CN107045712B - 一种医学图像调整方法及数字病理切片浏览系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种医学图像调整方法及数字病理切片浏览系统，属于医学图像处理技术领域；方法包括：扩大第一切片图的外轮廓尺寸，并以空白背景填充；将第二切片图中的端点和第一切片图中的一预设旋转点对齐；处理得到第一切片图的第一判断点的灰度值，以及第二切片图的第二判断点的灰度值，随后处理得到灰度比较值；将第二切片图顺时针旋转预设角度，随后判断第二切片图是否相对于初始位置已经旋转360度：若否，则返回上述步骤；步骤S5，获取取值最小的灰度比较值，并对第二切片图进行调整。上述技术方案的有益效果是：医学图像的匹配速度快、精度高，并且无需人工调整角度，便于医生做病例分析，提高医生的工作效率。

Description

一种医学图像调整方法及数字病理切片浏览系统

技术领域

本发明涉及医学图像处理技术领域，尤其涉及一种医学图像调整方法及数字病理切片浏览系统。

背景技术

在临床医学诊断中，经常会有在同一块组织上切薄片并使用不同的染色剂染色的情况出现，如此做成的若干个切片图中的组织位置和角度都可能有所不同，而医生在浏览切片图时经常需要比较多幅相同组织的切片图像，在相同位置处比较图像信息从而得到比较准确的诊断结果。现有常用的做法是在数字切片浏览的相关软件内添加一个单幅图像角度旋转的功能，并人为地使用该功能，以通过肉眼查看和调整的方式将多张切片图像调整成一致的位置。上述方法费时费力，并且人工调整存在调整速度较慢、调整精度不高等问题，从而影响到后续的诊断结果，降低了医生的工作效率。

发明内容

根据现有技术中存在的上述问题，现提供一种医学图像调整方法及数字病理切片浏览系统的技术方案，旨在实现数字病理切片自动旋转匹配的目的，使得匹配速度快、精度高，并且无需人工调整角度，便于医生做病例分析，提高医生的工作效率。

上述技术方案具体包括：

一种医学图像调整方法，应用于数字病理切片的图像调整过程中；其中，对应同一个人体组织进行切片以形成两张不同的所述数字病理切片并计为第一切片图和第二切片图；

所述第一切片图位于以所述第一切片图的一个端点为原点位置的第一XOY坐标轴中，以及

所述第二切片图位于以所述第二切片图的一个端点为原点位置的第二XOY坐标轴中；

所述医学图像校正方法具体包括：

步骤S1，扩大所述第一切片图的外轮廓尺寸，并以空白背景填充所述第一切片图中被扩充的部分；

步骤S2，将所述第二切片图中与所述第二XOY坐标轴的所述原点位置重合的所述端点和所述第一切片图中的一预设旋转点对齐；

步骤S3，于所述第一切片图上处理得到预设的第一判断点的灰度值，以及于所述第二切片图上处理得到于对应于所述第一判断点的第二判断点的灰度值，随后处理得到所述第一切片图与所述第二切片图在当前的位置关系下的灰度比较值；

步骤S4，将所述第二切片图以与所述第二XOY坐标轴的所述原点位置重合的所述端点为轴心顺时针旋转一预设角度，随后判断所述第二切片图是否相对于初始位置已经旋转360度：

