一种检测心肌细胞核独立情况和粘连情况的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种检测心肌细胞核独立情况和粘连情况的方法及系统，用以解决现有技术不能很好地检测与分析心肌细胞免疫组化图像中细胞核独立情况与粘连情况的问题。该方法包括：S1、基于图像灰度层级结构信息，分析每个局部连通区域内的灰度层级结构信息的包含关系；S2、采用距离变换操作，分析灰度层级结构信息中各二值独立连通区域的距离层级结构信息关系。本发明专利技术通过构建图像的灰度层级结构信息，并基于各局部独立连通区域的灰度层级结构信息关系以及内部各二值独立连通区域的距离层级结构信息关系检测和分析细胞核独立情况和粘连情况，从而理解心肌细胞免疫组化图像内部的场景信息，有利于心肌细胞免疫组化图像的后处理。

A method and system for detecting the independent condition and adhesion of the nucleus of the myocardium

The invention discloses a method and a system for detecting the independent condition and adhesion condition of the myocardial nuclei, so as to solve the problem that the existing technology can not detect and analyze the nuclear independent condition and adhesion situation of myocardial cell immunohistochemistry. The method includes: S1, image gray level structure based on the information contained between each local gray level structure information connectivity within the region; S2, the distance transform operation, analysis of gray level structure information in the two independent regional connectivity distance information hierarchy structure. The gray level image and structure information construction, based on the gray information hierarchy relationship of each local independent regional connectivity and the two value distance information hierarchy structure independent connected region detection and analysis of the nucleus independent and adhesions, images of internal scene information from the understanding of myocardial cell immune group, is conducive to myocardial cell immunohistochemical image postprocessing.

【技术实现步骤摘要】
一种检测心肌细胞核独立情况和粘连情况的方法及系统
本专利技术涉及医学图像处理
，尤其涉及一种检测心肌细胞核独立情况和粘连情况的方法及系统。
技术介绍
心肌细胞又称心肌纤维，有横纹，受植物性神经支配，属于有横纹的不随意肌，具有兴奋收缩的能力。呈短圆柱形，有分支，其细胞核位于细胞中央，一般只有一个。各心肌纤维分支的末端可相互连接构成肌纤维网。广义的心肌细胞包括组成窦房结、房内束、房室交界部、房室束(即希斯束)和浦肯野纤维等的特殊分化了的心肌细胞，以及一般的心房肌和心室肌工作细胞。细胞运动的研究一直是细胞学和生物学研究的重要组成部分，但是传统的研究方法在技术日益革新的现在已经渐渐变得不这么适用了，传统的在显微镜下利用细胞计数板用人眼进行染色、分类、计数、跟踪等这类不但需要大量繁琐的人为操作而且容易使得操作者变得疲劳从而影响结果的正确性，且其可重用性比较低。