用于对彩色图像进行分割的方法以及数字显微镜技术

本发明专利技术涉及一种对由像素组成的彩色图像进行分割的方法，彩色图像例如已经用数字显微镜拍摄好并且要经历自动分析。本发明专利技术还涉及一种数字显微镜，利用该数字显微镜能够执行根据本发明专利技术的方法。该方法规定，首先选出代表彩色图像的待分割的区域的颜色。根据基于三色刺激的第一颜色模型来提供配属于像素的颜色和所选出的颜色。确定其中每个像素的距离大小，该距离大小表示根据第一颜色模型的各自的像素的颜色与所选出的颜色之间的距离。根据感知导向的第二颜色模型来提供配属于像素的颜色和所选出的颜色，为此确定用于配属于像素的颜色和用于所选出的颜色的至少各一个色调。当配属于各自的像素的距离大小在能设定的阈值之下时并且当配属于各自的像素的色调位于配属于在所选出的颜色的色调周围的能设定的区间内时，将其中一个像素配属给已分割的区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术首先涉及一种对由像素组成的彩色图像进行分割的方法，彩色图像例如用数字显微镜拍摄并且要经历自动分析。此外，本专利技术还涉及一种可利用其执行根据本专利技术的方法的数字显微镜。
技术介绍
DE69830583T2示出了一种图像数据处理方法，其接收输入数据，将这些输入数据分成信息的基本单元。在那里表明HLS颜色空间和RGB颜色空间的针对不同类型的分析的不同的适应性。根据DE4419395A1公知了一种用于分析彩色图像的方法以实现识别对象的目的，其中，将RGB图像值转变至HSI颜色空间中，以便结合其颜色执行对各个像素的分类。DE10239801A1教导了一种从多通道图像提取结构特征的方法。根据第二实施例针对分类形成特征，这些特征一方面，在RGB空间内基于颜色距离大小进行计算，另一方面在HSV空间内在应用在此生产的二进制掩码的情况下进行计算。在Selvarasu,N等人所著的“EuclideanDistanceBasedCo1orImageSegmentationofAbnormalityDetectionfromPseudoCo1orThermographs(来自伪彩色温度记录器的异常探测的基于欧几里得距离的彩色图像分割)”，《internationalJournalofComputerTheoryandEngineering(国际计算机理论与工程学报)》，第2卷，第4期，2010年8月，1793-8201页中描述了用于对各个像素进行分类的欧几里得距离。在该文献中，选出代表性的像素，利用该像素针对每个其他像素计算欧几里得距离。当距离小于或等于提前确定的阈值时，保留该像素，否则去除，从而最终仅会看到已分割的区。在此，仅利用一个颜色空间工作。分割仅根据距离大小的阈值进行。不关注针对色调的区间。在Zakir,U等人所著的“RoadsignsegmentationbasedoncolourSpaces:AComparativeStudy(基于颜色空间的道路标志图像分割：比较性研究)”，《Proceedingsofthe11thlastedInternationalConferenceonComputerGraphicsandImaging(第11次国际计算机图形和成像会议论文集)》，奥地利因斯布鲁克，2010中描述了HSV颜色空间的色值与YUV颜色空间的色度通过“与”运算相结合。在此，仅利用用于分割的区间。在Zhan,Chi等人所著的“Anewmethodofcolorimagesegmentationbasedonintensityandhueclustering(基于强度和色相聚类的彩色图像分割的新方法)”，PatternRecognition(模式识别)，2000，《Proceedings15thInternationalConference(第15届国际会议论文集)》，第3卷，IEEE，2000中描述了色调与强度的关联。在此，确定位于HSI颜色空间之内的这些值。
技术实现思路
从现有技术出发，本专利技术任务在于改进对彩色图像，尤其是由显微镜拍摄的彩色图像的分割，使其更进一步接近人类感知。该任务通过根据随附的权利要求1和2的方法以及通过根据随附的并列权利要求9的数字显微镜解决。根据本专利技术的方法用于对尤其是由数字显微镜拍摄的、由像素组成的彩色图像自动分割。数字显微镜在此理解为如下显微镜，其中，用户不直接通过物镜观察要用显微镜查看的对象，而是显微镜包括图像拍摄单元，尤其是电子图像转换器。利用该图像转换器所拍摄的图像被处理成数字信息并在显示单元，尤其是监视器上显示给用户。这种数字显微镜大多具有自动的用于图像评估的功能，例如在质量保证和质量管理(QA/QC)的范围内。根据本专利技术的方法尤其涉及这种图像评估。通过分割，在彩色图像内确定至少一个区域，该区域例如无背景地显示在彩色图像内成像的对象，从而对象的剪影确定区域的边界。至少一个已分割的区域也可以表示组成对象或媒介的在彩色图像内多次成像的组成部分。因此，这种已分割的区域通常不是矩形的，而是任意成形的。该区域也不必是连续的，或者通过分割确定其中更多的已分割的区域。原则上，待分割的区域可以是如下区域，即，其应当专门用于进一步的评估或者正好不用于进一步的评估。在根据本专利技术的方法中，基于配属于像素的颜色实施分割，这些像素可以分别通过颜色位置(Farbort)来描述。因此，根据本专利技术的方法包括如下步骤，在该步骤中，选出代表彩色图像的至少一个待分割的区域的颜色。