本文通过VC进行软件开发利用数字图像处理技术对菌落图像进行处理与分析.docx_图像处理相关技术或开发软件资源-CSDN文库

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对菌落图像进行分析计数是农业、食品、医药卫生分析中进行质量检测的一项很重要的工作

针对菌落图像的特点，本文通过VC++进行软件开发，利用数字图像处理技术对菌落图像进行

处理与分析。主要完成了以下工作：

（1）用最大类间差法对采集的菌落图像进行二值化；

（2）通过霍夫变换的方法实现了培养皿边缘的去除，提出了一种改进的椭圆霍夫变换，该

方法能很好地抑制噪声和干扰的影响；

（3）通过距离变换法和分水岭算法对粘连菌落进行分割；

（4）通过八领域边缘跟踪和区域填充法对菌落进行标号后计数。

关键词：菌落分析，距离变换，粘连分割，边缘跟踪

第1章引言

1.1 国内外研究现状

1.1.1 图像处理在计数方面的应用

随着计算机技术和数字图像处理技术的发展，已经有越来越多的需要进行计数的领域采用了

计算机图像处理方法来实现，如医学上的细胞计数、工业自动生产线上对颗粒物数量的计数等。

在农业方面对于人工难以统计的谷物等颗粒计数，只需要把它们拍摄成一幅图片，然后再对其进

行有效的分割，利用一定的算法就可以很好的统计颗粒数目。对于难以用人工方法进行统计的细

菌等微小物体

【

1

】

，也可以拍摄成图片，然后进行分割，再统计分割好的物体个数即可得到细菌

等微小物体的数目。还有在大型停车场

【

2

】

中，用该法也仅仅只需要分割一张停车场的图片即可

有效地得到该停车场中汽车数目，从而避免了人工繁琐的统计，而且统计结果也较为精确。但是

由于图像处理系统对于原始图像的质量要求较高，目前对于这些方面的应用大都仍处于实验研究

阶段，未能得到实际生产应用，如唐钢、涟钢等都曾经从国外进口了自动计数设备，但由于无法

调试成功，又改成了人工计数。

1.1.2 菌落分析的发展

传统的菌落分析是通过人工计数的方法来实现的，上世纪五十年代以后，逐渐出现了一些使

用电子计数器进行菌落计数的设备。它主要是通过将培养皿放置在用压敏元件制成的表面上，当

用特制的笔在表面上做标记时自动启动计数功能。这种菌落计数器计数简单、容易、可靠，而且

操作非常简单，在很大程度上可以改善人工的劳动强度，但是，当被检样品很多时，仍然是一项

非常费时、繁杂的工作。

自上世纪90年代以来，随着计算机技术的发展，数字图像处理技术也飞速发展，使得基于

数字图像处理来进行菌落计数成为可能，在国外也相继有一些关于全自动菌落计数仪开发的研究

报道，但由于其设备复杂，对菌落形态、大小等有所限制，未能应用于实际工作中。国内关于这

方面的研究报道是从这几年刚刚起步，但发展极其迅速。

目前，国内外已有多家企业或研究机构提供全自动菌落计数仪，如杭州迅数科技有限公司的

AS系列以及北京先驱威锋技术开发公司的ZJL-200型菌落计数分析仪，另外，美国Spiral

Biotech公司、Giles公司，德国Schuett公司等也都有菌落自动计数仪面世。这些系统大都采用高

质量、高分辨率和高清晰度的彩色数码CCD（大于500万像素），来获得高清晰的图像，再通

过先进的硬件技术和软件编程，来确保可靠的分析结果。系统通过直观、友好的操作界面，使操

作人员不需专业培训就能操作，并且都能实现对计数结果的统计分析，并能够对所得结果进行保

存、显式、打印等操作，计数速度大都大于300个菌落/秒。而且，这些仪器大都应用面比较广

适用于传统倾注式、涂布式或螺旋式接种的玻璃平皿和塑料平皿以及快速检测滤膜、纸片的微生

物检测。另外，为了提高技术准确性及系统整体性能，各公司生产的仪器也都有各自的特点，如

为了减小光源不均匀所带来的误差，杭州迅数科技有限公司的全自动菌落计数仪系列，提供了上

下双光源、透射底光源、平板式无影侧光源、悬浮式暗视野拍摄系统四种可选择光源，美国

Spiral Biotech公司的Qcount型全自动菌落计数仪则提供顶部入射光、底部透射光和带偏振的暗视

野三种可选择光源，美国Giles公司的BIOMIC V3则有顶部底部双向光源、暗场及可选择的紫外

灯三种光源。为了提高性能，德国Schuett公司ColonyQuant菌落计数仪，同时可在同一个样品中

区别8种不同颜色的菌落，而浙江理工大学视觉检测技术研究所开发研制的Hicc-1型高清晰全自

动菌落计数分析仪，通过颜色识别和专有的背景校正，精细分割光照不匀的菌落，最多可同时计

数出15类不同的菌落。另外，为了使分割准确，这些仪器都有手动分割的功能。

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