專利名稱：一種全封閉式抗生素檢測(cè)分析裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，具體涉及一種全封閉式抗生素檢測(cè)分析裝置。
背景技術(shù)：
動(dòng)物源食品中的抗生素殘留可引起人群的過(guò)敏反應(yīng)、具有潛在致畸致癌及致突變的威脅、污染食物鏈等嚴(yán)重問(wèn)題，已引起了國(guó)內(nèi)外的高度重視。在我國(guó)，抗生素殘留的問(wèn)題時(shí)有發(fā)生。據(jù)有關(guān)研究報(bào)道，2002年抽檢135份鮮牛乳中四環(huán)素類抗生素殘留，金霉素、土霉素、四環(huán)素殘留的檢出率分辨為8%、18%、14%?？股氐臍埩魢?yán)重威脅著人們的健康，已成為我們亟待解決的問(wèn)題。因此各國(guó)紛紛制定相應(yīng)的藥殘檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法，鼓勵(lì)發(fā)展先進(jìn)檢測(cè)儀器，用以分析和查找食品生產(chǎn)過(guò)程中的危害因素，實(shí)施有效的監(jiān)控，保證食品安全和衛(wèi)生質(zhì)量。抑菌圈檢測(cè)，是抗生素殘留量檢測(cè)的主要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的抑菌圈檢測(cè)方法，主要靠技術(shù)人員采用游標(biāo)卡尺人工測(cè)量、目測(cè)完成。存在主觀性大、重現(xiàn)性差、難以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化等缺點(diǎn)。在后續(xù)統(tǒng)計(jì)分析過(guò)程中，還需要大量重復(fù)性勞動(dòng)，強(qiáng)度大、效率低。目前使用管碟法進(jìn)行抗生素評(píng)價(jià)的儀器主要應(yīng)用光電、掃描儀、CCD成像等方法，另配有專用軟件進(jìn)行處理分析。國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品有智能抑菌圈分析儀，微生物抑菌圈自動(dòng)檢測(cè)與分析等系統(tǒng)。國(guó)外也開(kāi)發(fā)了 OS^IS等半自動(dòng)抑菌測(cè)量系統(tǒng)。這些系統(tǒng)及方法普遍存在圖像采集時(shí)光照不均勻，受外界光源及自然光影響較大，從而導(dǎo)致所采集圖像質(zhì)量不夠高，致使檢測(cè)錯(cuò)誤較多、誤差較大、精度達(dá)不到要求。并且，這些系統(tǒng)和方法處理時(shí)間長(zhǎng)、專用性不強(qiáng)、算法簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度不高、難以處理復(fù)雜情況等問(wèn)題，尤其無(wú)法適用于國(guó)內(nèi)外種類繁多的生物抗生素檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用機(jī)器視覺(jué)來(lái)進(jìn)行定量分析，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)流程進(jìn)行檢驗(yàn)判斷，以解決上述傳統(tǒng)方法存在的種種問(wèn)題顯得尤為必要。圖像采集在封閉結(jié)構(gòu)中，能夠避免外界光源干擾。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于機(jī)器視覺(jué)的全封閉式抗生素檢測(cè)分析裝置。本實(shí)用新型包括密封箱、圖像采集單元、圖像處理單元、分析保存單元。所述密封箱為一包括底板、頂板、門(mén)、及三面?zhèn)劝宓闹锌臻L(zhǎng)方體，三面?zhèn)劝宓钠渲幸幻婢哂袛?shù)據(jù)通信接口以及電源接口。所述圖像采集單元主體為球形，包括C⑶相機(jī)、上光源、下光源、檢測(cè)板和圖像采集卡；圖像采集單元分為上半球和下半球，其中CCD相機(jī)和上光源固定在上半球，下光源和檢測(cè)板固定在下半球；上半球具有為取放培養(yǎng)皿設(shè)置的開(kāi)口。所述圖像采集單元的球體結(jié)構(gòu)通過(guò)連桿固定在密封箱內(nèi)。所述圖像采集單元中的上半球頂面設(shè)置有檢測(cè)板，檢測(cè)板與密封箱的底板平行， 上光源設(shè)置在檢測(cè)板斜上方的上半球，光線射向檢測(cè)板；下光源在檢測(cè)板的正下飯，固定在下半球，光線射向檢測(cè)板；上光源發(fā)射的光束和下光源的發(fā)射的光束在檢測(cè)板處相交；CCD 相機(jī)固定在上半球頂端，其鏡頭正對(duì)檢測(cè)板設(shè)置；CXD相機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)通信接口與圖像采集卡相連，圖像采集卡與微處理器連接，微處理器與輸出設(shè)備連接；微處理器內(nèi)設(shè)置有圖像處理單元和分析保存單元。