一種小球藻自動計數(shù)方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種小球藻自動計數(shù)方法，將小球藻培養(yǎng)液壓片后，置于熒光顯微鏡下觀察，510~550nm波長的熒光光束照射小球藻培養(yǎng)液壓片中的小球藻，用510~550nm波長的熒光光束照射小球藻，小球藻具有明顯的紅色熒光，其激發(fā)光波長處于590nm附近，利用紅色濾光片濾除干擾光線，將得到小球藻熒光激發(fā)圖像，轉(zhuǎn)換成256色圖像，在RGB顏色空間中以256色圖像調(diào)色板中顏色分布坐標(biāo)為外部激勵輸入，以相同顏色像素占總圖像總像素的比重為均衡化密度，對所述的小球藻熒光激發(fā)圖像進(jìn)行均衡處理和增強(qiáng)，再根據(jù)增強(qiáng)后圖像顏色直方圖特點選取顏色閾值進(jìn)行圖像分割。圖像分割后的圖像中黑像素點，認(rèn)定為一個小球藻個體。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于水產(chǎn)養(yǎng)殖
，特別涉及。
技術(shù)介紹
小球藻，俗稱綠藻，作為一種具有保健食品作用的藻類，人工培養(yǎng)的生產(chǎn)已經(jīng)由來已久。在人工培養(yǎng)中，對于小球藻個數(shù)的計數(shù)是一項重要的環(huán)節(jié)。但是，在現(xiàn)有技術(shù)中，藻類的個數(shù)的計數(shù)工作主要依靠人工，勞動強(qiáng)度大，觀測時間長，容易引起疲勞誤差。目前，還沒有一種有效的方法解決上述問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的提供，利用了藻類熒光激發(fā)效應(yīng)，這是藻 類受一定波長的光波照射后發(fā)射出特定范圍波長的光的一種現(xiàn)象。本專利技術(shù)的技術(shù)方案是，，包括以下步驟將小球藻培養(yǎng)液壓片后，置于突光顯微鏡下觀察，51(T550nm波長的突光光束照射小球藻培養(yǎng)液壓片中的小球藻，用51(T550nm波長的熒光光束照射小球藻，小球藻具有明顯的紅色熒光，其激發(fā)光波長處于590nm附近,利用紅色濾光片濾除干擾光線，將得到小球藻熒光激發(fā)圖像，轉(zhuǎn)換成256色圖像，在RGB顏色空間中以256色圖像調(diào)色板中顏色分布坐標(biāo)為外部激勵輸入，以相同顏色像素占總圖像總像素的比重為均衡化密度，對所述的小球藻熒光激發(fā)圖像進(jìn)行均衡處理和增強(qiáng)，再根據(jù)增強(qiáng)后圖像顏色直方圖特點選取顏色閾值進(jìn)行圖像分割，圖像分割后的圖像中黑像素點，認(rèn)定為一個小球藻個體，按照BMP圖像格式從左到右，從下到上掃描圖像，如果遇到找到一個黑像素點，假設(shè)為A點，把A點做種子點，將其標(biāo)記值設(shè)為1，并向外尋找與其八鄰域相連的其他黑色像素點，將找到的每個這樣點的標(biāo)記值都設(shè)為1，再分別以每個這樣的點為種子點繼續(xù)尋找，直到找不到未標(biāo)記過的相連的黑色像索點為止，這樣一個連通區(qū)域就標(biāo)記完畢，繼續(xù)從A點處按照掃描順序?qū)ふ蚁乱粋€未標(biāo)記過的黑色像素點做種子點，將其標(biāo)記值設(shè)為2，尋找與其8個鄰域相連的未標(biāo)記過的黑色像索點，如此反復(fù)，直到整幅圖像掃描完畢，最大的區(qū)域標(biāo)記值即為所計的小球藻個數(shù)。