本發(fā)明涉及圖像增強，具體涉及用于宮頸病變的e7蛋白細(xì)胞染色篩查裝置、方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在e7蛋白的染色篩查中，往往難以將所有細(xì)胞都染色均勻，即不可避免地會存在染色不均勻的細(xì)胞，由于細(xì)胞質(zhì)在細(xì)胞中的占比較大，所以，染色不均勻的情況往往更容易出現(xiàn)在細(xì)胞質(zhì)中，從而導(dǎo)致部分細(xì)胞質(zhì)染色不明顯，此時醫(yī)生若直接通過電子顯微鏡觀察這些細(xì)胞，可能導(dǎo)致其忽略部分染色不明顯的細(xì)胞，從而可能導(dǎo)致識別出的e7蛋白偏少，進而導(dǎo)致e7蛋白細(xì)胞染色篩查的準(zhǔn)確度較差。

2、為了便于醫(yī)生觀察，往往可以對宮頸細(xì)胞樣本的rgb圖像進行增強，目前，對圖像進行增強時，通常采用的方法為：根據(jù)圖像的灰度直方圖，對圖像進行直方圖均衡化，以實現(xiàn)圖像增強。

3、然而，當(dāng)根據(jù)宮頸細(xì)胞樣本的rgb圖像的灰度直方圖，對宮頸細(xì)胞樣本的rgb圖像進行直方圖均衡化，以實現(xiàn)圖像增強時，經(jīng)常會存在如下技術(shù)問題：

4、由于灰度直方圖均衡化往往是按照圖像的灰度值分布進行統(tǒng)計學(xué)上的圖像增強，因此，直接根據(jù)宮頸細(xì)胞樣本的rgb圖像的灰度直方圖，對宮頸細(xì)胞樣本的rgb圖像進行直方圖均衡化時，可能導(dǎo)致部分像素點較少的細(xì)節(jié)信息丟失，從而導(dǎo)致對宮頸細(xì)胞樣本的rgb圖像進行增強的效果較差，進而導(dǎo)致e7蛋白細(xì)胞染色篩查的準(zhǔn)確度較差。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決e7蛋白細(xì)胞染色篩查的準(zhǔn)確度較差的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了用于宮頸病變的e7蛋白細(xì)胞染色篩查裝置、方法及系統(tǒng)。

2、第一方面，本發(fā)明提供了用于宮頸病變的e7蛋白細(xì)胞染色篩查方法，該方法包括：

3、獲取染色后的宮頸細(xì)胞樣本對應(yīng)的目標(biāo)rgb圖像，基于目標(biāo)rgb圖像中的像素點對應(yīng)的顏色通道差異，從目標(biāo)rgb圖像中篩選出非細(xì)胞質(zhì)像素點和細(xì)胞質(zhì)像素點，并對所有非細(xì)胞質(zhì)像素點構(gòu)成的區(qū)域進行連通域提取，得到候選連通域；

4、對每個候選連通域進行細(xì)胞核形狀規(guī)律特征分析處理，得到每個候選連通域?qū)?yīng)的細(xì)胞核可能因子，并基于候選連通域?qū)?yīng)的細(xì)胞核可能因子及細(xì)胞質(zhì)像素點對應(yīng)的通道值，從所有候選連通域中篩選出表征染色不均勻細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞核的目標(biāo)連通域；

5、根據(jù)不同的預(yù)設(shè)增強參數(shù)，對所有細(xì)胞質(zhì)像素點進行增強，得到每個細(xì)胞質(zhì)像素點在每個預(yù)設(shè)增強參數(shù)下的r通道值和b通道值；

6、根據(jù)細(xì)胞質(zhì)像素點在每個預(yù)設(shè)增強參數(shù)下的r通道值和b通道值，獲取每個目標(biāo)連通域在每個預(yù)設(shè)增強參數(shù)下的r細(xì)胞質(zhì)區(qū)域和b細(xì)胞質(zhì)區(qū)域；

