一种荧光图像细胞快速分割方法和系统与流程

本发明涉及数据图像处理领域，尤其涉及一种荧光图像细胞快速分割方法。

背景技术：

1、荧光原位杂交（fluorescence in situ hybridization，fish）是一种基因组学技术，用于研究细胞核内的基因组结构、功能和表达。fish技术通过使用荧光标记的探针与细胞核内特定的核酸序列进行靶向结合，实现对这些序列的可视化和定位。

2、细胞分割是图像处理和计算机视觉领域的一项重要任务，旨在将图像中的细胞从背景和其他细胞中分离出来，以便对其进行定量和定位分析。细胞分割技术在荧光原位杂交研究中具有重要意义，它可以帮助确定荧光探针与细胞核的结合位置，进而定量分析基因组的组织和空间分布，但由于染色剂、制片方法的不同，导致不能将荧光图像中的重叠、粘连的细胞进行有效分割。

3、传统的细胞分割采用分水岭分割方法，但是分水岭分割方法容易在图像中出现过分分割的问题，尤其是当图像中存在细胞接触或有重叠部分时，分水岭算法可能无法准确识别细胞边界，并导致将一个细胞分割成多个部分；且当图像中存在灰度不均匀现象时，如光照变化或者阴影，分水岭分割方法可能无法准确识别细胞的边界，并且容易产生误分割的区域，同事，分水岭算法的计算复杂度较高，特别是对于大尺寸或高分辨率的图像。这可能导致算法的运行时间较长，影响实时应用或大规模图像处理的效率。

技术实现思路

1、本发明针对传统的细胞分割采用分水岭分割方法不能将荧光图像中的重叠、粘连的细胞进行有效分割的问题，提出了一种荧光图像细胞快速分割方法，所述方案包括：

2、一种荧光图像细胞快速分割方法，所述方法包括：

3、获取荧光图像，对所述荧光图像进行多尺度图像增强；

4、采用改进的分水岭方法对所述多尺度图像增强的荧光图像进行处理，完成细胞分割。

5、进一步的，还提供一种优选方式，所述采用改进的分水岭方法对所述多尺度图像增强的荧光图像进行处理，包括：

6、预处理多尺度图像增强的荧光图像；

7、将所述预处理后的图像进行标记，获取相邻峰值点之间的距离；

8、根据所述获取相邻峰值点之间的距离计算最佳分割特征值；

9、根据所述最佳分割特征值确定局部最大值；

10、对所述预处理后的图像进行分割，并遍历所述分割区域，获取目标区域；

11、对所述目标区域进行掩膜处理，获取目标区域的掩膜图像；

12、采用的findcontours函数获取所述掩膜图像的轮廓数据；

13、采用max函数获取所述轮廓数据中面积最大的轮廓；

14、计算所述最大轮廓的最小外接圆；

15、遍历所述掩膜图像的轮廓数据中的所有轮廓，计算每个轮廓面积，如果轮廓面积大于所述最小外接圆面积，进行图像输出，完成细胞分割。

16、进一步的，还提供一种优选方式，所述预处理多尺度图像增强的荧光图像，包括：

17、对所述图像进行灰度处理，获取灰度图像；

18、对所述灰度图像进行二值化处理，获取二值化图像；

19、对所述二值化图像进行距离变换，获取距离图像

20、对所述距离图像进行特征提取；

21、对所述特征提取后的图像进行过滤处理。

22、进一步的，还提供一种优选方式，所述对所述预处理后的图像进行分割，并遍历所述分割区域，获取目标区域，包括：

23、采用watershed函数对距离图像进行分割；

24、采用for循环对所述所有分割区域进行遍历；

25、遍历时对每个分割区域进行判断，如果为0，则跳过，如果遍历对象不为0，则为目标区域。

26、基于同一发明构思，本发明还提供一种荧光图像细胞快速分割系统，所述系统包括：

27、图像增强模块，用于获取荧光图像，对所述荧光图像进行多尺度图像增强；

28、细胞分割模块，用于采用改进的分水岭方法对所述多尺度图像增强的荧光图像进行处理，完成细胞分割。

29、进一步的，还提供一种优选方式，所述细胞分割模块，包括：

30、预处理单元，用于预处理多尺度图像增强的荧光图像；

31、标记单元，用于将所述预处理后的图像进行标记，获取相邻峰值点之间的距离；

32、分割特征值获取单元，用于根据所述获取相邻峰值点之间的距离计算最佳分割特征值；

33、局部最大值获取单元，用于根据所述最佳分割特征值确定局部最大值；

34、遍历单元，用于对所述预处理后的图像进行分割，并遍历所述分割区域，获取目标区域；

35、掩膜图像获取单元，用于对所述目标区域进行掩膜处理，获取目标区域的掩膜图像；

36、轮廓数据获取单元，用于采用的findcontours函数获取所述掩膜图像的轮廓数据；

37、最大轮廓获取单元，用于采用max函数获取所述轮廓数据中面积最大的轮廓；

38、最小外接圆面积获取单元，用于计算所述最大轮廓的最小外接圆面积；

39、图像输出单元，用于遍历所述掩膜图像的轮廓数据中的所有轮廓，计算每个轮廓面积，如果轮廓面积大于所述最小外接圆面积，进行图像输出，完成细胞分割。

40、进一步的，还提供一种优选方式，所述预处理单元，包括：

41、对所述图像进行灰度处理，获取灰度图像；

42、对所述灰度图像进行二值化处理，获取二值化图像；

43、对所述二值化图像进行距离变换，获取距离图像

44、对所述距离图像进行特征提取；

45、对所述特征提取后的图像进行过滤处理。

46、进一步的，还提供一种优选方式，所述遍历单元，包括：

47、采用watershed函数对距离图像进行分割；

48、采用for循环对所述所有分割区域进行遍历；

49、遍历时对每个分割区域进行判断，如果为0，则跳过，如果遍历对象不为0，则为目标区域。

50、基于同一发明构思，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于储存计算机程序，所述计算机程序执行上述任一项所述的一种荧光图像细胞快速分割方法。

51、基于同一发明构思，本发明还一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，当所述处理器运行所述存储器存储的计算机程序时，所述处理器执行根据上述中任一项中所述的一种荧光图像细胞快速分割方法。

52、本发明的有益之处在于：

53、本发明解决了传统的细胞分割采用分水岭分割方法不能将荧光图像中的重叠、粘连的细胞进行有效分割的问题。

54、本发明所述的一种荧光图像细胞快速分割方法，采用改进的分水岭方法进行细胞分割，优化分水岭分割方法，通过局部最大值，标记出所有距离图中的峰值及坐标，计算出相邻峰值点之间的距离，优化并计算最佳分割特征值，将两个峰值点之间的最小距离可以用作分割细胞的依据。当局部最大值为最大峰值时，并且每个峰之间的距离为最佳测地距离时，可以有效地分割图像中大部分细胞。

55、本发明所述的一种荧光图像细胞快速分割方法应用于生物检测领域。