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基于机器视觉的结核感染T细胞斑点检测技术研究

张堉晨  
【摘要】:结核感染T细胞检测作为当今诊断结核感染的新方法,其结果判定的主要手段通常是人工计数,不仅检测效率较低下,而且受主观影响较大。本文设计并开发了一种结核感染T细胞斑点自动检测平台,可以实现对结核感染T细胞检测试剂盒进行逐孔采集、检测并生成报告,减少了人工工作量,提高了检测和诊断效率。根据实际功能需求设计并搭建了由视觉系统和运动平台组成的自动检测平台,确立了“PC机+运动控制器+运动平台”的控制系统总体架构,建立了以CAN总线为核心的上下位机实时通讯网络。设计取入试剂盒→A1试剂孔定位→A1试剂孔居中校准→图像采集和图像处理→A2试剂孔定位→……→最后一个试剂孔图像采集和图像处理→生成检测报告→退出试剂盒的自动检测平台工作流程。在运动控制方面,本文设计了以STM32F407VGT6为主控芯片的运动控制器。硬件电路包括最小系统电路、供电电路、步进电机控制信号接口电路、传感器信号接口电路和通讯模块电路,完成了PCB设计和样板制作。软件程序包括μC/OS-II实时操作系统的移植、步进电机运动控制和CAN总线通信,实现了对平台的运动控制和与上位机的通讯。在图像处理方面,本文对结核感染T细胞斑点图像通过自动阈值分割、边缘轮廓的提取、边缘轮廓的筛选和边缘拟合的方法提取出待检测区域,通过距离变换和分水岭算法结合的方法实现结核感染T细胞斑点的分割,再对分割后的斑点个数进行统计。经过控制系统各模块功能测试和结核感染T细胞斑点自动检测平台整机测试,证明该平台能够实现最初的设计目标。整机测试过程中自动检测平台系统运行稳定,最终的检测结果判定准确率为96.53%,可以取代人工计数,具有一定的实际应用价值。


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