Filterfilm und3MTesttabletten werden zunehmend in den Bereichen Biologie, Medizin, Lebensmittel, Umwelt und anderen mikrobiologischen Tests angewendet. Viele Filterfolien oder Testfolien haben eine Besonderheit, dass es auf ihrer Oberfläche verschiedene Farben und verschiedene Größen von Gittergarnen gibt. Diese Gitter ermöglichen die künstliche Beobachtung der Zählung, stellen jedoch die zunehmende Anzahl automatisierter Kolonialzähler zur Verfügung. Da die Farbe des Gitters oft dunkel ist, neigen traditionelle Methoden dazu, Gitter und nicht Kolonien zu erkennen. Bild unten1、2、3Es werden drei häufig verwendete Filterfolien und3MTestfolien und die Trennergebnisse mit herkömmlichen Bildaufteilungsmethoden.

Unter ihnen, Bild1-aEs ist ein Originalbild des Sedolis-Filterfilms mit schwarzem Gitter und hellgelben Kolonien. Bild1-bEs handelt sich um die Trennung mit der herkömmlichen Schwellenteilung. Bild1-cEs ist der Aufteilungseffekt der Farbgradientenmethode. Da die Gitterfarbe des Filterfilms dunkler ist als die Kolonie, trennt die herkömmliche Bildverarbeitungsmethode das Gitter und nicht die Kolonie.

Bild1. Sedolis Filterfilm

Bild2-aja3MGoldene Staphylococcus-Testtabletten mit gelben Gittern und violetten Kolonien auf der Oberfläche. Bild1-bEs handelt sich um die Trennung mit der herkömmlichen Schwellenteilung. Bild1-cEs ist der Aufteilungseffekt der Farbgradientenmethode. Diese beiden Trennmethoden trennen gleichzeitig die Kolonien und trennen das Gitter, so dass die Kolonien nicht gezählt werden können.

Bild2. 3MGoldene Staphylococcus Testtabletten

Bild3-aja3ME. coli-Testtabletten mit rotem Gitter, roten Kolonien und rotem Hintergrund. Diese Situation ist zu zui komplex, unabhängig von der Verwendung der herkömmlichen Schwellenteilung (Abbildung3-bFarbgradiententeilung (Abbildung)3-cEs ist nicht möglich, den idealen Effekt zu erzielen.

Bild3. 3ME. coli-Testtabletten

Es stellte sich heraus, dass die herkömmliche Bildverarbeitungstechnik nicht in der Lage war, die oben genannten Filterfolien oder3MKoloniale Testplätze müssen untersucht werden, um neue Testmethoden aufzubauen.Schnelle Zahl_Technisches TeamZwei Jahre lang, basierend auf dem aktuellen horizontalen Set Aktivität Profil Modell, kombiniert Filterfilm mit3MEigenschaften der Testfolie, die geeignete Filterfilm oder3MDer neue Splitting-Algorithmus der Testscheiben hat diese Probleme erfolgreich gelöst.

1Horizontale Set Aktivität Profilmodell basierend auf morphologischen Beschränkungen

Das Prinzip der Bildspaltung, das auf dem horizontalen Aktivitätskontrollmodell basiert, ist der Prozess der Minimierung der allgemeinen Funktion der Energie, um das Aktivitätskontroll ständig dem Ziel der Teilung zu nähern. Wenn eine auf Vorkenntnissen basierende Einschränkung in die allgemeine Funktion der Energie eingeführt wird, so dass die Aktivitätskonfiguration dem von der Einschränkung festgelegten Ziel näher kommt, kann das Ziel getrennt werden, das man suchen möchte. Die oben vorgeschlagenen sind hauptsächlich die folgenden zwei Ideen.

Einer ist...CremersModelle, die auf Einschränkungen des Vorkenntnisses basieren. Horizontale Formen mit Vorkenntnissen festgelegtF₀Zeigt, dass ein Modell des Aktivitätskontrolls, das auf Vorkenntnissen der Form basiert, in der allgemeinen Energiefunktion ein Element der Form-Einschränkungsenergie hinzufügt, um die Kurve zu dieser Form zu führen:

in der Form,Ldefiniert den Umfang, in dem das Vorkenntnis der Form wirkt,L = -1Zonen sind von den Punkten ausgeschlossen. Diese Methode bestimmt streng die Position und Größe der Forminformationen und ist in der praktischen Anwendung eingeschränkt.

Die andere ist...von Tony ChanEin vorgeschlagenes Modell der Aktivität, das auf Vorkenntnissen über Formen basiert und die Verschiebung, Skalierung und Drehung von Formen ermöglicht. Wenn das NiveauF₂Von der horizontalen GruppeF₁Nach Verschiebung, Drehung und Skalierung erhalten, stellen Sie die Verschiebungskoordinaten aufa, bDas Skalierungsmehrfach istrDer Drehwinkel istθDann ist der Beziehungsausdruck der beiden horizontalen Mengen:

Wenn ψ0Es ist eine horizontale Satzfunktion einer bestimmten festen Form, die durch die Lösung der symbolischen Abstandsfunktion erhalten wird. ψ ist die horizontale Satzfunktion, die der ursprünglichen Form durch Verschiebung, Rotation oder Skalierung entspricht. Dann ist die Energiefunktion des Horizontalmodells, das auf Vorkenntnissen der Form basiert:

Die numerische Lösung der oben genannten beiden Methoden beinhaltet die Lösung des gradienten Abgangsstroms mehrerer Variablen der Energiefunktion, und jede Kurveniteration erfordert eine Aktualisierung mehrerer Variablen, so dass die Annäherung des Aktivitätskontrollmodells sehr langsam ist und nicht tatsächlich anwendbar ist.
für den Grid Filter oder3MBei den Testplätzen sind die Kolonien, die untersucht werden müssen, in der Regel rund, während die Vorkenntnisse über die Form des horizontalen Satzes auf rund eingestellt werden können. Für einen Kreis führt die Verschiebung und Skalierung in seiner geometrischen Transformation nur zu einer Formänderung, und die Rotation hat keinen Einfluss auf die Kreisform, daher benötigt ein Kreisbasiertes Horizontalmodell nur drei zusätzliche Variablen.a, b, rdann kann die allgemeine Funktion der Energie für ein Modell der Horizontalen Satz-Aktivität, das auf kreisförmigen Einschränkungen basiert, so vereinfacht werden:

In der Formel ist das zweite Element ein Bindungselement, dessen Wirkung dazu führt, dass die Endkonturlinie zu einem Kreis konvergiert. In diesem Modell ist neben der Notwendigkeit, den gradienten Ablaufstrom für die horizontale Mengenfunktion zu suchen, nur erforderlich, um (a, b, rDrei Variablen wurden aktualisiert, die Anzahl der Iterationen wurde erheblich reduziert und die Teilungsgeschwindigkeit verbessert.

Um die synchrone Erkennung mehrerer Kolonien auf flachen Scheiben zu erreichen, ist die weitere Einführung eines mehrphasigen horizontalen Set-Aktivitätskontrollmodells erforderlich; Zur weiteren Verbesserung der Erkennungsgeschwindigkeit ist eine schnelle Lösung des horizontalen Aktivitätskontrollmodells erforderlich. Und in diesen beiden Aspekten hat das Forschungsteam von Xunxu Science and Technology wichtige Ergebnisse und praktische Anwendungen erzielt, können Sie sich die "Kolonienzählung" von Xunxu Science and Technology Co., Ltd. ansehen._Innovative Technologien（eins）Horizontale Aktivitätsmodell).

2Effekt der Erkennung von Oberflächenfallen und Randverschwimmten Kolonien

Horizontales Aktivitätskontrollmodell basierend auf morphologischen Einschränkungen, das sowohl das Horizontale Aktivitätskontrollmodell als auchEs hat die Vorteile der hohen Geräuschbeständigkeit, der glatten und kontinuierlichen Trenngrenze, der Umgang mit komplexen Situationen der Oberflächenstruktur und gleichzeitig der sehr guten Annäherung an das runde Ziel. Besonders für einige Kolonien oder Zellen mit verschwommenen Konturen und schwerer Oberflächenflitzen zeigt sich eine extreme * Teilungswirkung.

