[發明專利]切片組織的三維采集及多層圖像融合方法

有效

• 申請號: 200910089131.0
• 申請日: 2009-08-05
• 公開（公告）號: CN101615289A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 鄭眾喜;劉明星;韓雋
• 申請（專利權）人: 北京優納科技有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/50;G01N13/10
• 代理公司: 北京金闕華進專利事務所（普通合伙）
• 代理人: 吳鴻維

技術領域

本發明屬于醫療和生物切片圖像的多層采集及融合技術領域。更具體地說，本發明 涉及一種用于切片組織的多層融合圖像處理方法。

背景技術

圖像融合技術是多傳感器信息融合中可視信息的融合，它利用各種成像傳感器不同 的成像方式，為不同的影像提供互補信息，增加圖像信息量，減少原始圖像數據量，提 高對環境的適應性，以獲得更可靠、更準確的有用信息供觀察或進一步處理。它是一門 綜合了傳感器、信號處理、圖像處理和人工智能等的新興技術。近年來，圖像融合已成 為一種十分重要和有用的圖像分析與計算機視覺技術。它在自動目標識別、計算機視覺、 遙感、機器人、醫學圖像處理以及軍事應用等領域有著廣泛的應用前景。

在病理診斷、基因檢測、藥物分析、血液分析等領域都會用制作切片的方式來保存 組織信息。然而，由于切片本身存在制作難、無法復制、易褪色等特點，難以長久保存。 現在，隨著科技的發展，切片組織的數字化技術可以把切片組織圖像完整地保存到電腦 中，解決了切片組織復制和保持的問題。

但是，在切片組織采集中，由于切片本身具有一定的厚度，并且整張切片的厚度呈 現不均勻分布。現有的切片采集技術，僅限于分區域對焦采集和三維采集，對區域內不 同焦平面上的切片特征無法做到真實清晰重現。本發明將圖像融合技術與三維采集相結 合，使這一問題得到了解決。

發明內容

為解決由于切片組織組織厚薄不均而無法得到清晰的組織圖像的問題。需要在對切 片組織分塊對焦采集的基礎上，加入三維分層采集以及多層圖像融合。即在相同的成像 條件下，鏡頭聚焦相同組織區域的不同層上的多個圖像，通過圖像融合可得到這個組織 區域內所有目標都聚焦清晰后的圖像。在本發明中，所述層的含義如下：切片組織中的 組織盡管很薄，也是三維立體的，在不同的水平面(焦平面)上的圖像并不一樣。每個 焦平面即為一層。

本發明公開了一種切片組織的三維分層采集及圖像融合方法，所述方法包括以下步 驟：

(1)對于切片組織組織的一個任一選定區域，該區域是指醫生或操作者根據需要 可任意選定，在圖像處理中，這個區域被稱作“感興趣區域”(ROI，Region?of?Interest)， 切片圖像采集設備在初始焦平面的位置上，采集當前層上的切片組織圖像數據并保存；

(2)以上述初始焦平面位置為基準，在切片組織組織厚度范圍內向上或向下移動 切片，每移動設定距離，就采集該層上的圖像數據并保存，直到設置的移動上下限時， 停止該特定區域的切片圖像采集；所述切片組織組織是立體的、三維的，立體的切片組 織組織圖像可以分解成一層一層的不同焦平面上的圖像。

(3)進行多層圖像融合，將上述多幅不同焦距下所采集的圖像中各自最清晰的部 分融合到一幅圖像中，從而形成清晰度最佳的圖像。所述多層圖像融合也可以通過不保 存每層的圖像，邊采集圖像邊融合的方式實現，在所述初始焦平面位置上所采集的切片 組織圖像數據被認為是所有采集的圖像中清晰度最高的圖像，在進行多層圖像融合時， 首先以在初始焦平面位置上采集的圖像數據作為圖像融合的模板圖像，讀入一幅保存過 的除初始焦平面位置以外的切片組織圖像，計算當前圖像各個區域的清晰度，將當前讀 入的圖像和模板圖像進行對準，并將當前圖像相對于模板圖像的清晰度更高的區域部分 與模板圖像的相對應部分進行融合；更新模板圖像、即將融合后的圖像作為新的模板圖 像；再讀入其它一幅切片層的圖像，按上述方式進行圖像融合，直到將所有采集并保存 的切片層圖像全部融合完成。

所述多層圖像融合也可以通過不保存每層的圖像，邊采集圖像邊融合的方式實現。

在進行多層圖像融合時，在將多層切片圖像分割成若干區域的基礎上，對每個區域 求取其局部對比度來反映圖像聚焦清晰區域與模糊區域之間的差異。利用每塊區域局部 對比度將整個圖像劃分成清晰區域和模糊區域，再將清晰區域與模糊區域相鄰的所有塊 區域劃為邊界區域，在本發明中，以由于圖像融合而產生的邊緣點為中心，上下左右三 個像素范圍內的區域定義為邊界區域。得到圖像的三個不同區域劃分。對于清晰區域和 模糊區域，直接選取清晰區域作為融合后的相應塊區域，對于邊界區域，采用插值處理。 融合后，圖像質量得到大幅度提高。對于后續的病理檢測具備重要的實用價值。