角毛藻顯微圖像識別與無角毛類藻多細(xì)胞顯微圖像計數(shù)研究.pdf

1、近年來,有害赤潮在我國近海海域頻繁發(fā)生,對海洋生態(tài)環(huán)境、沿海經(jīng)濟(jì)以及人類的健康構(gòu)成了極大的威脅。因此,對赤潮藻的定性與定量的研究在赤潮的預(yù)警和防治、水質(zhì)評估以及海洋生態(tài)系統(tǒng)的研究中起著關(guān)鍵性的作用。本文以我國近海海域常見的角毛藻和無角毛類藻為研究對象,基于其生物形態(tài)學(xué)特征和顯微圖像特點(diǎn),運(yùn)用圖像處理技術(shù),建立了角毛藻的自動識別系統(tǒng)和無角毛類藻自動計數(shù)系統(tǒng)。本文的主要工作有以下3點(diǎn):
　　1.角毛藻顯微圖像目標(biāo)提取。根據(jù)角毛邊緣呈明

2、暗相間的條狀分布的特點(diǎn),運(yùn)用灰度曲面的矢量化表示模型,得到水平與垂直兩方向上的灰度矢量映射圖像,達(dá)到了消除噪聲干擾和保留角毛信息的目的。與其他方法相比,該方法能夠提取更多的角毛信息。
　　2.角毛藻顯微圖像識別。運(yùn)用形狀特征參數(shù)和不變矩,提取出12個 Hu不變矩及其推廣矩和7個形狀因子,組成19維的特征向量。運(yùn)用支持向量機(jī)對18種角毛藻進(jìn)行模型訓(xùn)練和藻種識別。本文對1850張角毛藻顯微圖像進(jìn)行模型訓(xùn)練,對965張圖像進(jìn)行藻種識別,

3、平均識別率為83.1％,可以實現(xiàn)角毛藻的有效識別。
　　3.無角毛類藻多細(xì)胞顯微圖像計數(shù)。運(yùn)用 Canny邊緣檢測和面積大津法進(jìn)行圖像分割;通過角點(diǎn)檢測、列出候選分離線以及尋找最優(yōu)分離線將粘連的細(xì)胞塊分離;最后利用連通分量標(biāo)記實現(xiàn)細(xì)胞計數(shù)。本文對15種無角毛類藻,115張顯微圖像,共684個細(xì)胞進(jìn)行計數(shù)。計數(shù)結(jié)果與分水嶺算法對比并進(jìn)行定量分析,實驗結(jié)果表明,計數(shù)精度為88.1%,召回率為94.7%,綜合評價指標(biāo)為91.3%。