專利名稱：一種基于計算機視覺的牛奶體細胞計數(shù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及牛奶體細胞測量技術(shù)，尤其是一種牛奶體細胞計數(shù)方法。
背景技術(shù)：
牛奶中的體細胞通常由巨噬細胞、淋巴細胞、多形核嗜中性白細胞和少量的乳腺組織上皮細胞組成。體細胞數(shù)(SCC)是指每毫升牛奶中含有的體細胞數(shù)目。SCC可以反映奶牛奶房受細菌感染的程度，還可以用來估計奶牛產(chǎn)奶量的損失情況。當身體特別是乳房受到感染或傷害時，體細胞會隨著血液抵達受傷部位。一方面巨噬細胞和核嗜中性白細胞吞噬細菌，而淋巴細胞則控制免疫反應(yīng)和產(chǎn)生抗體以抗拒細菌破壞， 起到保護機體的作用；另一方面體現(xiàn)在擠出的奶中體細胞的數(shù)量明顯增加。體細胞數(shù)與奶牛的乳房健康密切相關(guān)。通過體細胞的檢測，可以衡量整個牛群乳腺細胞的健康狀況。因此可通過檢測生鮮奶中體細胞的數(shù)量來有效控制奶牛的乳房炎。當SCC超過5X IO5時，奶牛感染細菌的可能性較大.乳房炎發(fā)病率很高。相應(yīng)的原料乳中的成分變化增大.牛奶的質(zhì)量變差。SCC可作為判斷牛奶質(zhì)量高低的重要標準scc越低，牛奶的質(zhì)量越高；scc越高，對牛奶質(zhì)量的影響越大?，F(xiàn)行的檢測方法主要有加利福利亞測量法，熒光流式計數(shù)方法，電子粒子計數(shù)法，顯微鏡法。SCC可以使用CMT (加利福利亞測量法)測量得到。CMT是將特定的表面活性劑添加到牛奶中，牛奶中的細胞遇到表面活性劑時，會收縮凝固，使得細胞放出去氧核糖核酸而凝集。細胞越多，凝集狀態(tài)越強，出現(xiàn)的凝集片越多。CMT法快速、敏感，而且價格便宜，試驗方法簡單，所需設(shè)備少，反映結(jié)果較為準確。但CMT法只是一個體細胞的相對數(shù)量，而不是精確數(shù)量，而且認為因素影響較大，應(yīng)有專門培訓(xùn)人員固定做此項檢查。通過測量化學(xué)發(fā)光反應(yīng)也可以用來計算SCC，即熒光流式計數(shù)方法。這種方法是向牛奶中加入一種熒光添加劑，這種熒光添加劑會被細胞吸收。然后使用特定波長的光照射牛奶，此時細胞會發(fā)出另一種特征波長的熒光。通過使用一個能識別這種特征波長的合適過濾器，就能計算出牛奶中的細胞數(shù)。這種方法需要對牛奶采樣，需要選取合適分量的熒光添加劑與之混合，還需要選擇合適的光照和過濾器。這是一個工作量大而且耗費較高的過程。SCC也可以通過電子粒子計數(shù)法測量。這中方法主要依靠檢測牛奶導(dǎo)電性的變化來，這是因為一般來說，在乳腺炎牛奶的電導(dǎo)率比正常牛奶中的電導(dǎo)率高。電導(dǎo)率通常通過一個有探針的直流或交流的回路來測量，這個探針被固定在牛奶流中。這個探針是很敏感的。這個探針一般包括兩個電極，直流或交流電通過就會在牛奶中形成電流。牛奶電導(dǎo)率的變化通過回路中電流的變化來測量。然而，牛奶中膠質(zhì)物會在電極上的沉淀經(jīng)常會導(dǎo)致讀數(shù)的不準確。這種測量方法還有一些缺點。這種測量方法依靠牛奶中的一些變化，而這些變化只有在細菌與白細胞發(fā)生作用才會發(fā)生。所以，這對于乳腺炎的初期檢測不太合適。同時，這種方法的重復(fù)性也比較差，因為在不同測試或不同的奶牛中，電解質(zhì)成分和濃度重大的差異。所以，使用單獨使用這種方法來進行診斷是冒險的。顯微鏡法作為體細胞計數(shù)的標準方法，它通常用于校正體細胞分析儀和其他方法的正確性。但是目前的顯微鏡法僅限于人工操作，人工操作不僅會造成工作效率的低下，而且不可避免地會產(chǎn)生人為性的誤差。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有牛奶體細胞計數(shù)方法的存在人為因素、檢測效率較低、準確性較差的不足，本發(fā)明提供一種有效避免人為因素影響、檢測效率高、準確性良好的基于計算機視覺的牛奶體細胞計數(shù)方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種基于計算機視覺的牛奶體細胞計數(shù)方法，所述牛奶體細胞計數(shù)方法包括以下步驟I)在牛奶中滴入染色劑，用染色劑對其體細胞進行染色，然后將牛奶滴入玻片中，數(shù)碼顯微鏡采集細胞圖像，所述細胞圖像為彩色圖像；2)進行細胞圖像預(yù)處理將細胞圖像灰度化、二值化；3)體細胞計數(shù)過程3. I)根據(jù)給定的體細胞實際半徑大小范圍rl r2，利用標定所得每像素對應(yīng)的實際物理距離，計算出體細胞所占像素面積范圍SI S2 ;3. 