CN215599019U - 一种微生物图像采集设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微生物图像采集设备，包括：底座；竖直设置且和底座相连接的立杆；水平设置且和立杆相连接，用于承载培养皿的托盘；和立杆相连接的第一连接件和第二连接件，第一连接件和第二连接件在立杆上的高度可调；和第一连接件相连接的环形光源组件；和第二连接件相连接，用于支撑相机的相机支架。本申请中的环形光源组件和相机相对于培养皿的距离均可调，使得实际在采集菌落图像时，能够更合理的设置相机和环形光源组件相对于托盘上培养皿的位置，为菌群提供更为合适的照明光源，以及菌落图像的拍摄角度，从而在一定程度上保证菌落图像的拍摄效果，降低菌落图像的失真程度，有利于菌落计数的准确性。

Description

一种微生物图像采集设备

技术领域

本实用新型涉及微生物计量技术领域，特别是涉及一种微生物图像采集设备。

背景技术

微生物计量是生物安全的重要指标，在医疗、饮用水、供水、化学、食品和刑侦等多个不同领域的微生物计量检测都有具体相对应的技术要求规范，目前大部分的微生物计量检测方法是取适量样品接种到培养基上进行一定时间的培养，再依据目标微生物的特征进行识别和菌落个数计数。

随着计算机技术的发展，目前已逐步有将机器视觉硬件应用到菌落识别计数中，其主要包括有相机拍摄硬件和辅助摆设的光源硬件，在合适的光源条件下通过拍摄菌落样品照片，最后由人工或者配合图像处理的方法进行识别和计数。机器视觉硬件辅助菌落识别和计数，可大大提高计数速度和效率，突破对传统人工经验操作的依赖，减少人工计数的误差，其应用场景也十分广阔。

但是在实际对培养皿中的菌落进行图像拍摄时，因受拍摄环境中的光线等各种方面的因素影响，拍摄出来的菌落图片不可避免的在一定程度上失真，进而对后续菌落识别和计数的准确性产生影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种微生物图像采集设备，在一定程度上降低菌落图像的失真，提升菌落识别和计数的准确性。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种微生物图像采集设备，包括：

底座；

竖直设置且和所述底座相连接的立杆；

水平设置且和所述立杆相连接，用于承载培养皿的托盘；

和所述立杆滑动连接的第一连接件和第二连接件，所述第一连接件和所述第二连接件在所述立杆上的高度可调；

和所述第一连接件相连接的环形光源组件；

和所述第二连接件相连接，用于支撑相机的相机支架。

在本申请的一种可选地实施例中，所述立杆上设置由条形齿条；

所述第一连接件包括和所述条形齿条相互卡接的齿轮、和所述齿轮的轮轴固定连接的旋钮；所述齿轮的轮轴通过轴承和所述环形光源组件固定连接。

在本申请的一种可选地实施例中，所述环形光源组件至少包括红光光源、绿光光源、蓝光光源。

在本申请的一种可选地实施例中，所述红光光源、所述绿光光源以及所述蓝光光源分别连接有对应的亮度调节开关。

在本申请的一种可选地实施例中，所述红光光源、绿光光源、蓝光光源在所述环形光源组件的环形支架沿所述环形支架的环绕方向交替排布。

在本申请的一种可选地实施例中，所述环形光源组件还包括白光光源和紫外光源。

在本申请的一种可选地实施例中，所述相机支架上还设置有微调滑块，用于调节所述相机的水平位置。

在本申请的一种可选地实施例中，还包括封装壳体，用于将所述托盘所承载的所述培养皿封装在所述封装壳体内部；

所述封装壳体还连接有通气管，用于向所述封装壳体内部通入洁净气体。

在本申请的一种可选地实施例中，所述封装壳体底部和所述托盘相连接，和所述托盘共同形成封闭空腔；

所述封装壳体的顶部设置有透光板，以便所述相机透过所述透光板拍摄所述培养皿的图像；

所述环形光源组件位于所述封闭空腔中，所述封装壳体的侧壁上设置有反光膜层。

在本申请的一种可选地实施例中，所述透光板上设置有计数方格。

本实用新型所提供的一种微生物图像采集设备，包括：底座；竖直设置且和底座相连接的立杆；水平设置且和立杆相连接，用于承载培养皿的托盘；和立杆滑动连接的第一连接件和第二连接件，第一连接件和第二连接件在立杆上的高度可调；和第一连接件相连接的环形光源组件；和第二连接件相连接，用于支撑相机的相机支架。

