一种多倍率数字切片图像存储与浏览的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多倍率数字切片图像存储与浏览的方法和系统。本发明专利技术通过将整个数字切片图像分割成若干幅小尺寸的瓦片图像，利用经纬度坐标来描述瓦片图像的位置与布局，并通过地图投影变换将经纬度坐标转化为图像文件存储的路径和文件名称，实现多倍率数字切片图像的组织和存储。基于上述方法的多倍率数字切片图像存储与浏览系统，包括：元数据读写模块、文件目录管理模块、瓦片图像读写模块、扫描地图读写模块、标签图像读写模块、预览图像读写模块、经纬坐标与图像路径解析模块、数字切片重构与浏览模块以及文件系统。本发明专利技术具有良好的通用性，且检索定位方便快捷，适用于数字切片的大规模并发性访问。 1

A multi rate digital slicing image storage and browsing method and system

The invention discloses a method and a system for storing and browsing multi rate digital slicing images. By dividing the whole digital slice image into several small size tile images, the location and layout of the tile image are described by the latitude and longitude coordinates, and the latitude and longitude coordinates are transformed into the path and the file name of the image file storage through the map projection transformation, and the multi rate digital slice image is organized and stored. Storage. Based on the above method, the multi rate digital slice image storage and browsing system, including: metadata reading and writing module, file directory management module, tile image reading and writing module, scanning map reading and writing module, labelling image reading and writing module, preview image reading and writing module, latitude and longitude coordinates and image path analysis module, digital slice weight. Structure and browse module and file system. The invention has good versatility, convenient retrieval and location, and is suitable for large-scale concurrent access of digital slicing. One

【技术实现步骤摘要】
一种多倍率数字切片图像存储与浏览的方法和系统
本专利技术属于数字切片领域，具体涉及一种多倍率数字切片图像存储与浏览的方法和系统。本专利技术用于对不同扫描设备产生的数字切片图像进行标准化的拆分、存储及浏览。
技术介绍
疾病的病理学检查是疾病诊断的金标准。目前，肿瘤尤其是恶性肿瘤的病理诊断更被视为带有宣判性质的、权威性的诊断。然而，病理诊断也不是绝对权威，更不是万能的，也和其他学科一样，有其固有的主、客观的局限性。病理诊断准确性严重依赖病理医生的业务水平和工作经验，诊断结论往往带有很大的主观性和片面性。已报道资料表明，不同的病理医生对肿瘤诊断的不符合率在20％～40％，有的疾病甚至高达80％。另一方面，我国经济社会发展的地域不平衡导致医疗资源分布的严重不均。医疗资源尤其是专家资源过度集中于北京、上海、广州等特大城市以及区域中心城市。这导致经济落后地区尤其是偏远山区的病理诊断误诊率居高不下，因诊断失误造成的治疗延误成为这些地区恶性肿瘤等重大疾病致死率高的一大关键因素。