这种选出优选由用户，尤其是在人机接口处进行。待分割的区域的多个像素优选具有所选出的颜色或者至少一个接近所选出的颜色的颜色。在根据本专利技术的方法的一个步骤中，根据基于三色刺激的第一颜色模型来提供配属于像素的颜色和所选出的颜色。这三色刺激优选由加色混合法的三原色构成。尤其优选的是，第一颜色模型通过RGB颜色模型形成。备选地，第一颜色模型例如通过CMYK颜色模型或类似的颜色模型形成。因为RGB颜色模型在图像处理中广泛使用，所以根据RGB颜色模型来提供配属于像素的颜色和所选出的颜色在大多数情况下不需要附加的耗费，这是因为此处的彩色图像和所选出的颜色已经是根据RGB颜色模型来描述的。在根据本专利技术的方法的另一步骤中，确定其中每个像素的距离大小。距离大小分别表示各个像素的根据第一颜色模型所描述的所选出的颜色和根据第一颜色模型所描述的颜色之间的距离。因此，距离大小分别是所选出的颜色和各自的像素在根据第一颜色模型构成的颜色空间内的颜色之间的距离。尤其优选的是，距离大小由欧几里得距离构成。然而也可以应用其他度量的距离大小。在根据本专利技术的方法的另一步骤中实现，根据感知导向(wahrnehmungsorientiert)的第二颜色模型来提供配属于像素的颜色和所选出的颜色。第二颜色模型基于感知导向的参量，如颜色信息和亮度信息。颜色信息包括色调和颜色饱和度。色调也被称为色值(Farbwert)。根据本专利技术，确定出配属于像素的颜色的至少各一个色调和所选出的颜色的色调。第二颜色模型优选通过HSV颜色模型形成。第二颜色模型也可以通过HSI颜色模型、HSB颜色模型或HSL颜色模型形成，HSV颜色模型是它们的通用形式。HSV颜色模型包括被称为“色相(Hue)”的对应于色调的成分。因此，在应用HSV颜色模型时，至少分别确定针对配属于像素的颜色和所选出的颜色的色相成分。在根据本专利技术的方法的另一步骤中，当配属于各自的像素的距离大小在能设定的阈值之下时，并且当配属于各自的像素的色调位于在配属于所选出的颜色的色调周围的能设定的区间内时，将其中一个像素配属给已分割的区域。两个所描述的条件通过逻辑与彼此逻辑关联，因此必须满足这两个条件，由此将各自的像素配属给已分割的区域。阈值优选可以由用户设定，尤其优选在人机接口处以交互方式设定。区间，即区间边界优选也可以由用户设定，特别优选是在人机接口处以交互方式设定。优选检验所有像素的这两个条件，以便分别将它们配属给已分割的区域或不配属给已分割的区域。因此，当配属于各自的像素的距离大小在能设定的阈值之下时，并且当配属于各自的像素的色调位于在配属于所选出的颜色的色调周围的能设定的区间内时，将其中一个像素配属给已分割的区域，优选针对其中每个本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于对由像素组成的彩色图像进行分割的方法，所述方法包括以下步骤：‑选出代表所述彩色图像的待分割的区域的颜色；‑根据基于三色刺激的第一颜色模型来提供配属于像素的颜色和所选出的颜色；‑确定针对其中每个像素的距离大小，所述距离大小表示根据所述第一颜色模型的各自的像素的颜色与所选出的颜色之间的距离；‑根据感知导向的第二颜色模型来提供配属于像素的颜色和所选出的颜色，为此确定出用于配属于像素的颜色和用于所选出的颜色的至少各一个色调；以及‑当配属于各自的像素的距离大小在能设定的阈值之下时，并且当配属于各自的像素的色调位于在配属于所选出的颜色的色调周围的能设定的区间内时，将其中一个像素配属给已分割的区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.05 DE 102014106224.81.用于对由像素组成的彩色图像进行分割的方法，所述方法包括以下步骤：-选出代表所述彩色图像的待分割的区域的颜色；-根据基于三色刺激的第一颜色模型来提供配属于像素的颜色和所选出的颜色；-确定针对其中每个像素的距离大小，所述距离大小表示根据所述第一颜色模型的各自的像素的颜色与所选出的颜色之间的距离；-根据感知导向的第二颜色模型来提供配属于像素的颜色和所选出的颜色，为此确定出用于配属于像素的颜色和用于所选出的颜色的至少各一个色调；以及-当配属于各自的像素的距离大小在能设定的阈值之下时，并且当配属于各自的像素的色调位于在配属于所选出的颜色的色调周围的能设定的区间内时，将其中一个像素配属给已分割的区域。2.用于对由像素组成的彩色图像进行分割的方法，所述方法包括以下步骤：-选出代表所述彩色图像的待分割的区域的颜色；-根据基于三色刺激的第一颜色模型来提供配属于像素的颜色和所选出的颜色；-确定针对其中每个像素的距离大小，所述距离大小表示根据所述第一颜色模型的各自的像素的颜色与所选出的颜色之间的距离；-检验所选出的颜色是否为非彩色；-当所选出的颜色为非彩色时，确定出用于配属于像素的颜色的亮度值和用于所选出的颜色的亮度值；-当所选出的颜色为非彩色时，并且当配属于各自的像素的距离大小在能设定的阈值之下时，并且当配属于各自的像素的亮度值位于在配属于所选出的颜色的亮度值周围的能设定的区间内时，将其中一个像素配属给已分割的区域；-...

【专利技术属性】
技术研发人员：约舒亚·苏伊特·拉詹伊，乌特帕尔·萨卡尔，约亨·施魏策尔，马库斯·格瑙克，
申请(专利权)人：卡尔蔡司显微镜有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE