[發明專利]厚樣本顯微熒光圖像重構方法及系統

有效

• 申請號: 201910568163.2
• 申請日: 2019-06-27
• 公開（公告）號: CN110363734B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 谷朝臣;龔靖渝;吳開杰;關新平
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06T5/00;G06K9/62
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

1.一種厚樣本顯微熒光圖像重構方法，其特征在于，包括如下步驟：

數據立方采集步驟：在同一視野中，在熒光切片起伏的范圍之內，以小于顯微鏡景深的步長等間隔采集不同焦平面的視野圖像，得到數據立方；

局部柵格劃分步驟：基于數據立方，利用設定長寬的矩形將視野圖像劃分為不同的柵格，且各個柵格之間沒有重疊；

對焦位置初測步驟：對于一個柵格，利用柵格中最亮點的亮度值、柵格各像素亮度值的方差構建清晰度評價函數，確定視野中各柵格的第一對焦位置，并利用每個柵格在第一對焦位置處的最亮點建立柵格置信度地圖；

對焦位置修正步驟：利用柵格置信度地圖以及各個柵格周圍柵格對焦位置的信息，對每個柵格的第一對焦位置進行修正，以減少離焦熒光的光暈對對焦位置判斷的影響；

信息補全修正步驟：精確每個像素點的對焦位置，并且在位置空間與視野圖像上對柵格的邊緣做光滑處理，得到初步重構圖像；

熒光特征重構步驟：對初步重構圖像中的像素點進行熒光特征聚類，得到各個熒光特征所占像素點，由熒光特征所占像素點數量決定分割柵格的大小，擁有相同分割柵格大小的熒光特征合并為一個熒光特征，使得柵格的大小能夠適應各種尺度的熒光特征，對每個熒光特征進行重構并得到最終重構圖像；

所述信息補全修正步驟包括：

精確對焦步驟：對于一個柵格內的各個像素，所述柵格的第一對焦位置處的像素點的值大于第三設定閾值，則不修正第一對焦位置；否則，則分別取出所述柵格的第一對焦位置處的第一圖像和所述柵格的周圍柵格對焦位置處的第二圖像，得到所述兩張圖像中所述像素點的值，若一圖像中所述像素點的值大于第二圖像中所述像素點的值，則不修正第一對焦位置，否則，則以周圍柵格對焦位置修正第一對焦位置，最終得到精確對焦位置；

邊緣平滑步驟：基于精確對焦位置對柵格的邊緣進行插值平滑化后，將精確對焦位置與數據立方進行重構，得到初步重構圖像；采用信息競爭機制精確每個像素點的對焦位置，并且在位置空間與圖像上對柵格的邊緣做光滑處理，減少柵格分割帶來的邊緣效應。

2.根據權利要求1所述的厚樣本顯微熒光圖像重構方法，其特征在于，所述對焦位置初測步驟包括：

清晰度評價步驟：對于同一柵格在不同焦平面所拍攝的視野圖像，分別計算各視野圖像在柵格中最亮點的亮度值、柵格內各像素亮度值的方差，并將最亮點的亮度值、各像素亮度值的方差相乘積作為清晰度評價函數；

柵格對焦步驟：計算同一柵格內不同焦平面采集的視野圖像的清晰度評價函數，得到清晰度評價函數最大時的焦平面位置，作為所述柵格的第一對焦位置；

柵格置信步驟：對于各個柵格，獲取在第一對焦位置處的視野圖像，得到視野圖像在柵格中的最亮點的亮度值，將最亮點的亮度值與第一設定閾值進行對比，得到所述柵格的置信度，進一步建立置信度地圖。

3.根據權利要求1所述的厚樣本顯微熒光圖像重構方法，其特征在于，所述對焦位置修正步驟包括：

高置信度修正步驟：對于置信度地圖中置信度高的區域中的柵格，計算所述柵格周圍置信度高的周圍柵格中與所述柵格的第一對焦位置的距離大于第二設定閾值的柵格所占比例，若所述比例高于設定值，則計算周圍柵格的對焦位置均值，對所述柵格的第一對焦位置進行修正；

低置信度修正步驟：對于置信度地圖中置信度低的區域中的柵格，利用周圍置信度高的周圍柵格的對焦位置均值進行修正，若如周圍柵格中不存在的置信度高的柵格，則不修正。