双程微距图像制造技术

公开了对微距图像的双程捕获。在一个实施方案中，一种扫描设备包括台、高分辨率相机和透镜，所述透镜向所述高分辨率相机提供宽度基本上等于载片宽度的视野。所述设备还包括用于透射模式照明的第一照明系统和用于反射模式照明的第二照明系统。一个或多个处理器使所述台在第一方向上移动以在单程期间在所述视野由所述第一照明系统照明时捕获样本的第一微距图像，以及使所述台在第二方向上移动以在单程期间在所述视野由所述第二照明系统照明时捕获所述样本的第二微距图像。所述一个或多个处理器识别所述第二微距图像中的伪影，并且基于那些伪影，校正所述第一微距图像以生成修改的第一微距图像。

Two way macro image

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双程微距图像相关申请的交叉引用本申请要求2017年9月29日提交的美国临时专利申请号62/566,165的优先权，该申请以引用方式整体并入本文，如同完全地阐述一样。背景专利
本公开总体上涉及数字病理学，并且更具体地，涉及使用数字载片扫描设备来识别玻璃载片上的组织区域。相关技术数字病理学是通过允许管理从物理载片产生的信息的计算机技术实现的基于图像的信息环境。数字病理学部分地通过虚拟显微术实现，虚拟显微术是扫描物理玻璃载片上的样本并产生可以在计算机监视器上存储、查看、管理和分析的数字玻璃载片图像的实践。通过对整个玻璃载片进行成像的能力，数字病理学领域迅猛发展并且在当前被认为是诊断医学中用来实现对重大疾病(诸如癌症)的甚至更好、更快且更便宜的诊断、预后和预测的最有前景的途径之一。常规的数字载片扫描设备典型地包括用于扫描载片上的样本的高分辨率图像的高分辨率相机传感器。常规的数字载片扫描设备典型地还包括用于扫描载片上的样本的低分辨率微距图像的低分辨率相机传感器。典型地，微距图像用来识别玻璃载片的被样本占据的区域，并且还可以用来生成整个载片的缩略图像。常规的数字载片扫描设备的缺陷在于，包括低分辨率相机传感器增加了设备的成本。已经提出的一个解决方案是使用高分辨率相机传感器来捕获高分辨率微距图像。然而，用高分辨率相机获得高分辨率微距图像的缺点在于，高分辨率微距图像经常包括来自载片或载片盖片上的实物(诸如灰尘、指纹等)的不想要的图像伪影。这些伪影可能会在载片准备或处理期间被引入。微距图像中的这些不想要的图像伪影可能会显著地影响在样本的微距图像上执行来确定例如样本的位置、玻璃载片的待扫描的区域和样本上的初始焦点的图像处理。此外，如果初始焦点(例如，用于构建焦面)刚好设置到不想要的图像伪影的位置，那么可能会不利地影响所得数字载片图像的质量。因此，需要一种克服在如上文所描述的常规的系统中发现的这些显著问题的系统和方法。
技术实现思路
为了解决与数字载片扫描设备中的常规的微距图像捕获相关联的问题，本文中描述了利用第一照明系统和第二照明系统来捕获载片的两个图像的解决方案。在一个实施方案中，使用透射照明系统(从载片下方)捕获第一图像，并且处理该第一图像以用于照明校正以及可能地用于其他图像增强。可以使用反射照明系统(从载片上方)捕获第二图像，并且处理该第二图像以识别不想要的图像伪影。然后可以从第一图像去除来自第二图像的所识别的图像伪影，并且可以将校正的第一图像存储为微距图像。在微距图像采集过程的一个实施方案中，台行进于线性往返路径以使玻璃载片一直移动去往微距图像位置并且然后返回扫描位置。在行程的“去往”部分上，使用透射模式照明和对应于微距图像光学路径的透镜来捕获微距图像。在行程的“返回”部分上，使用反射模式照明和对应于微距图像光学路径的透镜来捕获第二微距图像。因此，在扫描设备中包括第二倾斜照明源并且将其定位成与微距图像光学路径一起使用。第二照明源从玻璃载片的顶部提供照明并且使用成角度的散射光来仅突出显示玻璃载片和/或盖片上的伪影，而不将任何光反射到光学路径中的相机传感器上。扫描设备中的处理器处理在微距图像光学路径下方的行程的“去往”和“返回”部分期间捕获两个完整载片图像，并且图像处理从第一图像去除在第二图像中识别的伪影。之后将修改的第一图像用作干净微距图像，以用于组织发现和初始焦点选择。本文所描述的实施方案提供优于常规的解决方案的显著优点。一个优点是高分辨率相机产生具有精细细节的微距载片图像。然而，使用透射模式照明扫描的微距图像包括玻璃载片和/或盖片上的样本以及不想要的图像伪影两者。有利地，顶部照明的微距图像清楚地示出来自经常存在于玻璃载片或盖片上的物项的不想要的图像伪影，所述物项诸如指纹、灰尘、头发、密封剂、无溶剂密封剂(凡士林、羊毛脂、石蜡)、白漆标签等(在本文中统称为“碎屑”)。因此，对两个微距图像(一个用底部照明捕获并且一个用顶部照明捕获)的图像处理允许从用底部照明捕获的微距图像去除不想要的图像伪影，以产生没有不想要的图像伪影的高分辨率微距图像。本专利技术的实施方案防止需要包括额外的区域来进行高分辨率扫描。本专利技术的实施方案还对用顶部照明捕获的微距图像执行深度图像去噪，而对用底部照明捕获的微距图像执行非常少的图像处理，这降低误识别玻璃载片上的样本区域的风险。