CN115631159A - 数字切片重扫描方法、装置、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了数字切片重扫描方法、装置、设备及介质，其方法包括S1、获取数字切片的扫描图像，判断图像质量，若符合预设要求，则执行S6，否则，执行S2；S2、判定扫描图像质量的缺陷类型，若为整体模糊，则执行S3；若为局部模糊，则执行S4；S3、按第一预设策略重新建模扫描，判断重新建模后的扫描图像的图像质量，若符合预设要求，则执行S6；否则，判定扫描图像质量的缺陷类型，若仍为整体模糊，执行S5，若为局部模糊，执行S4；S4、按第二预设策略重新建模扫描，判断重新建模后的扫描图像的图像质量，若符合预设要求，则执行S6；否则，执行S5；S5、输出质量异常提示；S6、图像归档。本发明可自动判断图像缺陷类型，采取不同的策略自动重扫。

Description

数字切片重扫描方法、装置、设备及介质

技术领域

本发明涉及数字切片扫描技术领域，具体涉及数字切片重扫描方法、装置、设备及介质。

背景技术

数字切片扫描设备将传统切片扫描拼接变成一张高分辨率的数字图片后，用户可以脱离显微镜随时随地在计算机或移动设备上浏览切片，同时具有永不褪色，易于保存、管理、分享、全视场查看可随意放大缩小等优点。已经广泛应用于病理诊断、教学培训、药物研究和科学研究等领域。

随着应用的推广，对扫描仪的性能越来越高，特别是扫描质量与速度，要获得比较好的图像质量，要求每个视野对焦准确，而通常数字化一张切片需要拍摄成千上万个视野的图像，所以对焦方式会影响扫描速度。传统的每个视野都对焦，虽然可以获得较好的图像质量，但速度成为瓶颈。因此，目前更多的是采用焦面建模的方法，如专利201110283732.2，即先选取切片的若干视场计算出焦面位置作为模型点，根据这几个模型点通过算法估算出切片中每个视场的焦面位置，这样在扫描时，不需要再移动Z轴采集多张图像计算离焦量，只需根据建模的焦面位置驱动Z轴即可，显著提高速度。

但此时，经常会碰到图像模糊的问题，常规方法是人工阅片后发现有图像质量问题，再进行重扫，这时需要人工干预，比如人工选取模型点，手动对焦后再进行自动建模扫描，降低了效率。

此外，专利《CN113256573A-判定数字切片质量的方法和装置》和《CN114820510A-细胞病理图像质量评价方法》对不同的显微标本的数字切片图像质量进行评估，供用户判断是否需要重新扫描，减轻了部分工作量，但仍需要人工干预进行重扫。如果是高通量的扫描仪，由于扫描的切片比较多，如果存在多张有模糊问题的切片，还要费精力去找出相应的切片，效率也进一步降低了。

因此，有必要提出一种数字切片重扫描方法，在图像质量不符合预设要求时，能自动调整扫描策略，减少人工识别与干预，以提高扫描成功率并尽可能降低重扫率。

发明内容

本发明旨在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种数字切片重扫描方法，通过对图像质量进行整体模糊与局部模糊的评价，并设定针对性的重新扫描策略，减少人工复核切片的工作量，以提高扫描成功率及效率。

具体地，数字切片重扫描方法包括如下步骤：

S1、获取数字切片的扫描图像，判断图像质量，若符合预设要求，则执行S6，否则，执行S2；

S2、判定扫描图像质量的缺陷类型，若为整体模糊，则执行S3；若为局部模糊，则执行S4；

S3、按第一预设策略重新建模扫描，判断重新建模后的扫描图像的图像质量，若符合预设要求，则执行S6；否则，判定扫描图像质量的缺陷类型，若仍为整体模糊，执行S5，若为局部模糊，执行S4；

S4、按第二预设策略重新建模扫描，判断重新建模后的扫描图像的图像质量，若符合预设要求，则执行S6；否则，执行S5。

S5、输出质量异常提示；

S6、图像归档。

进一步地，S2中，获取模糊视野的数量，若模糊视野的数量小于模糊评价阈值，则判定为局部模糊；否则，判定为整体模糊。

进一步地，S3中，第一预设策略包括判断模型点的焦面位置是否比参考位置高出第一位置阈值，若是，将模型点的对焦范围的上限设置为原模型点的焦面位置与第一位置阈值的差值；若否，将模型点的对接范围的上下限设置为参考位置加减第二位置阈值；

