用于分析密堆积组织中细胞排布的稳定的拓扑摘要
计算机视觉与模式识别
2022-04-11 v5
摘要
我们使用拓扑数据分析工具研究上皮组织分割图像中细胞的内部排布。具体而言，对每幅分割图像，我们计算不同的持续条形码，这些条形码沿由组织中代表细胞的区域所构建的不同滤子（递增的单纯复形嵌套序列）编码同调类的寿命（持续同调）。我们在这些持续条形码上使用一套完整且严谨的数值变量集，亦称拓扑摘要。针对输入分割图像集与所得条形码集的一种新颖归一化方法组合，使得这些变量相对于输入微小变化具有稳定性结果，并对图像尺度具有不变性。我们的研究为该问题提供了新见解，例如果蝇翅盘组织发育的一种可能新指标，或质心分布对区分某些组织与其 CVT-path 对应体（基于 Voronoi 图的上皮数学模型）的重要性。我们还展示了使用拓扑摘要可借助随机森林算法提升上皮图像的分类精度。
引用
@article{arxiv.1902.06467,
title = {Stable Topological Summaries for Analyzing the Organization of Cells in a Packed Tissue},
author = {N. Atienza and M. J. Jimenez and M. Soriano-Trigueros},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.06467},
year = {2022}
}