Bild4Es zeigt die Detektion von Protosomzellen mit einem verschwobenen Rand. Unter ihnen, Bild4-aProtosomale Zellen; Bild4-bEs wird das allgemeine horizontale Set Aktivität Kontur Modell verwendet, aufgrund des Mangels an kreisförmigen Einschränkungen ist ein nicht-Kreis erkannt; Bild4-cDie Anwendung des Algorithmus "Horizontale Set Aktivität Kontur Modell auf der Grundlage der morphologischen Beschränkungen" von Rapid Numbers Technologie entwickelt, wegen der kreisförmigen Beschränkung, Zui nach der Annäherung ist zwangsläufig ein Kreis, wodurch der Zellstand gut wiederhergestellt wird.

Bild4. Rand verschwommenDetektionseffekte von Protoplasmzellen

Bild5Es zeigt den Nachweis einer sehr schweren Protoplasmzelle auf der Oberfläche Falten. Unter ihnen, Bild4-aProtosomale Zellen; Bild4-bEs wird ein allgemeines horizontales Modell der Aktivität des Konturs verwendet, der aufgrund eines Mangels an kreisförmigen Einschränkungen einen Haufen von Trümmern detektiert; Bild4-cMit dem Algorithmus "Horizontal Set Activity Profile Model Based on Morphological Constraints", der von Rapid Number Technologie entwickelt wurde, nähert sich zui aufgrund der kreisförmigen Constraints einer vollständigen Protosomozelle an.

Bild5. OberflächenflitzenDetektionseffekte von Protoplasmzellen

3für den Filter und3MTesteffekt der Testtabletten

Bild6Das "Modell der Aktivität des Horizontalen Satzes basierend auf morphologischen Einschränkungen", das mit der Technologie Rapid Numbers entwickelt wurde, zeigt3MDie Wirkung der Prüfung. Unter ihnen, Bild6-aund6-bund6-cEs handelt sich um den Sedolis-Filter,3MGoldene Staphylococcus-Testtabletten,3MOriginaldarstellung der E. coli-Testtabletten. Bild6-dund6-eund6-fEs handelt sich um den Trenneffekt nach der Anwendung des "Horizontalen Set-Aktivitäts-Profilmodells basierend auf morphologischen Einschränkungen". Aufgrund der kreisförmigen Einschränkung verhinderte das aktive Kontur eine Annäherung an das Gitter, und zui erkannte schließlich alle kreisförmigen Kolonien.

Bild6. Horizontale Set-Aktivitätskontrollmodelleffekte basierend auf morphologischen Einschränkungen

4Perspektiven

Bildaufteilungsmethode basierend auf einem Horizontalset-Aktivitätskontrollmodell,Mit starker Geräuschbeständigkeit, guter Stabilität der numerischen Lösung, glatter und kontinuierlicher Trenngrenze und anderen Vorteilen kann man mit komplexen topologischen Situationen umgehen, was zu einer der aktuellen Spitzentechnologien der Bildteilung von Zui wird.

Das wissenschaftliche und technologische Forschungs- und Entwicklungsteam von Shunxi hat nach mehr als zwei Jahren der Erforschung nicht nur diese fortschrittliche Technologie beherrscht, sondern auch die Merkmale der mikrobiellen Kolonien gezielt. Auf der Grundlage des traditionellen Horizontalen Aktivitätskontrollmodells hat die kreative Forschung ein schnelles Aktivitätskontrollmodell entwickelt, das für die komplexe Kolonienzählung geeignet ist, ein mehrphasiges Horizontales Aktivitätskontrollmodell und ein Horizontales Aktivitätskontrollmodell, das auf morphologischen Einschränkungen basiert. Diese Modelle ermöglichen nicht nur eine genaue und effektive Statistik komplexer Kolonien und schwieriger Platten, sondern eignen sich auch für die Erkennung von Zellen usw.

Hangzhou Shunsu Technologie Co., Ltd. Forschungs- und Entwicklungsabteilung