国内外的医学专家经过长期地实践与研究取得一致共识认为应该在细胞运动研究中引入数字视频技术和数字图像处理技术，从而极大地提高研究效率，减轻研究人员负担。用计算机来跟踪细胞运动，部分代替人类始终盯着显微镜来观察细胞的眼睛，尽量地把人从繁重的重复劳动中解脱出来进行更有创造性的工作。因此，如何利用计算机图像处理、视频分析等相关技术手段来提高生物研究过程中的自动化程度已成为当前急需解决的非常有意义的难题。公开号为CN103559724A的专利提供了一种高粘连度细胞环境下的多细胞同步跟踪方法。细胞序列图像中，多细胞的分割和同步跟踪是一个尚未解决的难题，尤其在高粘连度情况下多细胞检测与分割，更加迫切需要解决。该专利技术首先提出了一种改进的基于分水岭和多特征匹配的分割算法实现细胞分割，然后，建立适用于卡尔曼滤波的运动模型并加入多特征匹配实现细胞的预测和跟踪。该专利技术不能很好地处理心肌细胞核独立和粘连情况的分析。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题目的在于提供一种检测心肌细胞核独立情况和粘连情况的方法及系统，用以解决现有技术不能很好地检测与分析心肌细胞免疫组化图像中细胞核独立情况与粘连情况的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种检测心肌细胞核独立情况和粘连情况的方法，包括步骤：S1、基于图像灰度层级结构信息，分析每个局部连通区域内的灰度层级结构信息的包含关系；S2、采用距离变换操作，分析灰度层级结构信息中各二值独立连通区域的距离层级结构信息关系。进一步地，还包括步骤：针对图像灰度层级结构信息中的每一个局部独立连通区域，其内部包含值为1至M的区域块，且具有不同值的区域块之间存在包含与被包含关系；假设存在变量k,且1<＝k<＝M，将像素值范围在[k,M]之间的像素所定义的区域范围定义为集合(k～M)；此时假设1<＝k<M，那么将若某一个局部独立连通区域内部的一个属于集合(k～M)的独立连通区域块内部包含多个属于集合(k+1～M)的独立连通区域块，则将这整个局部独立连通区域判定为粘连细胞核区域，否则，判定为独立细胞核区域。进一步地，还包括步骤：针对图像灰度层级结构信息中的某一个局部独立连通区域，若此整个局部独立连通区域内部属于集合(k～M)的某一个独立连通区域块内部中存在多个属于集合(k+1～M)的独立连通区域块，且这些属于集合(k+1～M)的区域块能被由集合(k～M)所定义的二值区域块距离变换后形成的局部连通区域块所连接或同时覆盖，则将这些属于集合(k+1～M)的区域块融合为一个局部独立连通区域；如果处于某一集合的多个独立连通区域块都能融合为一个区域块，则将此整个局部独立连通区域判定为独立细胞核区域，否则判定为粘连细胞核区域。进一步地，还包括步骤：通过融合红色染色信息的灰度层级结构信息以及蓝色染色信息的灰度层级结构信息，构建图像灰度层级结构信息融合结果；针对图像灰度层级结构信息融合结果中的某一个局部独立连通区域，确定其内部数值最高的区域块集合中独立连通区域块的个数与区域；通过已确定的独立连通区域块的区域，分别再与红色染色信息以及绿色染色信息的灰度层级结构信息进行覆盖检测，从而确定不同的独立连通区域块所属的类别信息；如若一个或多个独立连通区域块都包含同一种染色信息，则将这整个局部独立连通区域判定为同类别细胞核粘连区域，否则判定为不同类别细胞核粘连区域。一种检测心肌细胞核独立情况和粘连情况的系统，包括步骤：第一分析模块，用于针对单个染色信息的灰度层级结构信息，分析各局部独立连通区域中灰度层级结构信息的相互包含关系；第二分析模块，用于针对单个染色信息的灰度层级结构信息，采用距离变换操作分析各二值独立连通区域的距离层级结构信息关系；第三分析模块，用于针对构建不同染色信息的灰度层级结构信息融合结果，并分析其灰度层级结构信息关系以及距离层级结构信息关系。进一步地，还包括：第一判定模块，用于针对图像灰度层级结构信息中的每一个局部独立连通区域，其内部包含值为1至M的区域块，且具有不同值的区域块之间存在包含与被包含关系。假设存在变量k,且1<＝k<＝M，将像素值范围在[k,M]之间的像素所定义的区域范围定义为集合(k～M)。此时假设1<＝k<M，那么将若某一个局部独立连通区域内部的一个属于集合(k～M)的独立连通区域块内部包含多个属于集合(k+1～M)的独立连通区域块，则将这整个局部独立连通区域判定为粘连细胞核区域，否则，判定为独立细胞核区域。进一步地，还包括：第二判定模块，用于针对图像灰度层级结构信息中的某一个局部独立连通区域，若此整个局部独立连通区域内部属于集合(k～M)的某一个独立连通区域块内部中存在多个属于集合(k+1～M)的独立连通区域块，且这些属于集合(k+1～M)的区域块能被由集合(k～M)所定义的二值区域块距离变换后形成的局部连通区域块所连接或同时覆盖，则将这些属于集合(k+1～M)的区域块融合为一个局部独立连通区域。