结合像素间距法视觉显著性的显微图像清晰度评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种图像清晰度的评价方法，尤其涉及一种结合像素间距法视觉显著 性的显微图像清晰度评价方法。
【背景技术】
[0002] 图像清晰度评价是数字显微图像处理技术的重要组成部分之一。在数字显微成像 中，通常需要用机器来判定图像的优劣一一即所谓的客观评价方法。人类视觉系统（Human Visual System :HVS)能够自动判别图像是否清晰，其中包含几个方面的特点与要求：看清 细胞，评价重点是对焦清晰的细胞的对比度、边缘锐度（尽量少弥散）；评价结果应该与照 片曝光亮暗无关、与细胞多少无关、与照片中可能存在的杂质无关；如果有对焦不准确的细 胞与对焦准确的细胞同时存在，应该自动忽略不清晰的细胞。而机器视觉系统却不能准确 区分与考虑这些。因此，针对显微图像进行清晰度评价，如何设计满足这些条件的客观算 法，以给出符合HVS -致的评价结果，这正是数字显微图像处理技术的关键难点之一；此 外，对于显微图像评价，必然是无参考的评价方式，这也是一个难点。
[0003] 对于图像清晰度，无参考评价方式通常采用梯度衡量法等，但其针对的通常是整 幅图像，这显然不符合前景与背景都存在的显微图像的应用。另外，考虑视觉特性的一些图 像评价方法，通常也是考虑整幅图像基础上的局部操作，也无法较好满足显微图像评价所 需的几点要求。这些都是导致常用方法评价显微图像得到的结果不符合HVS主观评价的原 因。
[0004] 在光照、曝光不定情况下，对清晰度评价的要求更高；并且，需要对显微图像中对 焦区域进行提取，专门针对这些区域进行评估。设计符合HVS的显微图像清晰度评价方法， 必须满足：只评价清晰目标一一对焦清晰物体，评价与亮暗、物体多少等无关，清晰度考察 的是目标的对比度、边缘锐度等。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种结合像素间距法视觉显著性的显微图像 清晰度评价方法，可从单幅显微图直接计算视觉显著性索引图并提取对焦准确区域，进而 利用平均边缘宽度衡量这些区域，并最终实现图像清晰度的准确评价。
[0006] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种结合像素间距法视觉显著性 的显微图像清晰度评价方法，包括如下步骤：
[0007] ①提取对焦准确区域：
[0008] ①一 a获取视觉显著性索引图；
[0009] 将原始显微图像定义为I，将与原始显微图像I对应的视觉显著性索引图定义为 V，将视觉显著性索引图V中的任意像素定义为P，将该像素 P处的像素强度定义为I (P)，将 该像素 P处的显著性值定义为像素间距：
[0010]
【主权项】
1. 一种结合像素间距法视觉显著性的显微图像清晰度评价方法，其特征在于，包括如 下步骤： ①提取对焦准确区域： ①一a获取视觉显著性索引图； 将原始显微图像定义为I，将与原始显微图像I对应的视觉显著性索引图定义为V，将 视觉显著性索引图V中的任意像素定义为p，将该像素 p处的像素强度定义为I (p)，将该像 素 P处的显著性值定义为像素间距：
上式中，G(Up)，j) = |l(p)-j|，j代表像素强度一一灰度值，Nj表示原始显微图像I 中具有强度为j的像素个数，L是灰阶，利用上式计算原始显微图像I中所有像素的像素间 距，获得视觉显著性索引图V，然后对V进行归一化，使得V[0,1]; ① 一 b阈值与形态学处理 对步骤①一 a得到的视觉显著性索引图V，定义一个阈值Th，所述的阈值Th = 0. 5~ 0.95,对V进行分割，产生阈值图T : T = (V>Th) 进而利用形态学手段进行扩展，得到二值化的清晰物体区域提取模板TM : TM = T 十 mask 这里的mask是大小为r Xr的结构元素，?是形态学的膨胀操作，然后根据清晰物体区 域提取模板TM，找出原始显微图像I中对应于TM值为1的像素区域，即为对焦准确区域； ② 求取平均边缘宽度： 根据步骤①得到的对焦准确区域，统计平均边缘宽度，具体步骤如下： ②一 a获取边缘图像； 使用各向同性sobel竖直方向算子检测对焦准确区域图像，得到边缘图像，记为E ; ②一 b寻极值： 对于边缘图像E中的某个边缘点i，找到原始显微图像I的对应点所在行中与该对应 点最接近的极大值和极小值； ②一 c定义边缘宽度： 将上述的极大值和极小值所对应的像素点之间的距离定义为该边缘点所在边缘的宽 度，记为widthi; ② 一d重复（a) - (c)，对边缘图像E中所有边缘点求取边缘宽度，求和得到总的边缘宽 度值，而边缘图像E中的边缘点数量即为边缘数量，记为N ; ③ 建立清晰度评价指标： 将为总的边缘宽度值与边缘数量的比值定义为清晰度评价值，记为clear ;即 AT
图像越清晰，则清晰度评价值clear越小。
2. 如权利要求1所述的结合像素间距法视觉显著性的显微图像清晰度评价方法，其特 征在于所述的各向同性sobel竖直算子为：
，对应的各向同性sobel水平算 子为
3.如权利要求1所述的结合像素间距法视觉显著性的显微图像清晰度评价方法，其特 征在于所述的原始显微图像I的深度为8位，对应的图像灰阶L = 256。
【专利摘要】本发明公开了一种结合像素间距法视觉显著性的显微图像清晰度评价方法，包括如下步骤：①提取对焦准确区域；②求取平均边缘宽度；③建立清晰度评价指标；优点在于针对显微图像，考虑视觉显著性提取图像中对焦准确区域；针对这些对焦准确区域，进而利用平均边缘宽度衡量清晰度，在本发明方法中，只要一幅输入显微图像，即可迅速获取符合HVS主观评价的客观评价结果，本发明方法可应用于显微镜成像优化、显微镜自动对焦等等，快速实现数码显微图像的质量评价。
【IPC分类】G06T7-00
【公开号】CN104732525
【申请号】CN201510070373
【发明人】赵巨峰, 毛磊, 崔志英, 邱元芳, 李斌
【申请人】宁波永新光学股份有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年2月10日