[发明专利]深海原位显微动态颗粒观测和识别系统及方法

权利要求书

1.一种深海原位显微动态颗粒观测和识别系统，包括水下密封腔体和岸上远程计算机，所述密封腔体内设有显微镜、设置于显微镜后端的高速相机、FPGA和网络模块；

所述显微镜通过密封腔体上的透明视窗放大水中微颗粒；

所述高速相机用于拍摄显微镜放大后的微颗粒的原始颗粒图像并传输到所述FPGA；

所述FPGA先对所述原始颗粒图像进行编号，再根据远程计算机的指令选择所需的原始颗粒图像，通过网络模块发送至远程计算机；同时，所述FPGA还对所述原始颗粒图像进行实时图像处理，得到微颗粒的颗粒信息和归类信息并通过网络模块发送至远程计算机。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：还包括一连接于FPGA的缓存单元，供所述FPGA缓存待发送至远程计算机的原始颗粒图像。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述FPGA被配置为具有一图像降噪单元，用于对所述原始颗粒图像进行图像降噪，以优化原始颗粒图像。

4.如权利要求1或3所述的系统，其特征在于：所述FPGA对所述原始颗粒图像进行的实时图像处理包括：

对原始颗粒图像进行阈值分割，得到对应的二值图像；

对所述二值图像进行颗粒识别，提取出所述颗粒信息；其中，所述颗粒信息至少包括颗粒的大小、形状和位置；

根据所述颗粒信息对颗粒进行归类，得到所述归类信息。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述显微镜与所述FPGA连接，所述FPGA被配置为可控制调节所述显微镜至不同的放大倍数。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于：还包括视窗雨刷，在所述FPGA的控制下定期清理所述透明视窗。

7.一种深海原位显微动态颗粒观测和识别方法，用于实时观测并分析和识别深海微颗粒，所述方法包括：

实时观测并显微放大水中微颗粒；

连续地获取放大后微颗粒的原始颗粒图像；

对所述原始颗粒图像进行编号，得到原始颗粒图像序列；

对所述原始颗粒图像序列同时进行第一线路处理和第二线路处理；其中：

第一线路处理具体包括从所述原始颗粒图像序列中选择所需的原始颗粒图像，并将选定的原始颗粒图像上传至岸上的远程计算机；

第二线路处理具体包括对所述原始颗粒图像进行实时图像处理，得到微颗粒的颗粒信息和归类信息并上传至所述远程计算机。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述第一线路处理还包括将待上传的原始颗粒图像缓存至一缓存单元。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述实时图像处理具体包括：

对原始颗粒图像进行降噪处理，得到优化的颗粒图像；

对优化的颗粒图像进行阈值分割，得到对应的二值图像；

对所述二值图像进行颗粒识别，提取出所述颗粒信息；其中，所述颗粒信息至少包括颗粒的大小、形状和位置；

根据所述颗粒信息对颗粒进行归类，得到所述归类信息。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于：通过一显微镜进行微颗粒的实时放大显示；通过一高速相机拍摄放大后的颗粒，得到原始颗粒图像；以及通过一FPGA进行所述实时图像处理。