CN117649440A - 一种多通道荧光切片扫描仪的扫描图像处理方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多通道荧光切片扫描仪的扫描图像处理方法、装置及设备,包括:基于平台对第一荧光通道进行对焦操作,得到第一基准坐标,并在所述第一基准坐标采集第一基准校正图以及基于所述第一基准坐标进行切片扫描,得到第一图像;对第二荧光通道进行对焦操作,得到第二基准坐标,在所述第二基准坐标采集第二基准校正图,计算所述第一基准校正图与所述第二基准校正图的第一偏移量,基于所述第一偏移量进行坐标修正后完成切片扫描,得到第二图像;对第三荧光通道进行同样处理,得到第三图像;将所述第一图像、所述第二图像以及所述第三图像进行融合处理,得到融合后的切片荧光图像。能够消除荧光不同通道图像之间的位置偏移,提高定位精度。
Description
技术领域
本发明涉及医学图像处理技术领域,尤其涉及一种多通道荧光切片扫描仪的扫描图像处理方法和装置。
背景技术
多通道荧光切片扫描仪在生物医学研究中扮演着关键角色。它通过结合荧光显微镜和高度自动化的扫描技术,实现对生物标本的高分辨率成像。这些扫描仪通常配备多个激光和荧光滤波器通道,允许同时观察多个标记的生物分子。该技术能够同时检测和记录样本中不同通道的荧光信号。例如,研究人员可以使用不同颜色的荧光染料标记不同的细胞结构或蛋白质,以获取更全面的信息。这对于研究细胞相互作用、蛋白质表达和分布等方面至关重要。
扫描仪需要在不同荧光通道下覆盖扫描样本的所有区域(在多通道下扫描多视野),通常有两种不同的扫描模式:(1)通道优先模式:在同一个样本位置,顺次切换到不同的荧光通道并拍照,然后再移动到下一个样本位置,如此循环;(2)位置优先模式:在同一个荧光通道,顺次移动到不同的样本位置并拍照,然后再切换到下一个荧光通道,如此循环。然而,在第1种模式下,由于在切换不同通道时,样本位置没有移动,各通道图像是严格对齐的,做融合处理时不需要特殊处理,图像直接相加即可。但是这种荧光切换方式通常无法在基于机械荧光滤片的显微镜上使用,因为机械滤片是通过电机带动,速度慢噪音大,频繁的切换会使其很容易损坏,耗时过长也无法接受。而在第2种模式下,不再需要频繁地切换荧光通道,每扫描一个全视野只需要切换一次荧光,但该模式下图像融合对平台(电动载物台)的重复定位精度要求比较高,因为平台需要多次移动到同一位置拍照,如果定位误差较大,融合后的通道信号就会出现明显的空间错位。并且,由于荧光的扫描时间一般比较长(数十分钟),在这个过程中如果出现明显的环境温度变化(如开关空调),则载物台的重复定位精度会不可避免地出现较大的偏差,严重影响融合图像的效果。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提出一种多通道荧光切片扫描仪的扫描图像处理方法、装置以及设备,旨在解决现有的多通道荧光切片图像扫描处理方式存在定位精度低,导致图像错位等问题。
为实现上述目的,本发明提供一种多通道荧光切片扫描仪的扫描图像处理方法,所述方法包括:
基于平台对第一荧光通道进行对焦操作,得到第一基准坐标,并在所述第一基准坐标采集第一基准校正图以及基于所述第一基准坐标进行切片扫描,得到第一图像;
对第二荧光通道进行对焦操作,得到第二基准坐标,在所述第二基准坐标采集第二基准校正图,计算所述第一基准校正图与所述第二基准校正图的第一偏移量,基于所述第一偏移量进行坐标修正后完成切片扫描,得到第二图像;
对第三荧光通道进行对焦操作,得到第三基准坐标,在所述第三基准坐标采集第三基准校正图,计算所述第一基准校正图与所述第三基准校正图的第二偏移量,基于所述第二偏移量进行坐标修正后完成切片扫描,得到第三图像;
将所述第一图像、所述第二图像以及所述第三图像进行融合处理,得到融合后的切片荧光图像。
