[发明专利]一种显微镜系统有形成分提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及显微镜系统有形成分提取方法，尤其涉及一种显微镜系统视野中有形成分区域的定位和完整提取的方法。

背景技术

基于显微镜系统有形成分提取的方法已经众所周知。如申请号200380108664.X和201010568805的专利所公开的方法和系统。基于背景和有形成分灰度差值来分割提取目标区域是目前普遍采用的方法。遗憾的是，针对边界模糊、一定程度离焦、低对比度及破碎的有形成分提取效果往往不佳，不能完整地提取目标区域，甚至不能获得准确的有形成分数量，而这关系到后续对有形成分的所有操作，如分类识别等，将直接导致最终结果的错误。

发明内容

本发明提供一种显微镜系统有形成分提取方法，以解决针对边界模糊、一定程度离焦、低对比度及破碎的有形成分提取效果不佳，不能完整地提取目标区域，甚至不能获得准确的有形成分数量的问题。

本发明采取的技术方案是：包括以下步骤：

（1）、拍摄获得包含有形成分区域的数字图像f，其中数字图像由像素点组成，包括有形成分区域像素和背景像素，每个像素拥有自己的像素值；

（2）、计算数字图像f的图像梯度，其中G是数字图像f的图像梯度，S是梯度算子模板，S可以选择Sobel算子、Robert算子、Prewitt算子；

（3）、对G二值化处理，二值化方法可以选择固定阈值二值化方法或者Otsu提出的一维直方图上的最大类间方差方法；

（4）、对二值图像进行边界跟踪，得到一个有形成分区域的边界像素有序二维坐标集合P{p₁,p₂，...,p_n}，n为边界像素集元素个数，P的每个元素由x分量和y分量组成，如p₁=（p₁.x，p₁.y）；

（5）、计算包含有形成分区域的最小面积凸多边形：

1）、把步骤(2)中得到的像素点集合按极角从小到大排序，得到新的集合P′{p₁,p₂,…,p_n}，n为边界像素集元素个数；

2）、顺序从P′中读取3个元素p₁，p₂，p₃，两两组成两个向量计算两个向量的叉积ψ，若ψ大于0，从P′中读取p₄，p₂、p₃、p₄两两组成两个向量继续计算叉积；否则，从P′中删除p₃，读取p₄，p₁、p₂、p₄计算叉积；按上述方法计算来删减集合内的元素，直到P′中所有元素都遍历一次，得到P′的一个子集P″，将P″内元素首尾顺次相连，可得到包含粒子区域的最小凸多边形，即P″内的元素是最小凸多边形的顶点；

（6）、以步骤（5）得到的凸多边形作为掩模，在数字图像f中得到有形成分区域。

本发明一种实施方式是在步骤（2）中，使用梯度算子S对灰度图像进行邻域像素值加权求和操作，算子S作为加权权值依据。

本发明一种实施方式是步骤（4）中，采用链码或者邻域判断的方法进行边界跟踪，链码方法采用顺时针或逆时针的遍历次序对像素点的四或八邻域编码排序：找到一个边界点作为初始点，按照遍历次序，遍历一周后回到初始点作为遍历终止条件，期间遍历的边界点都存入集合P中；邻域判断法基于二值化结果，判断每一个像素四或八邻域是否全部为有形成分像素，若是即该点为有形成分内部点，不做处理；否则该点为有形成分边界点，存入边界点集合中。

本发明一种实施方式是步骤（5）中1）中，极角排序基于极坐标，极坐标的原点可以选取图像的四个角，如左下角，极角范围