Despite recent advances in data-independent and deep-learning algorithms, unstained live adherent cell instance segmentation remains a long-standing challenge in cell image processing. Adherent cells' inherent visual characteristics, such as low contrast structures, fading edges, and irregular morphology, have made it difficult to distinguish from one another, even by human experts, let alone computational methods. In this study, we developed a novel deep-learning algorithm called dual-view selective instance segmentation network (DVSISN) for segmenting unstained adherent cells in differential interference contrast (DIC) images. First, we used a dual-view segmentation (DVS) method with pairs of original and rotated images to predict the bounding box and its corresponding mask for each cell instance. Second, we used a mask selection (MS) method to filter the cell instances predicted by the DVS to keep masks closest to the ground truth only. The developed algorithm was trained and validated on our dataset containing 520 images and 12198 cells. Experimental results demonstrate that our algorithm achieves an AP_segm of 0.555, which remarkably overtakes a benchmark by a margin of 23.6%. This study's success opens up a new possibility of using rotated images as input for better prediction in cell images.


翻译:尽管在数据独立和深层学习算法方面最近有所进步,但未显示的活合规单元格分解在细胞图像处理方面仍是一项长期挑战。 惯用细胞的固有视觉特征,例如低对比结构、消退边缘和不规则形态学,使得难以彼此区分,甚至人类专家,更不用说计算方法。 在本研究中,我们开发了一种新型深层次的深层次算法,称为双视选择性分解网络(DVISIN),用于在差异干扰对比图像中分解未显示的隐蔽单元格。 首先,我们用原始和旋转图像的双视图分解法(DVS)来预测每个单元格的封装框及其相应的遮罩。 其次,我们使用遮罩选择法过滤DVS预测的细胞实例,以便仅将掩码与地面真相保持最接近。 在包含 520 图像和 12 198 单元格的数据集中,对开发的算法进行了培训和验证。 实验结果表明,我们的算法实现了 AP_ segm of 0. 555, 利用新图像的精确率, 使23 成功率 成为了一个新的基数。

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