Не работает микроскоп с алиэкспресс
Занимаясь ремонтом и восстановлением различных электронных устройств, постоянно сталкиваешься с необходимостью работы с очень мелкими деталями. В связи с чем, решил купить USB микроскоп. Порывшись в Интернете, нашел довольно много различных моделей. Отзывы по данным девайсам были полярными – от восторженных, до полного неприятия.
Стало ясно, что пока сам не попробуешь – не поймешь. На ebay.com выбрал USB Digital Microscope (20x-800x). Основной критерий был – кратность не менее 400 (по рекомендациям из Интернета) и цена в пределах 1500 – 2000 руб. Данный USB микроскоп обошелся мне в 1442 рубля.
В описании были заявлены следующие характеристики:
1. Системные требования:
- Windows 2000/XP/VISTA/WIN7 & Mac
- Процессор Pentium4 с частотой 1,8Ггц и выше.
- Оперативная память(RAM): 256Мб.
- Видеокарта: 32Мб
- USB-порт: версия 2,0
- Привод CD-ROM
| Матрица | 2 Мп (интерполированная до 5M) |
| Разрешение | 2560×2048 (5M), 2000×1600, 1600×1280 (2M),1280×1024, 1024×960, 1024×768, 800×600, 640×480, 352×288, 320×240, 160×120 |
| Фокусное расстояние | Ручная настройка от 10мм до500 мм |
| Частота кадров | Максимально 30 кадров/сек при освещенности 600 Лк |
| Увеличение | 20x — 800x |
| Формат видеоизображений | AVI |
| Формат фотоизображений | JPEG или BMP |
| Подсветка | 8 светодиодов |
| Интерфейс | USB 2.0 |
| Энергопотребление | 5В через USB порт |
| Поддерживаемые языки | Английский, Немецкий, Испанский, Корейский, Французский, Русский |
Через три недели, данное чудо китайской техники уже стояло у меня на столе. Сразу же возникли небольшие проблемы:
- На CD диске были только драйвера. ПО отсутствовало вообще!
- Инструкция (описание, ТТХ, и работа с ПО — которого нет) только на английском.
После изучения инструкции, выяснил, что для работы с данным микроскопом нужна програмка MicroCapture, которая, была скачана в трех вариантах – V2.0; V2.5; V3.0. Установка программы никаких трудностей не вызвала. Полное описание программы я приводить не буду, при желании полную инструкцию можно всегда найти в Интернете. Приведу только свои личные замечания и наблюдения:
Нормальная русификация была только в версии 2.0, у остальных – крокозябры. Но начиная с версии 2.5, имелась встроенная возможность предварительного редактирования изображения: измерения расстояний, вставка текста и графических объектов. После переноса файла русификации из V2.0, программа в V2.5 начала общаться с пользователем по-русски!
Наконец-то можно было приступить, собственно, к работе. Сразу же выяснились следующие, так сказать, особенности (минусы) данного устройства:
- максимальное увеличение (по шкале — 800х) достигается только при упоре пластмассовой втулки на конце микроскопа в рассматриваемый предмет, что сразу же исключает возможность работы (пайки, разборки и т.п.) при данном увеличении. На расстоянии свыше 3-5см. объект можно рассматривать с кратностью увеличения не более 20х. А на большем расстоянии (но не более 30см) – обыкновенная вебкамера.
- шкала изменения кратности увеличения очень тугая, что не позволяет наводить резкость только одной рукой – приходится придерживать штатив. Многие пользователи аналогичных микроскопов, сразу меняют родной штатив на более мощный (например — фото штатив).
- изображение, по умолчанию, на экране повернуто на 90 0 , что правда можно исправить – задав поворот в
меню. Но данная настройка, как и разрешение просмотра не сохраняются при выходе из программы. - проверка реального увеличения (рассматривалась линейка при увеличении 800x) показала, что оптика дает только увеличение
200x, видимо остальное увеличение, у наших китайских друзей, получается за счет большего разрешения получаемого изображения? Самое интересное, что встроенная програмка предварительного редактирования изображения, для измерения расстояний требует ввода кратности увеличения, при котором было получено данное изображение, но не дает вводить коэффициент более 220х. Что, однако дает правильный результат измерения при показании по шкале 800х .
