CN114998223A - 组织切片的扫描图像处理方法、装置及存储介质 - Google Patents

组织切片的扫描图像处理方法、装置及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种组织切片的扫描图像处理方法、装置及存储介质。其中，组织切片的扫描图像处理方法，包括：获取组织切片的扫描图像，其中，所述组织切片为染色切片；基于所述扫描图像的颜色差异，从所述扫描图像中分割出器官或器官内部组织的目标区域；基于所述目标区域裁切所述扫描图像，得到目标图像，其中，所述目标区域位于所述目标图像中；对所述目标图像进行压缩存储。本申请实施例，通过图像识别提取目标组织后对图像进行压缩处理，在保持同等有效信息量的同时得到一个体积更小的数字切片的扫描图像，从而，达到节约存储成本的目的，而且可以有效提高数字切片扫描图像的读取速度。

Description

组织切片的扫描图像处理方法、装置及存储介质
技术领域
本申请涉及医学研究技术领域，尤其涉及一种组织切片的扫描图像处理方法、装置及存储介质。
背景技术
生物的组织切片如病理切片可以帮助研究分析病理。病理切片可通过切片扫描仪数字化后得到全切片病理图像WSI(Whole Slide Image)，其中，全切片病理图像WSI占用空间较大，通过切片扫描仪将病理切片数字化后得到的SVS格式文件，其属于单文件金字塔平铺TIFF(Tag Image File Format)格式的文件，文件中的第一个图像始终是基线图像(全分辨率)。此图像由多个子图平铺而成，子图的大小通常为240x240像素。第二张图片始终是缩略图，通常尺寸约为1024x768像素。与其他切片图像不同，缩略图图像总是被剥离。在缩略图之后可能有一个或多个中间“金字塔”图像。SVS使用33003或33005压缩类型。使用这种压缩的图像需要解码为JPEG 2000码流。
现有技术中，SVS对切片扫描仪扫描到的图像信息直接使用jpeg压缩技术进行压缩存储，实际有效的区域或关心的区域只占了较小比重，造成大量存储资源浪费，且在实际读取时常由于文件过大造成读取缓慢。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种组织切片的扫描图像处理方法、装置及存储介质，可以通过图像识别提取目标组织后对图像进行压缩处理，在保持同等有效信息量的同时得到一个体积更小的数字切片的扫描图像，从而，达到节约存储成本的目的，而且可以有效提高数字切片扫描图像的读取速度。
第一方面，本申请实施例提供了一种组织切片的扫描图像处理方法，包括：获取组织切片的扫描图像，其中，所述组织切片为染色切片；基于所述扫描图像的颜色差异，从所述扫描图像中分割出器官或器官内部组织的目标区域；基于所述目标区域裁切所述扫描图像，得到目标图像，其中，所述目标区域位于所述目标图像中；对所述目标图像进行压缩存储。
在一些示例中，在基于所述扫描图像的颜色差异，从所述扫描图像中分割出器官或器官内部组织的目标区域之前，还包括：对所述扫描图像进行颜色归一化处理，以矫正所述扫描图像中各染色组织的颜色。
在一些示例中，所述基于所述扫描图像的颜色差异，从所述扫描图像中分割出器官或器官内部组织的目标区域，包括：基于HSV颜色空间对所述扫描图像进行图像分割，以分割出所述器官或器官内部组织的目标区域。
在一些示例中，所述基于所述目标区域裁切所述扫描图像，得到目标图像，包括：根据所述目标区域得到裁切范围；根据所述裁切范围裁切所述扫描图像，得到目标图像。
在一些示例中，所述根据所述目标区域得到裁切范围，包括：获得所述目标区域的最小外接矩形；根据所述最小外接矩形确定出所述裁切范围。
在一些示例中，所述对所述目标图像进行压缩存储，包括：对所述目标图像进行下采样缩放，以获取图像金字塔的各个层级图像；使用目标位图格式文件对所述图像金字塔的各个层级图像进行压缩后保存。
在一些示例中，所述组织切片的染色方式为HE染色、嗜银染色、巴氏染色、瑞特—吉姆萨染色中的至少一种。
第二方面，本申请实施例提供一种组织切片的扫描图像处理装置，包括：获取模块，用于获取组织切片的扫描图像，其中，所述组织切片为染色切片；分割模块，用于基于所述扫描图像的颜色差异，从所述扫描图像中分割出器官或器官内部组织的目标区域；裁切模块，用于基于所述目标区域裁切所述扫描图像，得到目标图像，其中，所述目标区域位于所述目标图像中；压缩存储模块，用于对所述目标图像进行压缩存储。
第三方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序用于实现如上第一方面所述的组织切片的扫描图像处理方法。
