一种用于宫颈涂片图像中重叠细胞的分割方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及图像处理的研宄领域，特别涉及一种用于宫颈涂片图像中重叠细胞的 分割方法。
【背景技术】
[0002] 宫颈癌近年来发病率呈上升趋势，且患者年龄趋于年轻化。宫颈癌的早期发现 对降低死亡率具有重大意义。目前应用最广泛的宫颈涂片制片技术有液基薄层细胞学检 查（Thinprep liquid-based cytologic test，TCT)和液基细胞学检查（liquid-based cytologictest，LCT)技术。目前大多数医院都采用人工阅片方式，效率低下，且容易受阅片 人的主观因素影响，从而降低宫颈涂片筛查的准确率。采用计算机辅助诊断技术处理涂片， 用机器阅片取代人工阅片，在提高效率的同时，也提升了准确率，对宫颈癌的筛查具有重大 意义。
[0003] 计算机辅助诊断技术处理涂片的关键步骤之一即涂片图像的分割。宫颈涂片图像 中存在大量的重叠细胞，准确地进行图像分割很困难。虽然国内外学者对宫颈脱落细胞图 像分割提出了很多方法，如阀值法、区域增长法、分水岭法、水平集方法、蛇模型方法等，但 这些方法大多用于对单个细胞或多个但不重叠细胞的分割，而对重叠细胞的分割尚未取得 满意的效果。Tao等的文章 "Accurate Segmentation of Partially Overlapping Cervical Cells based on Dynamic Sparse Contour Searching and GVF Snake Model" （Journal of Biomedical and Health Informatics, 2014:2168-2194.)利用 k-means 算法提取细胞 核和背景，然后采用基于分解的梯度增强算法增强细胞的真实边界并定位出弱边界点，最 后用GVF蛇模型提取细胞轮廓，但是该算法一次只能从重叠细胞中提取一个细胞，且运行 时间车交长。Sulaiman 等的文章 "Overlapping cells separation method for cervical cell images" （Proceedings of IOth International Conference on Intelligent Systems Design and Applications(ISDA), Nov. 29, 2010:1218-1222.)利用颜色信息 和区域增长方法对重叠的宫颈细胞边缘进行检测，分割结果较为理想，但是该方法仅针 对红蓝两种不同颜色的细胞重叠情况。Harandi等的文章 "An automated method for segmentation of epithelial cervical cells in images of Thinprep"（Journal of Medical Systems, 2010, 34 (6) :1043-1058.)用圆去模拟一个细胞区域，然后通过圆内细胞 核的个数来确定该圆是否被分解，再用得到的圆作为几何活动轮廓模型的初始轮廓进行演 化，最终使重叠细胞质分离。该分割方法不受颜色的影响，即使是同种颜色的细胞重叠，也 能得到有效的分割结果，缺点是初始轮廓难以确定，且时间效率不高。
【发明内容】
[0004] 本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种用于宫颈涂片图像 中重叠细胞的分割方法。
[0005] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0006] -种用于宫颈涂片图像中重叠细胞的分割方法，包括下述步骤：
[0007] (1)、去除图像背景，提取前景对象，即重叠细胞组成的细胞团块；
[0008] (2)、分割出细胞核，用图割法提取的细胞核区域；
[0009] (3)、对细胞团块用均值漂移方法进行颜色分区，并用分水岭算法分割成子块； [0010] (4)、搜索子块所有组合方式，用筛选条件进行过滤，符合条件的组合称为可能 解；
[0011] (5)、对步骤（4)得到的可能解，计算其能量泛函，选择函数值最小的为最优解。
[0012] 优选的，所述步骤（1)中，提取前景对象的具体方法为：
[0013] 将原始图像RGB彩色空间转换为Lab彩色空间，提取L分量并计算其直方图H，采 用混合高斯法对直方图H进行拟合，因为背景像素的亮度值高于前景像素，所以获取拟合 曲线横坐标L值最大的谷底，将此L分量值作为阈值?Υ，用阈值法去除图像背景，得到重叠 细胞团块。
[0014] 优选的，所述步骤（3)中，采用分水岭算法的具体操作如下：
[0015] 根据L分量获取形态学梯度，并用h变换对获取的形态学梯度进行处理，最后用分 水岭算法对处理后的形态学梯度进行分割。
[0016] 优选的，所述步骤（4)中，对所有组合进行筛选得到可能解的具体操作如下：
[0017] 每一个子块都存在三种可能情况即：属于细胞1，属于细胞2和属于重叠区域，根 据这三种可能情况对所有子块进行组合，并根据单个细胞联通性以及细胞存在重叠的事实 设置筛选条件，对每一种组合方案进行过滤，过滤后组合方案为可能解。
[0018] 优选的，组合方案进行过滤的具体方法为：
[0019] 对V召e r存在的三种可能情况用mark函数进行标记，
[0020]
【主权项】
1. 一种用于宫颈涂片图像中重叠细胞的分割方法，其特征在于，包括下述步骤： (1) 、去除图像背景，提取前景对象，即重叠细胞组成的细胞团块； (2) 、分割出细胞核，用图割法提取的细胞核区域； (3) 、对细胞团块用均值漂移方法进行颜色分区，并用分水岭算法分割成子块； (4) 、搜索子块所有组合方式，用筛选条件进行过滤，符合条件的组合称为可能解； (5) 、对步骤（4)得到的可能解，计算其能量泛函，选择函数值最小的为最优解。
2. 根据权利要求1所述的用于宫颈涂片图像中重叠细胞的分割方法，其特征在于，所 述步骤（1)中，提取前景对象的具体方法为： 将原始图像RGB彩色空间转换为Lab彩色空间，提取L分量并计算其直方图H，采用混 合高斯法对直方图H进行拟合，因为背景像素的亮度值高于前景