7、根據(jù)每個目標(biāo)連通域在各個預(yù)設(shè)增強參數(shù)下的r細(xì)胞質(zhì)區(qū)域和b細(xì)胞質(zhì)區(qū)域之間的差異，確定每個目標(biāo)連通域?qū)?yīng)的目標(biāo)增強參數(shù)；

8、根據(jù)目標(biāo)連通域?qū)?yīng)的目標(biāo)增強參數(shù)，獲取目標(biāo)rgb圖像對應(yīng)的目標(biāo)增強圖像，并基于目標(biāo)增強圖像進行e7蛋白細(xì)胞染色篩查。

9、結(jié)合上述第一方面，在一種可能的實現(xiàn)方式中，獲取目標(biāo)rgb圖像中的像素點對應(yīng)的顏色通道差異，包括：

10、將所述目標(biāo)rgb圖像中任意一個像素點，確定為標(biāo)記像素點；

11、將所述標(biāo)記像素點對應(yīng)的原始r通道值和原始g通道值之間的差異，確定為所述標(biāo)記像素點對應(yīng)的rg通道差異，其中，標(biāo)記像素點對應(yīng)的原始r通道值和原始g通道值分別是標(biāo)記像素點進行增強前的r通道值和g通道值；

12、將所述標(biāo)記像素點對應(yīng)的原始r通道值和原始b通道值之間的差異，確定為所述標(biāo)記像素點對應(yīng)的rb通道差異，其中，標(biāo)記像素點對應(yīng)的原始b通道值是標(biāo)記像素點進行增強前的b通道值；

13、將所述標(biāo)記像素點對應(yīng)的原始g通道值和原始b通道值之間的差異，確定為所述標(biāo)記像素點對應(yīng)的gb通道差異；

14、根據(jù)所述標(biāo)記像素點對應(yīng)的rg通道差異、rb通道差異和gb通道差異，確定所述標(biāo)記像素點對應(yīng)的顏色通道差異，其中，rg通道差異、rb通道差異和gb通道差異均與顏色通道差異呈正相關(guān)關(guān)系。

15、結(jié)合上述第一方面，在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述對每個候選連通域進行細(xì)胞核形狀規(guī)律特征分析處理，得到每個候選連通域?qū)?yīng)的細(xì)胞核可能因子，包括：

16、將任意一個候選連通域，確定為標(biāo)記連通域，并將標(biāo)記連通域的中心點，確定為標(biāo)記中心點；

17、將所述標(biāo)記中心點與所述標(biāo)記連通域中每個邊緣像素點之間的距離，確定為所述標(biāo)記連通域中每個邊緣像素點對應(yīng)的目標(biāo)距離；

18、根據(jù)獲取的每個候選連通域中所有邊緣像素點對應(yīng)的目標(biāo)距離、每個候選連通域中所有像素點對應(yīng)的原始b通道值和顏色通道差異，確定每個候選連通域?qū)?yīng)的細(xì)胞核可能因子，其中，像素點對應(yīng)的原始b通道值是像素點進行增強前的b通道值。

19、結(jié)合上述第一方面，在一種可能的實現(xiàn)方式中，候選連通域?qū)?yīng)的細(xì)胞核可能因子對應(yīng)的公式為：

20、；其中，是第 j個候選連通域?qū)?yīng)的細(xì)胞核可能因子； j是候選連通域的序號；是自然指數(shù)函數(shù)；是第 j個候選連通域中所有像素點對應(yīng)的顏色通道差異的均值；是第 j個候選連通域中所有像素點對應(yīng)的原始b通道值的均值；是第 j個候選連通域中所有邊緣像素點對應(yīng)的目標(biāo)距離的均值；是第 j個候選連通域中所有邊緣像素點對應(yīng)的目標(biāo)距離的方差。

