[发明专利]一种基于红外和光学影像双模成像信息的活体菌落计数方法

说明书

本发明涉及一种基于红外和光学影像双模成像信息的活体菌落计数方法，步骤如下：获取同一原始目标的光学影像和序列红外影像；采用水平集算法对上述光学影像进行处理；采用仿射变换，对光学影像和序列红外影像进行图像配准，根据光学影像中获取的连通域位置信息，依次获取光学影像中连通域在序列红外影像中的对应位置；逐个统计光学影像中连通域对应的红外影像空间下序列图像的连通域局部纹理特征集，纹理特征集包括灰度均值、灰度方差、灰度共生矩阵的能量、熵和相关性五个特征；得到活体菌落检测分类模型；依次对判断为具有活性特征的连通域计数，获取活体菌落的数目。

技术领域

本发明属于食品及环保检测领域，尤其涉及一种活体菌落计数检测方法。

背景技术

菌落计数器已经从人工、半人工向全自动发展，被广泛的应用于生物和医学领域。相比较一些常规算法，水平集算法在菌落计数方面，算法速度和准确性上都有了很大提高。常规菌落分析仪器大多是处理单张静态图像，根据单张静态图像的信息，无法排除杂质颗粒及死菌等因素对菌落计数的影响，容易引入假阳性错误。通过红外影像判断菌落活性受限于红外影像的分辨率和成本，只能定性的判断菌落的活性，并不能直接对菌落计数。目前现有的菌落分析仪器尚未有公开的针对活体菌落计数的功能。

发明内容

本发明提供了一种基于红外和光学影像双模成像信息的活体菌落计数方法，以克服现有技术上的不足。本发明提出一种光学影像与红外影像相结合的活体菌落计数方法，根据活体菌落热量高于背景热量，排除杂质、水渍、死菌等因素带来的假阳性错误，同时解决了普通红外影像受限于分辨率和成本无法定量获取活体菌落个数的问题。本发明的技术方案如下：

一种基于红外和光学影像双模成像信息的活体菌落计数方法，步骤如下：

1)对目标培养皿进行多次扫描拍摄，获取同一原始目标的光学影像和序列红外影像；

2)采用水平集算法对上述光学影像进行处理，遍历图像中的所有像素点，根据像素点的特征进行空间分割，获取点集区域作为连通域，并对连通域进行定位；

3)对光学影像和序列红外影像建立三维笛卡尔直角坐标系，分别确定从光学影像到序列红外影像沿x轴，y轴，z轴变换的尺度参数m_x，m_y，m_z，沿x轴，y轴，z轴平移的刚体变换参数p，q，r，绕沿x轴，y轴，z轴旋转的刚体变换参数θ，ω，φ。采用九参数仿射变换，对光学影像和序列红外影像进行图像配准，根据光学影像中获取的连通域位置信息，依次获取光学影像中连通域在序列红外影像中的对应位置；

4)逐个统计光学影像中连通域对应的红外影像空间下序列图像的连通域局部纹理特征集，纹理特征集包括灰度均值、灰度方差、灰度共生矩阵的能量、熵和相关性五个特征；

5)制作符合支持向量机格式的标签样本，将分类器训练集中的具有活体特征的样本标签置为1，不具有活体特征的样本标签置为-1，并设计和训练SVM分类器，获取分类器模型，从而得到活体菌落检测分类模型；

6)采用活体菌落检测分类模型对红外影像空间下序列图像的局部纹理特征进行分类，判断样本是具有活体特征的连通域，或为杂质以及死菌对应的不具有活体特征的连通域；

7)依次对判断为具有活性特征的连通域计数，获取活体菌落的数目。

本发明提出的基于红外和光学影像双模成像信息的活体菌落技术方法，解决了当今常规菌落分析仪器处理单张静态图像，无法排除杂质颗粒及死菌等因素引入假阳性错误的问题以及红外图像受限于分辨率或成本无法定量的获取活体菌落个数的问题。

附图说明

图1：本发明方法流程图

图2：目标图像及采用改进水平集算法处理后的图像，包括连通域的定位

图3：仿射变示意图像