第四方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，其上存储有计算机程序，该计算机程序用于实现如上第一方面所述的组织切片的扫描图像处理方法。
本申请实施例提供的组织切片的扫描图像处理方法、装置及存储介质，首先根据组织切片的扫描图像的颜色差异，从扫描图像中分割出器官或器官内部组织的目标区域，然后，根据目标区域裁切扫描图像，得到目标图像，最后对目标图像进行压缩存储，即：通过图像识别提取目标组织后对图像进行压缩处理，在保持同等有效信息量的同时得到一个体积更小的数字切片的扫描图像，从而，达到节约存储成本的目的，而且可以有效提高数字切片扫描图像的读取速度。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本申请实施例的组织切片的扫描图像处理方法的流程图；
图2为大鼠骨髓组织切片的扫描图像中的有效部分的示意图；
图3为大鼠骨髓组织切片的扫描图像中的有效部分的掩膜示意图；
图4为大鼠骨髓组织切片的扫描图像的示意图；
图5为大鼠骨髓组织切片的扫描图像的压缩示意图；
图6为本申请实施例的组织切片的扫描图像处理装置的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关公开，而非对该公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与公开相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
以下结合附图描述根据本发明实施例的组织切片的扫描图像处理方法、装置及存储介质。
图1是本申请一个实施例的组织切片的扫描图像处理方法的流程图，如图1所示，根据本申请实一个实施例的组织切片的扫描图像处理方法，包括如下步骤：
S101：获取组织切片的扫描图像，其中，组织切片为染色切片。
其中，组织切片为由生物的组织细胞构成的切片，通常用来病理的诊断，例如病例切片，即：取一定大小的生物的病变组织，用病理组织学方法制成病理切片，这样，用显微镜进一步检查病变，病变的发生发展过程，最后给出病理诊断。其中，为了更好地观察病理切片，通常进行染色，即：将病变组织包埋在石蜡块里，用切片机切成薄片，再用如苏木精－伊红(HE，Hematoxylin-Eosin)染色，由于苏木素能染细胞核成蓝色，伊红能染细胞浆成红色。因此，在染色后，组织结构更容易观察，便于判断一些组织病变和损伤。
可以理解的是，对于切片染色，还可以采用其它方式，例如：还可以是嗜银染色、巴氏染色、瑞特—吉姆萨染色等，也就是说，本发明实施例中，组织切片的染色方式包括但不限于HE染色、嗜银染色、巴氏染色、瑞特—吉姆萨染色中的至少一种，可以根据需要选择。
在本发明的一个实施例中，组织切片的扫描图像通常指全切片病理图像WSI(Whole Slide Image)，一般是指通过切片扫描仪扫描组织切片后，将病理切片数字化得到的文件。WSI具有多层级图像金字塔结构，切片的不同放大倍率图片保存在不同层级中。
S102：基于组织切片的扫描图像的颜色差异，从组织切片的扫描图像中分割出器官或器官内部组织的目标区域。即：由于组织切片是染色的，不同的细胞组织具有不同的颜色，因此，可以根据不同的颜色区分出不同的器官或器官内部组织的目标区域，例如：将一些对病理研究有意义的细胞组织称为有效部分，因此，可以将有效部分作为器官或器官内部组织的目标区域而分割出来。
如图2所示，为大鼠骨髓的病理切片的扫描图像的示意图，从图2中可以看出，D1表示对病理研究有意义的有效部分，即：骨髓腔内器官或器官内部组织的目标区域。
在具体示例中，基于组织切片的扫描图像的颜色差异，从组织切片的扫描图像中分割出器官或器官内部组织的目标区域，包括：基于HSV(Hue,Saturation,Value)颜色空间对扫描图像进行图像分割，以分割出器官或器官内部组织的目标区域。如图3所示，为对图2所示的大鼠骨髓的病理切片的扫描图像进行器官或器官内部组织的目标区域分割后得到的有效部分的掩膜示意图。换言之，可以通过HSV色彩阈值分割技术得到骨髓腔内组织区域掩膜。
为了提升分割得到的有效部分的准确性，本发明的示例中，在从组织切片的扫描图像中分割出器官或器官内部组织的目标区域之前，可以对所述扫描图像进行颜色归一化处理，以矫正所述扫描图像中各染色组织的颜色。即：使用染色归一化技术将染色的组织切片的扫描图像的颜色校正到最佳状态，这样，使得有效部分的颜色与其余部分的颜色差异更为明显，从而，可以有效提升分割得到的器官或器官内部组织的目标区域的准确性。
S103：基于目标区域裁切扫描图像，得到目标图像，其中，目标区域位于目标图像中。
