基于機(jī)器視覺的硅藻門藻類鑒定方法研究.pdf

1、藻類是一種非常簡(jiǎn)單的植物，一般位于淡水和海洋中，分為真核細(xì)胞藻類和原核細(xì)胞藻類，或按門類分為11個(gè)門。而硅藻正是屬于藻類的其中一個(gè)較為重要的門。硅藻在環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物制藥等方面有著舉足輕重的作用。但是傳統(tǒng)的對(duì)于藻類的分類研究，對(duì)于操作人員的要求比較高，要有深厚的藻類形態(tài)知識(shí)積累，工作強(qiáng)度大，且主觀性強(qiáng)，易出錯(cuò)。本文主要使用數(shù)字圖像處理和模式識(shí)別的知識(shí)對(duì)硅藻門藻類圖像的自動(dòng)識(shí)別進(jìn)行研究，論文主要工作如下:
　　首先，介紹了課題的研究意

2、義及國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。概述了傳統(tǒng)硅藻分類所采用的方法及缺陷，以及目前采用數(shù)字圖像處理方法實(shí)現(xiàn)硅藻分類所存在的問題。
　　其次，詳細(xì)說(shuō)明硅藻目標(biāo)興趣區(qū)的獲取。第一步，使用Sobel邊緣檢測(cè)得到邊緣圖像。第二步，使用Otsu分割得到二值圖像。第三步，使用輪廓跟蹤和洪水填充得到輪廓圖像。第四步，使用小面積過濾將不屬于目標(biāo)的雜點(diǎn)和游標(biāo)尺去除。第五步，使用外接矩收縮法得到圖像目標(biāo)的外接圓。
　　然后，提出基于目標(biāo)結(jié)構(gòu)的硅藻細(xì)胞分類。將

3、外接圓按距離等分為10個(gè)特征提取圓環(huán)，并對(duì)其使用目標(biāo)結(jié)構(gòu)成分度量、目標(biāo)結(jié)構(gòu)變化度量和目標(biāo)結(jié)構(gòu)角度度量三個(gè)方法分別提取硅藻目標(biāo)的特征向量。
　　最后，使用歐式距離作為硅藻圖像相似性測(cè)量的方法，并使用綜合后的相似距離對(duì)硅藻細(xì)胞圖像進(jìn)行分類。實(shí)驗(yàn)圖庫(kù)有102個(gè)種類的306張圖片。本文的評(píng)價(jià)方法不同于分類器的評(píng)價(jià)方法，使用的是基于內(nèi)容的圖像檢索的常用指標(biāo)——準(zhǔn)確率和召回率。自動(dòng)搜索比對(duì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:本文方法在對(duì)硅藻圖片進(jìn)行分類時(shí)，平均準(zhǔn)