CN106097288A - 用于生成物体结构的衬度图像的方法及其相关的装置 - Google Patents

用于生成物体结构的衬度图像的方法及其相关的装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于生成衬度图像的衬度形成方法及相关的软件，其包括下列步骤：-用基于一个或多个照明源(111)的照明序列(11)对物体进行照明(10)；-为所述照明序列(11)中的每次照明(12)创建(20)所述物体的照明图像(21)；-重叠(30)相关于第一轴线(35)彼此相邻的两个各自的照明图像(21)以形成所述第一轴线(35)的第一全轴线图像(31)；-重叠(30)相关于第二轴线(36)彼此相邻的两个各自的照明图像(21)以形成所述第二轴线(36)的第二全轴线图像(32)；-基于所述第一全轴线图像(31)创建(40)第一颜色梯度图像(41)；-基于所述第二全轴线图像(32)创建(40)第二颜色梯度图像(42)；-将所述第一颜色梯度图像(41)和所述第二颜色梯度图像(42)变换(50)成颜色空间(51)；以及-基于所述变换(50)成所述颜色空间(51)的第一颜色梯度图像(41)和所述第二颜色梯度图像(42)生成(60)衬度图像(61)，从而可按颜色编码的方式表示所述物体的结构的高度或相位剖面的四则方向信息(351、352、361、362)。

Description

用于生成物体结构的衬度图像的方法及其相关的装置
技术领域
本发明涉及一种用于生成衬度图像的方法，特别是用于读取物体结构的高度剖面和/或相位剖面信息，且涉及与其相关的装置。
背景技术
除了通常的明场成像，各种形式的衬度方法(contrast methods)可用于在以传统生物显微镜术和材料显微镜术进行观察下获得关于该物体的额外信息。这方面的实例为相衬方法(例如，泽尼克，微分干涉相衬-DIC)，或替代的图像成像方法(例如，暗场)。目前，对各种变型进行描述，来说明如何能根据个别图像计算出衬度图像。迄今的公开描述了DIC替代方案，其中，这通常导致灰度图像且其中，所计算出的衬度图像质量具有强烈的方向依赖性。所有描述的衬度通常具有的缺点是，虽然其强调了物体的特定属性，但却忽略或缺少了其他属性。举例来说，形成在相反的照明方向(DPC)的图像之间的差异的DIC方法或数字模拟具有的缺点是，其仅生成依赖于方向的灰度图像。
因此，可能需要提供允许对物体结构，特别是物体结构的高度剖面和/或相位剖面信息进行依赖于方向的颜色编码的能力。
发明内容
本发明的目的是提出避免或至少减少在现有技术中已知缺点中的一些的一种方式。
通过根据主要权利要求的一种方法和通过根据协同权利要求的装置实现根据本发明的目的。
这里主权利要求的主题涉及用于生成衬度图像的衬度形成方法，优选为从显微图像生成该衬度图像，特别是用于读取物体结构的高度剖面和/或相位剖面信息。衬度形成方法包括：用基于一个或多个(两个以上)照明源的照明序列对物体进行照明。为照明序列中的每次照明创建物体的照明图像。重叠相关于第一轴线彼此相邻的两个各自的照明图像以形成第一轴线的第一全轴线图像。重叠相关于第二轴线彼此相邻的两个各自的照明图像以形成第二轴线的第二全轴线图像。基于第一全轴线图像创建第一颜色梯度图像。基于第二全轴线图像创建第二颜色梯度图像。将第一颜色梯度图像和第二颜色梯度图像变换成颜色空间。并基于变换成颜色空间的第一颜色梯度图像和第二颜色梯度图像生成衬度图像，从而可按颜色编码的方式表示物体的结构的相位或高度剖面的四则方向信息。
在这里，该方法的步骤可按自动化的方式进行。
在本发明意义内的物体结构的一则高度剖面信息可在这里包括这样一则信息，其提供了在所有三个空间维度中的与物体结构相关的线索。
在这里，在本发明意义内的照明序列可以是具体的照明序列。为此，在每种情况下激活一个照明源，而其余的照明源则是不活动的。
在本发明意义内的照明源可以是用于照亮物体的光源。通过围绕物体布置多个这种照明源，可实现对物体的角度选择性的照明。通过示例的方式，照明源可以是布置在目标处的环照明部件或单独的LED照明部件，其具有多个单独光源(例如，LED)，且通过该照明部件，从各个象限(北-NE-东-SE-南-SW-西-NW)对物体进行的照明可按单独或组合的指定顺序实施。
