[發明專利]細胞工廠生物反應器圖像融合方法

有效

• 申請號: 201911127807.0
• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN110874581B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 宮平;闞寶慧;馬辰昊;葛輝瓊;郭紅壯;張寧;朱海煥;吳昊;李旭;吉翔宇;譚國楨;梁宸;倪維臻
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: G06F18/10
• 分類號: G06F18/10;G06F18/213;G06T5/50;G06N3/06
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 耿路

本發明公開了細胞工廠生物反應器圖像融合方法，涉及生物反應器技術領域，對待融合圖像先分解，得到高頻分量和低頻分量，然后建立PCNN模型確定高頻分量的融合系數，再根據低頻分量確定融合后圖像的低頻分量，最后利用高頻分量融合系數和低頻分量進行重構，得到融合后的圖像。本發明的方法可以更好的保留圖像的細節信息，在提高圖像的信息量、清晰度等方面有較好的優勢。

技術領域

本發明涉及生物反應器技術領域，特別是涉及細胞工廠生物反應器圖像融合方法。

背景技術

生物反應器是通過模擬酶或生物體(如細胞、微生物等)在體生長環境，來實現離體培養的一種通過生物反應或者自身代謝得到預期產物的裝置。生物反應器在疫苗生產、單克隆抗體制備、醫藥生產、腫瘤防治、釀酒、生物發酵、有機污染物降解等方面都發揮著重要的應用。

針對細胞工廠生物反應器中培養細胞生長狀態的監測技術及監測裝置比較局限，主要利用倒置顯微鏡對最底層細胞生長狀態進行觀察。倒置顯微鏡主要是用來觀察單層培養皿、載玻片或者其他物體表面形貌等，顯微鏡頭位于載物臺下方，照明光源位于載物臺上方，被觀察的細胞培養皿置于載物臺上。這種監測方法受限于傳統的倒置顯微鏡光學性能，工作距離短，僅能觀察最底層細胞生長狀態，其余各層的貼壁細胞無法取出，只能憑借經驗來預估，無法直觀監測，在研究和生產中存在很大的不確定性，無法保證質量。

針對這樣的問題，目前提出了一種傾斜監測的方法，將顯微鏡置于生物反應器的一側，以對各層細胞的生長情況進行監測，但是采用傾斜監測方法時受光學系統的景深限制，全視場中只有中間區域的細胞處于聚焦位置，上下兩區域偏離最佳聚焦位置，造成圖像質量下降。

發明內容

本發明實施例提供了細胞工廠生物反應器圖像融合方法，可以解決現有技術中存在的問題。

本發明提供了細胞工廠生物反應器圖像融合方法，包括以下步驟：

對待融合圖像分別進行分解，得到相應的高頻分量和低頻分量；

根據高頻分量建立PCNN模型，確定PCNN模型中每個神經元的首次激發時間，根據該首次激發時間確定各個高頻分量的融合系數；

根據各個低頻分量確定融合后圖像中的低頻分量；

利用高頻分量融合系數和低頻分量進行重構，獲得融合后的圖像。

本發明中的細胞工廠生物反應器圖像融合方法，對待融合圖像先分解，得到高頻分量和低頻分量，然后建立PCNN模型確定高頻分量的融合系數，再根據低頻分量確定融合后圖像的低頻分量，最后利用高頻分量融合系數和低頻分量進行重構，得到融合后的圖像。本發明的方法可以更好的保留圖像的細節信息，在提高圖像的信息量、清晰度等方面有較好的優勢。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為細胞工廠生物反應器顯微光電監測系統的組成示意圖；

圖2為細胞工廠生物反應器顯微光電監測系統的結構示意圖；

圖3為本發明的圖像融合方法框圖；

圖4為提升小波算法的分解和重構過程示意圖；

圖5為單個PCNN神經元的簡化模型；

圖6為試驗過程獲得的序列源圖像；

圖7為采用加權平均融合方法對序列源圖像進行融合后的結果；

圖8為采用拉普拉斯金字塔融合方法對序列源圖像進行融合后的結果；