Cellpose 2.0 |利用自己的数据训练模型

文摘   科学   2024-07-28 09:00   上海  

科 / 研 / 图 / 像 / 处 / 理


Cellpose,是一种通用的、基于深度学习的细胞分割方法


Cellpose 是目前 可运用范围最广且效果最好 的细胞分割模型,值得大家认真学习。之前写了一系列关于 Cellpose 使用的文章,可供大家参考:


(1)本地安装 CPU 版本的 Cellpose,并利用 Cellpose 的 GUI 进行细胞分割:


点击跳转《Cellpose | 细胞分割神器》


(2)Python 脚本调用 Cellpose,进行自动细胞计数:


点击跳转《细胞分割神器 Cellpose(自动计数篇)


(3)Python 脚本中调用 Cellpose,并利用 GPU 进行加速:


点击跳转《细胞分割神器 Cellpose(GPU加速)


Cellpose 提供了许多预训练的神经网络,针对不同类型的图像设置了不同的模型,在不同模型上都可以得到良好结果 

An ensemble of models with different segmentation styles


但这样的模型不允许用户根据其特定需求调整分割风格,并且对于与训练图像非常不同的测试图像的表现可能不佳。


Cellpose 2.0,作为 Cellpose 1.0 的升级版本,包括多种不同的预训练模型,并提供了一个通过 Human in the loop,快速训练自定义模型的流程


 

A human-in-the-loop approach for training specialized Cellpose models


官方教程:https://www.youtube.com/watch?v=5qANHWoubZU


这篇文章会介绍怎样利用 Cellpose 2.0,用自己的数据训练一个定制的细胞分割模型。










一、安装 Cellpose 以及 GPU dependency


参考之前的文章:

点击跳转《细胞分割神器 Cellpose(GPU加速)


二、选择预训练模型


1、数据准备

首先将同类型的图片放在同一文件夹下:



打开 Cellpose GUI,加载文件夹中的一张图片:



2、测试不同预训练模型

Cellpose 自带的预训练模型有 14 个:



可以点击不同的 Model 进行测试,选择结果最好的模型作为初始的预训练模型



这里选择 cyto2 这个 model,因为它的 false positive 是最少的。


三、人工标注ROI


预训练模型的分割结果往往不是完美的,我们需要在此基础上删除分割错误的 ROI,重新标注正确的 ROI,或者标注出没有被分割的 ROI。


  • 删除分割错误的ROI:Ctrl + Left Click


  • 人工标注新的ROI:Right Click一次,沿着细胞轮廓拖动鼠标,画出完整边界后再Right Click(如果头尾相接,会自动生成ROI,不用二次Right Click)


每次标注 ROI,都会自动在图像所在文件夹生成 .npy 文件



四、模型训练


在 ROI 标注完成后,在 Models 中点击Train new model with image+masks in folder:



设置训练参数,这里主要是选择 initial model 并对 model 进行命名:



点击 OK 后,即可调用 GPU 进行 training:



训练 100 个 epoch 后,会自动打开图像文件夹的另一张图像,并利用刚才训练的模型进行分割:



然后再重复第三步-人工标注 ROI,然后再训练,反复迭代最终得到一个效果较好的模型。


Cellpose 2.0 论文中提到,这种 Online Human-in-the-loop 的方式,跟从头训练一个分割模型相比,可以标注更少的 ROI(几十到几百个),更快得到一个效果好的模型。

Average precision curves as a function of the number of manually annotated ROI


Cellpose 会自动保存自定义的模型,后面可以在 custom models 中直接调用。



通过利用 Cellpose 2.0 的预训练模型,可以很轻松地利用自己的数据,来训练一个定制的分割模型。


后面会介绍怎样利用 Cellpose 进行 3D 细胞的分割。



创作不易,点个关注再走吧
如果有任何问题,欢迎在文章下方留言
 

作者 | Treasure琛
排版 | 小乐喵喵   

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