本发明实施例提供一种细胞边界修补方法，包括获取第一细胞图像；根据第一细胞图像确定包含细胞边缘的位置信息的第二细胞图像；根据第一细胞图像确定包含细胞连通区域信息的第三细胞图像；根据细胞边缘的位置信息和细胞连通区域信息，修补第一细胞图像中的细胞边界以确定第四细胞图像。本发明实施例根据细胞边缘的位置信息和细胞连通区域信息修补破损的细胞边界，提高了存在细胞边界破损时细胞计数的准确性。
1.一种细胞边界修补方法，其特征在于，所述方法包括：获取第一细胞图像；
根据所述第一细胞图像确定包含细胞边缘的位置信息的第二细胞图像；
根据所述第一细胞图像确定包含细胞连通区域信息的第三细胞图像；
根据所述细胞边缘的位置信息和所述细胞连通区域信息，修补所述第一细胞图像中的细胞边界以确定第四细胞图像；
所述第一细胞图像为梯度二值化图像时，根据所述第一细胞图像确定包含细胞连通区域信息的第三细胞图像包括：通过八邻域标记算法对所述第一细胞图像进行细胞连通区域信息标记得到第三细胞图像，一个细胞边界为一个连通的区域，连通的区域有相同的区域值，不同的细胞边界为不连通的区域，不连通的区域有不同的区域值；
根据所述细胞边缘的位置信息和所述细胞连通区域信息，修补所述第一细胞图像中的细胞边界以确定第四细胞图像包括：以细胞边缘对应的像素为起点、在预设方向上距离预设长度的像素为终点，比较所述起点和所述终点的细胞连通区域信息；
若所述起点和所述终点的细胞连通区域信息相同，则基于所述第一细胞图像将所述起点和所述终点之间的像素的像素值均设置为与所述起点、所述终点相同，使细胞边界断开的部分连接上；
遍历所述第二细胞图像中细胞边缘对应的像素，得到已修补细胞边界的第四细胞图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一细胞图像为梯度二值化图像时，根据所述第一细胞图像确定包含细胞边缘的位置信息的第二细胞图像包括：对所述第一细胞图像进行图像腐蚀处理；
将腐蚀处理前的第一细胞图像与腐蚀处理后的第一细胞图像相减得到包含细胞边缘的位置信息的第二细胞图像。
3.根据权利要求1或者2任一项所述的方法，其特征在于，还包括：根据所述第四细胞图像进行细胞计数。
4.一种细胞边界修补装置，其特征在于，所述装置包括：获取单元，用于获取第一细胞图像；
第一确定单元，用于根据所述第一细胞图像确定包含细胞边缘的位置信息的第二细胞图像；
第二确定单元，用于根据所述第一细胞图像确定包含细胞连通区域信息的第三细胞图像；
修补单元，用于根据所述细胞边缘的位置信息和所述细胞连通区域信息，修补所述第一细胞图像中的细胞边界以确定第四细胞图像；
所述第一细胞图像为梯度二值化图像时，所述第二确定单元包括：八邻域子单元，用于通过八邻域标记算法对所述第一细胞图像进行细胞连通区域信息标记得到第三细胞图像，一个细胞边界为一个连通的区域，连通的区域有相同的区域值，不同的细胞边界为不连通的区域，不连通的区域有不同的区域值；
比较子单元，用于以细胞边缘对应的像素为起点、在预设方向上距离预设长度的像素为终点，比较所述起点和所述终点的细胞连通区域信息；
设置子单元，用于若所述起点和所述终点的细胞连通区域信息相同，则基于所述第一细胞图像将所述起点和所述终点之间的像素的像素值均设置为与所述起点、所述终点相同，使细胞边界断开的部分连接上；
循环子单元，用于遍历所述第二细胞图像中细胞边缘对应的像素，得到已修补细胞边界的第四细胞图像。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一细胞图像为梯度二值化图像时，所述第一确定单元包括：腐蚀子单元，用于对所述第一细胞图像进行图像腐蚀处理；
减法子单元，用于将腐蚀处理前的第一细胞图像与腐蚀处理后的第一细胞图像相减得到包含细胞边缘的位置信息的第二细胞图像。
6.根据权利要求4或者5任一项所述的装置，其特征在于，还包括：计数单元，用于根据所述第四细胞图像进行细胞计数。
