[发明专利]一种面向微流控芯片的智能定位方法

摘要

本发明涉及一种面向微流控芯片的智能定位方法，使用CCD摄像头采集微流控芯片分析系统中的的芯片平面图像，利用形态学滤波器以及OPTA(one－pass thinning algorithm)细化算法对芯片平面图进行去噪和细化，得到芯片平面图像的骨架图；依据芯片骨架图，提取微流控芯片中微管道网络上的相关节点；根据得到的所有微管道节点位置及其相互之间的连通关系，生成邻接表；根据邻接表对微流控芯片进行智能跟踪定位，通过相关的反馈算法依照定位结果对邻接表进行反馈修正。它是基于相关图像处理技术设计的，具有定位的全自动化、精度高、速度快以及可以跟踪定位等特点，能对各类微流控芯片分析系统进行自动化分析的改进。

主权项

1.一种面向微流控芯片的智能定位方法，其特征在于，包括下列步骤：a.使用CCD摄像头采集微流控芯片分析系统中的的芯片平面图像，利用形态学滤波器以及OPTA(one-pass thinning algorithm)细化算法对芯片平面图进行去噪和细化，得到芯片平面图像的骨架图：1)对CCD摄像头采集到的芯片平面图像进行二值化处理；2)对二值化后的芯片平面图像利用形态学中的开启和闭合操作进行去噪和边缘平滑处理；3)对去噪后的图像利用OPTA算法进行细化，得到芯片平面图像的骨架图；b.依据芯片骨架图，提取微流控芯片中微管道网络上的相关节点：1)微管道网络上端点的提取：在芯片骨架图中，某个像素点的8-邻域内有且只有一个像素点存在，则这个像素点就是端点；2)微管道网络上交叉点的提取：在芯片骨架图中，某个像素点的8-邻域内有3个或3个以上的像素点，则这个像素点就是交叉点；3)微管道网络上拐点的提取：对芯片骨架图进行Radon变换，取图像的中心点作为原点，x轴与图像的上边界平行并通过原点，y轴与x轴相互垂直；将其在与x坐标轴夹角为0°～179°度的180个方向上进行投影，每一个角度上的变换结果作为一个列向量，所有的结果组合在一起可以形成一个700×180的变换矩阵，找出变换矩阵中的峰值，这些峰值对应着图像上的直线；然后，确定所求出的端点和交叉点分别属于哪条直线，若相互连通的一个端点和一个交叉点，端点所属的直线没有通过交叉点，交叉点同时属于多条直线，即可判定这个端点和交叉点之间存在一个拐点；然后将端点所属的直线与交叉点所属的所有直线的交点都求出来，落在端点与交叉点连接线上的交点即为拐点；c.微流控芯片平面图邻接表的生成：根据所得到的所有微管道节点位置及其相互之间的连通关系，可以生成一张相应的邻接表；邻接表中的每一个单元项由一个三元组组成，其中，图像的中心点为原点，前两项表示节点的坐标，第三项表示节点的类型，0表示端点，1表示交叉点，2表示拐点；依据所述的邻接表，系统便可以智能地对微流控芯片连续地的跟踪定位。