本申请中所提供的微生物图像采集设备中，用于支撑环形光源组件的第一连接件和用于支撑相机的第二连接件均高度可调的设置在立杆上，使得相机在拍摄培养皿中的菌落图像时，可以根据实际需要调整环形光源组件相对于培养皿的距离，使得环形光源组件的光线更为适宜菌落图像的拍摄；且相机的高度可调，可以根据实际的培养皿的高度，调节相机高度，使得培养皿处于相机的焦平面上，从而通过相机拍摄获得更为清晰的菌落图像。本申请中的环形光源组件和相机相对于培养皿的距离均可调，使得实际在采集菌落图像时，能够更合理的设置相机和环形光源组件的位置，从而在一定程度上保证菌落图像的拍摄效果，降低菌落图像的失真程度，有利于菌落计数的准确性。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本申请实施例提供的微生物图像采集设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的第一连接件的局部结构示意图；

图3为本申请实施例提供的微生物图像采集设备的光源分布示意图；

图4为本申请实施例提供的微生物图像采集设备的局部结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，图1为本申请实施例提供的微生物图像采集设备的结构示意图，该微生物图像采集设备可以包括：

底座1；

竖直设置且和底座1相连接的立杆2；

水平设置且和立杆2相连接，用于承载培养皿01的托盘3；

和立杆2滑动连接的第一连接件4和第二连接件5，第一连接件4和第二连接件5在立杆2上的高度可调；

和第一连接件4相连接的环形光源组件6；

和第二连接件5相连接，用于支撑相机8的相机支架7。

如图1所示，本实施例中的托盘3通过立杆2悬空设置，在实际应用中也可以直接将托盘3设置在底座1上，甚至底座1和托盘3可以作为一体结构。

托盘3主要用于承载培养菌落的培养皿01。而环形光源组件6只要是环绕放置培养皿01的位置环形设置的光源。为了保证环形光源组件6为培养皿01提供的光照的均匀性，一般将该环形光源组件6设置成圆环形结构的光源组件，且环形直径大小可以基于目前已有的培养皿01的尺寸大小合理设置，至少应当大于最大尺寸培养皿的直径。

一般情况下，微生物菌群需要在培养皿01中培养生长，但是培养皿01也存在大小型号的不同。因此当环形光源组件6和相机8的位置固定时，环形光源组件6输出光线相对于培养皿01的高度和角度也就不相同，同样的相机8相对于培养皿01中菌群的高度也就不相同。

而目前大部分菌落图像设备都采用漫反射光线打光，拍摄出来的菌落图像的立体感差，菌落细节和色彩都会存在一定程度上的失真，且在菌落图像处理过程中，传统方法的参数及阈值敏感度过高，环形光源组件6的位置或环境条件若发生轻微变化，则可能造成计数结果的巨大差异。

因此，本申请中采用高度可调的环形光源组件6，可通过环形光源组件6的高度调节进而调节环形光源组件6向培养皿01输出的光线的入射角，使得菌落图像中菌落的立体感、菌落细节及色彩具有很好的适应度，更适用于菌落识别与计数应用。

如图2所示，图2为本申请实施例提供的第一连接件的局部结构示意图。

在本申请的一种可选地实施例中，立杆2上可以设置有条形齿条21，相应地，第一连接件4可以包括和条形齿条21相互卡接的齿轮41、和齿轮41的轮轴固定连接的旋钮42；且齿轮41的轮轴通过轴承和环形光源组件6固定连接。

