一种显微图像增强方法、装置及计算机设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种显微图像增强方法，该方法通过对显微图像中细胞或组织切片特征的分析，将显微图像分割成感兴趣区域和背景区域，然后采取自适应策略对图像中感兴趣区域和背景区域分别进行图像均衡化处理，进而使得显微图像中细胞核、以及细胞轮廓等特征突显出来，同时大幅度抑制背景区域噪声。通过本发明专利技术方法得到的显微图像背景通透、对比度强，尤其是细胞轮廓更加分明、细胞核更加清晰可辨，更适合病理医生进行观察判断。

A method, device and computer equipment of microscopic image enhancement

【技术实现步骤摘要】
一种显微图像增强方法、装置及计算机设备
本专利技术涉及医学显微图像处理
，尤其是一种显微图像增强方法、装置及计算机设备。
技术介绍
医学显微图像以直观的形式给医生提供辅助诊断和治疗的信息，对医学显微图像而言，其对显微图像中的细节要求严格，单一显微图像包含大量数据。然而在成像过程中，经常存在一些退化因素，导致最终的显微图像细节模糊、质量下降。医学显微图像增强技术作为一大类基本的医学显微图像处理技术，主要是解决图像边缘模糊、对比度差等缺点，对医学显微图像进行加工，进而提高图像的有效性和使用性，为医生诊断提供更为丰富和准确的信息。常用的医学显微图像增强方法主要有：(1)对比度增强、锐化增强等空域方法。每种方法都有其明显的不足，对比度增强方法并不能完全解决直方图均衡化存在的问题，而锐化方法则只适用于对比度较好细节模糊图像的锐化，单独用在医学图像上增强效果不明显。(2)变换域方法。小波变换是最为常见的变换域方法。变换域方法通常需要在空域上做后处理。(3)与统计方法相结合。统计学习方法一般能得到较好的增强效果，但是其处理速度不能满足实时要求。(4)利用模糊理论的算法及组合优化算法。将图像看成是模糊集，利用模糊理论读图像进行处理，借助“模糊对比度增强算子(INT)”实现修改像素以达到对比度增强的目的。现有技术中，如中国专利CN107481206中提出了一种显微镜图像背景均衡处理算法，该方法将采集到的RGB显微图像转换到HSV颜色空间，对HSV颜色空间的明度分量V处理，判断明度分量V是否含有椒盐噪声，并对明度分量V进行线性映射变换，对变换后的图像进行图像均衡化处理，最后将HSV颜色空间的图像转换到RGB颜色空间。此专利技术采用对明度分量V进行增强处理，不改变图像的色调和饱和度，提高了图像整体的亮度，但是没有凸显图像局部细节及对比度变化差异。如中国专利CN106780379中提出了一种计量显微镜的彩色图像增强方法，该方法将采集到的RGB显微图像转换到HSI颜色空间，使用Retinex算法改变原始亮度分量I和原始饱和度分量S，最后将HSI颜色空间的图像转换到RGB颜色空间，对处理后的RGB图像进行灰度拉伸。此专利技术解决了对彩色图像进行增强时，造成彩色图像颜色失真的问题，但是对获取的显微图像细节不清晰问题改善不大。
技术实现思路
本专利技术提供一种显微图像增强方法、装置及计算机设备，用于克服现有技术中出现图像细节不够清晰以及图像模糊、对比度差等缺陷，实现处理得到的显微图像背景通透、对比度强。为实现上述目的，本专利技术提出一种显微图像增强方法，包括：S1：获取彩色显微图像；S2：将显微图像由RGB颜色空间转换到HSV颜色空间；S3：首先基于HSV颜色空间的饱和度值，得到一系列候选感兴趣区域；再基于HSV颜色空间的色调、明度和饱和度，计算候选感兴趣区域的特征值并根据特征值的相似度，获得显微图像的感兴趣区域；S4：采取自适应策略对显微图像中感兴趣区域和背景区域分别进行图像均衡化处理；S5：将经处理的显微图像转换到RGB颜色空间，得到增强后的显微图像。为实现上述目的，本专利技术还提出一种显微图像增强装置，包括：图像采集模块，用于获取彩色显微图像；图像转换模块，用于将显微图像由RGB颜色空间转换到HSV颜色空间；图像处理模块，用于首先基于HSV颜色空间的饱和度值，得到一系列候选感兴趣区域；再基于HSV颜色空间的色调、明度和饱和度，计算候选感兴趣区域的特征值并根据特征值的相似度，获得显微图像的感兴趣区域；图像增强模块，用于采取自适应策略对显微图像中感兴趣区域和背景区域分别进行图像均衡化处理；图像输出模块，用于将经处理的显微图像转换到RGB颜色空间，得到增强后的显微图像。为实现上述目的，本专利技术还提出一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述方法的步骤。与现有技术相比，本专利技术的有益效果有：本专利技术提供的显微图像增强方法通过对显微图像中细胞或组织切片特征的分析，将显微图像分割成感兴趣区域和背景区域，然后采取自适应策略对图像中感兴趣区域和背景区域分别进行图像均衡化处理，进而使得显微图像中细胞核、以及细胞轮廓等特征突显出来，同时大幅度抑制背景区域噪声。通过本专利技术方法得到的显微图像背景通透、对比度强，尤其是细胞轮廓更加分明、细胞核更加清晰可辨，更适合病理医生进行观察判断。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。图1为本专利技术提供的显微图像增强方法流程图；图2为显微图像示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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例，都属于本专利技术保护的范围。另外，本专利技术各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。无特殊说明，所使用的药品/试剂均为市售。本专利技术提出一种显微图像增强方法，如图1所示，包括：S1：获取彩色显微图像；S2：将显微图像由RGB颜色空间转换到HSV颜色空间；S3：首先基于HSV颜色空间的饱和度值，得到一系列候选感兴趣区域；再基于HSV颜色空间的色调、明度和饱和度，计算候选感兴趣区域的特征值并根据特征值的相似度，获得显微图像的感兴趣区域；S4：采取自适应策略对显微图像中感兴趣区域和背景区域分别进行图像均衡化处理；S5：将经处理的显微图像转换到RGB颜色空间，得到增强后的显微图像。在S1中，显微图像是指在显微镜里观察到的图像，如图2所示。显微图像包括医学显微图像、生物显微图像等。医学显微图像通过医学显微镜采集得到，生物显微图像通过生物显微镜采集得到。在S2中，RGB颜色空间是一种常见的色彩表示法，但是RGB颜色空间与人眼的感知差异很大，其空间的相似不代表实际颜色的相似。考虑到RGB颜色空间转换到HSV颜色空间是一个简单且快速的非线性变换，本专利技术首先将显微镜采集到的RGB原始显微图像转换到符合人眼感知特性的HSV颜色空间。HSV颜色空间是一种比较直观，且更适合人眼观察的颜色模型，这个模型中颜色的参数分别是：色调H，饱和度S，明度V。色调H是色彩的基本属性，就是平常说的颜色的名称，如红色本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种显微图像增强方法，其特征在于，包括：/nS1：获取彩色显微图像；/nS2：将显微图像由RGB颜色空间转换到HSV颜色空间；/nS3：首先基于HSV颜色空间的饱和度值，得到一系列候选感兴趣区域；再基于HSV颜色空间的色调、明度和饱和度，计算候选感兴趣区域的特征值并根据特征值的相似度，获得显微图像的感兴趣区域；/nS4：采取自适应策略对显微图像中感兴趣区域和背景区域分别进行图像均衡化处理；/nS5：将经处理的显微图像转换到RGB颜色空间，得到增强后的显微图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种显微图像增强方法，其特征在于，包括：
S1：获取彩色显微图像；
S2：将显微图像由RGB颜色空间转换到HSV颜色空间；
S3：首先基于HSV颜色空间的饱和度值，得到一系列候选感兴趣区域；再基于HSV颜色空间的色调、明度和饱和度，计算候选感兴趣区域的特征值并根据特征值的相似度，获得显微图像的感兴趣区域；
S4：采取自适应策略对显微图像中感兴趣区域和背景区域分别进行图像均衡化处理；
S5：将经处理的显微图像转换到RGB颜色空间，得到增强后的显微图像。


