CN108776979A - 利用图像测量平板培养基菌株直径的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用图像测量平板培养基菌株直径的方法，一、对平板接种后经过培养的菌落进行图像拍摄获取包含所述菌落的平板图像A；二、对平板图像A1进行灰度处理，得到平板图像A2；三、对平板图像A2进行二值化处理；四、找到平板图像A3中每个菌株对应的轮廓，并对每个菌株对应的轮廓进行扫描，找到每个菌株所对应轮廓的上边界点、下边界点、左边界点、右边界点，计算每个菌株的长度和宽度；菌株的直径计算公式为R2=（P2/P1）×R1；式中：R2为菌株直径；P2为菌株宽度在图像中占的像素个数；P1为平板培养基在图像中的像素个数；R1为平板直径。本发明优点在于实现对菌落直径测量的批量化、智能化操作。

Description

利用图像测量平板培养基菌株直径的方法

技术领域

本发明涉及平板培养基菌株直径的测量，尤其是涉及利用图像测量平板培养基菌株直径的方法。

背景技术

平板接种即用接种环将菌种接至平板培养基上，或用移液管、滴管将一定体积的菌液移至平板培养基上，然后培养。平板接种的目的是观察菌落形态，分离纯化菌种,活菌计数以及在平板上进行各种试验。平板培养基经过接种，微生物经过生长形成圆形菌落，通过识别出单个菌落的位置、大小，然后测量出菌落的直径用于后续的检测分析、试验。目前，对菌落直径的测量，通常做法是医生拿尺子手工测量培养好的菌落，这就容易导致产生视觉误差，测量精度和效率低，且测量操作非常不方便。并且，有些菌落经过培养后连在一起形成团形菌落或成片菌落，造成医生无法拿尺子对单个菌落的测量。

发明内容

本发明目的在于提供一种利用图像测量平板培养基菌株直径的方法。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述利用图像测量平板培养基菌株直径的方法，按照下述步骤进行：

第一步、对平板接种后经过培养的菌落进行图像拍摄获取包含所述菌落的平板图像A；

第二步、对所述平板图像A1进行灰度处理，得到灰度处理后的平板图像A2；

第三步、利用图像处理开源库中的自动阈值函数（AdaptiveThreshold）对所述平板图像A2进行二值化处理，即：

平板图像A2经过扫描，找出最大灰度值Rmax和最小灰度值Rmin，取阈值T为中间值，计算公式为：T=(Rmax+Rmin)/2，然后扫描图像，对每一个像素的灰度值处理，灰度值大于阈值T则变为255白色，灰度值小于阈值T则变为0黑色，获得平板图像A3，从而使所述平板图像A3画面内仅存在黑色(灰度值为0)、白色(灰度值为255)；

第四步、通过图像处理开源库中的查找轮廓函数（FindContours），找到平板图像A3中每个菌株对应的轮廓，并对每个菌株对应的所述轮廓进行扫描，找到每个菌株所对应轮廓的上边界点、下边界点、左边界点、右边界点；所述的边界点包含X坐标、Y坐标和像素点个数；然后分别计算出每个菌株的长度和宽度；

由于菌株呈圆形，长度和宽度相等，菌株的宽度是在图像中所占像素个数；因此，菌株的直径计算公式为R2=（P2/P1）×R1；式中：R2为菌株直径；P2为菌株宽度在图像中所占的像素个数；P1为平板培养基在图像中的像素个数；R1为平板直径；

菌株轮廓的左边界点到平板左边界的水平距离为菌株轮廓的左边界点X坐标；菌株轮廓的右边界点到平板左边界的水平距离为菌株轮廓的右边界点X坐标；菌株轮廓的上边界点到平板上边界的垂直距离为菌株轮廓的上边界点Y坐标；菌株轮廓的下边界点到平板上边界的垂直距离为菌株轮廓的下边界点Y坐标；

菌株的所述长度为：菌株的下边界点Y坐标减去上边界点Y坐标；

菌株的所述宽度为：菌株的右边界点X坐标减去左边界点的X坐标。

第一步中所述的平板图像A为JPG、BMP或PNG图像格式。

本发明优点在于实现对菌落直径测量的批量化、智能化操作；大大提高了医生工作效率，降低了测量误差。

附图说明

图1是本发明所述平板图像A1的示意图。

图2是本发明所述平板图像A2的示意图。

图3是本发明所述平板图像A3的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

本发明所述利用图像测量平板培养基菌株直径的方法，按照下述步骤进行：

第一步、对平板接种后经过培养的菌落进行图像拍摄获取包含所述菌落的平板图像A，如图1所示；

第二步、对所述平板图像A1进行灰度处理，得到灰度处理后的平板图像A2，如图2所示；所述平板图像A2像素点的值gray=0.299×red+0.587×green+ 0.114×blue；

