[发明专利]一种基于近红外图像技术实现菌落计数的方法和装置

说明书

本发明公开一种基于近红外图像技术实现菌落计数的方法和装置，涉及计算、推算、计数技术领域。采用近红外图像技术构建一套实现菌落计数的方法和系统，通过近红外相机获取近红外光源下的菌落图像，采用特定的计算机图像处理和菌落计数分析方法对获得图像中的菌落进行识别和统计，并给出菌落计数结果。本发明具有受外界光照条件影响小、菌落图像清晰、计数准确度高、速度快的优点。

技术领域

本发明属于信息技术中的计算、推算、计数技术领域，特别涉及一种基于近红外图像技术实现菌落计数的方法和装置。

背景技术

菌落计数是农业、食品、医药卫生分析中进行质量检测的一项基本而重要的工作。在环保领域，水中的菌落计数是评价水受污染程度的一项重要质量指标；在食品安全领域，食品中的菌落总数检测是保障食品安全的重要手段；在医疗卫生领域，菌落计数更是必不可少的一项基础工作。国内外通常采用普通营养琼脂倾注平皿法（简称平板计数法）对菌落进行计数。该方法由人工计数，费工费时，效率低，而且依靠人工观察计数会有一定的主观性，导致误差大，重现性低。

近年来，一些科研工作者也提出基于图像处理技术快速检测菌落总数的方法，但是所获取的图像基本是在可见光下获取的。可见光下获取的菌落图像受光照、位置、视觉等多方面因素的影响，尤其是培养皿很容易反光，使得拍摄的菌落图像不清晰，菌落识别的误差较大。开发一种受外界条件影响小，菌落图像清晰，菌落计数准确度高的菌落计数方法和装置对于准确获得菌落统计结果、提高菌落计数科研工作者的效率、降低科研工作者的劳动强度具有重要的意义。

发明内容

本发明给出一种基于近红外图像技术实现菌落计数的方法和装置，要解决的技术问题是：如何获得清晰的菌落图像并提高菌落计数的准确度和处理速度。

为了解决上述问题，本发明给出以下技术方案：

一种基于近红外图像技术实现菌落计数的方法，包含以下步骤：

1) 将圆环形的近红外光源2固定于底座5上，将培养皿6置于近红外光源2的圆环中心的底座5平面上；底座5的表面采用弱反光材料，其颜色根据菌落的颜色设置，设置的原则是两者色差大。

2）将近红外相机1的镜头安装在暗箱7的顶部中心孔中，使近红外相机1的镜头、近红外光源2及培养皿6在铅垂线上同轴，近红外相机1在上，近红外光源2及培养皿6在下。

3）调整近红外相机1的焦距，使近红外相机1的视野中包含完整的培养皿6，然后拍摄培养皿6的照片。

4）通过计算机4调取近红外相机1中拍摄到的培养皿6的图像，并通过软件完成图像处理和菌落计数分析，并输出菌落计数结果。

一种基于近红外图像技术实现菌落计数的方法，所述的图像处理和菌落计数包含以下步骤：

1）采用阈值分割法将近红外相机1获取到的灰度图像转换为二值图像，对二值图像进行孔洞填充，对孔洞填充后的图像进行连通区域标记，根据连通区域的面积去掉培养皿6外部的噪声。

2）采用连通区域标记法与区域属性度量函数去除图像中培养皿6内圆以外的部分，只保留培养皿6内圆以内的菌落。

3）采用闭运算、图像减法运算和图像与运算得到与培养皿6内圆相连菌落的原始图像。采用连通区域标记法、区域属性度量函数、非线性灰度变换函数、距离变换法、分水岭算法和阈值分割法分割出与培养皿6内圆相连的菌落，以及培养皿6内圆以内的粘连和重叠的菌落；所述的非线性灰度变换函数是采用MATLAB中的imadjust函数，所述的距离变换法是采用MATLAB中的bwdist函数。

4）采用连通区域标记法与区域属性度量函数对识别出的培养皿6内部的所有菌落进行统计，并给出统计结果。