CN110400281B - 一种数字切片扫描仪中图像增强方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字切片扫描仪中图像增强方法，包括以下步骤：步骤1，获取物理切片的缩略导航图，并识别出样本区域和盖玻片位置；步骤2，根据样本区域及CCD视野与缩略导航图的对应关系得到样本的扫描视野；步骤3，在盖玻片区域内，找到非样本区域；步骤4，获取增强图像的图像；步骤5，对每采集一幅扫描视野的图像，通过增强图像的图像进行图像增强处理。本发明的技术方案有效的改进图片亮度的均匀性，去除了灰尘引起的图片暗点，获得了高质量的图像，保证了获得的高分辨率全信息数字切片亮度的均匀性。

Description

一种数字切片扫描仪中图像增强方法

技术领域

本发明涉及一种数字切片扫描仪中图像增强方法，属于图像处理技术领域。

背景技术

数字切片扫描仪是将计算机技术与显微光学技术相结合，将物理切片数字化的装置。切片数字化的过程就是利用工业CCD相机采集显微光学产生的放大图像，对图像进行配准拼接，形成高分辨率全信息的数字切片图像。

在数字切片扫描仪中，显微光学系统是图像清晰度、图像对比度和图像亮度的基础。显微光学系统中重要的一部分是光学部分，光学基本原理就是光源发出的光线经过聚光镜将光线聚成平行的光束，然后光束透射到物理切片，经过物镜等投射到相机CCD上。光线经过聚光镜生成光束，光束的平行度越好，图片亮度的均匀性也就越好。但在实际使用中，聚光镜很难产生完全平行的光束，因此采集的图片会存在一定的亮度差异。一般图片中心会较亮，而图片边缘部分较暗。

但是，在现有数字切片扫描仪中，光束透射切片，经过玻片玻璃的折射，进一步造成光束平行度的改变，加重图片亮度的不均匀性；光束经过物镜、管径、接口等部件进入到工业相机CCD中，在这些部件中有时会存在微小的灰尘，微小灰尘会在图像上形成明显的暗点，从而影响图片的质量。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出了一种数字切片扫描仪中图像增强方法，其能够保证图像亮度的均匀性，提高图像的成像质量。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：

本发明实施例提供的一种数字切片扫描仪中图像增强方法，包括以下步骤：

步骤1，获取物理切片的缩略导航图，并识别出样本区域和盖玻片位置；

步骤2，根据样本区域及CCD视野与缩略导航图的对应关系得到样本的扫描视野；

步骤3，在盖玻片区域内，找到非样本区域；

步骤4，获取增强图像的图像；

步骤5，对每采集一幅扫描视野的图像，通过增强图像的图像进行图像增强处理。

结合作为本实施例一种可能的实现方式，所述步骤1包括以下步骤：

将物理切片放入数字切片扫描仪中，通过样本预览相机对物理切片进行拍照，形成缩略导航图；

利用样本与盖玻片边界的差异识别出扫描样本和盖玻片位置。

结合作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤2中，每个CCD视野对应一幅需要采集的图像，且相邻视野图像之间有重合区域。

结合作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤3中，根据识别的盖玻片位置边界和样本区域，以及导航预览图与扫描仪的位置对应关系，找到盖玻片的非扫描样本位置。

结合作为本实施例一种可能的实现方式，所述步骤4包括以下步骤：

在盖玻片内的非样本区域找到设定数量的n个增强图像视野；

根据第一个增强图像的曝光量和白平衡数据，调整相机的曝光参数和白平衡参数；

对剩余n-1个增强图像视野的图像依次进行叠加；

对n幅叠加的图像E进行取反操作，作为增强图像的图像。

结合作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤4中，所述增强图像的图像的获取过程包括：

计算第一个增强图像的曝光量，调整相机的曝光量参数；计算第一个增强图像的白平衡，调整相机的白平衡参数；并将第一个增强图像记为E；记录增强图像的数量P＝1；

继续采集剩余n-1个增强图像视野的图像，每采集一副图像G，P加1，并按照以下公式对图片进行叠加：

式中，E为叠加后的图像；G为当前增强图像视野的图像，P为处理的第几副图片；

对n幅叠加的图像E进行取反操作，即E₀＝～E为最终用于增强图像的图像。

结合作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤5中，在扫描过程中，每采集一幅扫描视野的图像G，按照G＝G+E₀对图像进行增强处理。

