HE染色器官病理图像分割方法、装置与流程

本发明涉及人工智能领域，具体说，涉及he染色器官病理图像分割方法、装置。

背景技术：

肺癌是当下世界范围内最为流行的癌症之一。针对不同的癌细胞类型、癌细胞扩散程度有不同的有效的治疗方式。因此，明确肺癌的类型及其子类型，对于肺癌的诊断至关重要。目前，在临床诊断特别是大多数癌症诊断中，通过活体组织检查、脱落和细针穿刺细胞学检查等，对患者病变区域的活体组织切片在微观视野下进行观察和分析而获得的病理检查结果是医生进行疾病诊断的重要依据甚至最终依据，以病理影像为基础的诊断被视为癌症诊断的“金标准”。

目前，病理诊断主要通过病理医生人工进行，随着病人数量的日益增长和对疾病诊断准确率要求的不断提高，需要分析的病理影像成倍增长，病理医生的工作量也急剧增高，需要增加更多人员、设备来应对更大量的组织病理学分析需求。然而依据我国的实际国情，病理医生数量稀少，水平参差不齐，病理科室数字化水平普遍偏低，数字病理设备严重匮乏，这给病理诊断的进一步发展带来了极大的困难。考虑到存储和远程传输的便利性，数字化组织病理影像越来越受到重视，更重要的是，数字化组织病理影像为引入人工智能辅助分析以减轻医生负担提供了可能，对缓解医疗资源的紧张形势有重要意义。而作为人工智能辅助分析的第一步，对肺癌的组织病理图像，准确地将肺部组织分割出来，能够减少后续分析的计算量，同时提高分析的可靠性。本发明正是针对病理图像中肺部组织的提取和分割设计的。

技术实现要素：

为解决以上技术问题，本发明提供一种he染色器官病理图像分割方法，包括：

步骤s1，获取包含器官组织的rgb图像，将所述rgb图像分割为多个rgb图像分块，并记录每个rgb图像分块的位置；

步骤s2，将每个rgb图像分块转换为hsv图像分块；

步骤s3，检查每个hsv图像分块的每个像素的色调值和饱和度值是否在预设的区间范围内，若是则判断该像素属于器官组织，当hsv图像分块中的像素属于器官组织的比例达到预设的比例阈值，则认为该hsv图像分块是器官组织；

步骤s4，将所有判断是器官组织的hsv图像分块组合成掩膜；

步骤s6，对于所有是器官组织的hsv图像分块所在的位置，赋值为非0，其他位置赋值为0，将掩膜覆盖在所述rgb图像上，获得分割结果。

优先地，步骤s2中，利用以下公式将rgb图像分块转换为hsv图像分块：

对每个像素点x＝(r,g,b)，计算

r'＝r/255,g'＝g/255,b'＝b/255

cmax＝max(r',g',b'),cmin＝min(r',g',b'),d＝cmax-cmin

转换后的x*＝(h,s,v)应满足：

其中，r、g、b代表rgb颜色分量的坐标，r表示红色，g表示绿色，b表示蓝色；

h表示色调，s表示饱和度，v表示明度；

cmax是r',g',b'中最大值；

cminr',g',b'中最小值；

d是cmax与cmin的差值；

r'、g'、b'是对r、g、b归一化，r'、g'、b'的值是在0到1之间的实数。

优先地，所述预设的区间范围包括色调值的区间[10,80]，饱和度值的区间≥30。

优先地，根据全扫描所述rgb图像的分辨率，设置rgb图像分块的尺寸。

优先地，rgb图像分块的尺寸不大于320*320像素。

优先地，检查每个hsv图像分块的每个像素的色调值和饱和度值是否在预设的区间范围内之前，先利用双线性插值将每个hsv图像分块压缩到不大于32*32像素。

优先地，所述比例阈值为0.1。

优先地，还包括步骤s5，对组合成的掩膜进行中值滤波，形成最终的掩膜。

本发明还提供一种he染色器官病理图像分割装置，包括：

rgb图像分块模块，用于获取包含器官组织的rgb图像，根据所述rgb图像的分辨率，将所述rgb图像分割为多个rgb图像分块，并记录每个rgb图像分块的位置；

图像分块转换模块，用于将每个rgb图像分块转换为hsv图像分块；

判定模块，用于检查每个hsv图像分块的每个像素的色调值和饱和度值是否在预设的区间范围内，若是则判断该像素属于器官组织，当hsv图像分块中的像素属于器官组织的比例达到预设的比例阈值，则认为该hsv图像分块是器官组织；

掩膜合成模块，用于将所有判断是器官组织的hsv图像分块组合成掩膜，对于所有是器官组织的hsv图像分块所在的位置，赋值为非0，其他位置赋值为0，将掩膜覆盖在所述rgb图像上，获得分割结果。

优选地，还设置有图像压缩模块，用于在检查每个hsv图像分块的每个像素的色调值和饱和度值是否在预设的区间范围内之前，先利用双线性插值将每个hsv图像分块压缩到不大于32*32像素。

本发明可以迅速准确地将组织病理图像中的器官组织与背景分离，保留对于组织特征分析更有意义的部分，作为计算机辅助分析病理图像的第一步，能降低后续分析的时间复杂度和空间复杂度，提高后续分析的准确性。并且，本发明最优用于肺部组织与背景的分离。