优选的,在所述采集第一基准校正图、采集第二基准校正图或采集第三基准校正图之前,包括:
对平台进行消隙处理,包括:将平台移动至预设坐标偏移量的位置,并使平台回程运动至对应的基准坐标。
优选的,所述计算所述第一基准校正图与所述第二基准校正图的第一偏移量,包括:
利用SURF算法或利用灰度差计算所述第一基准校正图与所述第二基准校正图的像素偏移量;
计算所述第一基准校正图与所述第二基准校正图的像素大小,根据所述像素大小以及所述像素偏移量进行计算,得到所述第一偏移量。
优选的,所述利用SURF算法计算所述第一基准校正图与所述第二基准校正图的像素偏移量,包括:
利用SURF算法检测所述第一基准校正图与所述第二基准校正图中的特征点,并使用BFMatcher进行特征点的匹配,得到初始匹配点集;
使用RANSAC算法计算所述初始匹配点集的基础矩阵,选取正确的匹配点,通过迭代过程修正匹配点的误差,得到配准结果;
基于所述配准结果,得到所述第一基准校正图与所述第二基准校正图在X/Y方向上的像素偏移量。
优选的,所述利用灰度差计算所述第一基准校正图与所述第二基准校正图的像素偏移量,包括:
将所述第一基准校正图与所述第二基准校正图进行灰度处理,得到第一灰度图像以及第二灰度图像;
通过嵌套循环,对所述第一灰度图像以及所述第二灰度图像基于指定范围内进行平移偏移量的平移处理,对于每一平移偏移量,截取对应区域的图像,并计算图像的灰度差异值;
将所有所述灰度差异值进行排序,选取最小的所述灰度差异值所对应的平移偏移量作为目标偏移量;
将所述目标偏移量作为所述第一基准校正图与所述第二基准校正图在X/Y方向上的像素偏移量。
优选的,所述计算图像的灰度差异值,包括:
将所述第一灰度图像以及所述第二灰度图像所截取的对应区域的图像进行相减并取绝对值,得到灰度差异图像,计算所述灰度差异图像的平均灰度值,得到所述灰度差异值。
优选的,所述根据所述像素大小以及所述像素偏移量进行计算,得到所述第一偏移量,包括:
将所述像素大小乘以所述像素偏移量,得到X/Y方向的坐标偏移量;
将所述第一基准校正图与所述第二基准校正图对应的焦面坐标进行相减,得到Z方向的坐标偏移量;
将X/Y方向的坐标偏移量以及Z方向的坐标偏移量进行组合,得到对应三维坐标的所述第一偏移量。
为实现上述目的,本发明还提供一种多通道荧光切片扫描仪的扫描图像处理装置,所述装置包括:
第一处理单元,用于基于平台对第一荧光通道进行对焦操作,得到第一基准坐标,并在所述第一基准坐标采集第一基准校正图以及基于所述第一基准坐标进行切片扫描,得到第一图像;
第二处理单元,用于对第二荧光通道进行对焦操作,得到第二基准坐标,在所述第二基准坐标采集第二基准校正图,计算所述第一基准校正图与所述第二基准校正图的第一偏移量,基于所述第一偏移量进行坐标修正后完成切片扫描,得到第二图像;
第三处理单元,用于对第三荧光通道进行对焦操作,得到第三基准坐标,在所述第三基准坐标采集第三基准校正图,计算所述第一基准校正图与所述第三基准校正图的第二偏移量,基于所述第二偏移量进行坐标修正后完成切片扫描,得到第三图像;
融合单元,用于将所述第一图像、所述第二图像以及所述第三图像进行融合处理,得到融合后的切片荧光图像。
为了实现上述目的,本发明还提出一种多通道荧光切片扫描仪设备,包括荧光显微镜以及存储在所述荧光显微镜的扫描软件;所述设备用以实现如上述实施例所述的一种多通道荧光切片扫描仪的扫描图像处理方法的步骤。
有益效果:
以上方案,对第一荧光通道进行对焦以及采集基准校正图,并以第一荧光通道的基准坐标作为下一荧光通道的参考,计算二者在X/Y/Z三个方向的坐标偏移量,在对应荧光通道的切片扫描时,基于坐标偏移量进行坐标修正后进行切片扫描,进而将所有荧光通道的切片扫描图像进行融合,能够减少或消除荧光不同通道图像之间的位置偏移,使之对齐,提高定位精度。