在从扫描图像中得到有效部分对应的目标区域之后，可以根据该目标区域的大小，对扫描图像进行裁切，保留有效部分，而将一些对诊断没有帮助的无效区域裁切掉，得到一个较小的图像即目标图像。也就是说，在完成目标区域搜索后，以目标区域的大小为依据对组织切片的扫描图像进行裁切，从而可以减少无效区域的空间占比。
在具体示例中，基于目标区域裁切扫描图像，得到目标图像，包括：根据目标区域得到裁切范围；根据裁切范围裁切扫描图像，得到目标图像。
该示例中，根据目标区域得到裁切范围，包括：获得目标区域的最小外接矩形；根据最小外接矩形确定出裁切范围。
S104：对目标图像进行压缩存储。
具体来说，对目标图像进行压缩存储，包括：对目标图像进行下采样缩放，以获取图像金字塔的各个层级图像；使用目标位图格式文件对图像金字塔的各个层级图像进行压缩后保存。例如：通过对目标图像进行下采样缩放获取图像金字塔的各个层级，然后，使用TIFF文件对图像金字塔的各个层级图像进行压缩后保存。
其中，TIFF(Tag Image File Format)文件是一种灵活的位图格式，包含Tif及BigTiff格式等。BigTiff的文件头固定为8个字节(49 49 2B 00 08 00 00 00)，当读取文件时检测到这8个字节即可判定文件为BigTiff格式。
如图4和图5所示，其中，图4为大鼠骨髓HE染色组织切片的扫描图像的示意图；图5中上半部分为通过本发明实施例的组织切片的扫描图像处理方法对图4所示的大鼠骨髓HE染色组织切片的扫描图像进行裁切后得到的有效部分的示意图；图5下部的左侧部分为现有技术中对图4所示的大鼠骨髓HE染色组织切片的扫描图像进行保存后的示意图，图5下部的右侧部分为采用本发明实施例的方法对大鼠骨髓HE染色组织切片的扫描图像进行裁切后进行保存后的示意图，可以明显地看出，使用本发明实施例的方法，将该骨髓切片体积压缩至原来的1/3左右，且没有丢失感兴趣区域即有效部分的信息。
根据本发明实施例的组织切片的扫描图像处理方法，首先根据组织切片的扫描图像的颜色差异，从扫描图像中分割出器官或器官内部组织的目标区域，然后，根据目标区域裁切扫描图像，得到目标图像，最后对目标图像进行压缩存储，即：通过图像识别提取目标组织后对图像进行压缩处理，在保持同等有效信息量的同时得到一个体积更小的数字切片的扫描图像，从而，达到节约存储成本的目的，而且可以有效提高数字切片扫描图像的读取速度。
通过本发明实施例的方法，WSI可以有更小的体积，在相同大小存储空间中可以保存更多的WSI。
另一方面，如图6所示，为本申请实施例的一种组织切片的扫描图像处理装置的示意图，组织切片的扫描图像处理装置，包括：获取模块610、分割模块620、裁切模块630和压缩存储模块640，其中：
获取模块610，用于获取组织切片的扫描图像，其中，所述组织切片为染色切片；
分割模块620，用于基于所述扫描图像的颜色差异，从所述扫描图像中分割出器官或器官内部组织的目标区域；
裁切模块630，用于基于所述目标区域裁切所述扫描图像，得到目标图像，其中，所述目标区域位于所述目标图像中；
压缩存储模块640，用于对所述目标图像进行压缩存储。
根据本发明实施例的组织切片的扫描图像处理装置，首先根据组织切片的扫描图像的颜色差异，从扫描图像中分割出器官或器官内部组织的目标区域，然后，根据目标区域裁切扫描图像，得到目标图像，最后对目标图像进行压缩存储，即：通过图像识别提取目标组织后对图像进行压缩处理，在保持同等有效信息量的同时得到一个体积更小的数字切片的扫描图像，从而，达到节约存储成本的目的，而且可以有效提高数字切片扫描图像的读取速度。
在一些示例中，在基于所述扫描图像的颜色差异，从所述扫描图像中分割出器官或器官内部组织的目标区域之前，还包括：对所述扫描图像进行颜色归一化处理，以矫正所述扫描图像中各染色组织的颜色。
在一些示例中，所述基于所述扫描图像的颜色差异，从所述扫描图像中分割出器官或器官内部组织的目标区域，包括：基于HSV颜色空间对所述扫描图像进行图像分割，以分割出所述器官或器官内部组织的目标区域。
在一些示例中，所述基于所述目标区域裁切所述扫描图像，得到目标图像，包括：根据所述目标区域得到裁切范围；根据所述裁切范围裁切所述扫描图像，得到目标图像。
在一些示例中，所述根据所述目标区域得到裁切范围，包括：获得所述目标区域的最小外接矩形；根据所述最小外接矩形确定出所述裁切范围。
在一些示例中，所述对所述目标图像进行压缩存储，包括：对所述目标图像进行下采样缩放，以获取图像金字塔的各个层级图像；使用目标位图格式文件对所述图像金字塔的各个层级图像进行压缩后保存。
在一些示例中，所述组织切片的染色方式为HE染色、嗜银染色、巴氏染色、瑞特—吉姆萨染色中的至少一种。