进一步地，S4中，第二预设策略包括：

S41、判断局部模糊的严重程度，若为严重模糊，则执行S42，否则，执行S43；

S42、识别组织区域与盖玻片区域，判断是否存在处于盖玻片区域外的组织区域，若是，执行步骤S43；若否，执行步骤S45；

S43、将扫描区域限定为在盖玻片区域内的组织区域，重新建模扫描，判断图像质量，若符合预设要求，则执行S6，否则，执行S44；

S44、判断局部模糊的严重程度，若为严重模糊则执行S5，若为轻微模糊则执行S45；

S45、在原模型点的基础上，在模糊区域增设模型点，重新建模扫描判断重新建模后的扫描图像的图像质量，若符合预设要求，则执行S6；否则，执行S5。

优选地，S45中，在执行S5之前，还包括S46：查询模糊视野的数量，若模糊视野的数量不小于数量阈值，则采用走停模式，对每个视野自动对焦；或者，采用扩展景深模式进行扫描。

进一步地，获取聚焦因子，若聚焦因子的值小于第一聚焦阈值，则判定为严重模糊；若聚焦因子的值大于等于第一聚焦阈值，但小于第二聚焦阈值，则判定为轻微模糊。

进一步地，在扫描数字切片过程中，同步执行S1-S6。

本发明还公开了一种切片扫描装置，包括：

获取模块，用于获取数字切片的扫描图像；

评估模块，用于评估扫描图像的质量，若扫描图像存在缺陷，则判定其缺陷类型为整体模糊还是局部模糊；

纠正模块，用于根据评估模块的评估结果，按第一预设策略和/或第二预设策略执行重新扫描动作，并将重新扫描的结果反馈给评估模块，供评估模块判定继续纠正或归档；

归档模块，用于在获得合格的扫描图像时结束当前时刻的扫描流程并存储扫描图像。

本发明还公开了一种切片扫描设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现如前所述的方法。

本发明还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现如前所述的方法。

基于本发明提出的数字切片重扫描方法，本发明可以自动对数字切片的扫描图像进行评价，判断图像缺陷类型，非异常情况无需人工干预，自动执行重扫动作，降低人力投入。

基于本发明提出的数字切片重扫描方法的执行逻辑，本发明可以减少不必要的重扫动作，显著降低重扫率。

基于本发明提出的数字切片重扫描方法的执行逻辑，本发明可以在数字切片的扫描过程中边扫描边评估边纠正，不必等整张切片扫描完成才能评估及重扫，进一步提高了效率。

附图说明

图1为本发明数字切片重扫描方法步骤示意图；

图2为本发明数字切片重扫描方法流程示意图；

图3为本发明切片扫描装置示意图；

图4为本发明切片扫描设备示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提出一种数字切片重扫描方法，其核心方案通过在检查出图像质量有问题之后，根据图像的不同缺陷类型，给出不同的重扫策略，提高扫描的成功率及效率。

请参考图1及图2所示，数字切片重扫描方法包括如下步骤：

S1、获取数字切片的扫描图像，判断图像质量，若符合预设要求，则执行S6，以将图像归档。否则，执行S2，以进一步判断缺陷类型。

其中，图像质量是基于机器学习或人工智能等方法进行评估，判定是否符合预设要求。

S2、判定扫描图像质量的缺陷类型，若为整体模糊，则执行S3；若为局部模糊，则执行S4。

其中，基于扫描过程中获得的视野图像，区分出是部分视野模糊(本申请简称局部模糊)还是整张数字切片模糊(本申请简称整体模糊)。单个视野的模糊判定可以利用边缘算法得到聚焦因子，若聚焦因子的值小于第二聚焦阈值，则判定为模糊。通过判断模糊视野的数量来确定是局部模糊还是整体模糊。预设一个模糊评价阈值，若模糊视野的数量小于模糊评价阈值，则判定为局部模糊；否则，判定为整体模糊。

S3、按第一预设策略重新建模扫描，判断重新建模后的扫描图像的图像质量，若符合预设要求，则执行S6；否则，判定扫描图像质量的缺陷类型，若仍为整体模糊，执行S5，若为局部模糊，执行S4。

具体地，在一种示例中，第一预设策略包括判断模型点的焦面位置是否比参考位置高出第一位置阈值，若是，将模型点的对焦范围的上限设置为原模型点的焦面位置与第一位置阈值的差值；若否，将模型点的对接范围的上下限设置为参考位置加减第二位置阈值。其中，第一位置阈值以最近几张扫描成功切片的焦面平均位置为参考位置，根据盖玻片厚度厚度确定。第二位置阈值根据自动聚焦的聚焦范围确定。

当检测到数字切片中整体模糊时，很可能是聚焦到盖玻片上的灰尘或杂质上，这种情况的焦面位置跟正常的焦面位置会有比较大差别，主要是盖玻片引起的光程差引起的。

在一个170um厚度的盖玻片实例中，假设Z轴调节的是物镜高度，正常焦面位置记为0um，则如果聚焦到盖玻片表面上，焦面要升高122um左右，可以根据这个特点进行判断。