数字病理切片技术的出现和网络通信技术的发展为解决上述问题提供了一个可行的路径。单张数字切片由大量的镜下视野图像组成，以20倍物镜进行扫描为例，不加光学转接机构的情况下，图像数量超过2000幅，这对图像存储和浏览提出了严峻考验。国内麦克奥迪(厦门)医疗诊断系统有限公司、杭州卓腾信息技术有限公司、宁波江丰生物信息技术有限公司等企业都提供了仅适用于本企业数字切片扫描系统的数据存储方法或系统(专利申请：201510939657.9、201410364308.4、201310050964.2)。但这些方法通用性不强，形成了相互不兼容的文件格式，存储和浏览需要专用的编程接口，这对于建立区域性、开放性的数字病理诊疗平台带来巨大挑战。本专利技术面向上述问题，通过利用地球坐标系中的经纬度进行图像文件的拆分和存储，利用将成熟的地图投影公式将图像坐标转化为经纬度坐标，并基于开放式的地图浏览方式实现多倍率数字切片图像的快速浏览。采用本专利技术所提供的方法，图像将按照经纬度信息进行目录和文件组织，每个目录下的文件夹数量不超过200，每个最底层目录下的图像文件数量不超过2000。这种存储方法具有良好的通用性，且检索定位方便快捷，适用于大规模的并发性访问。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对数字切片大规模并发访问的应用需求，提供一种速度快、鲁棒性强、通用性好的多倍率数字切片图像存储与浏览的方法，并基于该方法提供了一种易于实现和部署的数字切片图像存储与浏览系统。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案予以解决：一种多倍率数字切片图像存储与浏览的方法，包括以下步骤：步骤1：获取数字切片，并获取数字切片的整体预览图像；步骤2：在数字切片的整体预览图像中分割出有组织的部分，并生成原始倍率扫描地图；步骤3：在文件系统中构建一个该数字切片的专属目录，保存该数字切片的病人临床信息、组织部位信息、切片扫描信息等元数据内容，保存切片的整体预览图像、标签图像以及原始倍率扫描地图；步骤4：将数字切片按照原始倍率扫描地图分割成若干个相同大小的瓦片图像，并按照地图投影变换公式生成的路径信息保存瓦片图像；步骤5：根据原始倍率扫描地图降采样生成若干低倍率扫描地图，依据新生成的低倍率扫描地图对数字切片进行降采样，并分割成若干个相同大小的瓦片图像，并按照地图投影变换公式生成的路径信息保存瓦片图像；步骤6：浏览数字切片，根据起始的经纬度坐标、比例尺信息转化为所需瓦片图像的路径信息，并按照地图坐标进行数字切片的重构。所述方法中，获取数字切片的方式为下列之一：数字切片扫描设备创建、解析已存在的数字切片文件、调用商用数字切片系统编程接口。原始倍率扫描地图的大小由以下方法确定：设数字切片的宽度为W、数字切片的高度为H，瓦片图像的宽度为2的m次幂、瓦片图像的高度为2的n次幂，则原始倍率扫描地图的宽度w0＝ceil(W/2m)，原始倍率扫描地图的高度h0＝ceil(H/2n)。m和n优选的取值为7、8、9、10，最优取值为m＝n＝8。不同倍率下，扫描地图的大小通过倍率z表征，z倍率扫描地图的宽度z倍率扫描地图的高度不同倍率下，重建数字切片的大小通过倍率z表征，重建数字切片的宽度Wz＝wz×2m，重建数字切片的高度Hz＝hz×2n。上述中，ceil是求不小于给定值的最小整数。所述方法中，步骤4所采用的地图投影变换公式为下列之一：墨卡托(Mercator)投影、高斯-克吕格(Gauss-Kruger)投影、通用横轴墨卡托(UTM)投影、兰勃特等角(Lambert)投影。优选的地图投影变换公式为墨卡托(Mercator)投影。所述方法中，瓦片图像路径由数字切片的专属目录dir、倍率z、经度映射值lon、纬度映射值lat等信息组成。较优的经度映射值、纬度映射值计算方法为：使用倍率z所对应扫描地图的像素位置(x,y)描述瓦片图像在数字切片中的位置，则x对应的经度映射值lon为：y对应的纬度映射值lat为：其中，Lo为数字切片中心对应的经度值，La为数字切片中心对应的纬度值；wz为倍率z所对应扫描地图的宽度，hz为倍率z所对应扫描地图的高度；ceil是求不小于给定值的最小整数，round是给定值的四舍五入求值，floor是求不大于给定值的最小整数，log是求给定值的自然对数，tan是求给定值的正切值，cos是求给定值的余弦值；N是一个正整数，取值大于倍率z的最大值。所计算的经度映射值lon、纬度映射值lat为整数。较优的瓦片图像路径组织方法为：数字切片的专属目录dir下按照倍率z生成对应的倍率子目录，倍率子目录下按照经度映射值lon生成对应的经度子目录，使用纬度映射值lat作为瓦片图像的文件名。