[发明专利]一种基于高光谱成像技术对培养基上的细菌菌落进行快速分类的方法

权利要求书

1.一种基于高光谱成像技术对培养基上的细菌菌落进行快速分类的方法，其特征在 于，包含以下步骤:

S1.进行细菌培养，获得细菌菌落培养基；

S2.采集培养基上细菌菌落的高光谱图像，并对原始图像进行黑白文件校正处理；

S3.利用图像处理技术获取校正图像的掩膜图像，并提取细菌菌落的光谱数据信息；

S4.建立基于细菌类别和细菌光谱数据信息的全波长线性预测模型；

S5.运用多种波长选择方法进行特征波长优选并建立相应简化模型；

S6.利用上述全波长预测模型和简化模型分别对未知细菌样本进行预测。

2.如权利要求1所述的基于高光谱成像技术对培养基上的细菌菌落进行快速分类的 方法，其特征在于，在步骤S1中，所述的细菌菌落培养基为大肠杆菌培养基、李斯特 菌培养基和金黄色葡萄球菌培养基。

3.如权利要求1所述的基于高光谱成像技术对培养基上的细菌菌落进行快速分类的 方法，其特征在于，在步骤S2中，所述高光谱图像为高光谱反射图像。

4.如权利要求1所述的基于高光谱成像技术对培养基上的细菌菌落进行快速分类的 方法，其特征在于，在步骤S2中，利用如下公式对原始图像进行黑白文件校正处理：

R0=R-DW-D]]>

其中，R₀为校正图像，R为原始图像，W为白板，D是黑板。

5.如权利要求1所述的基于高光谱成像技术对培养基上的细菌菌落进行快速分类的 方法，其特征在于，在步骤S3中，利用大津阈值分割法对校正图像进行二值分割以得 到掩膜图形，并利用掩膜图像中细菌菌落所在的位置定位校正高光谱图像中细菌菌落所 在的位置，从而提取出每个细菌菌落的光谱数据信息。

6.如权利要求1所述的基于高光谱成像技术对培养基上的细菌菌落进行快速分类的 方法，其特征在于，在步骤S3中，提取光谱数据信息时对原始光谱进行了均值滤波。

7.如权利要求1所述的基于高光谱成像技术对培养基上的细菌菌落进行快速分类的 方法，其特征在于，在步骤S4中，全波长线性预测模型为偏最小二乘判别模型。

8.如权利要求1所述的基于高光谱成像技术对培养基上的细菌菌落进行快速分类的 方法，其特征在于，在步骤S5中，运用的多种波长选择方法为竞争性自适应重加权算 法、遗传算法和最小角回归算法。

9.如权利要求1所述的基于高光谱成像技术对培养基上的细菌菌落进行快速分类的 方法，其特征在于，在步骤S5中，所述简化模型为以所选特征波长为自变量，以细菌 种类为因变量的偏最小二乘判别模型。

10.如权利要求1所述的基于高光谱成像技术对培养基上的细菌菌落进行快速分类 的方法，其特征在于，在步骤S6中，全波长预测模型及简化模型对未知细菌菌落预测 性能好坏的评价指标为决定系数、均方根误差、潜变量数、优选波长数、校正准确率、 预测准确率和置信预测准确率。