CN109377486B - 一种宫颈液基细胞有效图像的判别方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种宫颈液基细胞有效图像的判别方法及系统，其中，所述方法包括：获取输入的RGB图像，并判断所述RGB图像是否存在深染二值图和浅染二值图；若所述RGB图像存在所述深染二值图和所述浅染二值图，针对目标深染点，计算所述目标深染点邻域内浅染点的数量比例；根据计算出的所述数量比例，判定所述RGB图像是否为有效图像。本申请提供的技术方案，能够提高图像识别效率。

Description

一种宫颈液基细胞有效图像的判别方法及系统

技术领域

本申请涉及图像处理技术领域，特别涉及一种宫颈液基细胞有效图像的判别方法及系统。

背景技术

宫颈液基细胞图中有大量的无效区域，即没有任何诊断价值的区域。深度卷积神经网络是识别无效图像的一种有效技术。但是，卷积神经网络需要人工收集大量的并且经过病理医生审阅过的无效图像，而且需要GPU(Graphics Processing Unit，图形处理器)的强大计算能力，从而导致识别效率比较低。

发明内容

本申请的目的在于提供一种宫颈液基细胞有效图像的判别方法及系统，能够提高图像识别效率。

为实现上述目的，本申请提供一种宫颈液基细胞有效图像的判别方法，所述方法包括：

获取输入的RGB(Red，Green，Blue，红绿蓝)图像，并判断所述RGB图像是否存在深染二值图和浅染二值图；

若所述RGB图像存在所述深染二值图和所述浅染二值图，针对目标深染点，计算所述目标深染点邻域内浅染点的数量比例；

根据计算出的所述数量比例，判定所述RGB图像是否为有效图像。

进一步地，所述深染二值图符合以下公式：

m₁＝(B/G＞p₁)and(B/R＞p₁)

其中，m₁表示所述深染二值图，B表示所述RGB图像中的B分量，G表示所述RGB图像中的G分量，R表示所述RGB图像中的R分量，p₁表示第一预设倍数。

进一步地，所述浅染二值图符合以下公式：

m₂＝(B/G＞p₂and B/R＞1)or(B/R＞p₂and B/G＞1)

其中，m₂表示所述浅染二值图，p₂表示第二预设倍数，并且1＜p₂＜p₁。

进一步地，所述方法还包括：

若所述RGB图像中不存在所述深染二值图或者不存在所述浅染二值图，判定所述RGB图像为无效图像。

进一步地，所述方法还包括：

若不存在所述目标深染点，将预设参数设置为0，并返回所述预设参数，表征所述RGB图像为无效图像。

进一步地，根据计算出的所述数量比例，判定所述RGB图像是否为有效图像包括：

若计算出的所述数量比例大于预设比例阈值，将预设参数设置为1，并返回所述预设参数，表征所述RGB图像为有效图像。

进一步地，所述方法还包括：

若计算出的所述数量比例小于或者等于所述预设比例阈值，判断是否存在下一个目标深染点，若不存在，将所述预设参数设置为0，并返回所述预设参数，表征所述RGB图像为无效图像；

若存在，计算所述下一个目标深染点邻域内浅染点的数量比例，并根据计算出的所述数量比例，判定所述RGB图像是否为有效图像。

进一步地，所述目标深染点的邻域按照指定方形邻域窗口大小确定。

为实现上述目的，本申请还提供一种宫颈液基细胞有效图像的判别系统，所述系统包括：

二值图计算单元，用于获取输入的RGB图像，并判断所述RGB图像是否存在深染二值图和浅染二值图；

数量比例计算单元，用于若所述RGB图像存在所述深染二值图和所述浅染二值图，针对目标深染点，计算所述目标深染点邻域内浅染点的数量比例；

判定单元，用于根据计算出的所述数量比例，判定所述RGB图像是否为有效图像。

进一步地，所述二值图计算单元按照以下公式计算所述深染二值图和浅染二值图：

m₁＝(B/G＞p₁)and(B/R＞p₁)

m₂＝(B/G＞p₂and B/R＞1)or(B/R＞p₂and B/G＞1)

