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《河南科技大学》 2017年
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细胞筛选平台显微自动对焦系统研究

李斯文  
【摘要】:国内对细胞筛选平台的研究较少,在生物细胞培养领域中一般采用96孔板作为培养基来培养细胞,由于96孔板内的细胞群落较小,肉眼难以分别,细胞筛选工作需要在显微镜下观测,面临着筛选检出率低、人工筛选易疲劳,手动对焦耗时耗力等问题。针对此问题,设计细胞筛选平台,研究细胞筛选平台显微自动对焦系统,包括细胞筛选平台的建立,运动控制系统的设计,显微自动对焦系统图像预处理以及自动对焦相关算法的优化。首先,在机构满足的前提下,细胞筛选平台通过控制单元的驱动,实现倒置生物显微镜载物台的自动进给和步进功能,其次,根据CCD所拍摄图像的清晰程度反馈至自动对焦处理单元,实现物镜的垂直进给,从而实现显微自动对焦系统的运行。论文分析细胞筛选平台显微自动对焦的工作原理和设计方法;研究显微自动对焦系统中对焦窗口的选取方法;传统的自动对焦区域选取方法对细胞显微图像进行对焦时,由于对焦区域的位置和大小固定,且细胞属于随机分布,并不总是处于图像的中心区域,导致对焦不准,忽略主体细胞群落,针对此问题,采用改进的鱼群算法,增加繁殖、淘汰行为,避免出现局部最优解的情况,提出一种基于鱼群算法的自动对焦窗口选取方法;通过对传统的对焦窗口选取方法和鱼群算法所获得的对焦窗口内图像,分别与改进后的鱼群取窗法进行对比分析,结果表明:改进后的鱼群取窗法所获得的图像包含更多的细节,且能自适应地寻找目标主体,并生成对焦区域;对焦区域内包含的图像经傅里叶变换函数处理后,其高频数量更多,得到了具有更高清晰度的图像。采用传统的自动对焦梯度函数评价算法在对显微图像进行自动对焦时,细胞显微图像中的细胞边缘灰度值梯度变化较小,对焦时易受到噪声影响。将Sobel梯度函数增加至4个方向算子模板;根据信号叠加原理,将符合Gaussian分布的Sobel4direction梯度函数在Brenner梯度函数上加权叠加,改变数据分布的离散程度,提出一种改进的Sobel梯度函数自动对焦评价算法,提高对焦精度;通过对传统自动对焦梯度函数和改进后梯度函数进行对比实验后,结果表明:改进后的自动对焦评价算法较传统的能更好的抑制噪声,电机在爬山算法的搜索对焦中具有更小的对焦搜索区间范围,获得的图像清晰度也更高。论文的研究结果对阐明细胞筛选平台的机理,揭示显微自动对焦系统中对焦精度的提高和对焦窗口的选取规律具有重要意义,可以为细胞筛选识别与分类奠定基础,在生物细胞工程方面具有重要的应用前景。
【学位授予单位】:河南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:Q813;TP391.41

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 商艳芝;江旻珊;;光显微成像系统自动对焦技术的研究[J];光学仪器;2016年02期
2 钱青;臧冬菊;;一种改进的Sobel算子图像清晰度评价函数[J];计算机与数字工程;2015年10期
3 谢瑜;曾凤;周赟磊;刘翀;;细胞显微操作的自动调焦及图像处理[J];中国科技论文;2015年10期
4 刘畅;甘奇;马驰;孟倩芳;汪洁丽;刘威;;触控自动化显微成像系统[J];传感器与微系统;2015年03期
5 吴恢;杨光友;胡兴明;马志艳;范锦;邓文;叶楚华;;家蚕微孢子图像自动聚焦系统的设计与实现[J];湖北农业科学;2014年24期
6 周厚奎;葛品森;冯海林;;基于非下采样Contourlet变换的显微图像清晰度评价算法[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2014年10期
7 王文欢;刘威;;可自动对焦的电动显微成像系统[J];自动化与仪表;2014年07期
8 林敏;李团结;纪志飞;;采用改进鱼群算法的张拉整体结构找形方法[J];西安电子科技大学学报;2014年05期
9 郑英娟;张有会;王志巍;张静;范胜娟;;基于八方向Sobel算子的边缘检测算法[J];计算机科学;2013年S2期
10 韩西达;王敏;黄强;何永红;周超英;;用于多孔板细胞分析的自动显微成像系统[J];光学精密工程;2013年10期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 刘雪超;基于数字图像处理的自动调焦技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2014年
2 史红伟;显微图像处理理论及其在食品微生物识别中的应用[D];吉林大学;2012年
3 周晓谋;尿液显微颗粒自动检测与图像处理研究[D];中国矿业大学;2012年