在本发明意义内的照明图像可以是在照明序列中的对物体的记录。
在本发明意义内重叠两个相邻照明图像可以是这样一个过程，其中在每种情况下，对两个图像的相同图像比例进行强化或弱化。例如，这可通过逐像素的方式完成。
在本发明意义内的全轴线图像可以是通过重叠或组合照明图像而产生的图像。在这里，可使用相关于相同轴线彼此相邻的那些照明图像。
在本发明意义内的颜色梯度图像，可以是如果在全轴线图像上置有相应的颜色梯度时产生的图像。例如，在笛卡尔坐标系统中，可放置第一颜色梯度，如蓝-黄梯度用于x轴线，以及进一步的颜色梯度，例如，红-绿梯度用于y轴线。随后，用于x轴线的全轴线图像的颜色梯度图像将具有蓝-黄颜色梯度。该颜色梯度可以表示在水平轴线中的物体的高度剖面，而y轴线的全轴线图像的颜色梯度图像的颜色梯度可以表示在垂直轴线中的物体的高度剖面。特别地，颜色梯度也可以是恒定的。如果颜色梯度是恒定的，物体结构的高度剖面则可通过使用一则亮度信息作为颜色编码而以颜色编码的方式表示出来，其中在图像中的亮度或像素的亮度表示高度信息。
在本发明意义中的颜色空间可以是数字定义的颜色空间，如用于计算机屏幕和/或用于印刷领域中。根据本发明的教导获得的优点是可在图像中表示出一则关于材料结构的信息以及一则物体的高度信息。此外，物体可用原始的颜色进行表示，且可通过亮度实现空间关联。因此可按简单且快速的方式实现在各个图像中的各个衬度的组合以在物体图像中表示关于物体的更多信息。
在这里，协同权利要求的主题涉及一种用于生成衬度图像的衬度形成装置，优选为从显微图像生成该衬度图像，特别是用于读取物体结构的高度剖面信息，其特别优选为光学显微镜术，衬度形成装置具有图像记录装置和衬度形成装置。在这里，图像记录装置被配置成按已知的方式记录或数字性地捕获物体的图像并将图像记录的结果，即图像传输至衬度形成装置。在这里，衬度形成装置被配置成进行根据本发明的衬度形成方法。在本发明意义内的图像记录装置可以是适用于光学捕获和表示物体的装置。特别地，图像记录装置可以是显微镜，特别优选为光学显微镜。此外，图像记录装置可具有用于对要成像的物体进行角度选择性照明的多个照明源。
在本发明的意义内的衬度形成装置可具有被配置成根据在由于对物体的照明而进行的图像记录期间形成的图像生成衬度的装置。为此，衬度形成装置可具有CPU和相关联的架构。衬度形成装置可特别集成在显微镜的图像处理单元中或者是相应设置的计算机。
根据本发明的教导获得的优点为可按成本效益的方式提供一种装置，其允许对物体进行角度选择性照明，且同时捕获多个图像，从而获得在各个图像中的所捕获图像的各个衬度的组合以在物体图像中表示关于物体的更多信息。
在这里，进一步的协同权利要求的主题涉及用于根据本发明的衬度形成装置的计算机程序产品，其可根据本发明所述的衬度形成方法进行操作。计算机程序包括程序编码工具，其中根据本发明的衬度形成方法是通过图像处理进行实施的。计算机程序可被实施为实时图像处理单元的硬件代码或可替代地仅被具体化为图像后处理工具。
在用于硬件(光学显微镜的数字图像处理单元)中的衬度形成方法的对程序代码进行的有利集成中，会发生非常快速的图像处理，且结果可被观测为准“实时”图像，这是因为对各个图像的记录及其图像处理比实时图像的再现频率更快。
根据本发明的教导获得的优点是，衬度形成方法因此可按自动化的方式进行操作且可按简单且成本有效的方式提供以用于根据本发明的相应不同的装置。特别的优点是，计算机程序产品被集成或可被集成至显微镜的图像处理单元中。其还被集成为图像处理硬件中的硬件代码。
在这里，进一步的协同权利要求的主题涉及具有根据本发明的计算机程序产品的数据载体。
根据本发明的教导获得的优点是，衬度形成方法因此可按自动化的方式进行操作且可按简单且成本有效的方式提供以用于根据本发明的相应不同的装置，且可容易地进行传送以在装置的地点直接将该方法转接至根据本发明的相应装置。
