一种校正流动池内粒子成像缺陷的方法

文档序号:6634385阅读:230来源:国知局
一种校正流动池内粒子成像缺陷的方法
【专利摘要】本发明涉及一种校正流动池内粒子成像缺陷的方法,属于流动池内粒子成像系统背景修正方法。预先使用纯净液体在流动池中流动,拍摄不同亮度下的多组图片,作为对整个系统状态的估计数据,针对每个像素点对光照不均程度进行统计拟合,保存每个像素点的校正拟合曲线,当拍摄目标物时,使用拟合数据,将所拍摄图像每个像素点灰度调整至相应灰度等级,从而完成灰度校正,达到使图像清晰、背景一致的目的。本发明优眯是提供一种设计简单、运算速度块、可对整个系统的状态可以进行测定,从而用来校正拍摄图像的技术手段。
【专利说明】一种校正流动池内粒子成像缺陷的方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种流动池内粒子成像系统背景修正方法,尤其是涉及一种医学体外 诊断所使用显微成像系统的背景光照不均及光学系统斑迹影响的校正技术。

【背景技术】
[0002] 背景的一致性对于图像分析有着至关重要的作用,若背景灰度场扭曲严重,则所 拍摄目标也将变得灰度扭曲,严重的情况下甚至无法辨认,更不用说进一步分析处理。因此 对成像的背景灰度场进行校正就是件非常有意义的事。
[0003] 对于使用透射光拍摄透明容器(下称流动池)中流体里的粒子,在非完全封闭式 的固定拍摄装置中,其镜头及流动池表面产生污迹是难以避免的,因此污斑块部位会产生 不同程度的光照不均,尤其是流动池内表面因为距离成像焦面位置过近,会在成像时形成 位置固定的明显斑迹;并且照明部分亦无法保证照明绝对均匀。这种情况会造成部分拍摄 区域模糊,图像整体一致性差,甚至斑迹处的拍摄目标难以辨认,甚至斑迹本身被误识成粒 子。
[0004] 传统的处理手段包括特征提取中使用曲面拟合自适应确定分割阈值,直方图均衡 化,同态滤波增强对比度,梯度域图像增强方法,等等。杨杰等在《照度不均匀图像的快速自 适应灰度修正》中介绍直方图均衡化,同态滤波,参考标样的灰度矫正等技术;赵素娜等在 《小波变换在图像照度不均校正中应用》中介绍了背景曲面拟合,排序校正(最小值滤波), 同态滤波等技术;梁琳等在《光照不均图像增强方法综述》中介绍了直方图均衡化,同态滤 波,梯度域图像增强方法,Retinex增强方法。
[0005] 这些技术手段都是基于图像本身的信息,进行自校正,没有使用成像系统本身的 特征进行校正,每次校正都需要预先分析图像本身,校正信息无法提前准备;有些还需要人 工干预,不能达到自动化快速校正的效果。
[0006] 流动池内表面的斑痕污迹造成的斑迹,亮度较临域内其他的像素点有剧烈变化, 成像上表现为与周围明显不同的一块斑痕,此种斑痕与成像透镜或照明透镜上的斑痕造成 的成像不均有显著不同,其距离焦平面更近,成像也就更清晰,灰度变化明显更剧烈,后期 处理易于被误识别。尽管上述技术手段对于缓变的照度不均改善效果比较好,但由于拟合 手段采用初等函数,滤波手段取的是低频分量,故拟合的往往是变化较缓的连续曲线和曲 面。因此对于这种灰度变化剧烈不连续的斑迹效果并不显著,解决该问题效果不理想。并 且这些斑迹易于被误识别为前景信息,难以识别为背景照明原因造成,不能判断为照明原 因造成的,也就无法进行校正。
[0007] 鉴于上述现有技术的不足,在流式成像的环境下,开发一种可以解决这些不足的 技术手段对拍摄图像进行预处理校正就显得十分有必要。尤其是在实时采集图像的系统 中,运算速度快的技术手段在工程更有优势,本发明正具有此特点。


