[发明专利]基于拓扑约束和匈牙利算法的高密度细胞追踪方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种细胞运动分析方法，具体地说是一种采用拓扑约束和匈牙利算法相结合的方法实现高密度细胞追踪。

背景技术

细胞运动分析通常是对目标细胞进行追踪，得到细胞的运动速度、位移、轨迹等信息，在细胞行为、药物和疾病的研究中是至关重要的。我们对一个目标细胞进行详细和准确的追踪，特别是对大量细胞进行追踪时，要尽量避免其他细胞的干扰，这是细胞追踪的难点，也是近些年细胞追踪的研究热点。

本发明提到的追踪方法是基于拓扑约束和匈牙利算法相结合的追踪方法，是一种基于分割的追踪方法。基于图论的细胞追踪方法是张乐林等人2007年在Proceedings of the 7thIEEE International Conference on BIBE发表的论文“Graph Theory Application in Cellnuleus Segmentation，Tracking and Identification”中提出的细胞追踪方法。该方法利用图模型描述细胞之间的拓扑关系，将分割图像中追踪细胞特征问题转变为相似结构图之间顶点匹配问题。

图论的方法已经证实能够有效的追踪高密度细胞图像，且对于细胞的形变不敏感。但该方法中几个关键参数的人工设定限制了其可适性，并且对于含有稀疏细胞的图像或图像中的部分区域处理能力不强，尤其是当相邻细胞发生分裂时易造成细胞的错误追踪。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现较高效率的高密度细胞追踪方法：基于拓扑约束和匈牙利算法的高密度细胞追踪方法。

本发明的具体实现步骤如下：

1、一种基于拓扑约束和匈牙利算法的高密度细胞追踪方法，其特征是：

(1)、细胞分割：采用水平集算法与局部灰度阈值法相结合的序列细胞图像分割方法进行分割，然后将图像每一帧分割后的细胞初始标号，将第k帧中标号为i的细胞记录为R(k，i)；

(2)、候选细胞的选取：对第k帧中的任意待匹配细胞R(k，i)根据距离限制在k+1帧中建立追踪的搜索区域，将区域中的细胞列为候选细胞；

(3)、系数矩阵的构建：

①若第k+1帧中细胞R(k+1，j)是第k帧待匹配细胞R(k，i)的候选细胞，则根据下式进行数据关联计算其相似程度Q_ij，

Qij=QDist(R(k,i),R(k+1,j))·QSSN(R(k,i),R(k+1,j))·Qarea(R(k,i),R(k+1,j))]]>