[發明專利]用于生成數字彩色圖像的數字成像裝置和方法

在審

• 申請號: 202110404897.4
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113542699A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: J·M·塞拉萊蒂;K·里切爾
• 申請（專利權）人: 徠卡顯微系統復合顯微鏡有限公司
• 主分類號: H04N9/04
• 分類號: H04N9/04;H04N9/43;G02B21/36
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

一種顯微鏡(100)，其包括具有處理器(116)的數字成像裝置(106)，所述處理器(116)被配置為：用于以多個不同光譜靈敏度(S1?S4)獲得對象(104)的多個數字灰度圖像(I1?I4)，每個數字灰度圖像(I1?I4)包括基于所述不同光譜靈敏度(S1?S4)中不同的一個的灰度信息。所述處理器(116)還被配置為用于獲得每個數字灰度圖像(I1?I4)的多個權重因子(Mc)，將所述權重因子分配給限定預定的顏色空間的多個顏色通道(R、G、B)。所述處理器(116)還被配置為用于通過根據權重因子(Mc)在顏色通道(R、G、B)上分布每個灰度圖像(I1?I4)的灰度信息，在所述顏色空間中從數字灰度圖像(I1?I4)合成對象(104)的數字彩色圖像。

技術領域

本發明涉及數字成像裝置、包括數字成像裝置的顯微鏡以及用于生成對象的數字彩色圖像的方法。

背景技術

在顯微技術領域，彩色相機可以用于獲取圖像。通常，這種彩色相機包括布置在光電傳感器的網格上的濾色器陣列。具體地，所謂的拜耳濾色器馬賽克可以用作彩色成像的濾色器陣列。拜耳濾色器馬賽克包括預定比例(通常為50％G、25％R和25％B)的綠色(G)、紅色(R)和藍色(B)濾色器。

在顯微技術中使用彩色相機允許檢測對象的真實顏色(其有益于例如病理學和組織學中對樣品的評估)，并且允許在仔細檢查之前確定樣品的染色。然而，將彩色相機并入寬場或共焦顯微鏡中通常是非常昂貴的。因此，單色成像仍然是顯微技術中的首選方法。盡管可以設想在顯微鏡中同時提供單色相機和彩色相機，但是很難實現在不同成像模態中創建的圖像數據的精確時間和空間擬合。

文章“Color image acquisition using monochrome camera and standardfluorescence filter cubes”(G.F.Weber,A.S.Menko,Biotechniques,Vol.38,No.1)公開了一種方法，其中借助于圖形軟件來組合單色圖像。但是，該方法不適合基于單色成像自動創建彩色圖像。

發明內容

目的是提供一種數字成像裝置和方法，其允許以可靠的方式基于數字灰度圖像生成對象的數字彩色圖像。

顯微鏡包括數字成像裝置，該數字成像裝置包括處理器，該處理器被配置為以多個不同光譜靈敏度獲得對象的多個數字灰度圖像，其中每個數字灰度圖像包括基于所述不同光譜靈敏度中不同的一個的灰度信息。所述處理器還被配置為用于獲得每個數字灰度圖像的多個權重因子，將所述權重因子分配給限定預定顏色空間的多個顏色通道。所述處理器被還配置為用于通過根據權重因子在顏色通道上分布每個灰度圖像的灰度信息，在所述顏色空間中從數字灰度圖像合成對象的數字彩色圖像。

顯微鏡可以通過將由數字灰度圖像的不同光譜靈敏度表示的多個光譜輸入通道變換為多個光譜輸出通道，以用作虛擬彩色相機，多個光譜輸出通道由限定數字成像裝置要模擬的彩色相機的顏色空間的顏色通道給出。因此，將屬于由不同光譜靈敏度表示的輸入通道之一的每個灰度圖像相對于數字成像裝置要模擬的彩色相機的模型進行加權。

數字灰度圖像變換成的顏色空間可以是該領域中使用的典型顏色空間之一，例如RGB(紅色、綠色、藍色)，CMYK(青色、洋紅、黃色、黑色)，等等。

優選地，灰度圖像的光譜靈敏度的數量不同于并且特別是大于顏色空間的顏色通道的數量?；叶葓D像的不同光譜靈敏度所表示的輸入通道數量越多，可用于創建數字彩色圖像的圖像信息就越高。因此，數字彩色圖像的質量隨著灰度圖像的光譜靈敏度的數量而增加。無論由灰度圖像的光譜靈敏度表示的輸入光譜是否重疊，都可以實現如本文所公開的彩色成像。此外，可以處理可見光范圍之外的輸入光譜，例如紅外(IR)光。

權重因子可以由矩陣表示，其行數等于光譜輸入通道的數量，即數字灰度圖像的數量，并且其列數等于輸出通道的數量，即，要模擬的相機模型的顏色通道數。因此，基于不同的數字灰度圖像對數字彩色圖像的確定歸結為便于實時彩色成像的簡單矩陣乘法。