基于图像分析的抑菌圈自动测量分析系统开发研究

　　1 引言

　　抗生素效价的生物测定，是以抗生素的抑菌力和杀菌力作为衡量效价的标准，管碟法是最常用的方法之一[1]。管碟法是通过测量微生物抑菌圈的大小，通过药典中规定[2]的特定方法计算得到抗生素效价。因此，抑菌圈大小的精确测量是实现抗生素效价精确测量的关键。目前，部分药检机构、药厂仍采用千分尺测量抑菌圈的直径，用计算器完成生物检定统计法可靠性测验及效价计算[3], 但这种方法存在一定的问题，主要有： 1. 重现性差，准确性不够：同一培养皿，不同的人测量结果有差异;2. 当抑菌圈呈不规则形状、边缘模糊或出现双层圈时，边界确定的人为误差大;3.数据处理繁琐，手工计算量大。为了克服手工测量的缺点，我们设计了一种基于图像的抑菌圈自动测量分析系统，利用 CMOS 摄像头采集培养皿图像，通过图像处理自动识别抑菌圈，测量出抑菌圈直径，并对菌圈直径数据进行统计学分析，打印出实验报告。本系统一次最多可处理12个培养皿。实现了客观、准确、不同剂量定量测量。

　　2 系统构成

　　本系统主要由运动定位系统、图像采集设备、计算机及其接口电路、图象采集分析软件构成。为了减小多个培养皿同时采集时对测量精度的影响，本系统每次对一个培养皿进行图像采集。采集图象时需要运动定位系统能够将待测培养皿定位在摄像头视场范围内，因此，运动定位系统主要由带动放置培养皿的转盘转至不同工位的步进电机，以及控制步进电机运动的运动控制卡构成，运动控制卡采用PCI总线与计算机相连。图像采集设备选用USB接口的网络摄像头，

　　3 图像采集分析软件的设计

　　3.1 图像采集软件

　　图像采集软件采用 VFW 实现视频采集。VFW 以消息驱动方式对视频设备进行管理，可以很方便地控制设备数据流的工作过程。目前，大多数的视频采集设备驱动程序都支持VFW接口，它主要包括多个动态连接库，通过这些组件间的协调合作，来完成视频的捕获、视频压缩及播放功能。视频数据的实时采集，主要通过 AVICAP 模块中的消息、宏函数、结构以及回调函数来完成。本设计主要通过宏函数来完成的采集过程，每一个宏函数实现的功能都可以用相应的消息机制来实现^[4，5] 。采集软件实流程如下：

　　(1)创建一个捕获窗口

　　利用 capCreateCaptureWindow函数创建捕获窗口，在进行视频捕获之前必需要先创建一个“捕获窗”，并以它为基础进行所有的捕获及设置操作。

　　(2)连接一个捕驱动器

　　利用capDriverConnect宏，使一个捕获窗与一个设备驱动程序相关联。单独定义的一个捕获窗是不能工作的，它必需与一个设备相关联，这样才能取得基于图像分析的抑菌圈自动测量分析系统开发研究视频信号。