一种卵胞浆内单精子自动注射中的卵胞位姿确定方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102184407A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102184407A(43)申请公布日2011.09.14(21)申请号201110026121.X(22)申请日2011.01.21(71)申请人华南理工大学地址510641广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人杜启亮田联房张勤青山尚之(51)Int.Cl.G06K9/62(2006.01)C12Q1/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种卵胞浆内单精子自动注射中的卵胞位姿确定方法(57)摘要本发明公开了卵胞浆内单精子自动注射中的卵胞位姿确定方法，将彩色图像转化为灰度图像并中值滤波处理等步骤，确定微吸附针和微注射针的位置、确定卵胞的位置和姿态，用Otsu自适应阈值法对灰度图像进行二值化处理等步骤，依次沿卵胞区域轮廓的各像素点，往该区域的中心方向取n个像素点求均值，形成序列S，求序列S的均值Savg，判断S中各点的值是否均在区间[Savg-Ts，Savg+Ts]中：若是，则在卵胞区域内部用Hough圆检测方法检测半径为rp的圆，将该坐标从图像坐标系映射到卵胞局部坐标系中，坐标为(xp，yp)，通过空间三角关系计算卵胞俯仰角El和卵胞方位角Az，输出卵胞的位置坐标(xc，yc)和姿态坐标(Az，El)。CN102847ACCNN110218440702184411A权利要求书1/1页1.一种卵胞浆内单精子自动注射中的卵胞位姿确定方法，其特征在于包括如下步骤：(1)、抓取每一帧实时彩色图像并将其转化为灰度图像；(2)、将步骤(1)中灰度图像进行中值滤波处理，去除噪声，再用模板匹配的方法识别微吸附针和微注射针的位置，其中，识别范围由微吸附针和微注射针的运动估计来限定；(3)、确定微吸附针和微注射针的位置后，确定卵胞的位置和姿态。2.根据权利要求1所述的卵胞位姿确定方法，其特征在于，所述步骤(3)确定卵胞的位置和姿态，具体步骤如下：(1-1)、用Otsu自适应阈值法对灰度图像进行二值化处理；(1-2)、在二值图像中根据已识别出的微吸附针和微注射针的位置，把微吸附针和微注射针的区域作为背景区域处理；(1-3)、对二值图像进行二值图像形态学闭操作，并且去掉图像中的小面积区域，以便连通破碎边缘，去除玻片的污损和溶液中的杂质对成像影响，填充各区域中的孔洞；(1-4)、求取各连通区域轮廓所围成区域的圆度和面积参数；(1-5)、根据圆度和面积参数识别出卵胞区域；(1-6)、依次以卵胞区域的轮廓上各像素点作为中心，建立一个m×m的小邻域；(1-7)、用局部阈值法对灰度图像再做一次二值化，精确分割出卵胞区域；(1-8)、分割出卵胞区域后，找出该区域的中心位置坐标(xc，yc)，并以此为原点建立卵胞局部直角坐标系，把区域的平均半径作为卵胞半径rc；(1-9)、依次沿卵胞区域的轮廓的各像素点，往该区域的中心方向取n个像素点求均值，形成序列S，求序列S的均值Savg。(1-10)、判断S中各点的值是否均在区间[Savg-Ts，Savg+Ts]中：若否，则求取S中的最大值对应的点的坐标，便是极体的位置的图像坐标，再将该坐标从图像坐标系映射到卵胞局部坐标系中，坐标为(xp，yp)，最后将俯仰角El赋予0值，再通过空间三角关系计算卵胞方位角Az，并输出卵胞的位置坐标(xc，yc)和姿态坐标(Az，El)，其中(xc，yc)是图像全局坐标，(Az，El)是卵胞局部坐标；若是，则在卵胞区域内部用Hough圆检测方法检测半径为rp的圆，圆心位置即可判断为极体的位置，将该坐标从图像坐标系映射到卵胞局部坐标系中，坐标为(xp，yp)，通过空间三角关系计算卵胞俯仰角El，通过空间三角关系计算卵胞方位角Az，并输出卵胞的位置坐标(xc，yc)和姿态坐标(Az，El)，其中(xc，yc)是图像全局坐标，(Az，El)是卵胞局部坐标。2CCNN110218440702184411A说明书1/4页一种卵胞浆内单精子自动注射中的卵胞位姿确定方法技术领域[0001]本发明涉及卵胞浆内单精子注射技术，特别涉及一种卵胞浆内单精子自动注射中的卵胞位姿确定方法。背景技术[0002]细胞注射是生物技术、基因工程中不可或缺的微操作。由于手动的细胞操作容易受操作人员的熟练程度、疲劳情况等因素影响，所以难以保持稳定的成功率，同时也成为生物工程产业化的一个瓶颈。近年来，自动的细胞注射系统逐渐成为国内外的研究热点。由于显微镜下的细胞注射的环境是非结构化的，所以目前对于细胞的位置和姿态的检测只能通过显微视觉来实现。WenhuiWang在论文《High-ThroughputAutomatedInjectionofIndividualBiologicalCells