抑菌圈自动测量系统的研究实现

一些抗生素对某些特定微生物的生长繁殖有抑制作用,抗生素对微生物的作用效果好坏反映了抗生素效价。现在国内外使用最多的测定抗生素效价的方法是管蝶法和药敏纸片法,这两种方法原理其实是一样的,关键在于测量由于抗生素作用形成的抑菌圈的尺寸大小。传统的使用游标卡尺的测量方法具有精度低、主观性大、操作繁琐等测量缺点,所以本文希望通过计算机来进行抑菌圈尺寸的测量。在本文中详细论述了有关抑菌圈自动测量和手动测量的方法和实现,该方法基本实现了测量自动化,与用量尺测量的结果相差非常小。通过不断完善系统,改进设计,最终形成产品,是有广泛的发展空间和应用前景的。 本文要设计完成的是一个抑菌圈自动测量系统。该系统包括软件和硬件两部分的设计。硬件部分包括用数据采集卡控制步进电机驱动器,驱动步进电机带动摄像头上下移动获取图像,通过对图像清晰度和视角的判定进行抑菌圈图像的抓取。软件部分包括对抑菌圈图像的保存、显示和处理,最终实现抑菌圈大小的自动测量和鼠标点击手动测量,同时还包括样品信息的保存和查询操作。 系统在具体实现时解决的主要问题总结有如下几点：首先,采用实验室原有的一块数据采集卡作为步进电机驱动器的控制器,带丝杠的步进电机带动摄像头上下移动,移动过程中对于确定图像清晰度的判定提出了一种基于整幅图像的算法；其次,利用OpenCV实现视频流的采集显示和抑菌圈图像的抓取,以及图像保存、显示和处理。图像处理是很关键的一步,软件设计包括灰度化处理,二值化处理,空间域和频域滤波等等,处理的结果直接影响测量结果的好坏；再次,利用canny算子实现抑菌圈图像的边缘检测,去除伪边缘点进行圆拟合；针对纸片法,进行纸片上字符的识别,本文提出了一种基于模板匹配的算法实现字符识别,对于字形工整、已分割出来的图像识别率还是很高的；最后,利用小型数据库Microsoft Access2003实现了样品信息的保存和信息的查询,实现菜单按钮操作,克服了人力输入繁琐、易错的缺点。