赤潮藻分類檢索與基于SIFT的非角毛藻圖像分割及應(yīng)用研究.pdf

1、近年來,由于海水受到污染,營(yíng)養(yǎng)鹽過剩得到大量的有機(jī)物,加上陽光、溫度等適宜的條件,一些藻類突然大量繁殖,使海水變色,發(fā)生赤潮。我國(guó)近海海域赤潮呈現(xiàn)不斷上升的趨勢(shì),規(guī)模也不斷擴(kuò)大,對(duì)生態(tài)環(huán)境、海洋物種及人類健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。由此帶來的一系列環(huán)境和生態(tài)問題已經(jīng)引起了公眾的廣泛關(guān)注和政府高度重視。因此,研究赤潮發(fā)生的機(jī)制,對(duì)赤潮的發(fā)生、變化、消長(zhǎng)及災(zāi)情趨勢(shì)作出監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)從而采取相應(yīng)治理措施是一項(xiàng)非常迫切的任務(wù)。國(guó)家從基礎(chǔ)研

2、究、高技術(shù)發(fā)展等不同層面開展赤潮研究工作,正著手建立業(yè)務(wù)化的赤潮自動(dòng)監(jiān)測(cè)體系。赤潮生物的種類和數(shù)量是決定赤潮危害程度的關(guān)鍵因素,而人工形態(tài)學(xué)分類存在主觀性和勞動(dòng)強(qiáng)度大等問題,因此快速有效地鑒定主要赤潮藻種是赤潮自動(dòng)監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
　　本文主要針對(duì)中國(guó)近海海域常見的40中赤潮藻,從生物形態(tài)學(xué)的角度進(jìn)行了分類,設(shè)計(jì)了赤潮藻分類檢索軟件,并針對(duì)非角毛藻類赤潮藻提出一種基于局部不變特征提取算法的顯微圖像細(xì)胞目標(biāo)分割的方法,經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)

3、證明,該方法能夠較好的分割出目標(biāo)圖像且適用于所有非角毛藻類。
　　本文的主要工作包括:
　　1、在傳統(tǒng)的基于形態(tài)學(xué)的對(duì)有害赤潮藻分類的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了赤潮藻分類檢索軟件。本檢索軟件設(shè)計(jì)的目的是完成人機(jī)互動(dòng)非精確檢索。該軟件對(duì)常見的40種赤潮藻以生活形態(tài)、細(xì)胞大小、細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞色素體顏色、細(xì)胞體外特征、群體特征為分類依據(jù),以由外及里、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的方式識(shí)別,通過人機(jī)對(duì)話,以圖片和文字輔助監(jiān)測(cè)人員確定所檢測(cè)藻類的種屬,并顯示目標(biāo)

4、藻種的詳細(xì)信息以及在光鏡和電鏡下的顯微圖像。
　　2、針對(duì)非角毛藻類赤潮藻,本文提出了基于局部不變特征提取算法(SIFT)的顯微圖像細(xì)胞目標(biāo)分割方法。首先根據(jù)局部不變特征提取算法提取關(guān)鍵點(diǎn),則關(guān)鍵點(diǎn)的特征信息就代表了原圖像的特征信息,然后對(duì)所獲得的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行閉運(yùn)算、腐蝕、膨脹等形態(tài)學(xué)處理去掉噪聲,再經(jīng)過輪廓提取、圖像填充等步驟,就可以獲得很好的目標(biāo)圖像細(xì)胞分割效果。最后,通過大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明該目標(biāo)分割方法的分割結(jié)果適用于之后的目標(biāo)