便携式菌落智能计数系统的设计和实现

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菌落检测是农业、食品、医药卫生等行业进行质量检测的重要方法之一。依靠肉眼观察的人工检测方法速度慢、结果重复性差,而且工作繁重乏味,工作效率低。目前,市场上虽然出现了菌落自动计数仪,但大都以PC机作为运算平台,便携性差,难以满足实时检测要求。近年来嵌入式技术飞速发展,嵌入式设备在运算速度和存储容量上都有了长足的进步,嵌入式操作系统的发展也日趋成熟。由于嵌入式设备本身具有便携性好、成本低的特点,使嵌入式技术得到了更为广泛的应用。针对菌落检测对实时性和便携性的要求,本研究结合嵌入式技术,设计了基于ARM平台的嵌入式菌落智能计数系统,并完成了原型样机的开发。系统以S3C6410作为核心处理器,采用广角红外CCD摄像头作为视频采集设备。为了提高嵌入式菌落智能计数系统的整体运行效率,我们对系统使用的Windows CE 6.0内核进行了裁剪和定制;为了达到最好的检测效果,本设计对样机结构和照明系统进行了精心设计。菌落自动计数算法是整个系统性能优劣的关键。我们使用OPENCV计算机视觉库开发了菌落智能计数算法,研究了一种基于霍夫变换的培养皿边缘提取算法,取得了良好的效果。粘连菌落的分割是菌落自动计数算法的难点,本文提出了一种基于迭代腐蚀算法的菌落计数算法,并通过多次条件膨胀的方法消除了传统迭代腐蚀算法对较大菌落的“过分割”问题,使平均计数偏差控制在6%以内,取得了很好的效果。最后,本文完成了算法的移植和PC演示版软件的开发,并最终实现了便携式菌落智能计数系统的开发和测试工作;总之,本研究对菌落自动计数算法进行了有意义的探索和尝试,并在此基础上开发了嵌入式样机系统,研究成果具有一定的理论意义和应用价值。
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