[發明專利]一種基于Meanshift聚類和形態學操作的AML細胞分割方法

在審

• 申請號: 201410772520.4
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104484877A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 劉治;劉晶;馬玲;肖曉燕;唐波;宿方琪
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 崔苗苗

1.一種基于Meanshift聚類和形態學操作的AML細胞分割方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將原始RGB圖像進行處理，得到包含有完整骨髓白細胞輪廓的二值圖A4和骨髓細胞核團二值圖像B1；

(2)判斷二值圖像B1中是否存在分葉核，若存在，則對分葉核進行質心相連操作，得新細胞核二值圖，作為內部種子二值圖像B2，反之，則直接判定二值圖像B1為內部種子二值圖像B2；

(3)將內部種子圖像B2作為標記圖像，二值圖像B1作為掩模，對兩者做邏輯與和形態學重構操作，得到骨髓白細胞的二值圖像C1；

(4)判斷粘連條件，對二值圖像C1作相應的兩步分水嶺變換，分別得到二值圖像C2和C3；

(5)對內部種子B2和二值圖像C3做邏輯與操作，得精確的分離開的白細胞核團二值圖像；并將其作為標記圖像，二值圖像C3作為掩模，對兩者做形態學重構操作，得到分離開的精確的骨髓白細胞二值圖像D1；

(6)對二值圖像D1進行處理，得到骨髓白細胞在原始圖像中的坐標位置，根據坐標信息提取出單個骨髓白細胞的RGB圖像E1；

(7)對E1進行聚類操作，得到聚類后的RGB圖像E2；

(8)將圖像E2映射到灰度空間，得灰度圖像E3，對灰度圖E3做自適應閾值分割操作，即到白細胞核圖像E4。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)的具體方法為，對原始彩色血細胞圖像進行聚類操作，得到聚類后的RGB圖像A1；對A1進行灰度空間轉換得到灰度圖像A2；對灰度圖像A2進行基于ostu的自適應全局閾值分割得到二值圖像A3，對A3進行形態學去噪處理，得到包含有完整骨髓白細胞輪廓的二值圖A4；同時對原始RGB圖像進行顏色空間轉換和空間分量提取，得到骨髓細胞核團二值圖像B1。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述聚類操作的具體方法為：首先，將原始RGB圖像轉換到LUV空間，在LUV空間圖像1進行基于空間距離和顏色距離的Meanshift聚類，其中空間距離hs＝1，顏色距離hr＝0.3，得到聚類后的LUV空間圖像2，再將LUV空間圖像2轉換到RGB顏色空間，得到聚類后的RGB圖像A1。

4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述形態學去噪處理的具體方法為：去除A3中面積小于100的目標雜質，其中，面積用白細胞區域所占像素個數和表示，得到包含有完整骨髓白細胞的二值圖像A4。

5.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述顏色空間轉換和空間分量提取的具體方法為：

(i)增強胞核區域，將原始RGB圖像轉換到HSI顏色空間，分別對RGB顏色空間的G分量和HSI顏色空間的S分量進行歸一化處理，分別得到歸一化后的矩陣Ig和Is；讓Ig和Is做點除，得到增強后的圖像N1；

(ii)對N1中像素點值做處理，使小于76.5的像素值為0，大于76.5的像素值為1，得到二值圖N2，去除N2中面積小于50的目標，得到細胞核團二值圖像B1。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)的具體方法為：若B1中存在兩目標胞核的質心距離小于5且面積小于150時，則判斷目標細胞核為分葉核，對兩目標進形行質心連接操作，使分葉核成一個團狀核，作為內部種子二值圖像B2，反之，則直接判定二值圖像B1為內部種子二值圖像B2。

7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(4)的具體方法為:

(i)判斷目標細胞粘連條件：

當二值圖像C1中含有目標細胞面積大于2000或圓度值大于2的情況時，則判斷二值圖像C1中含有目標粘連細胞；其中，周長用白細胞邊界像素點個數和表示；此時，將二值化圖像B2作為內部標記，對B2做基于距離的分水嶺變換，得到的分水嶺脊線顯示在二值圖像C1上，得到的圖像記為C2，此過程記為第一次分水嶺分割過程；

(ii)繼續判斷細胞粘連條件，若二值圖C2中含有粘連細胞，則對目標粘連細胞做自適應腐蝕操作，至目標細胞數量增多或消失時為止；

(iii)若目標消失，此細胞不作處理；若目標數量增多，將腐蝕后的多個目標作為新的內部種子點做基于距離變換的分水嶺變換，分水嶺脊線顯示在目標粘連細胞上，粘連細胞即可分開；

(iv)繼續判斷細胞粘連條件，直至循環結束，得到含有分水嶺脊線的白細胞二值圖像C3，(ii)～(iv)過程記為第二次分水嶺分割過程。