式中：red为灰度处理前平板图像A1像素点的红色通道值；

green为灰度处理前平板图像A1像素点的绿色通道值；

blue为灰度处理前平板图像A1像素点的蓝色通道值；

第三步、利用图像处理开源库中的自动阈值函数（AdaptiveThreshold）对所述平板图像A2进行二值化处理，即：

平板图像A2经过扫描，找出最大灰度值Rmax和最小灰度值Rmin，取阈值T为中间值，计算公式为：T=(Rmax+Rmin)/2，然后扫描图像，对每一个像素的灰度值处理，灰度值大于阈值T则变为255白色，灰度值小于阈值T则变为0黑色，获得平板图像A3，如图3所示；从而使所述平板图像A3画面内仅存在黑色(灰度值为0)、白色(灰度值为255)；

第四步、通过图像处理开源库中的查找轮廓函数（FindContours），找到平板图像A3中每个菌株对应的轮廓，并对每个菌株对应的所述轮廓进行扫描，找到每个菌株所对应轮廓的上边界点、下边界点、左边界点、右边界点；所述的边界点包含X坐标、Y坐标；然后分别计算出每个菌株的长度和宽度；

由于菌株呈圆形，长度和宽度相等，菌株的宽度是在图像中所占像素个数；因此，菌株的直径计算公式为R2=（P2/P1）×R1；式中：R2为菌株直径；P2为菌株宽度在图像中所占的像素个数；P1为平板培养基在图像中的像素个数；R1为平板直径；

菌株轮廓的左边界点到平板左边界的水平距离为菌株轮廓的左边界点X坐标；菌株轮廓的右边界点到平板左边界的水平距离为菌株轮廓的右边界点X坐标；菌株轮廓的上边界点到平板上边界的垂直距离为菌株轮廓的上边界点Y坐标；菌株轮廓的下边界点到平板上边界的垂直距离为菌株轮廓的下边界点Y坐标；

菌株的所述长度为：菌株的下边界点Y坐标减去上边界点Y坐标；

菌株的所述宽度为：菌株的右边界点X坐标减去左边界点的X坐标。

第一步中所述的平板图像A为JPG、BMP或PNG图像格式。

求取轮廓的图像处理开源库包括OpenCV，imageMagic，GraphicsMagick，ImageStone、GIMP、CxImage，LEADTOOLS，Halcon等常见几种。

Claims (2)

1.一种利用图像测量平板培养基菌株直径的方法，其特征在于：按照下述步骤进行：

第一步、对平板接种后经过培养的菌落进行图像拍摄获取包含所述菌落的平板图像A；

第二步、对所述平板图像A1进行灰度处理，得到灰度处理后的平板图像A2；

第三步、利用图像处理开源库中的自动阈值函数对所述平板图像A2进行二值化处理，即：

平板图像A2经过扫描，找出最大灰度值Rmax和最小灰度值Rmin，取阈值T为中间值，计算公式为：T=(Rmax+Rmin)/2，然后扫描图像，对每一个像素的灰度值处理，灰度值大于阈值T则变为255白色，灰度值小于阈值T则变为0黑色，获得平板图像A3，从而使所述平板图像A3画面内仅存在黑色、白色；

第四步、通过图像处理开源库中的查找轮廓函数，找到平板图像A3中每个菌株对应的轮廓，并对每个菌株对应的所述轮廓进行扫描，找到每个菌株所对应轮廓的上边界点、下边界点、左边界点、右边界点；所述的边界点包含X坐标、Y坐标和像素点个数；然后分别计算出每个菌株的长度和宽度；

由于菌株呈圆形，长度和宽度相等，菌株的宽度是在图像中所占像素个数；因此，菌株的直径计算公式为R2=（P2/P1）×R1；式中：R2为菌株直径；P2为菌株宽度在图像中所占的像素个数；P1为平板培养基在图像中的像素个数；R1为平板直径；

菌株轮廓的左边界点到平板左边界的水平距离为菌株轮廓的左边界点X坐标；菌株轮廓的右边界点到平板左边界的水平距离为菌株轮廓的右边界点X坐标；菌株轮廓的上边界点到平板上边界的垂直距离为菌株轮廓的上边界点Y坐标；菌株轮廓的下边界点到平板上边界的垂直距离为菌株轮廓的下边界点Y坐标；

菌株的所述长度为：菌株的下边界点Y坐标减去上边界点Y坐标；

菌株的所述宽度为：菌株的右边界点X坐标减去左边界点的X坐标。

2.根据权利要求1所述利用图像测量平板培养基菌株直径的方法，其特征在于：第一步中所述的平板图像A为JPG、BMP或PNG图像格式。