一种细胞边界修补方法及其装置
技术领域
[0001] 本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种细胞边界修补方法及其装置。
背景技术
[0002] 细胞计数是生物学科研常用的功能，准确的计数结果对实验的评定非常重要。目前基于显微镜细胞图像的细胞计数是主流的方法之一。相较于显微镜人工细胞计数的方法，基于显微镜细胞图像的细胞计数具有明显的优势，可以大大提高细胞计数的准确性和计数效率。
[0003] 对于基于显微镜细胞图像的细胞计数，完整的细胞边界有利于提高细胞计数的准确性。但是在细胞图像中经常会出现细胞死亡导致部分细胞边界破损的情况。若不对这部分破损的细胞边界进行处理，计算得到的细胞直径就不准确，进而导致细胞计数不准确。
发明内容
[0004] 本发明实施例提供一种细胞边界修补方法，旨在解决现有技术中由于细胞边界破损而导致的细胞计数不准确的问题。
[0005] 第一方面，提供了一种细胞边界修补方法，包括：
[0006] 获取第一细胞图像；
[0007] 根据第一细胞图像确定包含细胞边缘的位置信息的第二细胞图像；
[0008] 根据第一细胞图像确定包含细胞连通区域信息的第三细胞图像；
[0009] 根据细胞边缘的位置信息和细胞连通区域信息，修补第一细胞图像中的细胞边界以确定第四细胞图像。
[0010] 第二方面，提供了一种细胞边界修补装置，包括：
[0011] 获取单元，用于获取第一细胞图像；
[0012] 第一确定单元，用于根据第一细胞图像确定包含细胞边缘的位置信息的第二细胞图像；
[0013] 第二确定单元，用于根据第一细胞图像确定包含细胞连通区域信息的第三细胞图像；
[0014] 修补单元，用于根据细胞边缘的位置信息和细胞连通区域信息，修补第一细胞图像中的细胞边界以确定第四细胞图像。
[0015] 本发明实施例根据细胞边缘的位置信息和细胞连通区域信息修补破损的细胞边界，提高了存在细胞边界破损时细胞计数的准确性。
附图说明
[0016] 本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0017] 图1是本发明实施例一提供的细胞边界修补方法的流程图；
[0018] 图2是本发明实施例一提供的细胞图像的灰度图；
[0019] 图3是本发明实施例一提供的第一细胞图像的示意图；
[0020] 图4是本发明实施例一提供的提取细胞边缘的位置信息的流程图；
[0021] 图5是本发明实施例一提供的第二细胞图像的示意图；
[0022] 图6是本发明实施例一提供的修补细胞边界的流程图；
[0023] 图7是本发明实施例一提供的对于单个细胞在细胞边缘向预设方向投影的示意图；
[0024] 图8是本发明实施例一提供的对于单个细胞在细胞边缘向一个预设方向投影预设长度的示意图；
[0025] 图9是本发明实施例一提供的对于单个细胞在细胞边缘向两个预设方向画线段的示意图；
[0026] 图10是本发明实施例一提供的第一细胞图像及其局部的示意图；
[0027] 图11是本发明实施例一提供的第四细胞图像及其局部的示意图；
[0028] 图12是本发明实施例一提供的对于单个细胞的孔洞填充的示意图；
[0029] 图13是本发明实施例一提供的未修补细胞边界进行细胞计数的效果图；
[0030] 图14是本发明实施例一提供的已修补细胞边界进行细胞计数的效果图；
[0031] 图15是本发明实施例二提供的细胞边界修补装置的结构框图。实施方式
[0032] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
[0033] 本发明实施例根据细胞边缘的位置信息和细胞连通区域信息修补破损的细胞边界，提高了存在细胞边界破损时细胞计数的准确性。实施例一
[0034] 图1是本发明实施例一提供的细胞边界修补方法的流程图。如图1所示，该方法包括如下步骤。
