迅数科技首创“专家智能鉴定技术”解决藻类鉴定难题

2010-9-06 15:48 来源: 杭州迅数科技有限公司
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  中国领先的微生物检测技术与装备制造商--杭州迅数科技有限公司日前发布了其创新的“Algacount藻类专家智能鉴定技术”,并将其整合进入倍受赞誉的“Algacount藻类分类图谱专家系统”,致力于帮助广大藻类监测机构解决藻类鉴定难题。这一精确到藻种水平的鉴定技术能够覆盖中国几乎所有常见的淡水藻类和海洋藻类,将帮助各类藻类监测机构更加快速准确的鉴定藻类和早期预测预报藻华灾害。

  如何快速鉴定水华藻种,是当前藻类监测难题

   近年来,我国海洋赤潮和淡水水华频发,严重威胁水生态环境保护和人民用水安全;如何快速鉴定优势藻(有毒藻)的种类,对于早期预测预报藻华灾害乃至控制其暴发非常重要。 “基于形态鉴定藻种”是目前的主流鉴定技术,也是我国水环境监测规范中的标准方法。

   “显微镜检观察和人工经验分析”是当前多数藻类监测机构采用的“基于形态鉴定藻种”的方法。但是,人工经验分析对实验人员的藻类鉴定专业知识要求极高;而在我国实际藻类监测工作中,拥有丰富藻类鉴定专业知识的实验人员非常缺乏,人工分析远远不能满足藻类监测工作的需要。因此,研制藻类鉴定自动分析仪器是一项非常迫切的任务!

  图像自动识别难实现,“专家系统鉴定”是最佳选择

   实现藻类形态学鉴定的自动化分析主要有两条技术路线,“图像自动识别鉴定”方法和“专家系统智能鉴定”方法。迅数科技的科学家研究认为:针对当前我国需要短期内、大范围开展藻类监测和藻类鉴定工作的现状,“藻类专家系统智能鉴定”技术是各级藻类监测机构的最佳选择!

   目前藻类的自动识别技术主要集中在根据藻类外部轮廓特征和表面纹理特征进行分类,但是这类方法大多局限于部分特定情况下的自动识别,不能大范围应用。由于上述的原因,迅数科技虽然专长于显微图象分析领域的新算法新应用开发,也在多年前即开始藻类自动识别方面的尝试,但多不成功。

   根据藻类外部轮廓特征识别的局限:虽然在藻类的各类图像特征中,轮廓特征是一种最直观、最易于被接受的藻类识别方法,但是很难识别外部轮廓彼此相似的藻类。例如:做为浮游硅藻的重要组成部分,圆筛藻目的藻类轮廓多数为圆形,对于此类型的硅藻仅通过外部轮廓特征是很难进行区分的。

   根据藻类壳面的纹理特征识别的局限:虽然外部轮廓特征相似的藻类可用表面纹理特征进行良好的识别。但是藻类的种类有成千上万,外部的轮廓特征也有成千上万种;而且每一种藻类在其不同的生长期和成像的不同侧面,形态特征都有不同;这就使我们很难找到通用的纹理分割分类方法对万千藻类进行准确识别。

  Algacount藻类专家智能鉴定技术,解决藻类鉴定难题

   为了彻底解决藻类鉴定难题,迅数科技通过产学研结合与国内国际合作,组织了20多人的多学科背景研发团队。在建立了“Algacount大型藻类分类图谱”的基础上,迅数科技研发团队历时两年研究了藻类分类学方面的国内外权威论述,总结出“藻类形态二级分类”规范和“多层次搜索定位目标范围”技术路线,研发出全球首创 “Algacount藻类专家智能鉴定技术”。

   Algacount藻类专家智能鉴定技术是基于Algacount大型藻类图谱数据库的机器搜索与人工经验的完美结合,包括了分类学搜索、图形搜索、关键词搜索和常见藻搜索等4项创新技术。其中,“藻类形态二级分类”规范是藻类专家系统智能鉴定的核心,是国内外藻类分类与鉴定专家经验的总结,它的实现不仅需要系统建立能覆盖所有待鉴定藻种的大型藻类分类图谱,还需要建立覆盖藻类图谱中所有藻种的标准化分类规范,进而对所有藻类进行标引并能实现联机检索。 “多层次搜索定位目标范围”的技术路线则是在分类规范建立的基础上,利用机器搜索技术帮助实验人员基于显微成像获得的未知藻类图像,通过形态、关键词等多层次智能搜索,迅速地在藻类分类图谱中缩小比对范围(将原本需要比对的对象从数千种缩小的几十种甚至十几种)并进行特征对比,从而判断出目标藻类可能归属的种属。

  经典分类学搜索,代替查阅鉴定手册

   Algacount专业藻类图库包含了中国几乎所有常见的淡水藻类和海洋藻类;每种藻以中文,拉丁文双命名,辅以真实的显微照片、手绘结构图和详尽的形态文字描述。而且其分类标准和规范符合中国科学出版社出版的《中国淡水藻志》、《中国淡水藻类》和《中国近海赤潮生物图谱》等权威藻类分类工具书的分类标准和规范。 用户可以用中文名或拉丁文名搜索某个具体的藻类,或按门、属、种的分类学次序进行搜索。

  图形智能搜索,让经验欠缺者也能快速鉴定

   图形搜索是根据光学显微镜下能看清的特征,如细胞形态、大小、突起或棘刺、鞭毛、表面纹路、细胞的多少和排列等,进行快速图形搜索,把形态相似的藻类汇总,分类排列。通过数据库中的藻类显微照片、手绘图和文字叙述进行快速比对,无需工具书即能鉴定到属,形态特征典型的藻能鉴定到种。

  关键词搜索,快速获得藻类目标范围

   专门设计的关键词检索系统,使用者可输入三组关键词,并选择逻辑关联词“与”、“或”就能进行精确搜索或模糊搜索。如输入“单细胞”与“具鞭毛”与“卵圆形”,所有符合以上3种特征的藻类即以图片队列显示,并按门排列。

  常见藻搜索,快速鉴定水华赤潮藻

   系统内置了常见水华藻、赤潮藻、有毒素藻种数据库,使用者只需选中其中一选项,所涉及的藻类即按门展示,方便检索。

   “针对我国急需全国大范围开展藻类监测的迫切需要,Algacount藻类专家智能鉴定技术是迅数科技推出的又一重要创新技术。”迅数科技总经理方力先生表示:“迅数科技一直致力于与国内外先端的科技资源进行研发创新合作,并推出适合各行业的微生物分析测试装备。我们将继续积极与藻类学界展开合作,推进 Algacount藻类专家智能鉴定技术在藻类监测中的更广泛应用。”