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基于超像素与图卷积神经网络的白细胞分割

光电子．激光 2021年第10期32卷 1074-1082页

作者：刘汉强张元陕西师范大学计算机科学学院陕西西安710119

白细胞分割是医学图像处理领域的一项富有挑战性的任务,针对目前白细胞分割存在的准确度不高、粘连情况不易分割等问题,将图像的分割转化为区域节点的分类问题,提出基于图卷积神经网络的白细胞分割算法。首先将训练图像经超像素分割得... 详细信息

白细胞分割是医学图像处理领域的一项富有挑战性的任务,针对目前白细胞分割存在的准确度不高、粘连情况不易分割等问题,将图像的分割转化为区域节点的分类问题,提出基于图卷积神经网络的白细胞分割算法。首先将训练图像经超像素分割得到若干超像素区域,把每个超像素区域作为图的一个节点,并充分利用超像素区域的彩色特征以及空间邻域关系构造稀疏加权图来训练图卷积网络,然后利用训练好的网络对测试图像进行白细胞核、质、背景的三域一次性分类。实验数据表明,本文算法对不同类白细胞均具有较好的分割效果。

关键词：白细胞分割半监督学习图卷积网络超像素方法

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高效的白细胞分割算法

计算机工程与应用 2016年第21期52卷 188-194页

作者：黄震赵建伟楚建军曹飞龙中国计量学院理学院杭州310018 嘉善加斯戴克医疗器械有限公司浙江嘉兴314100

白细胞分割是细胞形态学研究中一个重要、富有挑战性的课题。提出一种基于目标检测的白细胞分割算法。具体地讲,首先根据目标检测方法检测出白细胞,并由白细胞的位置信息得到包含白细胞的子图,然后运用多项式拟合的方法得到子图的灰度... 详细信息

白细胞分割是细胞形态学研究中一个重要、富有挑战性的课题。提出一种基于目标检测的白细胞分割算法。具体地讲,首先根据目标检测方法检测出白细胞,并由白细胞的位置信息得到包含白细胞的子图,然后运用多项式拟合的方法得到子图的灰度直方图的波谷值,再在子图上运用直方图阈值算法分割出细胞核。该算法在分割细胞核的过程中,既可以有效地避免血小板和红细胞等干扰,又能较容易地估计出阈值。对于白细胞的细胞质分割,将白细胞位置信息作为Grab Cut算法中人工交互部分,通过迭代法分割出白细胞的细胞质。实验结果表明,该算法能准确地定位白细胞,并根据白细胞的位置信息可以降低白细胞分割的难度,提高其分割的精度和分割效率。特别地,在Cellavision的白细胞图片数据库的实验结果表明,所提的白细胞分割算法对不同类别、不同染色剂和不同拍摄环境下得到的白细胞都能得到较好的分割效果,同时算法又还具有很好的泛化性。

关键词：目标检测白细胞分割阈值分割算法 GrabCut算法

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基于RGB和C-Y颜色空间的白细胞分割

激光技术 2019年第4期43卷 506-510页

作者：刘阳吕晓琪张明李菁谷宇内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古自治区模式识别与智能图像处理重点实验室包头014010 内蒙古工业大学信息工程学院呼和浩特010051 上海大学计算机工程与科学学院上海200444

为了解决血细胞图像中白细胞与其它细胞色彩接近、亮度不均匀等问题,采用了一种基于C-Y颜色空间的白细胞分割方法,将原来的RGB图像转化为C-Y图像,分离C-Y图像获得包含全部信息的B-Y颜色分量图像,再根据连通域面积筛选、开运算、像素点... 详细信息

为了解决血细胞图像中白细胞与其它细胞色彩接近、亮度不均匀等问题,采用了一种基于C-Y颜色空间的白细胞分割方法,将原来的RGB图像转化为C-Y图像,分离C-Y图像获得包含全部信息的B-Y颜色分量图像,再根据连通域面积筛选、开运算、像素点操作得到完整的白细胞图像;提取对比度拉伸后的G图像,阈值分割得到细胞核的大概位置,再用连通域面积筛选、开运算方法分割出完整的细胞核图像.结果表明,本文中的算法对嗜酸性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞和嗜中性粒细胞图像都具有较好的分割精度,分别取得了94.33%,91.60%,97.72%,98.66%的准确率.本文中的算法能较完整地分割出白细胞,为后续分类研究奠定了基础.

