[發明專利]一種生物組織三維圖像背景去除系統和方法

有效

• 申請號: 201710642640.6
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107590798B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 鄧小鐵;陳子儀;李小衛;邵志峰;李晨晨;楊麟;曹鴻吉
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;圣母大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/143;G06T7/194
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 崔佳佳;馬莉華

本發明公開了一種生物組織三維圖像背景去除系統和方法。該系統包括圖像提供模塊，用于提供目標生物組織的同一斷面的多通道熒光圖像；歸一化處理模塊，用于對多通道熒光圖像進行窗口分割，并對窗口中的每個像素進行歸一化處理；映射窗口計算模塊，用于計算多通道一對映射窗口的Dif值；采樣模塊，用于根據Dif值選擇采樣點，并獲得采樣像素；以及結果計算模塊，用于將采樣模塊的采樣像素作為背景估計值進行插值，獲得整張圖像的背景估計值；其中，歸一化處理模塊與圖像提供模塊以及映射窗口計算模塊連接，采樣模塊與映射窗口計算模塊以及結果計算模塊連接。本發明的系統，結構簡單，運行速度快，效率高。

技術領域

本發明涉及一種圖像處理技術領域，更具體地涉及一種生物組織三維圖像背景去除系統和方法。

背景技術

近年來完整組織透明化技術和深度組織光學成像技術的迅猛發展使得人們獲得完整生物組織和器官的高分辨率三維結構信息成為可能。這些結構信息對于理解生物組織的正常工作機制，進而理解組織病變的機理具有重要基礎性的意義。然而，完整組織或器官深度成像面臨的重要挑戰之一是如何去除圖像中的背景信號。組織由多種不同細胞和物質組成，組織中的自發熒光非常普遍，會顯著增加圖像的背景信號。同時，由于組織折射率的不均一引起的光散射也隨著成像深度的增加而顯著增加。背景信號的增加使得從高分辨率三維圖像中提取定量結構信息變得非常具有挑戰性。另外，完整組織高分辨率三維成像的數據量很容易達到兆兆字節以上的數據規模，迫切需要有快速和有效的背景去除算法。

現有技術的背景去除方法都存在“過小窗口問題”，很多有用的真實信號會被認為是背景信號而被去除，計算結果不可靠；并且現有技術的方法計算效率低。

因此，本領域急需開發新的計算結果準確且效率高的背景去除方法和系統。

發明內容

本發明的目的是提供一種效果好速度快的生物組織三維圖像背景去除方法和系統。

在本發明的第一方面，本發明提供了一種生物組織三維圖像背景去除系統。所述系統包括：

圖像提供模塊，用于提供目標生物組織的同一斷面的多通道熒光圖像；

歸一化處理模塊，用于對所述圖像提供模塊提供的多通道熒光圖像進行窗口分割，并對窗口中的每個像素進行歸一化處理；

映射窗口計算模塊，用于計算經歸一化處理的多通道一對映射窗口的Dif值；

采樣模塊，用于根據所述映射窗口計算模塊計算所得的Dif值選擇采樣點，并獲得采樣像素；以及

結果計算模塊，用于將所述采樣模塊的所述采樣像素作為背景估計值進行插值，獲得整張圖像的背景估計值；

其中，所述歸一化處理模塊與所述圖像提供模塊以及所述映射窗口計算模塊連接，所述采樣模塊與所述映射窗口計算模塊以及所述結果計算模塊連接。

優選地，所述系統還包括控制系統。

優選地，所述系統還包括結果輸出模塊。

優選地，所述系統還包括結果顯示模塊。

優選地，所述結果顯示系統為顯示屏。

在本發明的第二方面，本發明提供了一種生物組織三維圖像背景去除方法。所述方法包括以下步驟：

(a)提供目標生物組織在同一斷面的多通道熒光圖像；

(b)將每個通道的圖像分成相同大小的小窗口，并對所述小窗口中每個像素作歸一化處理；

(c)計算多通道一對映射窗口的Dif值；

(d)根據計算所得Dif值選擇采樣點，獲得采樣像素；