Studium populace bakterií pomocí metod obrazové analýzy

Abstract

Bakalářská práce je zaměřena na sledování a uplatnění metod obrazové analýzy na bakteriích druhu Bacillus megaterium a Cupriavidus necator. V úvodu práce jsou popsány obecné znalosti o bakteriích, mikroskopických metodách a metodách obrazové analýzy. K pozorování buněk bakterií, bylo nutné nejprve připravit vhodné mikroskopické preparáty pomocí metody Gramova barvení. Obrazy jednotlivých snímků bakterií byly zaznamenány pomocí CCD kamery a mikroskopu a potom analyzovány. Nejprve byla metodou Box–Counting zjištěna optimální hodnota prahu a jí odpovídající fraktální míry (resp. plochy pokryté bakteriemi) a fraktální dimenze (resp. entropie jejich uspořádání na ploše). Prahované obrázky byly dále zpracovány pomocí metody Mass–Radius, která umožnila zjistit distribuci bakterií vzhledem k těžišti jejich shluku.This bachelor thesis is focused on monitoring and application of image analysis methods on Bacillus megaterium and Cupriavidus necator bacteria. The introduction describes a general knowledge about bacteria, microscopic and image analysis methods. At first it was necessary to prepare suitable microscopic specimens using Gram staining for the observation of a bacteria cell. Every picture of bacteria was taken using a CCD camera and a microscope. Box–Counting method was used to identify the optimal threshold value, corresponding to their fractal measure (or surface areas covered with bacteria) and fractal dimension (or entropy of their arrangement on the surface area). After thresholding, the images were further processed using the Mass–Radius method, which defines a distribution of bacteria relative to the centroid of a cluster.