【发明内容】

[0008] 本发明提供一种校正流动池内粒子成像缺陷的方法,以解决医学体外诊断所使用 显微成像系统的背景光照不均及光学系统斑迹影响的问题。
[0009] 本发明采用的技术方案是:包括下列步骤:
[0010] (1)在不同亮度下拍摄m组纯净透明液体图片,m G [2,4],每组图像的照明状态 一致,这些图像反应了系统不同的照明状态,第k组的图像张数nkG [256,2048],kG [1, m],所有图像均为X像素:
[0011] 在照明亮度为&的亮度下,拍摄背景图片ni张;
[0012] 在照明亮度为B2的亮度下,拍摄背景图片n2张;
[0013] ......
[0014] 在照明亮度为Bm的亮度下,拍摄背景图片nm张;
[0015] ⑵在照明亮度为Bk情况下,拍摄的第i幅图像中,第x像素点的灰度值表示为 奴,,,,,统计每个位置像素点的灰度均值或众数,使用公式(1)计算在照明亮度为Bk情况下, 同组图像每个像素点的灰度均值:

【权利要求】
1. 一种校正流动池内粒子成像缺陷的方法,其特征在于包括下列步骤: (1)在不同亮度下拍摄m组纯净透明液体图片,me [2,4],每组图像的照明状态一致, 这些图像反应了系统不同的照明状态,第k组的图像张数nke [256,2048],ke [l,m],所 有图像均为X像素: 在照明亮度为&的亮度下,拍摄背景图片ni张; 在照明亮度为B2的亮度下,拍摄背景图片n2张; 在照明亮度为Bm的亮度下,拍摄背景图片nm张; ⑵在照明亮度为Bk情况下,拍摄的第i幅图像中,第x像素点的灰度值表示为 统计每个位置像素点的灰度均值或众数,使用公式(1)计算在照明亮度为Bk情况下,同组 图像每个像素点的灰度均值:
其中n为每组图像的图片总数,Bk为照明情况数,Bk = Bp B2,….Bm ; (3) 在照明亮度为Bk情况下,步骤2所有X个像素点的灰度均值构成一幅均值图像,该 均值图像表明了系统在此照明条件下的背景状态,每幅均值图像的灰度不均匀性表明了系 统的光照情况,将每幅均值图像的每个像素点均校正至本幅图像的灰度均值或众数,使得 图像全图灰度一致,使用公式(2)计算在照明亮度为Bk情况下,均值图像的整体灰度均值:
(4) 对于所有不同亮度下均按照步骤3做,则得到若干不同照度下的灰度校正状态信 息,对于每一个像素点x在不同照明状态下的多个校正状态(&;,^),做曲线拟合,覆 盖所有需要的灰度动态范围,保存记录所有像素点的拟合的曲线信息; 具体使用拟合方法包括:当相机对光照强度响应线性度较好时,使用过两点的线性拟 合,当拍摄噪声较大时,采用2、3阶幂函数最小二乘法拟合;当每组图像拍摄数较大时,采 用过点插值拟合; (5) 使用步骤4所得每个像素点的校正拟合曲线,校正在正常拍摄状态下拍摄得到的 图像,最终得到校正灰度的图像。
2. 根据权利要求1所述的一种校正流动池内粒子成像缺陷的方法,其特征在于:步骤 4将所有像素点,两点成一线拟合至这两张众数图像的灰度众数所连成直线上,则对每个像 素点形成线性拟合,设黑众数图像的所有像素点灰度众数为f,白众数图像的所有像素点 灰度众数为f,对于图像上第n个像素点,黑众数图像上的灰度为xn,h,白众数图像上的灰 度为xn,b,则对于第n个像素点,做直线拟合,得到公式如下:
式中yn表示第n点最终拟合所得值,xn表示实际拍摄第n点所得到的灰度值。对于实 际拍摄中,可能超出灰度范围的拟合值,可采用范围限制的办法,设第n点像素灰度值动态 范围最大值为xn,t,第n点像素灰度最小值为xn,p则最终分段函数表达式如下 :
【文档编号】G06T5/50GK104346791SQ201410650013
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年11月16日 优先权日:2014年11月16日
【发明者】张元囝, 王强 申请人:长春迪瑞医疗科技股份有限公司
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