面向自动化去核的视觉检测关键技术研究

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1、中图分类号：学校代码：10055UDC：密级：公开硕士学位论文面向自动化去核的视觉检测关键技术研究KeyTechnologiesofVisualDetectionforAutomaticEnucleation论文作者陈迪指导教师赵新教授申请学位工学硕士培养单位计算机与控制工程学院学科专业控制科学与工程研究方向显微操作与图像处理答辩委员会主席刘景泰评阅人孙雷曾明南开大学研究生院二○一六年五月南开大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究

2、成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：年月日非公开学位论文标注说明(本页表中填写内容须打印)根据南开大学有关规定，非公开学位论文须经指导教师同意、作者本人申请和相关部门批准方能标注。未经批准的均为公开学位论文，公开学位论文本说明为空白。论文题目申请密级□限制(≤2年)□秘密(≤10年)□机密(≤20年)保密期限20年月日至20年月日审批表编号批准日期20年月日南开大学学位评定

3、委员会办公室盖章(有效)注：限制★2年(可少于2年);秘密★10年(可少于10年);机密★20年(可少于20年)南开大学研究生学位论文作者信息论文题目面向自动化去核的视觉检测关键技术研究姓名陈迪学号2120130316答辩日期2016年5月25日论文类别博士□学历硕士√专业学位硕士□同等学力硕士□划√选择学院(单位)计算机与控制工程学院学科/专业(专业学位)名称控制科学与工程联系电话电子邮箱通信地址(邮编)：非公开论文编号备注注：本授权书适用我校授予的所有博士、硕士的学位论文。由作者填写一份并签字后交校图书馆，如已批准为非公开学位论文，

4、须附批准通过的《南开大学研究生申请非公开学位论文审批表》和“非公开学位论文标注说明”页。摘要摘要细胞去核是实现体细胞克隆的关键技术。随着体细胞克隆操作逐步走向批量化，自动化细胞去核技术已经成为发展趋势，而高效的视觉检测是实现自动化去核的基础。针对自动化去核面临的主要问题：卵母细胞极体定位和细胞弹性测量，论文对其中的视觉检测方法进行了深入的研究。本文的主要工作包括：（1）本文提出了基于学习和预测的细胞极体检测方法。一方面，改进了特征提取算法，再利用机器学习算法对提取的特征进行学习和训练，产生高精度的分类器，提高了细胞极体检测的成功率；另一

5、方面，通过对细胞质轮廓的曲率进行检测，预测出细胞极体可能存在的位置，缩小了检测范围，提高了检测方法的效率。本文利用猪卵母细胞和小鼠卵母细胞进行极体检测实验，表明对于不同类型的极体检测准确率可达96%。（2）本文针对细胞弹性测量的需要，提出了亚像素级细胞轮廓检测方法。首先，对显微图像使用像素级粗检测，获得细胞轮廓。然后，根据粗检测的结果，以细胞轮廓的整数级像素点为中心，提取邻域图像。在邻域图像上，计算像素点的梯度值，确定拟合方向，根据拟合方向，进行多项式拟合。最后，根据拟合的多项式曲线，调整细胞轮廓点的坐标位置，获得亚像素级细胞轮廓。本文

6、提出了亚像素级细胞轮廓检测方法，相比于像素级检测方法，具有更高精度。（3）本文面向自动化去核，对视觉检测关键技术进行了深入的研究。设计并搭建了基于CompactRIO的微操作机器人系统，实现了基于亚像素级细胞轮廓检测的细胞弹性测量、自动化细胞拨动和自动化极体检测，通过大量的实验验证了极体检测方法和亚像素级细胞轮廓检测的有效性，提高了卵母细胞去核的自动化水平。关键词：微操作机器人；极体检测；亚像素；自动化去核IAbstractAbstractEnucleationisthekeytechnologytorealizeclone.Witht

7、hedevelopmentofsomaticcellcloning,automaticenucleationistheinevitabletrend.Visualfeedbackistheessentialelementtorealizeautomaticenucleation.Thispaperfocusesonthemainproblems:oocytespolarbodydetectionandelasticmodulusmeasurement.Thispaperconductsadeepstudyonvisiondetectio

8、ntechniqueforautomaticenucleation.Themainresearchworkisintroducedasfollows:(1)Apolarbodydetectionmethod