因同一批载玻片的厚度偏差不大，可以结合最近几张扫描成功切片的焦面平均位置作为参考位置，如果当前模糊标本的焦面模型位置比参考位置高100um左右，则可判断聚焦到盖玻片上，重扫前将模型点的对焦范围的上限设置在原模型点焦面减去100um，重新对焦建模并扫描。如果都不在100um范围内(即将原模型点焦面减去100um，然后建模，建模没有成功)，则将模型点的对焦范围上下限设置在最近扫描成功的标本焦面位置+/-40um(+/-40um是自动聚焦的范围，在此范围内进行自动聚焦)，重新对焦建模并扫描。

扫描结束后仍然判断为整体模糊，则提示有扫描质量问题，如判断为局部模糊，则改用局部模糊的处理方法。

S4、按第二预设策略重新建模扫描，判断重新建模后的扫描图像的图像质量，若符合预设要求，则执行S6；否则，执行S5。

其中第二预设策略包括：

S41、判断局部模糊的严重程度，若为严重模糊，则执行S42，否则，执行S43。

其中，在已判定为模糊的情况下(即聚焦因子小于第二聚焦阈值)，此时，仍然通过若聚焦因子进一步判断严重程度，若聚焦因子小于第一聚焦阈值，则判定为严重模糊；若聚焦因子的值大于等于第一聚焦阈值，但小于第二聚焦阈值，则判定为轻微模糊。即，本发明以聚焦因子为评价模糊程度的指标，通过设置两个不同值的第一聚焦阈值、第二聚焦阈值，以判断模糊程度。

S42、识别组织区域与盖玻片区域，判断是否存在处于盖玻片区域外的组织区域，若是，执行步骤S43；若否，执行步骤S45；

即，当有局部模糊时，首先判断局部模糊的严重情况，如果存在严重模糊视野，很大的可能性是聚焦盖玻片之外的组织区域上(制片的不规范造成的)，由于盖玻片光程差导致盖玻片之外的组织焦面位置会比之内的低58um左右，而常用物镜的景深为1um左右，就会带来严重模糊，这时可以通过图像算法分别识别出组织区域和盖玻片区域，判断组织区域是否全都在盖玻片之下，如果不是，则只取盖玻片下的组织区域作为扫描区域，重新建模并扫描。

S43、将扫描区域限定为在盖玻片区域内的组织区域，重新建模扫描，判断图像质量，若符合预设要求，则执行S6，否则，执行S44。

即，通过限定扫描区域，重新建模扫描后，若获得的质量仍不符合图像质量要求，则需要进一步判定是仍然严重模糊还是已经转为轻微模糊。

S44、判断局部模糊的严重程度，若为严重模糊则执行S5，若为轻微模糊则执行S45。

此时，若仍然为严重模糊，则提示有扫描质量问题，输出质量异常提示。

S45、在原模型点的基础上，在模糊区域增设模型点，重新建模扫描判断重新建模后的扫描图像的图像质量，若符合预设要求，则执行S6；否则，执行S5。

即，如果是轻微模糊的视野，则在原来模型点的基础上，在模糊区域处设置更多的模型点，重新建模并扫描。如，若是单独1个视野模糊，就在该处多设置1个模型点，若是连续2个视野模糊，优选在该处多设置2个模型点，若是连续3个及以上的视野模糊，优选的在该处至少多设置3个模型点，然后重新对焦建模重扫。如果此时，输出的图像质量符合预设要求，即将图像归档；若图像还存在很多视野模糊，则可输出异常提示。

作为优选的实施方式，在S45中执行S5以输出异常提示之前，其还可包括S46。即，查询模糊视野的数量，若模糊视野的数量不小于数量阈值，则采用走停模式，对每个视野自动对焦；或者，则采用扩展景深模式进行扫描。扩展景深模式是针对同一个视野内焦面差异大的情况，将视野图像分块处理，典型地分成2*2或者3*3，然后依次对每一个分块计算聚焦因子。

执行S46之后再次评估图像质量，如果还是有不能接受的图像模糊(如数量阈值为10，当图像模糊数量≥10时)，则执行S5，输出异常提示。

S5、输出质量异常提示。

此时，输出异常提示，由人工介入干预，或采取其他措施。

S6、图像归档。

若图像质量符合预设要求，则相应图像即归档。

应当理解，本申请在扫描数字切片过程中，可同步执行S1-S6。即，其可以边扫描边评估边纠正扫描策略，不需要等整张切片扫描完才评估，以进一步提高效率。则，各时刻，若当前时刻的图像质量符合预设要求，则将相应图像归档，并执行下一时刻的扫描及评估动作。

