專利名稱：一種高精度細(xì)胞統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)與分析裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種細(xì)胞統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)與分析裝置，尤其涉及一種自適應(yīng)的高精度的細(xì)胞統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)與分析裝置。
背景技術(shù)：
細(xì)胞檢測分析是生物制藥等生物醫(yī)療行業(yè)常用的檢測手段，隨著生物技術(shù)的飛速發(fā)展，對細(xì)胞檢測計(jì)數(shù)的精度要求越來越高，對于通過顯微裝置獲取的細(xì)胞數(shù)字圖片，需要快速準(zhǔn)確的識別細(xì)胞的個(gè)數(shù)、尺寸以及組織形態(tài)。而目前的識別方法主要使用二值化分割以及形態(tài)學(xué)的相關(guān)操作來實(shí)現(xiàn)，識別精度不高，成為制約細(xì)胞檢測計(jì)數(shù)應(yīng)用的一大障礙
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述需求以及現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供了一種自適應(yīng)的細(xì)胞統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)與分析裝置。通過調(diào)節(jié)顯微成像裝置，獲取清晰的細(xì)胞顯微圖片，并對圖片進(jìn)行一系列的圖像操作，獲取到識別結(jié)果，對結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析出用戶感興趣的細(xì)胞個(gè)體形態(tài)以及組織形態(tài)，包括細(xì)胞的個(gè)數(shù)、尺寸、狀態(tài)、組合形態(tài)等。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種高精度細(xì)胞統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)與分析裝置，包括拍照模塊、圖像采集系統(tǒng)、圖像分析模塊、統(tǒng)計(jì)分析模塊和數(shù)據(jù)保存模塊，其中，拍照模塊用以為圖像采集系統(tǒng)提供合適的光源，并對光源調(diào)節(jié)，以對細(xì)胞圖像進(jìn)行光源補(bǔ)充，使圖像的灰度均勻；圖像采集系統(tǒng)與拍照模塊連接，用以對調(diào)節(jié)好光源的細(xì)胞圖像進(jìn)行調(diào)焦處理，并對調(diào)整好焦距的細(xì)胞圖像進(jìn)行采集儲存；圖像分析模塊分別與拍照模塊和圖像采集系統(tǒng)連接，用以分析采集到的細(xì)胞圖像，計(jì)算圖像的灰度直方圖和失焦度，得到亮度調(diào)節(jié)參數(shù)和失焦系數(shù)后分別將亮度調(diào)節(jié)參數(shù)和失焦系數(shù)反饋至拍照模塊和圖像采集系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，并對優(yōu)化后的圖像通過自適應(yīng)的細(xì)胞檢測方法分析出細(xì)胞個(gè)體形態(tài)以及組織形態(tài)等識別結(jié)果；統(tǒng)計(jì)分析模塊與圖像分析模塊連接，用以分析識別結(jié)果，統(tǒng)計(jì)出細(xì)胞的尺寸直方圖，圓率直方圖以及聚合形態(tài)直方圖；數(shù)據(jù)保存模塊與統(tǒng)計(jì)分析模塊連接，用以通過excel表格形式保存統(tǒng)計(jì)分析模塊的相關(guān)結(jié)果并且保存相關(guān)數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫中。依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的高精度細(xì)胞統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)與分析裝置，上述細(xì)胞圖像的灰度值分布在50 200之間。本發(fā)明的高精度細(xì)胞統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)與分析裝置通過圖像識別模塊調(diào)節(jié)拍照模塊和圖像采集系統(tǒng)，進(jìn)而通過拍照系統(tǒng)給整個(gè)裝置補(bǔ)充光源，由圖像采集系統(tǒng)對細(xì)胞切片進(jìn)行采集，并以拍攝標(biāo)志物體狀態(tài)為參考調(diào)節(jié)鏡頭的焦距來控制調(diào)焦，最終得到最優(yōu)的、清晰的細(xì)胞顯微圖像。