交叉重叠染色体的分割方法技术

本发明专利技术涉及数字医疗的医学显微图像分析领域，提出一种交叉重叠染色体分割方法，包含：步骤一，在交叉重叠染色体中心区域画线段；步骤二，计算线段的斜率及该线段的法线斜率，获得计算结果；步骤三，根据计算结果进行线段长度测量，并根据测量结果确定切割点；步骤四，根据切割点对所述交叉重叠染色体进行分割。本发明专利技术提出的交叉重叠染色体的分割方法，是基于线段长度测量的手段进行切割点的判定并依此进行染色体的分割，能够大幅降低人工分割的难度和工作量，而且算法简单，同时也提高了染色体分析的自动化程度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字医疗的医学显微图像分析领域，具体为提出 一种交叉重 叠染色体的分割方法。
技术介绍
随着多媒体通信技术和现代医学领域视讯信息化应用的不断融合和发 展，医院的诊疗工作越来越多地依赖现代化的多媒体数字医疗检查结果。像显微镜、X光4企查、CT、 MRI、超声、肠胃镜和窥镜等影像学检查的应用也越 来越普遍。数字医疗，即为通过计算机科学、现代网络通信技术及数据库技 术，为医院所属各部门提供病人信息和管理信息的收集、存储、处理、提取 和数据交换，并满足所有授权用户的功能需求。尤其是染色体分析工作，人 工染色体分析是一项非常繁重的工作，医务人员必须把染色体的显微图片通 过眼睛观察和手画方式来重现，再进行比较、分析、配对、排序和分类等一 系列工作，这样需要大量消耗人力和物力。目前国内开发的一些染色体自动 分析系统，是通过高清晰的摄像机架设于显微镜上，摄像机从显微镜捕获镜 下的影像，然后通过数据线连接到专用计算机，由计算机运行染色体分析软 件，影像在软件中显示。染色体分析人员可通过软件进行图像优化、染色体 自动识别、自动排列、分割染色体和标准染色体核型对照、输出报告、保存 数据等操作。染色体自动分析系统主要应用于现代显微镜下的临床医学分析 诊断，其最大的优点是影像清晰度高、可在计算机大屏幕下直接观察、计算 机自动识别、自动排列、分割染色体和标准染色体核型对照，大大减轻了医 务工作者的劳动强度，而且提高了分析判断的准确度，并可以将图像方便存 储、处理，为以后的分析总结提供宝贵资料，这也是医学显微图像分析的趋 势。这些染色体自动分析系统，虽然有一些效果很好，但都没有达到令人满意的程度，特别是对染色体交叠、粘连图像的分割，染色体特征提取和条带 分析等方面都存在无法克服的困难。现有的染色体自动分析系统中，对于交叉重叠染色体多以手工分割为主， 即手工选择交叉重叠染色体的四个切割点进行分割，这种手动方式需要耗费 很多的时间和人力。除此之外的其他自动分割方法，通过染色体边缘特征选 择内凹点作为染色体分割的切割点，但对于交叉重叠染色体的交叉重叠区域 以外的染色体部分轮廓的要求较高，例如，不能存在与较大程度的弯曲，否 则很容易产生对凹点的误判，导致分割错误。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种，对交叉重叠染 色体的轮廓无特殊要求，并且能够实现自动分割出交叉重叠染色体。本专利技术提出的，是基于线段长度的测量对两条垂直交叉的交叉重叠染色体进行分割，具体包含以下步骤步骤SIOO，所述第一染色体与所述第二染色体的交叉重叠区域为中心区 域；根据接收的画线指令在所述中心区域沿所述第一染色体的骨架方向画 一条线段，并且该线段的长度大于所述第二染色体的宽度；步骤S200，计算所述线段的斜率及该线段的法线斜率，获得计算结果；步骤S300，根据所述计算结果进行线段长度测量，并根据测量结果确定切 割点；步骤S400,根据所述切割点对所述交叉重叠染色体进行分割。本专利技术提出的，是基于线段长度测量确定切割 点并以此来分割交叉重叠染色体，不依赖交叉重叠染色体边缘特征来确定切 割点，所以对交叉重叠染色体的轮廓无特殊要求，即使轮廓存在较大程度弯6曲的交叉重叠染色体同样可以使用本专利技术提出的技术方案进行分割，准确度 高；同时，除了步骤S100需要根据接收的画线指令来进行画线之外，其余步 骤都可自动化进行，能够实现自动分割出交叉重叠染色体，效率得到提升。