Диссертация (1174210), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Каквидно из данных приведенных на рисунке 44, средние значения радиальныхразмеров объектов кислотоустойчивыхмикобактерийнапоминают форму«палочки», в виде которой кислотоустойчивые микобактерии описываются спозиции микробиологии.M-σ+σ12 3 471 726970 4,55 66867746683,56596410363112,562126113260141,55915158160,55717056185519-0,5542053215222512350244925482647274628452944304342313241403339 3836 35 3437Рисунок 44 – Среднее арифметическое и стандартное отклонение радиальныхразмеров кислотоустойчивых микобактерийНеобходимо отметить, что наибольшую ценность для описания имеютразмерыописывающиебоковыеразмерыобъектовкислотоустойчивыхмикобактерий.
Наименьшие значения коэффициентов вариации, осцилляции и133относительной квартильной вариации имеют радиальные размеры от 13 до 23 и от49 до 59, что соответствует углам от 65° до 115° и от 245° до 295°.Максимальныерадиальныеразмерыизучаемыхобъектовкислотоустойчивых микобактерий представлены на рисунке 45.6766656463626160595857565554535251504948474645444368 6942 4170 71 7220118161412108642040 39 38372 3 45 63336 35 343278910111213141516171819202122232425262728293031Рисунок 45 – Максимальные значения радиальных размеров кислотоустойчивыхмикобактерийТаккакизучениеморфометрическиххарактеристикобъектовкислотоустойчивых микобактерий осуществлялось на цифровых изображениях,имеющих определенное разрешение (572х422 пикселей), и полученных приопределенном увеличении (10×60), то представленные морфометрическиепараметры являются непостоянными при изменении разрешения и увеличения.134Однако, при изменении разрешения цифрового изображения или увеличения, прикотором делается цифровая фотосъемка, отсутствует необходимость повторногоизученияморфометрическиххарактеристикобъектовкислотоустойчивыхмикобактерий.
Данные параметры могут быть получены расчетным путем наосновании полученных нами результатов.Для определения радиальных размеров при изменении разрешения цифровойфотосъемки без изменения соотношения размеров сторон изображения можновоспользоваться следующей формулой: = √∗241384∗ 0, ,(37)где ri – итоговая длина радиального размера объекта под углом i, x – число пикселейизображения по горизонтали, y – число пикселей изображения по вертикали,241384 – число пикселей на изучаемых нами изображениях (572*422=241 384пикселя), r0,i – длина радиального размера объекта под углом i на изучаемых намиизображениях.Также может быть определена и попиксельная площадь объектов приизменении разрешения цифровой фотосъемки:=∗241384∗ 0 ,(38)где S – итоговая попиксельная площадь объекта, x – число пикселей изображенияпо горизонтали, y – число пикселей изображения по вертикали, 241384 – числопикселей на изучаемых нами изображениях, S0 – попиксельная площадь объекта наизучаемых нами изображениях.Необходимо отметить, что формула определения площади объектов приизменении разрешения изображения может применяться независимо от тогоменяется ли соотношение сторон изображения или нет.Для определения радиального размера при изменении разрешения цифровойфотосъемки с изменением соотношения размеров сторон изображения для началанеобходимо определить относительные координаты края объекта (x0; y0), ккоторому построен отрезок данного размера:1350 = {0, ∗ cos( − 90) , при ≥ 90,0, ∗ cos( + 360 − 90), при < 90(39)где x0 – координата по оси x, r0,i – длина радиального размера объекта под углом iна изучаемых нами изображениях.0, ∗ sin( − 90) , при ≥ 900 = {,0, ∗ sin( + 360 − 90), при < 90(40)где y0 – координата по оси y, r0,i – длина радиального размера объекта под углом iна изучаемых нами изображениях.Далее необходимо пересчитать значения новых относительных координаткрая объекта, к которому будет построен отрезок искомого радиального размерапосле изменения разрешения изображения: = 0 ∗ℎ572,(41)где xnew – новая координата по оси x, x0 – координата по оси x, width – ширинаизображения в пикселях, 572 – ширина изучаемых нами изображений в пикселях.
