图像处理中的细胞核检测、分割、分类方法综述VIP专享VIP免费

本PPT基于《MethodsforNucleiDetection,SegmentationandClassificationinDigitalHistopathology:AReview.CurrentStatusandFuturePotential》制作，历时2周，补充了大量的图像处理方面的基础。主要关注点为细胞检测、分割、分类。对图像处理有所需要这自行下载。能力所限，多有不足。by临风游吟1/140MethodsforNucleiDetection,SegmentationandClassificationinDigitalHistopathology:AReview.CurrentStatusandFuturePotentialHumayunIrshad,StudentMember,IEEE,AntoineVeillard,LudovicRoux,DanielRacoceanu,Member,IEEE,2/140outline•简介和动机•细胞分割和分类的挑战•图像处理方法简介•检测、分割和分类的方法•讨论3•Thispresentreviewisintendedasacomprehensivestate-of-the-artsurveyontheparticularissuesofnucleidetection,segmentationandclassificationmethodsrestrictedtotwowidelyavailabletypesofimagemodalities:H&EandIHC.•Weconcludewithadiscussion,pointingtofutureresearchdirectionsandopenproblemsrelatedtonucleidetection,segmentationandclassification.4染色•苏木精—伊红染色法(hematoxylin-eosinstaining)，简称HE染色法。细胞核—深蓝色，其他（细胞质，基质等）—粉红色。•免疫组织化学（Immunohistochemistry，IHC）又称免疫细胞化学，是指带显色剂标记的特异性抗体在组织细胞原位通过抗原抗体反应和组织化学的呈色反应，对相应抗原进行定性、定位、定量测定的一项新技术。56照明•统一的光照是必须的。•显微镜，样本厚度，染色等会导致照度不均。照相技术对不同波长的光的敏感度不一致（短波-蓝<长波-红）。•使用标准套件纠正光谱和空间光照变化。7重点•淋巴细胞：形状规则，比上皮细胞小•上皮细胞：染色质均匀，边界平滑（健康）；变大，染色质分布不均，边界不规则（癌变）8挑战•病理图像中待检测、分割、分类的细胞通常有很多的计算机视觉问题，这些视觉问题由很多因素导致，包括切片处理和图像采集等。•细胞核通常是聚集在一起且存在重叠，并有多样化的外观。•一个成功的图像处理方法应该是能够用鲁棒的方式克服这些问题以便在各种情况下都有高质量和准确率。9图像处理方法•阈值（thresholding）•形态学（morphology）•区域生长（regiongrowing）•分水岭（watershed）•主动轮廓模型和水平集（activecontourmodelandlevelsets）•K-均值聚类（K-meansclustering）•概率模型（probabilisticmodels）•图切割（graphcuts）10Thresholding目标和背景内部的相邻像素间的灰度值是高度相关的，但在目标和背景交界处两边的像素在灰度上有很大的差别。•全局二值化11•全局阈值：仅根据图像像素本身性质1、极小点阈值2、最优阈值3、最大凸残差阈值；•局部阈值：像素本身性质和局部区域性质1、直方图变换2、灰度-梯度散射图•动态阈值：像素本身性质、局部区域性质以及像素位置坐标1213Morphology•形态学是一门建立在集论基础上的学科，将图像视为元素的集合，将图像作为几何形状进行处理。•形态学图像处理是在图像中移动一个结构元素，然后将结构元素与下面的二值图像进行交、并等集合运算。常用的结构元素有十字，矩形和圆形等。14•在形态学中，结构元素是最重要最基本的概念。结构元素在形态变换中的作用相当于信号处理中的“滤波窗口”。•基本的形态运算是腐蚀和膨胀。•腐蚀和膨胀公式：1516•先腐蚀后膨胀的过程称为开运算。它具有消除细小物体，在纤细处分离物体和平滑较大物体边界的作用。•先膨胀后腐蚀的过程称为闭运算。它具有填充物体内细小空洞，连接邻近物体和平滑边界的作用。•均会除去比结构元素小的图像细节。1718•Whiteandblacktop-hattransforms：可以提取元素和细节。•Whitetop-hattransforms•Blacktop-hattransforms1920•形态学梯度：用于边缘检测21Regiongrowing•种子区域生长法是从一组代表不同生长区域的种子像素开始，接下来将种子像素邻域里符合条件的像素合并到种子像素所代表的生长区域中，并将新添加的像素作为新的种子像素继续合并过程，直到找不到符合条件的新像素为止。2223•选择或确...