[发明专利]一种基于流式影像运动目标追踪的颗粒计数方法

说明书

本发明公开了一种基于流式影像运动目标追踪的颗粒计数方法，属于微生物分析、水环境分析技术领域。该方法包括以下步骤：视频流采集；组建背景图像；筛选运动目标；设定追踪；追踪预测；对应追踪；追踪计数。本发明的基于流式影像运动目标追踪的颗粒计数方法首次被运用在微生物分析、水环境分析技术领域；与FlowCam、MFI等采用静态运动目标计数技术相比，避免了重复计数，其结果更接近实际值。

技术领域

本发明涉及微生物分析、水环境分析技术领域，具体涉及一种基于流式影像运动目标追踪的颗粒计数方法。

背景技术

颗粒计数是藻类计数、浮游植物计数、浮游动物计数、血细胞统计、水中悬浮颗粒分析等工作的基础。传统的颗粒计数方法依赖于人工观察、拍照及统计。随着计算机技术的发展，计算机图像处理技术被应用到了颗粒分析中。其中AlgaeC是将显微镜获得的图像传入电脑，通过计算机图像处理技术对微生物进行分析的软件。Counstar是一款结合了智能图像识别技术和美兰染色方法来进行细胞分析的一体化仪器。FlowCam、MFI等结合流式影像技术，实现了水样中浮游植物及其他颗粒物流式计数的功能，其计数的原理是颗粒在流过流通池的过程中，其图像会被放大并通过相机采集，然后根据这些图像计算出颗粒数量的总和，进而得到颗粒的浓度。然而，以上技术仍存在以下的缺点：

1，传统的依靠显微镜人工计数方法，人工劳动强度大，效率低。

2，FlowCam、MFI等流式影像分析仪在一定程度上满足了自动进样，分析过程可自动化，但是如果颗粒物在流动过程中出现贴壁，该颗粒会被多次采集到，从而造成重复计数。

因此，针对上述出现的问题，本发明采用对运动目标追踪的方法，在分析结果上可以避免杂质背景和样品均匀性对结果的影响，进而提高分析过程的准确性。

发明内容

本发明提供一种基于流式影像运动目标追踪的颗粒计数方法，可以解决现有技术中的上述问题。

本发明提供了一种基于流式影像运动目标追踪的颗粒计数方法，包括以下步骤：

S1，对流动的颗粒样品溶液进行视频流采集；

S2，对采集的视频流进行背景信息提取，并组建得到背景图像；

S3，采用基于高斯混合模型的背景减法来获得当前帧图像中出现的运动目标，并结合形态学操作来处理前景蒙版层消除噪声，筛选出运动目标；

S4，根据视频中被检测到的运动目标出现的位置，判断它们是否为同一运动目标，如果是同一运动目标，则根据同一运动目标出现的次数，设定同一运动目标为追踪目标，并编码区别；

S5，根据追踪目标的位置信息，采用kalman filter方法预测所述追踪目标在每一帧图像中的位置，与视频的后续帧图像检测到的运动目标的位置对比，以两个位置的相对距离作为判断依据，判断是否属于对应追踪目标，若属于对应追踪目标，则关联S4中视频中被检测到的运动目标与对应的追踪目标，更新对应追踪目标的位置信息，再进行下一位置的追踪预测，如若连续n次追踪预测都属于对应追踪目标，则进行追踪计数；若不属于对应追踪目标，则确定为新的运动目标，并采用S4的方法来判断所述新的运动目标与所述对应追踪目标是否为同一运动目标，其中n≥3且为整数；

S6，同时当一个追踪目标在视频的后续帧图像中未出现n次，则判定该追踪目标已离开视野，并删除该追踪目标；

S7，采用上述步骤对T时间内出现在视野范围的追踪目标进行统计，得到数值N，除以这一段时间内流过该视野范围的溶液体积V，得到颗粒样品溶液中颗粒的密度，即C＝N/V。

优选地，所述颗粒为悬浮颗粒物、浮游动物和浮游植物中的任意一种。

优选地，所述步骤S1中采用相机对视频流进行采集。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：