自《Voronoi tessellation to study the numerical density and the spatial distribution of neurones》。
基于voronoi图划分,提出一个mean density的概念。实质是通过计算voronoi图划分的不同的区域的面积的倒数代表该点的密度。颗粒越密集,区域面积越小,则密度越大,反之越小。将密集与稀疏的地方,在voronoi图基础上进行划分,分别计算密集与稀疏区域的密度。
以2个颗粒作为例子。
n1是第一个面积的颗粒数,n2是第二个面积的颗粒数。因为每个面积都只能代表一个颗粒,则n1=n2=1。S1和S2分别代表两个区域的面积,则S=S1+S2。密度的定义为单位面积上含有的颗粒数目。从另一个角度,单位颗粒所占面积的倒数及是密度,见公式。则说明,两个颗粒的分别的密度之和除以2不等于整体的面积。
整篇文章提了两个概念,一个是密度,一个是划分后的区域面积的CV值。并以CV值作为根据,对分散的情况进行了划分。CV值大于0.64是密集/团聚分布,小于0.64大于0.33是随机分布,小于0.33是规则分布(均匀分布)。
另外该程序实现了密集与分散的划分,基于的原理是:当区域面积较小时,符合两个条件:(1)小面积互相之间紧密靠近(质心点距较小)(2)小面积之间的面积差较小,说明面积很小且分散均匀较密集。
它分析了前人的一些工作:
(1)wassle and Riemann, 1978年。将实际照片与理论分布进行比对,并进行分析。只考虑了最近距离,缺陷是:棋盘式划分的区域面积的其他方面或者角度被忽略了,只考虑了单一方向上的最近距离。
(2)Cruz-Orive,1989;Mayhew,1999;Mattfeldt et al,1993。分析颗粒或斑点的平面和空间分布。基于协方差和径向分布函数,叫“second-order stereology” 二阶体视学。
(3)Diggle(1983)。研究inner distance,点距。以及最近邻近距离以及最近平均距离。几个公式。与任意点在距离t内的颗粒数目的平均值:K(t)=density-1 E;G(Y)=P,与任意颗粒到最近其他颗粒的距离最大为Y的概率;F(x)=P,同前一个。
CodeCogsEqn2
如果基于分水岭算法,则划分的依据更充分准确。
(1)包含原斑大小的划分更具有适用性
(2)是否可以用色图colormap对密度进行填色?
(3)是否能够做到对密集和稀疏的划分?
(4)如果用连通域面积除以划分的区域面积,是否能够实现,现实意义是什么?