Bright-field cell image segmentation by principal component pursuit with an Ncut penalization
Notice bibliographique
Résumé
Segmentation of cells in time-lapse bright-field microscopic images is crucial in understanding cell behaviours for oncological research. However, the complex nature of the cells makes it difficult to segment cells accurately. Furthermore, poor contrast, broken cell boundaries and the halo artifact pose additional challenges to this problem. Standard segmentation techniques such as edged-based methods, watershed, or active contours result in poor segmentation. Other existing methods for bright-field images cannot provide good results without localized segmentation steps. In this paper, we present two robust mathematical models to segment bright-field cells automatically for the entire image. These models treat cell image segmentation as a background subtraction problem, which can be formulated as a Principal Component Pursuit (PCP) problem. Our first segmentation model is formulated as a PCP with nonnegative constraints. We exploit the sparse component of the PCP solution for identifying the cell pixels. However, there is no control on the quality of the sparse component and the nonzero entries can scatter all over the image, resulting in a noisy segmentation. The second model is an improvement of the first model by combining PCP with spectral clustering. Seemingly unrelated approaches, we combine the two techniques by incorporating normalized-cut in the PCP as a measure for the quality of the segmentation. These two models have been applied to a set of C2C12 cells obtained from bright-field microscopy. Experimental results demonstrate that the proposed models are effective in segmenting cells from bright-field images.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».