1.一种基于藻类细胞形态的面积核分割计数方法,其特征在于:包括对连通区域进行特征的提取和聚类,并将单细胞区域分为一类,根据单细胞区域的面积设计权重面积核,使用权重面积核与藻类细胞匹配,从而将粘连细胞区域分割,过滤噪声区域,最终完成计数;
其中最重要的是权重面积核的构建,包括以下步骤:
(1)输入藻类显微图像,并对图像进行预处理,预处理包括直方图均衡化、灰度化和滤波等;
(2)采用OTSU算法对图像进行分割,将图像转化为二值图;
(3)对二值图像进行膨胀操作和闭操作,实现连通区域边缘的平滑和较小孔洞的填充,再采用孔洞填充算法对较大的孔洞进行填充;
(4)根据孔洞填充后的二值图像获取连通区域的位置、面积以及其外接矩形;
(5)将连通区域的面积和其外接矩形的边长作为特征,输入到高斯混合模型中进行聚类;将单细胞区域分为一类,粘连细胞区域和噪声分为一类;通过对连通区域的形态和面积进行分析,确定某个连通区域是单个藻类细胞,还是多个粘连的藻类细胞,或者是噪声;根据藻类细胞的形态特征设计一个跟藻类细胞面积基本相等的圆形面积核,利用圆的内接正方形来大致代替圆形;针对藻类显微图像二值化后,连通区域并完全呈现类圆形,某些藻类细胞可能由于噪声干扰出一些缺口的部分,对正方形的面积核进行权重设计,根据细胞的形态特征分析,细胞的核心在中心,其权重最大,越往边缘其权重越小,计算连通区域与权重面积核匹配部分的数值与完整面积核数值的比值,当比值达到一定程度时,将该匹配区域视为一个藻类细胞;
(6)根据聚类结果,获得单细胞区域面积的均值、最大值和最小值,根据这些值设计权重面积核的大小;
(7)由步骤(4)可以获得连通区域的位置,用权重面积核对这些位置进行匹配分割,对分割后的区域进行标记;
(8)统计整个二值图标记的数量,即为藻类细胞的个数。
2.根据权利要求1所述的一种基于藻类细胞形态的面积核分割计数方法,其特征在于:上述步骤(6)中包括:
根据藻类显微图像的二值图,统计每个连通区域的面积以及其外接矩形;利用面积特征和边长特征作为高斯混合模型的输入,对连通区域进行聚类,将单细胞区域分离出来;根据聚类结果,统计单细胞的平均面积,同时找出单细胞面积的最大值和最小值,以此设计权重面积分割核的大小。
3.根据权利要求1所述的一种基于藻类细胞形态的面积核分割计数方法,其特征在于:上述步骤(7)中包括:
在统计藻类二值图的连通区域的外接矩形时,获得外接矩形的位置,利用设计的权重面积核对这些区域进行匹配,实现粘连细胞的分割。