CN117876464A - 一种基于算法的着生藻面积求取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于算法的着生藻面积求取方法，包括以下步骤：样本采集与处理、图像采集、图像预处理、轮廓提取、图像分割、面积计算和数据输出。该方法能够快速准确地分析水体中着生藻类的生长情况，提高工作效率和结果准确率。
Description
技术领域
本发明涉及水生态学领域，特别是一种基于算法的着生藻面积求取方法，用于快速准确地分析水体中着生藻类的生长情况。
背景技术
在水生态系统中，着生藻类是重要的初级生产者，对水质和生态系统功能具有显著影响。目前，着生藻面积的测量通常依赖于人工采集和实验室分析，这种方法耗时且效率低下，尤其是在需要处理大量样本时。因此，开发一种能够快速、准确计算着生生藻面积的方法具有重要意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对以上问题提供一种基于算法的着生藻面积求取方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为，包括以下步骤：
样本采集与处理：在水体中选择具有代表性的硬质基质(如石头)，用毛刷清洗石头表面的着生藻，并收集附着在其上的着生藻类，将收集着生藻的石头在方格纸上画出石头各表面的形状，用于后续计算着生藻的附着面积；
图像采集：将方格纸上的石头拓印图像拍摄为高分辨率图片；
图像预处理：对采集的图像进行灰度化处理，增强图像对比度，便于后续轮廓提取；
轮廓提取：利用图像处理算法提取图像中着生藻的轮廓；
图像分割：将提取的轮廓填充为黑色实心图，背景转换为纯白色；
面积计算：计算黑色像素占整张图的百分比，将该百分比与原纸张面积相乘得到着生藻面积；
数据输出：将计算得到的着生藻面积输出为数据报告，便于进一步的数据分析和研究。
作为改进，图像预处理步骤包括灰度化处理和对比度增强。
作为改进，面积计算步骤中，黑色像素占整张图的百分比与原纸张面积相乘得到着生藻面积。
作为改进，该方法能够处理不同色彩的图片。
本发明与现有技术相比的优点在于：批量处理能力：能够同时处理多张图像，大幅提高工作效率。高精度：通过精确的图像处理技术，确保了着生藻面积计算的准确性。适应性强：算法能够根据轮廓色彩调整数据，处理不同色彩的图片，但算法原理不变。易于操作：简化了着生藻面积的测量流程，减少了人工操作的复杂性。
附图说明
图1是一种基于算法的着生藻面积求取方法的处理前图。
图2是一种基于算法的着生藻面积求取方法的处理后图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
本发明在具体实施时，一种基于算法的着生藻面积求取方法，该方法能够自动处理采集的图像数据，快速准确地得到着生藻的面积，
本发明的着生藻面积批量计算方法包括以下步骤：
样本采集与处理：在水体中选择具有代表性的硬质基质(如石头)，用毛刷清洗石头表面的着生藻，并收集附着在其上的着生藻类。将收集着生藻的石头在方格纸上画出石头各表面的形状，用于后续计算着生藻的附着面积。
图像采集：将方格纸上的石头拓印图像拍摄为高分辨率图片，确保图像清晰度足以识别着生藻的轮廓。
图像预处理：对采集的图像进行灰度化处理，增强图像对比度，便于后续轮廓提取。灰度化处理是通过将彩色图像转换为灰度图像，使得每个像素只有一个灰度值，简化了图像信息，便于后续处理。
轮廓提取：利用图像处理算法，如边缘检测算法(如Canny算法)，提取图像中着生藻的轮廓。这一步骤是识别图像中着生藻类的关键区域，为后续的面积计算奠定基础。
图像分割：将提取的轮廓填充为黑色实心图，背景转换为纯白色。这一步骤通过二值化处理，使得着生藻区域与背景形成鲜明对比，便于后续的面积计算。
面积计算：计算黑色像素占整张图的百分比，将该百分比与原纸张面积相乘得到着生藻面积。这一步骤通过像素计数和比例转换，实现了着生藻面积的定量化。
数据输出：将计算得到的着生藻面积输出为数据报告，便于进一步的数据分析和研究。
本发明的工作原理：
代码：
第一张图像，填充的封闭图形的面积占比为20.75％，第二张图像的填充封闭图像的面积占比为17.11％。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”，“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (4)
1.一种基于算法的着生藻面积求取方法，其特征在于，包括以下步骤：
样本采集与处理：在水体中选择具有代表性的硬质基质(如石头)，用毛刷清洗石头表面的着生藻，并收集附着在其上的着生藻类，将收集着生藻的石头在方格纸上画出石头各表面的形状，用于后续计算着生藻的附着面积；
图像采集：将方格纸上的石头拓印图像拍摄为高分辨率图片；
图像预处理：对采集的图像进行灰度化处理，增强图像对比度，便于后续轮廓提取；
轮廓提取：利用图像处理算法提取图像中着生藻的轮廓；
图像分割：将提取的轮廓填充为黑色实心图，背景转换为纯白色；
面积计算：计算黑色像素占整张图的百分比，将该百分比与原纸张面积相乘得到着生藻面积；
数据输出：将计算得到的着生藻面积输出为数据报告，便于进一步的数据分析和研究。
2.根据权利要求1所述的一种基于算法的着生藻面积求取方法，其特征在于：图像预处理步骤包括灰度化处理和对比度增强。
3.根据权利要求1所述的一种基于算法的着生藻面积求取方法，其特征在于：面积计算步骤中，黑色像素占整张图的百分比与原纸张面积相乘得到着生藻面积。
4.根据权利要求1所述的一种基于算法的着生藻面积求取方法，其特征在于：该方法能够处理不同色彩的图片。
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