如果处于某一集合的多个独立连通区域块都能融合为一个区域块，则将此整个局部独立连通区域判定为独立细胞核区域，否则判定为粘连细胞核区域。进一步地，还包括：第三判定模块，用于通过融合红色染色信息的灰度层级结构信息以及蓝色染色信息的灰度层级结构信息，构建图像灰度层级结构信息融合结果。针对图像灰度层级结构信息融合结果中的某一个局部独立连通区域，确定其内部数值最高的区域块集合中独立连通区域块的个数与区域。通过已确定的独立连通区域块的区域，分别再与红色染色信息以及绿色染色信息的灰度层级结构信息进行覆盖检测，从而确定不同的独立连通区域块所属的类别信息。如若一个或多个独立连通区域块都包含同一种染色信息，则将这整个局部独立连通区域判定为同类别细胞核粘连区域，否则判定为不同类别细胞核粘连区域。进一步地，还包括：汇总输出模块，用于输出判定汇总结果以及心肌细胞核独立情况与粘连情况二值区域结果。本专利技术与传统的技术相比，有如下优点：本专利技术通过构建图像的灰度层级结构信息，并基于各局部独立连通区域的灰度层级结构信息关系以及内部各二值独立连通区域的距离层级结构信息关系检测和分析细胞核独立情况和粘连情况，从而理解心肌细胞免疫组化图像内部的场景信息，有利于心肌细胞免疫组化图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测心肌细胞核独立情况和粘连情况的方法，其特征在于，包括步骤：S1、基于图像灰度层级结构信息，分析每个局部连通区域内的灰度层级结构信息的包含关系；S2、采用距离变换操作，分析灰度层级结构信息中各二值独立连通区域的距离层级结构信息关系。

【技术特征摘要】
1.一种检测心肌细胞核独立情况和粘连情况的方法，其特征在于，包括步骤：S1、基于图像灰度层级结构信息，分析每个局部连通区域内的灰度层级结构信息的包含关系；S2、采用距离变换操作，分析灰度层级结构信息中各二值独立连通区域的距离层级结构信息关系。2.根据权利要求1所述的一种检测心肌细胞核独立情况和粘连情况的方法，其特征在于，还包括步骤：针对图像灰度层级结构信息中的每一个局部独立连通区域，其内部包含值为1至M的区域块，且具有不同值的区域块之间存在包含与被包含关系；假设存在变量k,且1<＝k<＝M，将像素值范围在[k,M]之间的像素所定义的区域范围定义为集合(k～M)；此时假设1<＝k<M，那么将若某一个局部独立连通区域内部的一个属于集合(k～M)的独立连通区域块内部包含多个属于集合(k+1～M)的独立连通区域块，则将这整个局部独立连通区域判定为粘连细胞核区域，否则，判定为独立细胞核区域。3.根据权利要求2所述的一种检测心肌细胞核独立情况和粘连情况的方法，其特征在于，还包括步骤：针对图像灰度层级结构信息中的某一个局部独立连通区域，若此整个局部独立连通区域内部属于集合(k～M)的某一个独立连通区域块内部中存在多个属于集合(k+1～M)的独立连通区域块，且这些属于集合(k+1～M)的区域块能被由集合(k～M)所定义的二值区域块距离变换后形成的局部连通区域块所连接或同时覆盖，则将这些属于集合(k+1～M)的区域块融合为一个局部独立连通区域；如果处于某一集合的多个独立连通区域块都能融合为一个区域块，则将此整个局部独立连通区域判定为独立细胞核区域，否则判定为粘连细胞核区域。4.根据权利要求1所述的一种检测心肌细胞核独立情况和粘连情况的方法，其特征在于，还包括步骤：通过融合红色染色信息的灰度层级结构信息以及蓝色染色信息的灰度层级结构信息，构建图像灰度层级结构信息融合结果；针对图像灰度层级结构信息融合结果中的某一个局部独立连通区域，确定其内部数值最高的区域块集合中独立连通区域块的个数与区域；通过已确定的独立连通区域块的区域，分别再与红色染色信息以及绿色染色信息的灰度层级结构信息进行覆盖检测，从而确定不同的独立连通区域块所属的类别信息；如若一个或多个独立连通区域块都包含同一种染色信息，则将这整个局部独立连通区域判定为同类别细胞核粘连区域，否则判定为不同类别细胞核粘连区域。5.一种检测心肌细胞核独立情况和粘连情况的系统，其特征在于，包括步骤：第一分析模块，用于针对单个染色信息的灰度层级结构信息，分析各局部独立连通区域中灰度层级结构信息的相互包含关系；第二分析模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈磊，方陆明，徐爱俊，任俊俊，唐丽华，楼雄伟，
申请(专利权)人：浙江农林大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33