一种鱼卵母细胞极核偏移值的图像分析计算方法

一种鱼卵母细胞极核偏移值的图像分析计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及对卵母细胞的极核偏移值进行计算，属于生物繁殖领域；具体涉及到 通过计算机图像分析技术对极核偏移值进行计算，包括数字图像处理、计算机图形学和图 像分析等领域。 技术背景
[0002] 中华轉为大型溯河上游产卵洒游性鱼类，由于水利工程建设、过度捕揚及河流污 染等原因，中华轉数量急剧下降，鉴于其瀬危状态，中华轉被列为中国国家一级保护动物、 国际自然保护联盟红色名录瀬危物种和世界野生生物贸易公约附录二保护物种，建立中华 轉人工养殖群体，实现全人工繁殖是保存中华轉物种、实施迁地保护和其资源增殖的重要 途径。
[0003]由于淡水环境下人工养殖的中华轉在性腺发育成熟后不能自然产卵，利用注射催 产剂和人工推腹来帮助其人工产卵成为繁殖的主要方式，该期间准确判别雌性轉鱼卵细胞 发育阶段是决定能否开始催产，决定人工繁殖成功的关键因素。根据传统方法，通过计算核 偏移值（PI)的大小，当核偏移值达到可催产的极化程度（0. 05)时，进行催产。
[0004] 目前，主要通过显微观察获取纵切卵母细胞的显微图片，在计算机上进行极核偏 移计算；PI=胚泡到动物极的距离/卵细胞的直径 但存在的问题是手工利用绘图软件标尺在图片上确定胚泡到动物极的距离及卵细胞 的直径，存在误差，特别对于形状不规则的卵母细胞来讲，该个问题尤为突出。所W寻找一 种可精确进行极核偏移值的计算方法对卵母细胞成熟期的判断是十分必要的。对全人工繁 殖中催产剂的使用及顺利繁殖具有重要意义。