其中，m₁表示所述深染二值图，m₂表示所述浅染二值图，B表示所述RGB图像中的B分量，G表示所述RGB图像中的G分量，R表示所述RGB图像中的R分量，p₁表示第一预设倍数，p₂表示第二预设倍数，并且1＜p₂＜p₁。

由上可见，本申请提供的技术方案，根据宫颈癌细胞形态学基本原理，即细胞核必然深染的特点，提出了基于核对比度的有效图像快速判别方法，能够迅速地剔除大部分无效图像。具体地，一张有效宫颈液基细胞图像需要同时满足以下两点要求：1.图像中有深染像素，通常表现为核仁或核；2.存在一个深染像素的固定方形邻域内达到一定比例数量的浅染像素。鉴于此，本申请通过计算深染二值图和浅染二值图，并计算目标深染点邻域内浅染点的数量比例，从而可以快速判断出输入的RGB图像是否为有效图像，从而提高了图像识别的效率。

附图说明

图1为本申请中宫颈液基细胞有效图像的判别方法步骤图；

图2为本申请中宫颈液基细胞有效图像的判别方法的流程图；

图3为本申请中无效图像的第一示意图；

图4为本申请中无效图像的第二示意图；

图5为本申请中无效图像的第三示意图；

图6为本申请中无效图像的第四示意图；

图7为本申请中宫颈液基细胞有效图像的判别系统的功能模块图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式，都应当属于本申请保护的范围。

请参阅图1，本申请提供一种宫颈液基细胞有效图像的判别方法，所述方法包括：

S1：获取输入的RGB图像，并判断所述RGB图像是否存在深染二值图和浅染二值图；

S2：若所述RGB图像存在所述深染二值图和所述浅染二值图，针对目标深染点，计算所述目标深染点邻域内浅染点的数量比例；

S3：根据计算出的所述数量比例，判定所述RGB图像是否为有效图像。

具体地，所述深染二值图符合以下公式：

m₁＝(B/G＞p₁)and(B/R＞p₁)

其中，m₁表示所述深染二值图，B表示所述RGB图像中的B分量，G表示所述RGB图像中的G分量，R表示所述RGB图像中的R分量，p₁表示第一预设倍数。

所述浅染二值图符合以下公式：

m₂＝(B/G＞p₂and B/R＞1)or(B/R＞p₂and B/G＞1)

其中，m₂表示所述浅染二值图，p₂表示第二预设倍数，并且1＜p₂＜p₁。

请结合图2，所述方法还包括：

若所述RGB图像中不存在所述深染二值图或者不存在所述浅染二值图，判定所述RGB图像为无效图像。

在一个实施方式中，所述方法还包括：

若不存在所述目标深染点，将预设参数(flag)设置为0，并返回所述预设参数，表征所述RGB图像为无效图像。

在一个实施方式中，根据计算出的所述数量比例，判定所述RGB图像是否为有效图像包括：

若计算出的所述数量比例大于预设比例阈值，将预设参数(flag)设置为1，并返回所述预设参数，表征所述RGB图像为有效图像。

在一个实施方式中，所述方法还包括：

若计算出的所述数量比例小于或者等于所述预设比例阈值，判断是否存在下一个目标深染点，若不存在，将所述预设参数设置为0，并返回所述预设参数，表征所述RGB图像为无效图像；

若存在，计算所述下一个目标深染点邻域内浅染点的数量比例，并根据计算出的所述数量比例，判定所述RGB图像是否为有效图像。

在一个实施方式中，所述目标深染点的邻域按照指定方形邻域窗口大小确定。

在实际应用中，宫颈液基细胞图像像素个数通常都在几十亿以上，其中很多区域都是几乎空白或者无效的。在几乎不含有病变细胞的前提下，如果能够快速地过掉无效区域，就可以减少数据收集成本和时间，提高病变细胞图像收集效率。