因为条形齿条21和齿轮41之间相互卡接，当旋转旋钮42时，齿轮41即可沿着条形齿条21的长度方向(即立杆2的高度方向)滚动，进而带动环形光源组件6相对于条形齿条21移动。且因为条形齿条21和齿轮41之间的卡接作用，能够逐个锯齿逐个锯齿的移动，有效实现环形光源组件6在立杆2上的高度微调，提高环形光源组件6高度的调节精度。

同理，对于不同的型号尺寸的培养皿01而言，在相机8位置固定时，相机8的镜头和培养皿01之间的相对距离也存在不同。在菌落图像采集时，影响菌落图像的不仅仅有照明光线，还有相机8拍摄位置的问题，为了保证相机8能够拍摄到最清晰的菌落图像，将相机8的拍摄区域恰好等于培养皿01的表面区域，从而在最大程度上利用相机8的镜头像素，又不至于遗漏培养皿01没有拍摄到的区域，能够在一定程度上提高菌落图像的清晰度。

为此，本实施例中通过第二连接件5和立杆2相连接，和第一连接件4相同，第二连接件5在立杆2上的位置也可以调整，进而使得相机8相对于培养皿01的距离可调，由此即可通过第二连接件5调整相机8高度使得培养皿01恰好刚刚全部落入相机8镜头的拍摄区域中。

对于第二连接件5的具体结构可以参考图2中第一连接件4的结构。当然在实际应用过程中，第一连接件4和第二连接件5也并不仅限于图2所示的一种结构，例如还可以考虑使用驱动电机等驱动第一连接件4和第二连接件5在立杆2上进行高度调节等等，都可以用于实现本申请的技术方案。

此外，相机8在进行菌落图像拍摄时，显然相机8的镜头中心应当正对培养皿01的中心，拍摄获得最清晰的菌落图像，为此，在支撑相机8的相机支架7上还可以进一步地设置微调滑块9，用于调整相机8的水平位置，通过对相机8的水平位置进行微调，使得相机8的镜头尽可能的正对培养皿01，以拍摄到更为清楚的菌落特征。

此外，微生物种类繁多，不同种类的微生物其菌落具有不同的颜色、发光或形态等特征。以水质分析为例，微生物指标主要是菌落总数、大肠埃希氏菌、粪大肠菌群、总大肠菌群这四项，菌落总数、粪大肠菌群、总大肠菌群等3项是在白光条件下显示特有的颜色和形态特征，而大肠埃希氏菌则是需在紫外光条件下显示特殊荧光特征和形态，白光条件下无法显示。还有其他的一些菌群需要其他特定颜色的光照条件下才能够显现出来。

为此，本申请中在设置环形光源组件6时，可以分别在环形光源组件6中设置多种不同颜色的灯光光源。可选地，该环形光源组件6中可以包括红色光源、绿色光源以及蓝色光源。

之所以设置红色光源、绿色光源以及蓝色光源，是考虑到这三种颜色光源是属于三基色颜色的光源，三种颜色同时点亮即可组合形成白色光源。而仅仅将绿色光源和红色光源输出的光线混合，即可形成黄色光线。以此类推，通过各个不同颜色光源的不同混合方式，即可获得不同颜色的照明光源，以便在对不同种类的微生物菌落进行拍摄研究时，可以基于菌落种类选择合适颜色的照明光源，从而避免因为照明光源颜色不合适对菌落种类的识别以及数量统计产生限制。

显然，要通过三种颜色的光源混合输出多种不同颜色的光线，各个不同颜色光源之间显然需要独立控制。可以专门为每种不同颜色的光源分别配置一个亮度调节开关，既能够单独控制每种颜色光源的亮灭，又能控制每种颜色光源的亮度。

具体地，每种光源的亮度可以通过光源的实际电路来实现，例如可以在光源的电路中设置多个电阻，当光源相连接的亮度调节开关打到不同的亮度档位时，可以相应的改变电路中接通的电阻的数量，进而改变光源的供电电压，实现光源亮度的改变；此外对于LED光源而言，可以控制调节光源点亮周期中的占空比来实现光源亮度的调节等等。对于光源的亮度调节方式基于目前常规光源各种亮度调节的技术即可实现，对此本实施例中不一一列举。

