CN102438107B - 一种显微视频图像的处理方法 - Google Patents
一种显微视频图像的处理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102438107B CN102438107B CN2011102302939A CN201110230293A CN102438107B CN 102438107 B CN102438107 B CN 102438107B CN 2011102302939 A CN2011102302939 A CN 2011102302939A CN 201110230293 A CN201110230293 A CN 201110230293A CN 102438107 B CN102438107 B CN 102438107B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- video image
- brightness
- image
- exposure
- gain
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 claims description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 4
- 238000005286 illumination Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 abstract description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 230000005574 cross-species transmission Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 241001270131 Agaricus moelleri Species 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000005859 cell recognition Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000005226 mechanical processes and functions Effects 0.000 description 1
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 1
- 238000000879 optical micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
本发明涉及一种显微视频图像的处理方法,尤其涉及数字显微图像的曝光处理方法,该方法针对光学显微数字图像系统光照不均匀的特点,根据亮度直方图确定曝光情况,进行曝光时间的调节;依据纯背景无切片背景图像绘制亮度增益曲线,得出亮度增益方程,利用方程计算出纯背景无切片背景图像亮度调整均匀时的亮度调整因子。再在相同条件下,利用亮度调整因子对切片图像相应像素点的亮度值进行调整,使得图像的亮度均匀。该方法能够精确地实现光学显微数字图像系统的视场图像的均匀性调整。
Description
技术领域
本发明涉及一种显微视频图像的处理方法。
背景技术
显微图像容易受到光照和系统光学畸变的影响,导致图像亮度的不均匀,影响了显微图像的分析。例如在生物医学图像中,需要测定神经纤维的长度,各种细胞颗粒的大小;在进行细胞诊断,特别是需要细胞识别时,需要得到定性和定量的结果。在完成这些工作时,由于图像亮度不均匀,制约了处理的精度。这就需要在显微成像时根据不同光照环境调节图像传感器的曝光量,使整幅图像的曝光适中,亮度均匀。
现有处理方法大致可以分为两类:一类是传统的曝光处理方法,这类方法使用简单的亮度分析技术,比如全局平均或者中央重点,适用于较为简单的普通光照的条件;比如基于查找表的曝光处理方法;另一类方法是现在的曝光处理方法,这类方法较传统曝光处理方法更为可靠,能够适用于更多复杂的光照条件,尤其能够对拍摄主题进行正确曝光,有效的避免了曝光不足或者曝光过度的情况。这类方法有:鲁棒性亮度测量法,图像分区的曝光处理方法,直方图方法等。两类方法大都是通过对图像整体的曝光进行调节而达到整幅图像亮度适中的目的。但是对于图像亮度不均匀特别是图像中心部分亮度强而四周亮度弱的显微图像,很难通过对整幅图像进行全局调整而达到理想的效果。
发明内容
本发明专利所要解决的技术问题是基于上述现有技术提供一种显微视频图像的处理方法,该方法能补偿各种光源或者摄像头曝光不足而形成的光学显微镜图像亮度不均匀问题及曝光问题,能在视频图像的采集过程中对显微视频图像的曝光时间进行动态调整。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:该数字显微图像的曝光处理方法,其特征在于:包括
