CN110288596A - 抑菌圈直径快速测量方法、测量装置及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抑菌圈直径快速测量方法、测量装置及可读存储介质，测量方法包括：读取成像装置拍摄的抑菌圈的原始图像；对原始图像进行去噪降噪处理，得到降噪后的图像；选取图像上抑菌圈边缘的三个像素点；确定所述三个像素点所在的目标圆的圆心；统计抑菌圈落在所述目标圆内的像素点第一数量及落在目标圆外的像素点第二数量；判断像素点第二数量与像素点第一数量的比值是否大于10％，若是，则重新选取三个像素点，否则根据成像参数，将所述目标圆的直径转化为所述抑菌圈的实际直径。本发明适用于抑菌圈边缘清晰或边缘模糊、不规则的情况，能够快速、有效、准确地获取抑菌圈的大小，避免人工测量带来的误差。
Description
技术领域
本发明涉及微生物分析测定、特别是抗生素生物效价测定领域，尤其涉及一种抑菌圈直径快速测量方法、测量装置及可读存储介质。
背景技术
在现有技术中，抗生素效价的测量方法主要有两种：管碟法和比浊法(又叫浊度法)。其中，管碟法的原理是将已知浓度的标准溶液与未知浓度的样品溶液涂布特定试验菌的琼脂培养基内成球形立体状扩散，抑制试验菌的繁殖，在抑菌物质的周围形成透明圈，对抑菌圈直径或面积的大小进行测定，根据抗生素浓度与抑菌圈直径或面积之间的关系，求出抗生素的生物效价。因此抑菌圈大小的精确测量是实现抗生素药价精度测量的关键。
现有抑菌圈大小测量通常采用游标卡尺手工测量抑菌圈的直径，但是手动测量存在如下问题：
①重复性差，准确性不够：即同一培养皿，不同的人测量结果有差异；
②当抑菌圈边缘模糊或出现双层圈时，边界确定的人为误差大；
③操作繁琐，耗时长。
针对手动测量存在的问题，国内有学者研究了通过基于图像处理技术进行抑菌圈的测量：
(1)刘大勇、史倩义等.基于图像分析的抑菌圈自动测量分析系统开发研究.生命科学仪器。其介绍了基于图像分析的抑菌圈自动测量分析系统的软硬件组成，详细介绍了利用VFW技术实现图像采集软件的设计，以及利用图像处理技术实现抑菌圈自动识别、测量的方法。实验结果表明，该方法可方便快速地进行可靠性测验及效价计算，极大地提高了检验效率及准确程度。
(2)辛在海、王国雷.抑菌圈自动测量系统及其在抗生素效价评价中的应用。其介绍了基于图像分析的抑菌圈自动测量分析系统的软硬件组成，介绍了抑菌圈自动测量系统的硬件和软件设计，将图像形态处理学的理论应用于抑菌圈边缘的提取。应用各种边缘提取算子对抑菌圈边缘进行提取，发现应用canny算子得到的抑菌圈边缘较为理想。最后利用抗生素浓度与抑菌圈直径或面积的关系，求出样品的效价。
在执行现有技术中技术方案的过程中，发明人发现现有技术中存在以下几个问题：
a.抑菌圈自动测量系统对培养基的成像要求较高，若抑菌圈边缘模糊时，无法通过图像形态学处理来获取抑菌圈边缘；
b.由于抑菌圈是在培养碟中的琼脂培养基上形成的透明度变大的圆环，受抑菌圈数目可变、琼脂厚度不均匀、内部菌落、培养碟边缘、抗生素溶液置入不当、培养碟底部气泡和污垢，基于抑菌圈自动测量系统无法提取抑菌圈的边缘。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种抑菌圈直径快速测量方法、测量装置及可读存储介质，所述技术方案如下：
本发明提供了一种基于图像处理的抑菌圈直径快速测量方法，包括以下步骤：
S1、读取成像装置拍摄的抑菌圈的原始图像；
S2、利用非局部均值滤波算法对所述原始图像进行滤波处理，得到去噪后的图像；
S3、利用分段线性变换算法对去噪后的图像进行降噪处理，得到降噪后的图像；
S4、选取图像上抑菌圈边缘的三个像素点；
S5、根据所述三个像素点，确定其所在的目标圆的圆心；
S6、统计抑菌圈落在所述目标圆内的像素点第一数量及落在目标圆外的像素点第二数量；
S7、若所述像素点第二数量与像素点第一数量的比值大于10％，则返回执行S4，直至所述像素点第二数量与像素点第一数量的比值小于或等于10％后执行S8；
S8、根据所述成像装置的成像参数，将所述目标圆的直径转化为所述抑菌圈的实际直径。
进一步地，步骤S2中通过以下公式得到去噪后的图像中像素点x的灰度值：
其中，x为目标像素点，I为以x为中心的搜索窗口，y为搜索窗口I内的移动像素点，w(x,y)表示像素点x和y之间的相似度权值，V(y)为像素点y的灰度值。
进一步地，所述像素点x和y之间的相似度权值通过以下公式得到：
其中，w(x,y)表示像素点x和y之间的相似度权值，Z(x)为归一化系数，h为用于控制高斯函数的衰减程度的平滑参数，V(x)为像素点x的灰度值，V(y)为像素点y的灰度值。
进一步地，步骤S3中通过以下公式得到降噪后的图像的像素点的灰度值：
