[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

说明书

本发明公开了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，包括以下步骤：获取卵裂期胚胎细胞图片，对其进行灰度和轮廓增强处理；进行边缘检测；进行形态学变化处理；进行细化处理，并去除小斑点区域；进行圆检测，得到多个候选圆；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；依次在留下的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；去除不符合长短轴比例范围以及多个椭圆之间重合程度高的椭圆；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为卵裂期胚胎细胞的所有细胞数。本发明具有处理速度快、精度高等优点。

技术领域

本发明涉及医学图像处理的技术领域，尤其涉及到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。

背景技术

胚胎的受精和体外培养取决于一个在温度、空气质量、光照、培养基pH值和渗透压方面应该稳定和正确的环境。受精后，正常发育的胚胎将继续分裂，到第五天或第六天就发育到囊胚期；然而，只有三分之一的胚胎能够达到这个阶段。胚胎存活率在体外受精过程中由胚胎学家监测。然而，胚胎评估是主观的，并且基于有限的观察。如果它是通过每天将受精的胚胎在每个阶段放在显微镜下观察多次来进行的，则能减少主观因素干扰。

近年来，人们研制了许多关于卵裂胚胚胎细胞检测识别的算法，对卵裂期胚胎图像进行分析，检测定位识别细胞数，提高准确性。但由于胚胎形态不佳、自闭、碎裂和成像限制等原因，这仍然是一个巨大的挑战。仍然存在以下问题：识别准确性不高，细节处理不完善，存在各种杂质碎片的干扰，分化后细胞之间相互重叠的干扰。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供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，其能够自动处理卵裂期胚胎细胞图片，实现位置分割和统计细胞数目，为医生减轻负担，增加工作效率，进一步提高体外受精胚胎存活率。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：

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，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。