显微成像系统及软件思维导图

共聚焦显微镜操作软件项目的完整功能思维导图,1页 A2 尺寸矢量图,由 Apache FOP/Batik 生成。 涵盖成像原理 / 硬件控制 / 软件功能 / 优先级规划四大板块,是项目需求的全景总览。


一、中心主题

显微成像系统及软件


二、成像原理

模式说明
一般荧光显微镜支持相机
共聚焦核心模式
SIM结构光照明显微镜(超分辨)

三、硬件控制

3.1 激光器

  • Cobolt
  • 自定义协议
  • 光谱分光式

3.2 振镜

  • 自定义协议
  • ModBus

3.3 PMT

  • 自定义协议
  • 凌华

3.4 采集卡

3.5 3D位移台

  • 电动位移台:Prior / 简成
  • 纳米位移台:MCL

3.6 相机接口

3.7 物镜

3.8 针孔

3.9 重要参数

  • 型号
  • 激光片式
  • 光谱模块

3.10 永新电动显微镜

  • 电动显微镜

四、软件功能

4.1 扫描

4.1.1 常规扫描

扫描方式:

模式关键功能
XY多扫描频率的参数调优、多通道数据融合、激光强度和Z轴高度关联调整
XYZ交互式输入、三维重建、多帧平均、多帧取中值
XYt(时间序列)视频输出
XYλ(光谱分光式)XY二维扫描、基本参数设置、Z轴参数修正

大图扫描:

  • 扫描控制
  • 图像拼接算法(常规算法 + 异常处理)

4.1.2 快速扫描

  • 多分辨率
  • 隔行扫描功能
  • XY扫描
  • UI交互

4.1.3 ROI扫描

  • 识别
  • 扫描参数设置

4.1.4 参数设置

  • 各种扫描方式的参数设置

4.1.5 扫描中止

  • 二次确认中止

4.1.6 扫描状态监控

4.2 图像分析处理

4.2.1 α/β/γ 校正

  • 单通道
  • 多通道

4.2.2 荧光强度

  • 信号强度线性校正(暂缓)
  • 相对强度

4.2.3 测量

  • 距离
  • 尺寸:角度 / 面积 / 体积
  • 标尺
  • 文字

4.2.4 标注功能

  • 图形:矩形 / 圆形 / 椭圆 / 箭头

4.2.5 图像处理

  • 模糊
  • 锐化
  • XY平面反卷积
  • 其他(依据:软件常规功能 + OpenCV支持)

4.2.6 统计

  • 直方图
  • 线序列分析
  • 其他

4.2.7 计数

  • 暂缓

4.2.8 共定位

  • 暂缓

4.2.9 时间序列分析

  • 多点统计
  • 选定区域的参数准实时绘图

4.2.10 3D重建

  • 3D数据可视化:剖面 / 透视 / 旋转
  • 3D模型输出
  • 分析对象:XYλ扫描数据

4.2.11 光谱分析

  • 光谱反卷积
  • 功能表现形式:
    • 已知染料:两种相近染料 / 一种已知染料和自发荧光
    • 未知染料
  • 分析结果呈现:数量已知

4.3 图像保存

  • 含硬件参数的自定义格式
  • TIFF
  • BMP、JPG 可选
  • AVI(视频)

4.4 其他功能

  • 自动对焦(暂缓)

4.5 硬件系统维护

  • 硬件模块型号配置
  • 系统位置等参数调试

4.6 调试过程

  • 光谱模块标定
  • 畸变校正
  • 荧光强度校正(暂缓)

4.7 UI设计

  • 大致确定风格
  • 简单实现

4.8 用户管理

  • 信息管理
  • 荧光染料:参数/信息可视化 / 硬件的参考设置

五、优先级规划

优先级 1(最高)

  • 基本硬件控制
  • XY 图像采集
  • α/β/γ 校正(已实现):单通道 / 多通道
  • 图像保存:TIFF / BMP / JPG
  • 成像参数保存及导入
  • 多种扫描方式:XYZ / XYT / XYZT
  • XY平面大图扫描
  • 多点扫描
  • XY平面反卷积
  • 图像处理
  • 统计分析
  • XYT 扫描结果:视频数据保存(AVI)
  • 荧光强度
  • 几何尺寸测量
  • 标注功能
  • 3D重建
  • 需支持光谱分光

优先级 2

  • 用户管理
  • 荧光染料信息管理
  • 时间序列分析
  • 图像处理
  • ROI扫描
  • 光谱分析

优先级 3

  • 自定义序列扫描
  • 畸变校正 ⚠️
  • 自动对焦
  • 共定位

优先级 4(最低)

  • 计数
  • 荧光强度校正 ⚠️

六、与其他文档的关联


七、关键信息提炼

  1. 系统全景:思维导图是整个项目的需求总览,从上到下覆盖了成像原理→硬件控制→软件功能→优先级的完整链路
  2. 硬件选型明确:激光器(Cobolt)、振镜(ModBus)、PMT(凌华)、位移台(Prior/简成/MCL)等关键硬件品牌和协议已确定
  3. 三级扫描体系:常规扫描(4种模式) + 快速扫描 + ROI扫描,配合大图扫描形成完整扫描能力
  4. 图像处理是重点:校正/测量/标注/反卷积/3D重建/光谱分析/统计,功能丰富度对标商用软件
  5. 分阶段交付:4个优先级梯队,P1聚焦基础成像+核心功能,P2-P4逐步扩展高级分析能力
  6. 两项高难度标注:畸变校正(P3)和荧光强度校正(P4)都标了⚠️,是技术风险点