而不能理解为对本实用新型 的限制。
[0022] 下面参考附图来描述本实用新型实施例提出的单细胞图像提取检测装置，如图1、 图2和图3所示，单细胞图像提取检测装置包括用于放置细胞平面的工作台；与所述工作 台连接的电机，所述电机用于调节所述工作台的空间位置；与所述电机连接的驱动电路，用 于驱动所述电机工作；放大显示所述细胞平面上的细胞的显微镜；对所述显微镜显示的细 胞图像进行摄像的CMOS摄像头；与所述摄像头输出端连接视频编解码器，所述视频编解码 器用于将摄像头所摄取细胞图像的模拟视频信号转换成数字信号；与所述视频解码器输出 端连接的FPGA控制器，所述FPGA控制器用于接收所述视频编解码器发送的细胞图像信号 并辨别所述细胞图像是否处于设定的最清晰位置处，所述FPGA控制器并且与所述驱动电 路连接，用于控制所述驱动电路驱动所述电机工作以调整所述工作台的空间位置；与所述 FPGA控制器连接的图像存储器，用于存储细胞图像数据；与所述FPGA控制器连接程序存储 器，用于存储程序；与所述FPGA控制器连接图像显示装置，用于显示所述细胞图像。
[0023] 具体的，程序存储模块采用EPCS4串行SPIFLASH，4Mbit的空间足以承 受lWLEsFPGA的逻辑代码，满足装置的性能要求；数据存储模块采用Hynix的SDRAM HY57V641620,此款SDRAM共有4Banks*1024*16Bit的资源，作为视频图像的内存；视频编解 码器采用OmniVision公司生产的0V7725图像传感器，该传感器最高支持640*480@60HZ分 辨的视频输出，具有标准的SCCB配置接口，可以配置输出RGB422、RGB565、RGB444、YVA422 这几种格式的视频流。工作台上的单细胞标本经显微镜放大后成像于CMOS摄像头图像传 感器上，CMOS图像传感器将采集到的单细胞图像信号送至视频编解码器中，FPGA控制器对 单细胞图像数据进行写控制，并将每帧单细胞图像数据存储于数据存储器中；然后FPGA控 制器对数据存储模块进行读控制，把每帧单细胞图像从数据存储器中读出，对所读出的每 帧单细胞图像数据进行去噪和灰度处理，接着对经过去噪和灰度处理后的每帧单细胞图像 使用sober算子进行边缘检测，实现完成对每帧单细胞图像数据背景与前景分离处理，再 通过自适应变步长搜索算法调整Z轴上的电机；最后把处理完成的每帧单细胞图像信号送 至基于Windows开发的图像呈现装置的应用软件上进行实时显示。
[0024] 如图2所示，所述FPGA控制器包括数据缓存模块、逻辑控制模块和图像处理模块， 其中所述数据缓存模块输入端与所述视频编码编解码器连接用于缓存每帧细胞图像数据， 所述数据缓存模块输入端与所述逻辑控制模块连接；所述逻辑控制模块还分别与所述图像 存储器和所述程序存储器连接，所述图像处理模块与所述逻辑控制模块相互连接并用于对 数据存储模块中的细胞图像数据进行处理并将经处理后的细胞图像数据输出至所述图像 显示装置同时对细胞图像数据质量判断；所述逻辑控制模块还分别与所述驱动电路连接用 于控制所述驱动电路。具体的，逻辑控制模块采用Alter公司的CyclonelV系列FPGA芯片 EP4CE10E22C8N，该款芯片10320个逻辑单元、92个用户10、存储单元为423936Bits、46个 乘法器、2个PLL锁相环、10个全局时钟单元，虽然资源不算多，但是该资源可以满足装置的 性能要求。
[0025] -个具体的实施例中，如图1、图2和图3所示，所述电机包括控制所述工作台X轴 向位置的X轴电机、控制所述工作台Y向位置的Y轴电机及控制所述工作台Z轴向位置的 Z轴电机，所述驱动电路与所述X轴电机、所述Y轴电机及所述Z轴电机相连接，其中X轴、 Y轴、Z轴为互相垂直的空间轴线。所述X轴电机、所述Y轴电机及所述Z轴电机均为步进 电机，所述驱动电路为五相电机驱动电路，通过五相电机驱动电路调节步进电机的步长可 以改变工作平台在X轴、Y轴、Z轴上的位置，进而可以调节工作平台上的细胞与放大镜的距 离，实现调焦。
