[發明專利]用于采集模擬醫學微光圖像的降噪系統及使用方法

在審

• 申請號: 201811206677.5
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109087272A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 張寶菊;張成成
• 申請（專利權）人: 天津師范大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/40;G06T7/13
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 朱紅星

本發明公開了一種用于采集模擬醫學微光圖像的降噪系統，主要包括：光源裝置，模擬醫學生物體裝置，微光環境裝置，圖像采集裝置，圖像預處理裝置，固定和高度調節裝置。光源照射PMMA容器內的模擬生物體，計算機以外的設備蓋上遮光布，計算機控制CCD相機拍攝，采集數據并傳輸至計算機，全部傳輸完畢后，用圖像聯合處理算法做預處理。針對用玻璃做固定或盛放模擬生物體的擋板或容器，易產生圖像污染和噪聲，普通相機拍攝的效率和質量不佳的特點，本發明采用PMMA材料定制容器，增大透光度，減少噪聲和反射，采用CCD相機拍攝，聯合處理算法做圖像預處理，進一步降噪，提高圖像質量和實驗效率，為采集模擬醫學微光圖像進行研究提供了一種穩定可靠的采集系統。

技術領域

本發明屬于微光圖像目標檢測技術領域，涉及微光圖像采集及生物醫學圖像處理，特別涉及到PMMA材料的裝載模擬生物體裝置和圖像預處理裝置的聯合處理算法。

背景技術

在生物醫學圖像處理中，醫學圖像數據是核心。但其數量是非常有限的，并且非常寶貴，尤其醫學病理圖片的獲取是很困難的。因此在研究生物醫學圖像處理的工作中，通過模擬環境來獲取大量的類醫學圖像數據就顯得尤為重要。醫學上也有很多微光下的圖像，需要做各種算法處理，這對微光圖像的質量要求是很高的。因此設計一套可靠的模擬醫學微光圖像采集裝置具有積極的意義。

微光圖像是在低照度的情況下，可見光對物體照射成像。因此用來模擬醫學物體的透光性的好壞就決定了圖像的整體質量。目前此類的模擬實驗一般是用玻璃來做固定物或容器，但玻璃存在透光性不夠好，反射現象較為嚴重，易污染，不易清洗，且易留痕，會給采集的圖像帶來不必要的附加噪聲。聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA：Polymethyl methacrylate）材料，俗稱有機玻璃。PMMA是目前最優良的高分子透明材料，可見光透過率達到96%，比玻璃的透光度高，可極大地降低光的反射現象，易于成型，容易清洗，易于機械加工，價格低廉，還有不易破碎的特點。利用PMMA材料可降低光的反射，用PMMA材質的容器裝載模擬的醫學生物體，降低了模擬生物體外部復雜的光照現象。

現在的醫學圖像處理研究一般所需數據量較大，且要在噪聲很小的環境下獲得。因此圖像采集中需要減噪處理，且大量的數據對采集工作的效率要求很高。普通相機每秒能拍攝幾幅圖像，且其拍攝圖片的光譜范圍只適合人眼視覺，并且經過了MJPEG（MotionJoint Photographic Experts Group）壓縮，圖像質量較差，所得圖像不適合進行高精度的圖像處理算法。工業相機的幀率比普通相機高很多，每秒可以拍攝幾十幅到幾百幅圖片，工作效率很高。而且，工業相機輸出的是裸數據，其光譜范圍也比較寬，適合進行高質量的圖像處理算法，CCD（Charge coupled Device）工業相機，CCD是電荷耦合元件，也稱CCD圖像傳感器。CCD與CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)是當前被普遍采用的兩種影像感測組件，基本上兩者都是利用感光二極管進行光與電的轉換，將影像轉換為數字信息，它們的主要差異是數字信號傳送方式的不同。CMOS傳感器的靈敏度會低于CCD傳感器。分辨率上也有較大差異，CMOS傳感器的每個像素都比CCD傳感器更加復雜，其像素大小很難達到CCD傳感器的水準。CMOS傳感器每個感光二極管都需搭配一個放大器，而放大器屬于模擬電路，很難讓每個放大器所得到的結果維持一致性，因此與只有一個放大器放在芯片邊緣的CCD傳感器比較之下，CMOS傳感器的噪聲會增加很多，影響圖像品質。

在圖像處理中，所采集的原始圖像必須要經過預處理才能做進一步的分析處理和高精度的圖像處理算法，而圖像目標檢測更加需要一套能夠提升圖像質量，增強圖像邊緣的算法為支撐。

發明內容

本發明為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種用于采集模擬醫學微光圖像的降噪系統，其特征在于它包括：光源裝置，模擬醫學生物體裝置，微光環境裝置，圖像采集裝置，圖像預處理裝置，調節裝置；