[发明专利]一种藻类细胞计数检测系统及其检测方法

说明书

本发明公开了一种藻类细胞计数检测系统及其检测方法，该系统包括显微图像采集系统及图像处理计数系统，显微图像采集系统由数字摄像机、显微镜系统、流通池、流通管道组成；图像处理计数系统为计算机，包含有图像处理模块、数据统计及输出模块。采用本发明的藻类细胞计数检测系统及其检测方法可以方便、快捷、准确的获取藻类密度数据，为藻华预警和控制提供数据。

技术领域

本发明涉水环境检测技术领域，尤其涉及藻类密度检测，具体为一种藻类细胞计数检测系统及其检测方法。

背景技术

水体环境富营养化引起的水华在我国日趋严重。淡水湖泊如太湖、滇池、巢湖每年夏天秋季都会爆发蓝藻水华，其优势种是能产生微囊藻毒素的微囊藻。有毒蓝藻水华的发生不仅给水体生态系统带来严重危害，同时藻毒素对人体健康也产生直接或潜在的危害，因此控制水华发生、消除毒素危害已刻不容缓。微囊藻细胞数的监测将为藻华的预警和控制提供第一手资料。

藻类密度计数方法分为个体计数法和细胞计数法两种。由于生物个体存在差异，特别是集群的微囊藻，不同个体间差异非常大，能达到几百甚至上千倍，所以常用细胞计数法，以便科学地确定藻类生长状况。但细胞计数法速度慢、耗时长，且一般要在实验室操作，不适用于户外以自动化方式进行作业。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本发明提供了一种藻类细胞计数检测系统及其检测方法，可以方便、快捷、准确的获取藻类密度数据，为藻华预警和控制提供数据。

本发明的目的是这样实现的：

一种藻类细胞计数检测系统，包括显微图像采集系统及图像处理计数系统，所述显微图像采集系统由数字摄像机、显微镜系统、流通池、流通管道组成；所述图像处理计数系统为计算机，包含有图像处理模块、数据统计及输出模块；

所述流通池：为一端开口的盒体，盒体上端开口处两个边沿分别设置一个进液管和一个出液管，进液管和出液管之间通过一段透明的细胞显示管连接，所述细胞显示管的内径为5～6μm；

所述流通管道：分为两段，一段连接进液管的进液端，另一段连接出液管的出液端，且流通管道连接有进液蠕动泵；

所述显微镜系统：包括光源、物镜、6个透镜、一个半透明的反射镜、一个圆形挡板、一个环形光阑；所述物镜与流通池中的细胞显示管位置相对，环形光阑与数字摄像机的镜头位置相对；环形光阑的外径大于圆形挡板的直径，圆形挡板的直径与环形光阑中间的圆孔直径相同；光源、第一透镜、第六透镜、圆形挡板、第二透镜、第三透镜、反射镜、物镜组成了入射光路；第四透镜、第五透镜、光阑组成了出射光路；光源、第一透镜、第六透镜、圆形挡板、第二透镜、第三透镜的中心排列在一条水平轴线上，反射镜与水平轴线成45度夹角；物镜、第四透镜、第五透镜、光阑的中心排列在一条垂直轴线上，反射镜与垂直轴线成45度夹角；光源经过第一透镜成为平行光，再经过第六透镜后聚为圆形光斑，圆形光斑的直径等于环形光阑的外径，圆形光斑经过圆形挡板后变为圆环形光经过第二透镜及第三透镜汇聚后，一部分通过反射镜反射进入物镜，经物镜边缘射出；藻细胞产生的后向散射光经过物镜、再经过第四透镜、第五透镜和光阑被数字摄像机接收，形成暗场图像，

所述数字摄像机：通过数据线与图像处理计数系统连接，并传输暗场图像。

进一步的改进，所述图像处理模块包含有细胞图像增强模块、数学形态学处理模块、细胞图像分割模块、细胞图像匹配模块；所述细胞图像增强模块通过三段线性变换法对细胞图像灰度拉伸以增强细胞与背景的对比度，通过中值滤波法或中值滤波法与高通滤波法结合消除噪声使细胞图像平滑；所述数学形态学处理模块通过形态学运算子及其组合来进行细胞图像形状和结构的分析及处理；所述细胞图像分割模块通过阈值分割技术、微分算子边缘检测、区域增长技术、聚类分割技术对细胞或其内部细胞器的容积进行计量分析，进行形态分析，计算形态变化量；细胞图像增强模块处理后产生的新图像可以为其他模块所使用。

进一步的，所述数字摄像机为CCD相机。