[发明专利]一种人体组织细胞双光子显微图像的定位分割方法

权利要求书

1.一种人体组织细胞双光子显微图像的定位分割方法，包括如下步骤：

(1)输入待分割的双光子显微图像，将图像转化为灰度图像；

(2)对灰度图像采用限制对比度自适应直方图均衡处理和高斯滤波处理方法进行预处理；

(3)对预处理后的灰度图像使用C-均值聚类法进行聚类，将像素点按其灰度值分为细胞核、细胞质和细胞间质3类；

(4)对步骤(3)得到的细胞核、细胞质和细胞间质分类结果，使用Canny算子进行边缘检测，获得细胞核、细胞质和细胞间质的边界明晰的边缘图；

(5)对边缘图中呈现椭圆形的细胞核边缘进行准确定位，获得细胞核中心点集，并标记细胞核的中心；

(6)使用改进的DRLSE模型获取准确的细胞核边缘；

(7)输出图像分割结果。

2.根据权利要求1所述的一种人体组织细胞双光子显微图像的定位分割方法，其特征在于所述的C-均值聚类，C为聚类的类数，C=3。

3.根据权利要求1所述的一种人体组织细胞双光子显微图像的定位分割方法，其特征在于所述的C-均值聚类，其过程如下：

将灰度图像中所有的像素按灰度值g(x,y)(x=1,2,…,M,y=1,2,…N)逐个按最小距离原则分划给C类中的某一类，即如果：

像素到类的距离(x＝1,2,…,M,y＝1,2,…,N)，且存在一个l∈{1,2,…,c}，则判定像素点

式中表示g(x,y)和的中心的距离，上标k表示迭代次数。于是产生新的聚类ωj(k)(j=1,2,...,c).]]>

每次分类完成后，求取新的聚类的中心，并再次进行分类，直至新的类的中心与前一次聚类的中心相同。

4.根据权利要求1所述的一种人体组织细胞双光子显微图像的定位分割方法，其特征在于所述的准确定位，其步骤为：

①定义一个正方形模板，使之滑过边缘图，模板大小依据图像中的细胞大小确定，可以完整覆盖一个细胞即可；

②模板所覆盖的边缘视为边缘点集，使用RANSAC法（随机抽样一致性）估计最适合当前边缘点集的椭圆模型：从边缘点集中随机取5个点，将它们的坐标值代入椭圆方程：x²+2Bxy+Cy²+2Dx+2Ey+F＝0，得到B、C、D、E和F的值；

③按以下步骤判断RANSAC法估计得到的椭圆模型是否为细胞核：

I.判断边缘点集中的各点是否属于椭圆模型，若点到椭圆的代数距离d＝x²+2Bxy+Cy²+2Dx+2Ey+F小于阈值di，则该点属于椭圆模型。其中，x,y为点的坐标值，阈值di由实验确定；

II.计算属于该椭圆模型的点的个数N，判断N是否大于阈值t，这里阈值r为模板的边长；

III.计算椭圆模型的短轴和长轴之比e，判断e是否大于0.3；

VI.若该模型符合以上条件，则可判定为细胞核，在边缘图中标记该椭圆模型的中心，即为细胞核的中心；若该模型不符合以上条件，则不予标记；

④以固定步长移动模板，重复步骤②-③，直至模板完全滑过边缘图，完成了所有细胞核的中心点标记。

5.根据权利要求4所述的一种人体组织细胞双光子显微图像的定位分割方法，其特征在于所述的步长不超过模板大小的1/6。

6.根据权利要求1所述的一种人体组织细胞双光子显微图像的定位分割方法，其特征在于所述的细胞核中心定位以及标记，使用获取准确的细胞核边缘；对灰度图使用上述改进的距离正则化的水平集演化模型进行水平集演化，水平集演化结束后，轮廓收敛到细胞核的边缘，该轮廓即为准确的细胞核边缘。