[发明专利]一种水体菌落总数的自动计数方法

说明书

本发明公开了一种水体菌落总数的自动计数方法，包括如下步骤：(1)对培养皿菌落图像进行样本采集；(2)手工对采集的图像样本进行菌落实例标注；(3)菌落检测级联网络的构建：采用SSD_MOBILENET_V1_FPN网络作为前端菌落目标检测网络，在前端菌落目标检测网络的输出端后面，级联SVM‑Hog分类器；所采用的SSD_MOBILENET_V1_FPN网络，其中MOBILENET_V1的超参数宽度因子设置为0.25；(4)对构建的菌落检测级联网络进行训练：(5)菌落检测与筛选：(6)检测结果分析与计数。本发明所公开的自动计数方法能够改善传统水体菌落总数计数方法自动化程度较低、计数效率不足的问题,具有计数过程高度自动化、计数效率高、速度快等优点。

技术领域

本发明涉及计算机视觉和人工智能领域，特别涉及一种水体菌落总数的自动计数方法。

背景技术

净水器能够有效解决自来水二次污染等饮用水安全隐患，但其本身必须符合一定的检验标准，达到包含菌落总数在内的多项指标要求。根据《QB/T 4100-2010饮用水专用净水器》标准的要求，所有净水器的净水水质均应不低于《GB 5749-2016生活饮用水卫生标准》的要求，其中一项微生物指标要求菌落总数限值100CFU/mL，该标准同时指定了相应的检测标准即《GB/T 5750.12-2006生活饮用水标准检验方法微生物指标》,检验标准规定了用平皿计数法测定生活饮用水的菌落总数，菌落总数即水样在营养琼脂上有氧条件下37℃培养48h后所得1mL水样所含菌落的总数，完整的检验步骤已有成熟的标准进行规范。标准中提到，在平皿菌落计数环节，可用眼睛直接观察，必要时用放大镜检查。无论用肉眼直接观察，还是用放大镜检查，因为是纯人工操作，所以存在计数效率低、人员易疲劳易出错等问题。

为了改进菌落计数方法，有人提出一些半自动方法，因为采用人为设计特征与计算机自动匹配相结合的方法，一定程度借助计算机的自动化能力，但因为这类方法往往需要较为繁杂的图像预处理步骤，所以存在自动化程度较低、计数效率不足等问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种水体菌落总数的自动计数方法，以达到计数过程高度自动化、计数效率高速度快的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种水体菌落总数的自动计数方法，包括如下步骤：

(1)对培养皿菌落图像进行样本采集；

(2)手工对采集的图像样本进行菌落实例标注；

(3)菌落检测级联网络的构建：采用SSD_MOBILENET_V1_FPN网络作为前端菌落目标检测网络，在前端菌落目标检测网络的输出端后面，级联SVM-Hog分类器；所采用的SSD_MOBILENET_V1_FPN网络，其中MOBILENET_V1的超参数宽度因子设置为0.25；

(4)对构建的菌落检测级联网络进行训练：采用前面标注的菌落样本图像数据，分别训练SSD_MOBILENET_V1_FPN检测网络模型和SVM-Hog分类器；

(5)菌落检测与筛选：将待测培养皿图像作为训练好的SSD_MOBILENET_V1_FPN检测网络模型的输入进行推理预测，得到候选菌落列表，根据筛选阈值T₁，将置信度小于阈值T₁的候选菌落从候选菌落列表中删除，根据筛选阈值T₂，T₂＞T₁，挑选置信度位于[T₁,T₂]区间的候选菌落，逐个截取候选菌落图片块作为训练好的SVM-Hog分类器的输入，判定是否为菌落，如果不是，从候选菌落列表中剔除该候选菌落；

(6)检测结果分析与计数：以上述经过菌落检测级联网络获取的菌落列表作为最终菌落列表，并以列表长度值作为菌落总数。