本发明实施例的技术方案可以具有的有益效果如下：

本发明实施例的技术方案一种数字切片扫描仪中图像增强方法，包括以下步骤：步骤1，获取物理切片的缩略导航图，并识别出样本区域和盖玻片位置；步骤2，根据样本区域及CCD视野与缩略导航图的对应关系得到样本的扫描视野；步骤3，在盖玻片区域内，找到非样本区域；步骤4，获取增强图像的图像；步骤5，对每采集一幅扫描视野的图像，通过增强图像的图像进行图像增强处理。本发明的技术方案有效的改进图片亮度的均匀性，去除了灰尘引起的图片暗点，获得了高质量的图像，保证了获得的高分辨率全信息数字切片亮度的均匀性。

附图说明：

图1是根据一示例性实施例示出的一种数字切片扫描仪中图像增强方法的流程图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种未增强的一幅扫描视野图像；

图3是与图2对应的增强后的视野图像。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

图1是根据一示例性实施例示出的一种数字切片扫描仪中图像增强方法的流程图。如图1所述，本发明实施例提供的一种数字切片扫描仪中图像增强方法，包括以下步骤：

步骤1，获取物理切片的缩略导航图，并识别出样本区域和盖玻片位置；

步骤2，根据样本区域及CCD视野与缩略导航图的对应关系得到样本的扫描视野；

步骤3，在盖玻片区域内，找到非样本区域；

步骤4，获取增强图像的图像；

步骤5，对每采集一幅扫描视野的图像，通过增强图像的图像进行图像增强处理。

本发明保证了图像亮度的均匀性，去除了灰尘造成的暗点，提高了图像的成像质量。

结合作为本实施例一种可能的实现方式，所述步骤1包括以下步骤：

将物理切片放入数字切片扫描仪中，通过样本预览相机对物理切片进行拍照，形成缩略导航图；

利用样本与盖玻片边界的差异识别出扫描样本和盖玻片位置。

结合作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤2中，每个CCD视野对应一幅需要采集的图像，且相邻视野图像之间有重合区域。

结合作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤3中，根据识别的盖玻片位置边界和样本区域，以及导航预览图与扫描仪的位置对应关系，找到盖玻片的非扫描样本位置。

结合作为本实施例一种可能的实现方式，所述步骤4包括以下步骤：

在盖玻片内的非样本区域找到设定数量的n个增强图像视野；

根据第一个增强图像的曝光量和白平衡数据，调整相机的曝光参数和白平衡参数；

对剩余n-1个增强图像视野的图像依次进行叠加；

对n幅叠加的图像E进行取反操作，作为增强图像的图像。

结合作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤4中，所述增强图像的图像的获取过程包括：

计算第一个增强图像的曝光量，调整相机的曝光量参数；计算第一个增强图像的白平衡，调整相机的白平衡参数；并将第一个增强图像记为E；记录增强图像的数量P＝1；

继续采集剩余n-1个增强图像视野的图像，每采集一副图像G，P加1，并按照以下公式对图片进行叠加：

式中，E为叠加后的图像；G为当前增强图像视野的图像，P为处理的第几副图片；

对n幅叠加的图像E进行取反操作，即E₀＝～E为最终用于增强图像的图像。

结合作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤5中，在扫描过程中，每采集一幅扫描视野的图像G，按照G＝G+E₀对图像进行增强处理。

