基于遗传算法的Arabidopsis根 cortex 细胞核3D时间序列显微图像精确跟踪
计算机视觉与模式识别
2026-01-22 v1
摘要
Arabidopsis是广泛用于探索植物生理和发育基本知识的模式植物。活体成像是可视化和量化植物发育中关键过程的重要技术。为阐明植物生长和细胞分裂背后的新理论，准确的细胞跟踪在活体成像中至关重要。常用的细胞跟踪软件TrackMate采用检测-跟踪法，应用拉普拉斯高斯（LoG）进行斑点检测，采用线性分配问题（LAP）进行跟踪。然而，这些方法在细胞紧密排列时表现不足。为缓解上述问题，本文提出一种基于遗传算法（GA）的精确跟踪方法，利用Arabidopsis根细胞模式和体积间空间关系。该方法可描述为粗到细的方法，首先进行相对容易的线级细胞核跟踪，然后基于已知的细胞文件线性排列和细胞核之间的空间关系进行复杂的核跟踪。本方法在Arabidopsis根尖的长时间活体成像数据集上进行评估，经过少量人工校正后，能够准确跟踪核团。据我们所知，本研究是首次成功地通过提出一种针对Arabidopsis根核的精确跟踪方法，来解决根部原中组长期存在的跟踪问题。
关键词
引用
@article{arxiv.2504.12676,
title = {Accurate Tracking of Arabidopsis Root Cortex Cell Nuclei in 3D Time-Lapse Microscopy Images Based on Genetic Algorithm},
author = {Yu Song and Tatsuaki Goh and Yinhao Li and Jiahua Dong and Shunsuke Miyashima and Yutaro Iwamoto and Yohei Kondo and Keiji Nakajima and Yen-wei Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.12676},
year = {2026}
}