在下面更详细地描述本发明的实施例前，应注意的是本发明不限于所述的组件或所述的方法步骤。此外，所使用的术语不表示限制，而仅仅具有示例性特性。对于本说明书和权利要求使用单数的范围，这在每种情况下还包括了复数，除非上下文明确地排除这种情况之外。任何方法步骤均可按自动化的方式进行，除非上下文明确地排除这种情况之外。
下面将解释根据本发明的方法的进一步的示例性实施例。
根据第一个示例性实施例，在衬度形成方法中，在每种情况下，重叠相关于第一轴线彼此相邻的两个各自的照明图像以形成第一轴线的第一全轴线图像，以及重叠相关于第二轴线彼此相邻的两个各自的照明图像以形成第二轴线的第二全轴线图像相应地包括：计算相关于相应的第一轴线或第二轴线彼此相邻的两个各自的照明图像以形成相关于相应的第一轴线或第二轴线的相应的中间图像。计算相应的中间图像以形成相应的第一全轴线图像或第二全轴线图像。在每种情况下，各个计算包括加或减。然而，除了缩放外，还可在加或减之前和/或之后为各个图像进行图像过滤或不同类型的图像处理。该实施例具有的优点是可重复使用方法部分以获得相应的全轴线图像。因此，可简化该方法。
根据进一步的示例性实施例，衬度形成方法还包括，在每种情况下为了形成第一轴线的第一全轴线图像或形成第二轴线的第二全轴线图像对相应的照明图像进行的重叠包括相应的灰度变换。
该实施例具有的优点是，全轴线图像因此可进行变换，从而可省略不需要的颜色信息，从而可按简单的方式使用全轴线图像以用于不同的信息。
根据进一步的示例性实施例，在衬度形成方法中，变换第一颜色梯度图像和第二颜色梯度图像成颜色空间包括：将第一颜色梯度图像与颜色空间的第一成像信道相关联。并将第二颜色梯度图像与颜色空间的第二成像信道相关联。
在这里，在本发明意义内的颜色空间的成像信道可以是被用于视觉表示的颜色空间的信道。例如，RGB颜色空间具有三个成像信道，即R信道、G信道和B信道，在其上面编码有不同的颜色。
该实施例具有的优点是，颜色空间的成像信道本身可被用于关于物体结构的信息引导。
根据进一步的示例性实施例，在衬度形成方法中，第一颜色梯度图像和第二颜色梯度图像至颜色空间的变换包括：将一则亮度信息与颜色空间的第三成像信道相关联。
该实施例具有的优点是，亮度信息可被用于对图像进行标准化或使用图像在颜色空间内表示关于物体结构的进一步的信息。
根据进一步的示例性实施例，在衬度形成方法中，变换第一颜色梯度图像和第二颜色梯度图像成颜色空间包括：将灰度图像与颜色空间的第三成像信道相关联。
在本发明意义内的灰度图像可以是一则图像的灰度梯度信息。灰度图像也可具有衬度。
该实施例具有的优点是，灰度信息可被用于对图像进行标准化或使用其在颜色空间内表示关于物体结构的进一步的信息。
根据进一步的示例性实施例，衬度形成方法还包括，四则方向信息中的两则方向信息在每种情况下指示沿第一轴线的一个方向。此外，衬度形成方法包括，四则方向信息中的两则方向信息在每种情况下指示沿第二轴线的一个方向。
该实施例具有的优点是，物体结构的一则高度剖面信息可通过使用轴线的方向在颜色空间中以简单的方式进行表示，该轴线的方向被用于生成全轴线图像且还被用于高度剖面信息。
根据进一步的示例性实施例，衬度形成方法还包括，颜色空间为CIELAB颜色空间、加色空间、减色空间或色调饱和度颜色空间。
在本发明意义内的CIELAB颜色空间可描述所有可感知的颜色。在CIELAB颜色模型中最重要的特性为装置的独立性和感知关系。这表示颜色是独立于其生成或产生的技术类型而进行限定的，这是因为其是在标准光条件下由正常的观察者所感知的。颜色模型是在EN ISO 11664-4中进行限定的。
在本发明意义内的加色空间可表示由眼睛所感知的色感中的变化是经相继添加各自不同的颜色刺激而发生的。原则上，在以不同的方式对颜色敏感的在眼内的传感器的帮助下的颜色视觉是相加混合。由于加色混合发生在眼睛和大脑中，其也可被称之为生理颜色混合。例如，加色空间可以是RGB颜色空间。
在本发明意义内的减色空间可指经减免而从身体表面反射后或当经传输通过介质(滤色器)时的在颜色刺激中的变化。在狭义词中，减色混合被理解为表示其中的颜色空间的多样性是由三种滤色器串联而重现的极端原理。举例来说，CMY颜色空间或CMYK颜色空间可以是减色空间。
