[發明專利]一種基于胞核標記分水嶺變換的粘連白細胞分割方法

有效

• 申請號: 201410778791.0
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104392460A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 劉治;鄭成云;劉晶;馬玲;李曉梅;肖曉燕
• 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

1.一種基于胞核標記的分水嶺變換的粘連白細胞分割方法，包括以下步驟：

(1)對原始彩色血細胞圖像進行處理，得到只包含白細胞核區域的二值圖像I、白細胞和紅細胞二值圖II以及只包含白細胞核和紅細胞區域的二值圖像III；

(2)用二值圖像III減去二值圖像I，得到僅包含紅細胞區域的新二值圖像IV，

(3)用二值圖像IV減去二值圖像II，得到包含有完整的白細胞輪廓區域的二值圖像V；

(4)增強原始彩色血細胞圖像中白細胞的細胞核區域，得到增強后的圖像N，對其做形態學處理，得到精確白細胞核二值圖像X；

(5)對二值圖像X進行分析，判斷白細胞核是否為分葉核，判斷白細胞核是否發生粘連，對二值圖像X做相應的操作得內部種子二值圖像VI；

(6)將內部種子圖像VI作為標記圖像，二值圖像V作為掩模，對兩者做邏輯與和形態學重構操作，得到白細胞區域的二值圖像Y，作為外部種子；

(7)判斷粘連條件，對二值圖像Y作兩步分水嶺變換，得到分離的白細胞二值圖像VII-2；

(8)將二值圖像X和二值圖像VII-2做邏輯與操作，可得到精確的分離開的白細胞核二值圖像Z1；將二值圖像Z1作為標記圖像，VII-2作為掩模，對兩者做形態學重構操作，即可得到分離開的精確的白細胞二值圖像Z2。

2.如權利要求1所述的分割方法，其特征是，所述步驟(1)的具體方法為:在matlab中，觀察灰度圖像，確定白細胞核、紅細胞和背景的灰度值；通過graythresh函數計算灰度直方圖的全局閾值T，再通過im2bw函數對灰度圖像進行閾值分割，得到白細胞和紅細胞區域二值圖II；分析灰度直方圖，選取分割細胞核的經驗閾值T2＝0.5，使用im2bw函數閾值分割出白細胞核部分，得到只包含白細胞核區域的二值圖像I；分析B分量圖像，分析紅細胞和白細胞核顏色在圖像中呈現的像素值，通過全局閾值分割技術得到只包含白細胞核和紅細胞區域的二值圖像III。

3.如權利要求1所述的分割方法，其特征是，所述步驟(4)的具體方法為：分析G通道分量和S通道分量圖像，對兩者進行歸一化處理，分別得到歸一化的矩陣Ig和Is，對兩歸一化矩陣進行像素值相減得到增強的圖像N，其中N＝2Ig-Is；再對N進行二值化和形態學操作，得到精確的白細胞核二值圖X。

4.如權利要求1所述的分割方法，其特征是，所述步驟(5)的具體方法為：

(i)判斷細胞核為分葉核條件：當細胞核二值圖X中存在兩目標胞核的質心距離小于25，且兩目標的面積大于30小于150時，則判斷目標細胞核為分葉核，其中，面積用白細胞區域所占像素個數和表示；此時獲取兩目標核的質心坐標位置，對兩目標進行質心相連操作，使分葉核形成一個細胞核團，作為內部種子點；

(ii)判斷細胞核粘連條件：當二值圖像X中含有目標細胞核面積大于1000時，則判斷二值圖像X中含有目標粘連細胞核；其中，圓度值＝周長²/4π*面積，周長用白細胞邊界像素點個數和表示，面積用白細胞區域所占像素個數和表示；創建一個半徑為1的平坦型圓盤結構元素，對目標細胞核進行三次形態學腐蝕操作，得到目標細胞核的內部種子點；

(iii)對于二值圖像X中不是分葉核或不是粘連的胞核目標，直接作為內部種子點；

(iv)將(i)～(iii)中得到的內部種子點合并，得到二值圖像X的細胞核團即內部種子，記為VI。

5.如權利要求1所述的分割方法，其特征是，所述步驟(7)的具體方法為：

(i)判斷目標細胞粘連條件：當二值圖像Y中含有目標細胞面積大于2000或圓度值大于2時，則判斷二值圖像Y中含有目標粘連細胞；對內部種子VI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Y上，得到的圖像記為VII-1；

(ii)繼續判斷粘連條件，當二值圖像VII-1中含有目標細胞面積大于2000或圓度值大于2時，則判斷二值圖像VII-1中含有目標粘連細胞，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)若目標細胞消失，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，即可得到分離后的細胞二值圖像VII-2；(ii)～(iv)過程記為第二次分水嶺分割過程。