基于视觉注意与迁移自学习稀疏表示的血液白细胞分割研究

White blood cell (Leukocyte) is an important indicator of the diagnosis on blood diseases such as leukemia. Leukocyte segmentation is a crucial step of automatic analysis on blood cell image. Leukocyte’s differences on color and morphology as well as the cytoplasm’s low contrast bring great difficulties to leukocyte segmentation. This project aims to improve the segmentation performance of leukocyte’s nucleus under standard preparation and rapid preparation, and to explore a novel segmentation framework based on visual attention mechanism. First, image histogram is analyzed to judge the way of blood smear preparation, and image preprocessing is conducted to enhance the contrast of nucleus. Then, the saliency measure based on regional global contrast and color compactness is used for the nuclear segmentation in the bottom-up visual attention model. Finally, in the top-down visual attention model, prior knowledge is used to remove contaminant for achieving final nuclear segmentation. This research will effectively improve the segmentation performance of leukocyte’s nucleus under standard preparation and rapid preparation, which lays a solid foundation for developing automatic segmentation of leukocyte and automatic blood cell image analyzer with a good application prospects. At the same time, it can promote the development of the theory and methods relevant to this project.

白细胞是诊断白血病等血液疾病的重要指标，白细胞分割是血细胞图像自动分析的关键环节。白细胞颜色、形态差异以及细胞质的低对比度等给白细胞分割带来了极大的困难。本项目以提高标准和快速制备下白细胞细胞核分割性能为切入点，探索基于视觉注意的细胞核分割框架。首先，研究基于图像直方图分析的制备方式判断和图像预处理以增强细胞核对比度；接着，在自底向上视觉注意模型中研究基于区域全局对比度和颜色紧致性的显著性度量，用于分割细胞核；最后，在自顶向下视觉注意模型中研究结合先验知识的染色杂质剔除，实现细胞核的最终分割。此项研究将有效地提高标准和快速制备下白细胞细胞核分割性能，为血液白细胞分割和血细胞图像自动分析仪的研发奠定坚实的基础，具有良好的应用前景；同时可以促进相关理论与方法的发展。

白细胞是诊断白血病等血液疾病的重要指标。白细胞分割是血细胞图像自动分析的关键环节。白细胞颜色、形态差异以及细胞质的低对比度等给白细胞分割带来了极大的困难。本项目以提高标准和快速制备下白细胞细胞核分割性能为切入点，探索基于视觉注意的白细胞分割框架。.首先，对基于视觉注意的血液白细胞分割进行了研究：(1)提出一种基于自适应直方图阈值技术和轮廓检测的白细胞分割方法。此方法先从颜色分量柔性组合出发研究细胞核对比度的增强；然后，利用提出的自适应直方图阈值分割技术定位白细胞所在子图像，分割白细胞细胞核；最后，利用颜色先验知识去除图像背景，利用轮廓检测技术实现白细胞的分割。此方法较好地解决了白细胞未粘连时标准和快速制备下的白细胞分割问题，但其分割粘连的白细胞效果欠佳。(2)为了改善粘连白细胞的分割效果，提出一种基于颜色分量组合和轮廓拟合的白细胞分割方法。此方法先利用RGB颜色空间中三种颜色分量的柔性组合来增强细胞核；然后，执行经典的图像阈值分割算法来获得图像二值分割结果，提取分割结果中的最大目标区域并填充其内部孔洞，从而获得细胞核的分割结果；接着，利用颜色先验知识对图像背景进行移除；最后，执行边缘检测，拟合未封闭的目标轮廓和执行形态学运算来获得白细胞的分割结果。其次，在开展视觉注意研究的过程中，对中医自动化舌诊中的舌图像分割问题和糖尿病视网膜病变中硬性渗出检测问题进行了研究，提出一种基于颜色分解和阈值技术的舌图像分割方法、一种基于阈值技术和灰度投影的舌图像分割方法、一种基于邻域约束模型的眼底图像硬性渗出聚类检测方法。