菌落計(jì)數(shù),是微生物實(shí)驗(yàn)中基本又耗時(shí)的一項(xiàng)操作。近年來(lái),出現(xiàn)一些菌落計(jì)數(shù)儀,為常規(guī)菌落檢測(cè)提供了方便。但對(duì)一些復(fù)雜情況,例如菌落表面皺褶嚴(yán)重、邊緣輪廓模糊、菌落顏色與培養(yǎng)基顏色非常接近、菌落生長(zhǎng)在含有網(wǎng)格的濾膜上等等,一般菌落計(jì)數(shù)儀就無(wú)法實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)。
針對(duì)此類(lèi)型的復(fù)雜平皿,迅數(shù)大膽創(chuàng)新研發(fā)出基于水平集活動(dòng)輪廓模型的圖像分割方法。它是將水平集方法和活動(dòng)輪廓模型結(jié)合起來(lái),在極小化能量泛函的過(guò)程中活動(dòng)輪廓不斷逼近分割目標(biāo),直到活動(dòng)輪廓線停止進(jìn)化時(shí)分割完成。由于該方法具有抗噪性強(qiáng)、數(shù)值求解穩(wěn)定性好、分割邊界光滑連續(xù)、可以處理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜的情況等優(yōu)點(diǎn),成為目前上zui前沿的圖像分割技術(shù)之一。
菌落計(jì)數(shù)儀因?yàn)槠渥詣?dòng)化程度高,大大節(jié)省人力、時(shí)間,而被各大科研院所、食品藥品企業(yè)、質(zhì)檢所等檢測(cè)機(jī)構(gòu)所用。在使用的過(guò)程中因?yàn)槲⑸锏牟煌?,而造成有些平皿不能夠很好的做出的統(tǒng)計(jì),這給用戶和廠家都帶來(lái)了巨大的難題。為解決上述復(fù)雜情況下的菌落統(tǒng)計(jì),迅數(shù)科技團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)兩年攻關(guān),結(jié)合具體問(wèn)題進(jìn)行大膽嘗試、改進(jìn)和創(chuàng)新,終于成功開(kāi)發(fā)出一系列針對(duì)不同菌落特點(diǎn)的分割統(tǒng)計(jì)方法。
該方法的基本原理,是把曲線或曲面嵌入高一維水平集函數(shù)中,用一個(gè)高維函數(shù)來(lái)表達(dá)低維曲線或曲面的演化過(guò)程。
采用多相水平集快速活動(dòng)輪廓模型算法,針對(duì)上述復(fù)雜平皿來(lái),尤其是多霉菌平皿,由于其表面毛糙而導(dǎo)致灰度分布不均勻、邊緣毛糙不連續(xù),導(dǎo)致分割效果很差,采用迅數(shù)多相水平集活動(dòng)輪廓模型快速算法的分割效果,除了部分霉菌粘連非常嚴(yán)重導(dǎo)致沒(méi)有區(qū)分之外,能夠?qū)^大多數(shù)的霉菌進(jìn)行良好的分割。
濾膜與3M測(cè)試片的創(chuàng)新統(tǒng)計(jì):
濾膜與3M測(cè)試片,越來(lái)越多的應(yīng)用于生物、醫(yī)藥、食品、環(huán)境等領(lǐng)域的微生物檢測(cè)。很多濾膜或測(cè)試片都有一個(gè)特點(diǎn),就是在其表面有著不同顏色不同大小的網(wǎng)格線。這些網(wǎng)格有助于人工觀測(cè)計(jì)數(shù),但卻給目前使用越來(lái)越多的菌落計(jì)數(shù)儀帶來(lái)困難。因?yàn)榫W(wǎng)格的顏色往往很深,導(dǎo)致傳統(tǒng)的方法往往檢測(cè)到網(wǎng)格而不是菌落。下圖4、5、6分別顯示了三種常用的濾膜和3M測(cè)試片,以及采用傳統(tǒng)圖像分割方法的分割結(jié)果。
展示了采用青島眾瑞智能儀器有限公司開(kāi)發(fā)的“基于形態(tài)約束的水平集活動(dòng)輪廓模型”,對(duì)網(wǎng)格濾膜和 3M測(cè)試片的檢測(cè)效果。其中,a、b、c分別是塞多利斯濾膜、3M金黃色葡萄球菌測(cè)試片、3M大腸桿菌測(cè)試片的原圖。d、e、f是采用“基于形態(tài)約束的水平集活動(dòng)輪廓模型”后的分割效果。由于具有圓形約束,活動(dòng)輪廓避免了對(duì)網(wǎng)格的逼近,而zui終檢測(cè)出全部圓形菌落。