[發明專利]基于線段檢測的脆桿藻群體中細胞個體的計數方法及系統

在審

• 申請號: 202210843244.0
• 申請日: 2022-07-18
• 公開（公告）號: CN115330690A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 劉浩兵;袁希;聶先貝;徐玨;黎甜;程和煦;林為昶;金靖芳
• 申請（專利權）人: 睿克環境科技（中國）有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T7/60;G06T3/60;G06V10/22;G06V10/44;G06V10/82
• 代理公司: 武漢紅觀專利代理事務所(普通合伙) 42247
• 代理人: 管先翠

本發明公開一種基于線段檢測的脆桿藻群體中細胞個體的計數方法及系統，屬于水質監測技術領域，所述方法包括：從顯微鏡視野圖像中提取脆桿藻的群體圖像塊；對脆桿藻的群體圖像塊進行線段檢測，記錄每一條被檢測出的線段的起點、終點和斜率；計算各個線段的斜率的中值，舍棄與中值的差值大于預設閾值的線段，其余線段形成保留的線段群體；檢測出保留的線段群體的最小外接矩形，基于最小外接矩形進行細胞個體計數。本發明對脆桿藻的群體圖像塊進行線段檢測，根據線段的標準斜率對檢測出的線段進行精煉篩選，計算精煉篩選后的線段組成的線段群體的最小外接矩形并用于個體計數，不過度依賴圖像目標檢測框的精度，普適性更強、統計計數更精準。

技術領域

本發明屬于水質監測技術領域，具體涉及一種基于線段檢測的脆桿藻群體中細胞個體的計數方法及系統。

背景技術

各類藻類植物的鑒定、測量是水質營養分析監測的重要內容，脆桿藻一般花紋左右對稱，與縱軸垂直，細胞相常常連成帶狀或鋸齒狀群體。

在現有的脆桿藻識別計數的方法中，主要是基于被檢測出的脆桿藻群體的框體長寬比或者人工設定群體中個體的平均個數來大致估算脆桿藻群體中個體的數目，受限于圖像目標檢測的檢測框的測量不準，或者人工設定群體平均個體個數的普適性不高，導致現有方法估算的個體數目往往偏差較大。而在一個傾斜的脆桿藻群體中，其檢測框往往具有很多空白部分，這也導致后續的計數往往因為這些空白部分存在很大的計數偏差。

發明內容

有鑒于此，本發明提出了一種基于線段檢測的脆桿藻群體中細胞個體的計數方法及系統，用于解決脆桿藻群體細胞個體計數誤差過大的問題。

本發明第一方面，公開一種基于線段檢測的脆桿藻群體中細胞個體的計數方法，所述方法包括：

從顯微鏡視野圖像中提取脆桿藻的群體圖像塊；

對脆桿藻的群體圖像塊進行線段檢測，記錄每一條被檢測出的線段的起點、終點和斜率；

計算各個線段的斜率的中值，舍棄與中值的差值大于預設閾值的線段，其余線段形成保留的線段群體；

檢測出保留的線段群體的最小外接矩形，基于最小外接矩形進行個體計數。

在以上技術方案的基礎上，優選的，采用yolov4圖像檢測的方法從顯微鏡視野圖像中提取脆桿藻的群體圖像塊。

在以上技術方案的基礎上，優選的，所述對脆桿藻的群體圖像塊進行線段檢測的方法包括：Hough變換檢測法、Burns邊緣檢測算法、LSD線段檢測法或端點擴張線段檢測法。

在以上技術方案的基礎上，優選的，所述計算各個線段的斜率的中值，舍棄與中值的差值大于預設閾值的線段，其余線段形成保留的線段群體具體包括：

對所有的線段的斜率進行排序，取排序后斜率的中值作為為脆桿藻細胞個體的標準斜率K；

設定斜率閾值為a，凡是與脆桿藻細胞個體的標準斜率的差值的絕對值大于a的線段均舍棄，否則保留，保留的線段群體記作L。

在以上技術方案的基礎上，優選的，計算各個線段的斜率的中值，舍棄與中值的差值大于預設閾值的線段之后，檢測出保留的線段群體的最小外接矩形之前還包括：

根據標準斜率K，旋轉脆桿藻的群體圖像塊，使脆桿藻的標準斜率對應的線段調整至水平方向，得到新的脆桿藻群體圖像。

在以上技術方案的基礎上，優選的，基于最小外接矩形進行個體計數具體包括：

計算最小外接矩形的長寬比R，設定脆桿藻細胞個體的長寬比r；

脆桿藻群體中細胞個體的數目為n＝R/r。

本發明第二方面，公開一種基于線段檢測的脆桿藻群體中細胞個體的計數系統，所述系統包括：