[发明专利]一种菌落自动计数方法

说明书

技术领域

本发明属于环保领域中污染源自动监控技术领域，尤其涉及一种菌落计数检测方法。 

背景技术

随着计算机视觉技术的快速发展，基于图像处理与视觉分析技术的颗粒物图像自动分析系统由于其能自动、快速、客观地统计图像中包含的颗粒数目并提取颗粒的各种特征参数，受到了国内外学者的普遍关注_[1]。作为自动分析系统核心的计数算法问题也成为了国内外图像分割领域研究的一大热点。对于算法有很多研究，其中基于小波理论的图象分析一直是研究的热点。采用基于小波理论的图象分析法可以精确的实现菌种的自动分类，但是由于小波分析法运算量复杂，限制图像处理的速度_[2]。分水岭算法是近几年新兴的一种数学形态学分割方法，在图形处理方面受到了广泛的应用。针对菌落图像特点，可以利用距离变换和分水岭算法来分割粘连菌落_[3]。但是应用分水岭分割算法仍然存在对噪声敏感、处理低对比度图像易丢失重要信息以及合并国都分割的区域时需要大量的计算处理时间长等缺点_[4]。 

而对于菌落检测来说，实时实地的快速的检测是一个发展趋势，这样就要求研究一直行之有效的快速算法。 

相关文献 

[1]刘相滨，类圆性颗粒分割技术研究：[博士学位论文]，湖南，湖南大学，2006 

[2]王积分 赵增华 舒炎泰 天津大学学报第35卷第2期2002 03 151-154 

[3]周莹莉，曾立波，刘均堂等，基于图像处理的菌落自动计数方法及其实现，数据采集与处理，2003，18(4)：460-464. 

[4]Kim Jong-Bae，Kim Hang-Joon.Multiresolution-based watersheds for efficient image segmentation[J].Pattern Recognition Letters，2003，24：473-488. 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足，提出一种算法简单，速度快且能够精确计的菌落自动计数方法。本发明利用动态视频监控的办法来提高菌落监测图像的质量并运用霍夫变换对于边缘进行处理，针对嵌入式自动分析系统对算法限制，通过对图像的多次膨胀腐蚀处理，减小了因初始点设置不同引入的误差，实现了精确计数，计数误差可控制在3％以内。 

本发明的技术方案如下： 

一种菌落自动计数方法，包括下列步骤： 

1)通过对目标物进行动态视频的检测，判断培养皿是否就位； 

2)对培养皿进行多次扫描拍摄取得多组原始目标图像； 

3)对原始目标图像进行灰度化处理，将彩色图像的R、G、B分量转化为灰度值表征每个像素点构成的图像； 

4)依次进行中值滤波、高斯平滑滤波的预处理，去除噪声； 

5)通过对图像的灰度分布进行分析，选用适合的局部阈值分割法对去除了噪声的图像进行二值化； 

6)去除培养皿边缘确定菌落图像范围； 

7)选用十字形四邻域腐蚀模板，使用多次膨胀和腐蚀结合起来的迭代腐蚀方法对菌落图像中的较大菌落进行极限分割； 

8)采用递归标记的方法对连通域进行标记，不同的连通域被赋予不同的标号值，最大标号值就是该图像中连通域的数目，从而得到菌落的数目。 

作为优选实施方式，第1)步中，首先，采集第一幅图像并保存，此后每隔一定的帧数采集一幅图像，并与第一幅图像对比，做平滑滤波取均方图得方差，若方差很小即为没有待检测培养皿进入，删除该图像继续采集；若方差较大时，保留该图像作为对比图像，此后每采集所得图像均与该对比图像进行对比，经过多次平滑后若所得方差小于阈值时判定有待检测培养皿进入系统且为样本就位； 

经过第5)步对图像进行二值化处理后，再进行一次形态学图像处理中的关闭操作，填补对于个别面积较大的菌落由于二值化引入的孔洞，之后再执行第6)步； 

第7)步中，使用梯度算子进行图像处理得到候选边缘点，再根据培养皿为圆形的边缘形状，采用霍夫变换的方法进行培养皿边缘检测，从而去除培养皿边缘确定菌落图像范围；