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一种基于细菌鞭毛染色图像的轨迹确定方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-09-11 16:12:17

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-09-28 16:28:57
本发明公开了一种基于细菌鞭毛染色图像的轨迹确定方法,方法包括:获取细菌鞭毛染色视频,根据细菌鞭毛染色视频确定若干帧细菌鞭毛染色图像;将各帧细菌鞭毛染色图像输入目标检测算法,得到含有检测框的各帧细菌鞭毛染色图像,其中,检测框用于反映细菌所在位置;将含有检测框的各帧细菌鞭毛染色图像输入轨迹跟踪算法,得到若干细菌分别对应的移动轨迹;根据各细菌的移动轨迹,确定各细菌分别对应的运动决策。本发明通过结合细菌鞭毛荧光显微成像技术、目标检测算法以及轨迹跟踪算法,解决了现有的细菌运动轨迹分析方法仅适用于液体环境,在存在障碍物的随机地形下难以准确判断细菌的运动决策的问题。
权利要求 1.一种基于细菌鞭毛染色图像的轨迹确定方法,其特征在于,所述方法包括: 获取细菌鞭毛染色视频,根据所述细菌鞭毛染色视频确定若干帧细菌鞭毛染色图像; 将各帧所述细菌鞭毛染色图像输入目标检测算法,得到含有检测框的各帧所述细菌鞭毛染色图像,其中,所述检测框用于反映细菌所在位置; 将含有所述检测框的各帧所述细菌鞭毛染色图像输入轨迹跟踪算法,得到若干所述细菌分别对应的移动轨迹; 根据各所述细菌的所述移动轨迹,确定各所述细菌分别对应的运动决策。 2.根据权利要求1所述的基于细菌鞭毛染色图像的轨迹确定方法,其特征在于,根据所述细菌鞭毛染色视频确定若干帧细菌鞭毛染色图像,包括根据所述细菌鞭毛染色视频确定若干帧原始细菌鞭毛染色图像; 对各帧所述原始细菌鞭毛染色图像进行预处理,得到各帧所述细菌鞭毛染色图像,其中,所述预处理包括图像去噪、图像增强、图像分割中的一种或者多种操作。

细菌趋化运动是细菌感知和响应环境变化的重要机制,对于细菌在不同环境中的生存和繁殖都至关重要。细菌通过感知环境中的化学物质浓度梯度,并调整其运动方向,以实现趋向或远离某些刺激物质。细菌趋化运动是一种高度复杂的行为,它涉及到多个组分的协同作用,如感受器、信号转导系统、运动鞭毛等。因此,对细菌趋化运动的研究有助于揭示细菌感知和响应环境的机制,也可以为生物医学工程领域的研究提供参考。

目前已经有一些关于细菌趋化运动的研究。然而这些研究主要是关注细菌在液体(无障碍物)中的运动轨迹分析,在随机地形下细菌的运动轨迹受障碍物影响,导致难以基于细菌的运动轨迹判断细菌的运动决策。

因此,现有技术还有待改进和发展。

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在一种实施方式中,根据各所述细菌的所述移动轨迹,确定各所述细菌分别对应的运动决策,包括:

根据各所述细菌的所述移动轨迹,确定各所述细菌分别对应的运动学特征;

根据各所述细菌的所述运动学特征,确定各所述细菌分别对应的所述运动决策。

在一种实施方式中,所述方法还包括:

将各所述细菌的所述运动决策标记在各所述细菌的所述检测框上;

根据标记后的各帧所述细菌鞭毛染色图像生成细菌追踪视频。


第二方面,本发明实施例还提供一种基于细菌鞭毛染色图像的轨迹确定装置,其中,所述装置包括:

获取模块,用于获取细菌鞭毛染色视频,根据所述细菌鞭毛染色视频确定若干帧细菌鞭毛染色图像;

检测模块,用于将各帧所述细菌鞭毛染色图像输入目标检测算法,得到含有检测框的各帧所述细菌鞭毛染色图像,其中,所述检测框用于反映细菌所在位置;

跟踪模块,用于将含有所述检测框的各帧所述细菌鞭毛染色图像输入轨迹跟踪算法,得到若干所述细菌分别对应的移动轨迹;

确定模块,用于根据各所述细菌的所述移动轨迹,确定各所述细菌分别对应的运动决策。

第三方面,本发明实施例还提供一种终端,其中,所述终端包括有存储器和一个以上处理器;所述存储器存储有一个以上的程序;所述程序包含用于执行如上述任一所述的基于细菌鞭毛染色图像的轨迹确定方法的指令;所述处理器用于执行所述程序。

第四方面,本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有多条指令,其中,所述指令适用于由处理器加载并执行,以实现上述任一所述的基于细菌鞭毛染色图像的轨迹确定方法的步骤。

本发明的有益效果:本发明实施例通过结合细菌鞭毛荧光显微成像技术、目标检测算法以及轨迹跟踪算法,解决了现有的细菌运动轨迹分析方法仅适用于液体环境,在存在障碍物的随机地形下难以准确判断细菌的运动决策的问题。

技术合作

本发明公开了一种基于细菌鞭毛染色图像的轨迹确定方法,所述方法包括:获取细菌鞭毛染色视频,根据所述细菌鞭毛染色视频确定若干帧细菌鞭毛染色图像;将各帧所述细菌鞭毛染色图像输入目标检测算法,得到含有检测框的各帧所述细菌鞭毛染色图像,其中,所述检测框用于反映细菌所在位置;将含有所述检测框的各帧所述细菌鞭毛染色图像输入轨迹跟踪算法,得到若干所述细菌分别对应的移动轨迹;根据各所述细菌的所述移动轨迹,确定各所述细菌分别对应的运动决策。本发明通过结合细菌鞭毛荧光显微成像技术、目标检测算法以及轨迹跟踪算法,解决了现有的细菌运动轨迹分析方法仅适用于液体环境,在存在障碍物的随机地形下难以准确判断细菌的运动决策的问题。

应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。