显然，之所以需要控制不同颜色光源的亮度，是考虑到两种颜色光束混合时每种颜色光束亮度比例不同最终输出混合光束的颜色也就不相同，由此通过合理调节不同颜色光源的亮度即可混合形成不同颜色的光线。

考虑到在白光光源的照射下显现出菌落颜色和形态特征的菌落种类相对较多，而红色光源、蓝色光源以及绿色光源尽管可以混合输出白光，但为了便于控制，可以直接设置一组白光光源；此外，某些菌落需要在紫外光线的照射下才能够显示出形态，而紫外光线无法通过可见光混合输出形成，因此可以进一步的设置紫外光源，以输出紫外光线满足需要在紫外光线下才能显现形态特征的菌落计量需求。

基于上述论述可知，在本申请可选地实施例中，环形光源组件6中包含有多种不同的光源，而在实际使用过程中，还可能涉及两种或两种以上的光源混合输出光线的情况。而为了保证混合光线的均匀性，如图3所示，可以在环形光源组件6的环形支架60上沿该环形支架60的环绕方向的交替均匀的设置各个不同光波波段对应的光源。具体地，可以参考图3，可以将红色光源61、蓝色光源62、绿色光源63、紫外光源64依次重复排布，而白色光源65设置在中心位置，使得每种颜色的光源在环形支架60上均均匀，进而形成一圈呈环形结构分布的光源组件。

需要说明的是，图3中的不同波长对应的光源一共排布了三排，在实际应用时，每种波长的光源可以尽可能采用灯珠较小的光源，并在环形支架60上设置更多排光源，从而在最大程度上保证光源输出光线的均匀性。当然也可以考虑在环形支架60上设置一层覆盖灯珠光源的匀光板。

图3中仅仅只是提供了本实施例中多种光源排布的一种可选地实施例，在实际应用过程中，环形光源组件6也可以采用其他的安装设置方式。

例如，可以考虑将某一种或两种颜色的光源单独形成一个子环形光源组件，该子环形光源组件和第一连接件4之间可拆卸的连接，需要使用到哪种颜色的光源，则将哪种颜色对应的子环形光源组件进行安装替换，能够在一定程度上保证环形光源组件6输出各种颜色光线的均匀性。

当然，本申请中也并不排除环形光源组件6仅仅只包含红色光源、蓝色光源、绿色光源、紫外光源、白色光源中某一种或任意某几种光源的实施例，具体地可以根据用户实际的使用需求进行设定。

综上所述，本申请中的微生物图像采集设备，采用在立杆上高度可调的两个连接件实现相机和环形光源组件分别与立杆之间的连接，进而使得环形光源组件和相机相对于培养皿的距离均可调，由此在对培养皿中菌落图像采集时，便于合理调节环形光源组件的照明角度和相机拍摄的角度，进而有利于采集更为清晰的菌落图像，减少图像失真，提升菌落计数的准确性。

基于上述任意实施例，如图4所示，图4为本申请实施例提供的微生物图像采集设备的局部结构示意图，在本申请的一种可选地实施例中，还可以进一步地包括：

封装壳体10，用于将托盘3所承载的培养皿01封装在封装壳体10内部；

封装壳体10还连接有通气管12，用于向封装壳体10内部通入洁净气体。

本实施例中考虑到，某些菌群的培养对培养环境存在较为严格的要求，而培养皿01中的菌落在放置于托盘3上进行菌落统计时，不可避免的会受环境中的细菌污染，还有某些厌氧细菌，长时间的暴露在空气中，同样会破坏菌群的生长。为此，本实施例中进一步地在托盘3上设置一个封装壳体10，如图4所示，该封装壳体10可以和托盘3形成一个封闭空腔，而培养皿01设置在该封闭空腔内部。与此同时，该封装壳体10上还连接由通气管12，该通气管12一端接入封装壳体10的内部，另一端接入洁净气体的气罐，由此即可通过该通气管12向封装壳体10内部的封闭腔体中通入洁净气体，从而避免菌群受空气污染。当然本实施例中所指的洁净气体具体是哪一种气体可以依据菌群的种类而定。例如，对于厌氧菌群，该气体可以是不包含氧气的洁净气体，而对于非厌氧菌群，可以直接通入洁净氧气，也可以是进行杀菌消毒后的空气等等，甚至也可以考虑将封装壳体10内部抽真空。对此，本申请中不做具体限制。

