1.一種白帶顯微圖像中上皮細(xì)胞的智能識別方法,其特征在于,該方法的具體過程為:
步驟1:使用顯微鏡拍攝白帶與0.9%NACL溶液混合制成溶液涂抹玻片后的圖像;
步驟2:對步驟1拍攝的顯微圖像進(jìn)行灰度處理,得到灰度圖像;
步驟3:去除步驟2得到的灰度圖像的復(fù)雜背景;
步驟4:對步驟3得到的圖進(jìn)行二值化;
步驟5:對步驟4得到的圖進(jìn)行形態(tài)學(xué)操作,去除目標(biāo)較小的區(qū)域;
步驟6:對步驟5得到的圖像進(jìn)行填充;
步驟7:對步驟6得到的填充圖像進(jìn)行腐蝕;
步驟8:對步驟7得到的圖像進(jìn)行連通區(qū)域標(biāo)記,根據(jù)標(biāo)記號提取相應(yīng)區(qū)域;
步驟9:對步驟8標(biāo)記后的圖像,計算各個連通區(qū)域的外接矩形,面積和周長,根據(jù)設(shè)定的閾值進(jìn)行對比,篩選出疑似上皮細(xì)胞的區(qū)域;
步驟10:對步驟9篩選出來的每個連通區(qū)域的坐標(biāo),裁剪出步驟2在相同坐標(biāo)對應(yīng)的區(qū)域的灰度圖像;
步驟11:對步驟10裁剪出來的每個區(qū)域,用水平集弱邊緣檢測模型檢測其邊緣,分割出目標(biāo)區(qū)域;
步驟12:分別統(tǒng)計步驟11得到的每個目標(biāo)區(qū)域的平均灰度值、像素方差、平滑度和一致性,計算其特征值;
步驟13:對步驟11分割出的每個目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行二值化;
步驟14:對步驟13得到的每個二值化的圖,進(jìn)行閉運(yùn)算;
步驟15:對步驟14得到的每個閉運(yùn)算圖像進(jìn)行連通區(qū)域標(biāo)記,并找到每個區(qū)域最大的連通區(qū)域;
步驟16:計算步驟15找到的每個最大的連通區(qū)域的面積,周長和離心率等特征,并計算其特征值;
步驟17:對步驟12和步驟16統(tǒng)計出的每個區(qū)域的特征值與上皮細(xì)胞的標(biāo)準(zhǔn)特征值進(jìn)行比對,保留與上皮細(xì)胞特征相符的區(qū)域;
步驟18:對步驟17留下來的區(qū)域特征輸入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),由BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)判斷是否為上皮細(xì)胞;
步驟19:統(tǒng)計上皮細(xì)胞的面積,輸出結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白帶顯微圖像中上皮細(xì)胞的智能識別方法,其特征在于所述步驟4的具體過程為:
步驟4-1:對已經(jīng)去除背景的圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)底帽變換,得到底帽變換圖像;
步驟4-2:對頂帽圖像使用最大類間方差法得到的灰度閾值;
步驟4-3:將灰度圖像各像素點灰度值與灰度閾值比較,若大于閾值則對該點灰度賦值255,若小于閾值則對該點灰度賦值0,得到二值圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白帶顯微圖像中上皮細(xì)胞的智能識別方法,其特征在于所述步驟5的具體過程為:
步驟5-1:對二值化的圖先用半徑為4的圓形結(jié)構(gòu)元素腐蝕,得到腐蝕后的圖;
步驟5-2:再對腐蝕的圖用半徑為3的圓形結(jié)構(gòu)元素膨脹,得到膨脹后的圖,即是去除目標(biāo)較小的區(qū)域后的圖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白帶顯微圖像中上皮細(xì)胞的智能識別方法,其特征在于所述步驟9的具體過程為:
步驟9-1:計算連通區(qū)域的外接矩形,保留外接矩形的長和寬的最小值大于85和最大值大于130的連通區(qū)域;
步驟9-2:計算剩下的連通區(qū)域的面積,經(jīng)過面積篩選保留面積大于4600的連通區(qū)域;
步驟9-3:計算剩下連通區(qū)域的周長,保留周長大于550的連通區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白帶顯微圖像中上皮細(xì)胞的智能識別方法,其特征在于所述步驟11的具體過程為:
步驟11-1:采用梯度下降法得到的水平集演化方程檢測每個區(qū)域的弱邊緣,水平集演化方程為:
其中μ,λ,v為常數(shù),δε(z)是Dirac函數(shù),g為邊緣探測函數(shù),是水平集函數(shù);
步驟11-2:根據(jù)邊緣分離出目標(biāo)區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白帶顯微圖像中上皮細(xì)胞的智能識別方法,其特征在于所述步驟12的具體過程為:
步驟12-1:計算目標(biāo)區(qū)域的平均灰度值和像素方差;
