本发明涉及图像处理技术领域，尤其是涉及一种尿沉渣细胞显微图像的液滴成像方法及装置。
背景技术：
医学是关系到广大人民群众身心健康的应用科学，医学的发展水平体现了人民的生活水平，体现了一个国家的综合实力。尿常规检查是医院最常见的检查之一，通过对尿液成分的变化，来了解有无尿路感染、肾病和某些代谢异常川。在临床实践中，尿常规检查通常包括检查尿液的颜色、透明度、比重、酸碱度、蛋白质、糖及尿沉渣显微镜检查。其中，尿沉渣显微镜检查的目的是检查尿液中的有形成分，这些有形成分包括来自肾脏的颗粒管型和来自尿路各个部分的红细胞、白细胞、上皮组织、脓细胞、细菌、寄生虫以及由尿液中沉析出的各种晶体和服用药物后出现的结晶体等。通过尿沉渣镜检可以了解尿肾脏及泌尿系统疾患的类型和程度，因此尿沉渣镜检是尿检的重要部分，对疾病的诊断有着不可忽视的作用，其中红细胞对肾脏是否出现出血，尿路是否存在感染等病理的判断提供重要依据。
随着计算机技术的发展，图像处理与识别技术得到突飞猛进的发展，涉及到计算机科学、数学、物理学、信息科学以及生物学等方面，同时也广泛应用于空间遥感、生物医学、指纹识别、产品检测等领域。图像处理与模式识别技术在医学图像方面也有着广泛的应用，包括对医学图像进行模数转换、数字编码、传输、图像储存、数据挖掘、数据压缩、图像增强等各种形式的图像变换。
因此，有必要借助图像处理与识别技术对尿沉渣细胞图像进行处理以获取更加清晰的尿沉渣细胞图像，在医学中为病理分析提供依据。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供尿沉渣细胞显微图像的液滴成像方法及装置，以借助图像处理与识别技术对尿沉渣细胞图像进行处理以获取更加清晰的尿沉渣细胞图像，在医学中为病理分析提供依据。
第一方面，本发明实施例提供了一种尿沉渣细胞显微图像的液滴成像方法，应用于控制器，具体按照如下步骤进行：
采集经过液滴染色成像技术处理的第一标本图像，并对所述的标本图像中的细胞边缘进行标记以获取第二标本图像，并对所述的第二标本图像进行二值化处理；
发送图像分割指令以对二值化处理后的第二标本图像采用最大类间方差算法(ostu阈值分割算法)进行分割，获取第三标本图像；
发送第一图像处理指令以对所述的第三标本图像采用膨胀腐蚀运算进行膨胀腐蚀处理，以获取第四标本图像。
优选的，所述的发送图像分割指令以对二值化处理后的第二标本图像采用最大类间方差算法进行分割，获取第三标本图像的步骤中；
采用如下公式对图像获取最佳阈值t并对图像进行分割：
将图像分割为灰度值大于t的c1以及灰度值小于t的c2两部分；
t＝σb2/σa2；
w1—类c1的像素点总数；
w2—类c2的像素点总数；
m1—c1部分的以及灰度均值；
m2—c2部分的以及灰度均值。
另一方面，本发明提供了一种尿沉渣细胞显微图像的液滴成像装置，包括：
第一图像处理模块：用于采集经过液滴染色成像技术处理的第一标本图像，并对所述的标本图像中的细胞边缘进行标记以获取第二标本图像，并对所述的第二标本图像进行二值化处理；
第二图像处理模块：用于发送图像分割指令以对二值化处理后的第二标本图像采用最大类间方差算法(ostu阈值分割算法)进行分割，获取第三标本图像；
第三图像处理模块：用于发送第一图像处理指令以对所述的第三标本图像采用膨胀腐蚀运算进行膨胀腐蚀处理，以获取第四标本图像。
本发明实施例带来了以下有益效果：本发明提供了一种尿沉渣细胞显微图像的液滴成像方法及装置，应用于控制器，前述方法具体按照如下步骤进行：采集经过液滴染色成像技术处理的第一标本图像，并对的标本图像中的细胞边缘进行标记以获取第二标本图像，并对的第二标本图像进行二值化处理；发送图像分割指令以对二值化处理后的第二标本图像采用最大类间方差算法进行分割，获取第三标本图像；发送第一图像处理指令以对的第三标本图像采用膨胀腐蚀运算进行膨胀腐蚀处理，以获取第四标本图像。通过本发明提供的方法借助图像处理与识别技术对尿沉渣细胞图像进行处理以获取更加清晰的尿沉渣细胞图像，在医学中为病理分析提供依据。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种尿沉渣细胞显微图像的液滴成像方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前现有技术中利用原片染色技术对标本细胞进行处理，标本细胞有重叠，基于此，本发明实施例提供的一种尿沉渣细胞显微图像的液滴成像方法及装置，可以借助图像处理与识别技术对尿沉渣细胞图像进行处理以获取更加清晰的尿沉渣细胞图像，在医学中为病理分析提供依据。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种尿沉渣细胞显微图像的液滴成像方法进行详细介绍。
实施例一：
如图1所示，本发明实施例一提供了一种尿沉渣细胞显微图像的液滴成像方法，具体按照如下步骤进行：
采集经过液滴染色成像技术处理的第一标本图像，并对所述的标本图像中的细胞边缘进行标记以获取第二标本图像，并对所述的第二标本图像进行二值化处理；
具体的，为了获取第一标本图像，需对标本进行如下处理：
1)培养两种细胞：
a.收集患者尿标本10ml，1ml4％甲醛固定，4℃保存待用；
b.取10μl标本与2μlsm染液混合，静置染色1min；
