本申請涉及圖像處理，更具體地說，本申請涉及一種用于類器官識別的圖像處理方法及其處理系統(tǒng)。

背景技術：

1、類器官識別的圖像處理是指對類器官培養(yǎng)過程中拍攝的顯微圖像進行一系列計算機處理，以識別、分割、定量分析類器官的過程。類器官是由干細胞或祖細胞在體外生長而成的三維結(jié)構，具有與真實器官相似的功能和形態(tài)特征。類器官的研究廣泛應用于發(fā)育生物學、疾病模型構建和藥物篩選等領域。

2、類器官的顯微鏡成像常伴隨背景噪聲、光學偽影或其他雜質(zhì)，這些干擾信息會影響類器官的邊界識別和特征提取，在類器官培養(yǎng)圖像中，背景和類器官的對比度有時不明顯，尤其是在類器官邊緣與背景模糊的情況下，傳統(tǒng)的圖像處理方法很難分離出類器官的真實邊界。因此，如何抑制類器官培養(yǎng)圖像中的混雜信息，以提高類器官識別的識別效果是業(yè)界面臨的難題。

技術實現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┮环N用于類器官識別的圖像處理方法及其處理系統(tǒng)，可以抑制類器官培養(yǎng)圖像中的混雜信息，以提高類器官識別的識別效果。

2、第一方面，本申請?zhí)峁┮环N用于類器官識別的圖像處理方法，所述圖像處理方法包括如下步驟：

3、采集類器官培養(yǎng)物在不同時刻的圖像，得到類器官培養(yǎng)圖像集；

4、對于所述類器官培養(yǎng)圖像集中的每張類器官培養(yǎng)圖像，對類器官培養(yǎng)圖像進行斑點特征提取，得到所述類器官培養(yǎng)圖像的圖像斑點特征，根據(jù)所述圖像斑點特征確定所述類器官培養(yǎng)圖像的結(jié)構異質(zhì)熵，進而基于所有的結(jié)構異質(zhì)熵對所述類器官培養(yǎng)圖像集進行篩選，得到所述類器官培養(yǎng)物的類器官培養(yǎng)圖像子集；

5、確定所述類器官培養(yǎng)圖像子集中每張類器官培養(yǎng)圖像的像素波動峰，依據(jù)對應的像素波動峰將類器官培養(yǎng)圖像中的混雜信息進行抑制，進而得到所述類器官培養(yǎng)物的抑制混雜信息后的圖像簇；

6、將抑制混雜信息后的圖像簇用于類器官識別。

7、在本實施例中，對類器官培養(yǎng)圖像進行斑點特征提取，得到所述類器官培養(yǎng)圖像的圖像斑點特征具體包括：

8、對類器官培養(yǎng)圖像進行斑點檢測，得到所述類器官培養(yǎng)圖像中的不同檢測斑點；

9、對各個檢測斑點進行特征提取，進而得到所述類器官培養(yǎng)圖像的圖像斑點特征。

10、在本實施例中，使用拉普拉斯-高斯濾波器對類器官培養(yǎng)圖像進行斑點檢測。

11、在本實施例中，通過尺度不變特征變換的方式對各個檢測斑點進行特征提取。

12、在本實施例中，基于所有的結(jié)構異質(zhì)熵對所述類器官培養(yǎng)圖像集進行篩選，得到所述類器官培養(yǎng)物的類器官培養(yǎng)圖像子集具體包括：

13、設定所述類器官培養(yǎng)物的結(jié)構異質(zhì)閾值；

14、對于所述類器官培養(yǎng)圖像集中的每張類器官培養(yǎng)圖像，獲取各個類器官培養(yǎng)圖像對應的結(jié)構異質(zhì)熵；

15、將結(jié)構異質(zhì)熵小于所述結(jié)構異質(zhì)閾值的所有類器官培養(yǎng)圖像組成的圖像集作為所述類器官培養(yǎng)物的類器官培養(yǎng)圖像子集。

