江南永新数码显微互动教室技术方案.doc

江南永新数码显微互动教室技术方案一、系统组成及功能通过互动系统可以同时控制学生端多达96台数码显微镜的图像显示、捕捉和放大，以及教师端320万像素的数码显微镜的图像显示、捕捉；并可对每一台显微镜的实时图像进行单独调整；强大的语音功能能够方便师生之间的交流，使得讨论内容更加明确，沟通更加方便。具体功能如下：1.示教系统示教系统由投影机构成，投影机可将图像屏幕内容投放到大屏幕上，通过软件自动切换图像的全屏显示。2.视频图像采集系统视频图像采集系统将显微镜的图像采集进入计算机，16台显微镜为1组（可组成96台显微镜），可在屏幕上同时显示1组显微镜图像，每组可任意切换。也可以选择显示任意1台显微镜图像。主要图像处理部件是图像矩阵（duplex multiplexer）,1台图像矩阵可接入16路显微镜图像，用户可选择配置1到6台图像矩阵，支持1到96台显微镜。图像矩阵输出的图像经过6选1图像卡输入计算机，利用显微镜多媒体视教软件可以实现各种图像处理、图像分析、测量等功能。并通过投影仪将图像投影到大屏幕上。显微镜多媒体视教系统可以根据需要配置成96台学生配置，每16台组成1组学生通道，每个通道同时显示16台显微镜图像。3.语音问答互动系统语音问答及考试互动系统可实现教师与学生间的双向沟通。学生借助该系统向老师提出问题，老师则可以选择通话模式与学生进行交流。此外该系统还可完成即时考试的功能，学生通过学生端操作面板完成答题，教师根据考试管理软件完成答案统计及分析。该系统包括教师端主控电脑、主控分配箱、学生端操作面板等设备。具有以下功能：全通话模式：教师头戴耳机话筒对全体学生进行通过，全体学生可以使用耳机收听，但不可发言。师生对讲模式：教师可与学生进行一对一的对话，只有被选择的学生才可收听和发言。学生示范模式：教师可选择一位对话，所有学生都可收听到谈话内容，但其它学生不可发言。分组练习模式：将学生分为4人1组，组内学生可互相通话，教师也可以随时加入。响应呼叫模式：学生有问题可以呼叫老师，老师收到信息后，可以对学生的呼叫进行响应，并进入通话模式。清除呼叫模式：学生有问题可以呼叫老师，老师收到信息后，如无回答必要，可将呼叫信息清除。允许拍照模式：学生在观察过程，如有拍照请求，在老师的许可下，可以将图片捕捉下来并保存到硬盘中，即所看所得。4.数码显微镜系统显微镜多媒体视教系统配置的显微镜包括学生用显微镜及教师用显微镜。1Nikon E200三目生物显微镜E200三目生物显微镜主要特点：CFI 60光学系统世界最高级别的无限远光学系统，第一次应用于Nikon显微镜，使得在任何放大率，成像都清晰。Nikon独一无二的发明，自恢复聚焦工作台使人们不用手动重新调焦，更换切片更安全容易。可同时装两块切片。由于Nikon无微不至的人机学设计，长时间的舒适操作的到保证。从机架到底座一体化设计，工作台升降机构位于机座内，钢度及防震性能更好，成像质量更高。特别安置的防霉机构，保持了Nikon产品的优良光学性能的长久发挥。放大频率范围40X-1000X（观察）目镜CFI E 10X/20mmPLI摄影目镜(选购)2X、2.5X、4X、5X物镜CFI E 平场消色差4X，NA=0.10CFI E 平场消色差10X，NA=0.25CFI E 平场消色差40X，NA=0.65CFI E 平场消色差100X（油），NA=1.25作为选购件CFI消色差DL物镜及其它高级CFI160物镜亦可用在该机上。2数码摄像系统数字摄像头320万像素;USB2.0纯数码输出，内含大视场物镜，可采集90%目镜视场;支持第三方软件使用。102、学生内置式数码显微镜系统Nikon YS100显微镜YS100生物显微镜主要特点：独特的CF光学系统，即物镜、目镜独立消色差系统，直至视场边边缘。横向色差（倍率色差）都被修正，视场有效面积可达100%，优越的光学性能使得在任何放大倍数下成像清晰、纯正。调焦限位装置，初学者使用也不会把切片压碎，保护了物镜。特别安置的防霉机构，保持了Nikon产品的优良光学性能的长久发挥。由于Nikon的人机科学型设计，粗微调永不下滑，可单手操作，使长时间的舒适操作得以保证。集光镜罩下更换灯泡方便所有同一倍率的物镜或目镜均可任意互相调换换，对成像质量毫不影响。