基于Access的家畜寄生蟲卵圖像庫的建立*

劉彤彤，阿木古楞，楊麗娟（.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 理學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 0008；.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 0008）

基于Access的家畜寄生蟲卵圖像庫的建立*

劉彤彤1，阿木古楞1，楊麗娟2
（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 理學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018；2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018）

為實(shí)現(xiàn)家畜寄生蟲卵識別的數(shù)字化和自動(dòng)化，選取了家畜常見16種蠕蟲卵進(jìn)行圖像采集和特征分析，將整合的圖片與信息進(jìn)行綁定，利用Access 2003初步建立了16種蠕蟲卵的原始圖像庫。該圖像庫簡單實(shí)用，易于操作，共包含1823幅原始圖像，基本涵蓋了每種蟲卵圖像的多種表現(xiàn)形式。通過Access 2003建立的寄生蟲卵圖像庫，不僅可以快速儲(chǔ)存查詢蟲卵圖像信息，還可以進(jìn)行資源網(wǎng)絡(luò)共享，為之后的蟲卵圖像自動(dòng)識別奠定了良好的基礎(chǔ)。

家畜寄生蟲卵；圖像庫；信息化管理

0 引言

現(xiàn)階段，寄生蟲病仍嚴(yán)重影響家畜健康。寄生蟲種類繁多，不同類的寄生蟲卵形態(tài)特征和大小也可能極為相似，如肝片吸蟲卵與前后盤吸蟲卵，胰闊盤吸蟲卵與中華雙腔吸蟲卵。對于這些形態(tài)相似的蟲卵，人們用肉眼很難準(zhǔn)確判別。而且蟲卵本身在不同時(shí)期也會(huì)呈現(xiàn)不同形態(tài)，有的甚至相差很大，對于不太成熟的蟲卵，卵內(nèi)容物充滿整個(gè)卵殼，與成熟卵有很明顯的差異。蟲卵的這些特點(diǎn)導(dǎo)致準(zhǔn)確判別難度較大，傳統(tǒng)的檢驗(yàn)方法不僅要求技術(shù)人員有較高的水平，而且觀察到的蟲卵圖像也不方便存儲(chǔ)，阻礙了寄生蟲學(xué)的研究與發(fā)展。

Access 2003是微軟公司 Office系列應(yīng)用軟件之一，操作簡單，無需編程，人機(jī)交互界面友好，還能與Office系列其他辦公軟件Excel、Word等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域的研究中［1-8］。本文利用 Access 2003建立了16種家畜常見蠕蟲卵的原始圖像庫，共1823張蟲卵圖像，并實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享，為蟲卵識別系統(tǒng)的研究提供了基本數(shù)據(jù)來源。

1 材料與方法

1.1 系統(tǒng)軟件

操作系統(tǒng)：Windows XP Professional。應(yīng)用軟件：Microsoft Office 2003。

1.2 圖像來源與采集

在顯微鏡下，選取輪廓清晰的蟲卵，借助于Moticam Pro 282A圖像采集系統(tǒng)，在 10×10倍數(shù)下進(jìn)行拍照，每幅圖像像素設(shè)定為1360×1024。將已經(jīng)成功收集的蟲卵圖像用Motic Image Advanced 3.2軟件測量每種蟲卵的長徑和寬徑，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。借助Photoshop 9.0應(yīng)用軟件將原始圖像人工分割成單個(gè)蟲卵圖像，去除背景雜質(zhì)后逐一存儲(chǔ)，建立16種蠕蟲卵的原始圖像庫，共1823張。蟲卵原始圖像主要分為4類：吸蟲、線蟲、絳蟲和球蟲。其中吸蟲包括：肝片吸蟲48張、中華雙腔吸蟲60張、胰闊盤吸蟲85張、前后盤吸蟲71張；線蟲包括：馬歇爾線蟲15張、細(xì)頸線蟲78張、夏伯特線蟲 199張、仰口線蟲190張、捻轉(zhuǎn)血矛線蟲530張、毛圓線蟲28張、食道口線蟲131張、奧斯特線蟲220張、毛尾線蟲83張；絳蟲包括：莫尼茨絳蟲 38張、曲子宮絳蟲 3張；球蟲僅有一類，44張。

