[发明专利]一种显微图像细胞计数与姿态识别方法及系统

权利要求书

1.一种显微图像细胞计数与姿态识别方法，其特征在于，所述显微图像细胞计数与姿态识别方法包括：

在不同焦段下获取待测目标的多张图像，并进行预处理；在经所述预处理后的平均图像上检测边缘，并对边缘进行细化；

根据边缘细化的图像拟合所有椭圆；并利用聚类分析的方法对所述椭圆进行筛选。

2.如权利要求1所述的显微图像细胞计数与姿态识别方法，其特征在于，所述在不同焦段下获取待测目标的多张图像并进行预处理的方法包括：

(1)数据采集，间隔15分钟拍摄一组图像，每组为不同的焦距段拍摄出的多张图像，分别记为I1，I2，I3，I4，I5，I6，I7，对应的是-15，-30，-45,0,15,30,45焦距；

(2)数据预处理，分别对每幅图像进行去噪和对比度增强处理，然后计算多张图像的平均图像I*；通过检测平均图像I*中镜筒边缘的圆环进行感兴趣区域提取，经过裁剪得到仅包含细胞区域的平均图像I*。

3.如权利要求1所述的显微图像细胞计数与姿态识别方法，其特征在于，所述对平均图像检测边缘的方法包括：对于裁剪得到的平均图像I*，采用基于梯度的边缘检测算法对图像进行边缘检测；

所述对边缘进行细化的方法包括：采用骨架提取算法对较粗的边缘进行细化，得到新的细的边缘。

4.如权利要求1所述的显微图像细胞计数与姿态识别方法，其特征在于，所述拟合所有可能的椭圆的方法包括：

1)初始椭圆集生成，对于得到的待实验图像数据I*及检测出的边缘，找到由连通的边缘点构成的弧段，利用最小二乘法估计出由这些弧段可能构成的所有的初始椭圆集E_initial；

2)椭圆评分，对得到的初始椭圆集E_initial中每个椭圆进行评分，椭圆的评分包括内点覆盖率评分与角度覆盖率评分。

5.如权利要求4所述的显微图像细胞计数与姿态识别方法，其特征在于，所述步骤2)椭圆评分的方法包括：

(i)对I*图像的所有边缘像素进行标记，记为p；

(ii)遍历椭圆集E_initial中每个椭圆，记第i个椭圆在I*图像中覆盖的像素值的个数为pi,pi∈p；则第i个椭圆的内点覆盖率记为

ρⁱ＝#{pi:pi∈SI(e)}/β

其中，SI(e)代表第i个椭圆的内点，β代表的是椭圆的周长，由以下公式近似计算；

(3.2.3)将第i个椭圆的角度覆盖率记为Sⁱ，由以下表达式计算：

其中n为该椭圆中所包含的弧线段的个数，θ_j为弧线段的对应的角度。

6.如权利要求1所述的显微图像细胞计数与姿态识别方法，其特征在于，所述对椭圆进行筛选的方法包括：

(a)细胞大小筛选，计算一个系数R，表示单个细胞占整个感兴趣区域的百分比，R的计算方法如下所示：

H表示细胞大小，A表示图像感兴趣区域大小，单个细胞的大小与胚胎大小的关系为：

其中num为细胞的个数；

(b)细胞形态筛选，细胞的曲率应该满足如下条件：

其中a为椭圆的短半轴，c为椭圆的长半轴；

删除形态不满足条件的椭圆，得到符合形态特征的椭圆集合E_R。