【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于区域分割，涉及一种区域分割方法，尤其涉及一种噬菌体菌斑连通区域的分割方法及系统。
技术介绍
1、噬菌体(phage)是侵袭细菌的病毒，也是赋予宿主菌生物学性状的遗传物质。噬菌体必须在活菌内寄生，有严格的宿主特异性，其取决于噬菌体吸附器官和受体菌表面受体的分子结构和互补性。噬菌体是病毒中最为普遍和分布最广的群体。通常在一些充满细菌群落的地方，如：泥土、动物的肠道里，都可以找到噬菌体。
2、在对噬菌体菌斑的分类过程中，噬菌体的大菌斑和小菌斑差异过大并且重叠的个数和区域较多，使用一般的分割算法效果欠佳；对于一堆噬菌体连在一起不能准确的分割出来。例如分水岭算法，需要孔洞填充当噬菌体围成一圈后，边缘到中心距离太大，导致以距离为阈值时，小的菌斑直接被筛掉。普通的凹点检测，对于多个重叠在一起的，同一个凹陷只能检测到凹陷最深的点导致分割效果不好。此外，连通区域会影响医生、科研工作者对噬菌体类别的判断。
3、有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的连通区域分割方式，以便克服现有连通区域分割方式存在的上述至少部分缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种噬菌体菌斑连通区域的分割方法及系统，可提升多个重叠的圆形物体的分割效果，有助于准确地判断各噬菌体的类别。
2、为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，采用如下技术方案：
3、一种噬菌体菌斑连通区域的分割方法，所述分割方法包括：
4、步骤s1、计算在噬菌体菌斑掩膜上得到每组轮廓上
5、步骤s2、根据给出的点形成外接框；
6、步骤s3、对每组轮廓进行凹点检测，若有新增的凹点，把检测出来的凹点和凸点添加到轮廓点集内并返回到步骤s2，否则转至步骤s4；
7、步骤s4、获取轮廓点集内所有点，并查询子轮廓字典，若有子轮廓，将子轮廓所有点加入到轮廓点集内；根据匹配规则匹配出两个点，对两点之间的连线及已存在的连线进行跨立实验判断是否相交；若通过实验，以连线分割掩膜，若不通过实验把两点放回到待匹配点集，并记录两点无法相连，继续进行凹点匹配直至所有点记录在匹配点集或无法匹配点集中。
8、作为本专利技术的一种实施方式，所述步骤s1中，通过cv2.findcontours找到所有轮廓；若父级轮廓没有父级轮廓，将该轮廓的所有点都记录到key为父轮廓的字典内；若没有父级轮廓，将所有轮廓上的点获取。
9、作为本专利技术的一种实施方式，所述步骤s2中，第一次处理的点为图像原本的凸包的点，递归后为所有凹点和凸点的点集；即在递归中将所述步骤s3把凹点和凸点都加到外框点集内。
10、作为本专利技术的一种实施方式，所述步骤s3中，凹点检测过程包括：
11、步骤s31、将所有点xi按纵坐标排序，选取纵坐标最小的点，记为x0；
12、步骤s32、计算各个点相对于x0的幅角α，将α按照从小到大排序；选取αmax和αmin取出对应的点取出来，把它们放在栈里面；
13、步骤s33、取出栈顶的点作为起点，重复步骤s32，直到取出的点和栈内的点重复；
14、步骤s34、得到凸包的点，即为栈内的点，计算凸包的中心点i；
15、步骤s35、计算每个点和凸包中心点i的距离l；
16、步骤s36、将距离的绝对值大于阈值的，加入到外接框点集中，并且若为凹陷记录下该凹点；所述凹陷指距离小于零；
17、步骤s37、递归至无新的点产生；
18、步骤s38、得到凹点集合。
19、作为本专利技术的一种实施方式，步骤s4中，匹配规则包括：寻找距离最近的点，若该匹配点距离最近的点也是该点，则判断两点之间连线与轮廓的距离差值，若在阈值内，记录无法匹配，并放回到待匹配点集里；如果该匹配点的最近点不是该点，则从匹配点重新开始这个步骤的操作。
20、根据本专利技术的另一个方面，采用如下技术方案：一种噬菌体菌斑连通区域的分割系统，所述分割系统包括：
21、点信息计算模块，用以计算在噬菌体菌斑掩膜上得到每组轮廓上点的信息；
22、外接框形成模块，用以根据给出的点形成外接框；
23、凹点检测模块，用以对每组轮廓进行凹点检测；若有新增的凹点，把检测出来的凹点和凸点添加到轮廓点集内；