若否，则返回所述步骤S3；

步骤S5，获取取值最小的所述灰度比较值，并根据被获取的所述灰度比较值对应的所述第一切片图和所述第二切片图之间的所述位置关系对所述第二切片图进行调整。

优选的，该医学图像调整方法，其中，所述步骤S1中，将所述第一切片图扩大至宽和高均为A的图像，并以空白背景填充所述第一切片图中被扩充的部分；

其中，

W₁用于表示所述第一切片图的宽度；

H₁用于表示所述第一切片图的高度。

优选的，该医学图像调整方法，其中，所述步骤S2中，所述预设旋转点的坐标(m,n)的取值范围满足下述范围关系：

0≤m＜W₁-W₂；

0≤n＜H₁-H₂；

其中，

m用于表示所述预设旋转点在所述第一XOY坐标轴中的X轴坐标；

n用于表示所述预设旋转点在所述第一XOY坐标轴中的Y轴坐标；

W₁用于表示所述第一切片图的宽度；

H₁用于表示所述第一切片图的高度

W₂用于表示所述第二切片图的宽度；

H₂用于表示所述第二切片图的高度。

优选的，该医学图像调整方法，其中，所述步骤S3中，预设的所述第一判断点的坐标具有一预设的取值范围；

则所述步骤S3具体包括：

步骤S31，于所述第一切片图上处理得到预设的第一判断点的灰度值并计为第一灰度值；

步骤S32，于所述第二切片图上处理得到对应于所述第一判断点的所述第二判断点的灰度值并计为第二灰度值；

步骤S33，根据所述第一灰度值和所述第二灰度值，处理得到相应的灰度比较值；

步骤S34，判断所述取值范围内是否存在未经过处理的所述第一判断点：

若存在，则转向未经过处理的所述第一判断点，并返回所述步骤S1；

步骤S35，获取取值最小的所述灰度比较值，并计为所述第一切片图与所述第二切片图在当前的位置关系下的所述灰度比较值。

优选的，该医学图像调整方法，其中，所述步骤S33中，依照下述公式处理得到所述灰度比较值：

其中，

S(m,n)用于表示所述灰度比较值；

(m,n)用于表示所述预设旋转点的坐标值，m为所述预设旋转点在所述第一XOY坐标轴中的X轴坐标，n为所述预设旋转点在所述第一XOY坐标轴中的Y轴坐标；

(i,j)用于表示所述第二判断点的坐标值，i为所述第二判断点在所述第二XOY坐标轴中的X轴坐标，j为所述第二判断点在所述第二XOY坐标轴中的Y轴坐标；

W₂用于表示所述第二切片图的宽度；

H₂用于表示所述第二切片图的高度。

P₁用于表示所述第一灰度值；

P₂用于表示所述第二灰度值。

优选的，该医学图像调整方法，其中，所述步骤S35中，在获取取值最小的所述灰度比较值，并计为所述第一切片图与所述第二切片图在当前的位置关系下的所述灰度比较值后，记录所述第二切片图于所述当前的位置关系下相对于初始位置的旋转角度。

优选的，该医学图像调整方法，其中，所述步骤S5 中，对所述第二切片图进行调整的方法具体包括：

依照被获取的取值最小的所述灰度比较值所对应的所述旋转角度对所述第二切片图进行旋转。

优选的，该医学图像调整方法，其中，所述步骤S5中，所述预设角度为1度。

一种数字病理切片浏览系统，其中，采用上述的医学图像调整方法。

上述技术方案的有益效果是：提供一种医学图像调整方法，能够实现数字病理切片自动旋转匹配的目的，使得匹配速度快、精度高，并且无需人工调整角度，便于医生做病例分析，提高医生的工作效率。

附图说明

图1是本发明的较佳的实施例中，一种医学图像调整方法的总体流程示意图；

图2是本发明的较佳的实施例中，于图1的基础上，处理得到灰度比较值的流程示意图；

图3-5是本发明的较佳的实施例中，对切片图进行旋转调整的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

基于现有技术中存在的上述问题，现提供一种医学图像调整方法，该方法适用于医学图像的图像调整过程中，尤其适用于数字病理切片的图像调整过程中。本发明的较佳的实施例中，对应同一个人体组织进行切片以形成两张不同的数字病理切片并计为第一切片图和第二切片图。上述第一切片图和第二切片图为根据同一个人体组织进行切片形成的采用不同染色剂染色的切片图。

本发明的较佳的实施例中，上述第一切片图位于以第一切片图的一个端点为原点位置的第一XOY坐标轴中，以及

上述第二切片图位于以第二切片图的一个端点为原点位置的第二XOY坐标轴中；

则本发明的较佳的实施例中，上述医学图像调整方法的具体步骤如图1所示，包括：

步骤S1，扩大第一切片图的外轮廓尺寸，并以空白背景填充第一切片图中被扩充的部分；

步骤S2，将第二切片图中与第二XOY坐标轴的原点位置重合的端点和第一切片图中的一预设旋转点对齐；

步骤S3，于第一切片图上处理得到预设的第一判断点的灰度值，以及于第二切片图上处理得到于对应于第一判断点的第二判断点的灰度值，随后处理得到第一切片图与第二切片图在当前的位置关系下的灰度比较值；

步骤S4，将第二切片图以与第二XOY坐标轴的原点位置重合的端点为轴心顺时针旋转一预设角度，随后判断第二切片图是否相对于初始位置已经旋转360度：

若否，则返回步骤S3；

步骤S5，获取取值最小的灰度比较值，并根据被获取的灰度比较值对应的第一切片图和第二切片图之间的位置关系对第二切片图进行调整。

具体地，本实施例中，上述步骤S1中，首先扩大上述第一切片图的外轮廓，并在扩大部分以空白背景填充。例如，初始的第一切片图T1如图3所示，扩大后的第一切片图T1`如图4所示，扩大的仅为第一切片图T1的外轮廓，并非扩大整个第一切片图T1，因此在扩大后的第一切片图T1`中，其主体部分(初始的第一切片图T1的部分)并未被扩大，因此第一切片图T1`中，其切片组织并未被拉伸变形，随后在被扩大的部分以空白背景填充，以形成如图4中所示的经过扩大的第一切片图T1`。

