[发明专利]一种基于图像处理的卵裂期胚胎细胞位置分割和计数方法

权利要求书

1.一种基于图像处理的卵裂期胚胎细胞位置分割和计数方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取卵裂期胚胎细胞图片，将其转换为灰度图像，并进行轮廓增强处理；

S2、对经过步骤S1轮廓增强处理的图像进行边缘检测；

S3、对经过步骤S2边缘检测的图像进行形态学变化处理；

S4、对经过步骤S3形态学变化处理的图像进行细化处理，并去除小斑点区域；

S5、对步骤S4去除完小斑点区域的图像进行圆检测，得到多个候选圆；

S6、去除候选圆中不符合整体半径均值范围或重合程度高的圆，留下符合整体半径均值范围或重合程度低的候选圆；

S7、对于步骤S6留下的候选圆，依次在每个候选圆对应范围的图像坐标区域上单独进行椭圆拟合，得到单个或多个候选椭圆；

S8、将步骤S7得到的候选椭圆与步骤S6对应位置的候选圆作比较，去除不符合长短轴与圆半径比例范围以及多个椭圆之间重合程度高的椭圆，留下面积相对较大的第一候选椭圆组；

S9、最终确定第一候选椭圆组相对应的范围，近似为卵裂期胚胎细胞各单独细胞的位置范围；第一候选椭圆组中候选椭圆的总数即为卵裂期胚胎细胞的所有细胞数。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的卵裂期胚胎细胞位置分割和计数方法，其特征在于，所述步骤S1中，利用基于Hessian矩阵的Frangi滤波算法对灰度图像进行轮廓增强。

3.根据权利要求2所述的一种基于图像处理的卵裂期胚胎细胞位置分割和计数方法，其特征在于，所述Hessian矩阵的定义为：

上式中，I分别为x轴或y轴上的二阶偏导数。

4.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的卵裂期胚胎细胞位置分割和计数方法，其特征在于，所述步骤S2利用Canny算法进行边缘检测，阈值门限的选取依据对轮廓增强处理之后图像的灰度值统计。

5.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的卵裂期胚胎细胞位置分割和计数方法，其特征在于，所述步骤S3进行膨胀形态学变化处理，使用结构元素为3×3。

6.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的卵裂期胚胎细胞位置分割和计数方法，其特征在于，所述步骤S4基于Zhang-suen细化算法进行细化处理；对细化后的图像，根据连通域原理去除小斑点区域。

7.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的卵裂期胚胎细胞位置分割和计数方法，其特征在于，所述步骤S5基于Hough圆检测算法进行圆检测，得到多个候选圆。

8.根据权利要求7所述的一种基于图像处理的卵裂期胚胎细胞位置分割和计数方法，其特征在于，进行Hough圆检测时，将图像从原图像空间变换到参数空间；

圆的极坐标公式为：

上式中，(x₀,y₀)为圆心像素点，γ为圆的半径，θ为角度，范围为0到2π。

9.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的卵裂期胚胎细胞位置分割和计数方法，其特征在于，所述步骤S6去除候选圆中不符合整体半径均值范围或重合程度高的圆的具体过程如下：

首先，依据全部候选圆的半径均值，删除偏离半径均值设定范围的候选圆；其次，依据候选圆之间重合程度，按照Hough圆检测算法的优先级，删除重合面积大且优先级小的候选圆；最后，判断候选圆的剩余数目，更新剩余候选圆的半径均值，继续删除偏离更新后的半径均值设定范围的候选圆。

10.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的卵裂期胚胎细胞位置分割和计数方法，其特征在于，所述步骤S7利用最小二乘法对图像进行椭圆拟合。