本发明专利技术提供一种线虫识别系统和线虫识别方法，该线虫识别方法包括：将培养有线虫的线虫培养皿配置于载物台；由数码显微镜观察线虫培养皿中的线虫并获取能满足图像识别要求的线虫图像信息；由控制终端对线虫图像信息进行图像识别，包括：对线虫图像信息进行灰度处理；对灰度处理后的线虫图像信息进行平滑处理；以及对平滑处理后的线虫图像信息进行自适应阈值化处理和轮廓提取，以识别出线虫图像信息中的线虫。相较于现有技术，本发明专利技术具有识别方式简单且快速，线虫识别率高且通用性好便于推广应用，可以在有杂菌和光照不均匀的环境中进行识别等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物医学领域，特别地，涉及一种。
技术介绍
秀刚隐杆线虫（Caenorhabditiselegans)是一种无毒无害、非寄生（可以独立生 存的）的线虫，其成虫长度约为一毫米，通身透明，纤细身躯。作为第一个完成了全基因组 测序的多细胞生物，秀丽隐杆线虫（以下简称线虫）在生物学研究中被广泛作为模式生物 使用。 线虫对于生物学研究的意义也意味着对于线虫识别这一操作的需求，目前很多实 验室还是依靠借助数码显微镜来人工识别，人工识别线虫一方面非常耗费精力，另一方面 效率也并不算高。 进一步地，本领域技术人员已将数字图像处理和模式识别技术应用于线虫自动识 别领域。然而现有的线虫图像自动识别技术识别率不高，鲁棒性差，多数难以推向实际应 用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，以解决现有技术中线 虫识别技术存在的识别方法繁琐、费时费力及识别率较低等问题。 本专利技术在一方面提供一种线虫识别系统，包括：机架；设于所述机架内、用于配置 线虫培养皿的载物台；设于所述机架内且位于所述载物台上方的数码显微镜，用于观察所 述线虫培养皿中的线虫并获取能满足图像识别要求的线虫图像信息；以及控制终端，与所 述数码显微镜通信连接，用于接收从所述数码显微镜处传送来的线虫图像信息并对所述线 虫图像信息进行图像识别；所述控制终端包括：灰度处理单元，用于对所述线虫图像信息 进行灰度处理；平滑处理单元，与所述灰度处理单元连接，用于对所述灰度处理单元进行灰 度处理后的所述线虫图像信息进行平滑处理；自适应阈值化处理单元，与所述平滑处理单 元连接，用于对所述平滑处理单元进行平滑处理后的所述线虫图像信息进行自适应阈值化 处理；轮廓提取单元，与所述自适应阈值化处理单元连接，用于对所述自适应阈值化处理单 元进行自适应阈值化处理后的所述线虫图像信息进行轮廓提取，以识别出所述线虫图像信 息中的线虫。 于本专利技术的一实施方式中，所述线虫识别系统还包括对应所述线虫培养皿的观测 光源，所述观测光源为位于所述线虫培养皿的底部以提供朝向所述线虫培养皿的均匀平行 光源。 于本专利技术的一实施方式中，所述均匀平行光源包括LED多点光源，所述LED多点光 源置放于所述载物台上，所述LED多点光源上配置有一毛玻璃，所述线虫培养皿置放于所 述毛玻璃上。 于本专利技术的一实施方式中，所述线虫识别系统还包括：设于所述机架内、用于调整 所述数码显微镜和所述载物台相对位置关系的三维运动机构；以及与所述三维运动机构和 所述控制终端连接的控制板，用于接收来自通信连接的移动终端的控制指令而控制所述三 维运动机构。 于本专利技术的一实施方式中，所述三维运动机构包括：驱动所述数码显微镜沿X轴 运动的X轴运动装置；驱动所述数码显微镜沿Y轴运动的Y轴运动装置；以及驱动所述载物 台沿Z轴运动的Z轴运动装置。 于本专利技术的一实施方式中，所述X轴运动装置包括：x轴导向杆、X轴丝杆、X轴导 向块、以及X轴电机，所述X轴导向杆和所述X轴丝杆沿着X轴并行设置，所述数码显微镜 固定于所述X轴导向块且所述X轴导向块套设于所述X轴导向杆，所述X轴电机套设于所 述X轴丝杆且与所述X轴导向块连接；所述Y轴运动装置包括：Y轴导向杆、Y轴丝杆、Y轴 导向块、以及Y轴电机；Y轴导向杆为两个，沿着Y轴方向分列于所述机架的顶部的相对两 侦h所述γ轴丝杆与一个所述γ轴导向杆并行设置；γ轴导向块为两个，分别套设于两个所 述Y轴导向杆，且，所述X轴导向杆和所述X轴丝杆的相对两端分别插设于两个所述Y轴导 向块；所述Y轴电机套设于一个所述Y轴丝杆且与一个所述Y轴导向块连接；以及所述Z轴 运动装置包括：z轴导向杆、Z轴丝杆、以及Z轴电机，所述Z轴导向杆和所述Z轴丝杆沿着 Z轴并行设置，所述载物台套设于所述Z轴导向杆和所述Z轴丝杆，所述Z轴电机套设于所 述Z轴丝杆且与所述载物台连接。 