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    基于機器視覺的結核感染T細胞斑點檢測技術研究

    張堉晨  
    【摘要】:結核感染T細胞檢測作為當今診斷結核感染的新方法,其結果判定的主要手段通常是人工計數,不僅檢測效率較低下,而且受主觀影響較大。本文設計并開發了一種結核感染T細胞斑點自動檢測平臺,可以實現對結核感染T細胞檢測試劑盒進行逐孔采集、檢測并生成報告,減少了人工工作量,提高了檢測和診斷效率。根據實際功能需求設計并搭建了由視覺系統和運動平臺組成的自動檢測平臺,確立了“PC機+運動控制器+運動平臺”的控制系統總體架構,建立了以CAN總線為核心的上下位機實時通訊網絡。設計取入試劑盒→A1試劑孔定位→A1試劑孔居中校準→圖像采集和圖像處理→A2試劑孔定位→……→最后一個試劑孔圖像采集和圖像處理→生成檢測報告→退出試劑盒的自動檢測平臺工作流程。在運動控制方面,本文設計了以STM32F407VGT6為主控芯片的運動控制器。硬件電路包括最小系統電路、供電電路、步進電機控制信號接口電路、傳感器信號接口電路和通訊模塊電路,完成了PCB設計和樣板制作。軟件程序包括μC/OS-II實時操作系統的移植、步進電機運動控制和CAN總線通信,實現了對平臺的運動控制和與上位機的通訊。在圖像處理方面,本文對結核感染T細胞斑點圖像通過自動閾值分割、邊緣輪廓的提取、邊緣輪廓的篩選和邊緣擬合的方法提取出待檢測區域,通過距離變換和分水嶺算法結合的方法實現結核感染T細胞斑點的分割,再對分割后的斑點個數進行統計。經過控制系統各模塊功能測試和結核感染T細胞斑點自動檢測平臺整機測試,證明該平臺能夠實現最初的設計目標。整機測試過程中自動檢測平臺系統運行穩定,最終的檢測結果判定準確率為96.53%,可以取代人工計數,具有一定的實際應用價值。


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