本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)與背景技術(shù)中的抗生素檢測(cè)裝置相比，本實(shí)用新型采用密封式結(jié)構(gòu)所采集到的圖像清晰且受環(huán)境因素的影響較小。(2)本實(shí)用新型圖像采集單元采用球形多光源結(jié)構(gòu)，且內(nèi)壁涂有漫反射材料，圖像采集時(shí)樣本受光均勻，所得數(shù)字圖像質(zhì)量高，易于檢測(cè)，有效提高檢測(cè)的正確率和精度。(3)本實(shí)用新型能更有效抑制、濾除噪聲，解決光照不均的非均勻圖像分割問(wèn)題， 利用多分辨率解析的特性，在低分辨率的近似圖像上進(jìn)行檢測(cè)，快速得到結(jié)果，根據(jù)所得到的圓心和直徑信息對(duì)高分辨率的相對(duì)于局部進(jìn)行精確檢測(cè)，提高了檢測(cè)效率和精度。(4)本實(shí)用新型檢測(cè)的結(jié)果通過(guò)數(shù)字化儲(chǔ)存，可方便轉(zhuǎn)換到各種數(shù)據(jù)庫(kù)、打印數(shù)據(jù)等，方便管理和網(wǎng)絡(luò)傳輸。通過(guò)修改程序，可以適用其它的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。(5)本實(shí)用新型檢測(cè)速度快、操作簡(jiǎn)單、重復(fù)性強(qiáng)，避免了人工測(cè)量時(shí)主觀性和疲勞等因素造成的誤差。

圖1為密封箱的立體圖；圖2為圖像采集單元的側(cè)視圖；圖3為圖像采集單元的正視圖；圖4為圖像采集單元下半球的剖面圖；圖5為圖像采集卡、微處理器、輸出設(shè)備連接圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提出一種基于機(jī)器視覺(jué)的全封閉式抗生素檢測(cè)分析裝置。包括密封箱 1、圖像采集單元、圖像處理單元、分析保存單元。如圖1所示，密封箱1為一長(zhǎng)方體，包括底板13，與底板13相對(duì)的頂板12，長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)密封箱1余下的四面中，一面為一可拉開(kāi)的門(mén)11，其上具有把手15，長(zhǎng)方體其他面為側(cè)板。在三面?zhèn)劝迤渲锌拷T(mén)把手15的一面的底端具有一開(kāi)口 14，開(kāi)口 14中設(shè)置本實(shí)用新型的電源及密封箱1的數(shù)據(jù)通信接口，及光源亮度調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)。如圖2和圖3所示，圖像采集單元主體為一具有樣本存取口四的中空球形結(jié)構(gòu)2， 分為上半球23和下半球25，樣本存取口四朝向密封箱1的門(mén)11。整個(gè)球體內(nèi)表面涂有漫反射涂料，如硫酸鋇。其中上半球23通過(guò)連桿31固定在頂板12上，下半球25通過(guò)連桿32 固定在底板13上。下半球25的過(guò)球形結(jié)構(gòu)2的球心且與底板13平行的橫截面為一透明的檢測(cè)板觀，如圖4所示。下光源立于檢測(cè)板觀的正下方，固定在下半球25的低端。上光源21位于檢測(cè)板25的斜上方，固定在上半球23上，其所射出的光束照向檢測(cè)板觀。上光源21射出的光束與下光源沈射出的光束在檢測(cè)板25處相交。上光源21與下光源沈的光照亮度均可通過(guò)密封箱開(kāi)口 14的亮度調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)。C⑶相機(jī)22固定在上半球23的
4頂端，其鏡頭正對(duì)檢測(cè)板觀設(shè)置。C⑶相機(jī)22的數(shù)據(jù)線連接至密封箱開(kāi)口 14的數(shù)據(jù)通信接口，圖像采集卡6通過(guò)數(shù)據(jù)通信接口與CXD相機(jī)22相連，圖像采集卡6與輸出設(shè)備8和微處理器7連接。微處理器7內(nèi)設(shè)置有圖像處理單元和分析保存單元，參見(jiàn)圖5。本實(shí)用新型圖像處理單元包括圖像預(yù)處理、圖像分割、圖像分解檢測(cè)三個(gè)模塊。 上述預(yù)處理模塊使用濾波算法對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理獲得簡(jiǎn)潔有效的目標(biāo)信息；上述圖像分割模塊實(shí)現(xiàn)了圖像中抑菌圈部分的分割。提取了抑菌圈的邊緣信息；上述圖像分解檢測(cè)模塊利用多分辨率下的圓檢測(cè)方法得到精確且快速的抑菌圈直徑數(shù)據(jù)。