摘 要 Abstract III 第1章 绪论 1 1.1 课题研究背景及意义 1 1.2 国内外研究现状 1 1.3 论文研究的主要内容 2 第2章 细胞图像处理方法 4 2.1 细胞图像 4 2.2 细胞显微图像分割方法 4 2.2.1 基于阈值分割的细胞图像分割分析 5 2.2.2 基于边缘分割的细胞图像分析 7 2.3 本章小结 9 第3章 细胞图像特征采集系统总体方案设计 10 3.1系统设计的总体框架 10 3.2 系统的运行环境 10 3.2.1 MATLAB软件 10 3.2.2 MATLAB图像用户界面（GUI） 11 3.3 MATLAB GUI设计的基本原则和主要步骤 11 3.4 系统各模块的功能设计 12 3.4.1 细胞图像显示模块设计 12 3.4.2 细胞图像处理模块设计 13 3.4.3 细胞图像分割模块设计 13 3.5 本章小结 14 第4章 细胞图像特征采集系统的实现 15 4.1 系统窗口界面的实现 15 4.2 细胞采集系统各模块的实现 17 4.2.1 细胞图像显示模块的实现 18 4.2.2 细胞图像处理模块的实现 19 4.2.3 细胞图像分割模块的实现 20 4.3 淋巴癌细胞图像分析 23 4.4 细胞图像特征采集系统性能分析 23 4.5 本章小结 24 第5章 总结与展望 25 5.1 总结 25 5.2 展望 25 参考文献 27 致谢 29

摘要

近些年来，随着研究人员对计算机图像处理技术的不断深入，使其被广泛应用在医学显微图像处理过程中。而细胞是组成除病毒外所有生物体构造和功能的基本单元，因此，在临床诊断和医学研究中，对细胞特征采集分析就显得尤为重要。 本文是运用MATLAB-GUI的集成开发环境，设计针对细胞图像的特征采集系统。该GUI系统的主要功能包括对图像文件的读取、细胞图像分割处理等操作，界面设计简洁，便于操作。主要工作包括以下几个方面：首先，阐述了选题研究的目的及意义，以及国内外的研究情况；其次，分析了细胞图像处理的需求，阐述了图像处理过程中用到的方法，并将其运用在GUI系统设计中；再次，根据系统设计目标和功能需求，设计整体系统的框架和各个模块的功能。最后，编写GUI系统中控件的回调函数，验证系统整体操作及各个模块的功能，并对其结果进行分析比较。 关键词：MATLAB软件 图像用户界面 GUI设计 图像分割

Abstract

In recent years, with the development of computer image processing technology, researchers have been widely used in the process of medical microscopic image processing. Cell is the basic unit of all biological structure and function except viruses. Therefore, in clinical diagnosis and medical research, it is very important to analyze the characteristics of cells in the clinical diagnosis and medical research. In this paper, the integrated development environment of MATLAB-GUI is used to design the system of cell feature acquisition. The main functions of the GUI system include image file read, the segmentation of cell image processing operations, and the design of interface is simple and is convenient for users to use. Main work includes the following aspects: first of all, this paper describes the purpose and significance of the research topic in detail, and introduces domestic and foreign research situation; secondly, the analysis of the demand of the cell image processing, describes the methods used in the process of image processing and its application in the design of GUI system; thirdly, according to the system design goals and functional requirements, design the overall system framework and each module function. Finally, the GUI system in the control of the callback function, verify the overall operation of the system and the function of each module, and the results were analyzed and compared. Keywords: MATLAB software，graphical user interface，GUI design，image segmentation

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

随着人们生活水平的提高，人们越来越关注自己的身体健康。进入二十一世纪以来，随着计算机图像处理技术的日益进步，它已经被广泛地运用到医学图像的处理过程中了，医疗水平也在逐年提高。 细胞是组成生物体结构和功能的基本单元，也是构成人体组织和器官的基本元素。因此，对细胞特征采集及其研究在医学研究中就显得非常重要。细胞显微图像中细胞在不同病理条件下形态和大小等特征的异常变化，可以作为医学中临床诊断和分析病情的依据，在对于医学图像的处理和分析方面也能促进医学技术的进步。 目前，临床医学图像的采集主要来源以X射线影像、磁共振成像MRI、CT等数字化医学成像设备^[1]。不管利用哪种医学图像采集设备，从中所获取的医学图像的信息等会或多或少的受到设备或外界其他因素的影响。对于存在图像失真和损坏等其他问题的医学图片，人类的肉眼很难直接作出准确的判断，需要借助计算机技术对图像进行处理和分析，以便医学工作者能够更快速并获得准确、有效的信息。 MATLAB具备完善的矩阵和科学计算功能，是一个功能非常强大的数学软件 ^[2]，能够胜任众多专业领域的仿真和设计任务，可用于算法开发、数据分析等其他方面，方便了科学技术的研究。如今，MATLAB不仅能够提供强大的计算功能，而且还大力发展了面向对象的图形处理技术并且优化了图像用户界面（GUI）， 使其操作起来更方便，更人性化。其中，GUI是为人机交换提供的一种工具和方法，包括了多种图形控制对象的控件，如按钮、菜单、文本等对象控件，来完成图形用户界面的设计，通过调用界面中的对象，用户可以完成和计算机的信息交流。在MATLAB中设计图形用户界面时，MATLAB会有一些相应的功能函数，满足用户的不同需求，用户可以根据自己的需求不断完善和扩充其功能。