步驟12-2:計算目標(biāo)區(qū)域的平滑度,平滑度的計算公式為:
R=1-1/(1+σ2)
其中,σ是標(biāo)準(zhǔn)偏差,R是平滑度;
步驟12-3:計算目標(biāo)區(qū)域的一致性,一致性的計算公式為:
其中,U是一致性,p(Zi)是一個區(qū)域中的灰度級直方圖,i=1,2,3,...L-1為對應(yīng)的直方圖,L是可區(qū)分的灰度級數(shù)目。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白帶顯微圖像中上皮細(xì)胞的智能識別方法,其特征在于所述步驟13的具體過程為:
步驟13-1:對分割出來的圖像使用最大類間方差法得到的灰度閾值;
步驟13-2:將灰度圖像各像素點灰度值與灰度閾值比較,若大于閾值則對該點灰度賦值0,若小于閾值則對該點灰度賦值255,得到取反的二值圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白帶顯微圖像中上皮細(xì)胞的智能識別方法,其特征在于所述步驟14的具體過程為:
步驟14-1:先用半徑為3的圓形模板對二值圖進(jìn)行膨脹,得到膨脹的圖;步驟14-2:再用半徑為3的圓形模板對膨脹后的圖進(jìn)行腐蝕,得到腐蝕后的圖,即是閉運(yùn)算之后的圖。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白帶顯微圖像中上皮細(xì)胞的智能識別方法,其特征在于所述步驟15的具體過程為:
步驟15-1:對每個區(qū)域的二值圖像進(jìn)行連通域標(biāo)記;
步驟15-2:計算每個區(qū)域所有標(biāo)記的連通域的面積,找到面積最大的連通區(qū)域
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白帶顯微圖像中上皮細(xì)胞的智能識別方法,其特征在于所述步驟16的具體過程為:
步驟16-1:計算每個區(qū)域的面積和周長;
步驟16-2:計算離心率,離心率計算公式為:
其中,e為離心率,c為半焦距,a為長半軸。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白帶顯微圖像中上皮細(xì)胞的智能識別方法,其特征在于所述步驟17的具體過程為:
步驟17-1:經(jīng)過面積篩選,保留面積大于4600的區(qū)域;
步驟17-2:經(jīng)過周長篩選,保留周長大于550的區(qū)域;
步驟17-3:經(jīng)過離心率篩選,保留離心率大于0.3的區(qū)域;
步驟17-4:經(jīng)過灰度值和像素方差篩選,保留灰度值在90~180之間和像素方差在90到2000之間的區(qū)域;
步驟17-5:經(jīng)過平滑度的篩選,平滑度保留在0.004~0.006之間的區(qū)域;
步驟17-6:經(jīng)過一致性的篩選,一致性保留在0.95~1之間的區(qū)域。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白帶顯微圖像中上皮細(xì)胞的智能識別方法,其特征在于所述步驟18的具體過程為:
步驟18-1:建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,包括輸入層、隱含層和輸出層,輸入層有兩個神經(jīng)元,隱含層有五個神經(jīng)元,輸出層有一個神經(jīng)元,使用S型函數(shù)激活,給各個層連接的權(quán)值分別賦一個區(qū)間(-1,1)內(nèi)的隨機(jī)數(shù),同時初始化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的閾值;
步驟18-2:將訓(xùn)練樣本輸入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練,同時輸入步驟15和16計算的特征值,設(shè)置期望輸出為1是上皮細(xì)胞,0為雜質(zhì);
步驟18-3:計算隱含層各神經(jīng)元的輸入和輸出,在利用網(wǎng)絡(luò)期望輸出和實際輸出,計算誤差函數(shù)對輸出層的各神經(jīng)元的偏導(dǎo)數(shù)δ0(k);
步驟18-4:利用輸出層各神經(jīng)元的δ0(k)和隱含層各神經(jīng)元的輸出來修正連接權(quán)值,再利用隱含層各神經(jīng)元的偏導(dǎo)數(shù)和輸入層各神經(jīng)元的輸入修正連接權(quán);
步驟18-5:計算全局誤差,直到期望輸出與實際輸出的誤差小于0.0001時結(jié)束這一輪的學(xué)習(xí);
步驟18-6:將需要檢測的樣本輸入已經(jīng)學(xué)習(xí)完成的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),輸出大于0.6為上皮細(xì)胞,輸出小于0.6為雜質(zhì),保留識別為上皮細(xì)胞的區(qū)域。