【技术实现步骤摘要】
基于图像匹配算法提取电动力场中细胞自旋转速度的方法
本专利技术属于电动力微流控芯片
,具体涉及基于图像匹配算法提取电动力场中细胞自旋转速度的方法。
技术介绍
作为细胞行为的一种,细胞自旋转特性对于探索和阐明细胞的内在特性,如电生理、生物力学和介电性质具有重要意,而这些内在特性又与人类疾病相关,因此研究细胞自旋转特性可以确定细胞的自旋转速度,也可以获取细胞的运动轨迹,还可以提高我们对癌症治疗效果的理解。然而目前对于细胞自旋转速度的提取均缺乏有效的手段,只能粗略地提取细胞的自旋转速度,还需要人工干预。为实现提高确定细胞旋转的精度和自动化的整个计算过程,就需要开发了一种新的基于匹配的检测算法,简化和优化自旋转速的提取过程的新方法。目前,具有基于图像匹配算法准确实时提取电动力场中细胞自旋转速度的方法,尚未报道。
技术实现思路
本专利技术提出基于图像匹配算法提取电动力场中细胞自旋转速度的方法,包括如下步骤:步骤1:用CCD(charge-coupled-device)相机获取RGB视频图像;步骤2:将RGB视频图像灰度化,灰度化公式如公式(1)所示:Gray=a×R+b×G+c×B(1)其中,Gray是灰度值,R、G、B为获取RBG图像的红色分量值、绿色分量值、蓝色分量值,a、b、c为灰度化参数值;步骤3:在灰度化后第一帧图像中用矩形框手动选择感兴趣细胞,所选择矩形区域被称为感兴趣细胞区域,感兴趣细胞区域可记为Rect[(uR,vR),2W+1,2H+1]表示中心为(uR,vR)、宽度为2W+1、高度为2H+1的矩形区域;步骤4:跟踪感兴趣细胞:包括步骤4.1~步 ...
【技术保护点】
1.基于图像匹配算法提取电动力场中细胞自旋转速度的方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:用CCD相机获取RGB视频图像;步骤2:将RGB视频图像灰度化,灰度化公式如公式(1)所示:Gray=a×R+b×G+c×B (1)其中,Gray是灰度值,R、G、B为获取RBG图像的红色分量值、绿色分量值、蓝色分量值,a、b、c为灰度化参数值;步骤3:在灰度化后第一帧图像用矩形框手动选择感兴趣细胞,所选择矩形区域被称为感兴趣细胞区域,感兴趣细胞区域可记为Rect[(uR,vR),2W+1,2H+1]表示中心为(uR,vR)、宽度为2W+1、高度为2H+1的矩形区域;步骤4:跟踪感兴趣细胞:包括步骤4.1~步骤4.5:步骤4.1:计算背景图像:用步骤2中灰度化后图像前N帧的均值作为背景图像,如公式(2)所示:
【技术特征摘要】
1.基于图像匹配算法提取电动力场中细胞自旋转速度的方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:用CCD相机获取RGB视频图像;步骤2:将RGB视频图像灰度化,灰度化公式如公式(1)所示:Gray=a×R+b×G+c×B(1)其中,Gray是灰度值,R、G、B为获取RBG图像的红色分量值、绿色分量值、蓝色分量值,a、b、c为灰度化参数值;步骤3:在灰度化后第一帧图像用矩形框手动选择感兴趣细胞,所选择矩形区域被称为感兴趣细胞区域,感兴趣细胞区域可记为Rect[(uR,vR),2W+1,2H+1]表示中心为(uR,vR)、宽度为2W+1、高度为2H+1的矩形区域;步骤4:跟踪感兴趣细胞:包括步骤4.1~步骤4.5:步骤4.1:计算背景图像:用步骤2中灰度化后图像前N帧的均值作为背景图像,如公式(2)所示:其中,fB表示背景图像,fi表示视频的第i帧图像,N是用于计算背景图像的帧数;步骤4.2:获得差分图像:步骤2灰度化后的图像的每一帧图像中减去背景图像,根据公式(3)获得差分图像Δfi:Δfi=|fi-fB|(3)其中,fB表示背景图像,fi表示视频的第i帧图像;步骤4.3:二值化差分图像:根据公式(4)将差分图像二值化,其中阈值level是通过Otsu方法确定的,Otsu方法是一种选择阈值以最大化类间方差的经典阈值选择方法;Δfi(u,v)为二值化后图像;步骤4.4:计算二值化后图像连通区域中心与最大半径:将二值化差分图像运用形态学开运算去除噪声,运用形态学闭运算连接相邻前景区域,根据公式(5)计算各二值图像各连通区域的中心与最大半径:其中i表示图像编号,上标q表示连通区域编号,表示第i幅图像第q个连通区域的中心,表示第i幅图像第q个连通区域像素的坐标,Miq表示第i幅图像第q个连通区域中的像素数量,Ro(·)和max(·)分别表示四舍五入函数和最大值函数,riq为第i幅图像第q个连通区域的半径;步骤4.5:寻找感兴趣细胞的运动区域和搜索窗口,具体为:在视频的第一帧中,将最靠近手动选择的矩形区域的中心(uR,vR)的连通区域的中心作为第一个感兴趣细胞的运动区域的中心,以(u1,v1)表示,将该连通区域的半径以r1表示,则以(u1,v1)为中心、宽度和高度均为2r1+1的矩形区域,被认为是第一帧中感兴趣细胞的运动区域,记作Rect[(u1,v1),w,h];寻找第i帧中与第i-1帧中的感兴趣细胞运动区域中心(ui-1,vi-1)最为接近的连通区域,由其中心和半径可确定第i帧的感兴趣细胞的运动区域,记为Re...
【专利技术属性】
技术研发人员:梁文峰,杨谢柳,牛玺辉,邹媛媛,
申请(专利权)人:沈阳建筑大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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