2，采用视频信号模块将采集的光学图像转换成模拟图像的视频信号，同时将CCD摄像头采集的光学图像进行行帧分离，进而完成行同步和行帧同步；
步骤3，采用带通滤波器滤掉视频信号的高频噪声和低频信号；
步骤4，采用A/D转换器将过滤后的视频模拟信号转换成视频数字信号，进而进行数据处理；
步骤5，在行同步和帧同步的控制下，根据接收的视频数字信号通过CPLD模块驱动步进电机的转动方向，改变CCD摄像头的焦距，从而获得清晰的图像实现软件图形化可编程的控制。
[0012]其中，所述(XD摄像头的芯片型号为DGT-004，所述微控制器模块采用ARM系列单片机，所述A/D转换器的芯片型号为ML14433，所述步进电机的芯片型号为86BYG。
[0013]本发明采用用ARM7来代替计算机，因为其软件不是存储于磁盘等载体中，而是固化在存储器芯片里，可以快速地响应外部时间，同时也大大提高了系统的可靠性，且专用性强，功耗低。本发明相较于现有技术，所述的带通滤波器，在小于中心频率处能获得可调节的传输零点，提供了良好的频带抑制效果，且低插入损耗、尺寸小，制作成本低，完全符合无线通信应用的需求。
[0014]本发明与基于数字图像处理与分析的显微镜自动聚焦方法相比较，这种方法不需要将模拟图像的视频信号转换为数字图像，而是直接截取各点的模拟视频信号，进行实时分析与处理，得到图像正确聚焦与否的判据参数，给出反馈信号，控制电机的运动方向，调节系统使之处于正确聚焦状态，实现自动聚焦。这就大大简化了图像处理的过程，缩短了自动聚焦时间。
本发明以ARM7芯片LPC2132为核心的开发板作为开发平台，并移植MC/OS — II操作系统实现多任务处理，直接截取图像的视频信号进行实时处理，得到图像聚焦的判据参数，极大的提高了聚焦速度，与传统的方法相比，本系统中被测目标由CCD模拟摄像头在行同步和帧同步的控制下，将光学图像转换成模拟图像的视频信号，经带通滤波器滤掉高频噪声和低频信号，留下代表图像清晰与否的高频信号，直接输入ARM7的A/D端口，对信号进行采集、处理，判断系统的焦面状态，并将结果输出给CPLD，而CPLD则根据ARM7输入的PWM控制信号来驱动步进电机的转动方向，改变CCD摄像头的焦距，从而获得最清晰的图像实现自动聚焦。
[0015]以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
【主权项】
1.一种可实现软件图形化可编程的控制方法，其特征在于:具体包含如下步骤: 步骤1，采用CCD摄像头实时采集软件图形化的光学图像； 步骤2，采用视频信号模块将采集的光学图像转换成模拟图像的视频信号，同时将CCD摄像头采集的光学图像进行行帧分离，进而完成行同步和行帧同步； 步骤3，采用带通滤波器滤掉视频信号的高频噪声和低频信号； 步骤4，采用A/D转换器将过滤后的视频模拟信号转换成视频数字信号，进而进行数据处理； 步骤5，在行同步和帧同步的控制下，根据接收的视频数字信号通过CPLD模块驱动步进电机的转动方向，改变CCD摄像头的焦距，从而获得清晰的图像实现软件图形化可编程的控制。2.根据权利要求1所述的一种可实现软件图形化可编程的控制方法，其特征在于:所述CCD摄像头的芯片型号为DGT-004。3.根据权利要求1所述的一种可实现软件图形化可编程的控制方法，其特征在于:所述微控制器模块采用ARM系列单片机。4.根据权利要求1所述的一种可实现软件图形化可编程的控制方法，其特征在于:所述A/D转换器的芯片型号为ML14433。5.根据权利要求1所述的一种可实现软件图形化可编程的控制方法，其特征在于:所述步进电机的芯片型号为86BYG。
【专利摘要】本发明公开了一种可实现软件图形化可编程的控制方法，采用CCD摄像头实时采集软件图形化的光学图像，采用视频信号模块将采集的光学图像转换成模拟图像的视频信号，同时将CCD摄像头采集的光学图像进行行帧分离，进而完成行同步和行帧同步；采用带通滤波器滤掉视频信号的高频噪声和低频信号；采用A/D转换器将过滤后的视频模拟信号转换成视频数字信号，进而进行数据处理；在行同步和帧同步的控制下，根据接收的视频数字信号通过CPLD模块驱动步进电机的转动方向，改变CCD摄像头的焦距，从而获得清晰的图像实现软件图形化可编程的控制。
【IPC分类】G02B21/36, H04N5/232
【公开号】CN105245776
【申请号】CN201510623493
【发明人】魏亚东, 李康
【申请人】南京汉森思物联网科技有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月25日