在本发明意义内的色调饱和度颜色空间可以是颜色空间，其中颜色是在色调、饱和度和亮度值(或暗度水平)的帮助下进行限定的。这也可被称之为HSV颜色空间。类似的定义使HSL颜色空间具有相对亮度、使HSB颜色空间具有绝对亮度且使HSI颜色空间具有光强度。
该实施例具有的优点是，可使用进行良好定义且广为人知的颜色空间，其结果是可减少开发的复杂性，这可导致成本降低。
根据进一步的示例性实施例，衬度形成方法还包括，衬度图像的生成是依赖颜色空间而发生的。该实施例具有的优点是，可依赖于颜色空间做出决策以确定哪条物体信息要用什么颜色进行表示和编码。
根据进一步的示例性实施例，衬度形成方法还包括，在照明序列终止之后，每个照明源已对物体进行了一次照明。
衬度形成方法还可包括，在照明序列终止之后，每个照明源已对物体进行了正好一次照明。
该实施例具有的优点是，从所有可用的方向对物体进行照明以根据所有可用的照明方向获得相应的物体信息。
根据进一步的示例性实施例，衬度形成方法还包括，在照明序列中，每个照明源个别地对物体进行照明。
该实施例具有的优点是，物体仅要按需要经常进行点亮且要确定所需的照明图像的最小数量以表示所需的物体信息。
本发明因此允许提供一种方法和相关联的装置，其结果是可通过角度选择性照明表示相应物体的不同特性。例如，这可通过以下方式完成：
·DPC-相反照明方向的图像的差→相位梯度(BIO)或高度剖面梯度(MAT)
·SEC-增强的衬度的和：所有各个图像之和+绝对值(DPCx-在x方向的相对图像的差异)+绝对值(DPCy-在y方向的相对图像的差异)→增加的绝对值和重叠的PK图像的和→不能读出直接的各个信息，但同时对不同效果进行可视化
·DEC-增强的衬度的差：所有各个图像之和-绝对值(DPCx)-绝对值(DPCy)→PK图像和增加的绝对值之间的差→不能读出直接的各个信息，但同时对不同效果进行可视化
·MSC-衬度的平均值的和：具有其平均值的各个图像的绝对值的所有的差的和→没有方向信息-极值被突出显示
所使用的缩写SEC、DEC和MSC在本申请中进行了限定且不被称为技术术语。
现在，不同的衬度和各个图像(PK)之和，借助特殊的颜色空间相关性，被用于同时对多则信息进行编码。
·HSV颜色衬度：具体来说，DIC/DPC衬度不代表关于材料颜色的信息是一个问题。出于这个原因，下列组合则是可能的：
o取PK图像；
o将其从RGB变换成HSV颜色空间
o用所需的各个衬度的灰度图像(例如，DICx)替换V信道(值)
o将图像变换回RGB
o如果必要的话，进行亮度适应化调整
o现在的结果是具有与原来相同的颜色，但却在亮度中含有各个衬度的信息(例如，在x方向上的增加)
·LAB颜色衬度：同样麻烦的是在DIC/DPC中相位梯度的方向信息仅可在一个方向上进行可视化。下列变换解决了这个问题：
o使用PK图像
o将其变换成Lab颜色空间
o用所需的个别衬度(例如，DPCx、DPCy)替换a和b信道
o将该图像变换回RGB颜色空间
o其结果是具有与原始图像(PK)相同的亮度，但两个个别衬度的信息被存储在a和b中。
举例来说，在DPCx和DPCy中，所有增加的方向从而得以表示并同时进行颜色编码。
·RGB颜色衬度：
o将三个不同的个别衬度(例如，PK、DPCx、DPCy)写入RGB颜色信道中
o其结果以颜色编码了所有三则衬度信息
这产生的优点是可在各个图像中进行各个衬度的简单且快速的组合。此外，该方法是在HSV和LAB中含有信息(颜色/亮度)。
附图说明
下面将参照附图更详细地解释本发明，其中：
图1示出根据本发明的一个示例性实施例提出的方法的示意图；
图2示出根据本发明的另一个示例性实施例提出的方法的示意图；
图3示出根据本发明的另一个示例性实施例提出的方法的示意图；
图4示出根据本发明的另一个示例性实施例提出的方法的示意图；以及
图5示出根据本发明的另一个示例性实施例提出的装置的示意图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的一个示例性实施例提出的方法的示意图；