以上方案,通过本方法能够为后续研究人员在解读细胞内相互作用、位置关系以及结构的组织和分布时提高可靠的参考依据;并且,该方法能够提高多通道荧光的切片扫描的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的一种多通道荧光切片扫描仪的扫描图像处理方法的流程示意图。
图2为本发明一实施例提供的一种多通道荧光切片扫描仪的扫描图像处理装置的结构示意图。
发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
以下结合实施例详细阐述本发明的内容。
“多通道”指的是荧光切片扫描仪同时使用多个激光和荧光滤波器通道的能力,每个通道专门用于捕捉样本中特定荧光染料的信号。荧光染料通常标记生物样本中的不同分子或结构,因此使用多通道可以同时观察和记录多个生物分子的位置和表达情况。
此外,多通道扫描仪通常具有自动化功能,能够在大面积扫描整个组织切片,生成高分辨率的图像堆栈。扫描过程中,扫描软件控制扫描仪在不同的样本位置和荧光通道之间来回切换,从而实现对所有通道的全片自动化扫描。
并且,不同荧光通道的扫描图像通常需要做融合处理(叠加在一起)。荧光多通道图像叠加的必要性在于它允许研究人员同时观察和分析样本中多个生物分子或结构的信息,提供更全面的视角,包括:
多维信息:不同的生物分子或细胞结构可以使用不同颜色的荧光染料标记,通过叠加多通道图像,研究人员可以在同一图像中获取关于细胞内多个元素的信息,使得数据更为丰富和复杂;
空间关系:荧光多通道图像叠加允许观察生物分子或结构之间的空间关系,这对于研究细胞内相互作用、位置关系以及结构的组织和分布至关重要;
综合分析:多通道叠加图像使研究人员能够进行综合分析,深入了解生物样本的多个方面,这对于解读细胞过程、疾病机制和药物效应至关重要。因此,通过本申请提出的方法,通过在开始扫描每个荧光通道之前,对一个固定坐标的视野进行对焦和基准校正图采集,通过比较图像得到X/Y/Z三个方向的坐标偏移量,在扫描时,将坐标偏移量叠加到原始坐标上,能够减少或消除荧光不同通道图像之间的位置偏移,使之对齐。
参照图1所示为本发明一实施例提供的一种多通道荧光切片扫描仪的扫描图像处理方法的流程示意图。
本实施例中,该方法包括:
S11,基于平台对第一荧光通道进行对焦操作,得到第一基准坐标,并在所述第一基准坐标采集第一基准校正图以及基于所述第一基准坐标进行切片扫描,得到第一图像。
在本实施例中,通过切换到第一个荧光通道,移动平台到第一个对焦点位置(若无对焦点,则移动到扫描区域正中心)进行自动对焦,该对焦点可通过如用户手动添加或软件自动添加等方式进行确定,若对焦失败则尝试在周围区域重新对焦,直至成功。对焦成功,表明当前对焦视野下有足够的样本特征可供比对。通过对焦后此时的二维平台坐标记为(X,Y),焦面位置记为Z1。于是得到第一个荧光通道的三维基准坐标B1=(X,Y,Z1),基于该基准坐标B1上采集该通道的基准校正图P1(所采集的基准校正图的采集范围是在对应当前通道下采集切片其中的一部分,也就是基于该基准坐标B1点采集一个小视野)并保存。为了使采集图像(基准校正图P1)的定位坐标更为精确,需要消除平台的回程间隙,从而保证平台始终从同一个方向运动到B1,从而提升重复定位精度。进一步的,通过预设消隙运动方法对平台进行消隙处理的过程具体包括:将基准坐标B1做一个固定偏移得到坐标C1=(X+Δ1,Y+Δ2,Z1-Δ3),其中(Δ1,Δ2,Δ3)是固定大小的一组预设坐标偏移量,比如(1000,1000,10)微米。先将平台移动到C1,再次运动到B1,后续每次采集基准校正图都要对平台进行消隙处理,以消除从不同方向运动到B1而产生定位偏差。进而,对第一个荧光通道进行全片扫描,此时所有的采图坐标都无需修正,或者说修正值Δ1,Δ2,Δ3都为0。