所述的小球藻熒光激發(fā)圖像的均衡處理和增強(qiáng)以及根據(jù)圖像顏色直方圖特點選取顏色閾值進(jìn)行圖像分割的過程包括，將圖像格式為24位真彩色圖像的小球藻顯微熒光圖像作為原圖像，以小球藻顯微熒光圖像各顏色占調(diào)色板總顏色的概率的累積分布函數(shù)作為變換函數(shù)，將原圖像映射為一幅調(diào)色板顏色級分布較均勻的圖像，其中累積分布函數(shù)表示為KKSk = T(rk) = = Pr r_j) j=0J = O0 Tj I ；k = 0,1, . . . , I (I)式中，r」為原圖像歸一化調(diào)色板顏色所占比重，η」為原圖像中出現(xiàn)第k級顏色的像素個數(shù)，η為圖像調(diào)色板顏色的總數(shù)，Sk為HE (直方圖均衡)后圖像歸一化后的顏色比重，T(rk)為變換關(guān)系式，pjrj為原圖像取第k級顏色的概率，即原圖像的調(diào)色板直方圖，假設(shè)處理后得到的第一圖像的調(diào)色板分布為k=0，1，……，N— 1，則變換關(guān)系為，T1 k = round((N-1) sk)(2)·k=0，l，....，N—l(rOUnd為四舍五人取整運算)，r' k為均衡后所顯示的顏色，利用經(jīng)過調(diào)色板均衡化后的第一圖像，統(tǒng)計第一圖像顏色在調(diào)色板中的直方圖分布情況，找到小球藻顏色在調(diào)色板中的閾值，選取離此閾值正負(fù)相差各5個調(diào)色板距離的兩個點作為區(qū)域分割閾值，對第一圖像進(jìn)行分割。本專利技術(shù)利用藻類熒光激發(fā)特性，當(dāng)藻類在一定波長照射下會發(fā)出比照射光波長長50nm左右熒光。利用顯微鏡觀察激發(fā)圖像，加上特定光線濾光片，就會得到只包含有藻類信息的圖像，可能會有些濾除一些雜質(zhì)，以減少計數(shù)干擾誤差。計算機(jī)計數(shù)時，由于藻類熒光和背景顏色具有明顯的RGB灰度差別，又因為熒光圖片濾除雜質(zhì)干擾，因此可以通過圖像處理算法計數(shù)。附圖說明圖I是本專利技術(shù)的小球藻自動計數(shù)方法流程圖。圖2是本專利技術(shù)實施例中256色小球藻熒光圖像。圖3是本專利技術(shù)實施例中調(diào)色板直方圖均衡后圖像。圖4是本專利技術(shù)實施例中顏色閾值分割后圖像。具體實施例方式對于小球藻自動計數(shù)實驗選用實驗室培養(yǎng)的小球藻實驗液，小球藻密度為500 600萬個/ml。將小球藻培養(yǎng)液壓片后,至于奧林巴斯BX51突光顯微鏡下觀察,顯微鏡目鏡放大倍數(shù)為10倍，選擇物鏡放大倍數(shù)為40倍。實驗利用顯微鏡自帶的DP71彩色顯微攝像機(jī)拍攝藻類熒光激發(fā)圖像，相機(jī)CCD大小為2/3英寸，1250萬有效像素，采集圖像尺寸為1360X1024,以tif格式存儲。試驗中分別利用450 480nm波長的光束和510 550nm波長的光束照射小球藻樣品，發(fā)現(xiàn)在510 550nm波長的光束照射下小球藻具有明顯的紅色熒光，其激發(fā)光波長處于590nm附近。實驗利用紅色濾光片濾除其它干擾光線，得到小球藻熒光激發(fā)圖片。對于小球藻圖像處理流程如圖I所示，將得到小球藻藻類熒光激發(fā)圖像，轉(zhuǎn)換成256色圖像如圖2所示。以提高藻類計數(shù)精度為目標(biāo)，提出一種基于調(diào)色板直方圖均衡化彩色圖像分割方法。在RGB顏色空間中以256色圖像調(diào)色板中顏色分布坐標(biāo)為外部激勵輸入，以相同顏色像素占總圖像總像素的比重為均衡化密度，用改進(jìn)灰度直方圖均衡化算法對藻類圖像進(jìn)行增強(qiáng)(圖3為增強(qiáng)后圖像)，再根據(jù)增強(qiáng)后圖像顏色直方圖特點選取顏色閾值進(jìn)行圖像分割(圖4為分割后圖像)。對于小球藻熒光激發(fā)圖像進(jìn)行藻類計數(shù)，由于上述的處理過程能夠很好的濾除液體中雜質(zhì)的影響，因此圖像分割后我們認(rèn)為圖像中黑像素點，不論關(guān)聯(lián)像素面積大小皆可認(rèn)為是一個小球藻個體。按照BMP圖像格式從左到右，從下到上掃描圖像，如果遇到找到一個黑像素點，假設(shè)為A點，把A點做種子點.將其標(biāo)記值設(shè)為I.并向外尋找與其八鄰域相連的其他黑色像素點.將找到的每個這樣點的標(biāo)記值都設(shè)為I。再分別以每個這樣的點為種子點繼續(xù)尋找.直到找不到未標(biāo)記過的相連的黑色像索點為止.