21、結(jié)合上述第一方面，在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述基于候選連通域?qū)?yīng)的細(xì)胞核可能因子及細(xì)胞質(zhì)像素點對應(yīng)的通道值，從所有候選連通域中篩選出表征染色不均勻細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞核的目標(biāo)連通域，包括：

22、若候選連通域?qū)?yīng)的細(xì)胞核可能因子大于預(yù)設(shè)細(xì)胞核可能閾值，則將候選連通域，確定為細(xì)胞核連通域；

23、以與每個細(xì)胞核連通域相鄰的細(xì)胞質(zhì)像素點為種子點，基于細(xì)胞質(zhì)像素點對應(yīng)的原始b通道值進行區(qū)域生長，得到每個細(xì)胞核連通域?qū)?yīng)的原始b細(xì)胞質(zhì)區(qū)域，其中，細(xì)胞質(zhì)像素點對應(yīng)的原始b通道值是細(xì)胞質(zhì)像素點進行增強前的b通道值；

24、根據(jù)細(xì)胞質(zhì)像素點對應(yīng)的原始b通道值和位置，對所有細(xì)胞質(zhì)像素點進行聚類，得到初始聚類簇；

25、根據(jù)每兩個初始聚類簇之間的密度總值和類間距離，確定每兩個初始聚類簇之間的聚類參考指標(biāo)，其中，密度總值和類間距離均與聚類參考指標(biāo)呈正相關(guān)關(guān)系；

26、篩選出之間的聚類參考指標(biāo)最大的兩個初始聚類簇，作為目標(biāo)聚類簇；

27、將每個細(xì)胞質(zhì)像素點對應(yīng)的原始b通道值與每個目標(biāo)聚類簇的平均原始b通道值之間的差異，確定為每個細(xì)胞質(zhì)像素點與每個目標(biāo)聚類簇之間的b通道偏差，得到每個細(xì)胞質(zhì)像素點對應(yīng)的兩個b通道偏差，其中，平均原始b通道值是目標(biāo)聚類簇中所有細(xì)胞質(zhì)像素點對應(yīng)的原始b通道值的均值；

28、從所有細(xì)胞質(zhì)像素點中篩選出對應(yīng)的兩個b通道偏差均大于預(yù)設(shè)偏差閾值的細(xì)胞質(zhì)像素點，作為染色不均勻點；

29、將染色不均勻點所屬原始b細(xì)胞質(zhì)區(qū)域?qū)?yīng)的細(xì)胞核連通域，確定為目標(biāo)連通域。

30、結(jié)合上述第一方面，在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述根據(jù)細(xì)胞質(zhì)像素點在每個預(yù)設(shè)增強參數(shù)下的r通道值和b通道值，獲取每個目標(biāo)連通域在每個預(yù)設(shè)增強參數(shù)下的r細(xì)胞質(zhì)區(qū)域和b細(xì)胞質(zhì)區(qū)域，包括：

31、將任意一個目標(biāo)連通域，確定為參考連通域，將任意一個預(yù)設(shè)增強參數(shù)，確定為標(biāo)記增強參數(shù)；

32、以與所述參考連通域相鄰的細(xì)胞質(zhì)像素點為種子點，基于細(xì)胞質(zhì)像素點在所述標(biāo)記增強參數(shù)下的r通道值進行區(qū)域生長，得到所述參考連通域在所述標(biāo)記增強參數(shù)下的r細(xì)胞質(zhì)區(qū)域；

33、以與所述參考連通域相鄰的細(xì)胞質(zhì)像素點為種子點，基于細(xì)胞質(zhì)像素點在所述標(biāo)記增強參數(shù)下的b通道值進行區(qū)域生長，得到所述參考連通域在所述標(biāo)記增強參數(shù)下的b細(xì)胞質(zhì)區(qū)域。

