[發(fā)明專利]一種基于顯微鏡圖像的柵藻類細胞統(tǒng)計方法

有效

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• 申請日: 2022-03-17
• 公開（公告）號: CN114612490B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李斌;王英才;胡圣;張晶;李書印;彭玉;胡愈炘;方標
• 申請（專利權(quán)）人: 生態(tài)環(huán)境部長江流域生態(tài)環(huán)境監(jiān)督管理局生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與科學(xué)研究中心
• 主分類號: G06T7/12
• 分類號: G06T7/12;G06T7/136;G06T7/149;G06T7/62;G06T5/40;G06T5/00;G06T3/40
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11562
• 代理人: 陳光磊

1.一種基于顯微鏡圖像的柵藻類細胞統(tǒng)計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、獲取圖像并對圖像進行預(yù)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、從二值圖像上檢測出柵藻類的細胞，并計算出外輪廓數(shù)據(jù)；

步驟四、根據(jù)外輪廓數(shù)據(jù)計算柵藻類細胞的長、寬和面積屬性數(shù)據(jù)；所述步驟四中具體包括先找到細胞的主方向，然后遍歷計算最小外接矩形與細胞主方向的偏差比例，再查找并刪除具有獨立方向的最小外接矩形，最后統(tǒng)計剩下最小外接矩形的長、寬和像素面積，并計算出長、寬和像素面積的平均值；

步驟五、結(jié)合二值圖像和柵藻類細胞的屬性數(shù)據(jù)，統(tǒng)計出柵藻類細胞的個數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于顯微鏡圖像的柵藻類細胞統(tǒng)計方法，其特征在于：所述步驟一中預(yù)處理具體為先對圖像進行縮放處理并將彩色圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像，然后采用對比度受限的自適應(yīng)直方圖均衡化算法對圖像進行對比度拉伸處理，再利用高斯模糊化對圖像進行去噪處理，獲得增強對比度后的圖像。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于顯微鏡圖像的柵藻類細胞統(tǒng)計方法，其特征在于：所述步驟二中采用OTSU方法對灰度圖像進行二值化處理，處理后對二值圖像進行形態(tài)學(xué)開處理。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于顯微鏡圖像的柵藻類細胞統(tǒng)計方法，其特征在于：所述步驟三中具體包括

S1、從步驟二中獲得的二值圖像上找出外輪廓；

S2、計算出外輪廓的最小外接矩形和它的像素面積；

S3、刪除像素面積小于設(shè)定面積閾值的最小外接矩形；

S4、合并重疊的最小外接矩形；

S5、計算最小外接矩形的像素尺寸中值；

S6、刪除與尺寸中值偏差較大的最小外接矩形，遍歷所有的最小外接矩形，分別計算它們的像素面積與像素面積中間值的殘差，對該殘差取絕對值，然后除以像素面積中間值，得到殘差比例；如果殘差比例大于設(shè)定的閾值，那么將刪除對應(yīng)的最小外接矩形。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于顯微鏡圖像的柵藻類細胞統(tǒng)計方法，其特征在于：所述步驟五中具體為先填充已檢測的最小外接矩形，得到mask圖像，再將mask圖像與二值圖像進行對比，得到殘差圖像，并通過殘差圖像判斷是否存在漏檢的數(shù)據(jù)，再對所有的最小外接矩形進行驗證，統(tǒng)計柵藻類細胞的個數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于顯微鏡圖像的柵藻類細胞統(tǒng)計方法，其特征在于：判斷不存在漏檢數(shù)據(jù)時，直接對所有的最小外接矩形進行驗證；判斷存在漏檢數(shù)據(jù)時，通過殘差圖像的像素面積估算出漏檢的細胞個數(shù)，再對所有的最小外接矩形進行驗證。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于顯微鏡圖像的柵藻類細胞統(tǒng)計方法，其特征在于：對所述最小外接矩形進行驗證時，判斷最小外接矩形的長、寬、面積屬性數(shù)據(jù)是否符合柵藻類細胞的特征，當所有最小外接矩形均通過驗證，直接統(tǒng)計最小外接矩形的個數(shù)作為柵藻類的細胞個數(shù)；當存在未通過驗證的最小外接矩形時，根據(jù)最小外接矩形的平均長、寬和面積屬性數(shù)據(jù)，估算出該最小外接矩形包含的細胞個數(shù)，并將其與通過驗證的最小外接矩形個數(shù)相加，得到統(tǒng)計的柵藻類細胞個數(shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于顯微鏡圖像的柵藻類細胞統(tǒng)計方法，其特征在于：所述步驟五中統(tǒng)計得到柵藻類細胞個數(shù)后，按照細胞成對出現(xiàn)的規(guī)律對柵藻類細胞個數(shù)以2的倍數(shù)進行修正，得到最終結(jié)果。