FlowRoI：基于光流的高通量免疫细胞迁移分析中快速光学流驱动的兴趣区域提取框架
机器学习
2025-11-19 v1
摘要
免疫细胞如中性粒细胞的自主迁移是其功能所必需的，并在多种疾病中发挥关键作用。最近，我们提出了ComplexEye，这是一种由16个独立的无畸变玻璃镜组成的多镜头阵列显微镜，布置在96孔板的间距上，能够捕获迁移细胞的高分辨率电影。这一体系结构为迁移分析提供了高通量活细胞视频显微技术，支持对自主运动的常规量化，具有向临床转化的强大潜力。然而，ComplexEye及类似的高通量成像平台会以指数级速度生成数据，对存储和传输造成巨大负担。为此，我们提出FlowRoI，一个面向免疫细胞迁移研究的高通量图像压缩的光学流驱动的兴趣区域（RoI）提取框架。FlowRoI估计连续帧之间的光学流，并推导出覆盖几乎所有迁移细胞的RoI掩码。随后，将原始图像及其对应的RoI掩码联合使用JPEG2000进行编码，以实现RoI感知压缩。FlowRoI具有高计算效率，在配备Intel i7-1255U CPU的现代笔记本电脑上，运行时间与标准JPEG2000相当，平均吞吐量可达约30帧/秒。在图像质量方面，FlowRoI在细胞区域获得更高的峰值信噪比（PSNR），在保持相同PSNR时，压缩率比标准JPEG2000提高2.0-2.2倍。
引用
@article{arxiv.2511.14419,
title = {FlowRoI A Fast Optical Flow Driven Region of Interest Extraction Framework for High-Throughput Image Compression in Immune Cell Migration Analysis},
author = {Xiaowei Xu and Justin Sonneck and Hongxiao Wang and Roman Burkard and Hendrik Wohrle and Anton Grabmasier and Matthias Gunzer and Jianxu Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.14419},
year = {2025}
}
备注
12 pages, 9 figures, 2 tables