第三章 系統流程
3.4 白血球細胞核影像處理與特徵抽取
3.4.2 區域成長法復原細胞核區
為了要尋找白血球細胞核區塊,並且定位白血球區塊,本論文在一個前提下 進行後續的操作:「當雜訊完全去除掉的時候,剩下的區塊即為白血球細胞核區 塊」,因此,如果單純只對整張飽和度影像選取一個臨界值作分割,從 3.5.1 節可 以發現依然會存在本論文所不希望出現的錯誤區塊,想要從影像中找到一個全域 臨界值來做二值化切割幾乎是不可能的事,因此,在本小節延續 3.5.1 節的結果,
將探討的範圍從整張影像,限定到可能為白血球細胞核區塊的近鄰區域,一方面 修正 3.5.1 節為了在雜訊與真實細胞核區塊之間所作的取捨,一方面也因為搜索 細胞核區塊的範圍從整張影像,縮減到極小的範圍,將可大幅提高定位白血球區 塊的準確度,但是即使復原了核區,在此章節仍未能定位白血球細胞核,理由將 由 3.5.3 節回答。
由圖 3.18(d),可以看到三個離散的白血球細胞核區塊,再參照圖 3.18(a),
會發現這三個離散的白血球細胞核區塊實際上都同屬於一個細胞核,但是從這三 個白血球細胞核區塊並沒有辦法得到此細胞核任何資訊;觀察圖 3.18(a),可以
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發現原本的細胞核區塊遠比這三個白血球細胞核區塊來得大,為了實驗的進行,
有必要由現有的資訊來恢復完整的白血球細胞核。
首先第一個考慮的要點,若要恢復完整細胞核區塊,得要找出有什麼資料是 這些區塊的共通性質,以連結這些區塊;既然我們切割出白血球細胞核的依據是 來自於飽和度,那麼很理所當然地,若兩像素同在同一細胞核區的範圍內,則兩 像素間最大的相似性在於飽和度。
由現有的白血球細胞核區塊,分析這些區塊內的飽和度分布,計算其帄均值 與標準差,建立一個以現有區塊飽和度為基礎的高斯分佈模型,此高斯分布模型 將被用來描述像素與像素間的相似性,在本論文中稱此高斯模型為「相似性模 型」。
初始輪廓為圖 3.18(d)中所示的三個離散細胞核區塊的邊緣,搜索範圍為以 每個邊緣像素所在座標為中心,分析中心周圍的八個像素,將八個像素的飽和度 與相似性模型進行比較相似性程度,在此所說的相似性程度則是參考自高斯分布 本身的特性,有 68.27%的面積落在帄均值左右一個標準差範圍內,95.45%的面 積落在帄均值左右兩個標準差的範圍內,因此判斷該像素是否與目前的白血球細 胞核區塊相似,代表著該像素的飽和值落在相似性模型的哪個位置,越遠離帄均 值,代表著越相似或者越不相似,在本論文中定義一個臨界值為帄均值減去一個 標準差,倘若該像素的飽和值大於此臨界值,則代表該像素和目前的核區很相似,
因此,該像素將被歸類為核區的範圍之一;重複此一過程,直到舊有輪廓其周邊 像素都已經被比較且更新過,此時新的白血球細胞核區塊已經產生,依據此新的 白血球細胞核區塊重新計算其輪廓,重複此一流程,直到沒有新的像素被更新為 止,此時白血球區塊即重建完成,詳細演進過程如圖 3.19 所示:
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(a) (b)
(c) (d)
(e) (f)
(g) (h)
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(i) (j)
(k) (l)
(m) (n)
(o) (p)
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(q) (r)
(s) (t)
圖 3.19 由(a)到(t)依序為區域成長法復原白血球細胞核區塊過程。