[發(fā)明專利]一種基于高光譜成像技術(shù)對培養(yǎng)基上的細(xì)菌菌落進(jìn)行快速分類的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201610079372.7
• 申請日: 2016-02-04
• 公開（公告）號: CN105651679A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮耀澤;余偉;陳偉;彭寬寬;穆渴心;李駿楊
• 申請（專利權(quán)）人: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N15/10
• 分類號: G01N15/10
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 徐紹新

1.一種基于高光譜成像技術(shù)對培養(yǎng)基上的細(xì)菌菌落進(jìn)行快速分類的方法，其特征在 于，包含以下步驟:

S1.進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)，獲得細(xì)菌菌落培養(yǎng)基；

S2.采集培養(yǎng)基上細(xì)菌菌落的高光譜圖像，并對原始圖像進(jìn)行黑白文件校正處理；

S3.利用圖像處理技術(shù)獲取校正圖像的掩膜圖像，并提取細(xì)菌菌落的光譜數(shù)據(jù)信息；

S4.建立基于細(xì)菌類別和細(xì)菌光譜數(shù)據(jù)信息的全波長線性預(yù)測模型；

S5.運用多種波長選擇方法進(jìn)行特征波長優(yōu)選并建立相應(yīng)簡化模型；

S6.利用上述全波長預(yù)測模型和簡化模型分別對未知細(xì)菌樣本進(jìn)行預(yù)測。

2.如權(quán)利要求1所述的基于高光譜成像技術(shù)對培養(yǎng)基上的細(xì)菌菌落進(jìn)行快速分類的 方法，其特征在于，在步驟S1中，所述的細(xì)菌菌落培養(yǎng)基為大腸桿菌培養(yǎng)基、李斯特 菌培養(yǎng)基和金黃色葡萄球菌培養(yǎng)基。

3.如權(quán)利要求1所述的基于高光譜成像技術(shù)對培養(yǎng)基上的細(xì)菌菌落進(jìn)行快速分類的 方法，其特征在于，在步驟S2中，所述高光譜圖像為高光譜反射圖像。

4.如權(quán)利要求1所述的基于高光譜成像技術(shù)對培養(yǎng)基上的細(xì)菌菌落進(jìn)行快速分類的 方法，其特征在于，在步驟S2中，利用如下公式對原始圖像進(jìn)行黑白文件校正處理：

R0=R-DW-D]]>

其中，R₀為校正圖像，R為原始圖像，W為白板，D是黑板。

5.如權(quán)利要求1所述的基于高光譜成像技術(shù)對培養(yǎng)基上的細(xì)菌菌落進(jìn)行快速分類的 方法，其特征在于，在步驟S3中，利用大津閾值分割法對校正圖像進(jìn)行二值分割以得 到掩膜圖形，并利用掩膜圖像中細(xì)菌菌落所在的位置定位校正高光譜圖像中細(xì)菌菌落所 在的位置，從而提取出每個細(xì)菌菌落的光譜數(shù)據(jù)信息。

6.如權(quán)利要求1所述的基于高光譜成像技術(shù)對培養(yǎng)基上的細(xì)菌菌落進(jìn)行快速分類的 方法，其特征在于，在步驟S3中，提取光譜數(shù)據(jù)信息時對原始光譜進(jìn)行了均值濾波。

7.如權(quán)利要求1所述的基于高光譜成像技術(shù)對培養(yǎng)基上的細(xì)菌菌落進(jìn)行快速分類的 方法，其特征在于，在步驟S4中，全波長線性預(yù)測模型為偏最小二乘判別模型。

8.如權(quán)利要求1所述的基于高光譜成像技術(shù)對培養(yǎng)基上的細(xì)菌菌落進(jìn)行快速分類的 方法，其特征在于，在步驟S5中，運用的多種波長選擇方法為競爭性自適應(yīng)重加權(quán)算 法、遺傳算法和最小角回歸算法。

9.如權(quán)利要求1所述的基于高光譜成像技術(shù)對培養(yǎng)基上的細(xì)菌菌落進(jìn)行快速分類的 方法，其特征在于，在步驟S5中，所述簡化模型為以所選特征波長為自變量，以細(xì)菌 種類為因變量的偏最小二乘判別模型。

10.如權(quán)利要求1所述的基于高光譜成像技術(shù)對培養(yǎng)基上的細(xì)菌菌落進(jìn)行快速分類 的方法，其特征在于，在步驟S6中，全波長預(yù)測模型及簡化模型對未知細(xì)菌菌落預(yù)測 性能好壞的評價指標(biāo)為決定系數(shù)、均方根誤差、潛變量數(shù)、優(yōu)選波長數(shù)、校正準(zhǔn)確率、 預(yù)測準(zhǔn)確率和置信預(yù)測準(zhǔn)確率。