生物医疗2023.02.17

技术笔记|AI 细胞计数:只有一张原始图像,也能训练出可用的模型

从一张图像切出 5 张、旋转 10 次,生成 50 张训练样本;30 张图像、500 个标注即可训练目标检测模型。传统图像处理则在 6 秒内数完 1,637 个细胞。

技术笔记|AI 细胞计数:只有一张原始图像,也能训练出可用的模型

细胞计数常见的困扰是:样本少、细胞会粘连、人工数又慢又累。辰祥曾为研究单位测试两种做法:传统图像处理与 AI 深度学习。

做法一:传统图像处理

  • 200 倍图像:总数 1,637 个、平均面积 312 像素、面积占比 45.7%,计算时间 5.86 秒
  • 100 倍图像:总数 9,634 个、平均面积 57 像素、面积占比 44.5%,计算时间 20.78 秒

同时输出细胞面积占比,可用来跟踪培养的汇合度。

做法二:AI 深度学习

  1. 生成样本:原始图像只有一张,从中随机切出 5 张 500 × 400 的图像,各随机旋转 10 次,共生成 50 张样本
  2. 标注图像:人工标注每一个细胞,目标检测模型使用 30 张图像、约 500 个标注
  3. 训练模型:观察训练曲线、调整参数使模型最优
  4. 验证模型:载入未参与训练的图像,根据结果回头调整训练样本

模型训练完成后,也可以让 AI 先自动标注,再由人工检查,标注速度会越来越快。

怎么选

细胞分散、对比清楚时,传统图像处理快又稳;细胞重叠、形态多变时,AI 模型更灵活。两者也可以并用:先用图像处理快速筛选,再用 AI 处理困难区域。

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