24、掩膜分割模块，用以获取轮廓点集内所有点，并查询子轮廓字典；若存在子轮廓，将子轮廓所有点加入到轮廓点集内；根据匹配规则匹配出两个点，对两点之间的连线及已存在的连线进行跨立实验判断是否相交；若通过实验，以连线分割掩膜，若不通过实验，把两点放回到待匹配点集，并记录两点无法相连；继续进行凹点匹配，直至所有点记录在匹配点集或无法匹配点集中。
25、作为本专利技术的一种实施方式，所述点信息计算模块用以通过cv2.findcontours找到所有轮廓；若父级轮廓没有父级轮廓，将该轮廓的所有点都记录到key为父轮廓的字典内；若没有父级轮廓，将所有轮廓上的点获取。
26、作为本专利技术的一种实施方式，所述外接框形成模块第一次处理的点为图像原本的凸包的点，递归后为所有凹点和凸点的点集；即在递归中将凹点检测模块检测到的把凹点和凸点都加到外框点集内。
27、作为本专利技术的一种实施方式，所述凹点检测模块的凹点检测步骤包括：
28、步骤s31、将所有点xi按纵坐标排序，选取纵坐标最小的点，记为x0；
29、步骤s32、计算各个点相对于x0的幅角α，将α按照从小到大排序；选取αmax和αmin取出对应的点取出来，把它们放在栈里面；
30、步骤s33、取出栈顶的点作为起点，重复步骤s32，直到取出的点和栈内的点重复；
31、步骤s34、得到凸包的点，即为栈内的点，计算凸包的中心点i；
32、步骤s35、计算每个点和凸包中心点i的距离l；
33、步骤s36、将距离的绝对值大于阈值的，加入到外接框点集中，并且若为凹陷记录下该凹点；所述凹陷指距离小于零；
34、步骤s37、递归至无新的点产生；
35、步骤s38、得到凹点集合。
36、作为本专利技术的一种实施方式，所述掩膜分割模块的匹配规则包括：寻找距离最近的点，若该匹配点距离最近的点也是该点，则判断两点之间连线与轮廓的距离差值，若在阈值内，记录无法匹配，并放回到待匹配点集里；如果该匹配点的最近点不是该点，则从匹配点重新开始轮廓点处理的操作。
37、本专利技术的有益效果在于：本专利技术提出的噬菌体菌斑连通区域的分割方法及系统，针对重叠噬菌体菌斑进行连通区域的分割；通过凹点检测，和识别出的凹点按规则进行两两匹配，以它们的连线分割噬菌体菌斑连通区域。
38、本专利技术可提升多个重叠的圆形物体的分割效果，能够有效地帮助医生、科研工作者和机器准确的判断各噬菌体的类别。本专利技术有利于将噬菌体菌斑识别过程更加标准化，同时降低工作人员的误判率。
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1.一种噬菌体菌斑连通区域的分割方法，其特征在于，所述分割方法包括：
2.根据权利要求1所述的噬菌体菌斑连通区域的分割方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的噬菌体菌斑连通区域的分割方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的噬菌体菌斑连通区域的分割方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的噬菌体菌斑连通区域的分割方法，其特征在于：
6.一种噬菌体菌斑连通区域的分割系统，其特征在于，所述分割系统包括：
7.根据权利要求6所述的噬菌体菌斑连通区域的分割系统，其特征在于：
8.根据权利要求6所述的噬菌体菌斑连通区域的分割系统，其特征在于：
9.根据权利要求6所述的噬菌体菌斑连通区域的分割系统，其特征在于：
10.根据权利要求6所述的噬菌体菌斑连通区域的分割系统，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种噬菌体菌斑连通区域的分割方法，其特征在于，所述分割方法包括：
2.根据权利要求1所述的噬菌体菌斑连通区域的分割方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的噬菌体菌斑连通区域的分割方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的噬菌体菌斑连通区域的分割方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的噬菌体菌斑连通区域的分割方法，其特征在于：
...【专利技术属性】
技术研发人员：梅园，
申请(专利权)人：上海申挚医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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