附图说明图1为本专利技术提出的流程图； 图2是经过预处理的一幅待分割的染色体原始图像； 图3是利用微分算子对图l进行边缘检测的结果示意图； 图4是人工画线位置与图3的位置关系示意图5是实施例1中从线段的一端做法线并与交叉重叠染色体边缘交于两 点后的结果示意图6是实施例1中依次在线段的相邻点做法线与交叉重叠染色体边缘相 交直至满足判定条件的示意图7是实施例1中根据判定条件确定一条法线与边缘的两个交点作为切 割点的示意图8是实施例1中从线段的另一端做法线与边缘相交于两点的结果示意图9是实施例1中在图8的基础上依次在相邻点做法线与染色体边缘相 交直至满足判定的示意图IO是实施例1中在图9的基础上根据判定条件确定一条法线与边缘的 两个交点作为切割点的示意图ll是实施例1中染色体轮廓图像内凹处确定的4个染色体切割点示意图12是实施例l基于法线线段长度测量流程图13是利用四个切割点才艮据图4象轮廊Freeman编码分离出的一个染色体 轮廓示意图14是利用四个切割点根据图像轮廓Freeman编码分离出的另一个染色 体轮廓示意图；图15是利用图13对染色体进行填充恢复后的染色体示意图16是利用图14对染色体进行填充恢复后的染色体示意图17是实施例2中从线段的一侧开始沿法线方向平移线段后的示意图18是实施例2中对线段持续平移直至满足判定条件的示意图19是实施例2中平移终止后根据判定条件确定切割点的位置的示意图20是实施例2中线段从初始位置向另一侧开始平移的示意图21是实施例2中线段满足判定条件停止平移的示意图22是实施例2中根据判定条件确定平移线段的终止位置与交叉重叠染色体边纟斜目交两点的示意图23是实施例2基于平行线线段长度测量流程图。具体实施例方式本专利技术提出的，是基于线段长度的测量对2 条垂直交叉的交叉重叠染色体进行分割，但对于某些多条交叉重叠染色体， 应用对象并不局限于此，以3条粘连染色体为例，如果该3体粘连染色体交叉 的中心区域不重叠，同样可以适用于本专利技术提出的技术方案，可以进行连续2 次分割以达到分割目的。本专利技术提出的，如图1所示，具体包含以下 步骤步骤SIOO,第一染色体与第二染色体的交叉重叠区域为中心区域；根据接 收的画线指令在中心区域沿第一染色体的骨架方向画一条线段，并且该线 段的长度大于第二染色体的宽度；步骤S200，计算线段的斜率及其法线斜率，获得计算结果；步骤S300，根据计算结果进行线段长度测量，并根据测量结果确定切割点；步骤S400，根据切割点对交叉重叠染色体进行分割。其中，步骤S300包含两种方案来实现 一种为基于法线线段长度测量，并根据测量结果确定切割点；另一种为基于平行线线段长度测量，并根据测量结果确定切割点。下面以两个具体实施例来对本专利技术进行说明。实施例1:本实施例中的技术方案为基于法线线段长度测量进行交叉重叠染色体的分割。其中，具体包括以下步骤步骤l，第一染色体与第二染色体的交叉重叠区域为中心区域；根据接收的画线指令在中心区域沿第一染色体的骨架方向画一条线段，并且该线段的长度大于第二染色体的宽度。在进行此步骤之前， 一般都需要对交叉重叠染色体的图像做些预处理和边缘检测，这个步骤和现有技术中进行染色体分析的预处理和边缘检测步骤相同。首先对染色体图像进行去除杂信息、噪声及增大图像对比度的预处理；然后利用微分算子对该染色体图像进行边缘检测。预处理首先进行中值滤波，再进行灰度拉伸处理，消除采集图像中的噪声和气泡。对剩余的噪声和气泡，采用阔值分割的方法去除。如图2所示，图2是经过预处理的一幅待分割的染色体原始图像。图3是利用微分算子对图2中的染色体图像进行边缘检测的结果示意图。本步骤中接收画线指令是因为此步骤使用人工划线，染色体自动分析系统的用户进行操作，系统接收到画线指令后进行画线动作。如图4所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交叉重叠染色体的分割方法，其特征在于，所述交叉重叠染色体包含垂直交叉的第一染色体和第二染色体，包含以下步骤：　步骤Ｓ１００，所述第一染色体与所述第二染色体的交叉重叠区域为中心区域；根据接收的画线指令在所述中心区域沿所述第一染色体的骨架方向画一条线段，并且该线段的长度大于所述第二染色体的宽度；　步骤Ｓ２００，计算所述线段的斜率及该线段的法线斜率，获得计算结果；　步骤Ｓ３００，根据所述计算结果进行线段长度测量，并根据测量结果确定切割点；　步骤Ｓ４００，根据所述切割点对所述交叉重叠染色体进行分割。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林道庆，刘国平，
申请(专利权)人：广东威创视讯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]