细胞分割及数据分析产品系统

一、立项原因
（一）解决问题
细胞分割与分析在生物医学研究中至关重要，尤其是在细胞学、肿瘤学和发育生物学等领域。传统方法依赖手动操作，耗时且易出错。自动化工具可以提高效率和准确性，但现有的工具往往需要较高计算机技能或缺乏灵活性。
（二）行业背景
现代成像技术（如显微镜成像、荧光成像）生成高分辨率图像，但如何快速准确提取细胞边界和形态学指标仍是一个挑战。自动化工具可以解决这一问题，提供高效的数据处理方案。
（三）业务背景
1. 提高效率：自动化分割和分析减少手动操作时间，提高研究速度和准确性。
2. 支持多种格式：支持多种图像文件格式（如jpg、png、tiff），适应不同应用场景。
3. 可扩展性：允许用户自定义分析参数，支持不同研究需求。
4. 用户友好性：界面简洁直观，操作流程简单，方便非计算机专业研究人员使用。
5. 集成功能：集成分割、数据分析、结果保存和日志管理等功能，提供完整解决方案。
二、立项目标
开发一个功能全面、易于使用、支持多种数据格式的细胞分割与分析软件。基于Cellpose模型，实现高效、准确的细胞分割和丰富的形态学指标分析，支持批量处理，生成结构化的分析报告和详细的日志记录。
三、行业影响
1. 推动科学研究：提高效率和准确性，加速科研成果产出。
2. 降低使用门槛：简化操作流程和界面设计，方便研究人员使用。
3. 促进数据共享：生成结构化的分析报告和详细日志，促进学术交流与合作。
综上所述，开发这款细胞分割与分析软件，不仅能解决现有问题，还能推动生物医学领域的发展。

一、细胞分割
1. 单文件分割：对单张图片进行细胞分割。
2. 批量文件夹分割：对指定文件夹中的所有匹配图片进行批量分割。
3. 模型选择：支持自定义Cellpose模型文件或目录。
4. 保存结果：保存分割结果为masks.npy、masks.png和overlay.png。
二、数据分析
1. 单文件分析：分析单个masks.npy文件，并提取形态学指标。
2. 批量文件夹分析：分析文件夹中的所有masks.npy或masks_*.npy文件。
3. 保存选项：可选择保存boundaries.json、cell_metrics.csv、cell_metrics.json、overlay.png和masks.png。
4. 生成汇总文件：批量分析时生成summary.csv，汇总所有分析结果。
三、用户界面
1. 数据选择：选择图片格式（jpg、png、tiff）和文件夹。
2. 分割控制：提供模型路径选择、开始分割按钮和进度条。
3. 结果展示：显示原始图片、标签灰度图和边界标注图。
4. 分析设置：选择包含masks.npy或masks_*.npy的文件夹。
5. 保存选项：勾选所需保存的文件类型。
6. 执行分析：开始分析按钮和进度条。
7. 结果查看：刷新结果文件列表，默认显示summary.csv，并支持查看详细的CSV文件。
四、日志管理
1. 日志文件：系统启动时创建以“年月日时分秒”命名的日志文件。
2. 实时滚动日志：界面实时显示日志信息，便于追踪和调试。
通过这些功能，CellBall软件可以高效、准确地进行细胞分割和分析，并提供用户友好的界面和详细的日志管理，适用于生物医学研究中的多种应用场景。

cellBall是一款面向科研场景的细胞图像分割与形态学分析工具，基于Python与PyQt6开发，支持单文件和文件夹批量处理，集成可视化操作、后台任务运行、数据导出与日志记录功能，操作便捷、运行稳定。
一、项目架构
项目采用模块化设计，文件分工明确，结构清晰，核心组成如下：
1. Analyse.py：数据分析核心模块，负责分割掩码解析、细胞指标计算及结果保存。
2. Segmentation.py：图像分割模块，基于Cellpose模型完成细胞图像智能分割，支持批量运算。
3. UI.py：可视化交互界面，整合全部功能，实现操作与结果可视化展示。
4. mylog.py：日志管理模块，实现运行日志本地存储与界面实时展示。
5. README.md：项目说明文件，记录项目功能、架构及使用规范。
二、核心功能模块
（一）数据分析模块
可读取numpy格式掩码数据，自动识别细胞轮廓，计算细胞面积、直径、圆度等形态学核心指标。支持单文件与批量数据分析，可绘制细胞边界标注图，分析结果可导出为JSON、CSV格式，同时生成批量汇总报表，适配Excel编辑查看。
（二）图像分割模块
采用懒加载机制调用Cellpose模型，减少资源损耗。兼容jpg、png、tiff等常见图片格式，支持单图和整文件夹批量分割，自动保存原图、灰度标签图、边界标注图三类结果，分割效率高、稳定性强。
（三）可视化界面模块
搭载完整人机交互界面，支持文件选择、模型配置、分割与分析任务启动。内置图片缩放、拖拽、复位功能，通过子线程运行核心任务，杜绝界面卡顿，实时显示任务进度与运行时长，搭配可视化日志面板，操作直观便捷。
（四）日志管理模块
软件启动后自动生成带时间戳的日志文件，全程记录操作流程与运行状态，日志可同步展示于界面，方便运行溯源与故障排查。