S12,对第二荧光通道进行对焦操作,得到第二基准坐标,在所述第二基准坐标采集第二基准校正图,计算所述第一基准校正图与所述第二基准校正图的第一偏移量,基于所述第一偏移量进行坐标修正后完成切片扫描,得到第二图像。
其中,在步骤S12中,所述计算所述第一基准校正图与所述第二基准校正图的第一偏移量,包括:
S12-1,利用SURF算法或利用灰度差计算所述第一基准校正图与所述第二基准校正图的像素偏移量;
S12-2,计算所述第一基准校正图与所述第二基准校正图的像素大小,根据所述像素大小以及所述像素偏移量进行计算,得到所述第一偏移量。
S13,对第三荧光通道进行对焦操作,得到第三基准坐标,在所述第三基准坐标采集第三基准校正图,计算所述第一基准校正图与所述第三基准校正图的第二偏移量,基于所述第二偏移量进行坐标修正后完成切片扫描,得到第三图像。
同理,在步骤S13中,所述计算所述第一基准校正图与所述第三基准校正图的第二偏移量,包括:
S13-1,利用SURF算法或利用灰度差计算所述第一基准校正图与所述第三基准校正图的像素偏移量;
S13-2,计算所述第一基准校正图与所述第三基准校正图的像素大小,根据所述像素大小以及所述像素偏移量进行计算,得到所述第二偏移量。
其中,在步骤S13-1中,所述利用SURF算法计算所述第一基准校正图与所述第三基准校正图的像素偏移量,包括:
利用SURF算法检测所述第一基准校正图与所述第三基准校正图中的特征点,并使用BFMatcher进行特征点的匹配,得到初始匹配点集;
使用RANSAC算法计算所述第一初始匹配点集的基础矩阵,选取正确的匹配点,通过迭代过程修正匹配点的误差,得到第一配准结果;
基于所述配准结果,得到所述第一基准校正图与所述第三基准校正图在X/Y方向上的像素偏移量。
其中,在步骤S13-1中,所述利用灰度差计算所述第一基准校正图与所述第三基准校正图的像素偏移量,包括:
将所述第一基准校正图与所述第三基准校正图进行灰度处理,得到第一灰度图像以及第三灰度图像;
通过嵌套循环,对所述第一灰度图像以及所述第三灰度图像基于指定范围内进行平移偏移量的平移处理,对于每一平移偏移量,截取对应区域的图像,并计算图像的灰度差异值;
将所有所述灰度差异值进行排序,选取最小的所述灰度差异值所对应的平移偏移量作为目标偏移量;
将所述目标偏移量作为所述第一基准校正图与所述第三基准校正图在X/Y方向上的像素偏移量。
其中,在步骤S13-2中,所述根据所述像素大小以及所述像素偏移量进行计算,得到所述第二偏移量,包括:
将所述像素大小乘以所述像素偏移量,得到X/Y方向的坐标偏移量;
将所述第一基准校正图与所述第三基准校正图对应的焦面坐标进行相减,得到Z方向的坐标偏移量;
将X/Y方向的坐标偏移量以及Z方向的坐标偏移量进行组合,得到对应三维坐标的所述第二偏移量。
S14,将所述第一图像、所述第二图像以及所述第三图像进行融合处理,得到融合后的切片荧光图像。
在本实施例中,开始扫描下一个荧光通道前,先切换到第一个荧光通道(第一个荧光通道为基准通道,所有的基准校正图都基于第一个荧光通道下采集),移动平台到坐标(X,Y),再次进行自动对焦,焦面位置记为Z2。于是得到下一个荧光通道的三维基准坐标B2=(X,Y,Z2),由于所有通道都共用一个坐标系,因此(X,Y)是不变的,而Z方向是重新做了对焦,因此各通道各有一个Z值。通过采用上述相同的消隙运动方法移动平台到B2,并在B2位置采集基准校正图P2并保存。
进而计算基准校正图P1和P2的像素偏移量,利用SURF算法进行图像配准(图像对齐)进行实现,该算法的处理速度较快。该算法的实现步骤包括:
(1)使用SURF算法对基准校正图P1和P2进行特征检测,检测图像中的特征点,使用BFMatcher进行特征点的匹配,匹配过程中使用L2范式(欧氏距离)进行配对,得到初始匹配点集;