[0026] 根据本实用新型的一个实施例，单细胞图像提取检测装置还包括USB2. 0通信模 块，所述USB2. 0通信模块的输入端与所述逻辑控制模块连接，输出端通过数据线与所述图 像显示装置相连，在逻辑控制模块的控制下，把已经处理好的细胞前景图像数据送至基于 Windows开发的图像呈现终端的应用软件上通过显示屏呈现出来，具体的USB2. 0通信模 块可以采用CY7C68013作为桥接芯片，它包括以下内容：USB2. 0高速收发器，最高能实现 480Mbps的速度，内部16KBRAM、4KBFIF0、I2C、UART控制器等，该通信模块可以实现FPGA与 PC机的视频图像的传输。
[0027]下面参考附图来描述本实用新型实施例提出的单细胞图像提取检测装置的图像 处理方法，如图1至图3所示，所述细胞图像提取检测装置包括细胞放置工作台、电机、驱 动电路、显微镜、摄像头、视频编解码器、FPGA控制器、图像存储器、程序存储器、图像显示装 置，所述图像处理方法包括：所述显微镜对所述细胞进行放大显示；所述摄像头对所述显 微镜显示的细胞图像进行摄像；所述视频编解码器将所述细胞图像的模拟视频信号转换成 数字信号并输送至所述FPGA控制器；所述FPGA控制器对所述数据存储模块进行写控制，将 每帧细胞图像数据存储到所述数据存储模块中，所述FPGA控制器在读控制下对所述数据 存储模块中的每帧细胞图像数据读出并对每帧单细胞图像数据背景与前景进行分离处理， 具体为首先读出的每帧单细胞图像数据进行去噪和灰度处理，然后对经去噪和灰度处理后 的每帧单细胞图像使用sober算子进行边缘检测，对边缘内的像素用原细胞图像的灰度像 素值进行填充，对边缘之外的区域进行置零处理，所述FPGA控制器再对已经完成背景与前 景分离的每帧单细胞图像数据，通过自适应变步长搜索算法调整Z轴电机，最后把处理完 成的每帧单细胞图像数据信号送至所述图像显示装置进行显示。
[0028]自适应变步长搜索算法如图4所示，假设平台上的细胞任意初始位置为s。，初始位 置处清晰度评价函数值为F(s。)，则计算F(s。)、tan(y)和tan(u)的数值；自适应变步长搜 索过程为：
[0029] 步骤1 :移动一次步长1，所处的位置为8。+1，清晰度评价函数值为F(S(]+1)，取中 间位置为sQ+l/2,清晰度评价函数值为F(sQ+l/2)，并计算F(sQ+l)、F(sQ+l/2)、tan( 0 )、 tan(a)和tan( 0 )的数值；
[0030]步骤2:比较F(sQ+l)和F(s。）的大小关系，如果F(sq+1)>F(s。)，则判断
I是否成立，如果否移动步长1变为1/2,返回步骤1，如果 是，贝U判断tan( 0 )〈tan(y)、tan(a)>tan(y)、tan(0 )>tan(y)是否成立，如果是调焦 结束，如果否，贝判断tan( 0 )〈tan(y)、tan(a)〈tan(y)、tan(0 )〈tan(y)是否成立，如 果是移动步长1变为21，返回步骤1，如果否则判断tan( 0 )>tan(y)、tan(a)>tan(Y)、 tan(y) <tan( 0 ) <tan(u)是否成立，如果是移动步长1变为1/2,返回步骤1，否则之间返回 步骤1。
[0031]步骤3:比较F(sQ+l)和F(s。）的大小关系，如果F(sQ+l)〈 =F(s。)，与步骤2判断 方式相同。
[0032] -个具体的实施例中，进一步的，所述对边缘内的像素用原细胞图像的灰度像素 值进行填充，具体为如果边