基于結構保持因子的顯微圖像濾波質量客觀評價指標

崔秋碩，鄧可欣，黃曉鏵，齊現英，韓豐談

山東第一醫科大學（山東省醫學科學院）放射學院，山東泰安271016

前言

隨著圖像處理技術的發展，顯微細胞圖像研究成為醫學圖像處理的一個重要領域［1］。近年來我國不孕不育發病率不斷增高［2‐4］，且男性不育比例呈上升趨勢，計算機輔助精子質量分析系統因其客觀性和準確性已被廣泛應用于臨床［5‐9］。其中，精子活性等指標主要通過對顯微視頻中動態精子的提取和跟蹤等過程的統計學分析獲得。由于精子顯微圖像具有興趣目標小、對比度低、前景與背景比例懸殊等特點，圖像采集過程中的各種干擾噪聲不可避免地會對精子提取準確性及跟蹤軌跡的連續性造成一定影響。因此，濾波成為顯微圖像預處理關鍵環節之一。現有濾波算法眾多，如中值濾波（Median Filtering,MF）［10］、自適應MF［11］、均值濾波［12］、非局部均值濾波［13］、雙邊濾波［14］等都曾被應用于顯微圖像濾波領域。但算法對顯微圖像的濾波效果，大多數文獻僅通過主觀評價進行衡量。其根本原因是顯微圖像無法獲取不含噪聲的標準圖像，不能使用峰值信噪比及結構相似指數［13］等宏觀圖像濾波的質量評價指標。對顯微圖像濾波來說，目前尚缺乏一種有效的濾波質量客觀評價方法，研究一個可以脫離標準圖像的顯微圖像濾波質量客觀評價指標已成為一個亟待解決的問題。

本研究從精子跟蹤軌跡連續性與濾波圖像結構變化之間的相關性角度展開研究，提出一種基于結構保持因子的顯微圖像濾波質量客觀評價指標，該指標可對計算機輔助精子質量分析系統顯微圖像濾波算法的選取提供量化指導，在圖像預處理階段為計算機輔助精子質量分析系統提供質控方案［15‐17］。……