关键词：图像处理白细胞分割连通域开运算 C-Y颜色空间

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基于深度神经网络的血液白细胞分割

基于深度神经网络的血液白细胞分割

作者：卢妍福州大学

学位级别：硕士

血涂片图像中白细胞的计数和识别对诊断包括白血病在内的某些血液疾病起着至关重要的作用。血液疾病的诊断通常由医生通过显微镜对血液涂片图像进行目视检查,但这种人工的方式既费时又费力,诊断结果依赖医生的经验,较为主观,且容易受到... 详细信息

血涂片图像中白细胞的计数和识别对诊断包括白血病在内的某些血液疾病起着至关重要的作用。血液疾病的诊断通常由医生通过显微镜对血液涂片图像进行目视检查,但这种人工的方式既费时又费力,诊断结果依赖医生的经验,较为主观,且容易受到视觉疲劳等因素的影响导致检查精度下降。因此,有必要发展白细胞自动分析技术,而白细胞自动分割是进行白细胞计数和识别等自动分析的基础。本文以血涂片图像中白细胞分割为主题,提出了三种基于深度学习的血液白细胞分割算法。本文的主要研究内容如下:(1)提出了一种改进的基于U-Net的端到端白细胞分割算法。该算法使用像素级先验信息进行深度卷积神经网络的监督训练。具体地,该算法首先引入上下文感知特征编码器来提取多尺度的白细胞特征;然后,使用残差块实现白细胞精细化特征的提取;最后,通过特征解码器重建白细胞特征图,以实现端到端的白细胞分割。在三个白细胞图像数据集上的定量和定性实验结果表明,该算法提升了分割的精度和鲁棒性。(2)提出了一种基于双路径网络(DPN)和通道注意模块的白细胞分割算法。具体地,该算法首先在上下文感知特征编码器中引入双路径网络以提取多尺度图像特征;然后,使用通道注意模块捕获不同通道图之间的相互依赖性,并利用其进一步增强网络的特征提取能力;最后,利用跳跃连接减少图像信息在特征卷积过程中的损失,通过特征解码器重建白细胞特征图,实现白细胞分割。在三个数据集上的实验结果表明,该方法进一步提升了白细胞的分割精度。(3)提出了一种基于UNet++和ResNet的白细胞分割算法,简称为WBCNet。具体地,WBC-Net首先设计了一种带有残差块的上下文感知特征编码器来提取多尺度图像特征,并在密集卷积块上引入了混合跳跃路径来融合不同尺度下的图像特征;接着,使用由卷积和反卷积组成的特征解码器来重建白细胞特征图,实现白细胞分割。WBC-Net还基于交叉熵和Tversky指数定义了新的损失函数,用于指导网络的训练。在四个白细胞图像数据集上的实验结果表明,与几种新进的方法相比,WBC-Net具有更佳的分割性能。

关键词：白细胞分割图像分割卷积神经网络 U-Net ResNet

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外周血白细胞分割和识别的算法研究

外周血白细胞分割和识别的算法研究

作者：黄震中国计量学院

学位级别：硕士

本文主要研究了白细胞分割和识别的相关算法.白细胞是人体免疫系统中重要组成部分.临床上通过观察不同类别白细胞的数量、所占比例及其形态变化来诊断造血系统疾病.因此,白细胞的检测是血常规检测中的一项重要指标.白细胞形态学自动识... 详细信息