在这里，图1示出用于生成衬度图像的衬度形成方法的示意图，优选为从显微图像，特别是用于读取物体结构的高度剖面信息。在这里，衬度形成方法包括：用基于多个照明源111的照明序列11对物体进行照明10。为照明序列11中的每次照明12创建20物体的照明图像21。重叠30相关于第一轴线35(未在图1中示出)彼此相邻的两个各自的照明图像21以形成第一轴线35的第一全轴线图像31。重叠30相关于第二轴线36(未在图1中示出)彼此相邻的两个各自的照明图像21以形成第二轴线36的第二全轴线图像32。基于第一全轴线图像31创建40第一颜色梯度图像41。基于第二全轴线图像32创建40第二颜色梯度图像42。将第一颜色梯度图像41和第二颜色梯度图像42变换50成颜色空间51。且基于变换50成颜色空间51的第一颜色梯度图像41和第二颜色梯度图像42生成60衬度图像61，从而可按颜色编码的方式表示物体结构的高度剖面的四则方向信息351、352、361、362。
图2和图3在每种情况下示出根据本发明的另一个示例性实施例的重叠相邻的照明图像以形成全轴线图像的示意图。
在这里，图2示出重叠30相关于第一轴线35彼此相邻的两个各自的照明图像21以形成第一轴线35的第一全轴线图像31。在该过程中，计算33相关于相应的第一轴线35彼此相邻的两个各自的照明图像21以形成相关于相应的第一轴线35的相应的中间图像23。此外，计算34相应的中间图像23以形成相应的第一全轴线图像31。
在这里，图3示出相应地重叠30相关于第二轴线36彼此相邻的两个各自的照明图像21以形成第二轴线36的第二全轴线图像32。在该过程中，计算33相关于相应的第二轴线36彼此相邻的两个各自的照明图像21以形成相关于相应的第二轴线36的相应的中间图像23。此外，计算34相应的中间图像23以形成相应的第二全轴线图像32。
在每种情况下，各个计算33、34包括加或减。
图4示出根据本发明的另一个示例性实施例提出的方法的示意图。
图4示出已关于图1的方法进行扩展的方法的示意图。
之前关于图1至图3所述的内容相应地适用于图4。继续为了清楚起见，在变换50之前所述的方法部分未在图4中示出。然而，其可在图1中看出。
如能在图4中所看到的，在衬度形成方法中，第一颜色梯度图像41和第二颜色梯度图像42变换50成颜色空间51还包括：将第一颜色梯度图像41与颜色空间51的第一成像信道511相关联52。此外，并将第二颜色梯度图像42与颜色空间51的第二成像信道512相关联52。
在图4的实例中，第一颜色梯度图像41和第二颜色梯度图像42变换50成颜色空间51还包括将额外一则信息，如一则亮度信息和/或灰度图像与颜色空间51的第三成像信道513相关联53。
在图4的实例中，四则方向信息351、352、361、362中的两则方向信息351、352在每种情况下指示出沿第一轴线35(未在图4中示出)的一个方向，且四则方向信息351、352、361、362中的另外两则方向信息361、362在每种情况下指示出沿第二轴线36(未在图4中示出)的一个方向。
图5示出根据本发明的进一步的示例性实施例提出的装置的示意图。
图5示出用于生成衬度图像的衬度形成装置100的示意图，优选为从显微图像，特别是用于读取物体结构的高度剖面信息，其特别优选为光学显微镜术。在这里，衬度形成装置100包括：图像记录装置110和衬度形成装置120。图像记录装置110被配置成光学捕获物体的图像并将其传输至衬度形成装置120。在这里，衬度形成装置100被配置成进行根据本发明的衬度形成方法。
附图标记列表
10 对物体进行照明
11 照明序列
12 照明序列中的照明
20 创建照明图像
21 照明图像
23 关于第一轴线的中间图像
24 关于第二轴线的中间图像
30 重叠两个照明图像
31 第一全轴线图像
32 第二全轴线图像
33 计算两个照明图像以形成中间图像
34 计算两个中间图像以形成全轴线图像
35 第一轴线
36 第二轴线
40 创建颜色梯度图像
41 第一颜色梯度图像
42 第二颜色梯度图像
50 将颜色梯度图像变换成颜色空间
51 颜色空间
52 将颜色梯度图像与颜色空间的成像信道相关联
53 将另一则信息与颜色空间的第三成像信道相关联
60 生成衬度图像
61 衬度图像
100 衬度形成装置
