[发明专利]一种基于几何特征与区域融合的G显带粘连染色体分割方法

摘要

本发明公开了一种基于几何特征与区域融合的G显带粘连染色体分割方法，首先提取粘连染色体区域轮廓凹点，接着通过两两凹点形成的切割线对粘连染色体图像进行切割，最后就是对切割后的局部区域进行融合操作，选取最合适的区域作为最终的单条染色体区域。本发明实现了对粘连染色体自动化分割，提高染色体核型分析效率。

主权项

1.一种基于几何特征与区域融合的G显带粘连染色体分割方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、读入经过噪声去除处理的染色体G显带中期灰度图像；步骤二、提取步骤一图像的所有染色体连通区域图像并保存在图像集合AR中；步骤三、创建染色体连通区域图像集合Si和Ad；图像集合Si用于存放单条染色体图像，图像集合Ad用于存放非单条染色体图像；步骤四、遍历步骤二图像集合AR中的所有染色体连通区域图像，将符合条件Ⅰ或条件Ⅱ或条件Ⅲ的区域图像视为单条染色体并存放在单条染色体图像集合Si中，否则存放在非单条染色体图像集合Ad中，其中Si与Ad如步骤三所述；其中条件Ⅰ指染色体连通区域图像的轮廓凹点个数小于参数T3；条件Ⅱ指染色体连通区域图像自身面积与其凸包面积之比大于参数T4；条件Ⅲ指染色体连通区域图像的骨架线端点个数为2个，且对骨架坐标序列进行最小二乘法直线拟合，统计骨架坐标序列的残差标准差小于参数T5；步骤五、遍历步骤四集合Si中的染色体区域图像，计算符合条件Ⅱ或条件Ⅲ的染色体区域的平均宽度W，并统计所有符合条件Ⅱ或条件Ⅲ的染色体区域的平均宽度的最大值Wmax与最小值Wmin；步骤六、遍历步骤四集合Ad中的染色体区域图像，对集合Ad中任一幅图像P而言，提取P的染色体区域轮廓坐标序列，并计算P的轮廓凹点个数N，及凹点坐标集合，用下式表示：PIT＝{(xi,yi)|i为[1,N]之间的整数}其中N为图像P的轮廓凹点个数，PIT为凹点坐标集合，并记PIT(i)为第i个凹点的坐标，这里的i为下标索引数值；xi表示第i个凹点的横坐标，yi表示第i个凹点的纵坐标；步骤七、对步骤六中图像P的轮廓凹点进行两两组合形成切割线，共有条切割线，将由这些切割线构成的集合用下式表示：CUT＝{(PIT(i),PIT(j))|i≠j，且为[1,N]之间的整数}其中N为步骤六中图像P的轮廓凹点个数，CUT为切割线集合，并记CUT(k)为第k条切割线，PIT(i)，PIT(j)为切割线CUT(k)两端凹点坐标，i，j，k均为下标索引数值；步骤八、筛选切割线，将不符合条件Ⅳ的切割线排除，并将剩余切割线集合记为CUT′，记CUT′(i)为第i条有效切割线，i为下标索引数值；条件Ⅳ为：对染色体连通区域图像的任意两个轮廓凹点需要满足这两个凹点组成的切割线段不穿过区域图像背景，且这两个凹点的直线距离的2倍小于这两个凹点沿轮廓的最短长度；步骤九、步骤六至步骤八计算了集合Ad中任一幅粘连染色体区域图像P与其有效切割线集合CUT′，对图像P执行粘连染色体分割策略；步骤十、若集合Ad不为空，继续分割下一个粘连染色体区域图像，重复步骤六～九，否则结束染色体粘连分割程序。