关键词:
细胞轨迹重构
上皮细胞
JVC算法
最优匹配
代价矩阵
摘要:
针对活体延时显微成像中上皮细胞轨迹重构所面临的高密度分布、形态显著变化以及细胞数量动态不平衡等关键挑战,本文对Jonker-Volgenant-Castanon(JVC)匹配算法进行了面向上皮细胞场景的改进.利用主成分分析法系统分析不同细胞特征的抗干扰能力,构建了以质心欧氏距离为核心的代价矩阵,有效降低了形态相似性对匹配结果的干扰.同时,引入针对细胞入界、出界及凋亡等动态事件的惩罚与过滤机制,对不合理配对进行约束,从而优化全局帧间匹配性能.基于果蝇胚胎上皮细胞延时成像数据集的对比实验结果表明,与被广泛采用且作为经典基线方法的最近邻算法以及原始JVC算法相比,所提出的改进方法在轨迹准确率、轨迹连续性以及寿命一致性等关键指标上均实现了显著提升:平均轨迹准确率达到0.9969,综合链接错误率降至0.0040.该方法能够有效增强复杂动态场景下帧间匹配的稳定性与轨迹重构的完整性,为长时程细胞运动的定量分析提供了可靠的技术支撑.