微型熒光顯微鏡圖像采集裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近幾十年來，腦功能科學(xué)研究飛速發(fā)展，不僅有助于幫助攻克腦疾病研究難關(guān)，還有可能給人工智能研究帶去大的突破。其中，腦神經(jīng)光學(xué)成像作為一種可以貫通生物學(xué)微觀和宏觀領(lǐng)域的技術(shù)，正在以多方面的優(yōu)勢(shì)在神經(jīng)系統(tǒng)功能及功能與結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的研究中發(fā)揮著巨大的作用。與此同時(shí)，在清醒移動(dòng)動(dòng)物上通過觀測(cè)動(dòng)物的宏觀行為與其神經(jīng)細(xì)胞活動(dòng)間的關(guān)聯(lián)來探索神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的功能，理解感知信號(hào)的處理機(jī)制、行為的神經(jīng)控制機(jī)制和其他高級(jí)大腦活動(dòng)的產(chǎn)生機(jī)理，已經(jīng)成為一個(gè)腦功能研究領(lǐng)域的一

2、個(gè)熱點(diǎn)。
　　用于上述研究的頭戴式微型熒光顯微鏡正處于技術(shù)發(fā)展的初期，國外商業(yè)化的產(chǎn)品有Inscopix公司的Miniscope，國內(nèi)尚無此類產(chǎn)品。本文針對(duì)現(xiàn)有的研究，設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了低成本、使用方便、能夠用于清醒動(dòng)物活體成像的微型熒光成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括微小型光學(xué)系統(tǒng)和圖像采集子系統(tǒng)。
　　通過采用微小型梯度折射率透鏡和光學(xué)器件以及減小圖像傳感器的物理尺寸來達(dá)到系統(tǒng)的輕量化的要求。在圖像采集子系統(tǒng)中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)圖像采集幀率

3、的不同需求，本文選用的不同幀率的圖像傳感器設(shè)計(jì)了兩套圖像采集系統(tǒng)，并最終制作完成了安裝在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物身上部分的重量不超過3克、成像分辨率達(dá)30萬像素以上，使用距離超過1.5米的微型熒光成像裝置。
　?。?）采用主流智能手機(jī)的高像素圖像傳感器以及基于Android系統(tǒng)的成像硬件和軟件，結(jié)合自主設(shè)計(jì)的小型高速信號(hào)抗干擾傳輸線，實(shí)現(xiàn)了小型化系統(tǒng)的高質(zhì)量實(shí)時(shí)成像。
　　（2）研究了NTSC制式圖像傳感器的信號(hào)，根據(jù)其傳輸方式簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，