圖像識別模塊還可進(jìn)行無人工干擾的自適應(yīng)識別，得到細(xì)胞的個(gè)數(shù)、尺寸、狀態(tài)、組合形態(tài)等測量值。統(tǒng)計(jì)分析模塊把相關(guān)值生成直方圖以便分析，最終的結(jié)果儲存在excel表格以及相關(guān)的數(shù)據(jù)庫列表中。與其它識別方法相比，本發(fā)明節(jié)省了大量的工作量以及識別難度，識別的準(zhǔn)確性和一致性得到了保證，識別精度高。并且，本發(fā)明能夠分析出用戶感興趣的細(xì)胞個(gè)體形態(tài)以及組織形態(tài)，即細(xì)胞的個(gè)數(shù)、尺寸、狀態(tài)、組合形態(tài)等，有利于后續(xù)的試驗(yàn)人員分析相關(guān)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在細(xì)胞檢測計(jì)數(shù)領(lǐng)域應(yīng)用前景廣泛。


圖I是本發(fā)明的一種高精度細(xì)胞統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)與分析裝置的結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例中待識別的細(xì)胞顯微圖片；圖3是本發(fā)明實(shí)施例中經(jīng)過圖像識別模塊分析優(yōu)化后得到的細(xì)胞分析圖片；圖4是本發(fā)明實(shí)施例中經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析模塊得到的細(xì)胞統(tǒng)計(jì)分析的相關(guān)數(shù)據(jù)直方圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。本實(shí)施例基于植物細(xì)胞顯微圖片的統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)與分析實(shí)現(xiàn)，輸入圖像為細(xì)胞的顯微鏡照片圖像。請參閱圖1，一種高精度細(xì)胞統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)與分析裝置，包括拍照模塊10、圖像采集系統(tǒng)20、圖像分析模塊30、統(tǒng)計(jì)分析模塊40和數(shù)據(jù)保存模塊50，其中，拍照模塊10用以為圖像采集系統(tǒng)20提供合適的光源，并對光源調(diào)節(jié)，以對細(xì)胞圖像進(jìn)行光源補(bǔ)充，使圖像的灰度均勻。光源調(diào)節(jié)的具體要求為以使得圖像的灰度分布均勻?yàn)榧?，灰度值絕大部分分布在50 200之間，可以使用相機(jī)采集程序來調(diào)節(jié)，觀察灰度直方圖分布。圖像采集系統(tǒng)20與拍照模塊10連接，用以對調(diào)節(jié)好光源的細(xì)胞圖像進(jìn)行調(diào)焦處理，并對調(diào)整好焦距的細(xì)胞圖像進(jìn)行采集儲存。焦距可以以拍攝標(biāo)志物體狀態(tài)為參考，不能離焦和散焦，可通過調(diào)節(jié)鏡頭的焦距來控制，輸出圖片為圖2所示。圖像分析模塊30分別與拍照模塊10和圖像采集系統(tǒng)20連接，用以分析采集到的細(xì)胞圖像，計(jì)算圖像的灰度直方圖和失焦度，得到亮度調(diào)節(jié)參數(shù)和失焦系數(shù)后分別將亮度調(diào)節(jié)參數(shù)和失焦系數(shù)反饋至拍照模塊和圖像采集系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，并對優(yōu)化后的圖像通過自適應(yīng)的細(xì)胞檢測方法分析出細(xì)胞個(gè)體形態(tài)以及組織形態(tài)等識別結(jié)果。通過圖像分析模塊30分析采集到的數(shù)字圖像，首先計(jì)算圖像的灰度直方圖，判斷圖像的亮度分布，得出亮度調(diào)節(jié)參數(shù)給拍照模塊10，調(diào)節(jié)亮度，然后計(jì)算圖像的失焦度，得出失焦系數(shù)反饋給圖像采集系統(tǒng)20對采集系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，對優(yōu)化后的圖像通過自適應(yīng)的細(xì)胞檢測方法分析出用戶感興趣的細(xì)胞個(gè)體形態(tài)以及組織形態(tài)，包括細(xì)胞的個(gè)數(shù)、尺寸、狀態(tài)、組合形態(tài)等。