CN102564922B - 霍夫变换细胞检测装置 - Google Patents

Abstract

一种霍夫变换细胞检测装置，通过可控光源和高倍显微成像装置采集细胞图片，并对细胞图片中的细胞进行识别和标记，并获得细胞的位置和半径信息。本发明通过霍夫变换检测细胞的位置和半径大大提高了检测的速度和效率，同时检测的正确率可达95％以上。本发明提供一种霍夫变换细胞检测装置，包括：照明模块、图像采集模块、识别模块、控制模块和显示模块。

Description

霍夫变换细胞检测装置

技术领域

本发明涉及一种细胞检测装置，具体是一种霍夫变换细胞检测装置。 

背景技术

随着生物技术的飞速发展，对于细胞检测的要求在逐渐提高。对于由高倍显微镜成像装置获得的细胞图片，不仅需要快速、准确、自动的识别细胞，并需检测出细胞的半径和个数。 

发明内容

本发明针对上述需求，提供了一种霍夫变换细胞检测装置，可以同过调节高倍显微成像装置，获得细胞图像，并对得到的图片进行识别，并输出识别结果。本发明可以识别出成像图片中的活、死细胞并进行不同标记，标记出图片中单独和团组细胞，并统计出细胞的总数。 

本发明是通过如下技术方案实现的。 

本发明提供一种霍夫变换细胞检测装置，包括：照明模块、图像采集模块、识别模块、控制模块和显示模块，其中： 

照明模块输入为控制模块输出的控制流，根据控制流的信息调节光照的亮度，为图像采集模块提供光源； 

图像采集模块模块从照明模块获得光源，对细胞样本进行拍照，获得高倍细胞图像，作为识别模块的输入； 

识别模块的输入为图像采集模块输出的细胞图像和控制模块输出的细胞半径检测范围，首先通过计算图像的灰度直方图判断图像的亮度信息，并将判断结果作为输出传送到控制模块，然后根据细胞半径的检测范围采用改进的霍夫变换检测方法检测出图片中的细胞并计算出每个细胞的半径，并将识别结果输出到显 示模块； 

控制模块的输入为识别模块输出的亮度信息和从外部输入的控制信息，控制模块根据亮度信息输出亮度调节控制流，当图片亮度较低时，控制流控制照明模块增大亮度，当图像亮度较高时，控制流控制照明模块降低亮度，外部输入控制信息为细胞检测的半径范围，控制模块根据用户设定的范围，将检测的半径参数输出到识别模块； 

显示模块的输入为识别模块检测的结果，包括细胞的位置信息和半径信息，显示模块由此在细胞照片上标记出每个细胞的位置和半径，并将细胞半径的统计信息存储下来。 

所述改进的霍夫变换检测方法包括边缘提取和噪声滤除、梯度方向加权霍夫变换投影、投影空间低通平滑滤波、收缩处理及二值化、圆心定位和半径估计。对于获得的细胞图像经经过边缘提取和噪声滤除后获得每个像素点的梯度方向和幅值大小。梯度幅值小于门限则将其置零。对于边缘提取后的图像按照每个像素点的梯度方向和细胞半径的检测范围进行投影，并对投影结果进行加权统计。对于投影得到的图像精过低通平滑滤波和收缩及二值化处理后，得到的连通区域即认为是细胞所在区域。通过求连通区域的质心的到圆心。根据每个圆心位置周围的梯度场数据，计算步骤二得出的大于阈值的梯度与圆心的距离分布。其中距离分布的峰值即为该圆的半径。 

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过霍夫变换检测细胞的位置和半径大大提高了检测的速度和效率，同时检测的正确率可达95％以上。 

附图说明

图1是本发明霍夫变换细胞检测装置的结构框图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。 

本实施例基于植物细胞检测。 

如图1所示，本实施例涉及的霍夫变换细胞检测装置，包括：照明模块、图像采集模块、识别模块、控制模块和显示模块，其中： 

照明模块输入为控制模块输出的控制流，根据控制流的信息调节光照的亮度，为图像采集模块提供光源； 

图像采集模块模块从照明模块获得光源，对细胞样本进行拍照，获得高倍细胞图像，作为识别模块的输入； 

识别模块的输入为图像采集模块输出的细胞图像和控制模块输出的细胞半径检测范围，首先通过计算图像的灰度直方图判断图像的亮度信息，并将判断结果作为输出传送到控制模块，然后根据细胞半径的检测范围采用改进的霍夫变换检测方法检测出图片中的细胞并计算出每个细胞的半径，并将识别结果输出到显示模块； 

