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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林志勳
研究生(外文):Chih-Hsun Lin
論文名稱:以光流法為基礎之即時細胞影像追蹤系統
論文名稱(外文):Real-Time Cell Image Tracking System Based on Optical Flow Technique
指導教授:陳培展陳培展引用關係
指導教授(外文):Pei-Jarn Chen
學位類別:碩士
校院名稱:南台科技大學
系所名稱:電機工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:57
中文關鍵詞:光流法細胞追蹤
外文關鍵詞:Optical FlowCell Tracking
相關次數:
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利用顯微鏡觀察活體細胞之移動行為,一直以來在藥物治療及生命科學之研究都是一項重要之議題。然而在顯微鏡下觀察細胞移動時,往往因所觀察之視野微小導致目標物之影像容易超出觀測邊界進而影響細胞追蹤效果。有鑑於此,本研究希望藉由光流法(Optical Flow Method),設計一套即時的細胞影像追蹤系統。
本實驗所使用的軟體部份是以MATLAB作為我們的開發軟體,其方法是利用MATLAB來控制uEye Camera(USB)來進行影像的擷取 (每次取兩張,大小為1280*1024 pixel),當影像擷取後再透過MATLAB執行一些影像處理動作,包括使用MATLAB來進行光流法計算以取得影像移動後的資訊,將其計算後之結果透過RS232傳送到X-Y Table控制器,X-Y Table控制器再控制步進馬達移動以達到細胞追蹤的目的。一般而言,光流法是利用u、v值來判斷、計算待測物之移動距離、方向,同時為加快影像處理之速度本研究工作利用高斯金字塔加以改良,來做為我們追蹤系統的基礎,初步結果顯示利用此方法來進行追蹤亦得到不錯的結果。

關鍵詞:光流法,細胞追蹤
To observe the mobility of live cell based on microscope is always an important issue for drug treatments and life science. However, the smaller region of the object observation, the more difficulty to center the target on microscope will be happen. This work hopes to implement a real-time cell image tracking system based on Optical Flow Technique.
The system was implemented based on MATLAB environment. MATLAB is used to control the acquisition of cell images (2 images/cycle, 1280 x 1024 pixels). After the acquisition, image processing will be done by MATLAB including: preprocessing of images and estimating the direction and magnitude information of moving object by Optical Flow Method. Above data then will sent to the X-Y Table controller via RS232 port. The controller will drive two stepper motors to track the cell motion.
In tradition, the Optical Flow Method always uses the u and v values (the velocity of x and y direction) and determines the distance and the direction of target motion. In addition, the Gaussian Pyramid method was adapted to improve the speed of processing. The preliminary results show the feasibility of real-time cell tracking by proposed method.

Keyword:Optical Flow Method, Cell Tracking
摘 要 I
ABSTRACT II
誌 謝 III
目 錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 IX
第一章 緒論 - 1 -
1-1 研究背景 - 1 -
1-2 研究動機 - 6 -
1-3 研究目的 - 7 -
1-4文獻探討 - 7 -
第二章 研究方法 - 10 -
2-1 光流法 - 10 -
2-1.1光流定義 - 10 -
2-1.2疊代法 - 10 -
2-1.3 最小平方法 - 14 -
2-2 高斯金字塔 - 16 -
2-3 研究流程 - 18 -
2-4 使用者介面 - 19 -
第三章 硬體架構與設備 - 21 -
3-1 系統架構 - 21 -
3-1.1 細胞影像擷取系統 - 22 -
3-1.2 影像處理系統 - 24 -
3-1.3 X-Y移動平台系統 - 26 -
第四章 結果與討論 - 29 -
4-1 系統校正 - 29 -
4-1.1 X-Y平台之步進馬達校正 - 29 -
4-1.1.1 步進馬達水平移動之測試結果 - 29 -
4-1.1.2 步進馬達垂直移動之測試結果 - 32 -
4-1.1.3 步進馬達斜向移動之測試結果 - 35 -
4-2 光流法分析結果 - 35 -
4-2.1 光流法與物體移動距離之關係 - 36 -
4-2.1 光流法與影像背景干擾物有無之關係 - 38 -
4-2.1.1背景有干擾物之影像 - 38 -
4-2.1.1背景無干擾物之影像. - 40 -
4-3實驗結果 - 42 -
第五章 結論與未來研究方向 - 54 -
5-1 結論 - 54 -
5-2 未來研究方向 - 55 -
第六章 參考文獻 - 56 -
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