[發明專利]一種重疊染色體自動分割方法

有效

• 申請號: 202110479612.3
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113158950B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 王志崗;賀環宇;方超;陳亞楠
• 申請（專利權）人: 天津深析智能科技發展有限公司
• 主分類號: G06V20/69
• 分類號: G06V20/69;G06V10/774;G06K9/62;G06T7/00;G06T7/11
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

1.一種重疊染色體自動分割方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)對搭建的重疊染色體智能分割網絡進行訓練，獲得重疊染色體智能分割模型，包括：

(1.1)人工標注高倍鏡圖像中染色體的輪廓；

(1.2)獲取重疊染色體圖像，獲取只包含重疊染色體中的單條染色體的掩膜圖像，獲取只包含重疊染色體中的單條染色體的局部的掩膜圖像；

(1.3)搭建重疊染色體智能分割網絡，對重疊染色體智能分割網絡進行訓練，得到重疊染色體智能分割模型；

2)使用重疊染色體智能分割模型對重疊染色體進行分割，包括：

(2.1)采集重疊染色體圖像，獲取重疊染色體的掩膜圖像；

(2.2)獲取重疊染色體的多個只包含重疊染色體中的單條染色體的局部的掩膜圖像；

(2.3)分別將多個只包含重疊染色體中的單條染色體的局部的掩膜圖像中的一個與重疊染色體圖像進行組合得到多個組合圖像，組合時重疊染色體圖像作為第一通道，只包含重疊染色體中的單條染色體的局部的掩膜圖像作為第二通道，將多個組合圖像輸入重疊染色體智能分割模型預測出多個只包含重疊染色體中的單條染色體的掩膜圖像；

(2.4)從預測出的多個只包含重疊染色體中的單條染色體的掩膜圖像中獲取重疊染色體圖像中重疊染色體的分割結果。

2.根據權利要求1所述的一種重疊染色體自動分割方法，其特征在于，步驟1)第(1.2)步包括：

(1.2.1)根據人工標注的染色體輪廓信息在高倍鏡圖像中定位重疊染色體；

(1.2.2)生成與高倍鏡圖像相同大小的全黑圖像，將重疊染色體在全黑圖像上涂白，將涂白后的圖像與高倍鏡圖像做與運算得到只包含重疊染色體的圖像，將只包含重疊染色體的圖像的黑色背景區域修改為白色，從只包含重疊染色體的圖像中截取包含重疊染色體的大小為512*512的圖像，重疊染色體要位于截取的圖像的中間，截取的圖像即為重疊染色體圖像，記錄在只包含重疊染色體的圖像中截取重疊染色體圖像的截取位置；

(1.2.3)選取重疊染色體中的一個單條染色體作為目標染色體，生成大小與高倍鏡圖像相同的全黑掩膜圖像，將所選取的目標染色體在全黑掩膜圖像的相應位置標注成白色，然后在掩膜圖像中截取出大小為512*512的圖像，截取位置與第(1.2.2)步記錄的截取位置相同，截取出的圖像即為只包含重疊染色體中的單條染色體的掩膜圖像；

(1.2.4)對得到的只包含重疊染色體中的單條染色體的掩膜圖像進行圖像骨架提取得到單條染色體的細化圖像，對細化圖像中灰值非0的像素點進行遍歷，找出所有為端點的像素點，并得到每一個端點坐標；

(1.2.5)遍歷得到的每一個端點坐標，生成大小為512*512的全黑圖像，以正在遍歷的端點坐標為圓心，以15～30范圍內的隨機整數為半徑在全黑圖像上畫白色的圓得到圓圖像，將圓圖像與所述的只包含重疊染色體中的單條染色體的掩膜圖像進行與運算得到只包含重疊染色體中的單條染色體的局部的掩膜圖像；

(1.2.6)第(1.2.5)步遍歷完所有端點坐標后返回到第(1.2.3)步，直至選取出重疊染色體中的所有單條染色體。

3.根據權利要求1所述的一種重疊染色體自動分割方法，其特征在于，步驟1)第(1.3)步包括：

(1.3.1)搭建神經網絡，所述的神經網絡是U-Net，或是FCN，或是SegNet網絡；

(1.3.2)修改神經網絡的網絡輸入，將網絡輸入修改為兩個通道，第一通道為重疊染色體圖像，第二通道為只包含重疊染色體中的單條染色體的局部的掩膜圖像，從而構成重疊染色體智能分割網絡；

(1.3.3)將重疊染色體圖像作為第一通道、只包含重疊染色體中的單條染色體的局部的掩膜圖像作為第二通道組合在一起形成一個組合圖像，將組合圖像的第二通道中等于255的值置為1，將組合圖像輸入重疊染色體智能分割網絡，對重疊染色體智能分割網絡進行訓練，訓練過程中使用的目標掩膜圖像為只包含重疊染色體中的單條染色體的掩膜圖像，得到重疊染色體智能分割模型。