请参考图3所示，本发明还公开了一种切片扫描装置，包括获取模块、评估模块、纠正模块、提示模块及归档模块

其中，获取模块用于获取数字切片的扫描图像。当采用边扫描边评估策略时，其获取方式为实时获取，而不用等待整张数字切片扫描完成。

评估模块用于评估扫描图像的质量，若扫描图像存在缺陷，则判定其缺陷类型为整体模糊还是局部模糊，并进一步判断局部模糊的模糊程度，即，是轻微模糊还是严重模糊。

纠正模块用于根据评估模块的评估结果，按第一预设策略和/或第二预设策略执行重新扫描动作，并将重新扫描的结果反馈给评估模块，供评估模块判定继续纠正或归档。即，若评估模块评估为图像质量符合预设要求，则轨道，否则，视模糊类型及程度，继续纠正及评估确认。

提示模块用于在扫描图像出现纠正模块执行重新扫描动作后不能克服的异常时，提示异常信息。

归档模块用于在获得合格的扫描图像时结束当前时刻的扫描流程并存储扫描图像。

应当理解，对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本公开方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

相应地，请参考图4所示，本发明还公开了一种切片扫描设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现如前所述的方法。

相应地，本发明还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现如前所述的方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置、设备及介质的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。计算机可用存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体，可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括但不限于：相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置、设备、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.数字切片重扫描方法，其特征在于，包括：

S1、获取数字切片的扫描图像，判断图像质量，若符合预设要求，则执行S6，否则，执行S2；

S2、判定扫描图像质量的缺陷类型，若为整体模糊，则执行S3；若为局部模糊，则执行S4；

S3、按第一预设策略重新建模扫描，判断重新建模后的扫描图像的图像质量，若符合预设要求，则执行S6；否则，判定扫描图像质量的缺陷类型，若仍为整体模糊，执行S5，若为局部模糊，执行S4；

S4、按第二预设策略重新建模扫描，判断重新建模后的扫描图像的图像质量，若符合预设要求，则执行S6；否则，执行S5；

S5、输出质量异常提示；

S6、图像归档。

2.如权利要求1所述的数字切片重扫描方法，其特征在于：

S2中，获取模糊视野的数量，若模糊视野的数量小于模糊评价阈值，则判定为局部模糊；否则，判定为整体模糊。

3.如权利要求1所述的数字切片重扫描方法，其特征在于：

S3中，第一预设策略包括判断模型点的焦面位置是否比参考位置高出第一位置阈值，若是，将模型点的对焦范围的上限设置为原模型点的焦面位置与第一位置阈值的差值；若否，将模型点的对接范围的上下限设置为参考位置加减第二位置阈值，第二位置阈值小于第一位置阈值。

4.如权利要求1所述的数字切片重扫描方法，其特征在于，

S4中，第二预设策略包括：

S41、判断局部模糊的严重程度，若为严重模糊，则执行S42，否则，执行S43；

S42、识别组织区域与盖玻片区域，判断是否存在处于盖玻片区域外的组织区域，若是，执行步骤S43；若否，执行步骤S45；

S43、将扫描区域限定为在盖玻片区域内的组织区域，重新建模扫描，判断图像质量，若符合预设要求，则执行S6，否则，执行S44；

S44、判断局部模糊的严重程度，若为严重模糊则执行S5，若为轻微模糊则执行S45；

S45、在原模型点的基础上，在模糊区域增设模型点，重新建模扫描判断重新建模后的扫描图像的图像质量，若符合预设要求，则执行S6；否则，执行S5。

5.如权利要求4所述的数字切片重扫描方法，其特征在于，S45中，在执行S5之前，还包括S46：查询模糊视野的数量，若模糊视野的数量大于预设值，则采用走停模式，对每个视野自动对焦；或者，采用扩展景深模式进行扫描。

6.如权利要求4所述的数字切片重扫描方法，其特征在于：获取聚焦因子，若聚焦因子的值小于第一聚焦阈值，则判定为严重模糊；若聚焦因子的值大于等于第一聚焦阈值，但小于第二聚焦阈值，则判定为轻微模糊。

7.如权利要求1所述的数字切片重扫描方法，其特征在于：在扫描数字切片过程中，同步执行S1-S6。

8.切片扫描装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取数字切片的扫描图像；

评估模块，用于评估扫描图像的质量，若扫描图像存在缺陷，则判定其缺陷类型为整体模糊还是局部模糊；

纠正模块，用于根据评估模块的评估结果，按第一预设策略和/或第二预设策略执行重新扫描动作，并将重新扫描的结果反馈给评估模块，供评估模块判定继续纠正或归档；

归档模块，用于在获得合格的扫描图像时结束当前时刻的扫描流程并存储扫描图像。

9.切片扫描设备，其特征在于：包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现如权利要求1至7任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现权利要求1至7任一项所述的方法。

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