[0035] 步骤S101：获取第一细胞图像。
[0036] 在本发明实施例中，第一细胞图像是梯度二值化图像，根据如图2所示的灰度图中所有像素的灰度值计算得到梯度图像后，梯度图像与设定的梯度阈值比较得到如图3所示的梯度二值化图像。
[0037] 作为本发明的另一实施例，第一细胞图像也可以是在显微镜光路下对装有细胞液的载玻片进行拍摄得到。第一细胞图像可以是彩色图或者灰度图。若为彩色图，经转换得到如图2所示的灰度图，然后将灰度图转换为梯度二值化图像供后续步骤使用。
[0038] 步骤S102：根据第一细胞图像确定包含细胞边缘的位置信息的第二细胞图像。
[0039] 第一细胞图像为梯度二值化图像时，作为本发明的一个实施例，提取细胞边缘的位置信息的过程如图4所示，该方法包括如下步骤。
[0040] 步骤S401：对第一细胞图像进行图像腐蚀处理。
[0041] 步骤S402：将腐蚀处理前的第一细胞图像与腐蚀处理后的第一细胞图像相减得到包含细胞边缘的位置信息的第二细胞图像。
[0042] 在本发明实施例中，第一细胞图像为梯度二值化图像。如图3所示，圆环为细胞边界，覆盖若干个像素。一个圆环及其围合的区域表示一个细胞。圆环连接表示细胞边界没有破损，圆环断开表示细胞边界破损。腐蚀处理使得圆环变细，将腐蚀处理前的第一细胞图像各像素的值与腐蚀处理后的第一细胞图像各像素的值相减得到第二细胞图像，如图5所示。对于每一个细胞，得到每个圆环内外的边缘，圆环内外的边缘即为细胞边缘。
[0043] 步骤S103：根据第一细胞图像确定包含细胞连通区域信息的第三细胞图像。
[0044] 第一细胞图像为梯度二值化图像时，作为本发明的一个实施例，分割细胞连通区域的方法包括：通过八邻域标记算法对第一细胞图像进行细胞连通区域信息标记得到第三细胞图像。在第三细胞图像中，连通的区域有相同的区域值，不连通的区域有不同的区域值。即，一个细胞边界（一个圆环）为一个连通的区域，其覆盖的若干个像素有相同的区域值；不同的细胞边界为不连通的区域，其覆盖的像素有不同的区域值。
[0045] 步骤S104：根据细胞边缘的位置信息和细胞连通区域信息，修补第一细胞图像中的细胞边界以确定第四细胞图像。
[0046] 以细胞边缘为起始，如果在其预设距离外存在连通的区域，则判断在此之间的像素均应属于同一连通的区域。作为本发明的一个实施例，修补细胞边界的过程如图6所示，该方法如下步骤。
[0047] 步骤S601：以细胞边缘对应的像素为起点、在预设方向上距离预设长度的像素为终点，比较起点和终点的细胞连通区域信息。
[0048] 步骤S602：若起点和终点的细胞连通区域信息相同，则基于第一细胞图像将起点和终点之间的像素的像素值均设置为与起点、终点相同。
[0049] 在本发明实施例中，提取细胞边缘得到第二细胞图像后，在第二细胞图像中选取细胞边缘覆盖的一个像素，以该像素为起点，在预设方向进行投影，投影至距离为预设长度的像素。如图7和图8所示，对于单个细胞，选取的细胞边缘覆盖的像素为P1，依次在P1的0度、45度、90度、135度、180度、225度、270度、315度八个预设方向进行投影，每个预设方向投影的预设长度均为五个像素P1、P2、P3、P4、P5。预设方向的数量、预设长度根据实际需要选择，不限于此。
[0050] 以P1为起点，P5为终点，比较起点P1和终点P5的细胞连通区域信息。起点P1和终点P5的细胞连通区域信息从第三细胞图像中对应的像素位置获取。
[0051] 若起点P1和终点P5的细胞连通区域信息相同，即两者的区域值相等，则基于第一细胞图像将起点P1和终点P5之间的像素P2、P3、P4的像素值均设置为与起点P1、终点P5相同。在本发明实施例中，第一细胞图像为梯度二值化图像， P1、P2、P3、P4、P5在第一细胞图像对应像素的像素值为二值化后的梯度值。从视觉上看，对于单个细胞，相当于对应到第一细胞图像的位置上在起点P1和终点P5对应的像素之间画一条线段，由此可使圆环断开的部分连接上，如图9所示，两个箭头表示在这两个预设方向，起点P1和终点P5的细胞连通区域信息相同，均画线段。若起点P1和终点P5的细胞连通区域信息不相同，即两者的区域值不相等，则对该预设方向不做处理，转至下一预设方向。