另外，如图4所述的封装壳体10中，相机支架7一般是位于封装壳体10的外部，由此，相机8就需要透过封装壳体10对封装壳体内的培养皿01进行图像拍摄。为此，封装壳体10的顶部可以采用透光板11，以便相机8进行菌落图像的拍摄。

此外，为了进一步地提升对环形光源组件6的光线利用率，可以进一步地将环形光源组件6也封装至封装壳体10内部，且将封装壳体10的内侧壁上设置反光膜层，使得封装壳体10内部的光线尽可能多的入射至培养皿01，提升培养皿01的照明亮度。

为了进一步地提升对菌落图像中菌落技术的便利性，还可以在封装壳体的顶端的透光板11上设置由计数方格。那么相机8拍摄的菌落图像中也就是菌落和计数方格重叠的图像，为此，在进行菌落计数时，即可基于该计数方格对菌落数量进行统计。

当然对于封装壳体10而言，也可以是直接将立杆2、相机支架7、底座1等所有部件全部封装在封装壳体10内部的结构，那么在这一情况下，就无需将封装壳体10上设置透光板11，相机8直接对准培养皿01拍摄即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种微生物图像采集设备，其特征在于，包括：

底座；

竖直设置且和所述底座相连接的立杆；

水平设置且和所述立杆相连接，用于承载培养皿的托盘；

和所述立杆连接的第一连接件和第二连接件，所述第一连接件和所述第二连接件在所述立杆上的高度可调；

和所述第一连接件相连接的环形光源组件；

和所述第二连接件相连接，用于支撑相机的相机支架。

2.如权利要求1所述的微生物图像采集设备，其特征在于，所述立杆上设置有条形齿条；

所述第一连接件包括和所述条形齿条相互卡接的齿轮、和所述齿轮的轮轴固定连接的旋钮；所述齿轮的轮轴通过轴承和所述环形光源组件固定连接。

3.如权利要求1所述的微生物图像采集设备，其特征在于，所述环形光源组件至少包括红光光源、绿光光源、蓝光光源。

4.如权利要求3所述的微生物图像采集设备，其特征在于，所述红光光源、所述绿光光源以及所述蓝光光源分别连接有对应的亮度调节开关。

5.如权利要求3所述的微生物图像采集设备，其特征在于，所述红光光源、绿光光源、蓝光光源在所述环形光源组件的环形支架沿所述环形支架的环绕方向交替排布。

6.如权利要求3所述的微生物图像采集设备，其特征在于，所述环形光源组件还包括白光光源和紫外光源。

7.如权利要求1所述的微生物图像采集设备，其特征在于，所述相机支架上还设置有微调滑块，用于调节所述相机的水平位置。

8.如权利要求1至7任一项所述的微生物图像采集设备，其特征在于，还包括封装壳体，用于将所述托盘所承载的所述培养皿封装在所述封装壳体内部；

所述封装壳体还连接有通气管，用于向所述封装壳体内部通入洁净气体。

9.如权利要求8所述的微生物图像采集设备，其特征在于，所述封装壳体底部和所述托盘相连接，和所述托盘共同形成封闭空腔；

所述封装壳体的顶部设置有透光板，以便所述相机透过所述透光板拍摄所述培养皿的图像；

所述环形光源组件位于所述封闭空腔中，所述封装壳体的侧壁上设置有反光膜层。

10.如权利要求9所述的微生物图像采集设备，其特征在于，所述透光板上设置有计数方格。

Images