上述步骤S2中，在扩充第一切片图后，将第二切片图中与第二XOY坐标轴的原点位置重合的端点和扩充后的第一切片图中的一预设旋转点对齐。具体地，第二切片图中与第二XOY坐标轴的原点位置重合的端点即在第二XOY坐标轴中的坐标为(0,0)的端点，将其与扩充后的第一切片图中的预设旋转点对齐。对齐后无需关心第一切片图与第二切片图当前的位置关系，即无需关心第一切片图与第二切片图之间的夹角度数。随后执行下述步骤S3。

本实施例中，上述步骤S3中，处理得到扩充后的第一切片图上的一预设的第一判断点的灰度值，以及处理得到上述第二切片图上的对应于第一判断点的第二判断点的灰度值。具体地，所谓第二判断点对应于第一判断点是指：当第二切片图的端点与第一切片图的预设旋转点对齐时，第二切片图与与第一切片图重叠，第二判断点即为与第一判断点位置重合的点。例如在第一切片图中的第一判断点在第一XOY坐标轴下的坐标为(i+m,j+n)，则第二切片图中的第二判断点在第二XOY坐标轴下的坐标就为(i,j)，则第二判断点在位置上与第一判断点重合，随后分别计算得到第一判断点和第二判断点上的灰度值，并进而计算得到当前位置下的灰度比较值。

本实施例中，上述步骤S4中，每次都将第二切片图以与第二XOY坐标轴的原点位置重合的端点为轴心顺时针旋转一预设角度，随后判断该第二切片图是否已经旋转了360度，若否则返回上述步骤S3继续进行判断；若是则转向步骤S5。本发明的一个较佳的实施例中，上述步骤S4中的预设角度可以为1度，即将第二切片图每旋转1度就返回步骤S3进行判断，直到顺时针旋转360度为止。

本实施例中，上述步骤S5中，在第二切片图顺时针旋转360度之后，获取旋转每预设角度(例如旋转每1度)后处理得到的对应的灰度比较值，随后提取所有灰度比较值中取值最小的一个，并根据该被提取的灰度比较值所对应的第一切片图和第二切片图之间的位置关系对第二切片图进行调整。具体地，根据上述被提取的灰度比较值对应的第二切片图旋转的角度以及第二切片图的初始位置获取第二切片图的调整方案并对第二切片图进行调整，上述初始位置是指第二切片图的端点未与第一切片图的预设旋转点重合时的位置，也即第二切片图与第一切片图放置方向相同时的位置(具体参照图3和图5)。例如被提取的灰度比较值对应的第二切片图旋转的角度为180度，则调整方案为在第二切片图的初始位置的基础上将其顺时针旋转180度。

本发明的较佳的实施例中，步骤S1中，将第一切片图扩大至宽和高均为A的图像，并以空白背景填充第一切片图中被扩充的部分；

其中，

W₁用于表示第一切片图的宽度；

H₁用于表示第一切片图的高度。

具体地，本实施例中，上述第一切片图和第二切片图之间的尺寸可能并不一致，这里用W₁表示第一切片图的宽度，以及用H₁表示第一切片图的高度；相应地，用W₂表示第二切片图的宽度，以及用H₂表示第二切片图的高度，上述设定在下文中仍然适用。

则上述步骤S1中，将第一切片图扩充至宽和高均为A的矩形图，A的取值根据上述公式(1)处理得到，并且在被扩充的部分以空白背景填充。具体地，如图3所示为扩充前的第一切片图T1，如图4所示为扩充后的第一切片图T1`。

本发明的较佳的实施例中，上述步骤S2中，预设旋转点的坐标(m,n)的取值范围满足下述范围关系：

0≤m＜W₁-W₂； (2)

0≤n＜H₁-H₂； (3)

