1.一种实现自动对焦和三维重建的显微系统,包括:包括PC机;显微摄像头,与所述PC机通信连接,所述显微摄像头上具有显微镜头,显微镜头将待观察物体显微放大;单片机,与所述PC机通信连接并接收PC机的指令信号并转换成控制信号输出,观察物体;一号步进电机,与所述一号平台连接并用于驱动所述一号平台旋转;二号步进电机,与所述一号平台连接并用于驱动所述一号平台前后移动;三号步进电机,与所述一号平台连接并用于驱动所述一号平台倾斜角度α;四号步进电机,与所述一号平台连接并用于驱动所述一号平台上下移动;五号步进电机,与所述一号平台连接并用于驱动所述一号平台前后移动;一号步进电机驱动板,与所述单片机连接并根据所述单片机输出的控制信号控制所述一号电机工作;二号步进电机驱动板,与所述单片机连接并根据所述单片机输出的控制信号控制所述二号电机工作;三号步进电机驱动板,与所述单片机连接并根据所述单片机输出的控制信号控制所述三号电机工作;四号步进电机驱动板,与所述单片机连接并根据所述单片机输出的控制信号控制所述四号电机工作;五号步进电机驱动板,与所述单片机连接并根据所述单片机输出的控制信号控制所述五号电机工作,还包括二号平台和三号平台,所述一号步进电机固置于所述二号平台上并驱动所述一号平台旋转,所述三号步进电机设置在二号平台与三号平台之间并驱动所述二号平台带动所述一号平台倾斜,二号步进电机、四号步进电机和五号步进电机与三号平台连接并驱动所述三号平台带动所述二号平台及所述一号平台分别作前后移动、上下移动和左右移动,所述一号平台倾斜角度α满足-5°≥α≥5°,所述显微图像获取方法包括以下步骤:S10:摄像头的标定,采用张正友提出的平面标定法进行摄像头的标定;
S20:左视图和右视图的获取,将自动调焦完成之后视频信号的某一帧作为左视图,将旋转角度完成之后视频信号的某一帧作为右视图,左视图和右视图的获取包括以下步骤过程:S21:观察显微图像,控制二号步进电机和五号步进电机工作,使得显微图像在视野范围之内;
S22:控制三号步进电机工作,进行显微摄像调焦,直至自动调焦结束,其中在调焦过程中控制四号步进电机工作,控制一号平台倾斜角在设定范围内,其中显微摄像调焦采用基于laplacian清晰度评价函数的方法进行调焦;
S23:选取视频信号中的一帧图像作为左视图,并存储;
S24:控制室一号步进电机工作,一号平台转动角度β时的一帧图像作为右视图,并存蓄,其中225°≥β≥145°;
S30:图像特征提取及匹配、采用GFTT算法对特征点进行提取,采用SIFT算法作为图像特征匹配的算法,GFTT算法具体步骤为:
2 2
S31:计算每个像素点的二阶偏导(IX) 、(Iy) 、IxIy;
S32:计算每个像素的二阶矩阵M
式中 代表卷积,
S33:获得M矩阵对应的两个特征值λ1和λ2;
S34:选取max(min(λ1,λ2))确定最终的角点;
S40:三维重建过程,采用基于特征区域扩张的方法进行三维重建。
2.根据权利要求1所述的显微系统的显微图像获取方法,其特征在于,在步骤S22中,还包括对laplacian清晰度评价函数进行修改,修改方法如下:原Laplacian清晰度评价函数为:
拉普拉斯算子是二阶算子,其定义为:
由二阶导函数的定义得到:
则Laplacian函数表示为:
设空间任意位置处p(x,y,z)投影到感光器件上的像素点为f(x,y),则空间任意位置处p(x,y,z)在竖直方向的投影为p(x,y),而p(x,y,z)与p(x,y)之间的夹角为倾斜角度α,因此间接求出p(x,y)对应的清晰度评价函数为f(x,y)cosθ,之后对二阶导函数的定义做如下修改:修改后的Laplacian函数可以表示为:
最后把修改后的Laplacian函数作为自动调焦算法的清晰度评价函数。
3.根据权利要求1所述的显微系统的显微图像获取方法,其特征在于,在步骤S24中,选取185°≥β≥175°。