上述分析保存單元包括計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算與分析、分析結(jié)果輸出與保存。上述計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算與分析根據(jù)抗生素檢測(cè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。收集所有平板數(shù)據(jù)后，統(tǒng)計(jì)計(jì)算最高及最低抑菌圈直徑，并輸出標(biāo)準(zhǔn)曲線。測(cè)量樣本的抑菌圈直徑數(shù)據(jù)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線換算樣本的殘留量值。多次測(cè)量結(jié)果進(jìn)行平均作為最后的檢測(cè)結(jié)果。上述分析結(jié)果輸出及保存具體是對(duì)抗生素殘留量檢測(cè)結(jié)果以打印文檔、Excel圖表等的形式輸出。檢測(cè)時(shí)，將經(jīng)過(guò)提取、緩沖液混合、均質(zhì)以及離心等步驟處理的待檢樣本通過(guò)樣本存取口四放置在檢測(cè)板觀上。將上下光源調(diào)節(jié)至適合的亮度，關(guān)上密封箱1的門(mén)11開(kāi)始進(jìn)行圖像采集。檢測(cè)板觀上樣本的抑菌圈成像于CCD相機(jī)22中，圖像采集卡6獲取抑菌圈圖像，并將抑菌圈圖像輸入至微處理器7中，進(jìn)行圖像處理和分析。最終的抗生素殘留量檢定結(jié)果通過(guò)輸出設(shè)備以打印文檔、Excel圖表等的形式輸出，輸出設(shè)備可以為打印機(jī)、顯不器等。本實(shí)用新型采用密封箱體結(jié)構(gòu)，避免了外界燈光及自然光對(duì)樣本圖像采集的干擾。并且，球體結(jié)構(gòu)內(nèi)壁涂有漫反射材料，避免了由全反射引起亮斑，使得采集樣本圖像時(shí)， 檢測(cè)板處光照均勻，所得圖像質(zhì)量高，有效減少檢測(cè)的錯(cuò)誤和誤差，提高了檢測(cè)精度及正確率。
權(quán)利要求1. 一種全封閉式抗生素檢測(cè)分析裝置，包括密封箱、圖像采集單元、圖像處理單元、分析保存單元，其特征在于所述密封箱為一包括底板、頂板、門(mén)、及三面?zhèn)劝宓闹锌臻L(zhǎng)方體，三面?zhèn)劝宓钠渲幸幻婢哂袛?shù)據(jù)通信接口以及電源接口；所述圖像采集單元主體為球形，包括CCD相機(jī)、上光源、下光源、檢測(cè)板和圖像采集卡； 圖像采集單元分為上半球和下半球，其中CCD相機(jī)和上光源固定在上半球，下光源和檢測(cè)板固定在下半球；上半球具有為取放培養(yǎng)皿設(shè)置的開(kāi)口 ；所述圖像采集單元的球體結(jié)構(gòu)通過(guò)連桿固定在密封箱內(nèi)；所述圖像采集單元中的上半球頂面設(shè)置有檢測(cè)板，檢測(cè)板與密封箱的底板平行，上光源設(shè)置在檢測(cè)板斜上方的上半球，光線射向檢測(cè)板；下光源在檢測(cè)板的正下飯，固定在下半球，光線射向檢測(cè)板；上光源發(fā)射的光束和下光源的發(fā)射的光束在檢測(cè)板處相交；CCD相機(jī)固定在上半球頂端，其鏡頭正對(duì)檢測(cè)板設(shè)置；C⑶相機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)通信接口與圖像采集卡相連，圖像采集卡與微處理器連接，微處理器與輸出設(shè)備連接；微處理器內(nèi)設(shè)置有圖像處理單元和分析保存單元。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種全封閉式抗生素檢測(cè)分析裝置。本實(shí)用新型本實(shí)用新型包括密封箱、圖像采集單元、圖像處理單元、分析保存單元。密封箱為一包括底板、頂板、門(mén)、及三面?zhèn)劝宓闹锌臻L(zhǎng)方體，三面?zhèn)劝宓钠渲幸幻婢哂袛?shù)據(jù)通信接口以及電源接口。圖像采集單元主體為球形，包括CCD相機(jī)、上光源、下光源、檢測(cè)板和圖像采集卡；圖像采集單元分為上半球和下半球，其中CCD相機(jī)和上光源固定在上半球，下光源和檢測(cè)板固定在下半球；上半球具有為取放培養(yǎng)皿設(shè)置的開(kāi)口。圖像采集單元的球體結(jié)構(gòu)通過(guò)連桿固定在密封箱內(nèi)。本實(shí)用新型采用密封式結(jié)構(gòu)所采集到的圖像清晰且受環(huán)境因素的影響較小。
文檔編號(hào)C12M1/34GK202081105SQ201120071958

公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月18日
發(fā)明者沈?qū)W麗, 王海玲, 范影樂(lè), 趙磊 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)