16、在本實施例中，確定所述類器官培養(yǎng)圖像子集中每張類器官培養(yǎng)圖像的像素波動峰具體包括：

17、設定一個像素滑動窗；

18、對于所述類器官培養(yǎng)圖像子集中每張類器官培養(yǎng)圖像，使用所述像素滑動窗遍歷類器官培養(yǎng)圖像中各個像素點，進而繪制像素滑動窗遍歷過程的像素波動曲線；

19、在所述像素波動曲線中提取類器官培養(yǎng)圖像的像素波動峰，進而得到所述類器官培養(yǎng)圖像子集中每張類器官培養(yǎng)圖像的像素波動峰。

20、在本實施例中，依據(jù)對應的像素波動峰將類器官培養(yǎng)圖像中的混雜信息進行抑制，進而得到所述類器官培養(yǎng)物的抑制混雜信息后的圖像簇具體包括：

21、對于每張類器官培養(yǎng)圖像，確定類器官培養(yǎng)圖像對應像素波動峰的離散度；

22、基于所述像素波動峰的離散度對所述類器官培養(yǎng)圖像中的混雜信息進行抑制，得到所述類器官培養(yǎng)圖像對應的抑制混雜信息后的圖像，進而得到每張類器官培養(yǎng)圖像對應的抑制混雜信息后的圖像；

23、將所有抑制混雜信息后的圖像組成的數(shù)據(jù)簇作為所述類器官培養(yǎng)物的抑制混雜信息后的圖像簇。

24、在本實施例中，將抑制混雜信息后的圖像簇用于類器官識別是將抑制混雜信息后的圖像簇輸入預先訓練的深度學習模型中進行類器官識別。

25、在本實施例中，通過活細胞成像設備采集類器官培養(yǎng)物在不同時刻的圖像。

26、第二方面，本申請?zhí)峁┮环N用于類器官識別的圖像處理系統(tǒng)，用于執(zhí)行一種用于類器官識別的圖像處理方法，所述圖像處理系統(tǒng)包括：

27、采集模塊，采集類器官培養(yǎng)物在不同時刻的圖像，得到類器官培養(yǎng)圖像集；

28、圖像篩選模塊，用于對于所述類器官培養(yǎng)圖像集中的每張類器官培養(yǎng)圖像，對類器官培養(yǎng)圖像進行斑點特征提取，得到所述類器官培養(yǎng)圖像的圖像斑點特征，根據(jù)所述圖像斑點特征確定所述類器官培養(yǎng)圖像的結(jié)構異質(zhì)熵，進而基于所有的結(jié)構異質(zhì)熵對所述類器官培養(yǎng)圖像集進行篩選，得到所述類器官培養(yǎng)物的類器官培養(yǎng)圖像子集；

29、混雜信息抑制模塊，用于確定所述類器官培養(yǎng)圖像子集中每張類器官培養(yǎng)圖像的像素波動峰，依據(jù)對應的像素波動峰將類器官培養(yǎng)圖像中的混雜信息進行抑制，進而得到所述類器官培養(yǎng)物的抑制混雜信息后的圖像簇；

30、圖像應用模塊，用于將抑制混雜信息后的圖像簇用于類器官識別。

31、本申請公開的實施例提供的技術方案具有以下有益效果：

32、通過采集類器官培養(yǎng)物在不同時刻的圖像，得到類器官培養(yǎng)圖像集；對于所述類器官培養(yǎng)圖像集中的每張類器官培養(yǎng)圖像，對類器官培養(yǎng)圖像進行斑點特征提取，得到所述類器官培養(yǎng)圖像的圖像斑點特征，根據(jù)所述圖像斑點特征確定所述類器官培養(yǎng)圖像的結(jié)構異質(zhì)熵，進而基于所有的結(jié)構異質(zhì)熵對所述類器官培養(yǎng)圖像集進行篩選，得到所述類器官培養(yǎng)物的類器官培養(yǎng)圖像子集；確定所述類器官培養(yǎng)圖像子集中每張類器官培養(yǎng)圖像的像素波動峰，依據(jù)對應的像素波動峰將類器官培養(yǎng)圖像中的混雜信息進行抑制，進而得到所述類器官培養(yǎng)物的抑制混雜信息后的圖像簇；將抑制混雜信息后的圖像簇用于類器官識別。

