专利名称：一种基于计算机视觉的牛奶体细胞计数方法
技术领域：
本发明涉及牛奶体细胞测量技术，尤其是一种牛奶体细胞计数方法。
背景技术：
牛奶中的体细胞通常由巨噬细胞、淋巴细胞、多形核嗜中性白细胞和少量的乳腺组织上皮细胞组成。体细胞数(SCC)是指每毫升牛奶中含有的体细胞数目。SCC可以反映奶牛奶房受细菌感染的程度，还可以用来估计奶牛产奶量的损失情况。当身体特别是乳房受到感染或伤害时，体细胞会随着血液抵达受伤部位。一方面巨噬细胞和核嗜中性白细胞吞噬细菌，而淋巴细胞则控制免疫反应和产生抗体以抗拒细菌破坏， 起到保护机体的作用；另一方面体现在挤出的奶中体细胞的数量明显增加。体细胞数与奶牛的乳房健康密切相关。通过体细胞的检测，可以衡量整个牛群乳腺细胞的健康状况。因此可通过检测生鲜奶中体细胞的数量来有效控制奶牛的乳房炎。当SCC超过5X IO5时，奶牛感染细菌的可能性较大.乳房炎发病率很高。相应的原料乳中的成分变化增大.牛奶的质量变差。SCC可作为判断牛奶质量高低的重要标准scc越低，牛奶的质量越高；scc越高，对牛奶质量的影响越大。现行的检测方法主要有加利福利亚测量法，荧光流式计数方法，电子粒子计数法，显微镜法。SCC可以使用CMT (加利福利亚测量法)测量得到。CMT是将特定的表面活性剂添加到牛奶中，牛奶中的细胞遇到表面活性剂时，会收缩凝固，使得细胞放出去氧核糖核酸而凝集。细胞越多，凝集状态越强，出现的凝集片越多。CMT法快速、敏感，而且价格便宜，试验方法简单，所需设备少，反映结果较为准确。但CMT法只是一个体细胞的相对数量，而不是精确数量，而且认为因素影响较大，应有专门培训人员固定做此项检查。通过测量化学发光反应也可以用来计算SCC，即荧光流式计数方法。这种方法是向牛奶中加入一种荧光添加剂，这种荧光添加剂会被细胞吸收。然后使用特定波长的光照射牛奶，此时细胞会发出另一种特征波长的荧光。通过使用一个能识别这种特征波长的合适过滤器，就能计算出牛奶中的细胞数。这种方法需要对牛奶采样，需要选取合适分量的荧光添加剂与之混合，还需要选择合适的光照和过滤器。这是一个工作量大而且耗费较高的过程。SCC也可以通过电子粒子计数法测量。这中方法主要依靠检测牛奶导电性的变化来，这是因为一般来说，在乳腺炎牛奶的电导率比正常牛奶中的电导率高。电导率通常通过一个有探针的直流或交流的回路来测量，这个探针被固定在牛奶流中。这个探针是很敏感的。这个探针一般包括两个电极，直流或交流电通过就会在牛奶中形成电流。牛奶电导率的变化通过回路中电流的变化来测量。然而，牛奶中胶质物会在电极上的沉淀经常会导致读数的不准确。这种测量方法还有一些缺点。这种测量方法依靠牛奶中的一些变化，而这些变化只有在细菌与白细胞发生作用才会发生。所以，这对于乳腺炎的初期检测不太合适。同时，这种方法的重复性也比较差，因为在不同测试或不同的奶牛中，电解质成分和浓度重大的差异。所以，使用单独使用这种方法来进行诊断是冒险的。显微镜法作为体细胞计数的标准方法，它通常用于校正体细胞分析仪和其他方法的正确性。但是目前的显微镜法仅限于人工操作，人工操作不仅会造成工作效率的低下，而且不可避免地会产生人为性的误差。
发明内容
为了克服已有牛奶体细胞计数方法的存在人为因素、检测效率较低、准确性较差的不足，本发明提供一种有效避免人为因素影响、检测效率高、准确性良好的基于计算机视觉的牛奶体细胞计数方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种基于计算机视觉的牛奶体细胞计数方法，所述牛奶体细胞计数方法包括以下步骤I)在牛奶中滴入染色剂，用染色剂对其体细胞进行染色，然后将牛奶滴入玻片中，数码显微镜采集细胞图像，所述细胞图像为彩色图像；2)进行细胞图像预处理将细胞图像灰度化、二值化；3)体细胞计数过程3. I)根据给定的体细胞实际半径大小范围rl r2，利用标定所得每像素对应的实际物理距离，计算出体细胞所占像素面积范围SI S2 ;3. 