用于采集模拟医学微光图像的降噪系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于采集模拟医学微光图像的降噪系统，主要包括：光源装置，模拟医学生物体装置，微光环境装置，图像采集装置，图像预处理装置，固定和高度调节装置。光源照射PMMA容器内的模拟生物体，计算机以外的设备盖上遮光布，计算机控制CCD相机拍摄，采集数据并传输至计算机，全部传输完毕后，用图像联合处理算法做预处理。针对用玻璃做固定或盛放模拟生物体的挡板或容器，易产生图像污染和噪声，普通相机拍摄的效率和质量不佳的特点，本实用新型专利技术采用PMMA材料定制容器，增大透光度，减少噪声和反射，采用CCD相机拍摄，联合处理算法做图像预处理，进一步降噪，提高图像质量和实验效率，为采集模拟医学微光图像进行研究提供了一种稳定可靠的采集系统。

Noise Reduction System for Acquisition of Analog Medical Low Light Level Images

【技术实现步骤摘要】
用于采集模拟医学微光图像的降噪系统
本技术属于微光图像目标检测
，涉及微光图像采集及生物医学图像处理，特别涉及到PMMA材料的装载模拟生物体装置和图像预处理装置的图像联合处理算法。
技术介绍
在生物医学图像处理中，医学图像数据是核心。但其数量是非常有限的，并且非常宝贵，尤其医学病理图片的获取是很困难的。因此在研究生物医学图像处理的工作中，通过模拟环境来获取大量的类医学图像数据就显得尤为重要。医学上也有很多微光下的图像，需要做各种算法处理，这对微光图像的质量要求是很高的。因此设计一套可靠的模拟医学微光图像采集装置具有积极的意义。微光图像是在低照度的情况下，可见光对物体照射成像。因此用来模拟医学物体的透光性的好坏就决定了图像的整体质量。目前此类的模拟实验一般是用玻璃来做固定物或容器，但玻璃存在透光性不够好，反射现象较为严重，易污染，不易清洗，且易留痕，会给采集的图像带来不必要的附加噪声。聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA：Polymethylmethacrylate）材料，俗称有机玻璃。PMMA是目前最优良的高分子透明材料，可见光透过率达到96%，比玻璃的透光度高，可极大地降低光的反射现象，易于成型，容易清洗，易于机械加工，价格低廉，还有不易破碎的特点。利用PMMA材料可降低光的反射，用PMMA材质的容器装载模拟的医学生物体，降低了模拟生物体外部复杂的光照现象。现在的医学图像处理研究一般所需数据量较大，且要在噪声很小的环境下获得。因此图像采集中需要减噪处理，且大量的数据对采集工作的效率要求很高。普通相机每秒能拍摄几幅图像，且其拍摄图片的光谱范围只适合人眼视觉，并且经过了MJPEG（MotionJointPhotographicExpertsGroup）压缩，图像质量较差，所得图像不适合进行高精度的图像处理算法。工业相机的帧率比普通相机高很多，每秒可以拍摄几十幅到几百幅图片，工作效率很高。而且，工业相机输出的是裸数据，其光谱范围也比较宽，适合进行高质量的图像处理算法，CCD（ChargecoupledDevice）工业相机，CCD是电荷耦合元件，也称CCD图像传感器。CCD与CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor)是当前被普遍采用的两种影像感测组件，基本上两者都是利用感光二极管进行光与电的转换，将影像转换为数字信息，它们的主要差异是数字信号传送方式的不同。CMOS传感器的灵敏度会低于CCD传感器。分辨率上也有较大差异，CMOS传感器的每个像素都比CCD传感器更加复杂，其像素大小很难达到CCD传感器的水准。CMOS传感器每个感光二极管都需搭配一个放大器，而放大器属于模拟电路，很难让每个放大器所得到的结果维持一致性，因此与只有一个放大器放在芯片边缘的CCD传感器比较之下，CMOS传感器的噪声会增加很多，影响图像品质。在图像处理中，所采集的原始图像必须要经过预处理才能做进一步的分析处理和高精度的图像处理算法，而图像目标检测更加需要一套能够提升图像质量，增强图像边缘的算法为支撑。
技术实现思路
本技术为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：一种用于采集模拟医学微光图像的降噪系统，其特征在于它包括：光源装置，模拟医学生物体装置，微光环境装置，图像采集装置，图像预处理装置，调节装置；其中所述的光源装置包括：支架台1，光源2，带有透光孔的具有固定底座9的挡光板3；挡光板为全黑，为了降低光的散射和反射；光源设置支架台之上，挡光板3上的透光孔与光源对准；集中光的照射；所述的模拟医学生物体装置为PMMA容器4，容器中装有模拟生物体；PMMA容器紧贴挡光板3且保证透光孔位置对应在PMMA容器中央；所述微光环境装置由遮光布5，以及一个表面做成全黑的挡光板3组成；遮光布覆盖在计算机以外的设备上；使得实验环境变暗；所述图像采集装置包括：一台CCD相机6，一台计算机7；CCD相机与计算机之间靠传输的数据线连接；计算机控制传输采集数据；所述图像预处理装置是由计算机7及计算机中的图像联合处理算法构成；对所采集的图像数据做进一步的增强和降噪等处理；调节装置由多层一定厚度可调的木质垫板8构成；根据不同实验需求调节各装置的高度；本技术所述的光源为直流或交流光源：所述的光源装置、模拟医学生物体装置、图像采集装置之间的距离可调。