64、智能移动显微镜技术：方法、软件与实验评估

智能移动显微镜技术：方法、软件与实验评估

1. 背景

1.1 移动显微镜介绍

移动显微镜由赞助公司提供，其结构包含一个底座，底座上安装有线性导轨，用于沿 Z 轴移动载物台。载物台的移动由步进电机 JK42HS28 - 0604 - 02AF 驱动的执行器实现。通过 Arduino Uno R3 板控制电机，并通过蓝牙与智能手机通信，这种配置可设置不同的移动速度，以加快样本研究过程。此外，使用特殊的支架可将智能手机连接到目镜，而不受手机型号的限制。

1.2 移动显微镜的特点

在解决智能移动显微镜相关问题之前，了解其特点至关重要，这些特点会对解决方案的设计产生重大影响：
- 轻量级方法 ：由于移动平台的交互式使用要求响应时间短，因此解决方案应仅使用轻量级方法。
- 聚焦堆栈捕获 ：聚焦堆栈通过移动载物台来捕获，因此需要考虑设置特定 z 位置所需的时间。随机帧检索几乎与全范围扫描一样耗时。
- 多种缺陷 ：移动显微镜很少在理想条件下使用，因此很可能会遇到各种缺陷，如灰尘、光学效应、震动和低图像分辨率。
- 多用途设备 ：移动显微镜是一种多用途设备，因此除了最一般的假设外，不太可能对样本的特性做出其他假设。

2. 方法

2.1 样本聚焦区域的快速搜索

在移动显微镜中，可能的 z 位置数量远远超过大多数样本的厚度。因此，通过以固定步长移动光学镜头来收集图像堆栈的简单方法会产生大量帧，其中大多数帧无法捕捉到样