[0052] 步骤S603：遍历第二细胞图像中细胞边缘对应的像素，得到已修补细胞边界的第四细胞图像。
[0053] 遍历第二细胞图像中细胞边缘对应的所有像素，执行步骤S601和S602，得到第四细胞图像。如图10和图11所示，对比未修补细胞边界的第一细胞图像的局部和已修补细胞边界的第四细胞图像的局部，可以看到圆环断开的部分连接上，细胞边界已修补。
[0054] 步骤S105：根据第四细胞图像进行细胞计数。
[0055] 在本发明实施例中，修补细胞边界后根据第四细胞图像进行细胞计数，或者对第四细胞图像做孔洞填充后进行细胞计数。单个细胞的孔洞填充如图12所示。图13示出了未修补细胞边界进行细胞计数的效果图，箭头所指的两个细胞未被圈选，即未被计数，出现了漏检；图14示出了已修补细胞边界进行细胞计数的效果图，箭头所指的两个细胞被圈选，即已被计数，避免了漏检。
[0056] 本发明实施例根据细胞边缘的位置信息和细胞连通区域信息修补破损的细胞边界，若在细胞边缘预设距离外存在连通的区域，则在此之间的像素均应属于同一连通的区域，应认为是细胞边界，修补后进行细胞计数，提高了细胞计数的准确性。实施例二
[0057] 图15为本发明实施例二提供的细胞边界修补装置的结构框图，如图15所示，该装置包括：获取单元1501、第一确定单元1502、第二确定单元1503和修补单元1504。
[0058] 获取单元1501用于获取第一细胞图像。
[0059] 第一确定单元1502用于根据第一细胞图像确定包含细胞边缘的位置信息的第二细胞图像。
[0060] 第二确定单元1503用于根据第一细胞图像确定包含细胞连通区域信息的第三细胞图像。
[0061] 修补单元1504用于根据细胞边缘的位置信息和细胞连通区域信息，修补第一细胞图像中的细胞边界以确定第四细胞图像。
[0062] 优选地，第一细胞图像为梯度二值化图像，第一确定单元1502包括腐蚀子单元和减法子单元。
[0063] 腐蚀子单元用于对第一细胞图像进行图像腐蚀处理。
[0064] 减法子单元用于将腐蚀处理前的第一细胞图像与腐蚀处理后的第一细胞图像相减得到包含细胞边缘的位置信息的第二细胞图像。
[0065] 优选地，第一细胞图像为梯度二值化图像，第二确定单元1503包括八邻域子单元。八邻域子单元用于通过八邻域标记算法对第一细胞图像进行细胞连通区域信息标记得到第三细胞图像。
[0066] 优选地，修补单元1504包括比较子单元、设置子单元和循环子单元。
[0067] 比较子单元用于以细胞边缘对应的像素为起点、在预设方向上距离预设长度的像素为终点，比较起点和终点的细胞连通区域信息。
[0068] 设置子单元用于若起点和终点的细胞连通区域信息相同，则基于第一细胞图像将起点和终点之间的像素的像素值均设置为与起点、终点相同。
[0069] 循环子单元用于遍历第二细胞图像中细胞边缘对应的像素，得到已修补细胞边界的第四细胞图像。
[0070] 进一步地，细胞边界修补装置还包括计数单元。计数单元用于根据第四细胞图像进行细胞计数。
[0071] 在该细胞边界修补装置中运行的细胞边界修补方法与实施例一描述的方法一一对应，在此不再赘述。
[0072] 本发明实施例根据细胞边缘的位置信息和细胞连通区域信息修补破损的细胞边界，若在细胞边缘预设距离外存在连通的区域，则在此之间的像素均应属于同一连通的区域，应认为是细胞边界，修补后进行细胞计数，提高了细胞计数的准确性。
[0073] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
