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文檔簡介
1、國內(nèi)對細胞篩選平臺的研究較少,在生物細胞培養(yǎng)領(lǐng)域中一般采用96孔板作為培養(yǎng)基來培養(yǎng)細胞,由于96孔板內(nèi)的細胞群落較小,肉眼難以分別,細胞篩選工作需要在顯微鏡下觀測,面臨著篩選檢出率低、人工篩選易疲勞,手動對焦耗時耗力等問題。針對此問題,設(shè)計細胞篩選平臺,研究細胞篩選平臺顯微自動對焦系統(tǒng),包括細胞篩選平臺的建立,運動控制系統(tǒng)的設(shè)計,顯微自動對焦系統(tǒng)圖像預處理以及自動對焦相關(guān)算法的優(yōu)化。首先,在機構(gòu)滿足的前提下,細胞篩選平臺通過控制單元的驅(qū)
2、動,實現(xiàn)倒置生物顯微鏡載物臺的自動進給和步進功能,其次,根據(jù)CCD所拍攝圖像的清晰程度反饋至自動對焦處理單元,實現(xiàn)物鏡的垂直進給,從而實現(xiàn)顯微自動對焦系統(tǒng)的運行。
論文分析細胞篩選平臺顯微自動對焦的工作原理和設(shè)計方法;研究顯微自動對焦系統(tǒng)中對焦窗口的選取方法;傳統(tǒng)的自動對焦區(qū)域選取方法對細胞顯微圖像進行對焦時,由于對焦區(qū)域的位置和大小固定,且細胞屬于隨機分布,并不總是處于圖像的中心區(qū)域,導致對焦不準,忽略主體細胞群落,針對此問
3、題,采用改進的魚群算法,增加繁殖、淘汰行為,避免出現(xiàn)局部最優(yōu)解的情況,提出一種基于魚群算法的自動對焦窗口選取方法;通過對傳統(tǒng)的對焦窗口選取方法和魚群算法所獲得的對焦窗口內(nèi)圖像,分別與改進后的魚群取窗法進行對比分析,結(jié)果表明:改進后的魚群取窗法所獲得的圖像包含更多的細節(jié),且能自適應(yīng)地尋找目標主體,并生成對焦區(qū)域;對焦區(qū)域內(nèi)包含的圖像經(jīng)傅里葉變換函數(shù)處理后,其高頻數(shù)量更多,得到了具有更高清晰度的圖像。
采用傳統(tǒng)的自動對焦梯度函數(shù)評
4、價算法在對顯微圖像進行自動對焦時,細胞顯微圖像中的細胞邊緣灰度值梯度變化較小,對焦時易受到噪聲影響。將Sobel梯度函數(shù)增加至4個方向算子模板;根據(jù)信號疊加原理,將符合Gaussian分布的Sobel4direction梯度函數(shù)在Brenner梯度函數(shù)上加權(quán)疊加,改變數(shù)據(jù)分布的離散程度,提出一種改進的Sobel梯度函數(shù)自動對焦評價算法,提高對焦精度;通過對傳統(tǒng)自動對焦梯度函數(shù)和改進后梯度函數(shù)進行對比實驗后,結(jié)果表明:改進后的自動對焦評價
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