本文主要研究了白细胞分割和识别的相关算法.白细胞是人体免疫系统中重要组成部分.临床上通过观察不同类别白细胞的数量、所占比例及其形态变化来诊断造血系统疾病.因此,白细胞的检测是血常规检测中的一项重要指标.白细胞形态学自动识别系统是一个用于自动化镜检的系统,即是用图像处理和模式识别的算法实现白细胞分割和识别.由于白细胞种类多,并且其形态千变万化,因此,白细胞分割和识别是一个富有挑战性的问题.本文基于白细胞分割和分类展开了研究和讨论.主要包括基于多特征非线性组合的白细胞分割算法的研究与改进、基于白细胞定位的分割算法的研究与改进和基于深度卷积网络的白细胞分类算法的研究.具体内容如下：1.对基于多特征非线性组合的白细胞分割算法进行了改进.由于白细胞有明确的分割边界,我们将多个特征以非线性的方式组合,使其更适合白细胞分割.同时,为了简化非线性组合参数的训练,我们在非线性组合模型的输出和训练目标之间建立了一个中间变量,以迭代的方式逐步调整目标变量.实验结果表明,非线性迭代的学习方法是有效的.在对分割效果评估的过程中,我们根据中间变量,提出了一个基于边界的F测度.相对于基于区域的F测度,该测度更适用于类似白细胞这种有明确的分割目标的图片.2.针对红细胞和血小板等在白细胞分割过程中的干扰,我们提出了基于白细胞定位的分割算法.即,首先定位出白细胞的位置,然后在包含白细胞的子图上对白细胞进行分割.对于白细胞定位,我们根据白细胞的大小选择几个不同尺寸的检测窗口,然后依据检测窗口内部和周围像素的特征去定位白细胞.对于细胞核分割,我们提出了自适应阈值算法,通过分析包含白细胞子图的灰度直方图自适应的选取阈值.实验表明,基于定位的分割算法可以提高分割精度,同时提出的自适应阈值对不同白细胞图片库具有鲁棒性.对于细胞质分割,我们将白细胞的定位算法和需要人工交互的GrabCut算法结合.省去了GrabCut算法中需要人工标注的过程,从而实现了白细胞自动分割.3.现有的白细胞分类算法主要依据检验科医生识别经验,提取白细胞的特征,并用各种分类器对其识别分类.但是,由于白细胞本身特征和特征描述的差异等,现有的分类算法并不适合更多类别的白细胞识别.因此,需要寻找表示和分类能力更强的分类器.本文将深度卷积网络引入白细胞识别领域,设计了一个用于白细胞识别的深度卷积网络.实验结果表明,对比现有的白细胞分类算法,深度卷积神经网络不仅有明显优势,同时还有很大的提升空间.

关键词：白细胞分割白细胞定位白细胞分类深度卷积神经网络

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数字图像处理在白细胞分割中的应用研究

现代信息科技 2019年第19期3卷 111-112页

作者：麻若珊浙江中医药大学

近几十年计算机行业的蓬勃发展也带动了数字图像处理技术的发展和进步,让其在各行各业都得到相应的应用。尤其是在生物医学领域中,在医用显微技术的处理分析和医学诊断方面扮演了重要的角色。本文从数字图像处理技术的概念着手,就其对... 详细信息

近几十年计算机行业的蓬勃发展也带动了数字图像处理技术的发展和进步,让其在各行各业都得到相应的应用。尤其是在生物医学领域中,在医用显微技术的处理分析和医学诊断方面扮演了重要的角色。本文从数字图像处理技术的概念着手,就其对白细胞分割的应用情况进行了描述。

关键词：数字图像处理白细胞分割预处理医疗信息化

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白细胞图像的自动分割算法

仪器仪表学报 2009年第9期30卷 1874-1879页

作者：顾广华崔冬燕山大学信息科学与工程学院秦皇岛066004

根据白细胞核在其饱和度分量S和绿分量G中的分布特点,构造细胞变换图像,提取细胞核,实现白细胞的初步定位。对存在细胞粘连的细胞图像,利用细胞边缘的相位角变化来检测细胞粘连区域并除之,采用线性插值法拟合边缘曲线,得到封闭的白细胞... 详细信息

根据白细胞核在其饱和度分量S和绿分量G中的分布特点,构造细胞变换图像,提取细胞核,实现白细胞的初步定位。对存在细胞粘连的细胞图像,利用细胞边缘的相位角变化来检测细胞粘连区域并除之,采用线性插值法拟合边缘曲线,得到封闭的白细胞边缘轮廓,最终提取白细胞。本算法可自动分割白细胞,具有很好的分割效果。