具體識別結(jié)果如圖3所示；統(tǒng)計(jì)分析模塊40與圖像分析模塊30連接，用以分析識別結(jié)果，統(tǒng)計(jì)出細(xì)胞的尺寸直方圖，圓率直方圖以及聚合形態(tài)直方圖。如圖4所示為尺寸直方數(shù)據(jù)保存模塊50與統(tǒng)計(jì)分析模塊40連接，用以通過excel表格形式保存統(tǒng)計(jì)分析模塊40的相關(guān)結(jié)果并且保存相關(guān)數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫中。以下介紹應(yīng)用本發(fā)明的高精度細(xì)胞統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)與分析裝置進(jìn)行細(xì)胞統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)分析的具體過程。應(yīng)用本發(fā)明的高精度細(xì)胞統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)與分析裝置進(jìn)行細(xì)胞統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)分析包括以下步驟步驟1，通過拍照模塊提供合適的光源給采集系統(tǒng)，具體的要求以使得圖像的灰度分布均勻，灰度值絕大部分分布在50 200之間，可以使用相機(jī)采集程序來調(diào)節(jié)，觀察灰度直方圖分布。
步驟2，通過圖像采集系統(tǒng)對調(diào)整好焦距的細(xì)胞圖像進(jìn)行采集儲存，焦距可以以拍攝標(biāo)志物體狀態(tài)為參考，不能離焦和散焦，通過調(diào)節(jié)鏡頭的焦距來控制。步驟3，通過圖像分析模塊，分析采集到的數(shù)字圖像，首先計(jì)算圖像的灰度直方圖，判斷圖像的亮度分布，得出亮度調(diào)節(jié)參數(shù)給拍照模塊，調(diào)節(jié)亮度，然后計(jì)算圖像的失焦度，得出失焦系數(shù)反饋給圖像采集系統(tǒng)對采集系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，對優(yōu)化后的圖像通過自適應(yīng)的細(xì)胞檢測方法分析出細(xì)胞個(gè)體形態(tài)以及組織形態(tài)。步驟4，通過統(tǒng)計(jì)分析模塊分析步驟三得到的識別結(jié)果，統(tǒng)計(jì)出細(xì)胞的尺寸直方圖，圓率直方圖以及聚合形態(tài)直方圖。步驟5，通過數(shù)據(jù)保存模塊以excel表格形式保存上述的統(tǒng)計(jì)分析模塊的相關(guān)結(jié)果并且保存相關(guān)數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫中。上述步驟3通過亮度調(diào)節(jié)參數(shù)和圖像的失焦系數(shù)給采集系統(tǒng)得到質(zhì)量較好的圖片，通過無人工干擾的自適應(yīng)識別檢測出細(xì)胞個(gè)體形態(tài)以及組織形態(tài)，通過步驟四所示的分析模塊統(tǒng)計(jì)出細(xì)胞的尺寸直方圖，圓率直方圖以及聚合形態(tài)直方圖儲存在excel表格以及相關(guān)的數(shù)據(jù)庫列表中。本發(fā)明的高精度細(xì)胞統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)與分析裝置通過圖像識別模塊調(diào)節(jié)拍照模塊和圖像采集系統(tǒng)，進(jìn)而通過拍照系統(tǒng)給整個(gè)裝置補(bǔ)充光源，由圖像采集系統(tǒng)對細(xì)胞切片進(jìn)行采集，并以拍攝標(biāo)志物體狀態(tài)為參考調(diào)節(jié)鏡頭的焦距來控制調(diào)焦，最終得到最優(yōu)的、清晰的細(xì)胞顯微圖像。圖像識別模塊還可進(jìn)行無人工干擾的自適應(yīng)識別，得到細(xì)胞的個(gè)數(shù)、尺寸、狀態(tài)、組合形態(tài)等測量值。統(tǒng)計(jì)分析模塊把相關(guān)值生成直方圖以便分析，最終的結(jié)果儲存在excel表格以及相關(guān)的數(shù)據(jù)庫列表中。與其它識別方法相比，本發(fā)明節(jié)省了大量的工作量以及識別難度，識別的準(zhǔn)確性和一致性得到了保證，識別精度高。并且，本發(fā)明能夠分析出用戶感興趣的細(xì)胞個(gè)體形態(tài)以及組織形態(tài)，即細(xì)胞的個(gè)數(shù)、尺寸、狀態(tài)、組合形態(tài)等，有利于后續(xù)的試驗(yàn)人員分析相關(guān)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在細(xì)胞檢測計(jì)數(shù)領(lǐng)域應(yīng)用前景廣泛。