根据病变细胞必定核深染的形态学特征，需要制定一个量化的指标来。大量观察表明，深染细胞核的像素值表现为蓝色通道远远高于红色和绿色通道。基于这个事实以及细胞核本身的特点，一张有效宫颈液基细胞图像需要同时满足以下两点:

1.图像中有深染像素，通常表现为核仁或核；

2.存在一个深染像素的固定方形邻域内达到一定比例数量的浅染像素。

假设彩色图像各个通道值分别为[R,G,B]，表示深染像素集合的二值图m₁定义为：

m₁＝(B/G＞p₁)and(B/R＞p₁)

即深染像素的蓝色通道值需为红色和绿色通道值的p1倍以上，比如两倍以上。

类似的，浅染像素集合的二值图m₂定义为：

m₂＝(B/G＞p₂and B/R＞1)or(B/R＞p₂and B/G＞1)

即浅染像素的蓝色通道值需为红色或绿色通道值p₂(1<p₂<p₁)倍以上，且同时为三个通道中最大的。

经过本申请的技术方案，可以快速剔除包括边角，少量微生物、以及正常的成熟上皮细胞图像，并且适用于多种染色和制片方法做成的玻片，如图3至图6所示。图3至图6是因为无深染或淡染像素比例偏低而被判定无效的图像，图像大小为192x256像素，每个像素长度为0.28微米，平均每张耗时0.001秒。四幅图像分别来自四家不同医院制作的玻片，颜色背景各异。由此可见，本申请提供的技术方案适用于各种分辨率下采集的图像，如0.08um/pixel,0.28um/pixel等，只需要适当的调整邻域大小和比例阈值即可。

请参阅图7，本申请还提供一种宫颈液基细胞有效图像的判别系统，所述系统包括：

二值图计算单元，用于获取输入的RGB图像，并判断所述RGB图像是否存在深染二值图和浅染二值图；

数量比例计算单元，用于若所述RGB图像存在所述深染二值图和所述浅染二值图，针对目标深染点，计算所述目标深染点邻域内浅染点的数量比例；

判定单元，用于根据计算出的所述数量比例，判定所述RGB图像是否为有效图像。

在一个实施方式中，所述二值图计算单元按照以下公式计算所述深染二值图和浅染二值图：

m₁＝(B/G＞p₁)and(B/R＞p₁)

m₂＝(B/G＞p₂and B/R＞1)or(B/R＞p₂and B/G＞1)

其中，m₁表示所述深染二值图，m₂表示所述浅染二值图，B表示所述RGB图像中的B分量，G表示所述RGB图像中的G分量，R表示所述RGB图像中的R分量，p₁表示第一预设倍数，p₂表示第二预设倍数，并且1＜p₂＜p₁。

由上可见，本申请提供的技术方案，根据宫颈癌细胞形态学基本原理，即细胞核必然深染的特点，提出了基于核对比度的有效图像快速判别方法，能够迅速地剔除大部分无效图像。具体地，一张有效宫颈液基细胞图像需要同时满足以下两点要求：1.图像中有深染像素，通常表现为核仁或核；2.存在一个深染像素的固定方形邻域内达到一定比例数量的浅染像素。鉴于此，本申请通过计算深染二值图和浅染二值图，并计算目标深染点邻域内浅染点的数量比例，从而可以快速判断出输入的RGB图像是否为有效图像，从而提高了图像识别的效率。

上面对本申请的各种实施方式的描述以描述的目的提供给本领域技术人员。其不旨在是穷举的、或者不旨在将本发明限制于单个公开的实施方式。如上所述，本申请的各种替代和变化对于上述技术所属领域技术人员而言将是显而易见的。因此，虽然已经具体讨论了一些另选的实施方式，但是其它实施方式将是显而易见的，或者本领域技术人员相对容易得出。本申请旨在包括在此已经讨论过的本发明的所有替代、修改、和变化，以及落在上述申请的精神和范围内的其它实施方式。

Claims (5)