关键词：白细胞分割变换图像细胞粘连相位检测线性插值

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极坐标描述的显微白细胞图像分割算法

生物医学工程学杂志 2010年第6期27卷 1237-1242页

作者：顾广华崔冬郝连旺燕山大学信息科学与工程学院秦皇岛066004 燕山大学电气工程学院秦皇岛066004

本文提出了一种显微细胞图像中粘连白细胞的分割算法。利用指纹图平滑算法对白细胞图像的饱和度分量的直方图进行平滑,获得有意义的谷点,据此分割出白细胞核;根据细胞核的等效半径划定一个圆形区域,使其包含白细胞的全部区域;用极坐标... 详细信息

本文提出了一种显微细胞图像中粘连白细胞的分割算法。利用指纹图平滑算法对白细胞图像的饱和度分量的直方图进行平滑,获得有意义的谷点,据此分割出白细胞核;根据细胞核的等效半径划定一个圆形区域,使其包含白细胞的全部区域;用极坐标表示粘连白细胞的边缘,通过检测边缘像素点幅角的变化来检测细胞的粘连区域;结合粘连区域的梯度信息重构白细胞边缘,最终精确分割出白细胞。实验表明,本文分割算法具有很好的检全率、检准率和像素误差率性能。

关键词：白细胞分割细胞粘连指纹图平滑极坐标描述幅角检测

基于阈值和分水岭算法对白细胞图像分割的研究

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基于阈值和分水岭算法对白细胞图像分割的研究

作者：徐梅哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

本文采用彩色转换、阈值分割、最大类间方差法、形态学重构和分水岭等算法,针对于非黏连白细胞和黏连白细胞两种情况对细胞质和细胞核的分割研究。本论文主要提出基于阈值和分水岭的白细胞分割算法和改进分水岭的白细胞分割算法两种改... 详细信息

本文采用彩色转换、阈值分割、最大类间方差法、形态学重构和分水岭等算法,针对于非黏连白细胞和黏连白细胞两种情况对细胞质和细胞核的分割研究。本论文主要提出基于阈值和分水岭的白细胞分割算法和改进分水岭的白细胞分割算法两种改进算法,实现对病变细胞图像中的白细胞的细胞质和细胞核的分割研究。基于阈值和分水岭的白细胞分割算法,在混有背景、红细胞、细胞质和细胞核的显微图像中提取分割黏连和非黏连白细胞细胞核和细胞质。通过阈值分离出细胞核的大致轮廓,再利用开运算重构去除孤立点,根据膨胀算法去除无关区域,分割出细胞核。细胞核的分离实现了白细胞的初步定位。细胞质的分割,分两种情况,对于非黏连白细胞,直接使用阈值分割的算法分割细胞质。对于黏连白细胞,首先获取最小概率的错分结果,然后,利用Sobel求取梯度图像,根据获取的梯度幅值做分水岭变换,最后对获取的灰度图像做基于重建的开—闭运算分割出细胞质。采用基于重建的开—闭运算分割细胞质可以在不影响目标图像的前提下,更好的去除图像碎片,使分割效果更好。改进分水岭的白细胞分割算法,主要对具有黏连现象的病变白细胞的分割。本算法将细胞图像RGB彩色空间转换为HSI彩色空间,然后提取白细胞图像的H、S、I分量。对S分量图像利用最大类间方差法提取黏连白细胞的细胞核。对于细胞质的分割,依据Sobel算子求取S分量图像梯度值,利用开运算重构算法消除图像细节,然后应用内部标记和外部标记,使得最小值只出现在内部和外部的标记点,最后利用分水岭算法提取黏连白细胞图像中的白细胞细胞质。经过实验验证表明,基于阈值和分水岭的白细胞分割算法可以将病变细胞图像中的细胞质和细胞核精确的分割出来,效率较高;改进分水岭的白细胞分割算法分割误差率很小,相对于传统的分割算法来说,该算法分割结果更精准,不易受光照和染色环境的影响,稳定性强,分割耗时时间短,加快了分割速度,满足临床诊断的实时性需求。

关键词：图像处理白细胞分割最大类间方差分水岭形态学重构