Mradi wa Sandbox ya BME 60B: Hatua 6

2025 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2025-01-23 15:11

Mradi wetu wa Sandbox unakusudia kusaidia watafiti katika uwanja wa kibaolojia kuchambua sampuli za seli na kujua hali za seli zao. Baada ya mtumiaji kuingiza picha ya sampuli ya seli yake, nambari yetu inachakata picha ili kuiweka tayari kwa kuhesabu seli kwa kubadilisha picha kuwa kijivu na kibainari. Nambari hutumia kizingiti ili kuondoa habari ya ziada isiyohusu seli halisi ili kupata kwa usahihi umati wa seli. Baada ya kuhesabu idadi ya seli kwenye picha, nambari yetu inatoa saizi ya pikseli ya picha na kisha kupata usambazaji wa eneo la seli kwa kupanga idadi ya seli dhidi ya eneo la seli ili kumpa mtumiaji mkutano, ambayo ni asilimia ya uso wa sahani ya kitamaduni ambayo inafunikwa na seli za kupendeza. Kulingana na makutano, mtafiti anaweza kuamua ikiwa seli zinapaswa kupitishwa au la; kupitisha seli kunamaanisha kupanua maisha au idadi ya seli au vijidudu kwa kuhamisha utamaduni mwingine kwa njia mpya ya ukuaji, na ni muhimu wakati seli zinakua kubwa sana au zinaishiwa chakula. Baada ya kutumia nambari na kuchakata picha, mtumiaji anaweza kuamua ikiwa anakubali au kukataa matokeo, na kuendelea kurekebisha kizingiti cha kurudisha data vizuri ikiwa inahitajika.

Hatua ya 1: Chagua na Sanidi Picha ya Uchambuzi

Hatua ya kwanza katika nambari yetu ni kuchagua picha inayofaa na kuisanidi uchambuzi katika Matlab. Tuna uwezo wa kuchagua picha hiyo kwa kutumia kazi ya uigetfile ambayo inatuwezesha kuchukua faili yoyote na kuiingiza kwenye programu. Halafu, kwa kutumia imread tunasoma picha hiyo na kuisanidi kwa uchambuzi katika Matlab. Picha ambayo imechaguliwa huonyeshwa kwenye sehemu ndogo.

Hatua ya 2: Kizingiti na GUI

Mwanzoni mwa nambari picha imechaguliwa kwa kutumia "uigetfile" na kisha kufafanua picha hiyo na ubadilishaji. Tofauti hiyo itatumika kutambua nambari wakati wa kufanya uchambuzi tofauti. Sehemu ndogo ya 2x2 imeundwa kwa sura. Katika nafasi ya 1, picha ya asili itaonyeshwa. Sehemu inayofuata ya nambari ni mahali ambapo marekebisho ya vizingiti hufanyika. Hapo awali chaguo-msingi cha kizingiti cha 0.6 hutumiwa na huonyeshwa katika nafasi ya 2 ya kiwanja kidogo. Taarifa ya ikiwa inatumiwa kuamua ikiwa mtumiaji anataka kuweka kizingiti au kuirekebisha. Mtumiaji kuliko anaweza kurekebisha kizingiti kwa kutumia GUI ambayo inajumuisha picha katika hali tofauti za kizingiti, kitelezi na kitufe cha kuokoa. Baada ya kizingiti kuwekwa, basi mtumiaji atabofya kitufe cha kuhifadhi kuokoa picha na itahifadhiwa katika faili za MATLAB za watumiaji kama-p.webp

Hatua ya 3: Kupanga mikondo na Usambazaji wa seli

Sehemu inayofuata ya nambari hutengeneza mtaro. Kuna kitanzi ambacho seli zimefungwa na mzunguko mwekundu, na seli hizo zilizo juu ya seli nyingine zimeainishwa kwa kijani. Picha iliyoainishwa huonyeshwa katika nafasi ya 3 na laini ya umbali wa maingiliano. Mstari huu utaamua idadi ya saizi kwenye laini iliyobadilishwa na mtumiaji kwa pikseli kwa kibadilishaji cha milimita. Sababu ya umbali kisha huzidisha eneo lililoamuliwa na mimea ya eneo hilo na eneo hilo sasa linaonyeshwa kwa milimita mraba mraba. Takwimu hizo zimepangwa kwa kutumia histogram kuona usambazaji wa seli na eneo lake. Histogram hii itaonyeshwa katika nafasi ya 4.

