电化学发光(ECL)图像处理算法的分析

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1、-万方数据----ResearchontheAlgorithmoftheElectrochemiluminescence(ECL)ImageProcessingAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicsandCommunicationsEngineeringByXuYinfengSupervisor:YuePengAssociateProfessorZhouQisheSeniorEngin

2、eerNovember2015----万方数据----万方数据----西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于

3、论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：----万方数据----万方数据----摘要摘要边缘作为反映物体形态最重要的特征之一，在图像处理中始终扮演着重要角色。如何从复杂的

4、电化学发光图像中准确提取发光物体的边缘，也是研究人员一直关注的重点。虽然能够实现边缘检测的算法众多，但是适用于电化学发光图像的，少之又少。电化学发光成像分析作为REFP-1型分析仪器的重要组成部分，一直不能完整地检测图像中的目标边缘和亮度信息。为完善分析仪器的此项功能，本文进行了相关功能模块的设计与实现。在图像边缘清晰、对比明显的情况下，常规边缘检测算法能够取得较佳的边缘检测效果。但是在将其应用于灰度不均、含噪、复杂的电化学发光图像时，通常不能提取出完整、连续、闭合的边界。为获取闭合边界进而将目标部分从电化学发光图像中分离出来，本文提出了基于小波变换、

5、Canny边缘检测以及梯度矢量流形变模型的新型边缘检测算法(SCGVF)。本文首先介绍了边缘检测技术的应用发展状况和项目所依托的REFP-1型电化学发光分析仪器的硬件平台。其次针对目标形态分析的这一需求，详细讨论了基于区域和基于边界的图像分割理论，并分别采用区域生长算法和经典边缘检测算法对电化学发光图像进行了初步测试。经过测试发现，区域生长算法在图像均匀、边界清晰的情况下能够比较有效地将目标分离出来；经典边缘检测算法也能够大致检测出边缘，但是检测的边缘通常不连续而且常包含大量的伪边缘，并不能达到真正将目标分离的目的。再次，本文重点讨论了基于梯度直方图凹

6、度分析的Canny边缘检测算法、小波变换技术以及梯度矢量流形变模型。综合这三项技术优势，提出了采用小波变换进行图像预处理、采用改进型Canny检测的边缘作为映射基础图、使用梯度矢量流模型进行边界提取的SCGVF算法，并对SCGVF的算法性能进行了实验测试，结果表明SCGVF算法具有良好的目标形态提取性能，能够满足实际需求。接着在SCGVF算法检测结果的基础上，简略说明了目标部分发光强度的统计方法。最后，为算法设计了简约、易用的图形化操作界面，并对GUI的功能和操作进行了详细的描述，通过封装使应用程序摆脱了对执行环境的依赖，最终将其应用于REFP-1型电

7、化学发光分析仪器，扩充了分析仪器对电化学发光图像的分析功能。关键词：电化学发光图像，边缘检测，Canny，小波变换，梯度矢量流I----万方数据----西安电子科技大学硕士学位论文II----万方数据----ABSTRACTABSTRACTAsoneofthemostsignificantcharacteristicsofobject’sshape,edgeplaysanimportantroleinimageprocessing.Theresearchonhowtoextractedgesoftheobjectfromcomplexelectronc

8、hemiluminescence(ECL)imagesaccuratelyhasbeenaho