Sperm analizi için bilgisayar görüsü tabanlı yeni bir yaklaşım ve uygulaması
A new approach based on computer vision and its application for sperm analysis
- Tez No: 444277
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ADNAN FATİH KOCAMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Biyomühendislik, Computer Engineering and Computer Science and Control, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İnönü Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 74
Özet
Kültür balıkçılığında üreme verimini artırmak uzmanların çözüm aradığı bir konudur. Bu konu hem dişi yumurtalık hücrelerinde hem de erkek sperm hücrelerinde döllenme oranını yükselten faktörlerin tespit edilmesi hususuna dayanır. Döllenme oranını yükselten faktörlerden biri sağlıklı ve güçlü sperm üretimidir. Sperm hücrelerinin sağlıklı ve güçlü olup olmadığının anlaşılması için sperm analizi yapılmaktadır. Sperm analizi ile elde edilen bilgiler; sperm sayısı, mililitredeki sperm yoğunluğu, morfoloji ve hareketlilik gibi parametrelerdir. Sperm analizinde genel olarak kullanılan üç ayrı yöntem vardır. Bu yöntemler; klasik yöntemle belirleme, spektrofotometrik sistemler ve CASA (Bilgisayar Destekli Sperm Analizörü) sistemleridir. Dünya Sağlık Örgütünün de önerdiği CASA sistemleri diğer yöntemlerin yerini almaya başlamıştır. CASA, görüntü işleme tekniklerini kullanarak sperm analizi parametrelerini ortaya çıkarmayı hedefleyen bir karar destek sistemidir. İlk olarak insan sperm hücreleri için geliştirilen CASA sistemleri daha sonra diğer canlılar için de geliştirilmiştir. Bu tez çalışmasında, gökkuşağı alabalığı sperm hücrelerini analiz eden hızlı ve etkili bir CASA sistemi tasarlanmıştır. Çalışmada mikroskop üzerine bağlanmış video kameradan alınan sperm video görüntüleri OpenCV platformunda C++ ve C#.NET programlama dilleri kullanılarak analiz edilmiştir. Sperm hücrelerinin tespitinde adaptif eşikleme ve dairesel Hough dönüşümü metotlarından faydalanılarak sperm sayısı ve sperm konsantrasyonu tespit edilmiştir. Hücrelerin hareket parametrelerini ortaya çıkarmak için video üzerinde çoklu hedef takibi yapılmıştır. Çoklu hedef takibinde arka plan çıkarımı VIBE algoritması ile yapılmış, hedeflere etiket atama için Kalman filtresi kullanılmış, farklı hedeflerin yol kesişmesi ile oluşan atama problemleri için Macar algoritması ile çözüm üretilmiştir. Hedef takibi ile elde edilen hareket bilgileriyle sperm kalite parametreleri hesaplanmıştır. Bu parametreler içerisinde yer alan VCL ve VAP hesaplamasında Lagrange interpolasyonu kullanılarak yeni bir yaklaşım önerilmiştir. Bu tez çalışması ile geliştirilen sistemin, sperm hücrelerinin sayımında ve kalite parametrelerinin belirlenmesinde hızlı ve etkili sonuçlar ürettiği görülmüştür. Bu tez çalışması, TÜBİTAK (Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu) tarafından 1512-Girişimcilik Aşamalı Destek Programı 2140052 numaralı ve“Bilgisayar Destekli Sperm Kalite Analizörü Yazılımı Geliştirilmesi-BASA”başlıklı proje olarak desteklenmiştir. ANAHTAR KELİMELER: Sperm Analizi, CASA, Bilgisayar Görüsü, Dairesel Hough Dönüşümü, Lagrange İnterpolasyonu
Özet (Çeviri)
In aquaculture, to improve the reproductive efficiency is a matter that experts seek solutions. This matter is based on the detection of factors that increase the fertilization rate in male sperm cell and in female ovary cells. One factor that increases the fertilization rate is strong and healthy sperm production. Semen analysis is performed for determination of healthy and strong sperm cells. The informations obtained by sperm analysis are; parameters such as the number of sperm, sperm density per milliliter, morphology and motility. There are three methods commonly used in sperm analysis. This methods are identifying with the conventional method, spectrophotometric systems and CASA (Computer-Assisted Semen Analysis) systems. The CASA systems, that the World Health Organization also recommends, has begun to take the place of other methods. CASA is a decision support system that aiming to reveal sperm analysis parameters with image processing techniques. CASA systems, firstly developed for human sperm cells, have been developed for other living things later. In this study, a fast and efficient CASA system, analyzing the sperm cells of Oncorhynchus Mykiss, is designed. In the study, sperm video images, taken from a video camera attached on the microscope, were analyzed in OpenCV platform using C ++ and C # .NET programming languages. Sperm count and concentration was determined by utilizing the circle Hough transform and adaptive thresholding on detection of sperm cells. To reveal the movements of sperm cell parameters, tracking multiple targets was made on the video. For Multi-target tracking, background extraction performed by VIBE algorithm, Kalman filter is used to assign labels to targets, Hungarian algorithm is used for assignment problem formed by the intersection of targets path. With the obtained informations target tracking, sperm quality parameters are calculated. For calculation of VCL and VAP, located in these quality parameters, is proposed a new approach using Lagrange interpolation. Quick and effective results in the determination of quality parameters and count of sperm cells has been shown to be obtained with developed system in this thesis. This thesis is supported by TÜBİTAK (Scientific and Technological Research Council of Turkey) in 1512-Stage Entrepreneurial Assistance Program's project as numbered of 2140052 and entitled of“Computer Aided Sperm Quality Analyzer Software Development-BASA”. KEYWORDS: Sperm Analysis, CASA, Computer Vision, Circle Hough Transform, Lagrange Interpolation
Benzer Tezler
- A system implementation for analyzing and tracking motile objects in biomedical images
Biyomedikal görüntülerde hareketli nesnelerin analizi ve takibi için bir sistem gerçeklemesi
HAMZA OSMAN İLHAN
Doktora
İngilizce
2017
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolYıldız Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİZAMETTİN AYDIN
- Mikrobiyolojik görüntülerin incelenmesi: Bilgisayar destekli sperm tespiti ve morfoloji analizi
Examination of microbiological images: Computer aided sperm detection and morphology analysis
MECİT YÜZKAT
Doktora
Türkçe
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolYıldız Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİZAMETTİN AYDIN
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAMZA OSMAN İLHAN
- Bilgisayar destekli sperm analiz sistemi
Computer-assisted sperm analysis system
NAZLI IRMAK KARAARK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyomühendislikBaşkent ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN KURTULDU
- Mikroskobik görüntülerde sperm yoğunluk tespiti
Sperm density detection on microscopic images
MUSTAFA FURKAN KESKENLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAtatürk ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDULSAMET HAŞILOĞLU
- Denizkestanesi Paracentrotus lividus'un yumurta jel kılıfı glikoproteinlerinin izolasyonu ve glikan profilinin MALDI-TOF-MS ve LC-MS/MS sisteminde glikomik yaklaşımla belirlenmesi
Isolation of egg jelly coat glycoproteins of sea urchin paracentratus lividus and identification of glycan profile by MALDI-TOF/MS and LC-MS/MS system using the glycomics approach
UMUT ŞAHAR