基于雙光譜有毒赤潮藻圖像自動識別系統(tǒng)的研究.pdf

1、赤潮又稱紅潮，通常是指海洋微藻、細(xì)菌和原生動物在海水中過度增殖或聚集致使海水變色的一種現(xiàn)象。赤潮是一個嚴(yán)重的全球性海洋災(zāi)害，每年給全世界帶來的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到數(shù)十億美元。因而有效對其進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)防具有重大的現(xiàn)實(shí)意義，然而，目前國內(nèi)外對其進(jìn)行監(jiān)測的方法主要是采用顯微鏡在實(shí)驗(yàn)室中對海水樣品進(jìn)行人工觀察和分析。但是，人工觀察和分析，勞動強(qiáng)度巨大，監(jiān)測結(jié)果受人為因素的影響較大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足赤潮監(jiān)測的需要。本研究正是針對這一現(xiàn)狀提出的，目的是研制有毒

2、赤潮藻的計算機(jī)自動識別系統(tǒng)，能夠自動實(shí)現(xiàn)對赤潮藻的分類和計數(shù)，使赤潮監(jiān)測和預(yù)防工作更加容易，從而具有巨大的現(xiàn)實(shí)意義。 課題根據(jù)赤潮藻類的熒光特性，基于雙光譜技術(shù)開發(fā)研制了能夠自動完成赤潮藻類識別和計數(shù)的完整系統(tǒng)，系統(tǒng)由硬件部分和軟件部分組成。硬件部分包括顯微鏡，熒光切換裝置，CCD，圖像采集設(shè)備，計算機(jī)，完成赤潮藻類顯微圖像和熒光圖像的拍攝和存儲。軟件部分包括圖像預(yù)處理，圖像分割，圖像特征提取，建立赤潮藻類形貌特征信息數(shù)據(jù)庫，特

3、征選擇，運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成藻類的識別和分類計數(shù)，軟件部分是系統(tǒng)的核心，軟件部分通過對赤潮藻類的幾何特征，紋理特征以及灰度特征的分析，訓(xùn)練人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)藻類的各種特征差異完成對藻類的識別和分類。 雙光譜技術(shù)是本課題的主要創(chuàng)新點(diǎn)，所謂“雙光譜”，就是指赤潮藻類的熒光圖像和灰度圖像，結(jié)合二者的優(yōu)勢進(jìn)行圖像分析可以有效去除雜質(zhì)等產(chǎn)生的背景噪聲，準(zhǔn)確地完成對藻類各種特征的分析。熒光圖像的優(yōu)勢在于背景非常清晰，不含雜質(zhì)信息，灰度圖像