一种显微镜系统有形成分提取方法技术方案

本发明专利技术涉及一种显微镜系统有形成分提取方法，属于显微镜系统的图像处理领域。首先拍摄获得包含有形成分区域的数字图像，然后通过图像分析获得有形成分区域边界的一个像素集合，通过计算，增减并排列集合内元素，使像素集合内的元素顺序连接构成一个封闭凸多边形，可以完全包含所述有形成分的全部区域，该凸多边形是包含该有形成分区域的最小凸多边形，即可获得完整的有形成分区域。本发明专利技术优点是，针对边界模糊、一定程度离焦、低对比度及破碎的有形成分亦有良好的提取效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及显微镜系统有形成分提取方法，尤其涉及ー种显微镜系统视野中有形成分区域的定位和完整提取的方法。
技术介绍
基于显微镜系统有形成分提取的方法已经众所周知。如申请号200380108664. X和201010568805的专利所公开的方法和系统。基于背景和有形成分灰度差值来分割提取目标区域是目前普遍采用的方法。遗憾的是，针对边界模糊、一定程度离焦、低对比度及破碎的有形成分提取效果往往不佳，不能完整地提取目标区域，甚至不能获得准确的有形成分数量，而这关系到后续对有形成分的所有操作，如分类识别等，将直接导致最終結果的错误
技术实现思路
本专利技术提供，以解决针对边界模糊、一定程度离焦、低对比度及破碎的有形成分提取效果不佳，不能完整地提取目标区域，甚至不能获得准确的有形成分数量的问题。本专利技术采取的技术方案是包括以下步骤(I)、拍摄获得包含有形成分区域的数字图像f，其中数字图像由像素点组成，包括有形成分区域像素和背景像素，每个像素拥有自己的像素值；(2)、计算数字图像f 的图像梯度，G = 其中G是数字图像f 的图像梯度，S是梯度算子模板，S可以选择Sobel算子、Robert算子、Prewitt算子；(3)、对G ニ值化处理，ニ值化方法可以选择固定阈值ニ值化方法或者Otsu提出的一维直方图上的最大类间方差方法；(4)、对ニ值图像进行边界跟踪，得到ー个有形成分区域的边界像素有序ニ维坐标集合P(P1, p2, . . . , pn}, n为边界像素集元素个数，P的姆个元素由X分量和y分量组成,如Pi= IPi. X, P1. j)；(5)、计算包含有形成分区域的最小面积凸多边形I)、把步骤(2)中得到的像素点集合按极角从小到大排序，得到新的集合P' (P1, P2，…，pn}, n为边界像素集元素个数；2)、顺序从P'中读取3个元素P1,p2,p3,两两组成两个向量/;yt，/W计算两个向量的叉积￥,若V大于0,从P'中读取P4, P2 > p3、P4两两组成两个向量继续计算叉积；否则，从P'中删除P3，读取P4，Pl、P2> P4计算叉积；按上述方法计算来删减集合内的元素，直到P'中所有元素都遍历一次，得到P'的一个子集P"，将P"内元素首尾顺次相连，可得到包含粒子区域的最小凸多边形，即P"内的元素是最小凸多边形的顶点；(6)、以步骤(5)得到的凸多边形作为掩模，在数字图像f中得到有形成分区域。本专利技术ー种实施方式是在步骤(2)中，G =ブ》S，使用梯度算子S对灰度图像进行邻域像素值加权求和操作，算子S作为加权权值依据。本专利技术ー种实施方式是步骤(4)中，采用链码或者邻域判断的方法进行边界跟踪，链码方法采用顺时针或逆时针的遍历次序对像素点的四或八邻域编码排序找到ー个边界点作为初始点，按照遍历次序，遍历一周后回到初始点作为遍历終止条件，期间遍历的边界点都存入集合P中；邻域判断法基于ニ值化结果，判断每ー个像素四或八邻域是否全部为有形成分像素，若是即该点为有形成分内部点，不做处理；否则该点为有形成分边界点，存入边界点集合中。本专利技术ー种实施方式是步骤(5)中I)中，极角排序基于极坐标，极坐标的原点可以选取图像的四个角，如左下角，极角范围。本专利技术ー种实施方式是步骤(5)中2)中，向量由集合P'内元素计算得来，权利要求1.，其特征在于包括以下步骤 (1)、拍摄获得包含有形成分区域的数字图像f，其中数字图像由像素点组成，包括有形成分区域像素和背景像素，每个像素拥有自己的像素值； (2)、计算数字图像f的图像梯度，G=/ S，其中G是数字图像f的图像梯度，S是梯度算子模板，S可以选择Sobel算子、Robert算子、Prewitt算子； (3)、对Gニ值化处理，ニ值化方法可以选择固定阈值ニ值化方法或者Otsu提出的ー维直方图上的最大类间方差方法； (4)、对ニ值图像进行边界跟踪，得到ー个有形成分区域的边界像素有序ニ维坐标集合P(P1, P2,…，pn}，n为边界像素集元素个数,P的姆个元素由X分量和y分量组成,如P1KP1.X, P1. y)； (5)、计算包含有形成分区域的最小面积凸多边形 1)、把步骤⑵中得到的像素点集合按极角从小到大排序，得到新的集合P'{Pl, P2,…，Pn}，n为边界像素集元素个数； 2)、顺序从P'中读取3个元素P1,p2，p3，两两组成两个向量凡/)2，/W计算两个向量的叉积V，若！