= 0 ∗ℎℎ422,(42)где ynew – новая координата по оси y, y0 – координата по оси y, height – высотаизображения в пикселях, 422 – высота изучаемых нами изображений в пикселях.И далее, используя новые координаты края объекта, можно рассчитать длинуотрезка искомого радиального размера после изменения разрешения изображения:22 = √+ ,(43)где ri – итоговая длина радиального размера объекта под углом i, xnew – новаякоордината по оси x, ynew – новая координата по оси y.При изменении увеличения, при котором осуществляется цифроваяфотосъемка, соотношение сторон изображения не изменяется, в связи с чемопределениерадиальныхразмеровобъектовможетосуществлятьсясиспользованием данной формулы: = √600∗ 0, ,(44)136где ri – итоговая длина радиального размера объекта под углом i, Z – увеличение,600 – увеличение при получении изучаемых нами изображений (10*60=600), r0,i –длина радиального размера объекта под углом i на изучаемых нами изображениях.Попиксельная площадь объектов определяется:=600∗ 0 ,(45)где S – итоговая попиксельная площадь объекта, Z – увеличение, 600 – увеличениепри получении изучаемых нами изображений, S0 – попиксельная площадь объектана изучаемых нами изображениях.Необходимоотметить,чтоцветовыехарактеристикиобъектовнеподвержены изменению при изменении разрешения изображения или увеличениепри микроскопии.Таким образом, намирассмотреныморфометрическиеицветовыехарактеристики кислотоустойчивых микобактерий как объектов на цифровыхизображениях мокроты, окрашенной по методу Циля-Нильсена, а такжерассмотрены методики определения данных характеристик при измененииразрешения цифровых изображений, на которых осуществляется поиск такихобъектов, и изменении увеличения, при котором осуществляется микроскопияокрашенных образцов мокроты.Учет полученных в результате исследования морфометрических и цветовыххарактеристик позволит осуществлять разработку алгоритмов сегментациицифровых микроскопических изображений мокроты, окрашенной по методу ЦиляНильсена, а также математических моделей распознавания объектов на данныхизображениях.4.2.
Отбор признаков объектов для последующего использования при ихраспознавании137В данном разделе проанализированы различные методы отбора признаковдля их использования для дальнейшего распознавания объектов [96]. На первомэтапе произведено сравнение кислотоустойчивых микобактерий и иных объектовпо всем изучаемым параметрам. Для сравнения объектов кислотоустойчивыхмикобактерий с иными объектами применялось два следующих подхода.Первый–классическийнепараметрическогокритериястатистическийМанна-Уитни.подходсиспользованиемНепараметрическийкритерийМанна-Уитни применялся в связи с тем, что все изучаемые параметры имеютколичественную шкалу и по результатам проверки на подчинение законунормального распределения с использованием критерия Шапиро-Уилка имеютраспределение, отличающееся от нормального.Для осуществления второго подхода использовался метод «пересечений»,заключающийся в следующем.
По каждому изучаемому параметру у группыобъектов кислотоустойчивых микобактерий определялись минимальное имаксимальноезначениеопределениечисла(приложениеобъектов,неА).Дальнейшимявляющихсяэтапомявлялоськислотоустойчивымимикобактериями, которые по значению своих параметров входят в интервал междуминимальным и максимальным значениями параметров объектов группыкислотоустойчивых микобактерий.
Чем меньше таких объектов определялось, тембольше по данному параметру объекты группы кислотоустойчивых микобактерийотличались от иных объектов. Так, основным показателем, оцениваемым прииспользовании метода пересечений по каждому из изучаемых параметров,являлась доля объектов среди не кислотоустойчивых микобактерий, которые невходили в интервал между минимальным и максимальным значениями у объектовкислотоустойчивых микобактерий.На первом этапе изучаемые группы объектов сравнивались по каждому изанализируемых параметров с использованием непараметрического критерияМанна-Уитни. Как и ожидалось использование данного критерия не позволяетоценить различия между группами объектов кислотоустойчивых микобактерий ииных объектов, а тем более определить параметры по которым данные группы138отличаются в наибольшей степени, так как по всем параметрам были полученыотличия с высокой степенью статистической значимости (p < 0,001).
Данныерезультаты связаны с большими объемами данных в сравниваемых группах, чтодает даже при минимальных отличиях групп объектов по какому-либо параметрудовольно высокую статистическую значимость отличий.Для оценки различий групп объектов кислотоустойчивых микобактерий ииных объектов производили оценку с применением второго подхода сиспользованием минимальных и максимальных значений параметров объектов.Результаты данной оценки приведены на рисунке 46, на котором представлена доляобъектов среди не кислотоустойчивых микобактерий, которые не входили винтервал между минимальным и максимальным значениями у кислотоустойчивыхмикобактерий по первым 15 параметрам, имеющим данный показатель более 1 %.В таблице 13 представлены минимальные и максимальные значенияобъектов по данным параметрам.Данные, представленные на рисунке 46 и в таблице 13, свидетельствуют отом,чтонаибольшиеразличиямеждуобъектамикислотоустойчивымимикобактериями и иными объектами имеются по попиксельной площади данныхобъектов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