34、結(jié)合上述第一方面，在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述根據(jù)每個目標(biāo)連通域在各個預(yù)設(shè)增強參數(shù)下的r細(xì)胞質(zhì)區(qū)域和b細(xì)胞質(zhì)區(qū)域之間的差異，確定每個目標(biāo)連通域?qū)?yīng)的目標(biāo)增強參數(shù)，包括：

35、根據(jù)每個目標(biāo)連通域在每個預(yù)設(shè)增強參數(shù)下的r細(xì)胞質(zhì)區(qū)域和b細(xì)胞質(zhì)區(qū)域之間的面積差異、通道值差異和位置差異，確定每個目標(biāo)連通域在每個預(yù)設(shè)增強參數(shù)下的增強效果評價值對應(yīng)的公式為：

36、；

37、；其中，是第 a個目標(biāo)連通域在第 h個預(yù)設(shè)增強參數(shù)下的增強效果評價值； a是目標(biāo)連通域的序號； h是預(yù)設(shè)增強參數(shù)的序號；是歸一化函數(shù)；是取絕對值函數(shù)；是第 a個目標(biāo)連通域在第 h個預(yù)設(shè)增強參數(shù)下的r細(xì)胞質(zhì)區(qū)域的面積；是第 a個目標(biāo)連通域在第 h個預(yù)設(shè)增強參數(shù)下的b細(xì)胞質(zhì)區(qū)域的面積；表示第 a個目標(biāo)連通域在第 h個預(yù)設(shè)增強參數(shù)下的r細(xì)胞質(zhì)區(qū)域與b細(xì)胞質(zhì)區(qū)域之間的面積差異；是第 a個目標(biāo)連通域在第 h個預(yù)設(shè)增強參數(shù)下，r細(xì)胞質(zhì)區(qū)域的中心點與b細(xì)胞質(zhì)區(qū)域的中心點之間的距離，其表示r細(xì)胞質(zhì)區(qū)域與b細(xì)胞質(zhì)區(qū)域之間的位置差異；表示第 a個目標(biāo)連通域在第 h個預(yù)設(shè)增強參數(shù)下的r細(xì)胞質(zhì)區(qū)域與b細(xì)胞質(zhì)區(qū)域之間的通道值差異；是第 a個目標(biāo)連通域在第 h個預(yù)設(shè)增強參數(shù)下的r細(xì)胞質(zhì)區(qū)域與b細(xì)胞質(zhì)區(qū)域的并集中細(xì)胞質(zhì)像素點的數(shù)量； t是第 a個目標(biāo)連通域在第 h個預(yù)設(shè)增強參數(shù)下的r細(xì)胞質(zhì)區(qū)域與b細(xì)胞質(zhì)區(qū)域的并集中細(xì)胞質(zhì)像素點的序號；是第 a個目標(biāo)連通域在第 h個預(yù)設(shè)增強參數(shù)下的r細(xì)胞質(zhì)區(qū)域與b細(xì)胞質(zhì)區(qū)域的并集中，第 t個細(xì)胞質(zhì)像素點在第 h個預(yù)設(shè)增強參數(shù)下的r通道值；是第 a個目標(biāo)連通域在第 h個預(yù)設(shè)增強參數(shù)下的r細(xì)胞質(zhì)區(qū)域與b細(xì)胞質(zhì)區(qū)域的并集中，第 t個細(xì)胞質(zhì)像素點在第 h個預(yù)設(shè)增強參數(shù)下的b通道值；

38、將任意一個目標(biāo)連通域，確定為待定連通域，從所有預(yù)設(shè)增強參數(shù)中篩選出所述待定連通域在其下的增強效果評價值最大的預(yù)設(shè)增強參數(shù)，作為所述待定連通域?qū)?yīng)的目標(biāo)增強參數(shù)。

39、結(jié)合上述第一方面，在一種可能的實現(xiàn)方式中，通過宮頸刷獲取宮頸細(xì)胞樣本，包括：

40、患者完成陰道擴張后，醫(yī)生取下宮頸刷的帶刮落結(jié)構(gòu)的試劑瓶，將保護刷毛試劑瓶蓋擰下穩(wěn)定放置于桌面，并將刷毛保護套管拉到旋轉(zhuǎn)手柄后端，其中，宮頸刷包括：宮頸管刷頭、宮頸壁刷頭、帶刮落結(jié)構(gòu)的試劑瓶、保護刷毛試劑瓶蓋、刷毛保護套管、旋轉(zhuǎn)手柄和手持穩(wěn)定套管；

41、醫(yī)生將宮頸刷插入陰道，使宮頸管刷頭插入宮頸管，目測宮頸壁刷頭散開并覆蓋絕大部分宮頸壁，左手捏住手持穩(wěn)定套管，右手轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)手柄，使宮頸管刷頭、宮頸壁刷頭開始旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)六周后取出宮頸刷；

42、醫(yī)生將刷毛保護套管推到前端套住由宮頸管刷頭和宮頸壁刷頭構(gòu)成的刷頭，并將刷毛保護套管卡試劑瓶口，將由宮頸管刷頭和宮頸壁刷頭構(gòu)成的刷頭推入試劑瓶內(nèi)，使宮頸管刷頭、宮頸壁刷頭與試劑瓶內(nèi)的刮落結(jié)構(gòu)接觸，反向轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)手柄六周，使宮頸管刷頭、宮頸壁刷頭上的脫落細(xì)胞溶于試劑中，再拔出宮頸刷，完成細(xì)胞提取，將提取到的細(xì)胞制作為宮頸細(xì)胞樣本。

43、第二方面，本發(fā)明提供了用于宮頸病變的e7蛋白細(xì)胞染色篩查系統(tǒng)，包括處理器和存儲器，所述處理器用于處理存儲在所述存儲器中的指令以實現(xiàn)所述的一種用于宮頸病變的e7蛋白細(xì)胞染色篩查方法，具體地，所述系統(tǒng)包括：

44、獲取篩選提取模塊，用于獲取染色后的宮頸細(xì)胞樣本對應(yīng)的目標(biāo)rgb圖像，基于目標(biāo)rgb圖像中的像素點對應(yīng)的顏色通道差異，從目標(biāo)rgb圖像中篩選出非細(xì)胞質(zhì)像素點和細(xì)胞質(zhì)像素點，并對所有非細(xì)胞質(zhì)像素點構(gòu)成的區(qū)域進行連通域提取，得到候選連通域；

45、分析處理篩選模塊，用于對每個候選連通域進行細(xì)胞核形狀規(guī)律特征分析處理，得到每個候選連通域?qū)?yīng)的細(xì)胞核可能因子，并基于候選連通域?qū)?yīng)的細(xì)胞核可能因子及細(xì)胞質(zhì)像素點對應(yīng)的通道值，從所有候選連通域中篩選出表征染色不均勻細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞核的目標(biāo)連通域；

46、像素增強模塊，用于根據(jù)不同的預(yù)設(shè)增強參數(shù)，對所有細(xì)胞質(zhì)像素點進行增強，得到每個細(xì)胞質(zhì)像素點在每個預(yù)設(shè)增強參數(shù)下的r通道值和b通道值；

47、細(xì)胞質(zhì)區(qū)域獲取模塊，用于根據(jù)細(xì)胞質(zhì)像素點在每個預(yù)設(shè)增強參數(shù)下的r通道值和b通道值，獲取每個目標(biāo)連通域在每個預(yù)設(shè)增強參數(shù)下的r細(xì)胞質(zhì)區(qū)域和b細(xì)胞質(zhì)區(qū)域；

48、增強參數(shù)確定模塊，用于根據(jù)每個目標(biāo)連通域在各個預(yù)設(shè)增強參數(shù)下的r細(xì)胞質(zhì)區(qū)域和b細(xì)胞質(zhì)區(qū)域之間的差異，確定每個目標(biāo)連通域?qū)?yīng)的目標(biāo)增強參數(shù)；

