產(chǎn)品綜述
全自動花粉監(jiān)測系統(tǒng)BAA500可快速、準(zhǔn)確的對花粉進(jìn)行識別和濃度監(jiān)測，是式的一臺全自動花粉監(jiān)測系統(tǒng)。
全自動花粉監(jiān)測系統(tǒng)BAA500集成了自動氣溶膠采樣、精密機(jī)械傳動控制、數(shù)碼相機(jī)、高倍光學(xué)分析、復(fù)雜圖形識別、植物科目鑒定、新物種軟件訓(xùn)練、數(shù)據(jù)歸檔存儲、實時數(shù)據(jù)在線預(yù)報和顯示等諸多專業(yè)知識和功能。
| 應(yīng)用領(lǐng)域 | 主要功能 | 優(yōu)勢特征 | 花粉主要特性 |
| 環(huán)境 | 1.勻速環(huán)境空氣采樣（60m3/h） | 1.實際的花粉濃度數(shù)據(jù)，每3（1小時） | 1.尺寸通常介于10-150um之間 |
| 氣象 | 2.“固相富集”（尺寸大小10-150um） | 2.自動化（服務(wù)間隔約2周） | 2.復(fù)雜的形態(tài) |
| 醫(yī)療 | 3.固定花粉/粒子樣品與載玻片 | 3.直接通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送濃度數(shù)據(jù) | 3.風(fēng)媒花粉：光滑的表面 |
| 農(nóng)業(yè) | 4.準(zhǔn)備載玻片進(jìn)行分析 | 4.開放式軟件支持新花粉品種訓(xùn)練（本地品種） | 4.蟲媒花粉：有粘性，多棱，有刺 |
| 旅游 | 5.顯微圖形采集 | 5.具備樣品歸檔和后續(xù)再評估功能 | 5.相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)：光譜學(xué)對此無效 |
| 園林等 | 6.圖像分析 | 6.保護(hù)過敏者免受高濃度花粉刺激，并合理規(guī)劃日常活動 | 6.在顯微鏡下呈現(xiàn)半透明 |
| 7.樣本替換 | 7.除了花粉監(jiān)測和計數(shù)，該系統(tǒng)也可被訓(xùn)練用來監(jiān)測識別空氣中其他類型顆粒物，潛在的應(yīng)用領(lǐng)域包括食品生產(chǎn)的空氣質(zhì)量監(jiān)測，細(xì)菌和真菌的檢驗等 | ||
| 8.樣本儲藏 | |||
| 9.資料數(shù)據(jù)上傳網(wǎng)絡(luò) |
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)報工作普遍很滯后，目前進(jìn)行花粉預(yù)報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)計做出的，費是易錯，誤差范圍很大，且不具有在線能力。人工數(shù)據(jù)發(fā)布時，至少已有72小時延誤，而且錯誤率在20-50%之間。
理念：在線花粉分析
在線式全自動花粉監(jiān)測系統(tǒng)BAA500采用高速自動的完整程序（從采樣和結(jié)果）。高度復(fù)雜的圖像分析算法確保可靠的花粉識別和濃度預(yù)報。
解決方案：自動采樣分析
全自動花粉監(jiān)測系統(tǒng)BAA500配備了自動的花粉采樣、花粉沉積、光學(xué)和軟件處理系統(tǒng)。通過自動顯微鏡與圖像分析軟件包獲取圖像。
結(jié)果：80-90%的識別率
通過評估從每個花粉中提取的約120個形態(tài)參數(shù)，全自動花粉監(jiān)測系統(tǒng)BAA500強大的圖像處理算法對花粉識別率高達(dá)80-90%。這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人工技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)的識別率。
目前全自動花粉監(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，使全自動花粉監(jiān)測系統(tǒng)BAA500能很好地適用于其他地域。
多年的實驗室和現(xiàn)場測試驗證了全自動花粉監(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)實花粉樣品難點
| 難點1：花粉在其形態(tài)表現(xiàn)出顯著的差異 | 難點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3：花粉隨著時間改變不呈現(xiàn)恒定的形態(tài) |
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花粉圖像識別
常規(guī)顯微鏡圖像識別和三維圖像
生成圖像特征單一，識別率低
全自動花粉監(jiān)測系統(tǒng)BAA500圖像識別（近似：線性判別）
根據(jù)復(fù)雜函數(shù)生成圖像特征，識別率高
光學(xué)聚焦生成多維圖像堆棧
從堆棧生成合成圖像
計算合成圖像的特征（面積大小、圓周、橢球比、圓度、棱角等）
從特征空間手動辨認(rèn)花粉物種（調(diào)校活動）
從特征空間中的位置確定一個的花粉，訓(xùn)練儀器自動識別物種
一、圖像生成
二、花粉特征函數(shù)
簡單的特征函數(shù)（面積、圓周、橢球比、圓度、棱角等）
更復(fù)雜的特征函數(shù)
Haralick數(shù)目/灰度矩陣（統(tǒng)計信息）
Zernicke多項式分析/（圓周的特征頻率分布）
工作原理介紹
全自動花粉監(jiān)測系統(tǒng)BAA500的研發(fā)特別注重儀器的堅固性、自動化程度和簡單易用性。該分析儀的自動測量操作時間可達(dá)一個多月。
全自動花粉監(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。
一個樣本存儲盒有可供一個月使用的載玻片。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，被自動轉(zhuǎn)移到一個3D掃描儀上。這種高度精確的振動隔離系統(tǒng)掃描對被置于配備了數(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。這些圖像被存儲到硬盤。系統(tǒng)掃描一個樣品托盤后，下一個樣品托盤也已經(jīng)完成探測。掃描完成后，裝卸系統(tǒng)將樣品托盤放入存儲盒。這個存儲盒有足夠的容量裝載整整一個月的樣品。
掃描完成后，處理系統(tǒng)將載玻片傳輸?shù)綐颖敬鎯小Ｓ嬎銠C(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)性能識別花粉種類。例如，每小時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。
全自動花粉監(jiān)測系統(tǒng)BAA500的載玻片自動更換周期可以由操作者設(shè)定，范圍為1-3小時/每天。相應(yīng)消耗24-7個載玻片，采樣持續(xù)時間可設(shè)定為15分鐘-3小時。載玻片存儲在一個可重復(fù)利用的樣本匣中。樣本匣更換便捷，一個樣本匣的載玻片數(shù)量能保證儀器連續(xù)運行2-4周。
使用全自動花粉監(jiān)測系統(tǒng)BAA500自動監(jiān)測每天的花粉濃度，開創(chuàng)性地使人類對致敏花粉局部濃度預(yù)報能力達(dá)到的水平，延遲時間只有1小時。
如此，每一個感興趣的用戶，如過敏的人，可以了解空氣中花粉的濃度。使對花粉敏感的人在極短的時間內(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)。花粉識別算法評估多達(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)