步骤一、视频图像的采集:显微镜的图像采集装置采集一帧视频图像;
步骤二、对视频图像曝光情况进行判断:根据采集的视频图像的灰度直方图来判断上述采集的视频图像曝光是否正常:视频图像的灰度直方图整体偏向灰度值为0的一侧,判断该视频图像曝光不足;视频图像的灰度直方图整体偏向灰度值为最大值的一侧,判断该视频图像曝光过度;视频图像的灰度直方图没有偏向任何一侧,均匀分布,判断该视频图像曝光正常;
步骤三、对下一帧视频图像采集时的曝光时间进行调整:当步骤二判断的结果为曝光不足时,在下一帧视频图像采集时增大曝光时间,返回步骤二,直到曝光情况正常;当步骤二判断的结果为曝光过度时,在下一帧视频图像采集时减小曝光时间,返回步骤二,直到曝光情况正常;当步骤二判断的结果为曝光正常时,保持当前的曝光时间进行下一帧视频图像的采集。
当采集的视频图像曝光情况正常的情况下,通过以下步骤对视频图像的亮度进行调整:
步骤1、对视频图像亮度是否均匀进行判断:根据视频图像的亮度曲面判断视频图像亮度是否均匀:视频图像的亮度曲面近似平面时,判断该视频图像的亮度为均匀,否则判断该视频图像的亮度不均匀;
步骤2、当视频图像的亮度为均匀时,直接显示该视频图像;当视频图像的亮度不均匀时,通过如下方式对视频图像的每个像素点的亮度进行调整:
将视频图像的每个像素点的亮度乘以与其相对应的背景视频图像中每一像素点的亮度调整因子,得到亮度调整后的视频图像;
所述背景视频图像中每一像素点的亮度调整因子通过以下方式获得:
步骤(1)、采集一帧数字显微镜在无切片情况下的曝光正常的背景视频图像,将该背景视频图像进行分块处理,分为N*N块;
其中Gain(I)′为背景视频图像中每块图像的亮度调整因子,n<N;
步骤(4)、将背景视频图像中每块图像的亮度调整因子Gain(I)′进行去噪处理,以背景视频图像中每块图像的亮度调整因子Gain(I)′为纵坐标,背景视频图像中每块图像的平均亮度值为横坐标,去掉背景视频图像中每块图像的亮度调整因子中的过大和过小的值,绘制一条曲线,该条曲线即为亮度增益曲线;
步骤(5)、根据亮度增益曲线,拟合一条亮度增益方程:
Gain(I)=a1*I2+a2*I+a3
步骤(6)、依据步骤(5)的亮度增益方程,计算出背景视频图像中每一像素点的亮度调整因子Gain(I);
上述I为背景视频图像中每一像素点的亮度值,Gain(I)为背景视频图像中每一像素点的亮度调整因子,a1、a2、a3为亮度增益方程的系数,a1、a2、a3可以通过亮度增益曲线计算得出;
步骤(7)、将步骤(6)计算的背景视频图像中每一像素点的亮度调整因子Gain(I)绘制成表格。
上述对视频图像的亮度调整过程,能针对对于显微镜光源或者摄像头曝光不足所造成的图像亮度不均匀问题,特别是图像中心部分亮度强而四周亮度弱的问题而进行动态调整,使得处理后的视频图像中心部分和四周部分的亮度保持一致。
与现有技术相比,本发明的优点在于:本发明通过动态调整曝光时间调整整幅图像的曝光状况,然后通过对像素点亮度值的调节达到整幅图像亮度均匀,因此该方法能够对非均匀照明条件下的亮度更好的还原。
附图说明
图1为本发明实施例中显微视频图像的处理方法的流程图。
图2为本发明实施例中背景视频图像中每一像素点的亮度调整因子的计算流程图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示的数字显微图像的曝光处理方法,其包括以下步骤:
步骤一、视频图像的采集:显微镜的图像采集装置采集一帧视频图像;
步骤二、对视频图像曝光情况进行判断:根据采集的视频图像的灰度直方图来判断上述采集的视频图像曝光是否正常:灰度直方图横坐标表示从0到255的灰度级,纵坐标表示像素数量,通过它可以简单直观的得到图像灰度分布信息,能够直接反映出该幅图像的曝光情况,由于灰度直方图是对图像像素在不同灰度上出现频数的统计,图像的曝光情况与其直方图有直接的对应关系;
如果视频图像的灰度直方图整体偏向灰度值为0的一侧,判断该视频图像曝光不足;视频图像的灰度直方图整体偏向灰度值为最大值的一侧,判断该视频图像曝光过度;视频图像的灰度直方图没有偏向任何一侧,均匀分布,判断该视频图像曝光正常;具体的:
当曝光不足时,可以发现其灰度整体偏向暗区(灰度值为0的一侧),在靠近最大亮度值255,即直方图右侧的很大一片区域内没有任何像素,说明画面整体偏暗,而在靠近亮度0的区域中,灰度整体趋势突然上升,波形变陡,斜率增大,在对低亮度0处有明显的溢出现象,这正是曝光不足的主要特征;
当曝光过度时:灰度直方图与曝光不足时成相反的情况,灰度直方图整体偏向右侧,在靠近最小亮度值0,即直方图左侧的很大一片区域内没有任何像素,说明画面整体偏亮,而在靠近最大亮度255的区域中,灰度图像整体突然上升,波形变陡,斜率增大,在最大亮度255处有明显的溢出现象,这正是图像的曝光过度的主要特征;
曝光正常时:正确的曝光图像,亮度细节与暗部细节都应当比较充分,整体亮度适宜,对比度正常;其对应的灰度图的左右两端临近区域都有少量像素,但没有溢出现象;
