[发明专利]基于无透镜成像的椭圆细胞检测装置及检测方法

权利要求书

1.椭圆细胞的检测方法，其特征在于，该方法应用基于无透镜成像的椭圆细胞检测装置进行椭圆细胞检测，基于无透镜成像的椭圆细胞检测装置，包括上下设置的灯光盒(1)和电路板保护盒(8)，所述灯光盒(1)中由上向下依次设置有位于同一轴线上的LED光源(2)、凸透镜(3)、CMOS图像传感器(7)，所述CMOS图像传感器(7)位于电路板保护盒(8)上，所述电路板保护盒(8)中设置有与CMOS图像传感器(7)连接的CMOS图像传感器电路，所述CMOS图像传感器(7)外周设置有样本垫(9)，所述样本垫(9)上设置有样本卡槽(4)，所述灯光盒(1)与电路板保护盒(8)旋转连接，灯光盒(1)可在电路板保护盒(8)上转动，所述灯光盒(1)侧壁开设在有开口，所述电路板保护盒(8)上固定有与灯光盒(1)开口匹配的遮光板(5)；

具体按照以下步骤实施：

步骤1、制作待测椭圆细胞样本(6)；

步骤2、将所述待测椭圆细胞样本(6)置于CMOS图像传感器(7)上，并固定于样本卡槽(4)中，旋转灯光盒(1)使其开口与遮光板形成封闭采集室；

步骤3、开启所述LED光源(2)，使所述LED光源(2)发出的光线经凸透镜(3)聚拢垂直射向待测椭圆细胞样本(6)；

步骤4、打开所述CMOS图像传感器(7)，将采集到的图像数据经数据接口导出到CMOS图像传感器电路的处理模块上；

步骤5、对导出的图像数据使用霍夫变换算法检测血细胞圆心，并依据血细胞圆心对图像进行分割，检测血细胞衍射环；

步骤6、在步骤5的基础上进行亚像素插值运算得到亚像素图像，并以步骤5中得到的圆心坐标为中心，将亚像素图像从矩形坐标系转换为极坐标系；

步骤7、通过超分辨率算法确定衍射亮环最强光强点到细胞衍射环中心的距离的曲线；

步骤8、根据步骤6的距离曲线，计算出衍射亮环的光强最大值点，表征第一衍射亮环的位置；

步骤9、以极坐标系参数θ从0度增加至360度，按照设置的步长递增，依次重复步骤7～8，直到得到360度的半径数据，将360度的半径数据组成一个半径序列{x'_pk1(θ₁)，x'_pk2(θ₂)，…，x'_pkn(θ_n)}，x'_pkn(θ_n)表示极坐标系参数θ对应的半径值，n为不为0的自然数；

步骤10、通过两个半径之和表征衍射环直径，匹配半径得到衍射环在角度α₁,α₂,…,α_i处的直径长度，i是不为0的自然数：

式(10)中，D₁(α₁),D₂(α₂),…,D_i(α_i)是衍射环在角度α₁,α₂,…,α_i处的直径长度；

定义集合A来表示这些数据：

A＝{D₁(α₁),D₂(α₂)，…，D_i(α_i)}                                     (11)；

步骤11、进行椭圆细胞的匹配识别，椭圆长轴位置的阴影长度表示为：

D_maj(α_maj)＝min(A)                                             (12)

假设π/4＜α_maj＜3π/4，定义集合B表示为

B＝{D₁(β₁),D₂(β₂)，…，D_i(β_i)}                                      (13)

椭圆短轴位置处阴影的长度可以表示为：

D_min(α_min)＝min(B)

定义参数M表示椭圆细胞长轴和短轴之间的差异：

M＝|D_maj(α_maj)-D_min(α_min)|

定义阈值M_T，如果M＞M_T,那么判断是正常的椭圆细胞，否则为其他细胞。

2.根据权利要求1所述的椭圆细胞的检测方法，其特征在于，所述步骤7具体为，根据图像数据本身携带的光强信息，得到光强和距离衍射发生点的长度的映射关系，衍射发生点即细胞的边缘，这个关系表示在二维坐标系中会出现多个波峰，每一个波峰代表了一个衍射亮环，以波峰的最大值点表征衍射亮环的位置；

第一衍射亮环即为第一个衍射亮环：径向超分辨率是找到第一衍射亮环对应波峰的最快上升点和最快下降点，以这两个点的斜率的交点来修正波峰最大值点的位置；周向超分辨率，通过高斯平滑进行降噪，进而得到第一衍射亮环修正后的表征位置；通过第一衍射亮环的表征位置计算出第一衍射亮环到细胞衍射环的距离，得到第一衍射亮环最强光强点到细胞衍射环中心的距离的曲线。