2 圖像庫的構(gòu)建

2.1創(chuàng)建新的圖像庫

啟用Access 2003新建一個(gè)空的數(shù)據(jù)庫，取名為“蟲卵圖像庫”。

2.2 字段的設(shè)計(jì)

根據(jù)寄生蟲蟲卵特點(diǎn)設(shè)計(jì)出8項(xiàng)相關(guān)字段，依次為：蟲卵名稱、蟲卵大小、蟲卵特征、蟲體特征、寄生部位、蟲卵圖片、放大倍數(shù)、分辨率。為方便檢索和防止數(shù)據(jù)重復(fù)輸入，把蟲卵名稱設(shè)置為主鍵。

2.3 創(chuàng)建圖像庫表

數(shù)據(jù)庫的原始圖像及信息存儲(chǔ)在表中，它是整個(gè)數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)和核心。選擇設(shè)計(jì)器創(chuàng)建新表，逐項(xiàng)添加所需的字段名和數(shù)據(jù)類型，并設(shè)置字段大小、索引等項(xiàng)目，以“蟲卵大?。╱m）”這一項(xiàng)為例，“數(shù)據(jù)類型”這一項(xiàng)選擇“文本”，“字段大小”設(shè)置為“255”，“必填字段”設(shè)置為“是”，“允許空字符串”設(shè)置為“否”，將“索引”設(shè)置為“有（有重復(fù)）”。需要注意的是，“蟲卵圖像”這一項(xiàng)“數(shù)據(jù)類型”應(yīng)設(shè)置為“OLE對象”。此圖像庫以蟲卵名稱對表進(jìn)行命名，例如奧斯特線蟲表，該圖像庫共創(chuàng)建16個(gè)表。

在已經(jīng)完成的表中，定位插入點(diǎn)即可輸入相應(yīng)的信息。在對“蟲卵圖像”單元格的操作中，需要注意，定位插入點(diǎn)后，在菜單欄中點(diǎn)擊“插入”對象選項(xiàng)，彈出的“M icrosoft Office Access”窗口中，選擇“由文件創(chuàng)建”后點(diǎn)擊“瀏覽”，在彈出的瀏覽窗口中選擇該類蟲卵圖像所在的文件夾，選中第一幅圖像，單擊“確定”按鈕，返回到“Microsoft Office Access”窗口，再勾選上“鏈接”選框。這樣就將蟲卵圖像與Access動(dòng)態(tài)鏈接起來。當(dāng)有新的蟲卵圖像錄入時(shí)，僅將新圖像存入到該文件夾即可，方便了圖像庫的更新。

2.4 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫窗體

窗體是 Access數(shù)據(jù)庫的重要組成部分，利用它可以使數(shù)據(jù)庫的輸入、更新和查看變得直觀簡潔。使用窗體向?qū)?chuàng)建窗體，在打開的窗體向?qū)υ捒蛑校凇氨?查詢”下拉列表框中選擇以蟲卵名稱命名的表，將表內(nèi)所有字段添加到窗體中，以蟲卵名稱命名窗體，如“奧斯特線蟲”窗體，該圖像庫共創(chuàng)建16個(gè)窗體。建成后的窗體如圖1所示。

圖1 奧斯特線蟲窗體圖

在已創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫中還需創(chuàng)建一個(gè)主窗體，將各個(gè)窗體進(jìn)行分類鏈接，方便用戶查找使用。使用設(shè)計(jì)視圖創(chuàng)建窗體，在已打開的界面中，使用工具箱添加標(biāo)簽和命令控件，通過更改屬性，將標(biāo)簽名稱設(shè)置為蟲卵名稱，在打開的命令按鈕向?qū)υ捒蛑校凇邦悇e”選項(xiàng)中選擇“打開窗體”操作。設(shè)計(jì)完成的主窗體界面如圖2所示。

