[發明專利]一種基于Unet和分水嶺算法的細胞實例分割方法

在審

• 申請號: 202110163027.2
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112907603A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 田澤坤;岳雪穎;孫玲玲
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06N3/04;G06N3/08;G06T5/30
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊舟濤

1.一種基于Unet和分水嶺算法的細胞實例分割方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：

第一步，訓練兩個Unet網絡，一個網絡用于預測細胞形態，另一個網絡用于預測細胞核，原圖輸入兩個網絡后分別生成細胞形態和細胞核兩個掩碼圖像，此時的細胞形態掩碼已經是做了語義分割操作，但是細胞形態掩碼會有很多粘連的細胞；

第二步，通過原圖，細胞形態，細胞核掩碼，能生成一個有基于標記的分水嶺分割結果，即得到分水嶺掩碼；

第三步，通過細胞形態掩碼、細胞核掩碼和分水嶺掩碼，結合膨脹算法分離粘連的細胞，生成最終的實例分割結果；

針對第三步的具體操作是：

1)找出粘連的細胞區域，未知區域掩碼＝細胞形態掩碼-細胞核掩碼，根據未知區域掩碼的輪廓參數，生成一個字典dic_，key是一個數字代表父輪廓，value是一個數組，代表子輪廓；其中value的長度共有兩種情況，第一種value長度為1，這代表父輪廓的細胞區域只有一個細胞核，說明此細胞區域沒有粘連情況，不作處理；第二種情況value長度大于1，這代表父輪廓的細胞區域有兩個及以上細胞核，說明此細胞區域有粘連情況，需要做進一步的處理；

2)處理粘連的細胞區域，處理1)中確定的粘連區域，以兩個細胞粘連情況舉例，首先確定兩個膨脹起始區域，然后在確定對應的禁止膨脹區，即一個膨脹區域膨脹后不可覆蓋到其他細胞區域，不可超出當前細胞區域；然后兩個膨脹區域交替膨脹，每次膨脹完之后要考慮對應的禁止區域，膨脹到禁止區域的要回退，在之后更新其他膨脹區域的禁止區域，直到兩個膨脹區域填充滿整個粘連區域，最后把這兩個區域分別用不同的像素表示，就完成了兩細胞粘連區域分離的操作，兩個以上的粘連區域也是類似的操作。

2.根據權利要求1所述的一種基于Unet和分水嶺算法的細胞實例分割方法，其特征在于：第二步中生成一個有基于標記的分水嶺分割結果具體操作是：基于標記的分水嶺算法需要：未知區域，注水點，梯度圖；其中未知區域＝細胞區域-細胞核區域，注水點＝細胞核區域，梯度圖＝原圖經過sobel算子梯度化；未知區域用像素0標注，不同注水點用3、4、5…表示，背景用2表示，以上要素生成一個標記圖，然后送入opencv分水嶺函數中，即可生成分水嶺掩碼。