4 林兆华;基于图像处理自动调焦技术在经纬仪中应用的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
5 马龙;白光扫描干涉测量方法与系统的研究[D];天津大学;2011年
6 张磊;显微镜用数码相机硬件结构及其视频流算法实现与应用[D];浙江大学;2011年
7 于秋水;基于图像处理方法的光学瞄具自动调焦技术研究[D];长春理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 陶金有;基于图像处理的自动调焦算法研究及系统实现[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2014年
2 李晓杰;食品微生物自动检测系统的光学显微镜自动调焦技术研究[D];吉林大学;2013年
3 莫春红;基于图像处理的自动调焦技术研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2013年
4 莫灵珊;细胞扫描仪关键技术研究[D];南昌航空大学;2012年
5 陈本乾;机器视觉中自动对焦与重建关键技术研究[D];重庆大学;2012年
6 王彦芳;自动聚焦系统中评价函数性能与动态区域选取的研究[D];山东大学;2011年
7 王西邓;人工鱼群算法的改进研究[D];西安建筑科技大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 许功元;胡斌梁;康辉民;刘艳余;;嵌入式视频显微镜自动调焦控制系统设计[J];传感器与微系统;2017年12期
2 刘艳余;康辉民;胡斌梁;许功元;周知进;;微装配中零部件搜索方法[J];传感器与微系统;2017年12期
3 李承欣;叶锋;陈家祯;许力;林晖;;一种时空域结合的自适应错误隐藏算法[J];小型微型计算机系统;2017年07期
4 宋志杰;宋薇;章亚男;沈林勇;;三目显微视觉系统自动对焦调整[J];计量与测试技术;2017年06期
5 陈竹安;胡志峰;杨希鹏;;基于改进的soble算子和zernike矩遥感图像边缘检测[J];湖北民族学院学报(自然科学版);2017年02期
6 张丰收;李斯文;胡志刚;杜喆;孟鑫;;一种改进的Sobel梯度函数自动对焦评价算法[J];光学技术;2017年03期
7 焦阿敏;孙鹏;董明利;燕必希;王君;;基于曝光补偿的图像绝对中心矩改进算法[J];仪表技术与传感器;2017年03期
8 褚翔;祝连庆;娄小平;孟晓辰;潘志康;;基于改进Sobel算子的动态自动调焦算法研究[J];应用光学;2017年02期
9 孙红利;冯旗;董峰;;图像清晰度评价算法研究[J];传感器与微系统;2017年02期
10 陈健;陈德全;;基于图像处理自动对焦的简易显微镜设计与实现[J];实验技术与管理;2017年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马泽龙;高速相机自动快速调光调焦方法研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2017年
2 王耀利;基于AOTF的光谱偏振成像系统及其成像质量研究[D];中北大学;2016年
3 王冠军;基于图像处理的光电测量设备自动调焦方法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2016年
4 孟繁浩;基于图像处理的自动检焦技术在航空相机中的应用研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2016年
5 袁航飞;航天相机星上自适应调光的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2016年
6 路朋罗;基于图像处理技术的自动调焦方法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2016年
7 刘岩;显微视频流处理关键技术及其应用[D];浙江大学;2015年
8 赵娟宁;光场成像技术研究及其在激光参数测量中的应用[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2015年
9 王昊;航空可见光变焦距镜头自动调焦系统研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2015年
10 李响;空间光学遥感器检测中大口径平行光管应用技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张戈;基于自动调焦的智能化粮库监测装置的研究[D];陕西科技大学;2017年
2 李斯文;细胞筛选平台显微自动对焦系统研究[D];河南科技大学;2017年
