凯视迈3D数码显微镜在昆虫种类鉴定中的应用

昆虫是无脊椎动物中的节肢动物门昆虫纲动物的总称，种类繁多、形态各异，是地球上数量最多的动物群体，其分布面也很广，对农业生产和人类健康造成重大影响。近年来，随着中国对外贸易的不断发展，中国在大量进口的木材、粮食等高风险商品中截获的昆虫种类和数量逐年提高，对中国的林业安全、农业安全和生态环境构成极大威胁。

为维护国门生物安全，海关对截获的外来有害生物需进行分类鉴定，以确定其危害程度和防控措施。凯视迈3D数码显微镜应用于昆虫种类鉴定工作中，能够实现全方位观察与拍摄、深度合成清晰成像以及获得整体图像，还可以观察到肉眼无法直接看到的微观形态特征，具有非常好的应用前景。

凯视迈3D数码显微镜的主要功能

全方位观察与拍摄

常规体视显微镜的镜臂与载物台为固定式，用户只能以俯视视角观察或拍摄视野范围内昆虫标本的部分形态特征。若要观察或拍摄其他部位，只能不断移动昆虫标本，非常影响工作效率。

凯视迈3D数码显微镜的对焦Z轴与XY轴载物台可在±90°范围内无级调整角度。用户可以无死角地观察昆虫标本的全部表面形貌。这极大地避免了在高倍率下移动样品带来的诸多困扰，不仅降低了昆虫标本损坏的概率，还大大提高了观察效率。通过旋转Z轴支架与XY轴载物台中央圆板，获得锯粉蝶尾部全方位拍摄图像，如图1所示。

图1-1锯粉蝶尾部俯视图

图1-2锯粉蝶尾部俯视图（Z轴左倾30°）

图1-3锯粉蝶尾部俯视图（圆板旋转90°）

更精细的深度合成

常规体视显微镜进行观察或拍摄时，往往会由于昆虫标本身体各个部位并不处于同一焦面，不能针对整体进行对焦（例如蝴蝶的身体凸出，尤其是表面绒毛，但是翅膀处于较低位置），而无法获得整体均清晰的观察效果和图象。

凯视迈3D数码显微镜拥有深度合成功能，成像模组在Z轴方向上连续拍摄，结合自主研发的DS图像算法，将多张图像的合焦区域进行融合，获得昆虫标本的整体清晰图像。且与传统的等时间间隔拍摄方式不同，凯视迈3D数码显微镜采用等间距拍摄，由高分辨率光栅尺控制，Z轴分辨率可达100nm，再细微的昆虫标本表面微观结构亦可完美还原。

未使用深度合成功能时，所拍摄图像如图2-1与2-2所示，图2-1中对焦部位为身体，所以身体表面的绒毛与微观结构清晰可见，但处于较低焦面的且未完全对焦的翅膀部位则非常模糊；反观图2-2中对焦部位为翅膀，身体部位则变得模糊。使用深度合成功能后，整个拍摄区域（身体与翅膀）内蝴蝶表面的微观结构均可清晰显示且高度还原真实立体效果。

图2-1木兰青凤蝶局部对焦图（仅身体）

图2-2木兰青凤蝶局部对焦图（仅翅膀）

图2-3木兰青凤蝶全幅对焦图（身体与翅膀）

高倍率下图像拼接

常规体视显微镜对昆虫标本进行观察和拍摄，在低放大倍率下，通常能够获得其整体图像，若需要获得更高清晰度的图像，通常由于昆虫标本过大，超过高放大倍率的视场，而无法获得昆虫标本的整体图像，只能获得其局部图像；

凯视迈3D数码显微镜则能在高放大倍率下，通过图像拼接功能拍摄更大视野范围的整体图像，可实现的最大图像拼接尺寸为70000（H）×70000（V）像素。仅需一键操作，凯视迈3D数码显微镜即可按照预定轨迹运动并连续进行拍摄与同步拼接，结合自动矫正功能，可消除拼接带来的光学畸变与图像错位。高放大倍率下的美眼峡蝶只可观察局部，图象拼接后可观察全貌，如图3所示。

图3-1美眼峡蝶局部图（图像拼接前）

图3-2美眼峡蝶整体图（图像拼接后）

更高倍率局部特写

常规体视显微镜对昆虫标本进行观察和拍摄时，受限于光学镜头与成像原理，放大倍率有限，成像效果不佳。

凯视迈3D数码显微镜采用模块化设计的镜头，可根据观察需要自由组合，且依托强大的图像处理算法（位置倍率补正、防抖图像修正、自动边缘检测、智能高精度焦点修正3D合成），高放大倍率下的传统问题迎刃而解。不同放大倍率下的锯粉蝶翅膀局部图及特写，如图4所示。

图4-1锯粉蝶翅膀局部图（放大倍率20X）

图4-2锯粉蝶翅膀局部特写（放大倍率200X）

图4-3锯粉蝶翅膀局部特写（放大倍率2000X）

凯视迈3D数码显微镜应用于外来有害生物的分类鉴定，不仅可以满足海关对于昆虫检疫的实际需求，大幅提升工作效率与进口货物通关速度，还可根据其危害程度迅速采取防控措施，维护国门生物安全。