[发明专利]一种基于显微镜图像的栅藻类细胞统计方法

权利要求书

1.一种基于显微镜图像的栅藻类细胞统计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、获取图像并对图像进行预处理，获得增强对比度后的图像；

步骤二、在增强对比度后的灰度图像上进行二值化处理，获得二值图像；

步骤三、从二值图像上检测出栅藻类的细胞，并计算出外轮廓数据；

步骤四、根据外轮廓数据计算栅藻类细胞的长、宽和面积属性数据；所述步骤四中具体包括先找到细胞的主方向，然后遍历计算最小外接矩形与细胞主方向的偏差比例，再查找并删除具有独立方向的最小外接矩形，最后统计剩下最小外接矩形的长、宽和像素面积，并计算出长、宽和像素面积的平均值；

步骤五、结合二值图像和栅藻类细胞的属性数据，统计出栅藻类细胞的个数。

2.根据权利要求1所述的一种基于显微镜图像的栅藻类细胞统计方法，其特征在于：所述步骤一中预处理具体为先对图像进行缩放处理并将彩色图像转化为灰度图像，然后采用对比度受限的自适应直方图均衡化算法对图像进行对比度拉伸处理，再利用高斯模糊化对图像进行去噪处理，获得增强对比度后的图像。

3.根据权利要求1所述的一种基于显微镜图像的栅藻类细胞统计方法，其特征在于：所述步骤二中采用OTSU方法对灰度图像进行二值化处理，处理后对二值图像进行形态学开处理。

4.根据权利要求1所述的一种基于显微镜图像的栅藻类细胞统计方法，其特征在于：所述步骤三中具体包括

S1、从步骤二中获得的二值图像上找出外轮廓；

S2、计算出外轮廓的最小外接矩形和它的像素面积；

S3、删除像素面积小于设定面积阈值的最小外接矩形；

S4、合并重叠的最小外接矩形；

S5、计算最小外接矩形的像素尺寸中值；

S6、删除与尺寸中值偏差较大的最小外接矩形，遍历所有的最小外接矩形，分别计算它们的像素面积与像素面积中间值的残差，对该残差取绝对值，然后除以像素面积中间值，得到残差比例；如果残差比例大于设定的阈值，那么将删除对应的最小外接矩形。

5.根据权利要求1所述的一种基于显微镜图像的栅藻类细胞统计方法，其特征在于：所述步骤五中具体为先填充已检测的最小外接矩形，得到mask图像，再将mask图像与二值图像进行对比，得到残差图像，并通过残差图像判断是否存在漏检的数据，再对所有的最小外接矩形进行验证，统计栅藻类细胞的个数。

6.根据权利要求5所述的一种基于显微镜图像的栅藻类细胞统计方法，其特征在于：判断不存在漏检数据时，直接对所有的最小外接矩形进行验证；判断存在漏检数据时，通过残差图像的像素面积估算出漏检的细胞个数，再对所有的最小外接矩形进行验证。

7.根据权利要求6所述的一种基于显微镜图像的栅藻类细胞统计方法，其特征在于：对所述最小外接矩形进行验证时，判断最小外接矩形的长、宽、面积属性数据是否符合栅藻类细胞的特征，当所有最小外接矩形均通过验证，直接统计最小外接矩形的个数作为栅藻类的细胞个数；当存在未通过验证的最小外接矩形时，根据最小外接矩形的平均长、宽和面积属性数据，估算出该最小外接矩形包含的细胞个数，并将其与通过验证的最小外接矩形个数相加，得到统计的栅藻类细胞个数。

8.根据权利要求1所述的一种基于显微镜图像的栅藻类细胞统计方法，其特征在于：所述步骤五中统计得到栅藻类细胞个数后，按照细胞成对出现的规律对栅藻类细胞个数以2的倍数进行修正，得到最终结果。