圖2 主窗體設(shè)計(jì)界面圖

3 結(jié)果分析

3.1 16種蟲卵的形態(tài)特征

蟲卵識別系統(tǒng)一般流程為：輸入待識別圖像→對圖像進(jìn)行預(yù)處理與分割→特征參數(shù)提取→識別分類→輸出結(jié)果。其中特征提取是最重要的一步，一般特征提取取決于蟲卵的形狀、大小、內(nèi)含物、顏色和特殊結(jié)構(gòu)（卵殼厚薄、特異形態(tài)）。借助于分割出的蟲卵圖像，通過查閱資料和細(xì)致觀察，本文總結(jié)了16種蟲卵的形態(tài)特征。

3.1.1 吸蟲類

肝片吸蟲：呈橢圓形，黃褐或淡黃色，卵蓋不明顯，卵殼薄而光滑，半透明，分兩層，充滿卵細(xì)胞和一個(gè)胚細(xì)胞，長徑為120~150μm，寬徑為70~80μm。

中華雙腔吸蟲：呈不對稱的卵圓形，少數(shù)為橢圓形，暗褐色，一端有稍傾斜的卵蓋，殼口邊緣有齒狀缺刻，內(nèi)含毛蚴，長徑為38～45μm，寬徑為22～30μm。

胰闊盤吸蟲：呈橢圓形，黃棕或深褐色，兩側(cè)不對稱，一端有卵蓋，卵殼厚，內(nèi)含毛蚴，卵內(nèi)有已發(fā)育的毛蚴，長徑為41～52μm，寬徑為30～34μm。

前后盤吸蟲：呈橢圓形，淡灰色，卵細(xì)胞不充滿，一端較擁擠，鈍端有卵蓋，長徑為114～176μm，寬徑為73～100μm。

3.1.2 線蟲類

馬歇爾線蟲：蟲卵很大，與細(xì)頸屬的一樣同為圓線蟲類蟲卵中最大者，卵細(xì)胞色淡，較密集，長徑為 182～217μm，寬徑為83～115μm。

細(xì)頸線蟲：蟲卵大，卵內(nèi)細(xì)胞色黑、較大，長徑為165～175μm，寬徑為76～86μm。

夏伯特線蟲：卵殼較厚，卵細(xì)胞較大，排列整齊，色深，長徑為85～132μm，寬徑為42～56μm。

仰口線蟲：略似長方形，兩端鈍圓，兩側(cè)平行，卵細(xì)胞大而深（8～16個(gè)胚細(xì)胞），長徑為 79～97μm，寬徑為47～50μm。

捻轉(zhuǎn)血矛線蟲：呈橢圓形，卵殼薄，卵細(xì)胞16～32個(gè)，淡灰色，比較充滿，長徑為 75～95μm，寬徑為 40～50μm。

毛圓線蟲：呈長卵圓形，一端鈍一端尖，兩側(cè)不對稱，卵細(xì)胞色淡而且多，長徑為 76～92μm，寬徑為 37～46μm。

食道口線蟲：呈橢圓形，卵細(xì)胞界限較明顯，一端有空隙，長徑為73～89μm，寬徑為34～45μm。

奧斯特線蟲：類似圓形，卵細(xì)胞集中于一端，空隙較大，長徑為62～82μm，寬徑為34～42μm。

毛尾線蟲：蟲卵腰鼓形，黃褐色，兩端具塞，長徑為70～80μm，寬徑為30～40μm。

3.1.3 絳蟲類

莫尼茨絳蟲：蟲卵呈三角形、四邊形或圓形，內(nèi)有一個(gè)含六鉤蚴的梨形器，蟲卵大小為50～60μm。

曲子宮絳蟲：卵近圓形，無梨形器，每 3～8個(gè)卵細(xì)胞有一個(gè)子宮周圍器包囊著，蟲卵直徑為18～27μm。

3.1.4 球蟲

球蟲：呈橢圓形、圓形或球形，無色、淡黃色或淡綠色，長徑為22～41μm，寬徑為16～36μm。

對于上述16種蟲卵，每類蟲卵均選擇了一張圖像，如圖3所示。

3.2 數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)及功能

3.2.1 快速、準(zhǔn)確地錄入資料

在建立數(shù)據(jù)庫之前，認(rèn)真分析蟲卵特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出能充分、全面反映蟲卵特點(diǎn)的字段。選取蟲卵名稱為關(guān)鍵字，防止資料的重復(fù)輸入。由于字段擁有說明和自動(dòng)更正功能，可以保證資料輸入的可靠性。

