[发明专利]一种无角毛类赤潮藻显微图像细胞目标提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种浮游植物细胞目标提取方法技术领域，特别涉及一种无角毛类赤潮藻显微图像细胞目标的提取方法。

背景技术

赤潮是水体中某些微小的浮游植物、原生动物或细菌，在一定的环境条件下突发性地增殖和聚集，引起一定范围内一段时间中水体变色现象。通常水体颜色因赤潮生物的数量、种类而呈红、黄、绿和褐色等。随着海洋环境污染和海水富营养化程度的加剧，赤潮灾害越来越频繁，2004年我国海域共发现赤潮96次，其中渤海12次，黄海13次，东海53次，南海18次，累计面积约26630平方公里，有毒赤潮生物引发的赤潮20余次，面积约7000平方公里，直接经济损失达6.5万元(2006年中国水产)。

但是，目前对赤潮生物的监测，国内外尚未有十分理想的监测技术和仪器。传统的赤潮生物的定性定量主要是利用显微镜对水样进行观察，寻找其中的赤潮生物，然后根据其特征对其进行计数、种类鉴定。这是一项耗时、费力、专业水平要求高的工作。因此，寻找一种快速识别方法，实现对浮游植物随环境变化、特别是对赤潮发生、发展、消亡过程的实时检测，是国内外同行共同追求的目标。

赤潮生物在细胞形状、结构、色素组成、蛋白质组成和DNA序列等方面均存在种间差别性。利用这些差异可实现对赤潮生物的识别。这其中图像识别是最基本、最经典的方法，但在利用图像知识来识别赤潮生物的过程中，目标提取又是最为关键的一步，目标提取的好坏对后续的工作有至关重要的作用。因此，提出一种有效的目标提取方法，可以大大提高赤潮生物的识别准确率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种无角毛类赤潮藻显微图像细胞目标提取方法，以此为赤潮生物种群类别的自动化鉴定提供一种手段，为后续的特征提取、分类和计数等工作打好基础。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种无角毛类赤潮藻显微图像细胞目标提取方法，所述方法包含以下步骤：

a.将无角毛类赤潮藻原始图像转换为灰度图像；

b.图像二值化，对灰度图像进行基于增强大津法的自动阈值分割；

c对二值图像进行形态学闭操作；

d.寻找二值图像的最大轮廓并填充；

e.将填充图像与原始图像做逻辑与运算，得到细胞目标图像。

所述步骤b中，增强大津法优选是在运用大津法之前做一个线性拉伸，以解决图像主体部分与背景灰度差较小的问题。

所述步骤b中大津法依据的原理是利用类别方差作为判据，可以选取使类间方差最大和类内方差最小的图像灰度作为最佳阈值。

所述无角毛类赤潮藻显微图像细胞目标提取方法，在步骤c中可以做2～8次形态学闭操作，以将二值图像中狭窄的缺口连接起来形成细长的弯口并填充比结构元素小的洞。

所述无角毛类赤潮藻显微图像细胞目标提取方法，在步骤d中最大轮廓可以是指寻找到的轮廓包含的像素数最多。

所述无角毛类赤潮藻显微图像细胞目标提取方法，在步骤d中所述填充的步骤可以是将寻找到的最大轮廓内部填充为白色。

所述无角毛类赤潮藻显微图像细胞目标提取方法，在步骤e中，将填充后的图像与原始图像可以做逻辑与运算，提取细胞图像的边缘并保留内部纹理等细胞学特征。

所述步骤b中，对图像二值化，对灰度图像进行基于增强大津法的自动阈值分割优选是指：

在运用大津法之前做一个线性拉伸，用于解决图像主体部分与背景灰度差较小的问题，具体步骤如下：

若原图像的灰度级为X，期望处理后的图像灰度级为Y，原始图像和期望图像的灰度级的分布范围极值分别为X_max，X_min和Y_max，Y_min，期望变换前后的图像对比度保持线性关系，即满足下式：