李秦岭毕业答辩

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1、答辩人:学科专业:研究方向:导师:李秦岭通信与信息系统图像处理唐晓英副教授细胞目标的彩色特征及基于BP网络的自动识别2021/7/17爱威智能检测系统总体结构图数字特征数字图像数字图像处理系统样液采集和显微设备系统BP神经网络识别系统课题背景和研究现状本课题的背景是爱威科技的智能检测系统。爱威智能检测系统的总体结构简图如下所示。这个系统的作用是实现人体体液的自动检测与分析。过程现状2021/7/17本文在课题中的工作主要有两方面的工作：一、提取更为有效（可分性强）的细胞特征。这里主要是指彩色特征。二、改进BP网络的结构和训练方法，采用新的学习算法。2021/7/17本文在课题

2、中的工作（续）具体来讲有：1、定义了细胞的目标的主色调、颜色杂散度等目标的彩色特征。2、提出了基于窗口法的目标彩色特征的提取方法，并利用VC++实现了该算法。3、研究了BP算法及其改进，重点研究和实现了基于数值优化技术的改进——LMBP算法。2021/7/17续前4、通过MATLAB仿真确定了适于课题的BP网络和相应的训练方法。5、基于VC++实现了BP网络的学习训练算法。完成了Levenberg-Marquatdt算法。6、完成了数字图像处理软件平台和BP网络识别软件平台结合和调试。本文在课题中的工作（续）2021/7/17细胞目标的颜色特征----可行性(a)上皮细胞(b

3、)红细胞(c)白细胞上图是几种经化学染色后的细胞图像，在形状上十分相似，为近圆形,大小也相差不大,且亮度也相近,如果按传统的数字图象处理,即按灰度图处理,所提取的特征必然区分性较差.如果按彩色图像来处理,我们可以看到几种细胞呈现出来的颜色是不同的，上皮细胞呈桃红色；红细胞呈深紫红色，而白细胞则呈紫色。这从直观上说明用颜色来区分细胞是可行的.2021/7/17颜色特征----RGB空间刚才所说的几种颜色形容词，是人感受颜色的一个心理过程，有很强的主观性，要用颜色来区分细胞就要对细胞的颜色进行定量的描述，要定量的来描述颜色，首先就要选择适合的颜色描述空间。（0,1,0）灰度级白黑

4、青蓝绿黄红深红B（0,0,1）R（1,0,0）GRGB彩色空间立方体示意图最为常用的颜色描述空间是RGB空间，如图。这个彩色空间是适于硬件彩色模型,与人眼感受颜色的心理过程没有很好的匹配,三个分量之间相关性差.因此,就要对颜色空间做适当的变换.2021/7/17颜色特征-----HIS空间下图是与人眼感受颜色的心理过程相近的彩色空间.绿S黑白红I蓝H0度120度240度HIS彩色空间示意图在HIS空间中：I表示的是亮度，代表能量。S表示的是颜色的饱和度，也叫颜色的纯度H则表示颜色的色调，是一种颜色区分于另一种颜色的主要特征。考虑到细胞目标有大致相同的亮度和饱和度，因此,课题中

5、首先选择色调来描述细胞。2021/7/17颜色特征-----HIS空间（续）则2021/7/17细胞目标的颜色特征----可行性(a)上皮细胞(b)红细胞(c)白细胞2021/7/17颜色特征----目标主色调本文定义目标的主色调特征为：目标内几种主要颜色的色调值及其对应的象素点个数的比例就定义为目标的主色调特征。例如，把目标中前三个主要色调定义为目标的主色调特征，则目标的主色调特征矢量可表示为：主色调值主色调象点所占的比例2021/7/17其它颜色特征平均饱和度：主色调像素点的平均饱和度定义为目标的平均饱和度平均亮度：主色调像素点的平均亮度定义为目标的平均亮。2021/7/

6、17颜色杂散度：目标内颜色的变化剧烈程度。具体如下：假设在目标内共有n个点，为目标内第i个点的颜色，是指由色调值、平均饱和度和平均亮组成的颜色，那么目标的颜色杂散度计算如下：指颜色距离，计算如下其它颜色特征（续）2021/7/17目标主色调的确定方法滑动方向窗口窗口中心窗口半径窗口示意图窗口法确定目标主色调的原理：课题设计了一个可变大小的，在圆周上滑动的窗口，窗口中心值是色调值，也就是一角度值，取值从0-360度；窗口的半径指的是和这个中心值之间的角度，它限定了窗口的大小；窗口内的像素点是指像素点的色调值和窗口中心之间的角度不大于窗口半径的像素。2021/7/17目标主色调的

7、确定方法确定主色调的具体步骤是这样的：窗口半径初值设为0，窗口在圆周上滑动，滑动一周后把每一个窗口中的像素记录下来，取窗口内像素最多的窗口，然后窗口半径按一定的步进增加，重复以上的工作，直到满足如下条件1或条件2为止：条件1：窗口的半径达到最大允许值，限定这一最大值的目的是为了保证窗口内的颜色不会相差太大。条件2：随着窗口半径的增加，窗口内的像素点的个数占目标总数的百分比的增加量低于一阀值。这时记录下的像素最多的窗口的中心值就是主色调值。2021/7/17窗口法的参数确定1、窗口滑动的步进和窗口半径增加