基于局部图动态匹配的植物细胞追踪算法研究

摘要：

植物细胞追踪算法的研究对建立细胞的生长发育模型并探索其基因的结构和功能至关重要.由于植物细胞拥有相似的形状和灰度分布,在空间上具有紧密相连的特殊结构,且在成像过程中存在严重的噪声干扰,细胞图像可能发生错位或者旋转,给植物细胞的追踪带来了巨大挑战.针对以上难点,提出一种基于局部图动态匹配的细胞追踪方法,细胞面积、相邻细胞之间的夹角与距离被用作匹配的基本特征.通过计算相邻两帧细胞图像中细胞上述特征的距离函数,寻找最相似的细胞对作为种子细胞对,然后通过种子细胞逐步匹配其邻域细胞.在细胞逐步匹配过程中,已匹配的细胞将作为新增加的种子细胞.在动态扩张的已匹配细胞邻域范围中,每次优先匹配特征距离最小的细胞对,通过这种动态匹配方法提高细胞匹配的准确率.算法对3组未配准植物顶端分生组织细胞图像序列及它们的配准图像序列进行追踪实验,结果显示与之前的植物细胞追踪算法相比,在配准图像序列中平均追踪准确率可提高4％,在未配准图像序列中平均追踪准确率可提高30％.实验结果表明,所提出的算法可有效提高细胞追踪的准确率,对显微图像数据中细胞群的追踪具有很好的应用价值.

关键词：植物细胞、细胞追踪、局部图动态匹配、细胞分裂检测

所属期刊栏目：37

分类号：R318(医用一般科学)

资助基金：国家自然科学基金61771189,61301254

在线出版日期：2019-02-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：649-656