其中，f(x,y)为降噪前的图像像素灰度值，g(x,y)为降噪后的图像像素灰度值，Mf为降噪前的图像的像素最大灰度值，Mg为降噪后的图像的像素目标最大灰度值，[a,b]为降噪前的图像中感兴趣区域的灰度范围，[c,d]为将感兴趣区域的灰度拉伸的目标灰度范围。
进一步地，在步骤S8中，根据所述成像装置的成像参数获得实际拍摄区域与对应成像的尺寸比例k，所述抑菌圈的实际直径通过以下公式获取：
Rd＝k×Rpix，其中，Rd为抑菌圈的实际直径，Rpix为目标圆的直径。
进一步地，所述基于图像处理的抑菌圈直径快速测量方法还包括在步骤S8之后执行以下操作：
根据抑菌圈的菌种类型，查询该抑菌圈的目标直径；
判断当前抑菌圈的实际直径是否达到所述目标直径，若达到，则触发报警程序。
另一方面，本发明提供了一种基于图像处理的抑菌圈直径快速测量装置，包括以下模块：
成像模块，用于对抑菌圈进行成像得到其原始图像；
预处理模块，用于对原始图像进行去噪降噪处理，得到降噪后的图像；
点选取模块，用于选取图像上抑菌圈边缘的三个像素点；
圆心确定模块，用于确定所述三个像素点所在的目标圆的圆心；
统计模块，用于统计抑菌圈落在所述目标圆内的像素点第一数量及落在目标圆外的像素点第二数量；
判断模块，用于判断像素点第二数量与像素点第一数量的比值是否大于10％，若是，则连接点选取模块，否则连接实际直径转化模块；
所述实际直径转化模块用于根据成像参数，将所述目标圆的直径转化为所述抑菌圈的实际直径。
进一步地，所述基于图像处理的抑菌圈直径快速测量装置还包括报警模块，用于在当前抑菌圈的实际直径达到预设的抑菌圈菌种对应的目标直径时，启动报警程序。
再一方面，本发明提供了一种非暂态可读存储介质，用于存储指令，所述指令用于执行以下步骤：
S1、读取成像装置拍摄的抑菌圈的原始图像；
S2、利用非局部均值滤波算法对所述原始图像进行滤波处理，得到去噪后的图像；
S3、利用分段线性变换算法对去噪后的图像进行降噪处理，得到降噪后的图像；
S4、选取图像上抑菌圈边缘的三个像素点；
S5、根据所述三个像素点，确定其所在的目标圆的圆心；
S6、统计抑菌圈落在所述目标圆内的像素点第一数量及落在目标圆外的像素点第二数量；
S7、若所述像素点第二数量与像素点第一数量的比值大于10％，则返回执行S4，直至所述像素点第二数量与像素点第一数量的比值小于或等于10％后执行S8；
S8、根据所述成像装置的成像参数，将所述目标圆的直径转化为所述抑菌圈的实际直径。
进一步地，所述指令还用于执行以下步骤：
S91、根据抑菌圈的菌种类型，查询该抑菌圈的目标直径；
S92、判断当前抑菌圈的实际直径是否达到所述目标直径，若达到，则触发报警程序。
本发明提供的技术方案带来的有益效果如下：
a.适用于抑菌圈边缘清晰或边缘模糊、不规则的情况，快速、有效、准确地获取抑菌圈的大小；
b.避免人工测量带来的误差；
c.主动监测抑菌圈的扩散程度，当达到目标扩散直径时，主动报警。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的基于图像处理的抑菌圈直径快速测量方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的基于图像处理的抑菌圈直径快速测量装置的模块图；
图3是本发明实施例提供的基于图像处理的抑菌圈直径快速测量装置的计算机终端的硬件结构框图；
图4是本发明实施例提供的以原始图像中像素x为中心的搜索窗口示意图；
图5是本发明实施例提供的分段线性变换算法的灰度函数示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本发明的一个实施例中，提供了一种基于图像处理的抑菌圈直径快速测量方法，如图1所示，所述基于图像处理的抑菌圈直径快速测量方法包括以下步骤：
S1、读取成像装置拍摄的抑菌圈的原始图像。
S2、利用非局部均值滤波算法对所述原始图像进行滤波处理，得到去噪后的图像。
去噪的原理是，根据原始图像中的每一个像素点x的相邻的多个像素点y以及对应的相似度权值来重新确认像素点x的灰度值，首先，以像素点x为中心建立搜索窗口，如图4所示。
具体地，通过以下公式得到去噪后的图像u～中像素点x的灰度值：
其中，x为目标像素点，I为以x为中心的搜索窗口，y为搜索窗口I内的移动像素点，w(x,y)表示像素点x和y之间的相似度权值，V(y)为像素点y的灰度值。
进一步地，所述像素点x和y之间的相似度权值通过以下公式得到：
其中，w(x,y)表示像素点x和y之间的相似度权值，Z(x)为归一化系数，h为用于控制高斯函数的衰减程度的平滑参数，V(x)为像素点x的灰度值，V(y)为像素点y的灰度值。
可选地，所述归一化系数的计算公式如下：
其中，y为搜索窗口I内的移动像素点，V(x)为像素点x的灰度值，V(y)为像素点y的灰度值，h为用于控制高斯函数的衰减程度的平滑参数。