本技术对传输至计算机的图像，使用图像预处理装置的联合处理算法对其进行滤波去噪算法，以及边缘增强算法处理。本技术进一步公开了用于采集模拟医学微光图像的降噪系统的使用方法，其特征在于：（1）打开光源装置开关，照射模拟医学生物体装置，调节好图像采集装置的相机；（2）将计算机以外的设备盖上遮光布，拍摄数据并传输至计算机；（3）待数据全部传输完毕，用图像预处理装置的联合处理算法对其进行预处理。本技术更加详细的描述如下：本技术公开的用于采集模拟微光图像的装置系统包括：光源装置，模拟医学生物体装置，微光环境装置，图像采集装置，图像预处理装置，固定和高度调节装置。光源装置包括：一个支架台，一个直流或交流光源，一个带有透光孔的，具有稳定底座的挡光板（全黑，为了降低光的散射和反射）。将光源对准透光孔，打开光源开关，通过透光孔照射PMMA容器中的模拟生物体。模拟医学生物体装置具有一定尺寸的PMMA容器，容器中装有模拟生物体。PMMA容器紧贴挡光板，且保证透光孔位置对应在该容器中央。微光环境装置由一块遮光效果较好的专门的遮光布，以及一个表面做成全黑的挡光板组成。图像采集装置包括：一台CCD工业相机，一台与CCD工业相机连接的计算机，一根用来在相机与计算机之间传输数据的数据线。光源装置与模拟生物体之间，以及模拟生物体与图像采集装置之间的距离可调。图像预处理装置由计算机和计算机中的图像联合处理算法构成。联合处理算法主要包括对原始拍摄图像进行裁剪，滤波去噪以及边缘增强等预处理算法。固定和高度调节装置：多层一定厚度（可调）的木质垫板，根据具体需求来垫调各装置的高度；需要对模拟生物体装置以及挡光板进行固定，防止容器或挡光板不稳而产生抖动和遮挡，本设计将挡光板连接了一个固定底座，来固定整个模拟生物体装置和挡光板。本系统使用时，将所有有关装置的电源打开，把CCD相机与电脑连接好，将各装置之间距离调好，利用垫板调节好装置的高度，打开光源，对准挡光板的透光孔照射PMMA容器里的模拟生物体，CCD相机镜头对准PMMA容器的中央。将计算机以外的所有设备，盖上遮光布。利用计算机控制CCD相机拍摄并传输数据，待数据全部传输完毕后，启用图像预处理装置，用联合处理算法对图像进行预处理。本技术主要解决了由玻璃或者其他材料作为固定或盛放模拟生物体的容器，所带来的图像污染和噪声，较强的光的反射现象，以及普通相机拍摄效率和质量不佳的问题，重点考察了微光图像处理算法的融合，PMMA材料的透光度和其它光学性质，以及CCD相机的结构和性能，主要的难点在于PMMA材料的寻找与选择，以及微光图像处理算法的融合，为此先后考察了玻璃容器，塑料PE容器等条件，最后确定的方案是采用PMMA材料的容器，使用CCD相机，将多种图像处理算法融合使其适宜于微光图像的处理，降低噪声，提高微光图像质量。本技术公开的用于采集本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于采集模拟医学微光图像的降噪系统，其特征在于它包括：光源装置，模拟医学生物体装置，微光环境装置，图像采集装置，图像预处理装置，调节装置；其中所述的光源装置包括：支架台（1），光源（2），带有透光孔的具有固定底座（9）的挡光板（3）；挡光板为全黑，光源设置支架台之上，挡光板（3）上的在透光孔与光源对准；所述的模拟医学生物体装置为PMMA容器（4），PMMA容器紧贴挡光板（3）且保证透光孔位置对应在PMMA容器中央；所述微光环境装置由遮光布（5），以及全黑的挡光板（3）组成；遮光布覆盖在计算机以外的设备上；所述图像采集装置包括：一台CCD相机（6），一台计算机（7）；CCD相机与计算机之间靠传输的数据线连接；所述图像预处理装置是由计算机（7）及计算机中的图像联合处理算法构成；调节装置由多层一定厚度可调的木质垫板（8）构成；所述的光源为直流或交流光源；所述的光源装置、模拟医学生物体装置、图像采集装置之间的距离可调。

【技术特征摘要】
1.一种用于采集模拟医学微光图像的降噪系统，其特征在于它包括：光源装置，模拟医学生物体装置，微光环境装置，图像采集装置，图像预处理装置，调节装置；其中所述的光源装置包括：支架台（1），光源（2），带有透光孔的具有固定底座（9）的挡光板（3）；挡光板为全黑，光源设置支架台之上，挡光板（3）上的在透光孔与光源对准；所述的模拟医学生物体装置为PMMA容器（4），PMMA容器紧贴挡光板（3）且保证透光孔位置对应在PMM...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宝菊，张成成，
申请(专利权)人：天津师范大学，
类型：新型
国别省市：天津,12