110 图像记录装置
111 照明源
120 衬度形成装置
351 高度剖面的第一则方向信息
352 高度剖面的第二则方向信息
361 高度剖面的第三则方向信息
362 高度剖面的第四则方向信息
511 颜色空间的第一成像信道
512 颜色空间的第二成像信道
513 颜色空间的第三成像信道

Claims (14)

1.用于生成衬度图像的衬度形成方法，优选为从显微图像生成该衬度图像，特别是用于从所述衬度图像读取物体结构的高度剖面信息，其包括下列步骤：
-用基于一个或多个照明源(111)的照明序列(11)对物体进行照明(10)；
-为所述照明序列(11)中的每次照明(12)创建(20)所述物体的照明图像(21)；
-重叠(30)相关于第一轴线(35)彼此相邻的两个各自的照明图像(21)以形成所述第一轴线(35)的第一全轴线图像(31)；
-重叠(30)相关于第二轴线(36)彼此相邻的两个各自的照明图像(21)以形成所述第二轴线(36)的第二全轴线图像(32)；
-基于所述第一全轴线图像(31)创建(40)第一颜色梯度图像(41)；
-基于所述第二全轴线图像(32)创建(40)第二颜色梯度图像(42)；
-将所述第一颜色梯度图像(41)和所述第二颜色梯度图像(42)变换(50)成颜色空间(51)；以及
-基于所述变换(50)成所述颜色空间(51)的第一颜色梯度图像(41)和所述第二颜色梯度图像(42)生成(60)衬度图像(61)，从而可按颜色编码的方式表示所述物体的结构的高度或相位剖面的四则方向信息(351、352、361、362)。
2.根据权利要求1所述的衬度形成方法，其中在每种情况下，重叠相关于所述第一轴线(35)彼此相邻的两个各自的照明图像(21)以形成所述第一轴线(35)的所述第一全轴线图像(31)，以及重叠相关于所述第二轴线(36)彼此相邻的两个各自的照明图像(21)以形成所述第二轴线(36)的所述第二全轴线图像(32)相应地包括：
-计算(33)相关于所述相应的第一轴线(35)或第二轴线(36)彼此相邻的两个各自的照明图像(21)以形成相关于所述相应的第一轴线(35)或第二轴线(36)的相应的中间图像(23、24)，
-计算(34)所述相应的中间图像(23、24)以形成所述相应的第一全轴线图像(31)或所述第二全轴线图像(32)，以及
其中所述各个计算(33、34)是通过加或减进行的。
3.根据权利要求1或2所述的衬度形成方法，其中在每种情况下为了形成所述第一轴线(35)的所述第一全轴线图像(31)或形成所述第二轴线(36)的所述第二全轴线图像(32)对所述相应的照明图像(21)进行的所述重叠(30)包括相应的灰度变换。
4.根据前述权利要求中任一项所述的衬度形成方法，其中变换(50)所述第一颜色梯度图像(41)和所述第二颜色梯度图像(42)成所述颜色空间(51)包括：
-将所述第一颜色梯度图像(41)与所述颜色空间(51)的第一成像信道(511)相关联(52)，以及
-将所述第二颜色梯度图像(42)与所述颜色空间(51)的第二成像信道(512)相关联(52)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的衬度形成方法，其中变换(50)所述第一颜色梯度图像(41)和所述第二颜色梯度图像(42)成所述颜色空间(51)包括：
-将一则亮度信息与所述颜色空间(51)的第三成像信道(513)相关联(53)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的衬度形成方法，其中变换(50)所述第一颜色梯度图像(41)和所述第二颜色梯度图像(42)成所述颜色空间(51)包括：
-将灰度图像与所述颜色空间(51)的第三成像信道(513)相关联(53)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的衬度形成方法，其中所述四则方向信息(351、352、361、362)中的两则方向信息(351、352)在每种情况下指示沿所述第一轴线(35)的一个方向，且所述四则方向信息(351、352、361、362)中的另外两则方向信息(361、362)在每种情况下指示沿所述第二轴线(36)的一个方向。