2.如权利要求1所述的显微图像增强方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：
S21：在显微图像RGB颜色空间内取一点P(r,g,b)，并对P点进行归一化处理，得到点P'(r',g',b')；r、g、b分别表示P点在RGB颜色空间中红、绿、蓝三个颜色值，r',g',b'分别表示P点在RGB颜色空间中红、绿、蓝三个颜色值经归一化处理后的值；
S22：通过计算获得P'(r',g',b')中三个颜色值的最大值Cmax和最小值Cmix，并求出最大值Cmax和最小值Cmix的差值Δ；
S23：基于步骤S21和S22，计算P点对应的HSV颜色空间中的色调H、饱和度S和明度V的值，从而完成显微图像由RGB颜色空间到HSV颜色空间的转换。


3.如权利要求2所述的显微图像增强方法，其特征在于，所述步骤S23中，色调H、饱和度S和明度V的计算公式为：






V＝Cmax(3)；
式中，Δ表示最大值Cmax和最小值Cmix的差值；r',g',b'分别表示P点在RGB颜色空间中红、绿、蓝三个颜色值经归一化处理后的值；mod表示求余函数。


4.如权利要求1所述的显微图像增强方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：
S31：在HSV颜色空间，将显微图像细分为N个子图像，然后对每个子图像分别设置不同的饱和度阈值，并提取每个子图像中饱和度值高于各自饱和度阈值的目标区域，得到一系列候选感兴趣区域，N为正整数；
S32：通过计算每个候选感兴趣区域的特征值来进行候选感兴趣区域的合并，从而得到显微图像的感兴趣区域，显微图像的其他区域则为背景区域。


5.如权利要求4所述的显微图像增强方法，其特征在于，所述步骤S32具体为：
S321：选取候选感兴趣区域的特征均值和特征方差为所述候选感兴趣区域的特征值；
S322：通过判断相邻两个候选感兴趣区域的特征值是否相似来判断是否对两者进行合并，相似，则合并；不相似，则不合并；
S323：计算合...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈根生，
申请(专利权)人：陈根生，
类型：发明
国别省市：湖南;43