[發明專利]一種無監督式的宮頸細胞圖像自動分割方法及系統

有效

• 申請號: 201710351063.5
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107256558B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 楊志明;李亞偉
• 申請（專利權）人: 深思考人工智能機器人科技(北京)有限公司
• 主分類號: G06T7/194
• 分類號: G06T7/194;G06N3/04;G06T7/11
• 代理公司: 11472 北京方安思達知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳琳琳;楊青

1.一種無監督式的宮頸細胞圖像自動分割方法，所述方法包括：

步驟1)對宮頸細胞圖像進行預處理；

步驟2)對預處理后的細胞圖像進行前背景粗分割，提取細胞所屬的區域；

步驟3)對粗分割后的細胞圖像進行細胞成分的檢測分割，使用快速區域卷積神經網絡分割出不同類型的細胞；

步驟4)檢測并分割宮頸細胞細胞核；

步驟5)根據細胞核的特征參數篩選細胞核，得到最終的候選細胞核；

步驟6)判斷步驟3)中得到的細胞類型是否為細胞團簇，如果不是，則使用活動輪廓模型以及先驗模板進行細胞質區域的分割；否則，轉入步驟7)；

步驟7)綜合細胞核與細胞質的分割結果與領域知識進行后處理，完成整個宮頸細胞的有效分割；

所述步驟4)的具體實現過程為：

采用改進的隨機森林的算法，通過提取細胞核的5種特征進行細胞核區域的分割；使用多尺度分水嶺算法進行細胞核的檢測，通過選取5種不同的參數進行合并，將待分割圖像分為合并程度高和合并程度低的不同尺度的細胞圖像，再將兩者的檢測到的結果結合起來，作為細胞核的候選區域。

2.根據權利要求1所述的無監督式的宮頸細胞圖像自動分割方法，其特征在于，所述步驟1)的預處理包括：采用雙邊濾波器對圖像進行去噪，該濾波器是由兩個函數構成：一個函數是由幾何空間距離決定濾波器系數，另一個由像素差值決定濾波器系數；然后使用形態學處理對圖像的邊緣進行修補，填充空洞并去除細的連接，最后使用直方圖均衡化來增加細胞核與細胞質的對比度。

3.根據權利要求1所述的無監督式的宮頸細胞圖像自動分割方法，其特征在于，所述快速區域卷積神經網絡選用卷積神經網絡的VGG16的網絡結構，輸入圖像的大小為515*512，最終細胞成分的檢測類別分為5類：鱗細胞、腺細胞、頸管細胞、化生細胞以及背景素質，除鱗細胞和背景素質外的細胞成分都定義為不可分的細胞團簇。

4.根據權利要求1所述的無監督式的宮頸細胞圖像自動分割方法，其特征在于，所述步驟6)中的使用活動輪廓模型以及先驗模板進行細胞質區域的分割的具體過程為：

采用了改進的活動輪廓模型，加上能量函數以及形狀先驗信息，迭代地進行輪廓的優化，得到細胞質的精確邊界；

能量函數E(u)為：

E(u)＝λ₁E_s(u)+R(u) (2)

其中E_s(u)是形狀先驗，R(u)是正則項，用于保證分割邊界的平滑性，λ₁為可學習的參數；形狀先驗E_s(u)為：

其中，H為黑塞矩陣。

5.根據權利要求1所述的無監督式的宮頸細胞圖像自動分割方法，其特征在于，所述步驟7)的后處理為：使用醫學圖像處理中的形態學操作對圖像的邊緣進行修補，填充空洞并去除細的連接，從而得到最終的精準邊界信息。

6.一種無監督式的宮頸細胞圖像自動分割系統，包括存儲器、處理器和存儲在存儲器上的并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述程序時實現權利要求1～5所述方法的步驟。