產(chǎn)品綜述

  全自動(dòng)花粉監(jiān)測系統(tǒng)BAA500可快速、準(zhǔn)確的對(duì)花粉進(jìn)行識(shí)別和濃度監(jiān)測，是式的一臺(tái)全自動(dòng)花粉監(jiān)測系統(tǒng)。

  全自動(dòng)花粉監(jiān)測系統(tǒng)BAA500集成了自動(dòng)氣溶膠采樣、精密機(jī)械傳動(dòng)控制、數(shù)碼相機(jī)、高倍光學(xué)分析、復(fù)雜圖形識(shí)別、植物科目鑒定、新物種軟件訓(xùn)練、數(shù)據(jù)歸檔存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在線預(yù)報(bào)和顯示等諸多專業(yè)知識(shí)和功能。

背景：日益嚴(yán)重的花粉過敏

    在工業(yè)國家，幾乎25%的人口患花粉過敏癥，包括過敏性鼻炎（花粉熱）和危機(jī)生命的過敏性休克等癥狀。

    然而花粉預(yù)報(bào)工作普遍很滯后，目前進(jìn)行花粉預(yù)報(bào)的國家也是基于兩天前的花粉樣本數(shù)據(jù)，并通過人工統(tǒng)計(jì)做出的，費(fèi)是易錯(cuò)，誤差范圍很大，且不具有在線能力。人工數(shù)據(jù)發(fā)布時(shí)，至少已有72小時(shí)延誤，而且錯(cuò)誤率在20-50%之間。

理念：在線花粉分析

    在線式全自動(dòng)花粉監(jiān)測系統(tǒng)BAA500采用高速自動(dòng)的完整程序（從采樣和結(jié)果）。高度復(fù)雜的圖像分析算法確?？煽康幕ǚ圩R(shí)別和濃度預(yù)報(bào)。

解決方案：自動(dòng)采樣分析

    全自動(dòng)花粉監(jiān)測系統(tǒng)BAA500配備了自動(dòng)的花粉采樣、花粉沉積、光學(xué)和軟件處理系統(tǒng)。通過自動(dòng)顯微鏡與圖像分析軟件包獲取圖像。

結(jié)果：80-90%的識(shí)別率

    通過評(píng)估從每個(gè)花粉中提取的約120個(gè)形態(tài)參數(shù)，全自動(dòng)花粉監(jiān)測系統(tǒng)BAA500強(qiáng)大的圖像處理算法對(duì)花粉識(shí)別率高達(dá)80-90%。這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人工技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)的識(shí)別率。

    目前全自動(dòng)花粉監(jiān)測系統(tǒng)BAA500的花粉數(shù)據(jù)庫包含39種，其中有6種與過敏有關(guān)。易用的軟件訓(xùn)練工具為數(shù)據(jù)提供了添加新物種的可能，使全自動(dòng)花粉監(jiān)測系統(tǒng)BAA500能很好地適用于其他地域。

    多年的實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場測試驗(yàn)證了全自動(dòng)花粉監(jiān)測系統(tǒng)BAA500的可靠性和易用性。維護(hù)工作只需要更換樣本匣和偶爾清洗采集器入口過濾網(wǎng)。

獲取現(xiàn)實(shí)花粉樣品難點(diǎn)

難點(diǎn)1：花粉在其形態(tài)表現(xiàn)出顯著的差異	難點(diǎn)2：花粉大小范圍內(nèi)含有大量的非花粉顆粒（85%的固相），花粉采樣需要鑒別排除各類非花粉顆粒。	難點(diǎn)3：花粉隨著時(shí)間改變不呈現(xiàn)恒定的形態(tài)

花粉圖像識(shí)別

常規(guī)顯微鏡圖像識(shí)別和三維圖像

生成圖像特征單一，識(shí)別率低

全自動(dòng)花粉監(jiān)測系統(tǒng)BAA500圖像識(shí)別（近似：線性判別）

根據(jù)復(fù)雜函數(shù)生成圖像特征，識(shí)別率高

1. 光學(xué)聚焦生成多維圖像堆棧

2. 從堆棧生成合成圖像

3. 計(jì)算合成圖像的特征（面積大小、圓周、橢球比、圓度、棱角等）

4. 從特征空間手動(dòng)辨認(rèn)花粉物種（調(diào)?；顒?dòng)）

5. 從特征空間中的位置確定一個(gè)的花粉，訓(xùn)練儀器自動(dòng)識(shí)別物種

一、圖像生成

二、花粉特征函數(shù)

