[发明专利]一种基于椭圆轴关系确定细胞粘连方式的方法及系统

权利要求书

1.一种基于椭圆轴关系确定细胞粘连方式的方法，其特征在于，包括步骤：

S1、定义相差显微镜细胞图像中具有不同重要性的灰度层级结构信息，所述灰度层级结构信息为细胞主要信息、细胞中间信息及细胞次要信息；具体的，通过相差显微镜成像系统，获取所述相差显微镜细胞图像；采用多类别最大类间方差算法将所述相差显微镜细胞图像划分为深暗区域、高亮区域及背景区域；定义深暗区域为细胞主要信息，高亮区域为细胞次要信息，高亮区域内部的封闭区域为细胞中间信息；

S2、通过手动标记方式确定各细胞的主要信息；

S3、基于细胞主要信息添加细胞中间信息；

S4、基于已检测到的细胞信息，将细胞次要信息作为指示信息以检测细胞间的粘连情况，通过指示矩阵表示细胞之间独立与相互粘连的关系，并估计细胞椭圆区域，通过椭圆长短轴关系分析粘连细胞之间的粘连方式；具体的，基于已检测到的细胞信息，构建椭圆近似区域，将所述椭圆的长轴定义为细胞延伸的主方向，将所述椭圆的短轴定义为细胞收缩的主方向；通过形态学椭圆估计方法，确定所述椭圆的长轴及短轴的长度以及所述长轴及所述短轴之间的角度；根据所述细胞主要信息的中心点坐标，获得离散域上以及连续域上的椭圆覆盖区域；通过所述椭圆覆盖区域确定细胞的生物形态，并通过分析椭圆长轴与短轴延长线交点位置判断粘连细胞之间的粘连方式；

S5、依据粘连方式检测结果，更新所述指示矩阵；具体的，通过分析椭圆近似估计区域的中心点与各椭圆轴线段交点，确定粘连细胞之间的粘连方式，从先前的指示矩阵中剔除一些错误的细胞黏连指示信息，从而更新所述指示矩阵。

2.根据权利要求1所述的一种基于椭圆轴关系确定细胞粘连方式的方法，其特征在于，步骤S2具体包括：

将细胞主要信息独立区域块分组并包含于各独立封闭区域内；

根据所述各独立封闭区域生成其对应的二值标记图；

标号标色二值标记图并与细胞主要信息相关联，使得属于各集合内部的区域块具有相同的伪彩色与标号值。

3.根据权利要求2所述的一种基于椭圆轴关系确定细胞粘连方式的方法，其特征在于，步骤S3具体包括：

基于细胞主要信息，采用本地覆盖检测对所述细胞中间信息进行检测；

判断所述细胞主要信息是否具有可扩展的中间信息，若无，保持所述细胞主要信息不变；否则，有序地进行扩展。

4.根据权利要求3所述的一种基于椭圆轴关系确定细胞粘连方式的方法，其特征在于，步骤S4具体包括：

基于已检测到的细胞信息，将细胞次要信息作为指示信息以检测细胞间的粘连情况，并通过指示矩阵表示细胞之间各自独立与相互粘连的关系；

具体的，通过形态学膨胀扩大已检测到的细胞主要信息或细胞中间信息的凸集近似估计区域；

若扩大后的凸集近似估计区域与细胞次要信息局部区域块相互覆盖，则在细胞次要信息局部区域块计数图中将所述细胞次要信息局部区域块的数值加1，并且在细胞次要信息局部区域块访问图中将所述细胞次要信息局部区域块的数值加上所述细胞的索引号；

假设当前图像中的细胞个数为N，建立二值指示矩阵，且其大小为N×N；若一个细胞次要信息局部区域块同时被不同索引号的细胞访问，则在所述指示矩阵中的相应位置标记为1；

将所述二值指示矩阵中的各指示点进行归纳及划分得到标号标色指示矩阵；

剔除所述标号标色指示矩阵的所有下三角指示值并保留主对角线指示值，得到简化标号标色指示矩阵，其内部包含细胞独立指示信息与细胞粘连指示信息；

针对标号标色指示矩阵，若指示值分布在主对角线上且从属于每一个标记标色值的点仅有一个，则表示这些细胞各自独立，且相应地形成独立指示矩阵；若从属于某标记标色值的点都大于一个，则表示具有此同一颜色标记所对应的细胞之间存在相互粘连关系，且相应地形成粘连指示矩阵；

基于已检测到的细胞信息，构建椭圆近似区域，将所述椭圆的长轴定义为细胞延伸的主方向，将所述椭圆的短轴定义为细胞收缩的主方向；

通过形态学椭圆估计方法，确定所述椭圆的长轴及短轴的长度以及所述长轴及所述短轴之间的角度；

根据所述细胞主要信息的中心点坐标，获得离散域上以及连续域上的椭圆覆盖区域；

通过所述椭圆覆盖区域确定细胞的生物形态，并通过分析椭圆长轴与短轴延长线交点位置判断粘连细胞之间的粘连方式。