2)对细胞二值化图像逐行扫描，若找到一个白色像素，利用递归方法探查该像素所处的连通区域的大小S ；3. 3)若SI≤S≤S2，则说明这个白色像素所属的连通区域是体细胞，将体细胞数count加I ;反之,体细胞数count不变,所述体细胞数count的初始值为O ;3.4)扫描完之后，得到细胞图像中的体细胞数count。进一步，所述步骤I)中采集多张细胞图像，分别执行步骤2) 3);得到所有图像上的体细胞数加起来得到的总和为TotalNumber。设获取的图像大小为ZS =ZffX ZH(Pixel2)，Zff表示图像的像素宽度，ZH表示图像的像素高度，玻片上牛奶占据区域立方体的高度为h mm，单位体积的体细胞个数，即SCC为
权利要求
1.一种基于计算机视觉的牛奶体细胞计数方法，其特征在于所述牛奶体细胞计数方法包括以下步骤 1)在牛奶中滴入染色剂，用染色剂对其体细胞进行染色，然后将牛奶滴入玻片中，数码显微镜采集细胞图像，所述细胞图像为彩色图像； 2)进行细胞图像预处理将细胞图像灰度化、二值化； 3)体细胞计数过程 3.I)根据给定的体细胞实际半径大小范围rl r2，利用标定所得每像素对应的实际物理距离，计算出体细胞所占像素面积范围SI S2 ; 3.2)对细胞二值化图像逐行扫描，若找到一个白色像素，利用递归方法探查该像素所处的连通区域的大小S ； 3.3)若SI < S < S2，则说明这个白色像素所属的连通区域是体细胞，将体细胞数count加I ;反之,体细胞数count不变,所述体细胞数count的初始值为O ; 3.4)扫描完之后，得到细胞图像中的体细胞数count。
2.如权利要求I所述的基于计算机视觉的牛奶体细胞计数方法，其特征在于所述步骤I)中采集多张细胞图像，分别执行步骤2) 3)； 得到所有图像上的体细胞数加起来得到的总和为TotalNumber。设获取的图像大小为ZS = ZWX ZH (Pixel2)，ZW表示图像的像素宽度，ZH表示图像的像素高度，玻片上牛奶占据区域立方体的高度为h mm，单位体积的体细胞个数，即SCC为平均每张图片上的体细胞数 —(TotalNumber / PicNumber)P~平均每张图片对应的体积_ZSxDP2 xh°
3.如权利要求I或2所述的基于计算机视觉的牛奶体细胞计数方法，其特征在于所述步骤3. I)，标定的过程如下获取标尺图片，经行灰度化，二值化图像处理，然后使用Houhg变换，取得图像中长度在设定范围之内且平行的直线，识别出这些直线中的标尺刻度线，然后计算出相距最远的刻度线之间的像素数为n，对应标尺的刻度数m，则单位像素所表示的物理距离为DP = O. 01*m/n。
全文摘要
一种基于计算机视觉的牛奶体细胞计数方法，包括以下步骤1)在牛奶中滴入染色剂，用染色剂对其体细胞进行染色，然后将牛奶滴入玻片中，数码显微镜采集细胞图像，所述细胞图像为彩色图像；2)进行细胞图像预处理；3)体细胞计数过程3.1)设定体细胞所占像素面积范围S1～S2；3.2)对细胞二值化图像逐行扫描，若找到一个白色像素，利用递归方法探查该像素所处的连通区域的大小S；3.3)若S1≤S≤S2，则说明这个白色像素所属的连通区域是体细胞，将体细胞数count加1；反之，体细胞数count不变；3.4)扫描完之后，得到细胞图像中的体细胞数count。本发明有效避免人为因素影响、检测效率高、准确性良好。
文档编号G06T7/00GK102819765SQ20121004780
公开日2012年12月12日 申请日期2012年2月28日 优先权日2012年2月28日
发明者高飞, 袁晓阳, 李洪波, 沈国瑜, 张元鸣, 肖刚 申请人:浙江工业大学, 杭州浙大优创科技有限公司