S3、利用分段线性变换算法对去噪后的图像进行降噪处理，得到降噪后的图像。
具体地，通过以下公式得到降噪后的图像的像素点的灰度值：
其中，f(x,y)为降噪前的图像像素灰度值，g(x,y)为降噪后的图像像素灰度值，Mf为降噪前的图像的像素最大灰度值，Mg为降噪后的图像的像素目标最大灰度值，[a,b]为降噪前的图像中感兴趣区域的灰度范围，[c,d]为将感兴趣区域的灰度拉伸的目标灰度范围。如图5所示，可以看出，在灰度范围[a,b]内的像素点的线性变换斜率最大，因此可以确认，在本发明实施例中，降噪前的图像中灰度在[a,b]范围内的像素点为重点拉伸对象。
S4、选取图像上抑菌圈边缘的三个像素点。
优选地，选出的像素点彼此之间优选保持一定的距离(使提高拟合外圆的准确性)，以及，选出的像素点与相邻的像素点之间优选保持一定的距离(使拟合的圆贴近抑菌圈的实际外圆)。
S5、根据所述三个像素点，确定其所在的目标圆的圆心。
由数学知识可知，一个平面上的三点可以确定一个圆，因此可以确定其半径r及直径Rpix，在此不再赘述。
S6、统计抑菌圈落在所述目标圆内的像素点第一数量及落在目标圆外的像素点第二数量。
统计的过程可以采取坐标法：
以目标圆的圆心为原点，建立xy轴坐标系，得到抑菌圈上的像素点的坐标比如(x0,y0)，若x0 2+y0 2＞r2，则判定该像素点落在目标圆外，否则判定其落在目标圆内。遍历抑菌圈上的各个像素点，最终得到统计数据。
S7、若所述像素点第二数量与像素点第一数量的比值大于10％，则返回执行S4，直至所述像素点第二数量与像素点第一数量的比值小于或等于10％后执行S8。
即若像素点第二数量与像素点第一数量的比值大于10％，则说明落在目标圆外的抑菌圈像素点大于设定的标准，该拟合的目标圆过小，需要重新选取三个边缘的像素点以重新确定目标圆。
S8、根据所述成像装置的成像参数，将所述目标圆的直径转化为所述抑菌圈的实际直径。
具体地，根据所述成像装置的成像参数(标定参数)获得实际拍摄区域与对应成像的尺寸比例k，所述抑菌圈的实际直径通过以下公式获取：
Rd＝k×Rpix，其中，Rd为抑菌圈的实际直径，Rpix为目标圆的直径。
在抗生素生物效价测定中，对抑菌圈直径或面积的大小进行测定有一个目标值，即比如所述抑菌圈的直径达到目标标准值，则说明需要进行下一步的效价测定，因此，在本发明的一个优选实施例中，如图1所示，所述基于图像处理的抑菌圈直径快速测量方法还包括在步骤S8之后执行以下操作：
S91、根据抑菌圈的菌种类型，查询该抑菌圈的目标直径；
S92、判断当前抑菌圈的实际直径是否达到所述目标直径，若达到，则触发报警程序。
在本发明的一个实施例中，还提供了一种基于图像处理的抑菌圈直径快速测量装置，如图2所示，包括以下模块：
成像模块210，用于对抑菌圈进行成像得到其原始图像；
预处理模块220，用于对原始图像进行去噪降噪处理，得到降噪后的图像；
点选取模块230，用于选取图像上抑菌圈边缘的三个像素点；
圆心确定模块240，用于确定所述三个像素点所在的目标圆的圆心；
统计模块250，用于统计抑菌圈落在所述目标圆内的像素点第一数量及落在目标圆外的像素点第二数量；
判断模块260，用于判断像素点第二数量与像素点第一数量的比值是否大于10％，若是，则连接点选取模块230，否则连接实际直径转化模块270；
所述实际直径转化模块270用于根据成像参数，将所述目标圆的直径转化为所述抑菌圈的实际直径。
在本发明的一个优选实施例中，所述基于图像处理的抑菌圈直径快速测量装置还包括报警模块280，用于在当前抑菌圈的实际直径达到预设的抑菌圈菌种对应的目标直径时，启动报警程序。
需要说明的是：上述实施例提供的抑菌圈直径快速测量装置在进行抑菌圈直径快速测量时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将抑菌圈直径快速测量装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，本实施例提供的抑菌圈直径快速测量装置实施例与上述实施例提供的抑菌圈直径快速测量方法属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，即上述抑菌圈直径快速测量方法实施例中的所有特征都可以通过引用的方式引入本抑菌圈直径快速测量装置实施例。