附图说明

通过结合下面附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1是表示本发明实施例的he染色器官病理图像分割方法的步骤示意图；

图2是表示本发明实施例的he染色器官病理图像分割装置的架构示意图；

图3是表示本发明实施例的he染色器官病理图像的器官组织的分割示意图。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本发明所述的he染色器官病理图像分割方法、装置的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。

图1示出本实施例中he染色器官病理图像分割方法的流程图，本实施例的he染色器官病理图像分割方法包括以下步骤：

步骤s1，获取包含器官组织的rgb图像，病理图像通常具有极高的分辨率，可以根据所述rgb图像的分辨率，将所述rgb图像分割为多个rgb图像分块，并记录每个rgb图像分块的位置。设置合适的rgb图像分块的尺寸，以保证每块内有足够的信息判断是否包含器官组织。

步骤s2，对于每个rgb图像分块，利用以下公式将其从rgb空间转到hsv空间，即将每个rgb图像分块转换为hsv图像分块。

对每个像素点x＝(r,g,b)，计算

r'＝r/255,g'＝g/255,b'＝b/255

cmax＝max(r',g',b'),cmin＝min(r',g',b'),d＝cmax-cmin

转换后的x*＝(h,s,v)应满足：

其中，r、g、b代表rgb颜色分量的坐标，r表示红色，g表示绿色，b表示蓝色；

h是色调，s是饱和度，v是明度；

cmax是r',g',b'中最大值；

cmin是r',g',b'中最小值；

d是cmax与cmin的差值；

r'、g'、b'是对r、g、b归一化，r'、g'、b'的值是在0到1之间的实数。

步骤s3，病理图像通常为he染色，因此包含组织的部分在色调和饱和度上会与背景部分有比较明显的区别。因此，检查每个hsv图像分块的每个像素的色调值和饱和度值是否在预设的区间范围内，若是则判断该像素属于器官组织。当hsv图像分块中的像素属于器官组织的比例达到预设的比例阈值，则认为该hsv图像分块是器官组织；

步骤s4，将所有判断是器官组织的hsv图像分块组合成掩膜。

步骤s6，对于所有是器官组织的hsv图像分块所在的位置，赋值为非0，例如1，其他位置赋值为0，将掩膜覆盖在所述rgb图像上，获得分割结果。

在一个可选实施例中，步骤s3中，所述预设的区间范围是色调值的区间为[10,80]，饱和度值的区间≥30。

在一个可选实施例中，根据扫描he染色器官病理图像的分辨率，设置rgb图像分块的尺寸。扫描分辨率指的通过扫描元件将扫描对象每英寸可以被表示成的像素数。

在一个可选实施例中，若器官组织为肺部组织，则所述rgb图像分块的尺寸不大于320*320像素。

在一个可选实施例中，步骤s3的检查每个hsv图像分块的每个像素的色调值和饱和度值是否在预设的区间范围内之前，先利用双线性插值将每个hsv图像分块压缩到不大于32*32像素。

在一个可选实施例中，步骤s3中的比例阈值为0.1，即若hsv图像分块中属于器官组织的像素比例大于等于0.1，则认为该hsv图像分块是器官组织。

在一个可选实施例中，还包括步骤s5：对组合成的掩膜进行中值滤波，形成最终的掩膜。

本发明还提供一种he染色器官病理图像分割装置10，包括如下模块：

rgb图像分块模块101，用于获取包含器官组织的rgb图像，根据扫描所述rgb图像的分辨率，将所述rgb图像分割为多个rgb图像分块，并记录每个rgb图像分块的位置。其中，根据扫描he染色器官病理图像的分辨率，设置rgb图像分块的尺寸。扫描分辨率指的通过扫描元件将扫描对象每英寸可以被表示成的像素数。特别地，若器官组织为肺部组织，则所述rgb图像分块的尺寸不大于320*320像素。

图像分块转换模块102，用于将每个rgb图像分块转换为hsv图像分块；

判定模块103，用于检查每个hsv图像分块的每个像素的色调值和饱和度值是否在预设的区间范围内，若是则判断该像素属于器官组织。其中，所述预设的区间范围是色调值的区间为[10,80]，饱和度值的区间≥30。

当hsv图像分块中的像素属于器官组织的比例达到预设的比例阈值，则认为该hsv图像分块是器官组织。优选地，比例阈值为0.1，即若hsv图像分块中属于器官组织的像素比例大于等于0.1，则认为该hsv图像分块是器官组织。

掩膜合成模块104，用于将所有判断是器官组织的hsv图像分块组合成掩膜，对于所有是器官组织的hsv图像分块所在的位置，赋值为非0，例如1，其他位置赋值为0，将掩膜覆盖在所述rgb图像上，获得分割结果。

在一个可选实施例中，还设置有图像压缩模块105，用于在检查每个hsv图像分块的每个像素的色调值和饱和度值是否在预设的区间范围内之前，先利用双线性插值将每个hsv图像分块压缩到不大于32*32像素。

在一个可选实施例中，还设置有中值滤波模块106，用于在对所有是器官组织的hsv图像分块所在的位置赋值为1，其他位置赋值为0后，再对组合成的掩膜进行中值滤波，形成最终的掩膜。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。