● 摘要
空间环境对细胞的影响，对于人类进行长时间探索太空，揭示生命的秘密有着重要的意义，一直是科学研究的热点之一。为了研发具有成像功能的空间细胞智能实验系统，实现最终空间搭载的目标，针对最关键问题，本文主要进行以下几个方面的研究：1. 提出了一种基于形态小波金字塔变换的显微系统自动对焦方法。采用中值形态小波对图像进行一级分解，腐蚀形态小波进行二级分解，通过计算二级小波高频系数与低频系数平方和的比值，成功识别噪声环境下图像的细微离焦变化，实现对焦。实验结果表明，此方法灵敏度高，抗噪声性能好，运算速度快，满足空间环境下抗干扰、高可靠性、硬件资源有限的要求。2. 提出了一种形态小波和数学形态学相结合的显微图像中细胞有形成分的自动识别方法。在中值形态小波域进行细胞的分割，形态小波重建后，通过数学形态学运算实现细胞有形成分的自动识别和检测。实验结果表明，此方法识别效果好，抗噪声性能好，运算速度快，细胞通用性好，适用于空间环境下的细胞有形成分的自动识别检测，并且可以用于某些疾病的自动诊断。3. 提出了一种细胞显微图像中感兴趣区域自动确定和压缩编码的方法。借助形态小波和数学形态学相结合方法的图像分割结果，通过额外的数学形态学膨胀操作生成掩膜来避免“边缘效应”，采用不同的压缩率对感兴趣区域和非感兴趣区域进行分别压缩编码。实验结果表明，本方法压缩效果好，运算速度快，适用显微图像中大量的不规则感兴趣区域的自动确定和压缩编码，满足空间环境中图像存储和远程传输的要求。4. 提出了一种高可靠性的空间环境参数测试系统设计方法。分析了造成测试系统失效的原因，通过改进的电荷放大器及其后续电路设计来抑制动态零漂，提高系统可靠性，采用绝对法对测试系统进行动态校准。实验结果表明，本方法不仅可用于空间搭载的长时间高过载测试，还可用于某些军事、工业等的超高过载测试。