在本发明的一个实施例中，提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在计算机终端上为例，图3是本发明实施例的系统外部命令执行装置的计算机终端的硬件结构框图。如图3所示，终端800可以包括RF(RadioFrequency，射频)电路110、包括有一个或一个以上计算机可读存储介质的存储器120、输入单元130、显示单元140、传感器150、音频电路160、WiFi(wireless fidelity，无线保真)模块170、包括有一个或者一个以上处理核心的处理器180、以及电源190等部件。本领域技术人员可以理解，图3中示出的终端结构并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。其中：
RF电路110可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，特别地，将基站的下行信息接收后，交由一个或者一个以上处理器180处理；另外，将涉及上行的数据发送给基站。通常，RF电路110包括但不限于天线、至少一个放大器、调谐器、一个或多个振荡器、用户身份模块(SIM)卡、收发信机、耦合器、LNA(Low Noise Amplifier，低噪声放大器)、双工器等。此外，RF电路110还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。所述无线通信可以使用任一通信标准或协议，包括但不限于GSM(Global System of Mobile communication，全球移动通讯系统)、GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务)、CDMA(CodeDivision Multiple Access，码分多址)、WCDMA(Wideband Code Division MultipleAccess,宽带码分多址)、LTE(Long Term Evolution,长期演进)、电子邮件、SMS(ShortMessaging Service，短消息服务)等。
存储器120可用于存储软件程序以及模块，处理器180通过运行存储在存储器120的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器120可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据终端800的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器120可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。相应地，存储器120还可以包括存储器控制器，以提供处理器180和输入单元130对存储器120的访问。
输入单元130可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的键盘、鼠标、操作杆、光学或者轨迹球信号输入。具体地，输入单元130可包括触敏表面131以及其他输入设备132。触敏表面131，也称为触摸显示屏或者触控板，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触敏表面131上或在触敏表面131附近的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。可选的，触敏表面131可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器180，并能接收处理器180发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触敏表面131。除了触敏表面131，输入单元130还可以包括其他输入设备132。具体地，其他输入设备132可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种。
显示单元140可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及终端800的各种图形用户接口，这些图形用户接口可以由图形、文本、图标、视频和其任意组合来构成。显示单元140可包括显示面板141，可选的，可以采用LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)、OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)等形式来配置显示面板141。进一步的，触敏表面131可覆盖显示面板141，当触敏表面131检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器180以确定触摸事件的类型，随后处理器180根据触摸事件的类型在显示面板141上提供相应的视觉输出。虽然在图3中，触敏表面131与显示面板141是作为两个独立的部件来实现输入和输入功能，但是在某些实施例中，可以将触敏表面131与显示面板141集成而实现输入和输出功能。
