[發明專利]一種宮頸脫落細胞核圖像識別方法

在審

• 申請號: 201810555507.1
• 申請日: 2018-06-01
• 公開（公告）號: CN109033936A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 李慶華;夏啟凱;王喆
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張貴賓

本發明涉及一種宮頸脫落細胞核圖像識別方法，步驟：1輸入宮頸脫落細胞核的訓練及測試樣本圖像；2對宮頸脫落細胞核樣本圖像進行預處理；3對宮頸脫落細胞核進行特征提取并對該樣本圖像進行歸一化和標識；4利用加權求和的方法構建混合核函數SVM分類器；5利用大網格結合QPSO算法在搜索區域進行尋優，尋找最優的區域；6利用中網格結合QPSO算法在最優的區域進行尋優，縮小最優區域；7利用小網格結合QPSO算法在尋優后的區域進行尋優，尋找最優的混合核函數參數，建立最優的SVM分類器；8、利用優化后的新的SVM分類器完成對測試集宮頸脫落細胞核的識別分類。其識別不同細胞核圖像中的細胞種類，達到細胞核快速識別的效果。

技術領域

本發明屬于醫學細胞圖像處理領域，具體涉及一種宮頸脫落細胞核圖像識別方法。

背景技術

在當前醫學研究領域，癌癥的問題是難以避免的方向，癌癥作為當前世界難以克服的絕癥，還沒有很好的治愈方法，醫學界大多是通過早期對患者進行醫學檢測。通過早期對癌變進行治療和抑制，避免癌變在后期慢慢惡化，達到無法遏制的地步。宮頸癌是最常見的婦科惡性腫瘤。原位癌高發年齡為30~50歲，浸潤癌為45~55歲，近年來其發病有年輕化的趨勢。宮頸細胞的癌變是一個連續發展的過程，從宮頸細胞的病變發展到嚴重的浸潤癌一般時間比較漫長，如能初期診斷出來并進行治療，相對難度較小，費用較低，而一旦發展成為浸潤癌，治療就非常痛苦且費用高。在我國，宮頸細胞學檢查已逐步成為女性常規的體檢項目。“精準醫療”的提出更貼合當前時代和醫學發展的需求，宮頸癌診斷病理分析作為當前替代癌癥治療的有效手段，對醫學的發展和人體健康需求起著至關重要的作用，符合早期對癌病的診斷和檢測，實現提前預防和治療的效果。

在宮頸脫落細胞核識別研究中，由于細胞實際制片的操作過程中存在各種因素，獲得的涂片細胞核大多數情況下都會存在粘連重疊，背景有雜質，細胞核不能準確有效地分割，癌變細胞核和正常細胞核的自動分割和識別是當前計算機圖像處理和模式識別在醫學領域應用的一個重要的研究課題。細胞核圖像的自動分類大大提高了醫學診斷的效率，當直接在圖像上進行操作時，傳統的分類方法由于數據的高維特性表現差，很難取得較好的效果，但是支持向量機（SVM）可以克服高維表示的缺陷，被廣泛運用到圖像分類中去。因此，本發明著重研究了SVM模型參數優化的方法，選擇合適的參數并進行參數優化，得到學習能力和泛化能力良好的SVM分類器，提升SVM的分類能力，利用優化后的SVM分類器對細胞核進行訓練，構建分類后的細胞核模型，利用建立的不同的細胞核模型，識別不同細胞核圖像中的細胞種類，達到細胞核快速識別的效果。

發明內容

為克服傳統分類方法的不足，本發明提供了一種基于混合網格搜索的QPSO算法對混合核函數SVM參數優化的宮頸脫落細胞核圖像識別方法。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種宮頸脫落細胞核圖像識別方法，包括以下步驟：

步驟1：采集圖像，利用顯微鏡和相機采集宮頸脫落細胞核圖像，將細胞樣本放在顯微鏡載物臺上，利用相機聚焦拍照，采集清晰的樣本細胞核圖像；

將獲取的宮頸脫落細胞核分成兩類：一類宮頸脫落細胞核作為訓練SVM分類器的訓練細胞核，一類宮頸脫落細胞核作為測試SVM分類器性能的測試細胞核，將80%（400個）的宮頸脫落細胞核選作訓練集，20%（100個）的宮頸脫落細胞核選作測試集；

步驟2：對宮頸脫落細胞核圖像進行預處理，包括如下步驟：

對宮頸脫落細胞核圖像進行降噪處理，采用面積為3*3的模板進行高斯濾波實現，如：

；

對整幅細胞核圖像進行加權平均處理，用面積3*3的模板掃描每一個像素，用模板確定的鄰域內像素的加權平均灰度值替代模板中心像素點的值，公式如下：

;

其中為點坐標，在圖像處理中可認為是整數；是標準差；