(2)使用RANSAC算法计算初始匹配点集的基础矩阵,该基础矩阵描述了两幅图像(P1和P2)间的几何关系,RANSAC通过迭代和随机采样,筛选出正确的匹配点,去除误匹配;
(3)在计算基础矩阵后,通过迭代过程修正匹配点的误差,得到更精确的配准结果;
(4)最终,基于配准结果,得到P1和P2在X/Y方向上的精确像素偏移量,也就是下一个荧光通道相对于第一个荧光通道在X/Y方向上的像素偏移,记为(Px,Py)。
更进一步的,对于特征不明显的图像,在计算基准校正图P1和P2的像素偏移量,可以通过使用灰度差计算平移偏移量的方法进行实现,具体包括:
(1)将P1和P2进行灰度图转换,即将输入的彩色图像转换为灰度图像GRAY=(R*19595+G*38469+B*7472)>>16,其中RGB分别为红色/绿色/蓝色分量的亮度值;
(2)对灰度化后的P1和P2图像,通过嵌套循环,在指定范围内做平移偏移量,对于每个平移偏移量,通过截取对应区域的图像,计算其灰度差异;
其中,灰度差异的计算包括:将灰度化后的P1和P2的两幅图像所截取的对应区域图像进行相减并取绝对值,得到灰度差异图像;计算该灰度差异图像的平均灰度值(用于衡量两幅图像的相似度,这个值越小,表示两幅图像越相似),得到灰度差异值;
(3)将所有灰度差异值进行排序,选取灰度差异值最小的所对应的平移偏移量作为目标结果,最终,得到P1和P2图像在X/Y方向上的精确像素偏移量,也就是下一个荧光通道相对于第一个荧光通道在X/Y方向上的像素偏移,记为(Px,Py)。
进一步的,通过获取基准校正图P1和P2的横向分辨率为W,对应的视场宽度为F,则得到对应图像的像素大小为F/W。将上述求得的基准校正图P1和P2的像素偏移量(Px,Py)乘以图像的像素大小,得到它们在X/Y方向的坐标偏移量(Δx,Δy)。由于上述已知两张基准校正图P1和P2的焦面分别为Z1和Z2,将两者相减得到它们在Z方向上的坐标偏移量Δz。于是最终得到了两张基准校正图P1和P2在三维坐标的偏移量(Δx,Δy,Δz)。这意味着扫描第一个荧光通道的过程中,平台因为某种原因(如热胀冷缩)出现了一些坐标偏移,需要在后续把偏移修正回来。
进而可切换到下一个荧光通道,对下一个荧光通道进行全片扫描,此时所有的采图坐标(x,y,z)都用该三维坐标的偏移量(Δx,Δy,Δz)进行修正。对于后面的每一荧光通道,重复如上步骤S12或S13的具体处理过程,每个荧光通道进行扫描时出现的坐标偏差,都被校准计算出来并得到修正。由于每个荧光通道扫描采集到图像都是经过坐标修正的,因此可以直接进行融合,从而错位问题得以消除。
参照图2所示为本发明一实施例提供的一种多通道荧光切片扫描仪的扫描图像处理装置的结构示意图。
在本实施例中,该装置20包括:
第一处理单元21,用于基于平台对第一荧光通道进行对焦操作,得到第一基准坐标,并在所述第一基准坐标采集第一基准校正图以及基于所述第一基准坐标进行切片扫描,得到第一图像;
第二处理单元22,用于对第二荧光通道进行对焦操作,得到第二基准坐标,在所述第二基准坐标采集第二基准校正图,计算所述第一基准校正图与所述第二基准校正图的第一偏移量,基于所述第一偏移量进行坐标修正后完成切片扫描,得到第二图像;
第三处理单元23,用于对第三荧光通道进行对焦操作,得到第三基准坐标,在所述第三基准坐标采集第三基准校正图,计算所述第一基准校正图与所述第三基准校正图的第二偏移量,基于所述第二偏移量进行坐标修正后完成切片扫描,得到第三图像;
融合单元24,用于将所述第一图像、所述第二图像以及所述第三图像进行融合处理,得到融合后的切片荧光图像。
该装置20的各个单元模块可分别执行上述方法实施例中对应步骤,故在此不对各单元模块进行赘述,详细请参见以上对应步骤的说明。
本发明实施例还提供一种多通道荧光切片扫描仪设备,包括荧光显微镜以及存储在所述荧光显微镜的扫描软件;其对应地,可以执行图1所示方法实施例的技术方案,其实现原理和技术效果类似,详细可以参见上述实施例中的相关记载,此处不再赘述。