Hatua ya 4: Badilisha Picha ya Kiini

Katika hatua hii tulichukua picha ya kijivu na kuibadilisha, tukachuja na kuibadilisha. Kufanya kazi hizi kwenye picha kuliondoa saizi zenye kelele ambazo zinaweza kukosewa kwa seli na kuifanya picha iwe laini na laini karibu na kingo za seli. Hii ilifanywa kutoa seli kwenye picha kama "matone" yanayotofautishwa ambayo yalitofautiana kwa nguvu kutoka nyuma. "Blobs" zilikuwa na picha nyeupe nyeupe na asili ilikuwa nyeusi. Ikiwa inaruhusiwa muda kidogo tungekuwa tumetumia ubadilishaji tofauti wa picha ya Blob badala ya kazi ya imbinarize kuwa sahihi zaidi na inayofaa zaidi picha zetu, lakini tulihitaji muda zaidi wa kutafiti na kutekeleza kazi hiyo.

Hatua ya 5: Hesabu Seli na Hesabu Kuungana kwa seli

Katika hatua hii ya nambari, tulilenga kuhesabu idadi ya seli ambazo zilikuwa kwenye picha. Sisi kimsingi tulitumia mkoa wa kazi kufanya mahesabu ya maeneo ya matone na ikiwa eneo hilo lingehesabiwa kuwa katika mpaka wetu unaotarajiwa lingepangwa kwenye kiwanja kidogo. Mipaka iliwekwa ili kuondoa saizi ndogo za kelele au nguvu kubwa ambazo hazikuwa seli. Kaunta ya seli ingehesabu sentimita ambazo zilipangwa na kuziongeza kwa kaunta kwenye kitanzi. Mara tu maeneo ya seli yalipoamuliwa tuliweza kuhesabu mkusanyiko. Umuhimu mkubwa wa hatua hii katika nambari ilikuwa kupata msongamano wa seli na hii ilikuwa muhimu kwa lengo letu la mwisho la nambari. Tulifanya hivyo kwa kuhesabu kwa kujumlisha saizi (jumla (AllAreas)) katika kila blob na kisha kuigawanya na jumla ya thamani ya pikseli ya picha (numel (img)). Uwiano huu ungetupa makutano na ikiwa ingeamua kuwa kubwa kuliko 80% kuliko wakati wa seli kupitishwa na mtafiti. Tulilenga kuwa sahihi na sahihi kadiri inavyowezekana lakini kwa wakati mdogo kwa hivyo usahihi ulitokea. Ikiwa wakati unaruhusiwa tungeangalia njia za kufanya hesabu ya blobs kuwa sahihi zaidi kama mbinu zaidi za kuchuja na / au mabadiliko ya Hough kwani hakuna utafiti wa kutosha uliofanywa bado kujaribu mbinu hiyo ya kuchuja

Hatua ya 6: Mzunguko wa seli

Kabla ya kuweza kupima kuzunguka kwa blob kwenye picha, tunahitaji kubadilisha kutoka RGB kuwa kijivujivu, binarize, invert, na kuchuja picha. Mbinu ya kuchuja ni kutumia kazi ya bwareaopen, ambayo huchuja picha ya kupendeza na inaondoa viashiria au saizi zozote ambazo ni ndogo sana ambazo haziwakilishi saizi ya seli. Kipengele cha muundo kimeundwa na umbo la diski na ujirani wa 2 na hutumiwa kujaza mapungufu yoyote nyuma au ndani ya seli. Halafu tunatumia kazi bwboundaries ambayo inafuatilia matone na na kuihifadhi kwenye tumbo. Kisha tunaweka alama kwa picha hiyo kwa kutumia rangi tofauti ili iweze kuonekana wazi. Ifuatayo, kwa kutumia kitanzi kinachoendesha kulingana na idadi ya vitu na mashimo yaliyopatikana kwenye picha, inaweka mpaka karibu na matone yanayolingana na safu hii. Mara baada ya kitanzi hiki kumaliza, kitanzi kingine huanza, tena kulingana na idadi ya vitu na mashimo yanayopatikana kwenye picha. Wakati huu tunatumia kazi ya mkoa ambayo hukusanya mali kama eneo kutoka kwa safu na kuhifadhi habari iliyo na idadi ya vitu na mashimo. Kutumia habari hii, tunahesabu eneo na mzunguko wa vitu hivi kwa kutumia umbo la sentimita. Kizingiti kimewekwa ili kulinganisha matokeo mara tu tutakapohesabu kitengo cha kipimo cha kitu cha duara na kupanga kipimo hiki kama maandishi kando ya sentimita zilizohesabiwa. Nambari ya mwisho itaonyesha kuzunguka kwa seli tofauti zinazopatikana kwenye picha na maadili yoyote karibu na thamani moja yatakuwa ya pande zote kuliko zingine. Thamani ya 1 inamaanisha kuwa seli iko duara kabisa na iko katika hali nzuri kupitishwa.