8.根据前述权利要求中任一项所述的衬度形成方法，其中所述颜色空间(51)是CIELAB颜色空间、加色空间、减色空间或色调饱和度颜色空间。
9.根据前述权利要求中任一项所述的衬度形成方法，其中生成(60)所述衬度图像(61)是根据所述颜色空间(51)而发生的。
10.根据前述权利要求中任一项所述的衬度形成方法，其中，在所述照明序列(11)终止之后，每个照明源(111)已对所述物体进行了一次照明。
11.根据前述权利要求中任一项所述的衬度形成方法，其中，在所述照明序列(11)中，每个照明源(111)个别地对所述物体进行照明。
12.用于生成衬度图像的衬度形成装置(100)，优选为从显微图像生成该衬度图像，特别是用于读取物体结构的高度剖面信息，其特别优选为光学显微镜术，所述衬度形成装置(100)包括：
-图像记录装置(110)，以及
-衬度形成装置(120)，其中所述图像记录装置(110)被配置成捕获物体的图像并将所述捕获的结果传输至所述衬度形成装置(120)，以及
其中所述衬度形成装置(100)被配置成进行根据前述权利要求中任一项所述的衬度形成方法。
13.具有用于根据权利要求12的衬度形成装置(100)的程序代码工具的计算机程序产品，其中所述程序代码工具含有根据权利要求1至11中任一项所述的衬度形成方法。
14.数据载体，其包括根据权利要求13所述的计算机程序产品。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107850530B (zh) * 2015-05-04 2020-11-06 港大科桥有限公司 用于对样本进行光学成像的装置和方法
DE102018114005A1 (de) 2018-06-12 2019-12-12 Carl Zeiss Jena Gmbh Materialprüfung von optischen Prüflingen

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090095086A1 (en) * 2007-10-10 2009-04-16 Sonoscan, Inc. Scanning acoustic microscope with profilometer function
US20090110252A1 (en) * 2007-10-29 2009-04-30 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. System for visualizing regions of Interest in medical images
US20090218527A1 (en) * 2006-04-03 2009-09-03 Imperial Innovations Limited Confocal Microscopy with a Two-Dimensional Array of Light Emitting Diodes
US20130071028A1 (en) * 2011-09-16 2013-03-21 Stepen N. Schiller System and Method for Estimating Spatially Varying Defocus Blur in a Digital Image
CN103052876A (zh) * 2010-08-06 2013-04-17 佳能株式会社 使用具有不等的狭缝宽度的光栅的x射线相衬成像
US20130258090A1 (en) * 2012-03-28 2013-10-03 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Light microscope and method for recording images with a light microscope