33、由此可見本申請中，可以抑制類器官培養(yǎng)圖像中的混雜信息；其中，通過斑點特征提取和結(jié)構異質(zhì)熵的計算，可以有效減少類器官培養(yǎng)圖像中混雜信息的干擾，斑點特征提取專注于類器官培養(yǎng)圖像中的局部特征，并能忽略平滑或無關的背景信息，可以幫助篩除不具備顯著生物學意義的區(qū)域，從而抑制背景噪聲和不相關紋理，結(jié)構異質(zhì)熵衡量的是類器官培養(yǎng)圖像中結(jié)構的復雜性，通過設置異質(zhì)熵閾值，可以去除那些包含過多干擾的類器官培養(yǎng)圖像，從而進一步抑制無效的混雜信息；然后，通過分析像素波動峰，可以精確識別類器官培養(yǎng)圖像中重要的結(jié)構區(qū)域，避免特征提取過程受到干擾，并且通過抑制混雜信息，可以顯著減少類器官培養(yǎng)圖像中的背景噪聲和不相關結(jié)構，使得類器官培養(yǎng)物主要的生物特征更加突出，以提高類器官識別的識別效果；最后，將抑制混雜信息后的圖像簇用于類器官識別。

技術特征：

1.一種用于類器官識別的圖像處理方法，其特征在于，所述處理方法包括如下步驟：

2.如權利要求1所述的一種用于類器官識別的圖像處理方法，其特征在于，對類器官培養(yǎng)圖像進行斑點特征提取，得到所述類器官培養(yǎng)圖像的圖像斑點特征具體包括：

3.如權利要求2所述的一種用于類器官識別的圖像處理方法，其特征在于，使用拉普拉斯-高斯濾波器對類器官培養(yǎng)圖像進行斑點檢測。

4.如權利要求2所述的一種用于類器官識別的圖像處理方法，其特征在于，通過尺度不變特征變換的方式對各個檢測斑點進行特征提取。

5.如權利要求1所述的一種用于類器官識別的圖像處理方法，其特征在于，依據(jù)對應的像素波動峰將類器官培養(yǎng)圖像中的混雜信息進行抑制，進而得到所述類器官培養(yǎng)物的抑制混雜信息后的圖像簇具體包括：

6.如權利要求1所述的一種用于類器官識別的圖像處理方法，其特征在于，將抑制混雜信息后的圖像簇用于類器官識別是將抑制混雜信息后的圖像簇輸入預先訓練的深度學習模型中進行類器官識別。

7.如權利要求1所述的一種用于類器官識別的圖像處理方法，其特征在于，通過活細胞成像設備采集類器官培養(yǎng)物在不同時刻的圖像。

8.一種用于類器官識別的圖像處理系統(tǒng)，用于執(zhí)行如權利要求1至7任意一項所述的一種用于類器官識別的圖像處理方法，其特征在于，所述處理系統(tǒng)包括：

技術總結(jié)
本申請?zhí)峁┮环N用于類器官識別的圖像處理方法及其處理系統(tǒng)，涉及圖像處理技術領域，采集得到類器官培養(yǎng)圖像集；對于類器官培養(yǎng)圖像集中的每張類器官培養(yǎng)圖像，對類器官培養(yǎng)圖像進行斑點特征提取，得到類器官培養(yǎng)圖像的圖像斑點特征，根據(jù)圖像斑點特征確定類器官培養(yǎng)圖像的結(jié)構異質(zhì)熵，基于所有的結(jié)構異質(zhì)熵對類器官培養(yǎng)圖像集進行篩選，得到類器官培養(yǎng)圖像子集；確定類器官培養(yǎng)圖像子集中每張類器官培養(yǎng)圖像的像素波動峰，依據(jù)對應的像素波動峰將類器官培養(yǎng)圖像中的混雜信息進行抑制，得到抑制混雜信息后的圖像簇；將抑制混雜信息后的圖像簇用于類器官識別，本申請可以抑制類器官培養(yǎng)圖像中的混雜信息，以提高類器官識別的識別效果。

技術研發(fā)人員：李薛鑫,鄭旭,單紹波,朱文韜,彭雪強
受保護的技術使用者：中國醫(yī)科大學附屬第四醫(yī)院
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/30