控制模块的输入为识别模块输出的亮度信息和从外部输入的控制信息，控制模块根据亮度信息输出亮度调节控制流，当图片亮度较低时，控制流控制照明模块增大亮度，当图像亮度较高时，控制流控制照明模块降低亮度，外部输入控制信息为细胞检测的半径范围，控制模块根据用户设定的范围，将检测的半径参数输出到识别模块； 

显示模块的输入为识别模块检测的结果，包括细胞的位置信息和半径信息，显示模块由此在细胞照片上标记出每个细胞的位置和半径，并将细胞半径的统计信息存储下来。 

所述改进的霍夫变换检测方法包括边缘提取和噪声滤除、梯度方向加权霍夫变换投影、投影空间低通平滑滤波、收缩处理及二值化、圆心定位和半径估计。对于获得的细胞图像经经过边缘提取和噪声滤除后获得每个像素点的梯度方向和幅值大小。梯度幅值小于门限则将其置零。对于边缘提取后的图像按照每个像素点的梯度方向和细胞半径的检测范围进行投影，并对投影结果进行加权统计。对于投影得到的图像精过低通平滑滤波和收缩及二值化处理后，得到的连通区域即认为是细胞所在区域。通过求连通区域的质心的到圆心。根据每个圆心位置周围的梯度场数据，计算步骤二得出的大于阈值的梯度与圆心的距离分布。其中距 离分布的峰值即为该圆的半径。 

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过霍夫变换检测细胞的位置和半径大大提高了检测的速度和效率，同时检测的正确率可达95％以上。 

Claims (1)

1.一种霍夫变换细胞检测装置，其特征在于，包括：照明模块、图像采集模块、识别模块、控制模块和显示模块，其中：

照明模块输入为控制模块输出的控制流，根据控制流的信息调节光照的亮度，为图像采集模块提供光源；

图像采集模块从照明模块获得光源，对细胞样本进行拍照，获得高倍细胞图像，作为识别模块的输入；

识别模块的输入为图像采集模块输出的细胞图像和控制模块输出的细胞半径检测范围，首先通过计算图像的灰度直方图判断图像的亮度信息，并将判断结果作为输出传送到控制模块，然后根据细胞半径的检测范围采用改进的霍夫变换检测方法检测出图片中的细胞并计算出每个细胞的半径，并将识别结果输出到显示模块；

所述改进的霍夫变换检测方法包括边缘提取和噪声滤除、梯度方向加权霍夫变换投影、投影空间低通平滑滤波、收缩处理及二值化、圆心定位和半径估计；对于获得的细胞图像经过边缘提取和噪声滤除后获得每个像素点的梯度方向和梯度幅值大小，梯度幅值小于门限则将梯度幅值置零；对于边缘提取后的图像按照每个像素点的梯度方向和细胞半径的检测范围进行投影，并对投影结果进行加权统计；对于投影得到的图像经过低通平滑滤波和收缩及二值化处理后，得到的连通区域即认为是细胞所在区域；通过求连通区域的质心得到圆心；根据每个圆心位置周围的梯度场数据，计算梯度幅值大于阈值的梯度与圆心的距离分布，其中距离分布的峰值即为以该圆心对应的圆的半径；

控制模块的输入为识别模块输出的亮度信息和从外部输入的控制信息，控制模块根据亮度信息输出亮度调节控制流，外部输入控制信息为细胞检测的半径范围，控制模块根据用户设定的范围，将检测的半径参数输出到识别模块；

显示模块的输入为识别模块检测的结果，包括细胞的位置信息和半径信息，显示模块由此在细胞照片上标记出每个细胞的位置和半径，并将细胞半径的统计信息存储下来。