[發(fā)明專利]一種組織切片顯微圖像的平面拼接合成方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810379858.1
• 申請日: 2018-04-25
• 公開（公告）號: CN108830788A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉再群;李蓓;陳梅芳
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽師范大學(xué)
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40;G06T5/50
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34107
• 代理人: 方文倩

1.一種組織切片顯微圖像的平面拼接合成方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)獲取待拼接的單張顯微鏡圖像；

(2)提取顯微圖像的特征；

(3)匹配顯微圖像的特征；

(4)對顯微圖像的拼接合成。

2.如權(quán)利要求1所述的一種組織切片顯微圖像的平面拼接合成方法，其特征在于，還包括步驟

(5)對合成后的圖像進(jìn)行后期處理。

3.如權(quán)利要求1所述的一種組織切片顯微圖像的平面拼接合成方法，其特征在于，步驟(1)中，通過組織固定、脫水、透明、石蠟包埋、切片、染色、封片等步驟制作組織切片，隨后對制作好的組織切片進(jìn)行觀察、拍攝獲取不同視野下的單張顯微圖像。

4.如權(quán)利要求3所述的一種組織切片顯微圖像的平面拼接合成方法，其特征在于，顯微圖像的獲取包括如下步驟：

(a)制作動物組織石蠟切片：選用選取大小厚度不超過5毫米的生物組織塊，然后使用石蠟對動物組織塊進(jìn)行包埋；采用萊卡切片機(jī)對包埋好的石蠟塊切片，保持切片每張厚度為7微米；接著將切片在展片槽中展開，用染色劑進(jìn)行切片染色，再進(jìn)行脫水、透明、封片過程，最后將切片制成便于保存和遠(yuǎn)距離運輸?shù)氖炃衅?/p>

(b)拍攝不同視野下的動物組織石蠟切片的顯微圖像：通過光學(xué)顯微鏡成套設(shè)備進(jìn)行顯微拍照獲取平面照片；借助電腦觀察顯微圖像；在拍攝不同視野下的顯微圖像時，按照從左到右、從上往下的順序拍攝顯微圖像，并保證相鄰的兩張圖像存在重合部分，直至不同視野下的單張顯微圖像的總和足以覆蓋石蠟切片中動物組織樣本的區(qū)域；完成不同視野單張顯微圖像的拍攝后，對拍攝的顯微圖像進(jìn)行篩選，對于不合格的圖像需要及時補(bǔ)拍或者更換新的石蠟切片重新進(jìn)行單張顯微圖像獲取。

5.如權(quán)利要求1所述的一種組織切片顯微圖像的平面拼接合成方法，其特征在于，顯微圖像特征的提取包括如下步驟：

(a)讀取n張相同放大倍數(shù)下的不同視野的顯微圖像；

(b)提取輸入的n張不同視野下的顯微圖像的SURF特征向量；

(c)構(gòu)建Hessian矩陣：經(jīng)過濾波后Hessian矩陣可以簡化為：計算H矩陣判別式，并判斷是大于0或小于0，來判別該點是或不是極值點；

(d)利用Hessian矩陣來構(gòu)造高斯金字塔尺度空間，并對不同尺度的box filters與原圖片卷積使得原始顯微圖像保持不變而只改變?yōu)V波器的大小；

(e)先利用Hessian矩陣確定候選點，然后通過非極大值抑制初步確定特征點，再經(jīng)過濾除能量比較弱的關(guān)鍵點以及錯誤定位的關(guān)鍵點進(jìn)一步精確定義特征點；

(f)最后在特征點的圓形鄰域內(nèi)計算各個扇形范圍內(nèi)x、y方向的haar小波響應(yīng)，找到模最大的扇形方向并將其作為特征點主方向，即完成64維的SURF特征向量的提取。

6.如權(quán)利要求5所述的一種組織切片顯微圖像的平面拼接合成方法，其特征在于，步驟(3)顯微圖像特征匹配步驟如下：

(a)針對多幅圖像中選取兩張相鄰的兩張圖像A、B，利用步驟(2)生成A和B的關(guān)鍵點描述子，用關(guān)鍵點SURF特征向量的標(biāo)準(zhǔn)化歐氏距離作為兩幅圖像關(guān)鍵點描述子相似性檢測的依據(jù)；

(b)通過暴力搜索為A中每一個關(guān)鍵點找到B中最接近的2個匹配點；

(c)針對(b)中的兩個匹配點，若是最近點的標(biāo)準(zhǔn)歐式距離除以次近點的標(biāo)準(zhǔn)歐氏距離少于某個比例閾值，則接受這一對匹配點。為了保證特征匹配的穩(wěn)定性，在這里我們特別地定義比例閾值為0.5。

7.如權(quán)利要求6所述的一種組織切片顯微圖像的平面拼接合成方法，其特征在于，

步驟(4)顯微圖像拼接合成步驟如下：

(a)采用ICP算法找出一致性匹配，使得兩種圖像的關(guān)鍵點一一對應(yīng)；

(b)采用VGG16訓(xùn)練得到所有顯微圖像的特征矩陣，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行圖像匹配有效性的校驗；

(c)驗證匹配有效后，找出匹配圖像中的連通分量；

(d)針對每個連通分量，找出合適的旋轉(zhuǎn)角度和合適的匹配連接點；

(e)采用濾波進(jìn)行渲染優(yōu)化，平滑連接完成顯微圖像的拼接合成；

(f)得到切片完整的顯微圖像。

8.如權(quán)利要求2所述的一種組織切片顯微圖像的平面拼接合成方法，其特征在于，

步驟(5)合成圖像后期處理步驟如下：

(a)首先對拼接合成后的切片完整顯微圖像進(jìn)行色階處理，去除背景光和白平衡等造成的影響，增強(qiáng)圖像對比度，使其層次更加分明；

(b)然后使用邊緣柔化使得背景和邊緣更加自然；

(c)最后裁剪成統(tǒng)一分辨率且顯微圖像居中放置的圖像。