Автоматизированное рабочее место в биотехнологии

В настоящее время создаются автоматизированные системы обработки изображений(АСОИз), которые являются важной частью автоматизированных систем научных исследований(АСНИ).
АСОИз снижает трудоемкость экспериментов, сокращают время их выполнения, способствуют получению более полных моделей объектов исследования, что позволяет точнее диагностировать состояние популяции микроорганизмов, управлять их ростом, решать другие задачи медицины, микробиологии и биотехнологии.

В АСОИз используют схемы электронной и оптико-механической развертки, что обеспечивает высокий темп ввода данных. Недостатками их являются низкая точность и разрешающая способность, а также нестабильность параметров.
АСОИз включает также устройство анализа введенного изображения. По типу такие устройства делятся на аналоговые, цифровые и гибридные.
Еще одним звеном АСОИз являются устройства вывода изображений и результатов анализа. Это вывод на твердые носители информации( бумага, фотопленка)на различные запоминающие устройства(магнитные ленты, диски), вывод в канал связи и на дисплейные экраны.

К примеру автоматизированный комплекс «Люмам ПМ-11»- ЭВМ «Электроника В» обеспечивает оптико-механическую развертку на дискретном механическом перемешивании предметного столика по 2-м осям с помощью двух шаговых электродвигателей, управляемых от специального пульта.

Программное обеспечение АРМа:
Построено по модульному принципу и реализует диалоговый режим работы. Позволяющий контролировать режим обработки изображений и выбирать необходимую последовательность операций обработки.
В состав его входят следующие основные модули:

Сканирование и фотометрирование прямоугольного кадра;
Отображение изображения на экране алфавитно-цифрового дисплея в цифровой и условно графической форме;
Пороговая дискриминация, предназначенная для представления изображений 2-мя уровнями;
Фильтрация изображений- улучшение качества, устранение «мелкой грязи», светящихся точек и т.д.
Анализ кадра для последовательного поиска объектов в кадре и другие.

Основные технические характеристики АРМа:
Размер шага сканирования-0,4мкм;
Максимальная скорость сканирования-400шаг/с;
Число уровней дискредитации яркости-1024;
Максимальный размер сканируемого кадра-100×100 шагов*.

Применение АРМа:
В основном это морфометрический анализ дрожжевых популяций в процессе их культивирования. Определяются физиологически важные параметры клетки- линейный размер, площадь, форма, средняя плотность, неоднородность плотности, содержание включений и т.д.

После начинается начальный диалог, в котором нужно определить тип объекта(яркий в темном поле или наоборот), размер интервала, порог, размеры нелбходимого кадра. Далее производится сканирование прямоугольного кадра заданных размеров и в памяти формируется цифровая матрица изображения. В матрице выполняются необходимые преобразования. Далее начинает работать программа обработки кадра, устанавливается линейный размер объекта, определяются все точки объекта.

После обработки всех объектов в кадре распечатывается их число. Оператор может произвести расчет средних параметов по всем накопленным объектам или вернуться к начальному диалогу