CN206818577U - 基于无透镜全息成像快速检测植物细胞的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于无透镜全息成像快速检测植物细胞的装置，上箱体的下面连接有下箱体且连接处装有细胞涂片安放座，下箱体的中间设置有像镜头孔；上箱体的上面设置有固定筒，固定筒的一侧设置有支架；支架的上面装有齿轮；固定筒外套装有升降筒，升降筒的顶部中间设置有微小孔，取像镜头孔、微孔板以及细胞涂片安放座的中心均在同一轴线上；取镜头孔内装有CCD传感器，微小孔内安装有取像装置。本实用新型克服了传统分类与计数方法的耗时耗力、使用环境受限和结果主观性强的局限性。实现了对细胞的快速而准确分类与计数，便于携带、操作简单、处理快速和结果准确。

Description

基于无透镜全息成像快速检测植物细胞的装置

技术领域

本实用新型涉及无透镜全息成像图像处理技术，具体涉及一种基于无透镜全息成像快速检测洋葱等植物细胞的装置。

背景技术

计算机图像处理是将图像信号转换成数字信号并利用计算机编程对其进行处理。由于计算机的处理速度及快，且数字信号具有失真小、易保存、易传输、抗干扰能力强等特点，因而计算机图像处理的应用十分广泛，在医疗卫生、通讯、交通运输、办公自动化、地球物理、大气环境、卫星遥感及工业自动化领域的应用越来越多，大到科研、国防军事，小至人们生产生活的方方面面。

传统植物细胞检测要求观测者对显微镜此类高精度仪器操作时有较高要求，对植物细胞样本计数工作量大、耗时、耗力，操作也存在空间和环境条件的限制。同时不可避免有人的主观因素存在，导致不同人对同一植物细胞样本计数有不同结果，所得结果波动较大。

经过多年发展，光学显微镜在很多科学领域已成为不可或缺的工具，尤其是生物检测领域。但是它也有如相对笨重、效率低和操作繁复等显而易见的缺点，在当今对生物检查的精度和速度要求越来越高与操作环境越来越复杂的背景下，急需一种结构简单轻便同时检测速度和精度都达到要求的新型显微镜来作为传统显微镜的替代品。

发明内容

本实用新型的目的在于设计一种基于无透镜全息成像快速检测洋葱等植物细胞个数的装置，用于检测洋葱等植物细胞个数，以便快捷有效的了解植物单位面积个数，方便对植物寿命，病变，长势等个方面研究。

本实用新型采用以下技术方案实现上述目的。基于无透镜全息成像快速检测植物细胞的装置，包括升降筒、固定筒、下箱体和上箱体，所述上箱体的下面连接有下箱体且连接处装有安放座，下箱体的中间设置有像取镜头孔；上箱体的上面设置有固定筒，固定筒的一侧设置有支架；支架的上面装有齿轮；固定筒外套装有升降筒，升降筒的顶部中间设置有安放孔，安放孔内装有微孔板；升降筒的一侧设置有齿条，齿条与齿轮相啮合；取像镜头孔、微孔板以及安放座的中心均在同一轴线上；取像镜头孔内装有CCD传感器取像装置。

进一步，所述微孔板的孔径为10～100um。

本实用新型在微孔板正上方设置有单色激光束光源，单色激光束光源射出的光束经微孔板的微孔，使单色激光束透过放置在安放座上的细胞涂片，射到取像镜头孔内的CCD传感器取像装置，经调解齿轮获取较清晰图像，CCD传感器取像装置通过经USB接口数据线将截取图像传送至电脑。电脑经图像处理四步程序（读图、原始图像灰度化、灰度化图像二值化、图像目标计数）的处理获取洋葱表皮细胞个数。

本实用新型与传统数字全息成像而言，不需要完全相干光源(如激光)，而只需单色激光束（非相干光源）替代激光（相干光源）作为光源（相干光源），同时还克服了传统分类与计数方法的耗时耗力、使用环境受限和结果主观性强的局限性。实现了对细胞的快速而准确分类与计数，便于携带、操作简单、处理快速和结果准确，有着广泛的市场应用前景。