于本专利技术的一实施方式中，所述X轴运动装置包括：X轴导向杆、X轴同步传送带、 X轴导向块、以及X轴电机，所述X轴导向杆和所述X轴同步传送带沿着X轴并行设置，所述 数码显微镜固定于所述X轴导向块且所述X轴导向块套设于所述X轴导向杆，所述X轴电 机套设于所述X轴同步传送带且与所述X轴导向块连接；所述Y轴运动装置包括：Y轴导向 杆、Y轴同步传送带、Y轴导向块、以及Y轴电机；Y轴导向杆为两个，沿着Y轴方向分列于所 述机架的顶部的相对两侧；所述Y轴同步传送带与一个所述Y轴导向杆并行设置；Y轴导向 块为两个，分别套设于两个所述Y轴导向杆，且，所述X轴导向杆的相对两端分别插设于两 个所述Y轴导向块；所述Y轴电机套设于一个所述Y轴同步传送带且与一个所述Y轴导向 块连接；以及所述Z轴运动装置包括：Z轴导向杆、Z轴丝杆、以及Z轴电机，所述Z轴导向 杆和所述Z轴丝杆沿着Z轴并行设置，所述载物台套设于所述Z轴导向杆和所述Z轴丝杆， 所述Z轴电机套设于所述Z轴丝杆且与所述载物台连接。 于本专利技术的一实施方式中，所述数码显微镜是通过一显微镜安装架而固定于所述 X轴导向块。 于本专利技术的一实施方式中，所述载物台为矩形台面或三角台面，所述载物台的一 个侧边作为与所述Z轴运动装置连接的连接侧边；以及在所述Z轴运动装置中，包括两个所 述Z轴导向杆和一个所述Z轴丝杆，所述Z轴丝杆居中，两个所述Z轴导向杆位于所述Z轴 丝杆的相对两侧。 于本专利技术的一实施方式中，所述X轴电机、所述Y轴电机、以及所述Z轴电机均为 步进电机。 本专利技术提供的线虫识别系统，包括有机架、载物台、数码显微镜、以及控制终端，所 述控制终端从所述数码显微镜处传送来的线虫图像信息并对所述线虫图像信息进行图像 识别，以识别出所述线虫图像信息中的线虫。相较于现有技术，本专利技术线虫识别系统具有识 别方式简单且快速，线虫识别率高且通用性好便于推广应用，可以在有杂菌和光照不均匀 的环境中进行识别等优点。 本专利技术在另一方面提供一种线虫识别方法，包括：将培养有线虫的线虫培养皿配 置于载物台；由数码显微镜观察所述线虫培养皿中的线虫并获取能满足图像识别要求的线 虫图像信息；以及由控制终端接收所述线虫图像信息并对所述线虫图像信息进行图像识 另IJ，包括：对所述线虫图像信息进行灰度处理；对灰度处理后的所述线虫图像信息进行平 滑处理；以及对平滑处理后的所述线虫图像信息进行自适应阈值化处理和轮廓提取，以识 另IJ出所述线虫图像信息中的线虫。 于本专利技术的一实施方式中，将培养有线虫的线虫培养皿配置于载物台，包括：将培 养有线虫的线虫培养皿定位于载物台上；以及为所述线虫培养皿提供观测光源。 于本专利技术的一实施方式中，所述观测光源为位于所述线虫培养皿的底部，以提供 朝向所述线虫培养皿的均匀平行光源。 于本专利技术的一实施方式中，所述线虫识别方法还包括对所述载物台进行调平。 于本专利技术的一实施方式中，由数码显微镜观察所述线虫培养皿中的线虫并获取能 满足图像识别要求的线虫图像信息，包括：通过数码显微镜获取观察到的关于所述载物台 上所述线虫培养皿中线虫的图像信息，将所述图像信息传送至与所述数码显微镜通信连接 的控制终端；由所述控制终端根据所述图像信息而输出控制指令并通过控制板来控制三维 运动机构以调整所述数码显微镜和所述载物台的相对位置，从而实现自动对焦；以及通过 所述数码本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种线虫识别系统，其特征在于，包括：机架；设于所述机架内、用于配置线虫培养皿的载物台；设于所述机架内且位于所述载物台上方的数码显微镜，用于观察所述线虫培养皿中的线虫并获取能满足图像识别要求的线虫图像信息；以及控制终端，与所述数码显微镜通信连接，用于接收从所述数码显微镜处传送来的线虫图像信息并对所述线虫图像信息进行图像识别；所述控制终端包括：灰度处理单元，用于对所述线虫图像信息进行灰度处理；平滑处理单元，与所述灰度处理单元连接，用于对所述灰度处理单元进行灰度处理后的所述线虫图像信息进行平滑处理；自适应阈值化处理单元，与所述平滑处理单元连接，用于对所述平滑处理单元进行平滑处理后的所述线虫图像信息进行自适应阈值化处理；轮廓提取单元，与所述自适应阈值化处理单元连接，用于对所述自适应阈值化处理单元进行自适应阈值化处理后的所述线虫图像信息进行轮廓提取，以识别出所述线虫图像信息中的线虫。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐葳，李越，曲嘉楠，王永才，宋磊，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。