所述设备可包括存储器、处理器等部件。其中,存储器可用于存储软件程序以及模块,处理器通过运行存储在存储器的软件程序以及模块,从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等;存储数据区可存储根据设备的使用所创建的数据等。此外,存储器可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。相应地,存储器还可以包括存储器控制器,以提供处理器和输入单元对存储器的访问。
需要说明的是,本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置实施例或设备实施例而言,由于其与方法实施例基本相似,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
并且,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文发明构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种多通道荧光切片扫描仪的扫描图像处理方法,其特征在于,所述方法包括:
基于平台对第一荧光通道进行对焦操作,得到第一基准坐标,并在所述第一基准坐标采集第一基准校正图以及基于所述第一基准坐标进行切片扫描,得到第一图像;
对第二荧光通道进行对焦操作,得到第二基准坐标,在所述第二基准坐标采集第二基准校正图,计算所述第一基准校正图与所述第二基准校正图的第一偏移量,基于所述第一偏移量进行坐标修正后完成切片扫描,得到第二图像;
对第三荧光通道进行对焦操作,得到第三基准坐标,在所述第三基准坐标采集第三基准校正图,计算所述第一基准校正图与所述第三基准校正图的第二偏移量,基于所述第二偏移量进行坐标修正后完成切片扫描,得到第三图像;
将所述第一图像、所述第二图像以及所述第三图像进行融合处理,得到融合后的切片荧光图像。
2.根据权利要求1所述的一种多通道荧光切片扫描仪的扫描图像处理方法,其特征在于,在所述采集第一基准校正图、采集第二基准校正图或采集第三基准校正图之前,包括:
对平台进行消隙处理,包括:将平台移动至预设坐标偏移量的位置,并使平台回程运动至对应的基准坐标。
3.根据权利要求1所述的一种多通道荧光切片扫描仪的扫描图像处理方法,其特征在于,所述计算所述第一基准校正图与所述第二基准校正图的第一偏移量,包括:
利用SURF算法或利用灰度差计算所述第一基准校正图与所述第二基准校正图的像素偏移量;
计算所述第一基准校正图与所述第二基准校正图的像素大小,根据所述像素大小以及所述像素偏移量进行计算,得到所述第一偏移量。
4.根据权利要求3所述的一种多通道荧光切片扫描仪的扫描图像处理方法,其特征在于,所述利用SURF算法计算所述第一基准校正图与所述第二基准校正图的像素偏移量,包括:
利用SURF算法检测所述第一基准校正图与所述第二基准校正图中的特征点,并使用BFMatcher进行特征点的匹配,得到初始匹配点集;
使用RANSAC算法计算所述初始匹配点集的基础矩阵,选取正确的匹配点,通过迭代过程修正匹配点的误差,得到配准结果;
基于所述配准结果,得到所述第一基准校正图与所述第二基准校正图在X/Y方向上的像素偏移量。
5.根据权利要求3所述的一种多通道荧光切片扫描仪的扫描图像处理方法,其特征在于,所述利用灰度差计算所述第一基准校正图与所述第二基准校正图的像素偏移量,包括:
将所述第一基准校正图与所述第二基准校正图进行灰度处理,得到第一灰度图像以及第二灰度图像;
通过嵌套循环,对所述第一灰度图像以及所述第二灰度图像基于指定范围内进行平移偏移量的平移处理,对于每一平移偏移量,截取对应区域的图像,并计算图像的灰度差异值;
