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Bestimmung biologischer Taxa mittels multidimensionaler dynamischer Bildanalyse

Ref-Nr: TA-PVA1585


Kurzfassung

Zu einer taxonomischen Bestimmung (Art, Gattung, Familie etc.) von biologischen Objekten, also Tieren, Pflanzen etc. oder deren Teilen, mittels mehrdimensionaler dynamischer Bildanalyse wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem Partikel in einem Durchlaufverfahren mehrfach in oder aus unterschiedlichen Positionen abbildend aufgenommen werden. Aus den Abbildungen werden mehrere Parameter entnommen und diese zum Erkennen der Taxa mit vorgegebenen Taxa-Parametern verglichen. Diese mehrdimensionale dynamische Bildanalyse zielt darauf ab, biologische Objekte oder deren charakteristische Teile in einem Größenbereich ab ca. 1 μm in unterschiedlichen Medien (z.B. Wasser, Luft) im Onlineverfahren, also im Durchstrom bzw. während einer Durchrieselung großer Mengen von Objekten in Gemischen und Emulsionen zu bestimmen.


Hintergrund

Als biologisches Taxon versteht sich in der Biologie eine als systematische Einheit erkannte Gruppe von Lebewesen. Hierbei werden mittels mehrdimensionaler dynamischer Bildanalyse biologische Objekte oder deren charakteristische Teile in einem Größenbereich ab ca. 1 µm gemessen. Die Messungen finden im Online-Verfahren statt, d.h. im Durchstrom, bzw. während dem Durchrieseln großer Mengen von Objekten in Gemischen oder Emulsionen. Vor allem im industriellen Bereich wird dieses Bildanalyseverfahren zur Qualitätskontrolle eingesetzt.


Problemstellung

Derzeit genutzte Verfahren zur Bestimmung und Klassifizierung biologischer Taxa basieren auf statischer Bildanalyse oder relativer Parametriesierung von integrierter Information aller Raumdimensionen des Objekts. Fixierte Objekte werden nacheinander aus verschiedenen Blickwinkeln aufgenommen und die Bilder softwaregestützt ausgewertet. Für komplexe Zusammensetzungen mit einer Vielzahl unterschiedlicher Partikel und Strukturen ist die statische Methode sehr zeitaufwendig und liefert zudem nur eingeschränkte Abbildungen der Objekte.


Lösung

Die Neuerung der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, welches dynamische Untersuchungen mit der Basis real existierender taxonomischer Kategorien ermöglicht. Dazu erfolgt eine Erfassung gleichzeitig aus mehreren Blickwinkeln mit Hilfe von Hochgeschwindigkeitskameras. Die gezielte Ausnutzung von Rotationsbewegungen ermöglicht den Zugang zu selten oder bisher gar nicht genutzter Information der Objekte sowie zur Reduktion des apparativen Aufwands. Die Aufnahmen werden mit einer entsprechenden Software einer statischen Bearbeitung unterzogen und mit Routinen ausgewertet. Dabei erfolgt eine Abgrenzung der biologischen Taxa vom restlichen Probenmaterial anhand vorhandener absoluter Kategorien.
Der Zugang zu neuer Bildinformation an zahlreichen Objekten einer taxonomischen Einheit erlaubt zudem die Einführung neuer Differenzierungskategorien. Der hohe Durchsatz an untersuchtem Material ermöglicht entsprechende Kalibrierungsprozesse mit hoher Effektivität.
Insgesamt sind somit sowohl quantitative wie auch qualitative Aussagen zu Taxa möglich. Die erhobenen Urdaten sind nachhaltig und können in der Zukunft mit neu entdeckten, optischen Differenzierungsmerkmalen einfach reevaluiert werden.    


Vorteile

  • Enorme Zeitersparnis gegenüber herkömmlichen Methoden
  • Bearbeitung von größeren Probenmengen
  • Exaktere Daten durch Verarbeitung größerer Datenmengen anhand abso-luter Bewertungsparameter

Anwendungsbereiche

Messtechnik


Service

  • Verkauf
  • Lizenzierung
  • Entwicklungskooperation

PVA Mecklenburg-Vorpommern AG

Christian Tholen
+49 381 497474-38
c.tholen@pva-mv.de
www.pva-mv.de
Adresse
Gerhart-Hauptmann-Straße 23
18055 Rostock



Entwicklungsstand

Machbarkeit


Patentsituation

  • DE 10 2014 104 809 anhängig

Stichworte

Bildanalyse, Taxa, Parametrisierung, Pollen, Sporen, Samen, Früchte, Gemisch, Emulsion,

Kontakt | Geschäftsstelle

TechnologieAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsstellenleiterin)

c/o PROvendis GmbH
Schloßstr. 11-15
D-45468 Mülheim an der Ruhr