终端800还可包括至少一种传感器150，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器可包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板141的亮度，接近传感器可在终端800移动到耳边时，关闭显示面板141和/或背光。作为运动传感器的一种，重力加速度传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别终端姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；至于终端800还可配置的陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。
音频电路160、扬声器161，传声器162可提供用户与终端800之间的音频接口。音频电路160可将接收到的音频数据转换后的电信号，传输到扬声器161，由扬声器161转换为声音信号输出；另一方面，传声器162将收集的声音信号转换为电信号，由音频电路160接收后转换为音频数据，再将音频数据输出处理器180处理后，经RF电路110以发送给比如另一终端，或者将音频数据输出至存储器120以便进一步处理。音频电路160还可能包括耳塞插孔，以提供外设耳机与终端800的通信。
WiFi属于短距离无线传输技术，终端800通过WiFi模块170可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等，它为用户提供了无线的宽带互联网访问。虽然图3示出了WiFi模块170，但是可以理解的是，其并不属于终端800的必须构成，完全可以根据需要在不改变发明的本质的范围内而省略。
处理器180是终端800的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器120内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器120内的数据，执行终端800的各种功能和处理数据，从而对终端进行整体监控。可选的，处理器180可包括一个或多个处理核心；优选的，处理器180可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器180中。
终端800还包括给各个部件供电的电源190(比如电池)，优选的，电源可以通过电源管理系统与处理器180逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源190还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。
尽管未示出，终端800还可以包括摄像头、蓝牙模块等，在此不再赘述。具体在本实施例中，终端的显示单元是触摸屏显示器，终端还包括有存储器，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上程序存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行述一个或者一个以上程序。
在本发明的一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，用于执行以下操作的指令：
S1、读取成像装置拍摄的抑菌圈的原始图像；
S2、利用非局部均值滤波算法对所述原始图像进行滤波处理，得到去噪后的图像；
S3、利用分段线性变换算法对去噪后的图像进行降噪处理，得到降噪后的图像；
S4、选取图像上抑菌圈边缘的三个像素点；
S5、根据所述三个像素点，确定其所在的目标圆的圆心；
S6、统计抑菌圈落在所述目标圆内的像素点第一数量及落在目标圆外的像素点第二数量；
S7、若所述像素点第二数量与像素点第一数量的比值大于10％，则返回执行S4，直至所述像素点第二数量与像素点第一数量的比值小于或等于10％后执行S8；
S8、根据所述成像装置的成像参数，将所述目标圆的直径转化为所述抑菌圈的实际直径。
进一步地，所述指令还用于执行以下步骤：
S91、根据抑菌圈的菌种类型，查询该抑菌圈的目标直径；
S92、判断当前抑菌圈的实际直径是否达到所述目标直径，若达到，则触发报警程序。
通过以上实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明提供的系统外部命令执行技术方案可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上述本发明实施例的先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于图像处理的抑菌圈直径快速测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、读取成像装置拍摄的抑菌圈的原始图像；
