Nucleus Recognition of Uterine Cervical Pap-Smears using Fuzzy Reasoning Rule

퍼지 추론 규칙을 이용한 자궁 경부진 핵 인식

In this paper, we apply a set of algorithms to classily normal and cancer nucleus from uterine cervical pap-smear images. First, we use lightening compensation algorithm to restore color images that have defamation through the process of obtaining $1{\times}400$ microscope magnification. Then, we remove the background from images with the histogram distributions of RGB regions. We extract nucleus areas from candidates by applying histogram brightness, Kapur method, and our own 8-direction contour tracing algorithm. Various binarization, cumulative entropy, masking algorithms are used in that process. Then, we are able to recognize normal and cancer nucleus from those areas by using three morphological features - directional information, the size of nucleus, and area ratio - with fuzzy membership functions and deciding rules we devised. The experimental result shows our method has low false recognition rate.

본 논문에서는 자궁 경부 세포진 영상에서 세포핵의 후보 영역과 핵을 추출하기 위해 현미경 400배율 확대 사진을 획득하는 과정에서 훼손된 컬러 영상을 복원하기 위한 방법으로 Lighting Compensation을 적용하여 영상을 보정한다. 그리고 배경 영역과 세포핵 영역을 구분하기 위해 영상의 R,G,B 영역의 히스토그램의 분포를 이용하여 배경을 제거한다. 배경이 제거된 영상을 그레이 영상으로 변환 한 후, 히스토그램 명암도의 값을 이용하여 세포핵영역과 세포질을 분류하여 세포핵 영역을 추출한다. 그리고 Kapur 방법을 적용하여 세포핵 영역의 엔트로피 누적확률을 구한 후, 영상을 이진화한다. Kapur 방법이 적용된 이진화 영상에서 세포핵 영역의 중심과 주위 화소를 비교하는 $3{\times}3$ 마스크를 적용하여 영상의 미세한 잡음을 제거 한 후, 8 방향 윤곽선 추적 알고리즘을 적용하여 최종적으로 세포핵 영역을 추출한다. 추출된 세포핵의 영역을 분류 및 인식하는 과정으로 세포의 외각의 방향성 정보, 핵의 크기, 그리고 면적 비율의 특징을 이용하여 퍼지 소속 함수를 설계한 후, 소속 함수의 소속도를 구하고 퍼지추론 규칙을 적용하여 자궁 경부 세포진 영상에서 정상 세포핵 및 암종 세포핵을 인식한다.