3 刘顺;光谱全偏振成像系统中的关键控制技术研究[D];中北大学;2017年
4 武祥吉;基于自动聚焦技术的探针台Z向距离测量系统[D];浙江大学;2017年
5 李铮;直线变倍镜头关键控制技术研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2016年
6 要航;基于改进人工鱼群-RBF神经网络的电力变压器故障诊断研究[D];广西大学;2016年
7 史永刚;液基宫颈标本制片质量自动检测方法研究[D];南昌航空大学;2016年
8 张栩铫;高质量图像获取与处理技术研究[D];中国科学院研究生院(光电技术研究所);2016年
9 黄雷;水平螺旋钻进智能光学成像导向技术研究[D];中国地质大学;2016年
10 裴兴环;改进人工鱼群算法研究与应用[D];江西理工大学;2016年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马鹏川;杨波;唐舰;;一种自动对焦算法的优化[J];光学仪器;2013年02期
2 毛元;冯桂;汤继生;;采用八方向Gabor滤波的指纹识别算法[J];华侨大学学报(自然科学版);2013年02期
3 尤玉虎;刘通;刘佳文;;基于图像处理的自动对焦技术综述[J];激光与红外;2013年02期
4 王丽霞;王志刚;王照平;;基于多点触控技术的智能仪器面板设计[J];测控技术;2012年08期
5 姚珺;张俊举;常本康;;一种基于灰度分割的自动调焦算法[J];计算机应用研究;2012年08期
6 李杰;苗长云;武志刚;郭翠娟;;基于数学形态学的图像边缘检测算法的研究[J];计算机科学;2012年S1期
7 何春华;张雪飞;胡迎春;;基于改进Sobel算子的边缘检测算法的研究[J];光学技术;2012年03期
8 张亚涛;吉书鹏;王强锋;郭正玉;;基于区域对比度的图像清晰度评价算法[J];应用光学;2012年02期
9 张仕玲;孙旭;;基于Matlab的图像清晰度评价方法研究[J];通信技术;2011年12期
10 景雨;安居白;刘朝霞;;基于动态分块阈值去噪和改进的GDNI边缘连接的溢油遥感图像的边缘检测算法[J];计算机科学;2011年11期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王健;基于图像处理的自动调焦技术研究[D];中国科学院研究生院(光电技术研究所);2013年
2 黄德天;基于图像技术的自动调焦方法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2013年
3 徐新;数字图像自动调焦技术及其在低光照环境下的应用研究[D];上海交通大学;2012年
4 林兆华;基于图像处理自动调焦技术在经纬仪中应用的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
5 卢振华;推扫式遥感相机基于图像的实时自动调焦研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
6 石蕴玉;自然图像的客观质量评价研究[D];上海大学;2012年
7 于秋水;基于图像处理方法的光学瞄具自动调焦技术研究[D];长春理工大学;2011年
8 丁筠;基于生物技术与计算机视觉的食品微生物快速检测研究[D];吉林大学;2010年
9 李作进;基于视觉认知的自然图像目标识别研究[D];重庆大学;2010年
10 范明泉;数字图像水印与量化音频水印的若干关键技术研究[D];西南交通大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王家川;基于图像处理的自动聚焦理论研究[D];重庆大学;2012年
2 梁炎锋;无热化设计效果检测仪自动调焦系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 王剑华;基于嵌入式Linux的数字自动对焦系统研究[D];华南理工大学;2011年
4 王彦芳;自动聚焦系统中评价函数性能与动态区域选取的研究[D];山东大学;2011年
5 徐博泓;基于图像的自动调焦方法研究及系统实现[D];国防科学技术大学;2010年
6 赵志彬;机载光电平台可见光摄像机自动调焦技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
7 陶敏;果蝇复眼病变图像识别的自动调焦技术研究[D];中南大学;2010年
8 孙国强;基于FPGA的自调焦系统设计[D];西安电子科技大学;2010年
9 王利平;自动显微镜软件系统与显微图像配准融合技术的研究[D];华中科技大学;2009年
10 尹鹏;低信噪比环境下的自动对焦技术[D];山东大学;2009年
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