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基于不变矩的家畜寄生虫虫卵识别系统

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1 绪论

1.1 概述

1.2 研究背景及意义

1.3 国内外研究现状

1.4 目前存在问题

1.5 本文主要研究内容

2 家畜寄生虫卵图像库的建立

2.1 Access概述

2.2 材料与方法

2.3 图像库的建立

2.4 Access图像库的特点及功能

3 寄生虫卵图像预处理及分割

3.1 二值化

3.2 图像分割

4 雅可比-傅里叶矩的改进算法

4.1 不变矩理论

4.2 不变矩的应用

4.3 对变形雅可比-傅里叶矩常用算法改进研究

4.4 PJFM’s在笛卡尔坐标系中的不变性分析

4.5 PJFM’s在笛卡尔坐标系中的初步识别实验

5 基于GUI的虫卵图像系统设计

5.1 GUI简介

5.2 寄生虫卵系统总体设计

5.3 功能设计

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

作 者 简 介

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摘要

在这个信息化和数字化的时代，传统的粪便虫卵检查方法已不能满足当代兽医工作的需要，家畜寄生虫卵识别系统的研究显得尤为重要。目前国内具有大量关于人体寄生虫的研究报道，但在家畜寄生虫方面的研究却很少。由于家畜寄生虫卵具有种类繁多、形状各异、结构不规则等特点，使得图像预处理和识别的难度很大。
　　本文首先整理了16种家畜寄生虫卵图像，并详细分析了每种虫卵特征，将图像信息与文字信息进行整合，采用Access2003建立了16种家畜寄生虫卵的图像库，共包含1931幅原始图像。该图像库界面友好、操作简单，为之后的虫卵识别奠定了基础。
　　其次针对图像库中虫卵图像进行预处理操作，由于虫卵种类繁多，背景颜色各异，很难找到通用的预处理方法，因此本文选择迭代阈值分割，膨胀、腐蚀等开运算将虫卵图像按其外切矩形进行切割并存储。
　　在特征提取方面，针对变形雅可比(p=4,q=3)-傅里叶矩（PJFM’s）在极坐标系下计算的缺点，本文提出直接在笛卡尔坐标系下计算不变矩的方法，并利用大写字母E的重建实验将优化算法与传统算法进行对比，实验结果说明直接在笛卡尔坐标系下重建的图像效果好，所用矩数少，耗时低，较极坐标系具有很大的优势。之后在优化算法下对该矩进行不变性分析，实验数据表明，优化算法下，PJFM’s具有较好的多畸变不变性。为了进一步检验优化算法后的PJFM’s的特征提取性能，首先使用最小平均距离分类器对26个英文字母进行初步识别实验，平均识别率达到98.08％；其次对外形相似，尺寸不同的白细胞显微图像进行初步识别实验，正确识别率为97.89%，然后对14种家畜寄生虫卵显微图像进行识别分析。
　　最后利用Matlab自带的图形用户界面GUI，建立了家畜寄生虫卵识别系统,实现了图像库预览、图像分割、虫卵识别等模块链接。通过大量测试后，发现该系统操作简便、运行稳定、具有较好的识别性能。

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