2)對細胞二值化圖像逐行掃描，若找到一個白色像素，利用遞歸方法探查該像素所處的連通區(qū)域的大小S ；3. 3)若SI≤S≤S2，則說明這個白色像素所屬的連通區(qū)域是體細胞，將體細胞數(shù)count加I ;反之,體細胞數(shù)count不變,所述體細胞數(shù)count的初始值為O ;3.4)掃描完之后，得到細胞圖像中的體細胞數(shù)count。進一步，所述步驟I)中采集多張細胞圖像，分別執(zhí)行步驟2) 3);得到所有圖像上的體細胞數(shù)加起來得到的總和為TotalNumber。設(shè)獲取的圖像大小為ZS =ZffX ZH(Pixel2)，Zff表示圖像的像素寬度，ZH表示圖像的像素高度，玻片上牛奶占據(jù)區(qū)域立方體的高度為h mm，單位體積的體細胞個數(shù)，即SCC為
權(quán)利要求
1.一種基于計算機視覺的牛奶體細胞計數(shù)方法，其特征在于所述牛奶體細胞計數(shù)方法包括以下步驟 1)在牛奶中滴入染色劑，用染色劑對其體細胞進行染色，然后將牛奶滴入玻片中，數(shù)碼顯微鏡采集細胞圖像，所述細胞圖像為彩色圖像； 2)進行細胞圖像預(yù)處理將細胞圖像灰度化、二值化； 3)體細胞計數(shù)過程 3.I)根據(jù)給定的體細胞實際半徑大小范圍rl r2，利用標定所得每像素對應(yīng)的實際物理距離，計算出體細胞所占像素面積范圍SI S2 ; 3.2)對細胞二值化圖像逐行掃描，若找到一個白色像素，利用遞歸方法探查該像素所處的連通區(qū)域的大小S ； 3.3)若SI < S < S2，則說明這個白色像素所屬的連通區(qū)域是體細胞，將體細胞數(shù)count加I ;反之,體細胞數(shù)count不變,所述體細胞數(shù)count的初始值為O ; 3.4)掃描完之后，得到細胞圖像中的體細胞數(shù)count。
2.如權(quán)利要求I所述的基于計算機視覺的牛奶體細胞計數(shù)方法，其特征在于所述步驟I)中采集多張細胞圖像，分別執(zhí)行步驟2) 3)； 得到所有圖像上的體細胞數(shù)加起來得到的總和為TotalNumber。設(shè)獲取的圖像大小為ZS = ZWX ZH (Pixel2)，ZW表示圖像的像素寬度，ZH表示圖像的像素高度，玻片上牛奶占據(jù)區(qū)域立方體的高度為h mm，單位體積的體細胞個數(shù)，即SCC為平均每張圖片上的體細胞數(shù) —(TotalNumber / PicNumber)P~平均每張圖片對應(yīng)的體積_ZSxDP2 xh°
3.如權(quán)利要求I或2所述的基于計算機視覺的牛奶體細胞計數(shù)方法，其特征在于所述步驟3. I)，標定的過程如下獲取標尺圖片，經(jīng)行灰度化，二值化圖像處理，然后使用Houhg變換，取得圖像中長度在設(shè)定范圍之內(nèi)且平行的直線，識別出這些直線中的標尺刻度線，然后計算出相距最遠的刻度線之間的像素數(shù)為n，對應(yīng)標尺的刻度數(shù)m，則單位像素所表示的物理距離為DP = O. 01*m/n。
全文摘要
一種基于計算機視覺的牛奶體細胞計數(shù)方法，包括以下步驟1)在牛奶中滴入染色劑，用染色劑對其體細胞進行染色，然后將牛奶滴入玻片中，數(shù)碼顯微鏡采集細胞圖像，所述細胞圖像為彩色圖像；2)進行細胞圖像預(yù)處理；3)體細胞計數(shù)過程3.1)設(shè)定體細胞所占像素面積范圍S1～S2；3.2)對細胞二值化圖像逐行掃描，若找到一個白色像素，利用遞歸方法探查該像素所處的連通區(qū)域的大小S；3.3)若S1≤S≤S2，則說明這個白色像素所屬的連通區(qū)域是體細胞，將體細胞數(shù)count加1；反之，體細胞數(shù)count不變；3.4)掃描完之后，得到細胞圖像中的體細胞數(shù)count。本發(fā)明有效避免人為因素影響、檢測效率高、準確性良好。
文檔編號G06T7/00GK102819765SQ20121004780
公開日2012年12月12日 申請日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者高飛, 袁曉陽, 李洪波, 沈國瑜, 張元鳴, 肖剛 申請人:浙江工業(yè)大學(xué), 杭州浙大優(yōu)創(chuàng)科技有限公司