其中，

m用于表示预设旋转点在第一XOY坐标轴中的X轴坐标；

n用于表示预设旋转点在第一XOY坐标轴中的Y轴坐标。

W₂用于表示上述第二切片图的宽度，以及H₂用于表示上述第二切片图的高度。

本发明的较佳的实施例中，上述步骤S3中，预设的第一判断点的坐标具有一预设的取值范围；

则上述步骤S3具体如图2所示，包括：

步骤S31，于第一切片图上处理得到预设的第一判断点的灰度值并计为第一灰度值；

步骤S32，于第二切片图上处理得到对应于第一判断点的第二判断点的灰度值并计为第二灰度值；

步骤S33，根据第一灰度值和第二灰度值，处理得到相应的灰度比较值；

步骤S34，判断取值范围内是否存在未经过处理的第一判断点：

若存在，则转向未经过处理的第一判断点，并返回步骤S1；

步骤S35，获取取值最小的灰度比较值，并计为第一切片图与第二切片图在当前的位置关系下的灰度比较值。

具体地，本实施例中，上述第一判断点可以被表示为P₁(i+m,j+n)，第二判断点可以被表示为P₂(i,j)。则：

0≤i＜W₂； (4)

0≤j＜H₂； (5)

再结合上述公式(2)和(3)可以得知：

上述第二判断点的取值范围为(0,0)至(W₁,H₁)。

换言之，需要保证上述第一判断点位于上述第一切片图T1的范围内，以及上述第二判断点位于上述第二切片图T2(如图5所示)的范围内，并且上述第一判断点和第二判断点的位置相对应。

随后，本实施例中，对于一个选定的第一判断点以及对应的第二判断点，分别获取其灰度值。对于第一判断点的灰度值计为第一灰度值，以及对于第二判断点的灰度值计为第二灰度值，随后根据上述第一灰度值和第二灰度值处理得到当前选定的第一判断点和第二判断点之间的灰度比较值。处理得到灰度比较值的公式如下：

其中，S(m,n)用于表示P₁(i+m,j+n)和P₂(m,n)之间的灰度比较值。

随后，循环对取值范围内的第一判断点以及对应的第二判断点进行灰度比较值的处理，并取得到的所有灰度比较值中取值最小的那个作为最终在当前位置关系下的灰度比较值S(m,n)。本发明的较佳的实施例中，上述第一切片图与第二切片图的位置关系可以由第二切片图以与第一切片图重合的端点进行顺时针旋转的旋转角度来表示，因此上述灰度比较值S(m,n)也可以表示为S(ag)，其中ag表示第二切片图当前的旋转角度。

因此，本发明的较佳的实施例中，第二切片图每旋转一预设角度，就处理得到该旋转角度状态下的灰度比较值。例如当第二切片图顺时针旋转到30度时，则计算得到灰度比较值S(30°)，当第二切片图顺时针旋转到60度时，则计算得到灰度比较值S(60°)，以此类推。即在上述步骤S35中，在获取取值最小的所述灰度比较值，并计为所述第一切片图与所述第二切片图在当前的位置关系下的所述灰度比较值后，记录所述第二切片图于所述当前的位置关系下相对于初始位置的旋转角度。

本发明的较佳的实施例中，上述步骤S5 中，对第二切片图进行调整的方法具体包括：

依照被获取的取值最小的灰度比较值所对应的旋转角度对第二切片图进行旋转。

例如，经过上述计算发现当第二切片图顺时针旋转至180度时，其对应的灰度比较值最小，则最终进行调整的方案是将第二切片图顺时针旋转至180度。

则本发明的一个较佳的实施例中，参照图3-5，应用上述医学图像调整方法进行的一次图像调整过程具体为：

初始的第一切片图T1如图3所示，第二切片图T2如图5所示。

随后将第一切片图T1扩充至如图4所示的扩充后的第一切片图T1`，并将第二切片图T2的端点(0,0)与第一切片图T1`的预设旋转点(m,n)重合。该重合结果在图中未示出。

随后将第二切片图T2依照其端点(0,0)顺时针旋转，每旋转1度就计算得到当前位置关系下第一切片图T1`与第二切片图T2之间的灰度比较值S(ag)，直至第二切片图T2旋转360度，即计算得到360个灰度比较值S(ag)。

最后，获取灰度比较值的最小值。根据上述图5所示，在本实施例中，灰度比较值的最小值应当为S(180°)，即当第二切片图T2顺时针旋转180度时其灰度比较值最小，则将180度作为第二切片图T2应当被调整的角度，即在最终对第二切片图T2进行调整时将其旋转180度。

本发明的较佳的实施例中，还提供一种数字病理切片浏览系统，采用上文中所述的医学图像调整方法。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种医学图像调整方法，应用于数字病理切片的图像调整过程中；其特征在于，对应同一个人体组织进行切片以形成两张不同的所述数字病理切片并计为第一切片图和第二切片图；