在一个实施方案中，公开了一种数字载片扫描设备，所述数字载片扫描设备包括：高分辨率相机，所述高分辨率相机具有视野；第一透镜，所述第一透镜在微距图像光学路径中，所述第一透镜被配置为向所述高分辨率相机的视野提供玻璃载片的基本上完整宽度的图像；第一照明系统，所述第一照明系统与所述第一透镜光耦合并且被配置用于透射模式照明；第二照明系统，所述第二照明系统与所述第一透镜光耦合并且被配置用于反射模式照明且进一步被配置为以一定模式使照明光成角度，使得第二照明系统光基本上不反射到所述高分辨率相机的所述视野中；处理器，所述处理器被配置为在第一方向上移动支撑所述玻璃载片的台并且在所述玻璃载片在所述第一透镜下方的单程期间使用所述高分辨率相机、所述第一透镜和所述第一照明系统来捕获所述玻璃载片上的样本的第一微距图像；其中所述处理器还被配置为在与所述第一方向相反的第二方向上移动所述台，以在所述玻璃载片在所述第一透镜下方的单程期间使用所述高分辨率相机、所述第一透镜和所述第二照明系统来捕获所述玻璃载片上的样本的第二微距图像；其中所述处理器还被配置为识别所述第二微距图像中的不想要的图像伪影并且根据所述识别的图像伪影来校正所述第一微距图像以生成修改的第一微距图像。所述处理器还可以被配置为将所述修改的第一微距图像用于组织发现和初始焦点选择。所述第一照明系统还可以包括漫射器。在一个实施方案中，公开了一种方法，所述方法包括：打开被配置用于透射模式照明的第一照明系统，所述第一照明系统与透镜和具有视野的高分辨率相机光耦合，其中所述透镜和所述高分辨率相机限定光学路径；相对于所述光学路径在第一方向上移动支撑玻璃载片的台并且在所述移动期间，使用所述高分辨率相机、所述透镜和所述第一照明系统来捕获所述玻璃载片上的样本的第一微距图像；关闭所述第一照明系统；在关闭所述第一照明系统之后，打开被配置用于反射模式照明的第二照明系统，所述第二照明系统与所述透镜和所述高分辨率相机光耦合；在与所述第一方向相反的第二方向上移动支撑所述玻璃载片的所述台并且在所述移动期间，使用所述高分辨率相机、所述透镜和所述第二照明系统来捕获所述玻璃载片上的样本的第二微距图像；识别所述第二微距图像中的一个或多个不想要的图像伪影；根据所述识别的不想要的图像伪影来校正所述第一微距图像以生成修改的第一微距图像。在一个实施方案中，公开了一种方法，所述方法包括：打开被配置用于反射模式照明的反射模式照明系统，所述反射模式照明系统与透镜和具有视野的高分辨率相机光耦合，其中所述透镜和所述高分辨率相机限定光学路径；相对于所述光学路径在第一方向上移动支撑玻璃载片的台并且在所述移动期间，使用所述高分辨率相机、所述透镜和第一照明系统来捕获本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字载片扫描设备，所述数字载片扫描设备包括：/n台，所述台被配置为支撑玻璃载片；/n高分辨率相机；/n第一透镜，所述第一透镜限定到所述高分辨率相机的微距图像光学路径，其中所述第一透镜被配置为向所述高分辨率相机提供视野，并且其中所述视野具有基本上等于玻璃载片的完整宽度的宽度；/n第一照明系统，所述第一照明系统与所述第一透镜光耦合并且被配置用于从所述台上的玻璃载片下方对所述视野进行透射模式照明；/n第二照明系统，所述第二照明系统与所述第一透镜光耦合并且被配置用于从所述台上的玻璃载片上方对所述视野进行反射模式照明，其中所述第二照明系统被配置为以一定模式使照明光成角度，使得所述第二照明系统的照明光基本上不沿着所述光学路径反射到所述高分辨率相机；以及/n至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为在台支撑玻璃载片时，/n当所述视野由所述第一照明系统照明时，在所述玻璃载片在所述第一透镜下方时使用所述高分辨率相机来捕获所述玻璃载片上的样本的第一微距图像，/n当所述视野由所述第二照明系统照明时，在所述玻璃载片在所述第一透镜下方时使用所述高分辨率相机来捕获所述玻璃载片上的所述样本的第二微距图像，/n识别所述第二微距图像中的图像伪影；以及/n基于所述第二微距图像中的所述识别的图像伪影，校正所述第一微距图像以生成修改的第一微距图像。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170929 US 62/566,1651.一种数字载片扫描设备，所述数字载片扫描设备包括：
台，所述台被配置为支撑玻璃载片；
高分辨率相机；
第一透镜，所述第一透镜限定到所述高分辨率相机的微距图像光学路径，其中所述第一透镜被配置为向所述高分辨率相机提供视野，并且其中所述视野具有基本上等于玻璃载片的完整宽度的宽度；
第一照明系统，所述第一照明系统与所述第一透镜光耦合并且被配置用于从所述台上的玻璃载片下方对所述视野进行透射模式照明；
第二照明系统，所述第二照明系统与所述第一透镜光耦合并且被配置用于从所述台上的玻璃载片上方对所述视野进行反射模式照明，其中所述第二照明系统被配置为以一定模式使照明光成角度，使得所述第二照明系统的照明光基本上不沿着所述光学路径反射到所述高分辨率相机；以及
至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为在台支撑玻璃载片时，
当所述视野由所述第一照明系统照明时，在所述玻璃载片在所述第一透镜下方时使用所述高分辨率相机来捕获所述玻璃载片上的样本的第一微距图像，
当所述视野由所述第二照明系统照明时，在所述玻璃载片在所述第一透镜下方时使用所述高分辨率相机来捕获所述玻璃载片上的所述样本的第二微距图像，
识别所述第二微距图像中的图像伪影；以及
基于所述第二微距图像中的所述识别的图像伪影，校正所述第一微距图像以生成修改的第一微距图像。