49、圖像增強篩查模塊，用于根據(jù)目標(biāo)連通域?qū)?yīng)的目標(biāo)增強參數(shù)，獲取目標(biāo)rgb圖像對應(yīng)的目標(biāo)增強圖像，并基于目標(biāo)增強圖像進行e7蛋白細(xì)胞染色篩查。

50、第三方面，提供了一種服務(wù)器，包括存儲器和處理器。該存儲器用于存儲可執(zhí)行程序代碼，該處理器用于從存儲器中調(diào)用并運行該可執(zhí)行程序代碼，使得該設(shè)備執(zhí)行上述第一方面或第一方面任意一種可能的實現(xiàn)方式中的方法。

51、第四方面，提供了一種計算機程序產(chǎn)品，該計算機程序產(chǎn)品包括：計算機程序代碼，當(dāng)該計算機程序代碼在計算機上運行時，使得該計算機執(zhí)行上述第一方面或第一方面任意一種可能的實現(xiàn)方式中的方法。

52、第五方面，提供了一種用于宮頸病變的e7蛋白細(xì)胞染色篩查裝置，該用于宮頸病變的e7蛋白細(xì)胞染色篩查裝置存儲有計算機程序代碼，當(dāng)該計算機程序代碼在計算機上運行時，使得該計算機執(zhí)行上述第一方面或第一方面任意一種可能的實現(xiàn)方式中的方法。

53、本發(fā)明具有如下有益效果：

54、本發(fā)明的用于宮頸病變的e7蛋白細(xì)胞染色篩查方法，實現(xiàn)了對目標(biāo)rgb圖像中染色不均勻細(xì)胞的自適應(yīng)增強，提高了圖像增強效果，解決了e7蛋白細(xì)胞染色篩查的準(zhǔn)確度較差的技術(shù)問題，從而提高了e7蛋白細(xì)胞染色篩查的準(zhǔn)確度。相較于直接根據(jù)宮頸細(xì)胞樣本的rgb圖像的灰度直方圖，對宮頸細(xì)胞樣本的rgb圖像進行直方圖均衡化，本發(fā)明綜合考慮了多個與細(xì)胞質(zhì)染色不均勻相關(guān)的特征，比如，表征染色不均勻細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞核的目標(biāo)連通域、目標(biāo)連通域在各個預(yù)設(shè)增強參數(shù)下的r細(xì)胞質(zhì)區(qū)域和b細(xì)胞質(zhì)區(qū)域之間的差異等，并且目標(biāo)連通域在某個預(yù)設(shè)增強參數(shù)下的r細(xì)胞質(zhì)區(qū)域和b細(xì)胞質(zhì)區(qū)域之間的差異越大時，往往說明在該預(yù)設(shè)增強參數(shù)下越放大了該目標(biāo)連通域?qū)?yīng)的細(xì)胞質(zhì)區(qū)域內(nèi)的染色不均勻細(xì)節(jié)，往往說明該目標(biāo)連通域?qū)?yīng)的細(xì)胞質(zhì)區(qū)域在該預(yù)設(shè)增強參數(shù)下的增強效果越好，越便于醫(yī)生觀察，因此，基于目標(biāo)連通域?qū)?yīng)的目標(biāo)增強參數(shù)，獲取目標(biāo)rgb圖像對應(yīng)的目標(biāo)增強圖像，實現(xiàn)了對目標(biāo)rgb圖像中染色不均勻細(xì)胞質(zhì)的自適應(yīng)增強，在一定程度上保留了部分細(xì)胞質(zhì)染色不均勻的細(xì)節(jié)信息，從而提高了圖像增強效果，進而提高了e7蛋白細(xì)胞染色篩查的準(zhǔn)確度。