計算機(jī)輔助羊精子運(yùn)動能力分析研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展，人類生活水平的不斷提高以及世界人口總數(shù)的不斷增長，都極大地刺激了畜牧業(yè)的發(fā)展。但是，現(xiàn)代畜牧業(yè)的選種育種大多仍然按照傳統(tǒng)的依靠人工的方式進(jìn)行，這種方式對操作人員的專業(yè)知識和實踐經(jīng)驗要求較高，嚴(yán)重制約了畜牧業(yè)的健康發(fā)展。本文研究的羊精子質(zhì)量檢測技術(shù)的關(guān)鍵問題和方法對于促進(jìn)畜牧業(yè)的健康發(fā)展是十分迫切和必要的，本文的研究工作既有理論意義又有應(yīng)用價值。本文分析了國內(nèi)外動物精子質(zhì)量檢測技術(shù)的研究成果及其現(xiàn)狀，重點(diǎn)研究了羊精

2、子連續(xù)運(yùn)動幀圖像特征，將圖像處理方法應(yīng)用于羊精子運(yùn)動能力分析上面，得到了一套完整的適合于羊精子運(yùn)動能力分析的方法。
　　具體來說，本文的研究內(nèi)容主要包括精子運(yùn)動圖像預(yù)處理、精子目標(biāo)分割、精子目標(biāo)特征信息提取、目標(biāo)識別和精子多目標(biāo)運(yùn)動軌跡跟蹤幾個方面。
　　在圖像采集之前，為了確保采集到的圖像的清晰度，首先對獲取的圖像進(jìn)行清晰度判別，建立清晰度判別函數(shù)以保證獲取到的圖像的清晰度。對于采集到的圖像采用鄰域濾波算法進(jìn)行預(yù)處理，該方

3、法能有效消除圖像隨機(jī)噪聲的影響，并且算法簡單、易于實現(xiàn)，適合精子圖像的預(yù)處理。為了增強(qiáng)圖像的對比度和平衡圖像光照影響，本文采用同態(tài)濾波方法對圖像進(jìn)行處理，該方法能有效的提高圖像對比度并進(jìn)一步降低噪聲干擾。
　　精子目標(biāo)分割過程分為普通精子目標(biāo)分割和粘連精子目標(biāo)分割兩部分。根據(jù)目標(biāo)的形狀因子、面積等特征因子判斷目標(biāo)是單個精子還是粘連目標(biāo)。對于非粘連的羊精子目標(biāo)采用改進(jìn)的二維OTSU算法進(jìn)行分割。該算法將圖像由一維空間轉(zhuǎn)換到二維空間，

4、在二維空間中搜索最佳閾值，對于閾值的搜索更加準(zhǔn)確并且能有效的降低噪聲的干擾。對于粘連交疊目標(biāo)的分割，本文采用形狀因子和鏈碼原理相結(jié)合的方式，在粘連目標(biāo)邊緣尋找凹點(diǎn)并根據(jù)凹點(diǎn)位置確定分割點(diǎn)，分割粘連目標(biāo)，該方法對于兩個粘連精子目標(biāo)的分割快速、有效。
　　在精子多目標(biāo)跟蹤方面，根據(jù)精子本身的形狀特征及其運(yùn)動過程中的速度特征，歸納出精子運(yùn)動的特征參數(shù)。根據(jù)精子下一幀的運(yùn)動特征結(jié)合卡爾曼濾波方法預(yù)測精子下一幀的運(yùn)動范圍，在預(yù)測范圍內(nèi)建立相