医用电视计数技术及其实现

　　1前言

　　随着CCD技术的发展，采用电视技术进行测量和计数物体的方法，已经渗透到科学技术的各个领域(如生物、医学、气象、核物理、化学、粉沫冶金工业、水泥生产、颜料和浆质的制作、矿业等)中。传统的视觉计数物体(如在显微镜下用肉眼计数)的计数误差在(15~40)%之间(这与检验员的身体状况及情绪状况有关)，同时分析速度慢，每小时约500粒。近年来，随着CCD技术的不断完善，高分辨率的CCD传感器，正以其稳定性高，体积小，重量轻，成本低等优点走进各个领域;同时随着大规模集成电路的发展，DSP(数字信号处理器)也已迅速地应用于大运算量、高精度的实时处理，使高精度、大运算量的实时电视计数技术成为现实。本文给出了医用电视计数技术的几种方法及其实现。

　　2电视计数的原理

　　图1是电视自动计数的原理框图。工业电视摄象机(如CCD)摄取包含被计数物体的视场图象，转换成视频信号输出。经过视频处理后，由A/D变换器将模拟视频信号转换成代表被计数物体(粒子)宽度的二值化电平信号，即数据脉冲，数据脉冲信号在计数判别单元(如DSP)中进行判别、计数、处理，然后进行数值补偿，以达到校正计数值的目的。此补偿输出信号送至数字显示单元显示出计数值;送至打印机，可以提供作统计打印。

　　2.1CCD视频信号的二值化处理

　　当CCD作为输入图象传感器使用时，为保证得到所需要的图象细节，必须确定其分辩率，即必须满足采样定理的要求。如已知图象的最大空间频率(即每毫米的线数)则抽样频率应大于或等于图象空间频率的二倍。在电视计数的系统里，由于不要求图象的灰度，所以为提高处理速度和降低成本，可使用二值化图象。二值化处理是把图象和背景作为分离的二值图象对待。光学系统把被测对象成象在CCD光敏元上，由于被测物和背景在光强上强烈变化，反映在视频信号中所对应的图象尺寸边界会有明显的急剧的电平变化。通过二值化处理，把CCD视频信号中图象尺寸部分与背景部分分离成二值电平。实现CCD视频信号二值化方法的处理是由硬件电路完成的，最普遍的是采用电压比较器，见图2所示。

　　在比较器的输出端得到视频信号的二值化电平脉冲信号。该脉冲宽度对应被测图象尺寸的大小。二值化图象按视频输出的顺序进行采样，然后转换成对应的数字量输入计算机，在计算机中对视场中粒子进行测量和计数。

　　2.2计数判别方法

　　自动计数的方法一般分为三大类:—统计法、逐个估算法和精确计数法(见图3)。