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龍圖騰網恭喜杭州電子科技大學申請的專利一種大腸桿菌輪廓的精確提取及識別方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN114648511B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-15發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202210313888.9，技術領域涉及：G06T7/00；該發明授權一種大腸桿菌輪廓的精確提取及識別方法是由徐瑩;于駿;孫樂圣設計研發完成，并于2022-03-28向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種大腸桿菌輪廓的精確提取及識別方法在說明書摘要公布了：本發明公開了一種大腸桿菌輪廓的精確提取及識別方法；本發明依靠計算機視覺的圖像處理技術，結合大腸桿菌的幾何特性，針對性地設計了一套圖像處理算法，深度結合了實驗所得出的數據，提高不同場景下系統的個性化和適配性。并利用統計學的算法，從培養皿復雜的大腸桿菌形態圖像中將大腸桿菌形態的輪廓特征提取出來，從而方便了使用者統計信息，在大量的圖像分析中減少了使用者的操作負擔，加快實驗的進度。此外，本發明設計一種輪廓亞像素重建算法，在不改變硬件的前提下，提高圖像的分辨率，使系統的輪廓變得更加細致，從而能夠精確地提取輪廓。同時本發明采用自適應雙閾值二值化來處理二值化過程中的手動調參，使系統更加智能和高效。

本發明授權一種大腸桿菌輪廓的精確提取及識別方法在權利要求書中公布了：1.一種大腸桿菌輪廓的精確提取及識別方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟1、采集被識別的大腸桿菌形態圖像；步驟2、對步驟1所得的大腸桿菌形態圖像進行預處理，得到預處理圖像；預處理的具體過程為：2-1.對步驟1所得的大腸桿菌形態圖像使用分量權重法進行灰度化，其中三通道形態圖像得到單通道形態灰度圖像；2-2.對步驟2-1所得的形態灰度圖像進行背景校正，得到形態背景校正圖像；2-3.對步驟2-2所得的形態背景校正圖像進行雙邊濾波，得到大腸桿菌形態雙邊濾波灰度圖像；雙邊濾波方法具體為將空間域核與顏色域核疊加得到雙核；用雙核對被識別圖像進行濾波；2-4.對步驟2-3所得的大腸桿菌形態雙邊濾波灰度圖像進行直方圖均衡化增強，得到大腸桿菌形態灰度增強圖像；2-5.對步驟2-4所得的大腸桿菌形態灰度增強圖像進行形態學梯度變換；得到大腸桿菌形態學梯度變換圖像g；步驟3、對步驟2所得的預處理圖像進行自適應雙閾值二值化，得到二值圖像；步驟4、對步驟3所得的二值圖像進行區域填充，得到填充圖像；步驟5、對步驟4的填充圖像進行兩次形態學開運算，得到菌落開運算圖像；步驟6、對步驟5所得的開運算圖像進行黏連分割，得到黏連分割圖像；步驟7、對步驟6所得的黏連分割圖像進行輪廓繪制并進行計數，得到輪廓圖像；步驟8、將步驟7所得的輪廓圖像進行亞像素重建，得到輪廓亞像素重建圖像；進行輪廓亞像素重建的具體步驟為：8-1.對步驟7所得的輪廓圖像進行灰度化；8-2.灰度化后的輪廓圖像進行梯度檢測；梯度檢測包含幅值和方向，設置8個3*3方向模板，用8個方向模板在圖像上進行卷積運算，得到8個梯度圖像；模板的方向就是梯度方向和X軸的夾角；8-3.通過梯度方向上的變化規律，在3*3的鄰域中根據梯度的方向比較中心點與該方向相鄰點的幅值，幅值大的為邊緣點，進行非極大值抑制；得到只有一個像素寬度的單像素邊緣；8-4.對步驟8-3所得的單像素邊緣進行多項式插值，得到亞像素邊緣；8-5.對步驟8-4得到的邊緣亞像素坐標進行存儲，創建兩個通道的圖像，第一個通道表示x，第二個通道表示y，x通道存儲像素值，y通道存儲的是亞像素坐標；8-6.對步驟8-5所得的各個亞像素輪廓分別進行繪制連接；步驟9、對步驟8所得的輪廓亞像素重建圖像進行輪廓分割，得到輪廓分割圖像；進行輪廓分割的具體流程為：9-1.對步驟8所得的輪廓亞像素重建圖像進行鏈碼標記；9-2.對步驟9-1中的鏈碼進行一階差分鏈碼計算以及一階差分鏈碼的歸一化；9-3.依據拐點在切線處不連續，曲率連續的特點，對步驟8所得的輪廓亞像素重建圖像進行拐點的提取；9-4.對步驟8所得的輪廓圖像進行切點的提取；9-5.根據步驟9-3、步驟9-4將拐點和切點全部提取出來，將拐點之間用線段連接，切點之間用最小二乘法進行橢圓擬合，并統計線段和橢圓弧的數量；得到輪廓分割為直線段、橢圓弧段的圖像；9-6.對步驟9-5所得的直線段和橢圓弧段進行繪制；步驟10、提取大腸桿菌的輪廓特征；提取輪廓特征的具體過程為：10-1.取連通域個數作為大腸桿菌數量；10-2.取單個連通域像素總數，作為對應的單個大腸桿菌面積；10-3.取單個連通域的邊界像素總數，作為對應的單個大腸桿菌周長；10-4.取單個連通域的長軸短軸比，作為對應的單個大腸桿菌長短比；10-5.取單個連通域的區域面積與π乘中心點到所有輪廓像素距離的最大值平方之比，作為對應的單個大腸桿菌圓形度；10-6.統計單個大腸桿菌的輪廓直線和橢圓弧數量；步驟11、根據步驟10得到的大腸桿菌的輪廓特征，進行大腸桿菌形態分析；進行大腸桿菌形態分析的具體流程為：11-1.若大腸桿菌的面積大于100或周長大于40，則判斷大腸桿菌的長短比是否大于3且小于10；11-2.若否，則判定為雜質，若是，則判斷大腸桿菌的輪廓中直線數量是否大于1且橢圓數量是否大于2；11-3.若是，將其判定為被抑制的大腸桿菌；若否，將其判定為已耐藥的大腸桿菌；11-4.若大腸桿菌的面積小于100且周長小于40，則判斷大腸桿菌的圓形度是否大于0.5；11-5.若是，則判定為被抑制的大腸桿菌；若否，則判定為雜質；取被抑制的大腸桿菌與大腸桿菌的總數量的比值，作為大腸桿菌的抑制率。

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