[发明专利]基于虚拟数字切片扫描系统和图像识别的球形荧光微塑料计数方法及其应用

权利要求书

1.一种基于虚拟数字切片扫描系统和图像识别的球形荧光微塑料计数方法，其特征在于，包括：

(1)使用虚拟数字切片扫描系统VS120对球形荧光微塑料样品进行全面积扫描拍摄得到全面积数字图像，对全面积数字图像进行无损切割成多张待处理图像；

(2)将待处理图像转换为梯度信息灰度图像，对梯度信息灰度图像进行二值化处理得到二值化的边缘图像，利用霍夫梯度法基于设定的半径范围从二值化边缘图像中识别圆心坐标，以及所述圆心坐标对应的圆半径和圆强度；将识别的多个圆心坐标按照横坐标升序排列得到第一圆心坐标序列；

(3)去除重叠或覆盖圆的步骤为：将第一圆心坐标序列的第一圆心坐标与第二圆心坐标的横坐标进行差值计算得到横坐标差值绝对值，当所述横坐标差值绝对值大于第一圆心坐标和第二圆心坐标的最大圆半径时，保留第一个圆心坐标和第二圆心坐标，当所述横坐标差值绝对值小于等于所述最大圆半径时，首先获得第一个圆心坐标和第二圆心坐标的圆心距，然后当所述圆心距大于所述最大圆半径时，保留第一个圆心坐标和第二圆心坐标，当所述圆心距小于等于所述最大圆半径时，比较第一圆心坐标和第二圆心坐标对应的圆强度，保留圆强度最大的圆心坐标；

(4)按照步骤(3)将第一圆心坐标与剩余圆心坐标依次进行比较直至第一圆心坐标与当前比较的圆心坐标的横坐标差值大于最大半径则完成比较，或者第一圆心坐标的圆强度低于当前比较圆心坐标的圆强度则完成比较，或者第一圆心坐标与最后的圆心坐标比较完成则完成比较；

(5)步骤(4)完成比较后按照横坐标升序顺序对第一圆心坐标序列中除第一圆心坐标和经(3)-(4)去除的圆心坐标后的第一顺位圆心坐标执行步骤(3)-(4)，直至第一圆心坐标序列中的最后圆心坐标完成步骤(3)-(4)，停止比较，以得到去除重叠或覆盖杂质的第二圆心坐标序列；

(6)对所述第二圆心坐标序列中的圆心坐标分别按照对应的圆强度和圆半径进行升序排列，基于圆强度阈值和圆半径阈值去除较小圆半径且较小圆强度对应的圆心坐标以得到第三圆心坐标序列从而去除单独存在的荧光杂质，将所述第三圆心坐标序列中的圆心坐标数量作为待处理图像的球形荧光微塑料数量。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟数字切片扫描系统和图像识别的球形荧光微塑料计数方法，其特征在于，荧光微塑料样品的制备方法为：将待测溶液的荧光微塑料抽滤至聚碳酸酯滤膜上得到荧光微塑料样品。

3.根据权利要求1所述的基于虚拟数字切片扫描系统和图像识别的球形荧光微塑料计数方法，其特征在于，对全面积数字图像进行无损切割成多张待处理图像，包括：采用OlyVIA或Photoshop软件的切图功能将全面积数字图像无损分割成多张待处理图像。

4.根据权利要求1所述的基于虚拟数字切片扫描系统和图像识别的球形荧光微塑料计数方法，其特征在于，将待处理图像转换为梯度信息灰度图像，包括：

将待处理图像转换为8位灰度图，采用Sobel边缘检测算子分别计算所述8位灰度图中每个像素点在X轴方向梯度值Gx和Y轴方向梯度值Gy，并将作为每个像素点的总梯度值，每个带有总梯度值的像素点构建了梯度信息灰度图像。

5.根据权利要求4所述的基于虚拟数字切片扫描系统和图像识别的球形荧光微塑料计数方法，其特征在于，对梯度信息灰度图像进行二值化处理得到二值化的边缘图像，包括：

使用大律法计算梯度信息灰度图像的全局图像阈值，并采用所述全局图像阈值对梯度信息灰度图像进行二值化处理得到二值化的边缘图像。

6.根据权利要求5所述的基于虚拟数字切片扫描系统和图像识别的球形荧光微塑料计数方法，其特征在于，对梯度信息灰度图像进行二值化处理，包括：当总梯度值大于等于全局图像阈值的像素点值设为1，将总梯度值小于全局图像阈值的像素点值设为0，从而得到二值化的边缘图像。