專利名稱：一種顯微鏡系統有形成分提取方法
技術領域：
本發明涉及顯微鏡系統有形成分提取方法，尤其涉及ー種顯微鏡系統視野中有形成分區域的定位和完整提取的方法。
背景技術：
基于顯微鏡系統有形成分提取的方法已經眾所周知。如申請號200380108664. X和201010568805的專利所公開的方法和系統。基于背景和有形成分灰度差值來分割提取目標區域是目前普遍采用的方法。遺憾的是，針對邊界模糊、一定程度離焦、低對比度及破碎的有形成分提取效果往往不佳，不能完整地提取目標區域，甚至不能獲得準確的有形成分數量，而這關系到后續對有形成分的所有操作，如分類識別等，將直接導致最終結果的錯誤
發明內容
本發明提供一種顯微鏡系統有形成分提取方法，以解決針對邊界模糊、一定程度離焦、低對比度及破碎的有形成分提取效果不佳，不能完整地提取目標區域，甚至不能獲得準確的有形成分數量的問題。本發明采取的技術方案是包括以下步驟(I)、拍攝獲得包含有形成分區域的數字圖像f，其中數字圖像由像素點組成，包括有形成分區域像素和背景像素，每個像素擁有自己的像素值；(2)、計算數字圖像f 的圖像梯度，G = 其中G是數字圖像f 的圖像梯度，S是梯度算子模板，S可以選擇Sobel算子、Robert算子、Prewitt算子；(3)、對G ニ值化處理，ニ值化方法可以選擇固定閾值ニ值化方法或者Otsu提出的一維直方圖上的最大類間方差方法；(4)、對ニ值圖像進行邊界跟蹤，得到ー個有形成分區域的邊界像素有序ニ維坐標集合P(P1, p2, . . . , pn}, n為邊界像素集元素個數，P的姆個元素由X分量和y分量組成,如
Pi= IPi. X, P1. j)；(5)、計算包含有形成分區域的最小面積凸多邊形I)、把步驟(2)中得到的像素點集合按極角從小到大排序，得到新的集合P' (P1, P2，…，pn}, n為邊界像素集元素個數；2)、順序從P'中讀取3個元素P1,p2,p3,兩兩組成兩個向量/;yt，/W計算兩個向量的叉積￥,若V大于0,從P'中讀取P4, P2 > p3、P4兩兩組成兩個向量繼續計算叉積；否則，從P'中刪除P3，讀取P4，Pl、P2> P4計算叉積；按上述方法計算來刪減集合內的元素，直到P'中所有元素都遍歷一次，得到P'的一個子集P"，將P"內元素首尾順次相連，可得到包含粒子區域的最小凸多邊形，即P"內的元素是最小凸多邊形的頂點；(6)、以步驟(5)得到的凸多邊形作為掩模，在數字圖像f中得到有形成分區域。本發明ー種實施方式是在步驟(2)中，G =ブ》S，使用梯度算子S對灰度圖像進行鄰域像素值加權求和操作，算子S作為加權權值依據。本發明ー種實施方式是步驟(4)中，采用鏈碼或者鄰域判斷的方法進行邊界跟蹤，鏈碼方法采用順時針或逆時針的遍歷次序對像素點的四或八鄰域編碼排序找到ー個邊界點作為初始點，按照遍歷次序，遍歷一周后回到初始點作為遍歷終止條件，期間遍歷的邊界點都存入集合P中；鄰域判斷法基于ニ值化結果，判斷每ー個像素四或八鄰域是否全部為有形成分像素，若是即該點為有形成分內部點，不做處理；否則該點為有形成分邊界點，存入邊界點集合中。本發明ー種實施方式是步驟(5)中I)中，極角排序基于極坐標，極坐標的原點可以選取圖像的四個角，如左下角，極角范圍[O，f]。本發明ー種實施方式是步驟(5)中2)中，向量由集合P'內元素計算得來，
權利要求