c.将上述染色好的标本滴于玻片，显微镜镜检，采集图像。
需要说明的是，液滴染色成像技术需要对染色之后的细胞载玻片要经过微流控芯片的处理，形成液滴染色图像。微流控芯片的主要作用是利用特制溶液，将细胞包裹进液滴，可有效使粘连细胞分离，形成一个个的单个细胞，便于观察；
2)对采集到的图像进行重点部位截取操作，集中于实验所需要分割的细胞部位，采用液滴染色成像技术并进行分类，具体问题分为纯净模式下白细胞，红细胞和鳞状上皮细胞的液滴图像、细菌干扰模式下白细胞，红细胞和鳞状上皮细胞的液滴图像、以及结晶干扰模式下白细胞，红细胞和鳞状上皮细胞的液滴图像和原片图三大类，由此获取第一标本图像；
发送图像分割指令以对二值化处理后的第二标本图像采用最大类间方差算法(ostu阈值分割算法)进行分割，获取第三标本图像；
最大类间方差算法是在灰度直方图的基础上采用最小二乘法的原理推导出来的具有统计意义上的最佳分割。它的基本原理是以最佳阈值将图像的灰度值分割成两个部分，使两部分之间的方差最大，即具有最大的分离性；
具体的，采用如下公式对图像获取最佳阈值t并对图像进行分割：
将图像分割为灰度值大于t的c1以及灰度值小于t的c2两部分；
t＝σb2/σa2；
w1—类c1的像素点总数；
w2—类c2的像素点总数；
m1—c1部分的以及灰度均值；
m2—c2部分的以及灰度均值。
发送第一图像处理指令以对所述的第三标本图像采用膨胀腐蚀运算进行膨胀腐蚀处理，以获取第四标本图像。
具体的，膨胀腐蚀运算是将与物体接触的所有背景点合并到该物体中，使边界向外部扩张的过程。通过膨胀，可以填充图像中的小孔及在图像边缘处的小凹陷部分。腐蚀运算是一种消除边界点，使边界向内部收缩的过程。利用腐蚀操作，可以消除小且无意义的物体；
进一步的，数学形态学中对膨胀的定义为：
其中，集合b称为结构元素；a、b是属于z2的集合，φ代表空集，
数学形态中，对腐蚀的定义为：
当b的原点平移到图像a的像元(x,y)时，如果b在(x,y)处，完全被包含在图像a重叠的区域，(也就是b中为1的元素位置上对应的a图像值全部也为1)则将输出图像对应的像元(x,y)赋值为1，否则赋值为0。
实施例二：
为了本实施例一的成像效果，本发明实施例二利用zsi指数作为评价指标以对成像效果进行比较，具体的，收集的标本进行原片染色处理，并获取标本图像，而后对此标本图像进行二值化、膨胀腐蚀处理后，获取zsi指数，并对比此zsi指数与前述第四标本图像的zsi指数；
进一步的，zsi指数采用如下公式获取：
其中，a1为真实细胞区域，a2位分割结果得到的细胞区域，#{}表示图像区域像素点的数量，真实细胞区域由专业的医师手动分割细胞图像得到。zsi指数反应了算法分割结果与真实细胞的相似度，其值越大，表明相似度越高，在本发明提供的实施例中，通过液滴染色技术处理后，前述第四标本图像的zsi指数为92.21％，相对应的，通过原片染色技术获取的标本图像的zsi指数为86.43％，通过对比可得，实施例一获得的第四标本图像具有更好的效果。
实施例三：
本发明实施例三提供了一种尿沉渣细胞显微图像的液滴成像装置，包括：
第一图像处理模块：用于采集经过液滴染色成像技术处理的第一标本图像，并对所述的标本图像中的细胞边缘进行标记以获取第二标本图像，并对所述的第二标本图像进行二值化处理；
第二图像处理模块：用于发送图像分割指令以对二值化处理后的第二标本图像采用最大类间方差算法(ostu阈值分割算法)进行分割，获取第三标本图像；
第三图像处理模块：用于发送第一图像处理指令以对所述的第三标本图像采用膨胀腐蚀运算进行膨胀腐蚀处理，以获取第四标本图像。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
1.一种尿沉渣细胞显微图像的液滴成像方法，应用于控制器，其特征在于，具体按照如下步骤进行：
采集经过液滴染色成像技术处理的第一标本图像，并对所述的标本图像中的细胞边缘进行标记以获取第二标本图像，并对所述的第二标本图像进行二值化处理；
发送图像分割指令以对二值化处理后的第二标本图像采用最大类间方差算法进行分割，获取第三标本图像；
发送第一图像处理指令以对所述的第三标本图像采用膨胀腐蚀运算进行膨胀腐蚀处理，以获取第四标本图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的发送图像分割指令以对二值化处理后的第二标本图像采用最大类间方差算法进行分割，获取第三标本图像的步骤中；
采用如下公式对图像获取最佳阈值t并对图像进行分割：
将图像分割为灰度值大于t的c1以及灰度值小于t的c2两部分；
t＝σb2/σa2；
w1—类c1的像素点总数；
w2—类c2的像素点总数；
m1—c1部分的以及灰度均值；
m2—c2部分的以及灰度均值。
3.一种尿沉渣细胞显微图像的液滴成像装置，其特征在于，包括：
第一图像处理模块：用于采集经过液滴染色成像技术处理的第一标本图像，并对所述的标本图像中的细胞边缘进行标记以获取第二标本图像，并对所述的第二标本图像进行二值化处理；
第二图像处理模块：用于发送图像分割指令以对二值化处理后的第二标本图像采用最大类间方差算法(ostu阈值分割算法)进行分割，获取第三标本图像；
第三图像处理模块：用于发送第一图像处理指令以对所述的第三标本图像采用膨胀腐蚀运算进行膨胀腐蚀处理，以获取第四标本图像。
技术总结