附图说明

图1是本实用新型的主视图；

图2是图1的A-A向剖视图；

图3是本实用新型的剖视图；

图4是本实用新型实际提取洋葱表皮细胞图像截取图像后的灰度处理图；

图5是本实用新型实际提取洋葱表皮细胞图像截取图像后的二值化处理图；

图6是本实用新型实际提取洋葱表皮细胞截取图像后的计数标记对比图；

图中：1-升降筒，2-固定筒，3-齿条，4-齿轮，5-支架，6-下箱体，7-上箱体，8-安放孔，9-安放座，10-取像镜头孔，11-CCD传感器取像装置，12-微孔板。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。参见图1至图3，基于无透镜全息成像快速检测植物细胞的装置，包括升降筒1、固定筒2、下箱体6和上箱体7，所述上箱体7的下面连接有下箱体6且连接处装有细胞涂片安放座9，下箱体6的中间设置有像取镜头孔10；上箱体7的上面设置有固定筒2，固定筒2的一侧设置有支架5；支架5的上面装有齿轮4；固定筒2外套装有升降筒1，升降筒1的顶部中间设置有安放孔8，安放孔8内装有微孔板12；升降筒1的一侧设置有齿条3，齿条3与齿轮4相啮合；取像镜头孔10、微孔板12以及细胞涂片安放座9的中心均在同一轴线上；取像镜头孔10内装有CCD传感器取像装置11。

所述微孔板12的孔径为10～100um。

本实用新型装置通过3D打印机打印制作。

本实用新型操作时，首先将洋葱表皮细胞涂片放置于安放座9上，升降筒1和固定筒2正上方的单色激光束穿过孔径为50um微孔板12的微孔，微孔板12的微孔能使单色激光束成为一束可代替激光（相干光源）垂直照射于装有细胞涂片安放座9上细胞涂片的激光束。该激光束透过洋葱表皮细胞涂片至CCD传感器取像装置11，CCD传感器取像装置11通过USB接口数据线将获取到的图像数据传送至电脑。电脑采用软件VLC media player 2.1.3驱动。单色激光束经升降筒1的升降调节，使安放于安放座9上的细胞涂片成像清晰，取像镜头孔10上装有的CCD传感器取像装置11获取清晰图像，并将提取的图像存入电脑。由于本实用新型装置所形成全封闭式结构，使得外部光线难以进入，起到了去除外界光线干扰的效果。

本实用新型实际提取洋葱表皮细胞经图像处理四步程序（读图、原始图像灰度化、灰度化图像二值化、图像目标计数）的处理后，获取的洋葱表皮细胞个数非常清晰，能对细胞的进行快速而准确分类与计数（如图4、5、6所示）。

由于在制作洋葱表皮细胞涂片时，会因为染色不均匀和非相干光的影响，造成CCD传感器的感光强度不同，使图像存在色差。为了简化图像处理四步程序，达到简捷、快速处理，截取图像中色差不大的一块作为处理对象并导入电脑，通过读入原始图像、原始图像灰度化、灰度图像二值化和目标计数并输出计数结果。其中图像预处理参数设为通过调节图像处理中的灰度最佳阈值，采取人工依据图像处理要求，自动设定或采用自动寻找最佳阈值对图像进行二值化处理。程序处理中采用八连通域计数法计数，并输出为n=39，就是图像中洋葱表皮细胞的计数值。再其次，又采用图像标记法对连通域数出细胞特征点标记，以便于和真实值对比。最后，因洋葱表皮细胞结构和排列特征均较为规则，可经公式：n/N=N1/N2(其中：N为整个洋葱表皮细胞个数、N1为截取图像像素点个数、N2为整幅图中洋葱表皮细胞总像素点个数)，粗略计算得出洋葱表皮细胞个数N=220。通过图像处理的数据与实际个数对比，计数准确，上下波动小于5基本满足精度要求。

本实用新型得益于近年来图像传感器和全息成像技术的发展，再结合相应的计算机图像处理技术为实现细胞高效且自动的分类和计数找到了一种新途径。可以适用洋葱等植物细胞图像提取及分析，实用性强，使用方便。

Claims (2)

1.基于无透镜全息成像快速检测植物细胞的装置，包括升降筒、固定筒、下箱体和上箱体，其特征在于，所述上箱体的下面连接有下箱体且连接处装有细胞涂片安放座，下箱体的中间设置有像取镜头孔；上箱体的上面设置有固定筒，固定筒的一侧设置有支架；支架的上面装有齿轮；固定筒外套装有升降筒，升降筒的顶部中间设置有安放孔，安放孔内装有微孔板；升降筒的一侧设置有齿条，齿条与齿轮相啮合；取像镜头孔、微孔板以及细胞涂片安放座的中心均在同一轴线上；取像镜头孔内装有CCD传感器取像装置。

2.根据权利要求1所述的基于无透镜全息成像快速检测植物细胞的装置，其特征在于，所述微孔板的孔径为10～100um。