利用本发明的方法对相机图像的进行增强过程为：

1.将物理切片放入数字切片扫描仪中，得到切片的预览导航图。并识别导航图中的样本区域和盖玻片的位置。

2.根据样本区域及CCD视野与导航图的对应关系得到样本的扫描视野。

3.在盖玻片区域内，找到非样本区域。在盖玻片内的非样本区域找到设定数量的n＝10个增强图像视野。

4.将数字切片扫描仪移动到第一个增强图像视野上，循环计算图像的曝光量，调整相机参数，使曝光量满足扫描需要；曝光量调整完毕后，循环计算图像的白平衡，调整相机的白平衡参数，使相机的白平衡参数达到要求。采集一幅图像记为E；记录采集到的用于增强处理的图像数量P＝1。

5.将数字切片扫描仪移动到下一个增强图像视野上，采集图像记为G，P＝P+1；按照一下公式对图像进行叠加处理：

循环执行此步骤，直达所有的P＝10为止，即所有的增强图像视野被采集并进行叠加融合。

6.对10幅叠加的图像E进行取反操作，即E₀＝～E。E₀为最终用于增强图像的图像。

7.进行切片扫描，每采集一幅扫描视野的图像G，按照G＝G+E₀对图像进行增强处理。经过加E₀后的图像为增强过的图像。所有扫描视野的图像都需要与E₀进行相加增强。

经过测试，此方法可以保证所有视野的亮度均匀，形成的高分辨率全信息图片整体亮度均匀，实际效果符合预期。

由于不同切片的折光率不同，因此每次扫描时都需要采集叠加出新的增强图。而且曝光量和白平衡的设置调整对最后的增强效果也有很重要的影响，每次都需要进行动态调整，不能采用固定值的方式进行处理。

在实际测试中，增强图像视野的个数大于5个即可取得很好的效果。增强图像视野的个数在小于5大于2的时候亮度的均匀性也能得到较好的改善。当增强图像视野的个数小于等于2的时候，由于切片存在杂质或灰尘，造成图像增强效果达不到要求。

以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视作为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种数字切片扫描仪中图像增强方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1，获取物理切片的缩略导航图，并识别出样本区域和盖玻片位置；

步骤2，根据样本区域及CCD视野与缩略导航图的对应关系得到样本的扫描视野；

步骤3，在盖玻片区域内，找到非样本区域；

步骤4，获取增强图像的图像；

步骤5，对每采集一幅扫描视野的图像，通过增强图像的图像进行图像增强处理；

所述步骤4包括以下步骤：

在盖玻片内的非样本区域找到设定数量的n个增强图像视野；

根据第一个增强图像的曝光量和白平衡数据，调整相机的曝光参数和白平衡参数；

对剩余n-1个增强图像视野的图像依次进行叠加；

对n幅叠加的图像E进行取反操作，作为增强图像的图像；

所述增强图像的图像的获取过程包括：

计算第一个增强图像的曝光量，调整相机的曝光量参数；计算第一个增强图像的白平衡，调整相机的白平衡参数；并将第一个增强图像记为E；记录增强图像的数量P＝1；

继续采集剩余n-1个增强图像视野的图像，每采集一副图像G，P加1，并按照以下公式对图片进行叠加：

式中，E为叠加后的图像；G为当前增强图像视野的图像，P为处理的第几副图片；

对n幅叠加的图像E进行取反操作，即E₀＝～E为最终用于增强图像的图像。

2.根据权利要求1所述的一种数字切片扫描仪中图像增强方法，其特征是，所述步骤1包括以下步骤：

将物理切片放入数字切片扫描仪中，通过样本预览相机对物理切片进行拍照，形成缩略导航图；

利用样本与盖玻片边界的差异识别出扫描样本和盖玻片位置。

3.根据权利要求2所述的一种数字切片扫描仪中图像增强方法，其特征是，在步骤2中，每个CCD视野对应一幅需要采集的图像，且相邻视野图像之间有重合区域。

4.根据权利要求3所述的一种数字切片扫描仪中图像增强方法，其特征是，在步骤3中，根据识别的盖玻片位置边界和样本区域，以及导航预览图与扫描仪的位置对应关系，找到盖玻片的非扫描样本位置。

5.根据权利要求4所述的一种数字切片扫描仪中图像增强方法，其特征是，在步骤5中，在扫描过程中，每采集一幅扫描视野的图像G，按照G＝G+E₀对图像进行增强处理。

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