[发明专利]一种基于显微镜图像的微囊藻类细胞统计方法

权利要求书

1.一种基于显微镜图像的微囊藻类细胞统计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、获取彩色图像并利用高斯模糊化对图像进行去噪处理，然后将RGB图像转换成HSV图像，并在HSV图像的V通道上进行对比度增强处理，再转换为RGB图像，获得对比度增强后的RGB图像；

步骤二、在对比度增强后的V通道图像上进行OTSU二值化处理，并对处理后的图像进行形态学闭的操作，获得处理后的二值图像；

步骤三、在对比度增强后的RGB图像上，分析二值图像白色区域的均值与方差，并通过计算得出微囊藻类细胞密度分布图；

步骤四、计算二值图像中藻类细胞占比和分析藻类细胞区域内部密度情况，由此判断微囊藻类细胞分布的稀疏程度，并对分布稀疏的微囊藻类细胞像素尺寸进行修正；

步骤五、根据微囊藻类细胞密度分布图计算密度加权系数，再对统计的微囊细胞个数进行修正，获得最终微囊藻类细胞统计数据；

所述步骤三具体包括

S1、在对比度增强后的RGB图像上，计算二值图像中像素值为255对应的像素点的R、G和B三个通道的均值和平均方差；

S2、设置比例阈值，分别将它乘以三个通道的平均方差，得到三个通道的偏离阈值；

S3、调查二值图像中像素值为255的坐标点，得到该坐标点对应彩色图像的像素值r、g和b，再分别计算三个通道当前像素值与均值的偏差；

S4、生成新的二值图像，大小与原二值图像保持一致，其中默认初始值为0，得到的图像为细胞密度分布图，当计算的偏差绝对值大于对应的偏离阈值，则将细胞密度分布图上对应的像素赋值为255，即白色。

2.根据权利要求1所述的一种基于显微镜图像的微囊藻类细胞统计方法，其特征在于：

所述步骤一中获取图像去噪处理后，将RGB图像转化为HSV图像，并分离出H、S、V通道得到hImg、sImg和vImg三个单通道图像，再对vImg图像采用对比度受限的自适应直方图均衡化算法进行对比度拉伸操作，得到增强后的图像vImg1，然后将hImg、sImg和vImg1三个单通道的图像合并成新的三通道HSV图像，最后将新的三通道HSV图像转化为对比度增强后的RGB图像。

3.根据权利要求1所述的一种基于显微镜图像的微囊藻类细胞统计方法，其特征在于：

所述步骤二中在图像vImg1上利用OTSU方法进行二值化分割，得到二值图像并进行形态学close操作，得到处理后的二值图像，其中二值图像中白色为微囊藻类细胞区域。

4.根据权利要求1所述的一种基于显微镜图像的微囊藻类细胞统计方法，其特征在于：

所述步骤四中修正细胞尺寸具体包括

E1、统计二值图像中白色区域的像素面积，将其除以图像的像素面积，获得图像中微囊藻类细胞的占比数据；

E2、采用自适应阈值分割法计算藻类细胞区域内部的细胞占比数据；

E3、将图像中微囊藻类细胞的占比数据和藻类细胞区域内部的细胞占比数据与阈值进行对比判断，并根据判断结果对微囊藻类细胞尺寸进行修正。

5.根据权利要求4所述的一种基于显微镜图像的微囊藻类细胞统计方法，其特征在于：

所述E3中细胞尺寸修正判断时当微囊藻类细胞的占比数据或藻类细胞区域内部的细胞占比数据中的任意一个数据值小于阈值时，就会对微囊藻类细胞尺寸进行修正，反之不进行修正。

6.根据权利要求5所述的一种基于显微镜图像的微囊藻类细胞统计方法，其特征在于：

所述微囊藻类细胞尺寸进行修正时，先采用斑点检测算法在灰度图像上检测出微囊藻类细胞，然后找出细胞的中位值像素面积，通过中位值像素面积验证所有检测到的微囊藻类细胞，将像素面积偏差大的数据删除，最后计算剩余微囊藻类细胞的平均像素面积尺寸，以平均像素面积尺寸来修正微囊藻类单位细胞像素尺寸。

7.根据权利要求1所述的一种基于显微镜图像的微囊藻类细胞统计方法，其特征在于：

所述步骤五中具体包括

G1、计算藻类细胞密度分布图上所有像素的密度平均值，并根据它的数值计算出密度加权系数；

G2、统计藻类细胞密度分布图中白色区域的像素面积，然后计算该面积与藻类细胞区域面积的比例；

G3、计算出细胞未叠加状态下微囊藻类细胞的个数；

G4、最后根据藻类细胞密度分布情况对统计的细胞个数进行加权修正，得到微囊藻类细胞个数。