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施實(shí)例而已，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，任何未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施實(shí)例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍。
權(quán)利要求
1.一種高精度細(xì)胞統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)與分析裝置，其特征在于，包括拍照模塊、圖像采集系統(tǒng)、圖像分析模塊、統(tǒng)計(jì)分析模塊和數(shù)據(jù)保存模塊，其中， 所述拍照模塊用以為所述圖像采集系統(tǒng)提供細(xì)胞圖像，并對所述細(xì)胞圖像進(jìn)行光源補(bǔ)充，使圖像的灰度均勻； 所述圖像采集系統(tǒng)與所述拍照模塊連接，用以對所述拍照模塊提供的照片進(jìn)行調(diào)焦處理并對調(diào)整好焦距的細(xì)胞圖像進(jìn)行采集儲存； 所述圖像分析模塊分別與所述拍照模塊和圖像采集系統(tǒng)連接，用以分析采集到的細(xì)胞圖像，計(jì)算圖像的灰度直方圖和失焦度，得到亮度調(diào)節(jié)參數(shù)和失焦系數(shù)后分別將亮度調(diào)節(jié)參數(shù)和失焦系數(shù)反饋至拍照模塊和圖像采集系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，并對優(yōu)化后的圖像通過自適應(yīng)的細(xì)胞檢測方法分析出細(xì)胞個(gè)體形態(tài)以及組織形態(tài)等識別結(jié)果； 所述統(tǒng)計(jì)分析模塊與所述圖像分析模塊連接，用以分析所述的識別結(jié)果，統(tǒng)計(jì)出細(xì)胞的尺寸直方圖，圓率直方圖以及聚合形態(tài)直方圖；所述數(shù)據(jù)保存模塊與所述統(tǒng)計(jì)分析模塊連接，用以通過excel表格形式保存所述的統(tǒng)計(jì)分析模塊的相關(guān)結(jié)果并且保存相關(guān)數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫中。
2.如權(quán)利要求I所述的高精度細(xì)胞統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)與分析裝置，其特征在于，所述細(xì)胞圖像的灰度值分布在50 200之間。
全文摘要
一種高精度細(xì)胞統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)與分析裝置，包括為圖像采集系統(tǒng)提供合適光源的拍照模塊、對調(diào)節(jié)好光源的細(xì)胞圖像進(jìn)行調(diào)焦處理并進(jìn)行采集儲存的圖像采集系統(tǒng)、分析采集到的細(xì)胞圖像，計(jì)算圖像的灰度直方圖和失焦度，得到亮度調(diào)節(jié)參數(shù)和失焦系數(shù)后分別將亮度調(diào)節(jié)參數(shù)和失焦系數(shù)反饋至拍照模塊和圖像采集系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，對優(yōu)化后的圖像通過自適應(yīng)細(xì)胞檢測方法分析出細(xì)胞個(gè)體形態(tài)及組織形態(tài)等識別結(jié)果的圖像分析模塊、分析識別結(jié)果，統(tǒng)計(jì)出細(xì)胞的尺寸直方圖，圓率直方圖以及聚合形態(tài)直方圖的統(tǒng)計(jì)分析模塊和通過excel表格形式保存統(tǒng)計(jì)分析模塊的相關(guān)結(jié)果并且保存相關(guān)數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)保存模塊。本發(fā)明的識別精度高，在細(xì)胞檢測計(jì)數(shù)領(lǐng)域應(yīng)用前景廣泛。
文檔編號C12M1/34GK102851208SQ201210062508
公開日2013年1月2日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月9日
發(fā)明者谷朝臣, 戚進(jìn), 黃海清, 胡潔 申請人:上海凱度機(jī)電科技有限公司