有效
一种显微图像清晰度检测方法及系统、计算机设备
翟永平、邓劲生、钟海荣
中国人民解放军国防科技大学
摘要
本发明公开一种显微图像清晰度检测方法及系统、计算机设备,该方法首先获取样本的Bayer图像,对Bayer图像进行白平衡矫正并将其转换成灰度图像;然后对灰度图像进行滤波去噪和梯度特征提取,并提取特征图像;接下来,基于颜色特征和纹理特征提取前景图像,并利用得到的特征图像对获得的前景图像进行优化,得到有效前景图像;最后计算显微图像的清晰度值。本发明提出的方法计算简单、效率高,精度高。
1.一种显微图像清晰度检测方法,其特征在于,包括以下步骤:获取样本各个视野下的显微图像,并保存为Bayer图像;对所述Bayer图像进行白平衡矫正,将白平衡矫正后的Bayer图像按照R、G 1 、G 2 、B进行四通道色彩分离提取,根据提取到的R通道子图像、G 1 通道子图像和B通道子图像,利用灰度转化法得到灰度图;根据所述灰度图像,利用梯度算法计算得到梯度图像,利用均值滤波算法计算得到滤波图像,根据所述灰度图像、梯度图像以及滤波图像计算得到第一特征图像,再根据所述第一特征图像和灰度图像,计算得到第二特征图像;根据所述R通道子图像、G 1 通道子图像、B通道子图像和梯度图像,提取前景图像;根据所述第二特征图像和前景图像,计算得到平均阈值因子、第二分割阈值和有效前景图像;根据所述有效前景图像、前景图像、平均阈值因子和第二分割阈值,计算得到显微图像的清晰度值:式中,F_definition表示清晰度值,T_2表示第二分割阈值,avg_T表示平均阈值因子,FG_useful表示有效前景图像,FG_mask表示前景图像,countNonZero()表示统计图像中非零像素的个数;式中, ,F_im(i,j))表示第二特征图像中位置(i,j)处的特征值。
2.如权利要求1所述的显微图像清晰度检测方法,其特征在于,对所述Bayer图像进行白平衡矫正,包括:计算Bayer图像中R、G、B三个颜色通道的均值;根据所述均值,计算Bayer图像中R、G、B三个颜色通道的增益值;将三个颜色通道的增益值分别加权到Bayer图像中R、G、B三个颜色通道对应的所有像素中,实现白平衡矫正。
3.如权利要求1所述的显微图像清晰度检测方法,其特征在于,根据所述灰度图像,利用梯度算法计算得到梯度图像,利用均值滤波算法计算得到滤波图像,包括:根据所述灰度图像,利用梯度算法计算得到梯度图像,Grad(i,j)=abs(Gray(i-1,j)-Gray(i+1,j))+abs(Gray(i,j-1)-Gray(i,j+1))式中,Grad(i,j)表示梯度图像中位置(i,j)处的梯度值,Gray(i-1,j)表示灰度图像中位置(i-1,j)处的灰度值,Gray(i+1,j)表示灰度图像中位置(i+1,j)处的灰度值,Gray(i,j-1)表示灰度图像中位置(i,j-1)处的灰度值,Gray(i,j+1)表示灰度图像中位置(i,j+1)处的灰度值;利用均值滤波算法计算得到滤波图像,式中,Gray_blur(i,j)表示滤波图像中位置(i,j)处的像素值,Gray(i,j)表示灰度图像中位置(i,j)处的灰度值,S表示滤波窗口,NUM表示滤波窗口覆盖像素个数总和。
4.如权利要求1所述的显微图像清晰度检测方法,其特征在于,根据所述灰度图像、梯度图像以及滤波图像计算得到第一特征图像,再根据所述第一特征图像和灰度图像,计算得到第二特征图像,包括:根据所述灰度图像、梯度图像以及滤波图像计算得到第一特征图像,再根据所述第一特征图像和灰度图像,计算得到第二特征图像,式中,F(i,j)表示第一特征图像中位置(i,j)处的特征值,F_im(i,j)表示第二特征图像中位置(i,j)处的特征值,gamma_v表示调节因子,取值范围为1.0~3.0,ratio表示比例系数,abs()表示表示取绝对值运算,pow()表示计算给定数值的乘幂,Gray_blur(i,j)表示滤波图像中位置(i,j)处的像素值,Gray(i,j)表示灰度图像中位置(i,j)处的灰度值;Grad(i,j)表示梯度图像中位置(i,j)处的梯度值。
5.如权利要求1所述的显微图像清晰度检测方法,其特征在于,根据所述R通道子图像、G 1 通道子图像、B通道子图像和梯度图像,提取前景图像,包括:根据所述R通道子图像、G 1 通道子图像和B通道子图像,计算得到饱和度图像;根据所述饱和度图像计算饱和度掩码图,利用形态学膨胀算法对所述饱和度掩码图进行膨胀处理,得到膨胀后的饱和度掩码图;根据所述梯度图像和膨胀后的饱和度掩码图,计算得到梯度掩码图像;根据膨胀后的饱和度掩码图和梯度掩码图像,计算得到前景图像。
6.如权利要求1所述的显微图像清晰度检测方法,其特征在于,根据所述第二特征图像和前景图像,计算得到有效前景图像,包括:根据所述第二特征图像,计算得到第一分割阈值;计算当前视野之前所有聚焦成功视野的第一分割阈值的平均值,作为平均阈值因子;根据所述第二特征图像和平均阈值因子,计算得到第二分割阈值;根据所述平均阈值因子,对所述第二特征图像进行二值化处理,得到二值特征图像;利用形态学膨胀算法对所述二值特征图像进行膨胀处理,得到膨胀后的二值特征图像;根据所述前景图像和膨胀后的二值特征图像,计算得到有效前景图像。
7.一种显微图像清晰度检测系统,其特征在于,包括:图像获取模块,用于获取样本各个视野下的显微图像,并保存为Bayer图像;图像处理模块,用于对所述Bayer图像进行白平衡矫正,将白平衡矫正后的Bayer图像按照R、G 1 、G 2 、B进行四通道色彩分离提取,根据提取到的R通道子图像、G 1 通道子图像和B通道子图像,利用灰度转化法得到灰度图;根据所述灰度图像,利用梯度算法计算得到梯度图像,利用均值滤波算法计算得到滤波图像,根据所述灰度图像、梯度图像以及滤波图像计算得到第一特征图像,再根据所述第一特征图像和灰度图像,计算得到第二特征图像;根据所述R通道子图像、G 1 通道子图像、B通道子图像和梯度图像,提取前景图像;根据所述第二特征图像和前景图像,计算得到平均阈值因子、第二分割阈值和有效前景图像;清晰度计算模块,用于根据所述有效前景图像、前景图像、平均阈值因子和第二分割阈值,计算得到显微图像的清晰度值:式中,F_definition表示清晰度值,T_2表示第二分割阈值,avg_T表示平均阈值因子,FG_useful表示有效前景图像,FG_mask表示前景图像,countNonZero()表示统计图像中非零像素的个数;式中, ,F_im(i,j)表示第二特征图像中位置(i,j)处的特征值。
8.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1~6中任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1~6中任一项所述方法的步骤。



