[發明專利]一種細胞核和細胞器計數及其面積計算方法與系統

在審

• 申請號: 202011095593.6
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112184696A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 李金;周珩;王菊芳;楊鵬飛;馮秀
• 申請（專利權）人: 中國科學院近代物理研究所
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/90;G06T3/40;G01N15/10
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙悅

1.一種細胞核和細胞器計數及其面積計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1對采集的細胞圖像進行圖像RGB色彩分離,獲取單一色彩通道圖像；

S2將所述單一色彩通道圖像進行圖像比例縮放；

S3將經過比例縮放的圖像進行形態處理；

S4對經過形態處理圖像進行自動細胞計數，對于粘連或大部分重疊的細胞進行人工計數；

S5計算細胞面積和細胞器個數。

2.如權利要求1所述的細胞核和細胞器計數及其面積計算方法，其特征在于，步驟S1對圖像進行RGB色彩分離，單一色彩通道圖像，細胞核及細胞器用紅綠藍三種不同試劑染色，并通過以下公式將色彩分離：

D(z,m)＝[(z_R-m_R)²+(z_G-m_G)²+(z_B-m_B)²]^1/2

其中，D表示z和m之間的距離，z，m分別表示RGB顏色空間中的任一點，z_R和m_R分別代表Z點和m點的紅色像素點，z_G和m_G分別代表Z點和m點的綠色像素點，z_B和m_B分別代表Z點和m點的藍色像素點，T表示閾值。

3.根據權利要求1所述的細胞核和細胞器計數及其面積計算方法，其特征在于，所述步驟S2中通過如下公式計算細胞圖像放縮比例：

其中，坐標(x₀，y₀)與(x₁，y₁)為已知坐標，(x,y)是放縮后的坐標。

4.如權利要求1所述的細胞核和細胞器計數及其面積計算方法，其特征在于，所述形態處理包括：

S3.1對經過比例縮放的圖像進行明暗度調節，邊界清除；

S3.2對經過步驟S3.1處理的圖像計算全局最佳閾值，并對所述圖像進行二值化處理；

S3.3對經過二值化處理的圖像設置像素面積閾值，去除雜質干擾；

S3.4對經過步驟S3.3處理的圖像進行孔洞填充。

5.如權利要求4所述的細胞核和細胞器計數及其面積計算方法，其特征在于，所述步驟S3.1中的明暗度調節公式為：

g(x,y)＝T[f(x,y)]

s＝T(r)

其中，f(x,y)為輸入圖像，g(x,y)為輸出圖像，T是對圖像f的算子，作用于點(x,y)定義的領域，r表示輸入圖像f(x,y)中的灰度，s表示輸出圖像g(x,y)中的灰度。

6.如權利要求5所述的細胞核和細胞器計數及其面積計算方法，其特征在于，所述步驟S3.2中采用以下公式計算全局最佳閾值：

其中，是方差，P₁(k)，P₂(k)分別是像素小于等于閾值集合和像素大于閾值集合發生的概率，

m₁(k)和m₂(k)分別是像素小于等于閾值集合和像素大于閾值集合的平均灰度，m_G是全局均值：

7.如權利要求1-6任一項所述的細胞核和細胞器計數及其面積計算方法，其特征在于，所述步驟S4中自動細胞器計數通過matlab軟件中的bwlabel函數實現，bwlabel函數在對二值圖像矩陣標記時，具有連接分量的像素會被分配給唯一的整數，所述整數的范圍是從1到連接分量的總數，故所有連接分量的總和就是細胞數，確定所述細胞數后，對每個連通域進行編號，所述編號顯示在每個細胞的幾何中心，所述幾何中心通過細胞的周長獲得。