[发明专利]一种诱导多能干细胞菌落质量自动评估方法及装置

说明书

本申请提供了一种诱导多能干细胞菌落质量自动评估方法及装置，通过自适应伽马变换进行图像预处理，解决图像采集过程中由于客观原因导致的图像亮度、对比度不佳的问题，并且基于iPSCs菌落的旋转不变性，利用图像旋转、镜像、仿射变换进行数据集扩增，且通过融合7种不同来源的特征信息以获得更加全面的iPSCs菌落图像的特征值信息提高分类性能，提高菌落质量评估性能，并降维算法执行特征学习，节约了成本，便于推广应用。

技术领域

本申请涉及生物影像学技术领域，特别涉及一种诱导多能干细胞菌落质量自动评估方法及装置。

背景技术

诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells，iPSCs)作为再生医学发展的基础，它的质量制约着它在医学和生物领域的发展。成熟的诱导多能干细胞菌落质量存在“好”，“坏”差异，但要通过形态学方法实现高效率的自动评估将面临以下挑战：差异小区分困难、对比度亮度不均衡、人工评估成本高等。

因此，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

基于此，有必要针对现有评估技术中图像差异小且对比度亮度不均衡导致iPSCs菌落质量评估性能低的技术问题，提供一种诱导多能干细胞菌落质量自动评估方法及装置。

为了解决上述技术问题，本申请所采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种诱导多能干细胞菌落质量自动评估方法，所述诱导多能干细胞菌落质量自动评估方法包括以下步骤：

采集待测菌落的菌落图像；其中，所述待测菌落包括多个诱导多能干细胞，每个诱导多能干细胞对应菌落图像上一图像像素点；

获取所述菌落图像上每个图像像素点的灰度值，基于预设灰度参考阈值，修正每个图像像素点的灰度值，得到所述待测菌落的修正图像；

增强所述待测菌落的修正图像，得到待测菌落的增强图像；其中，所述增强图像的数量大于所述修正图像的数量；

确定所述增强图像的若干特征图并融合所述增强图像的若干特征图，得到所述待测菌落的特征图；

识别所述待测菌落的特征图，得到所述待测菌落的质量等级。

可选地，所述采集待测菌落的菌落图像具体包括：

利用多能无血清培养基和多孔板培养待测菌落；其中，所述待测菌落包括多个诱导多能干细胞；

使用活细胞成像系统拍摄所述待测菌落的明场图像，并将显微镜设置多倍放大倍率以及将通道设置为明场，采用自动聚焦和自动扫描模式扫描多孔板，得到所述待测菌落的明场图像；

标记所述待测菌落的明场图像，并对标记后的所述待测菌落的明场图像的图像尺寸做规范化处理，得到所述待测菌落的菌落图像。

可选地，所述获取所述菌落图像上每个图像像素点的灰度值，基于预设灰度参考阈值，修正所述菌落图像对应的图像像素点的灰度值，得到所述待测菌落的修正图像具体包括：

获取预设灰度参考阈值以及所述菌落图像上所有图像像素点的灰度值；

若某图像像素点的灰度值大于所述预设灰度参考阈值，选取第一伽马变换参数作为目标伽马变换参数，并通过图像伽马变换方法修正该图像像素点的像素值；

若某图像像素点的灰度值小于所述预设灰度参考阈值，选取第二伽马变换参数作为目标伽马变换参数，并通过图像伽马变换方法修正该图像像素点的像素值；

若某图像像素点的灰度值等于所述预设灰度参考阈值，保持该图像像素点的像素值不变；

获取所述待测菌落的修正图像。

可选地，所述图像伽马变换方法表示为：