所述第一切片图位于以所述第一切片图的一个端点为原点位置的第一XOY坐标轴中，以及

所述第二切片图位于以所述第二切片图的一个端点为原点位置的第二XOY坐标轴中；

所述医学图像校正方法具体包括：

步骤S1，扩大所述第一切片图的外轮廓尺寸，并以空白背景填充所述第一切片图中被扩充的部分；

步骤S2，将所述第二切片图中与所述第二XOY坐标轴的所述原点位置重合的所述端点和所述第一切片图中的一预设旋转点对齐；

步骤S3，于所述第一切片图上处理得到预设的第一判断点的灰度值，以及于所述第二切片图上处理得到于对应于所述第一判断点的第二判断点的灰度值，随后处理得到所述第一切片图与所述第二切片图在当前的位置关系下的灰度比较值；

所述对应于所述第一判断点的第二判断点是指：当所述第二切片图的端点与所述第一切片图的预设旋转点对齐时，所述第二切片图与所述第一切片图重叠，所述第二判断点即为与所述第一判断点位置重合的点；

步骤S4，将所述第二切片图以与所述第二XOY坐标轴的所述原点位置重合的所述端点为轴心顺时针旋转一预设角度，随后判断所述第二切片图是否相对于初始位置已经旋转360度：

若否，则返回所述步骤S3；

步骤S5，获取取值最小的所述灰度比较值，并根据被获取的所述灰度比较值对应的所述第一切片图和所述第二切片图之间的所述位置关系对所述第二切片图进行调整。

2.如权利要求1所述的医学图像调整方法，其特征在于，所述步骤S1中，将所述第一切片图扩大至宽和高均为A的图像，并以空白背景填充所述第一切片图中被扩充的部分；

其中，

W₁用于表示所述第一切片图的宽度；

H₁用于表示所述第一切片图的高度。

3.如权利要求1所述的医学图像调整方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述预设旋转点的坐标(m,n)的取值范围满足下述范围关系：

0≤m＜W₁-W₂；

0≤n＜H₁-H₂；

其中，

m用于表示所述预设旋转点在所述第一XOY坐标轴中的X轴坐标；

n用于表示所述预设旋转点在所述第一XOY坐标轴中的Y轴坐标；

W₁用于表示所述第一切片图的宽度；

H₁用于表示所述第一切片图的高度

W₂用于表示所述第二切片图的宽度；

H₂用于表示所述第二切片图的高度。

4.如权利要求1所述的医学图像调整方法，其特征在于，所述步骤S3中，预设的所述第一判断点的坐标具有一预设的取值范围；

则所述步骤S3具体包括：

步骤S31，于所述第一切片图上处理得到预设的第一判断点的灰度值并计为第一灰度值；

步骤S32，于所述第二切片图上处理得到对应于所述第一判断点的所述第二判断点的灰度值并计为第二灰度值；

步骤S33，根据所述第一灰度值和所述第二灰度值，处理得到相应的灰度比较值；

步骤S34，判断所述取值范围内是否存在未经过处理的所述第一判断点：

若存在，则转向未经过处理的所述第一判断点，并返回所述步骤S1；

步骤S35，获取取值最小的所述灰度比较值，并计为所述第一切片图与所述第二切片图在当前的位置关系下的所述灰度比较值。

5.如权利要求4所述的医学图像调整方法，其特征在于，所述步骤S33中，依照下述公式处理得到所述灰度比较值：

其中，

S(m,n)用于表示所述灰度比较值；

(m,n)用于表示所述预设旋转点的坐标值，m为所述预设旋转点在所述第一XOY坐标轴中的X轴坐标，n为所述预设旋转点在所述第一XOY坐标轴中的Y轴坐标；

(i,j)用于表示所述第二判断点的坐标值，i为所述第二判断点在所述第二XOY坐标轴中的X轴坐标，j为所述第二判断点在所述第二XOY坐标轴中的Y轴坐标；

W₂用于表示所述第二切片图的宽度；

H₂用于表示所述第二切片图的高度；

P₁(i+m)用于表示所述第一灰度值；

P₂(j+n)用于表示所述第二灰度值。

6.如权利要求4所述的医学图像调整方法，其特征在于，所述步骤S35中，在获取取值最小的所述灰度比较值，并计为所述第一切片图与所述第二切片图在当前的位置关系下的所述灰度比较值后，记录所述第二切片图于所述当前的位置关系下相对于初始位置的旋转角度。

7.如权利要求6所述的医学图像调整方法，其特征在于，所述步骤S5中，对所述第二切片图进行调整的方法具体包括：

依照被获取的取值最小的所述灰度比较值所对应的所述旋转角度对所述第二切片图进行旋转。

8.如权利要求1所述的医学图像调整方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述预设角度为1度。

9.一种数字病理切片浏览系统，其特征在于，采用如权利要求1-8所述的医学图像调整方法。

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