[发明专利]一种视频显微图像细胞自动跟踪方法

说明书

技术领域

本发明属于细胞生物学与生物制药领域，涉及一种视频显微图像细胞自动跟踪的方法。

背景技术

细胞跟踪是指在观测时间内对特定细胞的运动轨迹、运动速度、颜色、形状等属性进行定性或定量的分析，它是进行细胞活性、细胞迁徙和细胞趋向性等细胞生物学和生物制药研究的有效方法和必备手段，在生物学、药理学和病理学方面都具有十分重要的研究意义和实用价值。

目前国内细胞跟踪的实现方法主要还是显微设备辅助下的人工定时检测、记录，其自动化程度较低。一方面要求工作人员付出辛苦的劳动，具有较高的劳动强度；另一方面由于细胞运动形式的复杂多变性(如细胞分裂、结合、聚集、交叉)和视频图像本身的噪声和干扰等因素，使得人工观测过程更加困难，并且有较高的出错率。

近几年，国外研究机构在细胞自动跟踪方面取得了一些研究成果，借助图像分析软件研制出一批细胞自动跟踪系统(如University of Virginia、University of Aberdeen和European Molecular Biology Laboratory等)，但在商业化方面还不成熟。这些设备虽然能够通过图像处理和分析软件计算出细胞在图像上的位置，但对于细胞的分裂与结合、细胞聚集和细胞群的分离、多细胞运动轨迹的交叉等复杂现象难以处理。

发明内容

本发明的目的在于针对现有细胞跟方法的不足，为细胞生物学和生物制药等领域研究提供一种自动化程度高、处理能力强的视频显微图像细胞跟踪的方法。

本发明包括以下步骤：1.通过相差显微镜获取实时细胞运动图象，将获取的细胞运动视频显微图像逐帧进行增强处理；2.从增强处理后的细胞运动图像中提取目标细胞；3.建立细胞运动动力学模型；4、跟踪运动的目标细胞。

步骤1中视频显微图像的增强处理采用广义模糊增强处理方法，具体步骤如下：

1)初始化，输入待处理图像f，设定迭代次数的初始值为r＝1；

2)采用中值滤波器进行平滑滤波，以图像f的每个像素f(i，j)作为窗口(能够覆盖一定图像的单元)的中心，将窗口所覆盖图象的像素灰度平均值作为像素f(i，j)的新的灰度值f_ij；

3)将新的灰度值f_ij进行第r次迭代，确定中值滤波后图像的模糊特征平面{μ_ij(r)}；

4)对μ_ij(r)作如下非线性变换，变换结果记为μ_ij′(r)；