這樣一個連通區(qū)域就標(biāo)記完畢。繼續(xù)從A點處按照掃描順序?qū)ふ蚁乱粋€未標(biāo)記過的黑色像素點做種子點.將其標(biāo)記值設(shè)為2.尋找與其八鄰域相連的未標(biāo)記過的黑色像索點，如此反復(fù)，直到整幅圖像掃描完畢，最大的區(qū)域標(biāo)記值即為所計的藻類個數(shù)。所述的圖像處理算法包括灰度均衡算法，該算法的原理如下。小球藻顯微熒光圖像圖像格式為24位真彩色圖像，針對24位真彩色圖像的處理程序，現(xiàn)在還不能將小球藻個體與背景分割開來，因此必須要將圖像進(jìn)行變換。傳統(tǒng)的直方圖均衡化方法是以圖像各灰度級概率的累積分布函數(shù)作為變換函數(shù)，將原圖像映射為一幅灰度級分布較均勻的圖像。其中累積分布函數(shù)表示為 KKSk = T(rk) = ^^ = ^pr Crj)\ =OJ = OO ^ Tj ^ I ；k = O, I, . . . , I (I)式中，r」為原圖像歸一化灰度級；η」為原圖像中出現(xiàn)第k級灰度級的像素個數(shù)；n為圖像中像素的總數(shù)；sk為HE后圖像歸一化灰度級；T為變換關(guān)系式；Pr(rj)為原圖像取第k級灰度值的概率(即原圖像的灰度直方圖)。假設(shè)新圖像的灰度級為k=0，1，……，N — 1，則變換關(guān)系為，t\ = round((N-I) sk)(2)k=0,1, · · · · , N — I (round 為四舍五人取整運算)。則原圖像的兩個灰度級r’ i2和r’ η變換后的灰度值差為 'i2 il ^n； V1r,2 — Til = (N- l)(si2 -Sil) = (N - I) / / j=o I= . 12= (N — I) ^」Lu ηj=il+l由上式可知，當(dāng)其值小本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種小球藻自動計數(shù)方法，其特征在于，包括以下步驟：將小球藻培養(yǎng)液壓片后，置于熒光顯微鏡下觀察，510~550nm波長的熒光光束照射小球藻培養(yǎng)液壓片中的小球藻，用510~550nm波長的熒光光束照射小球藻，小球藻具有明顯的紅色熒光，其激發(fā)光波長處于590nm附近，利用紅色濾光片濾除干擾光線，將得到小球藻熒光激發(fā)圖像，轉(zhuǎn)換成256色圖像，在RGB顏色空間中以256色圖像調(diào)色板中顏色分布坐標(biāo)為外部激勵輸入，以相同顏色像素占總圖像總像素的比重為均衡化密度，對所述的小球藻熒光激發(fā)圖像進(jìn)行均衡處理和增強(qiáng)，再根據(jù)增強(qiáng)后圖像顏色直方圖特點選取顏色閾值進(jìn)行圖像分割，圖像分割后的圖像中黑像素點，認(rèn)定為一個小球藻個體，按照BMP圖像格式從左到右，從下到上掃描圖像，如果遇到找到一個黑像素點，假設(shè)為A點，把A點做種子點，將其標(biāo)記值設(shè)為1，并向外尋找與其八鄰域相連的其他黑色像素點，將找到的每個這樣點的標(biāo)記值都設(shè)為1，再分別以每個這樣的點為種子點繼續(xù)尋找，直到找不到未標(biāo)記過的相連的黑色像索點為止，這樣一個連通區(qū)域就標(biāo)記完畢，繼續(xù)從A點處按照掃描順序?qū)ふ蚁乱粋€未標(biāo)記過的黑色像素點做種子點，將其標(biāo)記值設(shè)為2，尋找與其8個鄰域相連的未標(biāo)記過的黑色像索點，如此反復(fù)，直到整幅圖像掃描完畢，最大的區(qū)域標(biāo)記值即為所計的小球藻個數(shù)。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉世晶，劉興國，陳軍，管崇武，李月，
申請(專利權(quán))人：中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機(jī)械儀器研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：