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1、6福建电脑2007年第12期基于CMYK模式下淋巴瘤病理彩色图像分割杨靛青123,刘秉瀚,郑智勇(1.福州大学管理学院福建福州3500022.福州大学数学与计算机科学学院福建福州350002)3.南京军区福州总医院病理科福建福州350025)【摘要】:目的:介绍一种图像分割方法;方法:区别于在传统RGB模式下的图像分割,分析在CMYK模式下淋巴瘤病理中各种组织的特征,提出了在CMYK模式下对淋巴瘤病理图像进行多层分割算法,并利用动态规划的思想改进了二维最大熵阈值分割算法,提高分割的效率,最后,自动分离粘连淋巴瘤细胞核。结论:实验证明
2、,在CMYK模式下对淋巴瘤图像分割能有效的分离出图像中的细胞核,泡浆等组织。【关键字】:CMYK模式、最大熵、分割、淋巴瘤1.引言恶性淋巴瘤是我国常见的恶性肿瘤之一,严重危害人民的生命与健康。恶性淋巴瘤的种类繁多,按WHO制定的淋巴瘤分类方案,将淋巴瘤的组织类型分为32类,并进一步分为100多种亚型。因此恶性淋巴瘤的病理图像极为复杂,不同类型淋巴瘤的组织结构差异不大,对恶性淋巴瘤的诊断难度较大。传统的恶性淋巴瘤的诊断方法是有经验的病理医生对淋巴瘤病理图像进行肉眼判读,分类诊断。这种方法既需要医生具有丰富的淋巴瘤图表1诊断经验和目视判
3、读经验,又需要花费大量的时间去目视判读,经过对淋巴病理图像样本组织的分析,得出淋巴病理图像其劳动强度大,信息获取周期长。而且不同的病理医生主观上判中各组织在CMYK模式下的灰度分布为:断的差异,常会造成诊断意见相佐而无法确定治疗方案,延长了青色层(C层):空隙>非细胞组织>泡浆>细胞核周边泡浆>>作出明确诊断的时间,有时甚至会造成误诊。利用数字图像分析细胞核>细胞核仁技术对淋巴瘤的病理图像进行客观,准确,快速的自动识别与分洋红色层(M层):空隙>非细胞组织>>泡浆>胞核周边泡类有重要的实用意义。浆>细胞核>细胞核仁病理图像分割是识别
4、判断、定量分析等后续操作的基础,分黄色层(Y层):细胞核≥泡浆≥非细胞组织>>空隙割结果的好坏直接影响后续的处理。由于淋巴瘤病理图像具有黑色层(K层):空隙≥非细胞组织≥泡浆≥细胞核>>细胞极其繁杂的多样性和复杂性,加上目前医学影像设备(CT,MRI核仁等)成像技术上的特点,使得医学图像存在一定的噪声,图像中黑色层上除了细胞核仁部分较为明显,其他组织均显亮,分目标物体部分边缘也有可能局部不清晰,这使得淋巴瘤病理图辨不出来;黄色层上空隙灰度低,与病理图像中的其他组织差别像的分割更加困难[1]。明显,可以将空隙部分分离出来;洋红色层上细
5、胞核,细胞核仁本文针对恶性淋巴瘤病理彩色图像,区别于在传统的在和细胞核周边的泡浆灰度低和非细胞组织,空隙的差异大,青色RGB模式下分割,分析图像在CMYK模式下的各组织的特征,层上,细胞核,细胞核仁与泡浆,非细胞组织灰度差异明显。提出了在CMYK模式下对病理图像进行多层分割算法,并利用2.3基于CMYK模式的淋巴病理图像多阈值自动分割动态规划的思想改进了二维最大熵阈值分割算法,提高分割的基于上述的分析,设计出一个自动分割算法,来分离淋巴病效率,最后,对粘连细胞核进行自动分离。实验证明,在CMYK理图像中的各个组织,算法思想如下:模式
6、下对淋巴瘤图像分割能有效的分离出图像中的细胞核,泡①将彩色淋巴病理图像从RGB模式转成CMYK模式。浆等对象。②在黄色层中,计算其直方图,用改进的二维最大熵阈值分2.基于CMYK模式的淋巴病理彩色图像多层自动阈值分割割算法得到空隙灰度和淋巴细胞组织灰度之间的阈值K1。2.1淋巴瘤病理彩色图像特征模型的选择③在洋红色层中,计算其直方图,用改进二维最大熵阈值分通过实验表明,在传统的RGB模式下分割淋巴瘤病理彩色割算法得到非细胞组织和泡浆灰度之间的阈值K2。图像的效果不太理想,主要原因是在RGB模式下,泡浆、细胞核④在青色层中,计算其直方
7、图,用改进二维最大熵阈值分割和细胞核仁的边缘不够鲜明,灰度值交叉现象较为严重,因此有算法得到泡浆和细胞核之间的阈值K3。必要对图像原始的RGB分量进行转换,以得到有利于分割出淋⑤在黑色层中,计算其直方图,用改进二维最大熵阈值分割巴瘤病理图像中各组织的特征模型。较为常用的特征模型有算法得到细胞核和细胞核仁之间的阈值K4。HIS、LAB、CMYK等,经过实验数据比较,发现在CMYK模型下,⑥先用K1分离出空隙,标记成白色,然后用K2分离出非对恶性淋巴瘤病理图像的各个组织分离效果较好,可选择该模细胞组织,标记成黄色,用K3分离出细胞质,标
8、记成红色,最后型对淋巴瘤病理彩色图像进行分割。用K4分离出细胞核和细胞核仁分别标志成灰色和黑色。2.2在CMYK模式下恶性淋巴瘤病理彩色图像中各组织的特征基于CMYK模式下多阈值分割算法分割淋巴瘤病理彩色分析图像能较清晰的分离出细胞核
