基于数学形态学的重叠细胞图像分割算法研究-计算机应用技术专业论文.docx

摘 摘 要 摘 摘 要 摘 要 图像分割是由图像处理进入到图像分析的关键步骤，是图像工程中的一个重点和 难点。目前关于图像分割己有很多成熟的算法，不同算法都有各自的优点和不足之处。 由于细胞图像的特殊性，目前的分割算法研究结果在实际处理中，经常会出现多个细 胞粘连或者重叠在一起的现象，严重影响了后续的统计分析。 基于数学形态学的分水岭算法是一种有效的图像分割方法，但是传统的分水岭算 法存在严重的过分割现象。通过合并预处理步骤来限制允许存在的区域的数目是解决 过分割问题的一个有效办法:另外一个解决的办法是使用标记，使用形态学中腐蚀运 算对细胞图像进行连续腐蚀得到分离细胞种子。考虑到人体血液红细胞具有类圆形的 特征，使用固定的结构元素腐蚀容易导致细胞图像失真，不利于后续的图像分析工作。 使用不同的结构元素对细胞图像进行交替腐蚀则可以有效避免以上问题。 本文首先介绍了几种常用的重叠细胞分割方法，然后研究了一种基于形态腐蚀和 膨胀运算的，应用分水岭算法原理对重叠红细胞图像分割的改进算法。该算法首先使 用4邻域和8邻域结构元素对重叠细胞图像连续交替腐蚀，通过计算腐蚀后的细胞面积 与原细胞面积的比值来控制连续腐蚀次数。在获取的分离细胞图像基础上，应用分水 岭算法原理构造重叠细胞之间的分割线。尽管腐蚀和膨胀不是一对可逆运算，但是使 用交替结构元素可以减少类圆形红细胞因连续腐蚀和膨胀运算而造成的失真。该算法 主要针对红细胞具有类圆形的特征设计的，在本文的第五章中给出了使用该算法对重 叠细胞图像分割的实验结果。从实验的结果来看，绝大部分重叠细胞被分离，从而验 证了本文算法对重叠红细胞图像分割具有良好的效果。并且该算法可以推广应用于一 些类圆形目标的图像分割上。 关键词:图像分割; 数学形态学; 分水岭算法; 过分割; 重叠细胞. 万方数据 I – – – PAGE IV – 万方数据 – – PAGE III – 万方数据 Abstract From image processing to image analyzing, image segmentation is the key step, which is also important and difficult point. There are many mature algorithms for image segmentation. Different algorithm has its own advantage and disadvantage. Be- cause of the characteristics of cell image, the image segmentation algorithms available often result in such a phenomenon that several cells are overlapping or sticking to- gether in real processing, which would affect the result of later process of statistics and analysis seriously. The watershed algorithm based on the mathematical morphology is an effective method in image segmentation. But the traditional watershed algorithm always re- sults in serious over segmentation phenomenon. An effective solution to this problem is to limit the number of allowable regions by incorporating a preprocessing stage. An- other solution to this problem is to use of markers, by using the erosion operation in mathematical morphology can get the separated cell seeds in the cell image by eroding the image many consecutive times. Considering that erythrocytes(red cells) in human blood have a similar circular characteristic in co