[發明專利]一種基于顯微鏡圖像的顫藻類細胞統計方法

有效

• 申請號: 202210263753.6
• 申請日: 2022-03-17
• 公開（公告）號: CN114627018B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 李斌;張晶;王英才;胡圣;李書印;彭玉;胡愈炘;方標
• 申請（專利權）人: 生態環境部長江流域生態環境監督管理局生態環境監測與科學研究中心
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/30;G06T5/40;G06T7/12;G06T7/149;G06F17/11
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理有限公司 11562
• 代理人: 陳光磊

1.一種基于顯微鏡圖像的顫藻類細胞統計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、獲取圖像并采用高斯模糊化對圖像進行去噪處理，再對圖像進行預處理，獲得增強對比度后的圖像；

步驟二、在增強對比度后的灰度圖像上進行二值化處理，獲得二值圖像；

步驟三、從獲取的二值圖像上提取顫藻類細胞外輪廓數據，并從外輪廓數據中找出最大外輪廓；

步驟四、根據最大外輪廓和二值圖像，計算出圖像上顫藻類細胞像素長度；

步驟五、根據圖像上顫藻類細胞像素長度，統計出圖像上顫藻類細胞的個數；

所述步驟四中根據最大外輪廓和二值圖像計算圖像上顫藻類細胞像素長度具體包括

S1、計算出最大外輪廓的最小外接矩形；

S2、根據最小外接矩形的寬高比判斷顫藻類細胞的形狀；

S3、當形狀判斷為長條形時，直接以最小外接矩形長邊數據作為顫藻類細胞的像素長度；

S4、當形狀判斷為曲線形時，對二值圖像進行細化處理，并計算出顫藻類細胞的像素長度；

所述S4中顫藻類細胞形狀為曲線形時，像素長度的計算方法包括

F1、計算出最大外輪廓的像素周長；

F2、對二值圖像進行細化處理，細化后的二值圖像為一條曲線；

F3、設置步長并按照步長，在細化后的曲線上生成計算輪廓寬度的采樣點；

F4、以最大外輪廓上的點集為基礎，從第二個采樣點開始，依次計算出它們的輪廓像素寬度；

F5、統計各個采樣點計算得到的輪廓寬度數據，找出輪廓寬度的像素平均值；

F6、利用最大外輪廓的像素周長和輪廓寬度的像素平均值，計算出顫藻類細胞像素長度；

所述F4中采樣點計算輪廓像素寬度具體包括

G1、計算采樣點與最大外輪廓上各點的像素距離，找出輪廓上像素距離低于設置閾值的輪廓點；

G2、將當前采樣點與上一個采樣點組成線段，獲得直線方程，并計算出線段的斜率和截距，通過計算兩個采樣點X方向和Y方向偏差的絕對值，判斷該線段的方向；

G3、通過采樣點線段的方向，將G1中各個輪廓點代入到直線方程中，計算出輪廓點的屬性，并按屬性將輪廓點放入到左、右點集中；

G4、從左點集中，找到與當前采樣點像素距離最近的值；從右點集中，找到與當前采樣點像素距離最近的值；然后將兩個值相加，得到當前采樣點計算的輪廓像素寬度。

2.根據權利要求1所述的一種基于顯微鏡圖像的顫藻類細胞統計方法，其特征在于：所述步驟一中預處理具體為采用對比度受限的自適應直方圖均衡化算法對圖像進行對比度拉伸處理，獲得增強對比度后的圖像。

3.根據權利要求1所述的一種基于顯微鏡圖像的顫藻類細胞統計方法，其特征在于：所述步驟二中先采用OTSU方法對灰度圖像進行二值化處理，然后對二值圖像進行形態學膨脹處理。

4.根據權利要求1所述的一種基于顯微鏡圖像的顫藻類細胞統計方法，其特征在于：所述F5中首先將各個采樣點計算出來的輪廓寬度數據按從小到大的方式進行排序，然后取輪廓寬度的中位值，計算各個采樣點的輪廓寬度數據與中位值輪廓寬度的偏差，刪除偏差大的采樣點，然后計算剩余的采樣點輪廓寬度的平均值。

5.根據權利要求1所述的一種基于顯微鏡圖像的顫藻類細胞統計方法，其特征在于：所述F6中計算時將最大外輪廓的像素周長除以2，然后再減去F5中輪廓寬度的像素平均值，計算出顫藻類細胞像素長度。

6.根據權利要求1所述的一種基于顯微鏡圖像的顫藻類細胞統計方法，其特征在于：所述步驟五中統計顫藻類細胞的個數時，利用顫藻類細胞的像素長度除以單位顫藻類細胞像素長度即得到顫藻類細胞的個數。