1.一种宫颈液基细胞有效图像的判别方法，其特征在于，所述方法包括：

获取输入的RGB图像，并判断所述RGB图像是否存在深染二值图和浅染二值图；

若所述RGB图像存在所述深染二值图和所述浅染二值图，针对目标深染点，计算所述目标深染点邻域内浅染点的数量比例；

根据计算出的所述数量比例，判定所述RGB图像是否为有效图像；

其中，所述深染二值图符合以下公式则判断所述RGB图像存在深染二值图：

m₁＝(B/G＞p₁)and(B/R＞p₁)

其中，m₁表示所述深染二值图，B表示所述RGB图像中的B分量，G表示所述RGB图像中的G分量，R表示所述RGB图像中的R分量，p₁表示第一预设倍数；即深染像素的蓝色通道值需为红色和绿色通道值的p1倍以上；

所述浅染二值图符合以下公式则判断所述RGB图像存在浅染二值图：

m₂＝(B/G＞p₂ and B/R＞1)or(B/R＞p₂ and B/G＞1)

其中，m₂表示所述浅染二值图，p₂表示第二预设倍数，并且1＜p₂＜p₁；即浅染像素的蓝色通道值需为红色或绿色通道值p₂倍以上，且同时为三个通道中最大的；

根据计算出的所述数量比例，判定所述RGB图像是否为有效图像包括：

若计算出的所述数量比例大于预设比例阈值，将预设参数设置为1，并返回所述预设参数，表征所述RGB图像为有效图像；

若计算出的所述数量比例小于或者等于所述预设比例阈值，判断是否存在下一个目标深染点，若不存在，将所述预设参数设置为0，并返回所述预设参数，表征所述RGB图像为无效图像；

若存在，计算所述下一个目标深染点邻域内浅染点的数量比例，并根据计算出的所述数量比例，判定所述RGB图像是否为有效图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述RGB图像中不存在所述深染二值图或者不存在所述浅染二值图，判定所述RGB图像为无效图像。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若不存在所述目标深染点，将预设参数设置为0，并返回所述预设参数，表征所述RGB图像为无效图像。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标深染点的邻域按照指定方形邻域窗口大小确定。

5.一种宫颈液基细胞有效图像的判别系统，其特征在于，所述系统包括：

二值图计算单元，用于获取输入的RGB图像，并判断所述RGB图像是否存在深染二值图和浅染二值图；

数量比例计算单元，用于若所述RGB图像存在所述深染二值图和所述浅染二值图，针对目标深染点，计算所述目标深染点邻域内浅染点的数量比例；

判定单元，用于根据计算出的所述数量比例，判定所述RGB图像是否为有效图像；

其中，所述深染二值图符合以下公式则判断所述RGB图像存在深染二值图：

m₁＝(B/G＞p₁)and(B/R＞p₁)

其中，m₁表示所述深染二值图，B表示所述RGB图像中的B分量，G表示所述RGB图像中的G分量，R表示所述RGB图像中的R分量，p₁表示第一预设倍数；即深染像素的蓝色通道值需为红色和绿色通道值的p1倍以上；

所述浅染二值图符合以下公式则判断所述RGB图像存在浅染二值图：

m₂＝(B/G＞p₂ and B/R＞1)or(B/R＞p₂ and B/G＞1)

其中，m₂表示所述浅染二值图，p₂表示第二预设倍数，并且1＜p₂＜p₁；即浅染像素的蓝色通道值需为红色或绿色通道值p₂倍以上，且同时为三个通道中最大的；

根据计算出的所述数量比例，判定所述RGB图像是否为有效图像包括：

若计算出的所述数量比例大于预设比例阈值，将预设参数设置为1，并返回所述预设参数，表征所述RGB图像为有效图像；

若计算出的所述数量比例小于或者等于所述预设比例阈值，判断是否存在下一个目标深染点，若不存在，将所述预设参数设置为0，并返回所述预设参数，表征所述RGB图像为无效图像；

若存在，计算所述下一个目标深染点邻域内浅染点的数量比例，并根据计算出的所述数量比例，判定所述RGB图像是否为有效图像。

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