Ну что это я все о грустном, есть у данного устройства и свои положительные стороны:
- все-таки увеличение даже порядка 20х дает очень неплохие преимущества, при работе
- восемь светодиодов, при наличии двухступенчатого регулирования яркости, позволяют заглянуть в самые темные места любого объекта
- относительно небольшая цена
- относительно неплохое качество изготовления и дизайн
- небольшие габариты
Конечно, окончательные выводы по использованию данного микроскопа делать еще рано, но, несмотря на довольно значительные недостатки данного устройства, по соотношению цена-качество вполне приемлемо.
В дальнейшем, постараюсь еще раз вернуться к этой теме, по мере накопления опыта работы с данным девайсом.
Программу Microcapture, драйвер, и инструкцию можно скачать здесь.
Программу Microcapture_V.2.5. с драйвером работающем на Windows 7 качать здесь.
Для Win 7
1. Распаковать скачанный архив Microcapture_V.2.5.
2. Установить драйвер DrvSetup.exe
3. Установить setup18082011.exe (программа MicroCapture V 2.5)
4. В папке C:\Program Files (x86)\MicroCapture\ Заменить файлы в папке Language на файлы из архива (русификация)
5. Перезагрузить компьютер
Инструкция на USB микроскоп на русском языке здесь.
Источник
Не работает USB микроскоп на Windows 10 [РЕШЕНО]
Столкнулся с проблемой — цифровой USB микроскоп заказанный из Китая отказался работать на Windows 10. Обратился за помощью в интернет, но там предлагается установить драйвера и программы. Оказывается ничего этого делать не нужно.
Программами идущими в комплекте с подобными микроскопами и предлагаемыми для скачивания я не пользуюсь. Вместо закачки сомнительных программ и вирусов вместе с ними для работы с микроскопом можно использовать, например VLC медиа плеер — медиа, открыть устройство захвата и в названии видеоустройства выбрать микроскоп. Или Media Player Classic — файл, открыть устройство. После подключения к компьютеру под Windows 10 микроскоп не заработал, причем сообщение об ошибках в программах на истинную причину абсолютно не указывают.
Решение проблемы следующее:
— В диспетчере устройств нужно убедится, что устройство опознано (установлен драйвер). Выглядит это так:
Для этого микроскопа Windows устанавливает драйвер автоматически. Не нужно искать другой драйвер если микроскоп определился;
— В строке поиска Windows нужно начать набирать Каме (Came для английского интерфейса) и выбрать «Параметры конфиденциальности камеры»;
— Нужно разрешить предложениям доступ к камере (обе настройки разрешающие доступ должны быть включены).
При этом приложение которым вы собираетесь пользоваться не обязательно должно присутствовать в списке приложений. Микроскоп все равно сможет работать.
Оказалось, чтобы цифровой usb микроскоп заработал под Windows 10 не нужно устанавливать драйвера и специальные программы. Для этого достаточно разрешить приложениям доступ к камере в настройках безопасности Windows.
Источник
Что можно «выжать» из usb-микроскопа
Слева — «сырые» кадры с устройства. Справа — обработка.
В этой статье постараюсь добиться максимального качества макроснимка от типичного usb-микроскопа. Такие устройства – не предназначены для получения художественных фотографий. Их задача — позволить быстро и легко рассмотреть мелкие детали предмета. Однако я постараюсь специальными условиями съемки, постобработкой и некоторыми другими способами отчасти нивелировать эти недостатки.
Статья написана «Just for Fun» и по сути является рассказом о пути поиска лучшего результата. Не стоит рассматривать ее как рекомендацию. Если вам нужна хорошая макрофотография — лучше всего воспользоваться для этого специальной аппаратурой.
USB-микроскоп
Само по себе устройство микроскопа достаточно типично для устройств этого класса. Web-камера закрепленная на подставке оснащена набором из 8 светодиодов для подсветки снимаемого объекта, и двумя поворотными дисками для регулировки фокуса и степени освещенности.