2.如任一前述权利要求所述的数字载片扫描设备，其中所述至少一个处理器还被配置为使用所述修改的第一微距图像来发现所述样本中的组织并且选择初始焦点以用于扫描所述样本。


3.如任一前述权利要求所述的数字载片扫描设备，其中所述第一照明系统还包括漫射器。


4.如任一前述权利要求所述的数字载片扫描设备，其中在所述第二微距图像之前捕获所述第一微距图像。


5.如权利要求1至3中任一项所述的数字载片扫描设备，其中在所述第二微距图像之后捕获所述第一微距图像。


6.如任一前述权利要求所述的数字载片扫描设备，所述数字载片扫描设备还包括第二透镜，所述第二透镜用于以高放大率捕获高分辨率图像，其中所述第二透镜限定到所述高分辨率图像的另一个光学路径，所述另一个光学路径不同于所述微距图像光学路径，并且其中所述第二透镜被配置为提供比所述第一透镜小的视野，所述视野具有小于玻璃载片的完整宽度的宽度。


7.如任一前述权利要求所述的数字载片扫描设备，其中识别所述第二微距图像中的图像伪影包括从所述第二微距图像生成伪影掩模。


8.如权利要求7所述的数字载片扫描设备，其中校正所述第一微距图像包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：LC陈，Y邹，A奥尔森，P纳杰马巴迪，G克兰德尔，N纽伯格，A斯特雷特，
申请(专利权)人：徕卡生物系统成像股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US