华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2014, Vol. 42 ›› Issue (3): 15-20,34.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.03.003

• 电子、通信与自动控制 • 上一篇    下一篇

基于变分水平集的显微注射过程细胞分割

秦传波1 杜启亮1,2† 田联房1 张勤3   

  1. 1.华南理工大学 自动化科学与工程学院,广东 广州 510640; 2.华南理工大学 自主系统与网络控制教育部重点实验室,广东 广州 510640; 3.华南理工大学 机械与汽车工程学院,广东 广州 510640
  • 收稿日期:2013-10-30 出版日期:2014-03-25 发布日期:2014-02-19
  • 通信作者: 杜启亮(1980-),男,副研究员,主要从事微小机器人、视觉控制研究. E-mail:qldu@scut.edu.cn
  • 作者简介:秦传波(1982-),男,博士生,主要从事模式识别与智能系统研究.E-mail:tenround@163.com
  • 基金资助:

    广东省科技厅国际合作项目(2012B050600011);广东高校国际科技合作项目(粤教科函[ 2010] 119);高等学校博士学科点专项科研基金新教师课题(20120172120032);广州市科信局国际合作项目(2012J5100001)

Cell Segmentation in the Process of Cell Microinjection Based on Variation Level Set

Qin Chuan- bo1 Du Qi- liang1,2 Tian Lian- fang1 Zhang Qin3   

  1. 1.School of Automation Science and Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China;2.Key Laboratory of Autonomous System and Network Control of the Ministry of Education,Guangzhou 510640,Guangdong,China;3.School of Mechanical and Automotive Engineering,South China University of Technology, Guangzhou 510640,Guangdong,China
  • Received:2013-10-30 Online:2014-03-25 Published:2014-02-19
  • Contact: 杜启亮(1980-),男,副研究员,主要从事微小机器人、视觉控制研究. E-mail:qldu@scut.edu.cn
  • About author:秦传波(1982-),男,博士生,主要从事模式识别与智能系统研究.E-mail:tenround@163.com
  • Supported by:

    广东省科技厅国际合作项目(2012B050600011);广东高校国际科技合作项目(粤教科函[ 2010] 119);高等学校博士学科点专项科研基金新教师课题(20120172120032);广州市科信局国际合作项目(2012J5100001)

摘要: 对于显微注射过程中的细胞质分割问题,传统水平集模型无法在多个目标连成一体的情况下分割出细胞质,且分割速度慢.为此,文中首先依据形状差异性特点获取细胞和注射针的联合轮廓,而后结合变分水平集理论增加边缘约束条件,改进能量泛函模型,实现对细胞质的完整分割,同时大幅提升水平集收敛速度.实验结果表明,文中算法可以快速实现细胞质的独立分割,同时避免对其他目标的错误分割.

关键词: 变分水平集, 自动细胞注射, 细胞分割, 图像增强

Abstract:

So far as the cytoplasm segmentation in the process of cell microinjection is concerned,the traditionallevel set models can not directly segment cytoplasm from multiple adhered targets.Additionally,they are slow insegmentation.In order to solve these problems,a new cell segmentation method based on variation level set is pro-posed.In this method,the joint contour of cell and injection pipette is acquired according to the difference inshape.Then,by combining the variation level set theory,an extra edge constraint is added to improve the energyfunctional model.A complete cell segmentation is thus achieved and the convergence speed of the variation level setis significantly improved.Experimental results indicate that the proposed method helps to perform the independentcytoplasm segmentation rapidly and at the same time avoid wrong segmentation of other targets.

Key words: variation level set, automatic cell injection, cell segmentation, image enhancement