放大频率范围40X-1000XCF大视场高眼点目镜10X/18CF物镜CF物镜：4X、10X、40X（弹簧）、100X（油、弹簧）数码摄像系统(可选)4、学生用数码转换器技术参数：性能指标：影像传感器：1/3 英寸CCD总像素：48万白平衡模式：自动追踪增益控制模式背光补偿功能：ON/OFF 可切换工作环境温度：-20到+50工作环境湿度：85RH以下数码视场/目镜视场：95%大视场物镜、光标指示、数码摄像头三位一体教师、学生用镜数码取像，光学设计更美观更合理，取像范围更大。5.计算机动性软件系统借助计算机软件系统，教师和学生可以实现：图像显示、捕捉及放大实现视频的白平衡、除噪及调整双向语音问答功能学生管理功能多种图像处理功能测量功能生成打印报表学生视频通道：该系统可在屏幕上同时显示1组16个显微镜图像，教师可以选择任意1台显微镜的图像（图像分辨率786576）进行单独显示及调整，并且可以通过指令，允许学生生对当前图像进拍照。当教师选择某一学生的视频图像进单独显示时，教师可以对该视频图像进行白平衡、除噪声等调整，也可以对该视频图像进行捕捉、自动捕捉或进行录像。教师视频通道：教师也可以通过点击教师通道，显示教师显微镜图像。教师可以对高分辨率图像进行衬时预览等多种功能：捕捉静态图像自动捕捉图像（可预设捕捉频率）设置各种捕参数自动曝光和自动白平衡功能还原图像的真实色彩高分辨率、高清晰度预览实时图像实时滤镜处理整体或局部图像使用区域预览功能预览局部图像定时录像和实时录像主操作界面：语音控制视频操作视频显示图像参数设置图像分析功能：图像捕获区域处理形态学分析晶粒度分析系统参数设置几何尺寸测量二、系统组成方案说明：工控主机用来控制视频图像系统和语音问答互动系统视频图像采集系统采用2台图像矩阵和一块2合1图像卡组成，每台图像矩阵接16路视频图像，可组成96路显微镜图像示教系统。语音及提问、抓拍采用语音多媒体控制分配箱，学生端有语音放大器、调节请求职按钮和答题按钮。图像系统：学生端：每16人为一组每组16个画面同时显示，也可以任一实时画面放大显示，显示尺寸为786576真实像素（硬件可达到的像素）任一实时画面单独调整，包括：1.白平衡：还原实时图像的真实色彩2.RGB：进行实时图像的红、绿、蓝颜色调节3.除噪声：去除由于数据传输过程中产生的噪声，得到最佳的图像效果4.背景平衡：对实时图像的背景光进行平衡处理，得到理想的图像效果5.动态滤波：得到实时动态的滤波处理效果（反转、灰值化、红、绿、蓝处理）各种捕捉方法：包括：1.静态捕捉：对任一动态图像进行单帧捕捉，存储到硬盘2.自动定时捕捉：能够以一定的时间进行捕捉，捕捉的帧数和时间间隔可以在软件中进设置3.动态录像捕捉：可以对任意一动态图像进行录像学生可生成实验报告教师端高清晰，高分辨率实时显示：分辨率可高达20481536多种实时动态画面处理方法：包括1.自动曝光、白平衡：还原教师显微镜所观察图像的真实色彩2.RGB：进行实时图像的红绿蓝颜色调节3.区域预览：可以只对实时图像中的感兴趣的区域进行浏览观察4.除噪声：去除由于数据传输过程中产生的噪声，得到量佳的图像效果5.背景平衡：对实时图像的背景光进行平衡 处理，得到理想的图像效果6.动态滤波：得到实进动态的滤波处理效果各种捕捉方法：包括1.静态捕捉：对任一动态图像进单帧捕捉、存盘到硬盘2.自动定时捕捉：能够以一定的间隔时间时捕捉，捕捉的帧数和时节间间隔可以在软件中进行设置3.动态录像捕捉：可以录像捕捉：可以对任一动态图像进行录像教师可生成实验报告三江南永新多媒体显微镜互动系统配置表序号项目技术规格数量1Nikno E-200三目生物显微镜见附页12Nikno YS100 双目生物显微镜见附页643教师用数码摄像头高分辨率教师用进口芯片数码摄像头320万像素（20481536）及缩小镜14学生用摄像头DPT-2数码器及缩小镜高分辨率学生用数码摄像头48万像素采用进口芯片645语音回答系统语音单元1主控分配箱1学生端操作面板16教师机视频图像采集系统双头显卡1串口卡1大恒图像采集卡CG41017教师用计算机硬件CPU INTEL P4 2.8G以上，内存512M DDR，80G（7200转）硬盘，128M独立显卡，16XDVD，CD-RW，声卡，10-100M网卡，19寸纯平彩显，WINXP操场作系统18软件系统DN-3高级版分析软件具备对图像的测量与处理、目标分割、计算与导出、丰富多彩的分析报告等功能1NDC10多媒体显微镜互动系统通过NDC1.0多媒体显微镜互动系统软件,教师可以实现：图像显示捕捉与放大；实现视频的白平衡除噪及调整；双向语音回答功能；学生管理功能；多种图像处理功能；测量功能；生成打印