圖3 16種蠕蟲卵原始圖像圖

3.2.2 輸入輸出功能

利用窗體可以建立直觀簡潔的交互界面。通過Access與其他Office軟件進(jìn)行文件相互轉(zhuǎn)換，可以滿足各種類型的資料顯示與輸出。

3.2.3 網(wǎng)絡(luò)共享功能

利用Access建立網(wǎng)頁，將圖像庫與其他蟲卵研究單位進(jìn)行資源共享，實(shí)現(xiàn)多中心、大樣本的蟲卵圖像庫?；A(chǔ)獸醫(yī)教育者可在網(wǎng)頁上進(jìn)行蟲卵圖像的下載，應(yīng)用在多媒體教學(xué)上，提高具有時(shí)代特色的教學(xué)水平。

4 結(jié)論

目前，國內(nèi)外學(xué)者已積極展開寄生蟲卵自動(dòng)識別系統(tǒng)的研究，但受研究對象的局限，種類少，距離解決實(shí)際問題相差甚遠(yuǎn)?？v然識別方法層出不窮，但由于所使用的圖像庫不同，并不能縱向比較各種識別方法的優(yōu)劣。寄生蟲卵原始圖像不易獲取，很多計(jì)算機(jī)方面的技術(shù)人才鑒于原材料的限制，無法對蟲卵識別系統(tǒng)展開研究。隨著數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的建立和發(fā)展，建立寄生蟲蟲卵原始圖像庫顯得尤為重要，將零散的蟲卵圖像入庫，再經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)共享，形成完善、龐大的圖像庫，將極大地推動(dòng)蟲卵識別系統(tǒng)的研究。Access數(shù)據(jù)庫操作簡單，無需編程，對沒有匯編語言基礎(chǔ)的工作者來說，也能很方便使用。此外，完善的圖像庫還可直接應(yīng)用在課堂中，活躍課堂氣氛，提高教學(xué)質(zhì)量。

［1］鐘洪才，方馳華，巨邦律，等.Access原發(fā)性肝癌數(shù)據(jù)庫的建立及其應(yīng)用價(jià)值初探［J］.第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，25（21）：2011-2013.

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Establishment of the livestock parasite eggs image database based on the Access

Liu Tongtong1，Amu Guleng1，Yang Lijuan2
（1.College of Sciences，Inner Mongolia Agricultural University，Hohhot 010018，China；2.College of Mechanical and Electrical Engineering，Inner Mongolia Agricultural University，Hohhot 010018，China）

In order to realize the digitization and automation of livestock parasite eggs，16 kinds of helminth eggs were selected for image acquisition and profiling，then bounding the integrated image and information.Using Access 2003 to establish 16 kinds of helminth eggs original image database initially.The database is simple and practical，including 1 823 original images，which covers almost all forms of primary eggs.The established helminth eggs database through Access 2003 not only can quickly store image information，but also can share information by net.The work laid a good foundation for automatic identification of helminth eggs in feces.

livestock parasite eggs；image database；information management

S852.73；TP391.41

A

1674-7720（2015）22-0044-03

劉彤彤，阿木古楞，楊麗娟.基于 Access的家畜寄生蟲卵圖像庫的建立［J］.微型機(jī)與應(yīng)用，2015，34（22）：44-46，49.

2015-07-27）

劉彤彤（1991-），女，碩士研究生，主要研究方向：數(shù)字圖像處理。

阿木古楞（1966-），通信作者，女，碩士，教授，主要研究方向：生物信息圖形技術(shù)。E-mail：amoolg@163.com。

楊麗娟（1992-），女，碩士研究生，主要研究方向：機(jī)電控制系統(tǒng)及智能技術(shù)。

國家自然科學(xué)基金（31060337，60967001）；內(nèi)蒙古自然科學(xué)基金（2011MS0904）；內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)基金（NDPYTD2010-7）