步骤三、对下一帧视频图像采集时的曝光时间进行调整:当步骤二判断的结果为曝光不足时,在下一帧视频图像采集时增大曝光时间,返回步骤二,直到曝光情况正常;当步骤二判断的结果为曝光过度时,在下一帧视频图像采集时减小曝光时间,返回步骤二,直到曝光情况正常;当步骤二判断的结果为曝光正常时,保持当前的曝光时间进行下一帧视频图像的采集;
当采集的视频图像曝光情况正常的情况下,通过以下步骤对视频图像的亮度进行调整:
步骤1、对视频图像亮度是否均匀进行判断:根据视频图像的亮度曲面判断视频图像亮度是否均匀:视频图像的亮度曲面近似平面时,判断该视频图像的亮度为均匀,否则判断该视频图像的亮度不均匀;
步骤2、当视频图像的亮度为均匀时,直接显示该视频图像;当视频图像的亮度不均匀时,通过如下方式对视频图像的每个像素点的亮度进行调整:
将视频图像的每个像素点的亮度乘以与其相对应的背景视频图像中每一像素点的亮度调整因子,得到亮度调整后的视频图像,然后显示亮度调整后的视频图像;上述背景视频图像中每一像素点的亮度调整因子可以通过查表法获得,该查询表可以通过以下方式获得:
所述背景视频图像中每一像素点的亮度调整因子通过以下方式获得,参见图2:
步骤(1)、采集一帧数字显微镜在无切片情况下的曝光正常的背景视频图像,将该背景视频图像进行分块处理,分为16*16块;
其中Gain(I)′为背景视频图像中每块图像的亮度调整因子;
步骤(4)、将背景视频图像中每块图像的亮度调整因子Gain(I)′进行去噪处理,以背景视频图像中每块图像的亮度调整因子Gain(I)′为纵坐标,背景视频图像中每块图像的平均亮度值为横坐标,去掉背景视频图像中每块图像的亮度调整因子中的过大和过小的值,绘制一条曲线,该条曲线即为亮度增益曲线;
步骤(5)、根据亮度增益曲线,拟合一条亮度增益方程:
Gain(I)=a1*I2+a2*I+a3
上述I为背景视频图像中每一像素点的亮度值,Gain(I)为背景视频图像中每一像素点的亮度调整因子,a1、a2、a3为亮度增益方程的系数,a1、a2、a3可以通过亮度增益曲线计算得出;
步骤(6)、依据步骤(5)的亮度增益方程,计算出背景视频图像中每一像素点的亮度调整因子Gain(I);
步骤(7)、将步骤(6)计算的背景视频图像中每一像素点的亮度调整因子Gain(I)绘制成表格。
实际操作过程中,上述背景视频图像中每一像素点的亮度调整因子可以预先就计算好,绘制成表格后直接存放在存储器中,在对采集的显微视频图像进行亮度调整时,直接通过查询放在存储器中的亮度调整因子查询表,其处理速度会非常快速,能够做到对显微视频图像的亮度进行实时调整。
Claims (1)
1.一种显微视频图像的处理方法,其特征在于:包括
步骤一、视频图像的采集:显微镜的图像采集装置采集一帧视频图像;
步骤二、对视频图像曝光情况进行判断:根据采集的视频图像的灰度直方图来判断上述采集的视频图像曝光是否正常:视频图像的灰度直方图整体偏向灰度值为0的一侧,判断该视频图像曝光不足;视频图像的灰度直方图整体偏向灰度值为最大值的一侧,判断该视频图像曝光过度;视频图像的灰度直方图没有偏向任何一侧,均匀分布,判断该视频图像曝光正常;
步骤三、对下一帧视频图像采集时的曝光时间进行调整:当步骤二判断的结果为曝光不足时,在下一帧视频图像采集时增大曝光时间,返回步骤二,直到曝光情况正常;当步骤二判断的结果为曝光过度时,在下一帧视频图像采集时减小曝光时间,返回步骤二,直到曝光情况正常;当步骤二判断的结果为曝光正常时,保持当前的曝光时间进行下一帧视频图像的采集;
当采集的视频图像曝光情况正常的情况下,通过以下步骤对视频图像的亮度进行调整:
步骤1、对视频图像亮度是否均匀进行判断:根据视频图像的亮度曲面判断视频图像亮度是否均匀:视频图像的亮度曲面近似平面时,判断该视频图像的亮度为均匀,否则判断该视频图像的亮度不均匀;
步骤2、当视频图像的亮度为均匀时,直接显示该视频图像;当视频图像的亮度不均匀时,通过如下方式对视频图像的每个像素点的亮度进行调整:
将视频图像的每个像素点的亮度乘以与其相对应的背景视频图像中每一像素点的亮度调整因子,得到亮度调整后的视频图像;
所述背景视频图像中每一像素点的亮度调整因子通过以下方式获得:
步骤(1)、采集一帧数字显微镜在无切片情况下的曝光正常的背景视频图像,将该背景视频图像进行分块处理,分为N*N块;
其中Gain(I)′为背景视频图像中每块图像的亮度调整因子,n<N;
步骤(4)、将背景视频图像中每块图像的亮度调整因子Gain(I)′进行去噪处理,以背景视频图像中每块图像的亮度调整因子Gain(I)′为纵坐标,背景视频图像中每块图像的平均亮度值为横坐标,去掉背景视频图像中每块图像的亮度调整因子中的过大和过小的值,绘制一条曲线,该条曲线即为亮度增益曲线;
步骤(5)、根据亮度增益曲线,拟合一条亮度增益方程:
Gain(I)=a1*I2+a2*I+a3
上述I为背景视频图像中每一像素点的亮度值,Gain(I)为背景视频图像中每一像素点的亮度调整因子,a1、a2、a3为亮度增益方程的系数,a1、a2、a3可以通过亮度增益曲线计算得出;
步骤(6)、依据步骤(5)的亮度增益方程,计算出背景视频图像中每一像素点的亮度调整因子Gain(I);