US20140268258A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 Xerox Corporation Automatically compensating for color differences from side 1 to side 2 of a document scanning device
US20150049348A1 (en) * 2011-08-16 2015-02-19 Christine Schmidt Measurement Method For Height Profiles Of Surfaces

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090218527A1 (en) * 2006-04-03 2009-09-03 Imperial Innovations Limited Confocal Microscopy with a Two-Dimensional Array of Light Emitting Diodes
US20090095086A1 (en) * 2007-10-10 2009-04-16 Sonoscan, Inc. Scanning acoustic microscope with profilometer function
US20090110252A1 (en) * 2007-10-29 2009-04-30 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. System for visualizing regions of Interest in medical images
CN103052876A (zh) * 2010-08-06 2013-04-17 佳能株式会社 使用具有不等的狭缝宽度的光栅的x射线相衬成像
US20150049348A1 (en) * 2011-08-16 2015-02-19 Christine Schmidt Measurement Method For Height Profiles Of Surfaces
US20130071028A1 (en) * 2011-09-16 2013-03-21 Stepen N. Schiller System and Method for Estimating Spatially Varying Defocus Blur in a Digital Image
US20130258090A1 (en) * 2012-03-28 2013-10-03 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Light microscope and method for recording images with a light microscope
US20140268258A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 Xerox Corporation Automatically compensating for color differences from side 1 to side 2 of a document scanning device

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TIMM PIPER ETAL: "Variable Phase Bright-Field Contrast-An Alternative Illumination Technique for Improved Imaging in Transparent Specimens", 《MICROSCOPY AND MICROANALYSIS》 *
李鹏飞: "高角度环形暗场 Z 衬度像成像原理及方法", 《兵器材料科学与工程》 *

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