对文件后缀名为type的瓦片图像，对应的路径信息为dir\N-z\lon\lat.type。一种多倍率数字切片图像存储与浏览的系统，包括：元数据读写模块：用于数字切片的病人临床信息、组织部位信息、切片扫描信息等元数据内容的写入与读取；文件目录管理模块：用于数字切片专属目录、相应的瓦片图像存储目录的创建和管理；经纬坐标与图像路径解析模块：用于瓦片图像的经纬坐标和文件路径的生成；瓦片图像读写模块：负责将瓦片图像按照经纬坐标与图像路径解析模块生成的文件路径进行存储和读取；预览图像读写模块：用于切片整体预览图像的写入和读取；扫描地图读写模块：由数字切片的整体预览图像降采样和分割得来，用于记录和读取瓦片图像的扫描位置；标签图像读写模块：用于切片标签图像的存储和读取；数字切片重构与浏览模块：根据数字切片的病人临床信息、组织部位信息、切片扫描信息和图像存储信息自动调阅所需的瓦片图像，并在浏览窗口按照经度映射值和纬度映射值进行排布瓦片图像，实现数字切片的重构与浏览；文件系统：用于管理和存储上述元数据文件、瓦片图像、预览图像、扫描地图、标签图像的文件管理系统。所述系统中，数字切片重构与浏览模块具有由经纬度坐标组成的边界，边界的中心经度为数字切片中心对应的经度值Lo，边界的中心纬度为数字切片中心对应的纬度值La。优选的取值为Lo＝La＝0°。所述系统中，数字切片重构与浏览模块的浏览窗口包括重构的切片图像、标签图像、预览导航部件、倍率选择部件、比例尺部件、切片版权信息等元素本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多倍率数字切片图像存储与浏览的方法，其特征在于包括以下步骤：

【技术特征摘要】
1.一种多倍率数字切片图像存储与浏览的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：获取数字切片，并获取数字切片的整体预览图像；步骤2：在数字切片的整体预览图像中分割出有组织的部分，并生成原始倍率扫描地图；步骤3：在文件系统中构建一个该数字切片的专属目录，保存该数字切片的元数据内容：病人临床信息、组织部位信息、切片扫描信息；保存切片的整体预览图像、标签图像以及原始倍率扫描地图；步骤4：将数字切片按照原始倍率扫描地图分割成若干个相同大小的瓦片图像，并按照地图投影变换公式生成的路径信息保存瓦片图像；步骤5：根据原始倍率扫描地图降采样生成若干低倍率扫描地图，依据新生成的低倍率扫描地图对数字切片进行降采样，并分割成若干个相同大小的瓦片图像，并按照地图投影变换公式生成的路径信息保存瓦片图像；步骤6：浏览数字切片，根据起始的经纬度坐标、比例尺信息转化为所需瓦片图像的路径信息，并按照地图坐标进行数字切片的重构。2.根据权利要求1所述的一种多倍率数字切片图像存储与浏览的方法，其特征在于步骤1获取数字切片的方式为下列之一：数字切片扫描设备创建、解析已存在的数字切片文件、调用商用数字切片系统编程接口。3.根据权利要求1所述的一种多倍率数字切片图像存储与浏览的方法，其特征在于数字切片的宽度为W、数字切片的高度为H，瓦片图像的宽度为2的m次幂、瓦片图像的高度为2的n次幂，则原始倍率扫描地图的宽度原始倍率扫描地图的高度不同倍率下，扫描地图的大小通过倍率z表征，z倍率扫描地图的宽度z倍率扫描地图的高度m和n取值为7、8、9、10；不同倍率下，重建数字切片的大小通过倍率z表征，重建数字切片的宽度Wz＝wz×2m，重建数字切片的高度Hz＝hz×2n。4.根据权利要求3所述的一种多倍率数字切片图像存储与浏览的方法，其特征在于m和n取值8，ceil是求不小于给定值的最小整数。5.根据权利要求3所述的一种多倍率数字切片图像存储与浏览的方法，其特征在于步骤4所采用的地图投影变换公式为下列之一：墨卡托(Mercator)投影、高斯-克吕格(Gauss-Kruger)投影、通用横轴墨卡托(UTM)投影、兰勃特等角(Lambert)投影。6.根据权利要求3所述的一种多倍率数字切片图像存储与浏览的方法，其特征在于步骤4所采用的地图投影变换公式为为墨卡托(Mercator)投影。7.根据权利要求3所述的一种多倍率数字切片图像存储与浏览的方法，其特征在于保存瓦片图像的路径信息包括：数字切片的专属目录dir、倍率z、经度映射值lon、纬度映射值lat。8.根据权利要求7所述的一种多倍率数字切...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙安玉，居冰峰，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33