步骤(7)、将步骤(6)计算的背景视频图像中每一像素点的亮度调整因子Gain(I)绘制成表格。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2011102302939A CN102438107B (zh) | 2011-08-09 | 2011-08-09 | 一种显微视频图像的处理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2011102302939A CN102438107B (zh) | 2011-08-09 | 2011-08-09 | 一种显微视频图像的处理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102438107A CN102438107A (zh) | 2012-05-02 |
CN102438107B true CN102438107B (zh) | 2013-11-13 |
Family
ID=45985963
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2011102302939A Expired - Fee Related CN102438107B (zh) | 2011-08-09 | 2011-08-09 | 一种显微视频图像的处理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102438107B (zh) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103686194B (zh) * | 2012-09-05 | 2017-05-24 | 北京大学 | 基于非局部均值的视频去噪方法和装置 |
CN102968769B (zh) * | 2012-11-27 | 2015-07-22 | 宁波盈芯信息科技有限公司 | 一种图像一致性增强装置 |
CN103327259B (zh) * | 2013-07-19 | 2016-03-23 | 西安诺瓦电子科技有限公司 | Led显示屏校正用相机的参数调整方法及装置 |
CN103745687B (zh) * | 2013-12-04 | 2016-01-13 | 西安诺瓦电子科技有限公司 | 图像显示方法和图像显示装置 |
CN104346791B (zh) * | 2014-11-16 | 2017-03-01 | 长春迪瑞医疗科技股份有限公司 | 一种校正流动池内粒子成像缺陷的方法 |
CN104469334B (zh) * | 2014-12-10 | 2016-08-17 | 深圳市理邦精密仪器股份有限公司 | 一种医疗设备取得图像数据的处理方法及装置 |
CN105160636A (zh) * | 2015-07-09 | 2015-12-16 | 北京控制工程研究所 | 一种面向星上光学成像敏感器的自适应图像预处理方法 |
CN107295271B (zh) * | 2017-08-22 | 2020-05-29 | 信利光电股份有限公司 | 一种球形光源的照度补偿方法及系统 |
CN108769543B (zh) * | 2018-06-01 | 2020-12-18 | 北京壹卡行科技有限公司 | 曝光时间的确定方法及装置 |
CN110418070B (zh) * | 2019-08-05 | 2020-11-27 | 山东志盈医学科技有限公司 | 一种数字切片扫描仪中相机图像曝光量的调整方法 |
CN113392675B (zh) * | 2020-03-12 | 2023-04-07 | 平湖莱顿光学仪器制造有限公司 | 一种呈现显微视频信息的方法与设备 |
CN111652199B (zh) * | 2020-08-04 | 2020-11-24 | 湖南莱博赛医用机器人有限公司 | 一种图像处理方法、装置、设备和介质 |
CN112233082A (zh) * | 2020-10-13 | 2021-01-15 | 深圳市瑞沃德生命科技有限公司 | 细胞图像自动曝光方法及其装置 |
CN112200755B (zh) * | 2020-12-09 | 2021-05-07 | 成都索贝数码科技股份有限公司 | 一种图像去雾方法 |
CN117221738B (zh) * | 2023-11-08 | 2024-01-26 | 徐州稻源龙芯电子科技有限公司 | 一种自适应自动曝光方法及系统 |
CN117640853B (zh) * | 2023-11-29 | 2024-07-09 | 惠然科技有限公司 | 自动调节扫描电镜图像的亮度和对比度的方法及相关产品 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101079251A (zh) * | 2006-05-23 | 2007-11-28 | 索尼株式会社 | 图像校正电路、图像校正方法、和图像显示器 |
CN101399924A (zh) * | 2007-09-25 | 2009-04-01 | 展讯通信(上海)有限公司 | 基于亮度直方图的自动曝光方法和装置 |