将所有所述灰度差异值进行排序,选取最小的所述灰度差异值所对应的平移偏移量作为目标偏移量;
将所述目标偏移量作为所述第一基准校正图与所述第二基准校正图在X/Y方向上的像素偏移量。
6.根据权利要求5所述的一种多通道荧光切片扫描仪的扫描图像处理方法,其特征在于,所述计算图像的灰度差异值,包括:
将所述第一灰度图像以及所述第二灰度图像所截取的对应区域的图像进行相减并取绝对值,得到灰度差异图像,计算所述灰度差异图像的平均灰度值,得到所述灰度差异值。
7.根据权利要求3所述的一种多通道荧光切片扫描仪的扫描图像处理方法,其特征在于,所述根据所述像素大小以及所述像素偏移量进行计算,得到所述第一偏移量,包括:
将所述像素大小乘以所述像素偏移量,得到X/Y方向的坐标偏移量;
将所述第一基准校正图与所述第二基准校正图对应的焦面坐标进行相减,得到Z方向的坐标偏移量;
将X/Y方向的坐标偏移量以及Z方向的坐标偏移量进行组合,得到对应三维坐标的所述第一偏移量。
8.一种多通道荧光切片扫描仪的扫描图像处理装置,其特征在于,所述装置包括:
第一处理单元,用于基于平台对第一荧光通道进行对焦操作,得到第一基准坐标,并在所述第一基准坐标采集第一基准校正图以及基于所述第一基准坐标进行切片扫描,得到第一图像;
第二处理单元,用于对第二荧光通道进行对焦操作,得到第二基准坐标,在所述第二基准坐标采集第二基准校正图,计算所述第一基准校正图与所述第二基准校正图的第一偏移量,基于所述第一偏移量进行坐标修正后完成切片扫描,得到第二图像;
第三处理单元,用于对第三荧光通道进行对焦操作,得到第三基准坐标,在所述第三基准坐标采集第三基准校正图,计算所述第一基准校正图与所述第三基准校正图的第二偏移量,基于所述第二偏移量进行坐标修正后完成切片扫描,得到第三图像;
融合单元,用于将所述第一图像、所述第二图像以及所述第三图像进行融合处理,得到融合后的切片荧光图像。
9.一种多通道荧光切片扫描仪设备,其特征在于,所述设备包括荧光显微镜以及存储在所述荧光显微镜的扫描软件;所述设备用以实现如权利要求1至7任意一项所述的一种多通道荧光切片扫描仪的扫描图像方法的步骤。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311580141.0A CN117649440A (zh) | 2023-11-24 | 2023-11-24 | 一种多通道荧光切片扫描仪的扫描图像处理方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311580141.0A CN117649440A (zh) | 2023-11-24 | 2023-11-24 | 一种多通道荧光切片扫描仪的扫描图像处理方法和装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117649440A true CN117649440A (zh) | 2024-03-05 |
Family
ID=90044353
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311580141.0A Pending CN117649440A (zh) | 2023-11-24 | 2023-11-24 | 一种多通道荧光切片扫描仪的扫描图像处理方法和装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117649440A (zh) |
-
2023
- 2023-11-24 CN CN202311580141.0A patent/CN117649440A/zh active Pending
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