Микроскоп устанавливается на стол, включается подсветка, и под объектив кладется исследуемый предмет. После чего необходимо навести фокус, и с помощью программы из комплекта поставки — сделать снимок или записать видео. Фотографии сохраняются в формате jpg, а видео в формате avi (без сжатия).
Так как статья об этом устройстве уже публиковалась на geektimes.ru (рекомендую ознакомиться, в статье много классных фотографий и сравнений) то я не буду больше повторяться описывая само устройство и его функционал.
Для целей этой статьи достаточно знания того, что внутри устройство представляет собой web-камеру с дополнительным модулем подсветки и регулировки фокуса. Позволяет в реальном времени просматривать на компьютере изображение с увеличением в 20-200 раз, и имеет разрешение матрицы 1600*1280 пикселей.
Остальные характеристики устройства особого значения не имеют, но я еще скажу о нем несколько слов в конце статьи.
Часть 0. Снимок
Итак, первым делом необходимо получить изображение для обработки. Для этого можно воспользоваться стандартным приложением «MicroCapture» входящим в комплект поставки. Или любым другим, позволяющем захватывать кадры с web-камеры.
В качестве тестового изображения я использовал кусочек ткани, на нем хорошо заметны все типы артефактов.
Все кадры в статье я буду сохранять с разрешением 1600*1280 пикселей, так как это «родное» разрешение камеры. Использовать другое разрешение не имеет смысла, если мы хотим получить максимальное качество фотографий, т.к. алгоритмы интерполяции уничтожат часть информации и затруднят работу с шумами.
Посмотрим полученное изображение в 100% масштабе.
Видно что фотография сильно зашумлена. Начнем.
Часть первая. Динамический шум
Вся фотография, по сути основана на взаимосвязи трех главных параметров: чувствительности матрицы (ISO=100,200,400,… и т.п.), выдержки (задает время которое свет попадает на матрицу) и диафрагмы (размеру «окна» через которую свет падает на матрицу). Эти три числа определяют сколько света попадет на матрицу, и с какой погрешностью этот свет будет «оцифрован».
Шумы возникают из-за недостатка чувствительности матрицы. Можно представить (хоть это не совсем верно), что чувствительность, это просто коэффициент на который умножаются все данные пришедшие с матрицы. Понятно, что чем меньше света пришло на матрицу из за закрытой диафрагмы или короткой выдержки – тем на большее число нужно будет умножить данные с матрицы для того чтобы сохранить приемлемую яркость итоговой картинки, и тем больше будут заметны погрешности работы матрицы – т.е. шум.
Чтобы уменьшить шум – нужно понизить ISO (чувствительность), а для этого – либо больше открыть диафрагму, либо увеличить выдержку.
Но тут мы сталкиваемся и техническим ограничением – у данной web-камеры, как и у большинства других – чувствительность матрицы вообще не изменяется. Диафрагма – нерегулируемая, а выдержка – просто регулирует количество света. И именно ее меняет программа подстраиваясь под уровень освещенности.
Можно усилить внешнюю подсветку – но тогда придется сократить выдержку. Можно уменьшить подсветку – тогда выдержка увеличиться. В любом случае, фактическое количество света на матрице будет равным и соответственно шумы будут всегда одинаковыми (в темноте света недостаточно и сигнал с камеры просто умножается на коэффициент усиления, что приводит к еще большим шумам).
Итак. Мы не можем увеличить выдержку средствами камеры, значит остается делать это в обход нее. К примеру, можно сохранить несколько кадров, а потом склеить их в один, найдя среднее арифметическое для каждого пиксела. А еще лучше записать видео, из сотен кадров… Попробуем:
Изображение стало однозначно лучше, практически исчез «мелкий» шум. Но качество по-прежнему оставляет желать лучшего, остались яркие точки (3 из них выделены на рисунке желтыми полосками).
Дело в том, что шум создается случайными отклонениями от цвета который матрица считает «правильным». Но для дешевых матриц которые ставят в web-камеры – это «правильное» значение может быть ошибкой. Иными словами, математическое ожидание отклонений не стремиться к нулю.
Это можно легко увидеть если «склеить» ровную картинку, например, полностью расфокусировав изображение, чтобы не мешали лишние детали.
