[发明专利]酶联免疫斑点分析装置及方法

权利要求书

1.酶联免疫斑点分析装置，其特征在于，包括底座(1)、面光源(2)、二维运动平台(3)、试剂盒托盘(4)、环形光源固定架(6)、环形光源(7)、相机支撑架(8)、支架(9)、相机(10)和PC机(11)；

所述面光源(2)设定在底座(1)上，所述二维运动平台(3)、环形光源固定架(6)和相机支撑架(8)从下至上依次固定在支架(9)上，所述试剂盒托盘(4)固定在二维运动平台(3)上，所述环形光源(7)固定在环形光源固定架(6)上，所述相机(10)固定在相机支撑架(8)上，且与PC机(11)连接；

所述面光源(2)、环形光源(7)和相机(10)镜头的光轴在一条直线上；

所述试剂盒(5)放置在试剂盒托盘(4)上，且位于面光源(2)的上方，环形光源(7)的下方；

PC机(11)对相机(10)传输的每张试剂孔彩色图像进行如下处理：先将彩色图像转化成灰度图像，然后依次对灰度图像进行边缘提取、阈值分割，得到第一二值图像，再对第一二值图像进行快速Hough变换，获得试剂孔大圆圆心坐标，然后将试剂孔大圆圆心坐标在灰度图像中标出，得到试剂孔大圆灰度图像，再对试剂孔大圆灰度图像进行阈值分割，得到第二二值图像，并对试剂孔大圆灰度图像依次进行扩展极小值处理、距离变换和分水岭分割，得到第三二值图像，然后将第二二值图像和第三二值图像进行逻辑与操作，得到第四二值图像，对第四二值图像进行轮廓提取后，得到轮廓提取图像，将彩色图像与轮廓提取图像叠加在一起，在彩色像图上标出轮廓线；

所述快速Hough变换的过程是：先设试剂孔大圆的半径为R，记录所有满足条件的点集合为F_n＝{(x_n，y_n)|(R-1)²≤(x_n-x₀)²+(y_n-y₀)²≤(R+1)²}，设第一二值图像中满足条件的点的个数为N，则n的取值范围为[1,N]，(x₀,y₀)为第一二值图像的中心点；然后遍历整幅第一二值图像，当遇到非零点，计算该点偏离中心点(x₀,y₀)的偏差(Dx,Dy)，并将所有满足条件的点集F_n平移(Dx,Dy)，得到新的点集M_n＝{(x_n-Dx,y_n-Dy)}；再统计新的点集M_n中的所有点出现的次数，记录出现次数最多的点坐标，即为试剂孔大圆的圆心坐标。

2.根据权利要求1所述的酶联免疫斑点分析装置，其特征在于，所述二维运动平台(3)与PC机(11)连接，PC机(11)控制二维运动平台(3)在垂直于相机(11)镜头的光轴的方向运动。

3.根据权利要求1所述的酶联免疫斑点分析装置，其特征在于，所述面光源(2)、环形光源(7)分别与PC机(11)连接，PC机(11)控制面光源(2)、环形光源(7)的开关和亮度。

4.根据权利要求1所述的酶联免疫斑点分析装置，其特征在于，所述阈值分割的方法为二维最大类间方差法。

5.根据权利要求1所述的酶联免疫斑点分析装置，其特征在于，所述边缘提取的方法为Sobel边缘提取。

6.根据权利要求1所述的酶联免疫斑点分析装置，其特征在于，所述相机(10)为CCD相机或者CMOS相机。

7.采用权利要求1-6任何一项所述的酶联免疫斑点分析装置的酶联免疫斑点分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

相机(10)依次拍摄面光源(2)和环形光源(7)同时照射下的试剂盒(5)的每个试剂孔，并将得到的彩色图像传输至PC机(11)，PC机(11)对每张彩色图像进行处理，处理过程如下：

步骤一、PC机(11)将彩色图像转换成灰度图像；

步骤二、PC机(11)对灰度图像进行边缘提取、阈值分割，得到第一二值图像；

步骤三、PC机(11)对第一二值图像进行快速Hough变换，获得试剂孔大圆圆心坐标；

所述快速Hough变换的步骤如下：

a、设试剂孔大圆的半径为R，记录所有满足条件的点集合为F_n＝{(x_n，y_n)|(R-1)²≤(x_n-x₀)²+(y_n-y₀)²≤(R+1)²}，设第一二值图像中满足条件的边缘点的个数为N，则n的取值范围为[1,N]，(x₀,y₀)为第一二值图像的中心点；

b、遍历整幅第一二值图像，当遇到非零点时，计算该点偏离中心点(x₀,y₀)的偏差(Dx,Dy)，并将a中所有满足条件的点集F_n平移(Dx,Dy)，得到新的点集M_n＝{(x_n-Dx,y_n-Dy)}；

c、统计新的点集M_n中的所有点出现的次数，记录出现次数最多的点坐标，即为试剂孔大圆的圆心坐标；

步骤四、PC机(11)将试剂孔大圆圆心坐标在灰度图像中标出，得到试剂孔大圆灰度图像；

步骤五、PC机(11)对试剂孔大圆灰度图像进行阈值分割，得到第二二值图像，并对试剂孔大圆灰度图像依次进行扩展极小值处理、距离变换及分水岭分割，得到第三二值图像；

步骤六、PC机(11)将第二二值图像和第三二值图像进行逻辑与操作，得到第四二值图像；

步骤七、PC机(11)对第四二值图像进行轮廓提取，得到轮廓提取图像，将彩色图像与轮廓提取图像叠加在一起，在彩色图像上标出轮廓线，即完成酶联免疫斑点的分割。