[发明专利]基于质心跟踪框架的粒子滤波与均值漂移的细胞跟踪方法

权利要求书

1.一种基于质心跟踪框架的粒子滤波与均值漂移的细胞跟踪方法，包括如下步骤：

(1)对视频的每帧图像运用Otsu方法进行二值化分割，并对二值图像中的细胞区域进行标记，提取每个细胞的中心位置；

(2)根据每个细胞的中心位置，对二值图像中出现的细胞进行质心跟踪，记录得到的细胞跟踪轨迹；

(3)根据每个细胞的跟踪轨迹，判断二值图像是否为细胞跟踪轨迹的起始图像和终止图像，并将起始图像和终止图像中细胞轨迹的起始和终止坐标分别记录于起始坐标集合和终止坐标集合中；

(4)根据轨迹的终止坐标集合和轨迹起始坐标集合，先对视频的相邻两帧二值图像进行判断：如果当前二值图像为细胞跟踪轨迹的终止图像，且下一帧二值图像为细胞跟踪轨迹的起始图像，则把当前二值图像中轨迹终止坐标代表的细胞作为待跟踪细胞；再采用粒子滤波方法，对该待跟踪细胞的轨迹进行一步预测，得到该细胞在下一帧二值图像中的预测坐标点；

(5)根据预测的坐标点，对预测结果进行判断：如果该坐标点在下一帧二值图像中某个细胞区域的内部，且此二值图像是该细胞轨迹的初始图像，则把该细胞和待跟踪细胞确定为同一细胞，并将该细胞的跟踪轨迹作为待跟踪细胞的后续跟踪轨迹；否则，运用均值漂移方法对预测的坐标进行更新，得到新的预测坐标点，再根据新的坐标点进行上述判断，若依旧不满足判断准则，停止对此待跟踪细胞进行跟踪；

(6)循环步骤(4)到步骤(5)直到最后一帧二值图像，完成对所有细胞的跟踪。

2.根据权利要求1所述的细胞跟踪方法，其中步骤(2)所述的对二值图像中出现的细胞进行质心跟踪，按如下步骤进行：

2a)将需要进行质心跟踪的细胞确定为跟踪细胞A；

2b)如果跟踪细胞A的坐标在下一帧二值图像某个细胞B的区域内部，将细胞A和B确定为同一个细胞，并将细胞B的坐标作为跟踪细胞A在下一帧二值图像中的坐标；

2c)更新跟踪细胞A的跟踪轨迹，即将细胞B的坐标加入到跟踪细胞A的跟踪轨迹中；

2d)循环步骤2b)到步骤2c)，直到跟踪细胞A的坐标不再满足2b)中的条件，完成跟踪细胞A的质心跟踪。

3.根据权利要求1所述的细胞跟踪方法，其中步骤(3)所述的判断二值图像是否为细胞跟踪轨迹的起始图像和终止图像，按如下准则判断：

如果细胞跟踪轨迹的起始坐标在二值图像上，将此二值图像作为细胞跟踪轨迹的起始图像；

如果细胞跟踪轨迹的终止坐标在二值图像上，将此二值图像作为细胞跟踪轨迹的终止图像。