1. 簡單的特征函數(shù)（面積、圓周、橢球比、圓度、棱角等）

2. 更復(fù)雜的特征函數(shù)
   

Haralick數(shù)目/灰度矩陣（統(tǒng)計(jì)信息）                                    

  Zernicke多項(xiàng)式分析/（圓周的特征頻率分布）

工作原理介紹

   全自動(dòng)花粉監(jiān)測系統(tǒng)BAA500的研發(fā)特別注重儀器的堅(jiān)固性、自動(dòng)化程度和簡單易用性。該分析儀的自動(dòng)測量操作時(shí)間可達(dá)一個(gè)多月。

   全自動(dòng)花粉監(jiān)測系統(tǒng)BAA500的圖像分析算法使用有效的人工技術(shù)分析中已經(jīng)應(yīng)用的鑒別方法，即形態(tài)學(xué)詳細(xì)信息分析。首先，用虛擬撞擊器從采樣氣流（流量：6m3/h）中提取花粉顆粒。利用粒子慣性沉積5-100微米尺寸范圍內(nèi)的顆粒到載玻片，片上涂有特殊的凝膠。

一個(gè)樣本存儲(chǔ)盒有可供一個(gè)月使用的載玻片。處理系統(tǒng)將載玻片傳送到旋轉(zhuǎn)架。

在花粉粒沉積下來后，加熱黏膠顆粒陷入介質(zhì)。冷卻后，顆粒被密封，樣品可以被存檔。

   載玻片采集花粉樣本后，被自動(dòng)轉(zhuǎn)移到一個(gè)3D掃描儀上。這種高度精確的振動(dòng)隔離系統(tǒng)掃描對(duì)被置于配備了數(shù)碼相機(jī)的倒置顯微鏡下的樣本進(jìn)行立體掃描。得到圖像堆棧，每堆棧含70張圖片和小到1.5微米的Z向差異。這些圖像被存儲(chǔ)到硬盤。系統(tǒng)掃描一個(gè)樣品托盤后，下一個(gè)樣品托盤也已經(jīng)完成探測。掃描完成后，裝卸系統(tǒng)將樣品托盤放入存儲(chǔ)盒。這個(gè)存儲(chǔ)盒有足夠的容量裝載整整一個(gè)月的樣品。

   掃描完成后，處理系統(tǒng)將載玻片傳輸?shù)綐颖敬鎯?chǔ)盒。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)從硬盤上加載圖像堆棧進(jìn)行圖像分析。將花粉與他氣溶膠粒子分別開來，并根據(jù)花粉的形態(tài)學(xué)性能識(shí)別花粉種類。例如，每小時(shí)的花粉濃度被做成表格，通過數(shù)據(jù)鏈傳送，例如到氣象服務(wù)中心。

   全自動(dòng)花粉監(jiān)測系統(tǒng)BAA500的載玻片自動(dòng)更換周期可以由操作者設(shè)定，范圍為1-3小時(shí)/每天。相應(yīng)消耗24-7個(gè)載玻片，采樣持續(xù)時(shí)間可設(shè)定為15分鐘-3小時(shí)。載玻片存儲(chǔ)在一個(gè)可重復(fù)利用的樣本匣中。樣本匣更換便捷，一個(gè)樣本匣的載玻片數(shù)量能保證儀器連續(xù)運(yùn)行2-4周。

   使用全自動(dòng)花粉監(jiān)測系統(tǒng)BAA500自動(dòng)監(jiān)測每天的花粉濃度，開創(chuàng)性地使人類對(duì)致敏花粉局部濃度預(yù)報(bào)能力達(dá)到的水平，延遲時(shí)間只有1小時(shí)。

   如此，每一個(gè)感興趣的用戶，如過敏的人，可以了解空氣中花粉的濃度。使對(duì)花粉敏感的人在極短的時(shí)間內(nèi)有效地進(jìn)行防護(hù)。

數(shù)據(jù)庫

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)了下表（致敏花粉標(biāo)注為紅色）中列出了每種花粉形態(tài)學(xué)參數(shù)。花粉識(shí)別算法評(píng)估多達(dá)120種幾何參數(shù)（“特征”）。

產(chǎn)品規(guī)格

數(shù)據(jù)展示

全自動(dòng)花粉監(jiān)測系統(tǒng)BAA500 月內(nèi)花粉濃度差異

HUND網(wǎng)站花粉濃度數(shù)據(jù)