【发明内容】

[0005] 本发明所要解决的技术问题是针对目前通过手动测量极核偏移值计算方法的不 足，提出了一种新的通过计算机图像分析技术的鱼卵母细胞极核偏移值的图像分析计算方 法，它可W实现对鱼卵母细胞极核偏移值的自动测量。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提出了一种鱼卵母细胞极核偏移值的图像分析计算 方法，具体包括W下步骤： 步骤一、读取通过显微镜(相机）采集纵切卵母细胞图像； 步骤二、对所述显微纵切卵母细胞图像进行预处理得到灰度图像，灰度图像为I=(R+G+B)/3 ； 步骤H、在显微纵切卵母细胞图像中手动选取卵母细胞极核0点，确定0点的平面作标 为（X(i，y。）； 步骤四、过卵母细胞极核0点做直线以并提取直线L上所有像素点的灰度值，形成灰度 值曲线，取灰度曲线的两个最小值，作为过卵母细胞极核的直线L交细胞膜的A点和B点； 步骤五、通过A点、B点对应的像素位置，确定A点平面作标为（Xa,yj、B点平面作标为 (而，心，并计算0点至A点的线段长度OA、计算0点至B点的线段长度OB,计算A点至B点 的线段长度AB，将0A、0B、AB数值存入数据存储模块； 步骤六、将直线LW卵母细胞极核0点为圆点并旋转M角度，即得到通过卵母细胞极核 0点直线L1，并重复步骤四、步骤五，将0AU0BUA1B1数值存入数据存储模块； 步骤走、重复步骤六，直到过卵母细胞极核0点的直线LN达到最大步进次数，即旋转一 周，N等于360度除于M角度减一； 步骤八、将数据存储模块中的数值进行比较，得到最大值MAX和最小值MIN; 步骤九、利用公式；极核偏移值=MIN/MX得到最终结果，得到卵母细胞的极核偏移值。
[0007] 作为优化，通过显微镜(相机)采集纵切卵母细胞图像，对图像进行7*7模板的平均 值的平滑处理后，W灰度矩阵方式存储。
[0008] 采用本发明，通过该方法能够利用计算机图像分析技术自动计算出鱼卵母细胞的 极核偏移值。克服了现有鱼卵母细胞极核偏移值计算中手动测量工作量大，并且计算不准 确的问题。
【附图说明】
[0009] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明的技术方案作进一步具体说明。
[0010] 图1是一种鱼卵母细胞极核偏移值的图像分析计算方法的流程图。
[0011] 图2是鱼的纵切卵母细胞原始图。
[0012] 图3是鱼的纵切卵母细胞平滑处理后的灰度图。
[0013] 图4是沿纵向灰度曲线图。
[0014]图5是沿横向灰度曲线图。
[001引图6是0A、0B、AB的所有长度值形成的曲线。
【具体实施方式】
[0016] 如图1为一种鱼卵母细胞极核偏移值的图像分析计算方法的流程图。
[0017] 步骤开始， 步骤01、读取图像采集设备显微镜(相机）所采集的RGB纵切卵母细胞源图像； 步骤02、对所述显微纵切卵母细胞图像进行预处理，将读取图像进行灰度化并进行 7*7模板的平均值的图像平滑处理，得到平滑后的灰度图像如图2 ; 步骤03、在显微纵切卵母细胞图像中手动选取卵母细胞极核0点，确定0点的平面作标 为（X。，y。)，如图3所示为（121，81); 步骤04、过卵母细胞极核0点做直线以并提取直线L上所有像素点的灰度值，形成灰 度值曲线如图4,取灰度曲线的两个最小值，作为过卵母细胞极核的直线L交细胞膜的A点 和B点； 步骤05、通过A点、B点对应的像素位置，确定A点平面作标为（Xa,y^)、B点平面作标为 (而，心，并计算0点至A点的线段长度0A、计算0点至B点的线段长度0B，计算A点至B点 的线段长度AB，将0A、0B、AB数值存入数据存储模块，通过W下工式计算〇A、OB、AB的长度，
、
步骤06、将直线LW卵母细胞极核0点为圆点并旋转10角度，即得到通过卵母细胞极 核0点直线L1，并重复步骤四、步骤五，将OAUOBUA1B1数值存入数据存储模块； 步骤07、重复步骤六，再旋转10角度，即得到通过卵母细胞极核0点直线L2,并重复步 骤四、步骤五，将OA2、OB2、A2B2数值存入数据存储模块，依次进行，直到过卵母细胞极核0 点的直线L35 (旋转35次)，即旋转一周，图5是旋转九次得到的灰度值曲线； 步骤08、将数据存储模块中的所有数值进行比较形成图6,从中找出最大值MAX和最小 值MIN，在本例中，MAX=253. 6287,MIN=48. 7545 ; 步骤09、极核偏移值=MIN/MX得到最终结果，得到卵母细胞的极核偏移值，在本例 中，极核偏移值R=〇. 1922 ; 步骤结束计算出极核偏移值。
【主权项】
1. 一种鱼卵母细胞极核偏移值的图像分析计算方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一、读取通过显微镜(相机）采集纵切卵母细胞图像； 步骤二、对所述显微纵切卵母细胞图像进行预处理形成灰度图像，灰度图像为 I=(R+G+B)/3 ； 步骤三、在显微纵切卵母细胞图像中手动选取卵母细胞极核O点，确定O点的平面作标 为（x〇, y〇); 步骤四、过卵母细胞极核O点做直线L，并提取直线L上所有像素点的灰度值，形成灰度 值曲线，取灰度曲线的两个最小值，作为过卵母细胞极核的直线L交细胞膜的A点和B点； 步骤五、通过A点、B点对应的像素位置，确定A点平面作标为（xA，yA)、B点平面作标为 (xB, yB)，并计算O点至A点的线段长度0A、计算O点至B点的线段长度OB,计算A点至B点 的线段长度AB，将0A、OB、AB数值存入数据存储模块； 步骤六、将直线L以卵母细胞极核0点为圆点并旋转M角度，即得到通过卵母细胞极核 0点直线L1，并重复步骤四、步骤五，将0A1、0B1、AlBl数值存入数据存储模块； 步骤七、重复步骤六，直到过卵母细胞极核0点的直线LN达到最大步进次数，即旋转一 周，N等于360度除于M角度减一； 步骤八、将数据存储模块中的数值进行比较，得到最大值MX和最小值MIN ; 步骤九、极核偏移值=MIN/MAX得到最终结果，得到卵母细胞的极核偏移值。2. 根据权利要求1所述的一种鱼卵母细胞极核偏移值的图像分析计算方法，其主要特 征在于，在所述步骤二中，通过显微镜(相机）采集纵切卵母细胞图像，对图像进行7*7模板 的平均值的平滑处理后，将所述源图像以灰度矩阵的方式进行存储。
【专利摘要】本发明为一种鱼卵母细胞极核偏移值的图像分析计算方法。所述图像分析方法包括图像读取、图像预处理、极核定位、图像分析、数据存储模块、极核偏移值计算等多个步骤，通过显微镜（相机）下拍摄的纵切卵母细胞作为源图像，通过图像分析手段来计算卵母细胞的极核偏移值。通过该方法能够不通过测量就计算出卵母细胞的极核偏移值，克服了现在卵母细胞极核偏移值计算中必须对显微图像进行测量等繁琐工作，大大降低了工作量。本方法还具有计算精确，可扩展性强的优点。
【IPC分类】G06T7/00
【公开号】CN104881857
【申请号】CN201410070270
【发明人】李莎, 罗霄凌
【申请人】中国长江三峡集团公司中华鲟研究所
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年2月28日