1.一種顯微鏡系統有形成分提取方法，其特征在于包括以下步驟 (1)、拍攝獲得包含有形成分區域的數字圖像f，其中數字圖像由像素點組成，包括有形成分區域像素和背景像素，每個像素擁有自己的像素值； (2)、計算數字圖像f的圖像梯度，G=/ S，其中G是數字圖像f的圖像梯度，S是梯度算子模板，S可以選擇Sobel算子、Robert算子、Prewitt算子； (3)、對Gニ值化處理，ニ值化方法可以選擇固定閾值ニ值化方法或者Otsu提出的ー維直方圖上的最大類間方差方法； (4)、對ニ值圖像進行邊界跟蹤，得到ー個有形成分區域的邊界像素有序ニ維坐標集合P(P1, P2,…，pn}，n為邊界像素集元素個數,P的姆個元素由X分量和y分量組成,如P1KP1.X, P1. y)； (5)、計算包含有形成分區域的最小面積凸多邊形 1)、把步驟⑵中得到的像素點集合按極角從小到大排序，得到新的集合P'{Pl, P2,…，Pn}，n為邊界像素集元素個數； 2)、順序從P'中讀取3個元素P1,p2，p3，兩兩組成兩個向量凡/)2，/W計算兩個向量的叉積V，若！^大于0,從P'中讀取p4, p2、P3、P4兩兩組成兩個向量繼續計算叉積；否貝U，從P'中刪除P3，讀取P4, P:、P2> P4計算叉積；按上述方法計算來刪減集合內的元素，直到P'中所有元素都遍歷一次，得到P'的一個子集P"，將P"內元素首尾順次相連，可得到包含粒子區域的最小凸多邊形，即P"內的元素是最小凸多邊形的頂點； (6)、以步驟(5)得到的凸多邊形作為掩模，在數字圖像f中得到有形成分區域。
2.如權利要求I所述的ー種顯微鏡系統有形成分提取方法，其特征在于步驟(2)中，G = / S，使用梯度算子S對灰度圖像進行鄰域像素值加權求和操作，算子S作為加權權值依據。
3.如權利要求I所述的ー種顯微鏡系統有形成分提取方法，其特征在于步驟(4)中，采用鏈碼或者鄰域判斷的方法進行邊界跟蹤，鏈碼方法采用順時針或逆時針的遍歷次序對像素點的四或八鄰域編碼排序找到ー個邊界點作為初始點，按照遍歷次序，遍歷一周后回到初始點作為遍歷終止條件，期間遍歷的邊界點都存入集合P中，鄰域判斷法判斷每ー個像素四或八鄰域是否全部為有形成分像素，若是即該點為有形成分內部點，不做處理；否則該點為有形成分邊界點，存入邊界點集合中。
4.如權利要求I所述的ー種顯微鏡系統有形成分提取方法，其特征在于步驟(5)的I)中，極角排序基于極坐標，極坐標的原點選取圖像的四個角。
5.如權利要求I所述的ー種顯微鏡系統有形成分提取方法，其特征在干步驟(5)的2)中，向量由集合P '內元素計算得來，P1P2 ={p2.x-pi.\,p2.y-p:.y),PP= (P3 -X - P2 -Y, P3 .V - P2 .y)，向量/ P 與/>2凡的叉積表示為(P2-X-P1-X)=KP3^y-P2.y) - (P3. x-p2. X) * (p2. Y-P1. y)。
全文摘要
本發明涉及一種顯微鏡系統有形成分提取方法，屬于顯微鏡系統的圖像處理領域。首先拍攝獲得包含有形成分區域的數字圖像，然后通過圖像分析獲得有形成分區域邊界的一個像素集合，通過計算，增減并排列集合內元素，使像素集合內的元素順序連接構成一個封閉凸多邊形，可以完全包含所述有形成分的全部區域，該凸多邊形是包含該有形成分區域的最小凸多邊形，即可獲得完整的有形成分區域。本發明優點是，針對邊界模糊、一定程度離焦、低對比度及破碎的有形成分亦有良好的提取效果。
文檔編號G06K9/46GK102831424SQ20121026834
公開日2012年12月19日 申請日期2012年7月31日 優先權日2012年7月31日
發明者宋潔, 沈繼楠, 唐松 申請人:長春迪瑞醫療科技股份有限公司