CN107479961A - 基于计算机多线程多核显微镜细胞图像快速扫描处理方法 - Google Patents

Abstract

面向医学图像的基于计算机多线程多核显微镜细胞图像快速扫描处理方法，涉及医学图像处理方法，是一种把多线程多核思想及编程方法应用于医学图像的图像处理优化方法，在支持多线程多核技术的处理器上，利用处理器上的硬件资源用软件进行多线程多核编程。首先将需要处理的医学图像以帧的形式存入多线程队列中，再对多线程队列进行并行处理，直到所有线程处理完成之后，最后将处理结果进行汇总后输出。整个多线程多核扫描可以提高图像处理的效率，达到快速扫描的目的。

Description

基于计算机多线程多核显微镜细胞图像快速扫描处理方法

技术领域

本发明设计图像处理技术领域，具体涉及一种基于计算机多线程多核显微镜细胞图像快速扫描处理方法。

技术背景

目前，显微镜细胞图像扫描分析技术作为医学图像的重要组成部分，在临床检验中发挥着重要的作用，它通过图像分割、特征提取和识别对样本进行分析，使得临床医生能对病人的疾病做出正确的诊断，并为观察疗效、推测预后以及疾病的预防等提供价值信息。随着图像处理技术的发展和人们对医疗健康的日益关注，希望医学图像处理的运行时间降低。多核多线程技术的出现，为加速医学图像处理提供了可能。

多核，及多微处理核心，是将两个或更多的独立处理器封装在一个集成电路(IC)芯片中的一种方案。一般来说，多核微处理器允许一个计算设备，在不需要将多个处理器核心分别进行独立的物理封装情况下，可以执行某些形式的线程级并行处理(Thread-LevelParallelism，TLP)。这种形式的TLP，通常被认为是芯片级别的多处理(Chip-levelMultiProcessing，CMP)。

而现有的显微镜细胞图像扫描分析技术采用的是串行处理方式。图像采集后单线程写入硬盘生成硬文件，在图像识别方面采用单线程识别处理，在处理速度以及处理方法方面不理想。充分利用我们可用的计算机，设计多核多线程并发处理方法，提高提高显微镜喜报图像扫描与处理速度显得尤为重要。

发明内容

针对上述的问题，本发明提出了一种基于计算机多线程多核显微镜细胞图像快速扫描处理方法，加快了细胞图像扫描速度和处理速度。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于计算机多线程多核显微镜细胞图像快读扫描处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：设计帧缓存二维队列，一维为队列个数，另一维为队列长度，队列个数根据电脑的实际硬件配置要求进行动态设计，队列的长度根据需要动态设计，以帧图像分辨率为单位；

步骤2：创建4个线程，线程1、线程2、线程3执行图形识别处理任务，线程4执行图像写入硬盘任务；

步骤3：主线程进行CCD图像传感器采集图像数据操作，图像数据暂存内存中；

步骤4：对于创建的三个执行图像数据识别任务的线程，开始先将图像数据依次存入线程1、线程2、线程3所负责的队列，当三个队列内均有未处理的图像数据时，将后续的图像数据存入剩余空间最大的那个队列中；

步骤5：这里创建一个判断机制，来判断队列剩余空间的大小，并使用一个调度进程来进行线程1、线程2、线程3之间的优先选择，图像数据写入识别队列的同时执行写入内存队列的操作；

步骤6：对图像数据进行写硬盘操作；

步骤7：保存线程处理结果数据于父进程中，待所有进程结束之后在进行汇总。

本发明的技术方案相对于现有技术，取得的有益效果是：图像数据采集完成后，采用多线程多核并行处理技术进行识别，大大提高了执行效率。

附图说明

图1为传统的显微镜图像扫描及处理方法。

图2为本发明的显微镜图像快读扫描及处理方法。

图3为判断队列剩余空间。

图4为单核处理器的芯片结构图。

图5为多核处理器的芯片结构图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-5所示，本发明一种基于计算机多线程多核显微镜细胞图像快读扫描处理方法，包括以下步骤：

设计帧缓存二维队列，一维为队列个数，另一维为队列长度。队列个数根据电脑的实际硬件配置要求进行动态设计，队列的长度根据需要动态设计，以帧图像分辨率为单位。

创建4个线程，线程1、线程2、线程3执行图形识别处理任务，线程4执行图像写入硬盘任务。

主线程进行CCD图像传感器采集图像数据操作，图像数据暂存内存中。

对于创建的三个执行图像数据识别任务的线程，开始先将图像数据依次存入线程1、线程2、线程3所负责的队列，当三个队列内均有未处理的图像数据时，我们会将后续的图像数据存入剩余空间最大的那个队列中。

这里创建一个判断机制，来判断队列剩余空间的大小，并使用一个调度进程来进行线程1、线程2、线程3之间的优先选择，图像数据写入识别队列的同时执行写入内存队列的操作。

每个队列设置一个头指针，并且设置一个初始值为0的变量count，写一个while循环，将每个队列的头指针向队尾移动，每移动一次count++，最后实时比较三个队列的count值大小，将后续采集图像数据存入count值小的队列。

保存线程处理结果数据于父进程中，待所有进程结束之后在进行汇总。

对于图像写入硬盘的操作，为了充分发挥多块磁盘的效率，不使用传统的RAID方式。采用的做法是每块磁盘单独mount，通过程序来控制对多块磁盘进行并发读写。采用单盘mount，文件的备份和冗余可以通过多台机器实现。

Claims (1)

1.一种基于计算机多线程多核显微镜细胞图像快读扫描处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：设计帧缓存二维队列，一维为队列个数，另一维为队列长度，队列个数根据电脑的实际硬件配置要求进行动态设计，队列的长度根据需要动态设计，以帧图像分辨率为单位；

步骤2：创建4个线程，线程1、线程2、线程3执行图形识别处理任务，线程4执行图像写入硬盘任务；

步骤3：主线程进行CCD图像传感器采集图像数据操作，图像数据暂存内存中；

步骤4：对于创建的三个执行图像数据识别任务的线程，开始先将图像数据依次存入线程1、线程2、线程3所负责的队列，当三个队列内均有未处理的图像数据时，将后续的图像数据存入剩余空间最大的那个队列中；

步骤5：这里创建一个判断机制，来判断队列剩余空间的大小，并使用一个调度进程来进行线程1、线程2、线程3之间的优先选择，图像数据写入识别队列的同时执行写入内存队列的操作；

步骤6：对图像数据进行写硬盘操作；

步骤7：保存线程处理结果数据于父进程中，待所有进程结束之后在进行汇总。