[發(fā)明專利]一種生物組織三維圖像背景去除系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710642640.6
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107590798B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧小鐵;陳子儀;李小衛(wèi);邵志峰;李晨晨;楊麟;曹鴻吉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué);圣母大學(xué)
• 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(chǎn)權(quán)代理有限公司 31266
• 代理人: 崔佳佳;馬莉華

本發(fā)明公開了一種生物組織三維圖像背景去除系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括圖像提供模塊，用于提供目標(biāo)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(jù)Dif值選擇采樣點，并獲得采樣像素；以及結(jié)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(jié)果計算模塊連接。本發(fā)明的系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，運行速度快，效率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種生物組織三維圖像背景去除系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

近年來完整組織透明化技術(shù)和深度組織光學(xué)成像技術(shù)的迅猛發(fā)展使得人們獲得完整生物組織和器官的高分辨率三維結(jié)構(gòu)信息成為可能。這些結(jié)構(gòu)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(chǔ)性的意義。然而，完整組織或器官深度成像面臨的重要挑戰(zhàn)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(zhì)組成，組織中的自發(fā)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(jié)構(gòu)信息變得非常具有挑戰(zhàn)性。另外，完整組織高分辨率三維成像的數(shù)據(jù)量很容易達到兆兆字節(jié)以上的數(shù)據(jù)規(guī)模，迫切需要有快速和有效的背景去除算法。

現(xiàn)有技術(shù)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(jié)果不可靠；并且現(xiàn)有技術(shù)的方法計算效率低。

因此，本領(lǐng)域急需開發(fā)新的計算結(jié)果準(zhǔn)確且效率高的背景去除方法和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)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(tǒng)。

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

圖像提供模塊，用于提供目標(biāo)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(jīng)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(jù)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(jié)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(jié)果計算模塊連接。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括結(jié)果輸出模塊。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括結(jié)果顯示模塊。

優(yōu)選地，所述結(jié)果顯示系統(tǒng)為顯示屏。

在本發(fā)明的第二方面，本發(fā)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(biāo)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(jù)計算所得Dif值選擇采樣點，獲得采樣像素；