^大于0,从P'中读取p4, p2、P3、P4两两组成两个向量继续计算叉积；否贝U，从P'中删除P3，读取P4, P:、P2> P4计算叉积；按上述方法计算来删减集合内的元素，直到P'中所有元素都遍历一次，得到P'的一个子集P"，将P"内元素首尾顺次相连，可得到包含粒子区域的最小凸多边形，即P"内的元素是最小凸多边形的顶点； (6)、以步骤(5)得到的凸多边形作为掩模，在数字图像f中得到有形成分区域。2.如权利要求I所述的ー种显微镜系统有形成分提取方法，其特征在于步骤(2)中，G = / S，使用梯度算子S对灰度图像进行邻域像素值加权求和操作，算子S作为加权权值依据。3.如权利要求I所述的ー种显微镜系统有形成分提取方法，其特征在于步骤(4)中，采用链码或者邻域判断的方法进行边界跟踪，链码方法采用顺时针或逆时针的遍历次序对像素点的四或八邻域编码排序找到ー个边界点作为初始点，按照遍历次序，遍历一周后回到初始点作为遍历終止条件，期间遍历的边界点都存入集合P中，邻域判断法判断每ー个像素四或八邻域是否全部为有形成分像素，若是即该点为有形成分内部点，不做处理；否则该点为有形成分边界点，存入边界点集合中。4.如权利要求I所述的ー种显微镜系统有形成分提取方法，其特征在于步骤(5)的I)中，极角排序基于极坐标，极坐标的原点选取图像的四个角。5.如权利要求I所述的ー种显微镜系统有形成分提取方法，其特征在干步骤(5)的2)中，向量由集合P '内元素计算得来，P1P2 ={p2.x-pi.\,p2.y-p:.y),PP= (P3 -X - P2 -Y, P3 .V - P2 .y)，向量/ P 与/>2凡的叉积表示为(P2-X-P1-X)=KP3^y-P2.y) - (P3. x-p2. X) * (p2. Y-P1. y)。全文摘要本专利技术涉及，属于显微镜系统的图像处理领域。首先拍摄获得包含有形成分区域的数字图像，然后通过图像分析获得有形成分区域边界的一个像素集合，通过计算，增减并排列集合内元素，使像素集合内的元素顺序连接构成一个封闭凸多边形，可以完全包含所述有形成分的全部区域，该凸多边形是包含该有形成分区域的最小凸多边形，即可获得完整的有形成分区域。本专利技术优点是，针对边界模糊、一定程度离焦、低对比度及破碎的有形成分亦有良好的提取效果。文档编号G06K9/46GK102831424SQ20121026834公开日2012年12月19日 申请日期2012年7月31日 优先权日2012年7月31日专利技术者宋洁, 沈继楠, 唐松 申请人:长春迪瑞医疗科技股份有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显微镜系统有形成分提取方法，其特征在于包括以下步骤：（1）、拍摄获得包含有形成分区域的数字图像f，其中数字图像由像素点组成，包括有形成分区域像素和背景像素，每个像素拥有自己的像素值；（2）、计算数字图像f的图像梯度，其中G是数字图像f的图像梯度，S是梯度算子模板，S可以选择Sobel算子、Robert算子、Prewitt算子；（3）、对G二值化处理，二值化方法可以选择固定阈值二值化方法或者Otsu提出的一维直方图上的最大类间方差方法；（4）、对二值图像进行边界跟踪，得到一个有形成分区域的边界像素有序二维坐标集合P{p1,p2,…,pn}，n为边界像素集元素个数，P的每个元素由x分量和y分量组成，如p1=（p1.x，p1.y）；（5）、计算包含有形成分区域的最小面积凸多边形：1）、把步骤(2)中得到的像素点集合按极角从小到大排序，得到新的集合P′{p1,p2,…,pn}，n为边界像素集元素个数；2）、顺序从P′中读取3个元素p1，p2，p3，两两组成两个向量计算两个向量的叉积ψ，若ψ大于0，从P′中读取p4，p2、p3、p4两两组成两个向量继续计算叉积；否则，从P′中删除p3，读取p4，p1、p2、p4计算叉积；按上述方法计算来删减集合内的元素，直到P′中所有元素都遍历一次，得到P′的一个子集P″，将P″内元素首尾顺次相连，可得到包含粒子区域的最小凸多边形，即P″内的元素是最小凸多边形的顶点；（6）、以步骤（5）得到的凸多边形作为掩模，在数字图像f中得到有形成分区域。FDA00001954921200011.jpg,FDA00001954921200012.jpg...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋洁，沈继楠，唐松，
申请(专利权)人：长春迪瑞医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：