S2、利用非局部均值滤波算法对所述原始图像进行滤波处理，得到去噪后的图像；
S3、利用分段线性变换算法对去噪后的图像进行降噪处理，得到降噪后的图像；
S4、选取图像上抑菌圈边缘的三个像素点；
S5、根据所述三个像素点，确定其所在的目标圆的圆心；
S6、统计抑菌圈落在所述目标圆内的像素点第一数量及落在目标圆外的像素点第二数量；
S7、若所述像素点第二数量与像素点第一数量的比值大于10％，则返回执行S4，直至所述像素点第二数量与像素点第一数量的比值小于或等于10％后执行S8；
S8、根据所述成像装置的成像参数，将所述目标圆的直径转化为所述抑菌圈的实际直径。
2.根据权利要求1所述的基于图像处理的抑菌圈直径快速测量方法，其特征在于，步骤S2中通过以下公式得到去噪后的图像中像素点x的灰度值：
其中，x为目标像素点，I为以x为中心的搜索窗口，y为搜索窗口I内的移动像素点，w(x,y)表示像素点x和y之间的相似度权值，V(y)为像素点y的灰度值。
3.根据权利要求2所述的基于图像处理的抑菌圈直径快速测量方法，其特征在于，所述像素点x和y之间的相似度权值通过以下公式得到：
其中，w(x,y)表示像素点x和y之间的相似度权值，Z(x)为归一化系数，h为用于控制高斯函数的衰减程度的平滑参数，V(x)为像素点x的灰度值，V(y)为像素点y的灰度值。
4.根据权利要求1所述的基于图像处理的抑菌圈直径快速测量方法，其特征在于，步骤S3中通过以下公式得到降噪后的图像的像素点的灰度值：
其中，f(x,y)为降噪前的图像像素灰度值，g(x,y)为降噪后的图像像素灰度值，Mf为降噪前的图像的像素最大灰度值，Mg为降噪后的图像的像素目标最大灰度值，[a,b]为降噪前的图像中感兴趣区域的灰度范围，[c,d]为将感兴趣区域的灰度拉伸的目标灰度范围。
5.根据权利要求1所述的基于图像处理的抑菌圈直径快速测量方法，其特征在于，在步骤S8中，根据所述成像装置的成像参数获得实际拍摄区域与对应成像的尺寸比例k，所述抑菌圈的实际直径通过以下公式获取：
Rd＝k×Rpix，其中，Rd为抑菌圈的实际直径，Rpix为目标圆的直径。
6.根据权利要求1所述的基于图像处理的抑菌圈直径快速测量方法，其特征在于，还包括在步骤S8之后执行以下操作：
根据抑菌圈的菌种类型，查询该抑菌圈的目标直径；
判断当前抑菌圈的实际直径是否达到所述目标直径，若达到，则触发报警程序。
7.一种基于图像处理的抑菌圈直径快速测量装置，其特征在于，包括以下模块：
成像模块，用于对抑菌圈进行成像得到其原始图像；
预处理模块，用于对原始图像进行去噪降噪处理，得到降噪后的图像；
点选取模块，用于选取图像上抑菌圈边缘的三个像素点；
圆心确定模块，用于确定所述三个像素点所在的目标圆的圆心；
统计模块，用于统计抑菌圈落在所述目标圆内的像素点第一数量及落在目标圆外的像素点第二数量；
判断模块，用于判断像素点第二数量与像素点第一数量的比值是否大于10％，若是，则连接点选取模块，否则连接实际直径转化模块；
所述实际直径转化模块用于根据成像参数，将所述目标圆的直径转化为所述抑菌圈的实际直径。
8.根据权利要求7所述的基于图像处理的抑菌圈直径快速测量装置，其特征在于，还包括报警模块，用于在当前抑菌圈的实际直径达到预设的抑菌圈菌种对应的目标直径时，启动报警程序。
9.一种非暂态可读存储介质，用于存储指令，其特征在于，所述指令用于执行以下步骤：
S1、读取成像装置拍摄的抑菌圈的原始图像；
S2、利用非局部均值滤波算法对所述原始图像进行滤波处理，得到去噪后的图像；
S3、利用分段线性变换算法对去噪后的图像进行降噪处理，得到降噪后的图像；
S4、选取图像上抑菌圈边缘的三个像素点；
S5、根据所述三个像素点，确定其所在的目标圆的圆心；
S6、统计抑菌圈落在所述目标圆内的像素点第一数量及落在目标圆外的像素点第二数量；
S7、若所述像素点第二数量与像素点第一数量的比值大于10％，则返回执行S4，直至所述像素点第二数量与像素点第一数量的比值小于或等于10％后执行S8；
S8、根据所述成像装置的成像参数，将所述目标圆的直径转化为所述抑菌圈的实际直径。
10.根据权利要求9所述的非暂态可读存储介质，其特征在于，所述指令还用于执行以下步骤：
S91、根据抑菌圈的菌种类型，查询该抑菌圈的目标直径；
S92、判断当前抑菌圈的实际直径是否达到所述目标直径，若达到，则触发报警程序。
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