CN101765874A (zh) * | 2008-05-28 | 2010-06-30 | 松下电器产业株式会社 | 显示装置、显示装置的制造方法及控制方法 |
CN101938662A (zh) * | 2009-06-30 | 2011-01-05 | 日立民用电子株式会社 | 图像信号处理装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI273507B (en) * | 2005-03-15 | 2007-02-11 | Sunplus Technology Co Ltd | Method and apparatus for image processing |
-
2011
- 2011-08-09 CN CN2011102302939A patent/CN102438107B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101079251A (zh) * | 2006-05-23 | 2007-11-28 | 索尼株式会社 | 图像校正电路、图像校正方法、和图像显示器 |
CN101399924A (zh) * | 2007-09-25 | 2009-04-01 | 展讯通信(上海)有限公司 | 基于亮度直方图的自动曝光方法和装置 |
CN101765874A (zh) * | 2008-05-28 | 2010-06-30 | 松下电器产业株式会社 | 显示装置、显示装置的制造方法及控制方法 |
CN101938662A (zh) * | 2009-06-30 | 2011-01-05 | 日立民用电子株式会社 | 图像信号处理装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102438107A (zh) | 2012-05-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102438107B (zh) | 一种显微视频图像的处理方法 | |
CN104519281B (zh) | 一种图像的处理方法及处理装置 | |
CN101127835B (zh) | 一种提高数字摄像设备视频图像质量的前处理方法和装置 | |
CN104715736B (zh) | 一种电子设备的背光自动调节方法及装置 | |
CN110610463A (zh) | 一种图像增强方法及装置 | |
CN112950657A (zh) | 伽马值校正方法及其装置、电子装置和可读存储介质 | |
EP2767215A1 (en) | Endoscope apparatus and control method thereof | |
US20160110846A1 (en) | Automatic display image enhancement based on user's visual perception model | |
CN104408709B (zh) | 一种线阵ccd相机图像灰度不匀快速矫正方法 | |
CN104398231B (zh) | 立体内窥镜光源亮度调节系统及方法 | |
CN109147005A (zh) | 一种用于红外图像的自适应染色方法、系统、存储介质、终端 | |
CN103475821B (zh) | 基于近红外相机自动积分时间的调整方法 | |
CN109856164A (zh) | 一种机器视觉采集大范围图像的优化装置及其检测方法 | |
CN103079032A (zh) | 一种高清晰度的毛细管电泳凝胶成像系统 | |
CN113489972B (zh) | 一种画面亮度一致性的测试方法及装置 | |
CN111338051B (zh) | 一种基于tft液晶面板自动对焦方法和系统 | |
CN107784673B (zh) | 一种基于非均匀性校正的光纤图像处理方法 | |
CN100481903C (zh) | 一种lcd电视显示质量的自适应调节装置及方法 | |
CN114286014A (zh) | 一种图像数据库采集方法 | |
CN114140344A (zh) | 一种低照度图像的图像增强方法及系统 | |
CN107635124B (zh) | 人脸拍摄的白平衡处理方法、装置及设备 | |
CN102679905A (zh) | 像素级自适应数字光学亮度衰减方法及衰减装置 | |
WO2019000505A1 (zh) | 液晶显示器的功耗降低装置及功耗降低方法、液晶显示器 | |
CN116682385A (zh) | 一种显示器用可监视画面的显示器背光控制系统 | |
CN115436390A (zh) | 基于自动调光、多相机协同控制技术的料胚缺陷检测方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20131113 Termination date: 20160809 |