[发明专利]一种基于计算机视觉的牛奶体细胞计数方法

说明书

技术领域

本发明涉及牛奶体细胞测量技术，尤其是一种牛奶体细胞计数方法。 

背景技术

牛奶中的体细胞通常由巨噬细胞、淋巴细胞、多形核嗜中性白细胞和少量的乳腺组织上皮细胞组成。体细胞数(SCC)是指每毫升牛奶中含有的体细胞数目。 

SCC可以反映奶牛奶房受细菌感染的程度，还可以用来估计奶牛产奶量的损失情况。当身体特别是乳房受到感染或伤害时，体细胞会随着血液抵达受伤部位。一方面巨噬细胞和核嗜中性白细胞吞噬细菌，而淋巴细胞则控制免疫反应和产生抗体以抗拒细菌破坏，起到保护机体的作用；另一方面体现在挤出的奶中体细胞的数量明显增加。体细胞数与奶牛的乳房健康密切相关。通过体细胞的检测，可以衡量整个牛群乳腺细胞的健康状况。因此可通过检测生鲜奶中体细胞的数量来有效控制奶牛的乳房炎。当SCC超过5×10⁵时，奶牛感染细菌的可能性较大.乳房炎发病率很高。相应的原料乳中的成分变化增大.牛奶的质量变差。SCC可作为判断牛奶质量高低的重要标准：SCC越低，牛奶的质量越高；SCC越高，对牛奶质量的影响越大。 

现行的检测方法主要有加利福利亚测量法，荧光流式计数方法，电子粒子计数法，显微镜法。 

SCC可以使用CMT(加利福利亚测量法)测量得到。CMT是将 特定的表面活性剂添加到牛奶中，牛奶中的细胞遇到表面活性剂时，会收缩凝固，使得细胞放出去氧核糖核酸而凝集。细胞越多，凝集状态越强，出现的凝集片越多。CMT法快速、敏感，而且价格便宜，试验方法简单，所需设备少，反映结果较为准确。但CMT法只是一个体细胞的相对数量，而不是精确数量，而且认为因素影响较大，应有专门培训人员固定做此项检查。 

通过测量化学发光反应也可以用来计算SCC，即荧光流式计数方法。这种方法是向牛奶中加入一种荧光添加剂，这种荧光添加剂会被细胞吸收。然后使用特定波长的光照射牛奶，此时细胞会发出另一种特征波长的荧光。通过使用一个能识别这种特征波长的合适过滤器，就能计算出牛奶中的细胞数。这种方法需要对牛奶采样，需要选取合适分量的荧光添加剂与之混合，还需要选择合适的光照和过滤器。这是一个工作量大而且耗费较高的过程。 

SCC也可以通过电子粒子计数法测量。这中方法主要依靠检测牛奶导电性的变化来，这是因为一般来说，在乳腺炎牛奶的电导率比正常牛奶中的电导率高。 

电导率通常通过一个有探针的直流或交流的回路来测量，这个探针被固定在牛奶流中。这个探针是很敏感的。这个探针一般包括两个电极，直流或交流电通过就会在牛奶中形成电流。牛奶电导率的变化通过回路中电流的变化来测量。然而，牛奶中胶质物会在电极上的沉淀经常会导致读数的不准确。这种测量方法还有一些缺点。这种测量方法依靠牛奶中的一些变化，而这些变化只有在细菌与白细胞发生作用才会发生。所以，这对于乳腺炎的初期检测不太合适。同时，这种方法的重复性也比较差，因为在不同测试或不同的奶牛中，电解质成分 和浓度重大的差异。所以，使用单独使用这种方法来进行诊断是冒险的。 

显微镜法作为体细胞计数的标准方法，它通常用于校正体细胞分析仪和其他方法的正确性。但是目前的显微镜法仅限于人工操作，人工操作不仅会造成工作效率的低下，而且不可避免地会产生人为性的误差。 

发明内容

为了克服已有牛奶体细胞计数方法的存在人为因素、检测效率较低、准确性较差的不足，本发明提供一种有效避免人为因素影响、检测效率高、准确性良好的基于计算机视觉的牛奶体细胞计数方法。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种基于计算机视觉的牛奶体细胞计数方法，所述牛奶体细胞计数方法包括以下步骤： 

1)在牛奶中滴入染色剂，用染色剂对其体细胞进行染色，然后将牛奶滴入玻片中，数码显微镜采集细胞图像，所述细胞图像为彩色图像； 

2)进行细胞图像预处理：将细胞图像灰度化、二值化； 

3)体细胞计数过程： 

3.1)根据给定的体细胞实际半径大小范围r1～r2，利用标定所得每像素对应的实际物理距离，计算出体细胞所占像素面积范围S1～S2； 

3.2)对细胞二值化图像逐行扫描，若找到一个白色像素，利用递归方法探查该像素所处的连通区域的大小S； 

3.3)若S1≤S≤S2，则说明这个白色像素所属的连通区域是体细胞，将体细胞数count加1；反之，体细胞数count不变，所述体细胞数count 的初始值为0； 

3.4)扫描完之后，得到细胞图像中的体细胞数count。