Один кадр. По клику — оригинал
Среднее из 200 кадров. Яркость увеличена в 2 раза, для наглядности.
Как видим шумы очень значительны. Некоторые пиксели вообще битые, другие образуют полосы и зоны искаженной цветопередачи. Если удаленный шум можно назвать динамическим, то этот – постоянный, или статический. Попробуем снять и его.
Статический шум
Первая мысль – можно использовать полученное выше изображение для коррекции кадра. Просто вычтем из изображения средний цвет и прибавим серый и увеличим контраст в 2 раза. В итоге получим изображение, наложив которое на любой кадр – мы отчасти сократим помехи.
Подобный принцип используется при постобработке в некоторых камерах, но в целом — это плохое решение. Битые пиксели – это отсутствие информации, и что бы мы на них не накладывали – информация ниоткуда не возьмется.
Частично рабочие пиксели – вызывают в лучшем случае сокращение динамического диапазона цветов, а в худшем – полное искажение цвета.
Другое решение – «распределить» влияние каждого пикселя матрицы по нескольким пикселям итогового изображения. Этого можно добиться если смещать снимаемый объект в небольших пределах, а потом «склеить» изображения учитывая смещения. Так чтобы каждая точка объекта представлена была только в одном пикселе совмещенного изображения.
Двигая кусочек ткани руками я получил такое изображение:
Для того чтобы склеить такие кадры – нужно вначале «стабилизировать» изображение, добиться полной неподвижности. Это можно сделать проанализировав движение, например, с помощью OpenCV, но я пошел по более простому пути – выполнив трекинг в сторонней программе.
После трекинга в AE, и «склейки» кадров моей утилитой – получим такой результат.
Заметно что шума нет, но появилось неприятная смазанность, вызванная тем, что при смещении изображение дрожало и размывалось.
Попробуем определить степень размытости изображения, чтобы исключить из склейки смазанные кадры. Для этого я пошел самым простым путем – вычислял сумму разницы между всеми соседними пикселями изображения. Чем более смазано изображение – тем более близки по цвету соседние пиксели, а значит общая сумма модулей разности – даст некую оценку размытости кадра. График размытости по тестовой выборке будет выглядеть так:
Хорошо видны зоны где я двигал изображение, и оно размазывалось (график в этих местах на несколько кадров опускается вниз). Отсекая смазанные кадры можно немного улучшить картинку, но значительного изменения не будет, движения слишком резкие. Я хотел еще улучшить результат, поэтому пошел дальше.
Автоматизация
Предпосылкой к дальнейшему явилось то, что у меня случайно оказался шаговый двигатель 28BYJ-48. Пусть лучше он двигает объект перед микроскопом. Для теста вполне достаточно сделать простой вращающийся рабочий стол.
Преимущества в отсутствии смазывания, и возни с дрожаниями, уходящим фокусом и т.п. Конечно удобнее всего закрепить двигатель прямо к микроскопу, для чего пришлось распечатать крепление, состоящее из трех фрагментов:
Но даже в таких условиях трекинг далеко не идеальный. При увеличении становится существенным rolling shutter и перспективные искажения, что приводит к искривлению картинки которые невозможно решить трекингом (пришлось переключиться на трекинг в Mocha, но всех проблем это не решило). Отчасти проблемы можно нивелировать если сравнивать все кадры последовательности с первым, и при наличии существенных отклонений — просто не учитывать этот кадр.
Для типичной последовательности график исключений выглядит так:
Видно, что со временем разброс накапливается, т.к. каждый кадр сравнивается с первым. Также заметны резкие скачки, эти точки соответствуют ошибкам трекинга.
Итогом работы стали изображения:
Огорчает малая глубина резкости, но это тоже поправимо. Пусть с оговорками, но склеить из нескольких изображений с разной точкой фокуса, одно, с большей глубиной резкости вполне возможно.
Результат:
Все изображения кликабельны.
А вот пример работы на обычном объекте (золотой сережке).
«Сырой» кадр.
Обработка.
В эксперименте использовался «Цифроскоп» предоставленный компанией Даджет.
Источник