利用 Hough 变换与传统人工计数对培养皿中菌落数量的比较

细菌菌落计数是微生物学研究中的关键环节，可用于评估抗生素敏感性、环境监测和临床诊断。传统的人工计数方法成本高昂且易受人为失误影响，促使了自动化检测系统的开发。本研究比较了 Hough 圆变换方法在 200 个培养皿上自动检测 E. coli、S. aureus 和 P. aeruginosa 菌落的效能与人工计数的差异。这些细菌是最具临床相关性的病原体，其中 E. coli 常引起尿路感染，S. aureus 与皮肤和血流感染相关，而 P. aeruginosa 是医院获得性感染中的重要问题。在未进行视觉校正的自动计数中，与人工计数的平均差异为 59.7%，在 29% 和 45% 的案例中分别出现高估和低估，其中 S. aureus 和 P. aeruginosa 的错误率更高。所提出的方法对 E. coli 的总体准确率达到 95%，S. aureus 为 90%，P. aeruginosa 为 84%，相应的召回率分别为 95%、91% 和 86%。F-measure 始终保持在较高水平，介于 0.85 和 0.95 之间。在效率方面，人工计数平均每个培养皿需要 70 秒，而未加视觉校正和加有视觉校正的自动计数均耗时 30 秒。尽管在高密度培养皿的分割上存在一些问题，但自动化方法通过减少劳动密集型操作同时保持足够的准确率，为高通量细菌计数提供了一种潜在的途径。未来的研究应改进菌落的算法分割和图像预处理方法，以提高检测性能，特别是在密集的培养皿上。