需要说明的是，本申请实施例的组织切片的扫描图像处理装置的具体实现方式与本申请实施例的组织切片的扫描图像处理方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，此处不做赘述。
作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，当上述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本申请的组织切片的扫描图像处理方法：获取组织切片的扫描图像，其中，所述组织切片为染色切片；基于所述扫描图像的颜色差异，从所述扫描图像中分割出器官或器官内部组织的目标区域；基于所述目标区域裁切所述扫描图像，得到目标图像，其中，所述目标区域位于所述目标图像中；对所述目标图像进行压缩存储。
作为另一方面，本申请还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品存储有一个或者多个程序，当上述前述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本申请的组织切片的扫描图像处理方法：获取组织切片的扫描图像，其中，所述组织切片为染色切片；基于所述扫描图像的颜色差异，从所述扫描图像中分割出器官或器官内部组织的目标区域；基于所述目标区域裁切所述扫描图像，得到目标图像，其中，所述目标区域位于所述目标图像中；对所述目标图像进行压缩存储。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离前述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种组织切片的扫描图像处理方法，其特征在于，包括：
获取组织切片的扫描图像，其中，所述组织切片为染色切片；
基于所述扫描图像的颜色差异，从所述扫描图像中分割出器官或器官内部组织的目标区域；
基于所述目标区域裁切所述扫描图像，得到目标图像，其中，所述目标区域位于所述目标图像中；
对所述目标图像进行压缩存储。
2.根据权利要求1所述的组织切片的扫描图像处理方法，其特征在于，在基于所述扫描图像的颜色差异，从所述扫描图像中分割出器官或器官内部组织的目标区域之前，还包括：
对所述扫描图像进行颜色归一化处理，以矫正所述扫描图像中各染色组织的颜色。
3.根据权利要求1或2所述的组织切片的扫描图像处理方法，其特征在于，所述基于所述扫描图像的颜色差异，从所述扫描图像中分割出器官或器官内部组织的目标区域，包括：
基于HSV颜色空间对所述扫描图像进行图像分割，以分割出所述器官或器官内部组织的目标区域。
4.根据权利要求1所述的组织切片的扫描图像处理方法，其特征在于，所述基于所述目标区域裁切所述扫描图像，得到目标图像，包括：
根据所述目标区域得到裁切范围；
根据所述裁切范围裁切所述扫描图像，得到目标图像。
5.根据权利要求4所述的组织切片的扫描图像处理方法，其特征在于，所述根据所述目标区域得到裁切范围，包括：
获得所述目标区域的最小外接矩形；
根据所述最小外接矩形确定出所述裁切范围。
6.根据权利要求1所述的组织切片的扫描图像处理方法，其特征在于，所述对所述目标图像进行压缩存储，包括：
对所述目标图像进行下采样缩放，以获取图像金字塔的各个层级图像；
使用目标位图格式文件对所述图像金字塔的各个层级图像进行压缩后保存。
7.根据权利要求1所述的组织切片的扫描图像处理方法，其特征在于，所述组织切片的染色方式为HE染色、嗜银染色、巴氏染色、瑞特—吉姆萨染色中的至少一种。
8.一种组织切片的扫描图像处理装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取组织切片的扫描图像，其中，所述组织切片为染色切片；
分割模块，用于基于所述扫描图像的颜色差异，从所述扫描图像中分割出器官或器官内部组织的目标区域；
裁切模块，用于基于所述目标区域裁切所述扫描图像，得到目标图像，其中，所述目标区域位于所述目标图像中；
压缩存储模块，用于对所述目标图像进行压缩存储。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序用于实现根据权利要求1-7任一项所述的组织切片的扫描图像处理方法。
10.一种计算机程序产品，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序用于实现根据权利要求1-7任一项所述的组织切片的扫描图像处理方法。
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