检测图像中的圆圈

发布的布雷特Shoelson，二八年五月二十三日

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一位客户最近给我提供了一张细胞的图像，这些细胞大致呈圆形，但不是很清晰，而且经常重叠。他问我们如何使用MATLAB和图像处理工具箱在有噪声的情况下分割细胞。我们中的许多人都知道图像处理工具箱中的霍夫变换功能，以及该功能检测图像中的线条的能力。经过一些修改，霍夫变换也可以用来寻找其他形状。在这种情况下，我想找到圆;快速搜索“检测圆”在MATLAB中央文件交换显示陶鹏的实现圆形霍夫变换．在简单下载之后，我就开始着手解决这个问题了。陶的档案是布雷特选择的本周精选。(感谢Biopticon公司的Cem Girit允许使用他的图片!)

内容

读取、显示图像

togglefig原始注意:togglefig是我为管理图形而编写的实用函数% windows，并且可用% 。Img = imread(“NB1ln1.jpg”）;imshow (img);

你会如何细分这个市场?

分割通常是一项非常具有挑战性的任务，特别是对像这张这样有噪声的图像。例如，可以尝试简单的阈值或边缘检测例程，或者更复杂的分水岭方法。不幸的是，这些方法都没有为这张特定的图像提供我想要的结果。我有点不知所措——直到我找到了CircularHough_Grd。Tao在他非常有用的评论中提出了一些过滤操作。在这个演示中，我将看看算法如何通过一些非常小的预处理来执行。

丢弃颜色信息

Tao的函数直接作用于灰度图像。我没有使用图像处理工具箱的RGB2GRAY函数将彩色图像转换为灰度，而是选择简单地使用第一个(红色)颜色平面，并使用自适应直方图均衡化:

togglefig (《调整后的红色飞机》)红= img(:，:，2);红色= adapthisteq(红色);imshow(红色)

分割参数

在分割之前，我需要知道图像中的细胞有多大;CircularHough_Grd以要搜索的半径范围作为输入。使用图像处理工具箱的IMTOOL中的IMDISTLINE函数，我估计感兴趣的半径范围约为5到25个像素。例如，您可以修改其他输入参数，以修改函数对不太完美的圆的敏感性，或者更改它处理同心圆的方式。这使得程序非常灵活!

现在是分割…

抽搐;[accum, circen, cirrad] =.．.CircularHough_Grd(红色，[5 25]，.．.20,13,1);toc

运行时间为4.169272秒。

.．.还有一点后期处理

Tao注意:偶尔，你的算法会返回0半径的“hits”:

Any (cirrad <= 0)

Ans = 1

这很容易解决(例如，防止下面的RECTANGLE命令出错)，但这可能是一个增强的机会。

如果任何(cirrad <= 0) inds = find(cirrad>0);Cirrad = Cirrad (inds);Circen = Circen (inds，:);结束

查看结果

现在让我们看看算法的表现如何:

togglefig结果imshow (img);持有在；情节(circen (: 1) circen (:, 2),' r + '）;为Ii = 1:大小(圆周，1)矩形(“位置”，[circen(ii,1) - cirrad(ii)， circen(ii,2) - cirrad(ii)， 2*cirrad(ii)， 2*cirrad(ii)]，.．.“弯曲”[1],“edgecolor”，“b”，“线宽”, 1.5);结束持有从；

这很了不起，尤其是考虑到我的预处理很简单。(自适应直方图均衡化有很大帮助;Tao建议的过滤器进一步提高了性能。)

最后的评论

运行此算法所需的时间因用户设置而异。在这种情况下，我的计算机大约花了4秒钟——但在分割图像方面做得非常出色。注意它是如何处理重叠的单元格(圆圈)的，例如:

togglefig崩溃Imshow (img) xlims = [406 520];Ylims = [52 143];集(gca),“xlim”xlims,“ylim”，ylims) inImageCircles = find(inpolygon(circen(:，1)， circen(:，2)， xlims([1 2 2 1])， ylims([1 1 2 2])));为ii = 1:数字(inImageCircles)矩形(“位置”，.．.[circen(inImageCircles(ii)，1) - cirrad(inImageCircles(ii))，.．.circen(inImageCircles(ii)，2) - cirrad(inImageCircles(ii))，.．.2 * cirrad (inImageCircles (ii)),.．.2 * cirrad (inImageCircles (ii))),.．.“弯曲”[1],“edgecolor”，“b”，“线宽”, 1.5);结束