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이미지 분석 및 딥러닝, 세포 분류 [ 2021 ]

프로젝트 소개

최근에 아무고나제작소에서 외주용역을 진행한 이미지분석에 프로그램을 기반으로하여 이미지분석을 이용하기 좋은 연구실 및 기업에 필요한 프로젝트들을 소개하려고합니다.
이미지분석이라고하면 카메라로 무언가를 실시간인식하고 어떠한 결과값을 내는것을 보통생각 할 것 입니다.
하지만 꼭 ! 카메라가 연결되어있어야하는 것은 아닙니다. 이미 카메라로 찍은 이미지 혹은 동영상을 가지고도 적합한 형태로 변형하여 계산 할 수 있습니다.
이번에 의뢰주신 곳은 다양한 현미경 배율로 찍은 세포을 가지고 있었고 그 이미지를 기준으로 분석하는 것을 원하는 기업이였습니다.

 목적

해당 연구기업는 프로젝트를 통해서 이미지를 통해 세가지의 정보를 추출하기를 원하였습니다.
1) 세포의 크기를 측정
2) 세포의 숫자를 측정
2) 검은색 세포 (죽은세포) 측정
그 중 1-1) 세포의 크기와 숫자를 즉시 확인 했으면하고 1-2) 세포의 크기는 차트로 나오기를 바라며 1-3) Low데이터 즉 엑셀로 세포하나하나의 값이 나왔으면하였습니다.

 설명

해당 프로젝트의 이미지분작 시작은 필요없는 부분을 제외시키는 것으로 시작하였습니다. 색상이나 외각선을 기준으로 필요없는 부분은 빠르게 뽑아내서 제거하고 ! 기준이 애매한 외각같은 경우는 흐리게 만들거나, 여러 기법을 통해서 노이즈를 제거하여 원하는 오브젝트를 추출 하는 것으로 시작합니다.
해당 프로젝트는 현미경 배율을 바꿈으로서 동일한 세포를 3~4개 다양한 이미지로 만들 수 있었고
각 이미지를 여러 방식으로 필요없는부분을 제외시키고, 노이즈를 제거해가며 가장 적절한 값이 나오는 이미지를 구분 할 수 있었습니다.

프로젝트 진행 및 결과물

해당 이미지는 노이즈 제거중인 이미지이다.
그 후 해당 세포의 크기를 측정하는 것 까지는 성공했으나, 죽은세포추추하는 것에는 생각외의 변수가 많았고, 혈액이고 세포이다보니 겹치거나 흐릿하게 초점이 안맞는 세포 ( 3차원으로 겹친세포 )도 존재하였습니다. 결과값을 더욱 선명하게 내기위해 해당 프로젝트는 딥러닝또한 진행되었고 딥러닝으로 세포가 죽은것인지, 겹쳐져있는것인지, 원형에서 벗어나있는 것인지 구분하게 만들었습니다.
오브젝트 외각선을 추출한 이미지
추출된이미지를 크기를 계산하고 분류한 이미지
최종적으로 엑셀과 차트로 결과값을 볼 수 있도록 개발하였고, 딥러닝에 필요한 교육이미지가 부족했었던만큼 제대로 구분하지 못한 세포의 경우 추가 딥러닝교육을 시킬 수있게 만드는 프로그램까지 개발해드렸습니다.

간단한 추가 프로젝트

그 외에도 보시는 것과 같이 검은색 부분만 외각을 잡는다던지, 반도체공정이후 (원형으로 패턴 ) 깔끔하게 이루어지지않은 부분만 잡아내서 표시해준다던지하는 프로젝트또한 진행하였습니다.
해당 프로젝트를 참고하여 혹시나 개발하려는 이미지분석프로그램이 있다면 언제든지
아무고나제작소로 연락주시만 감사하겠습니다.