一种高倍镜下的染色体分裂相质量评估方法、系统、电子设备及存储介质与流程

本发明涉及染色体筛选领域，尤其是一种高倍镜下的染色体分裂相质量评估方法、系统、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、染色体核型分析是一项复杂的过程，通常需要通过多个步骤来获取准确的结果。在核型分析流程中，通常先进行低倍镜下的全片扫描，这个阶段旨在快速筛查出具有合适分裂相的染色体图像，随后再使用高倍镜拍摄对应的分裂相，以作为核型分析的图片。因此，高倍镜下拍摄的图像的质量与分析结果息息相关。

2、传统的染色体分析方法通常依赖于技术人员的经验和技能在高倍镜下对对分裂期间的染色体进行视觉审查以识别其数量和结构上的异常，可能因人为因素导致结果的可重复性和准确性受限。

3、随着计算技术的发展，自动化图像分析方法开始被应用于染色体的质量评估中。这些方法利用图像处理算法来检测和分析染色体图像，提高了分析的效率和一致性。尽管如此，自动化方法在处理高倍镜下拍摄的复杂染色体图像时仍面临挑战，如图像中的噪声、染色不均、染色体重叠等问题，这些都可能影响分析的准确性。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提出了一种高倍镜下的染色体分裂相质量评估方法、系统、电子设备及存储介质。

2、本发明的主要内容包括：

3、一种高倍镜下的染色体分裂相质量评估方法，包括：

4、获取高倍镜拍摄的待评估图像；

5、通过旋转目标检测网络对所述待评估图像进行目标检测，得到若干矩形旋转框以及所述矩形旋转框的位置信息以及对应的置信度；所述位置信息包括单个矩形旋转框的长度、宽度以及中心点坐标；

6、根据所有矩形旋转框的位置信息，并计算所述待评估图像的染色体的紧凑度c以及分散度v；

7、根据所有矩形旋转框的置信度、待评估图像的染色体的紧凑度c以及分散度v，计算待评估图像的评分值s，计算公式如下：

8、，；

9、其中，n为矩形旋转框的数量；，，是超参数；

10、根据所述待评估图像的评分值s，判定对应的待评估图像是否可以作为核型分析的候选图像。

11、优选的，根据所有矩形旋转框的位置信息，计算所述待评估图像的染色体的紧凑度c，包括：

12、根据单个矩形旋转框的位置信息，得到对应的周长信息以及面积信息；

13、计算待评估图像的周长信息pe，计算公式为：；

14、计算待评估图像的面积信息ar，计算公式为：；

15、根据待评估图像的周长信息pe和面积信息ar，计算待评估图像的紧凑度c，计算公式为：；

16、其中，为第i个矩形旋转框的周长，为第i个矩形旋转框的面积，，n为矩形旋转框的数量。

17、优选的，根据所有矩形旋转框的位置信息，计算所述待评估图像的染色体的分散度v，包括：

18、构建带宽参数h；

19、基于带宽参数，利用核函数对所有矩形旋转框内的带有目标信息的像素点进行密度估计，计算公式如下：

20、

21、其中，为待估计的点，为矩形旋转框的中心点，为高斯核函数；高斯核函数表示为：

22、

23、是待估计点与矩形旋转框中心点的直线距离；

24、根据所有矩形旋转框的中心点的核密度估计，计算待评估图像的染色体的分散度，计算公式为：

25、

26、其中， 为所有矩形旋转框内带有目标信息的像素点的数量，为第 个像素的密度估计值。

27、优选的，构建带宽参数h的步骤包括：

28、根据单个矩形旋转框的位置信息，计算对应的长度和宽度的标准差，计算公式为：

29、

30、

31、其中，n为矩形旋转框的数量， ，分别是第个矩形旋转框的宽度和长度， 和是所有矩形旋转框的宽度和长度的平均值；

32、根据对应的高度、宽度以及角度的标准差，分别计算对应的带宽影响参数，计算公式为：

33、

34、

35、根据对应的带宽影响参数，计算得到带宽参数h，计算公式为： 。

36、优选的，根据所述待评估图像的评分值s，判定对应的待评估图像是否可以作为核型分析的候选图像，包括：

37、比较所有待评估的图像的评分值是否大于预先设定的阈值，若大于，则加入核型分析的候选图像集。

38、本发明还提出了一种高倍镜下的染色体分裂相质量评估系统，包括：

39、获取模块，用于获取高倍镜下拍摄到的待评估图像；

40、目标检测模块，用于对待评估图像进行目标检测，得到对应的矩形旋转框以及其对应的位置信息和置信度；

41、带宽参数设置模块，用于对核密度估计函数的带宽参数进行设置；

42、处理模块，用于执行上述的一种高倍镜下的染色体分裂相质量评估方法；

43、训练模块，用于对目标检测模型进行预训练。

44、本发明提出了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述的一种高倍镜下的染色体分裂相质量评估方法。

45、本发明一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的一种高倍镜下的染色体分裂相质量评估方法。

46、本发明的有益效果在于：本发明提出了一种高倍镜下的染色体分裂相质量评估方法、系统、设备及存储介质，通过使用旋转目标检测网络来识别和定位待评估图像中的染色体，能够更准确地检测出染色体的位置信息和置信度，然后通过对目标进行核密度估计以评价各染色体的分散度，有助于减少由于染色体重叠或模糊不清导致的误判，最后通过基于染色体的置信度、紧凑度和分散度对待评估图像的质量进行评分，从而进一步筛选出高质量的用于核型分析的图像，不仅标准化评估流程、提高了处理大量样本的能力，且减少了对专业技术人员的依赖，实现了染色体分析过程的自动化。

技术特征：

1.一种高倍镜下的染色体分裂相质量评估方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种高倍镜下的染色体分裂相质量评估方法，其特征在于，根据所有矩形旋转框的位置信息，计算所述待评估图像的染色体的紧凑度c，包括：

3.根据权利要求1所述的一种高倍镜下的染色体分裂相质量评估方法，其特征在于，根据所有矩形旋转框的位置信息，计算所述待评估图像的染色体的分散度v，包括：

4.根据权利要求3所述的一种高倍镜下的染色体分裂相质量评估方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的一种高倍镜下的染色体分裂相质量评估方法，其特征在于，根据所述待评估图像的评分值s，判定对应的待评估图像是否可以作为核型分析的候选图像，包括：

6.一种高倍镜下的染色体分裂相质量评估系统，其特征在于，包括：

7.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现如权利要求1至5任一所述的一种高倍镜下的染色体分裂相质量评估方法。

8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一所述的一种高倍镜下的染色体分裂相质量评估方法。

技术总结本发明提出了一种高倍镜下的染色体分裂相质量评估方法、系统、设备及存储介质，所述评估方法首先通过使用旋转目标检测网络来识别和定位待评估图像中的染色体，准确地检测出染色体的位置信息和置信度，然后通过对目标进行核密度估计以评价各染色体的分散度，最后通过基于染色体的置信度、紧凑度和分散度对待评估图像的质量进行评分，从而进一步筛选出高质量的用于核型分析的图像。本发明不仅标准化评估流程、提高了处理大量样本的能力，且减少了对专业技术人员的依赖，实现了染色体分析过程的自动化。技术研发人员：李娜,苏俊楷,胡敬栋受保护的技术使用者：笑纳科技（苏州）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1