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基于多曲率轮廓信息的病理图像细胞核自动检测

2016-01-08张翼,庞宝川

计算机工程与科学 2015年6期
关键词:模式识别机器学习

基于多曲率轮廓信息的病理图像细胞核自动检测*

张翼1,庞宝川2

(1.华中科技大学文华学院电子与信息工程系,湖北 武汉 430074;

2.华中科技大学电子与信息工程系,湖北 武汉 430074)

摘要:细胞核自动检测既是病理图像分析技术的重要步骤,也是提高病理图像自动化分析准确性的主要瓶颈之一,原因在于病理切片制作存在染色分层不均、细胞核粘连或重叠等问题。为了提高细胞核检测的准确度,定义了一种基于多曲率轮廓的细胞核自动检测模型,通过多曲率方向能量滤波器提取细胞核轮廓信息。特征检测器基于boosting算法,利用不同曲率和方向轮廓特征的完备集合产生像素软分类器,获得像素的前景背景置信度和概率。最后利用均值漂移算法得到细胞核中心位置及其置信度。实验结果表明,该算法与其他细胞核检测算法相比,在生物组织结构变异、不均匀光照或染色条件下,以及细胞核粘连或部分重叠等情况下,有着较强的鲁棒性。

关键词:细胞核检测;多曲率;模式识别;机器学习

中图分类号:TP181 文献标志码:A

doi:10.3969/j.issn.1007-130X.2015.06.018

收稿日期:*2014-05-19;修回日期:2014-08-11

基金项目:湖北省高等学校优秀中青年科技团队计划资助(T201431)

作者简介:

通信地址:430074 湖北省武汉市华中科技大学文华学院电子与信息工程系信息大楼

B423Address:B423,Information Building,Department of Electronic and Information Engineering,Wenhua College,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074,Hubei,P.R.China

Automatic detection of cell nucleus in pathological imagesbased on multi-curvature contour features

ZHANG Yi1,PANG Bao-chuan2

(1.Department of Electronic and Information Engineering,Wenhua College,

Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074;

2.Department of Electronic and Information Engineering,

Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074,China)

Abstract:Nucleus automatic detection is not only an important part of pathological image analysis, but also one of the primary bottlenecks to improve the analysis accuracy of the technology. The reason lies in that the pathological slice exhibits uneven layering and staining, nucleus crowding or overlapping. In order to improve the accuracy of the nucleus detection, we design a nucleus model of multi-curvature contour. The nucleus contour features are extracted by multi-curvature orientation energy filter. Then the contour features, along with the cell nucleus ground truth, are put into a boosting algorithm, which creates a pixel classifier to classify pixels into foreground and background. In the end, the mean-shift algorithm produces the confidence co-efficiency of the nucleus for each location. Experimental results show that in comparison with other state-of-art cell nuclei detection methods, our method is more robust to conditions such as biological variations, different staining and illumination conditions, and touching or partial occlusions.

Key words:nucleus detection;multi-curvature;pattern recognition;machine learning

1引言

病理检查是通过显微镜观察活体组织样本,以确定病变的程度和原因。由于人类大脑和视觉系统的局限性,病理图像的人工诊断存在耗时、费力、易误判、主观性强等不足。……

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