一种基于局部对比度加权平均的显微镜图像景深合成方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于局部对比度加权平均的显微镜图像景深合成方法及系统，方法包括获取若干张不同景深的彩色的显微镜图像；将所有显微镜图像逐一进行灰度化得到对应的灰度图像；基于预设的邻域，对所有灰度图像中的每一锚点像素计算方差；取所有灰度图像相同位置的锚点像素的方差进行求和得到总方差；将所有显微镜图像中的每一锚点像素分解为RGB三通道值；基于每一锚点像素进行景深合成得到最终的景深合成图。本发明专利技术在景深合成中细节保留充分，无重影，且对噪声具有较大的抑制作用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于局部对比度加权平均的显微镜图像景深合成方法及系统
本申请属于显微镜图像处理
，具体涉及一种基于局部对比度加权平均的显微镜图像景深合成方法及系统。
技术介绍
景深(Depthoffield，DOF)是指相机对焦点前后相对清晰的成像范围。景深合成是现代风光摄影、显微镜摄影、微距摄影中，被广泛应用的一种前后期技术，可以在复杂条件下也获得一张从前到后都清晰无比的照片，从而达到景深的延拓，尤其在显微镜微观成像等领域，增大景深将极大的提高成像质量。在现有的景深合成算法中，常见的是采用锐化算子进行清晰度计算，该类算子能够突出细节内容，但同时对噪声也比较敏感，往往会增强噪声，同时在处理高频成分时易出现多轮廓效应，使得最终图像出现重影。并且目前的景深合成无法适用于任意类型的图像进行无缝合成，普适性差，极大的限制了景深的应用。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种基于局部对比度加权平均的显微镜图像景深合成方法及系统，细节保留充分，无重影，且对噪声具有较大的抑制作用。为实现上述目的，本申请所采取的技术方案为：一种基于局部对比度加权平均的显微镜图像景深合成方法，所述基于局部对比度加权平均的显微镜图像景深合成方法，包括：步骤S1、获取若干张不同景深的彩色的显微镜图像；步骤S2、将所有显微镜图像逐一进行灰度化得到对应的灰度图像；步骤S3、基于预设的邻域，对所有灰度图像中的每一锚点像素计算方差；步骤S4、取所有灰度图像相同位置的锚点像素的方差进行求和得到总方差；步骤S5、将所有显微镜图像中的每一锚点像素分解为RGB三通道值；步骤S6、基于每一锚点像素进行景深合成得到最终的景深合成图，包括：步骤S61、取一个位置的锚点像素作为待处理锚点像素；步骤S62、获取待处理锚点像素所在位置对应的总方差；步骤S63、对于一组对应的显微镜图像和灰度图像，基于灰度图像中待处理锚点像素的方差以及所述总方差计算得到加权值，并根据该加权值更新显微镜图像中待处理锚点像素的RGB三通道值；步骤S64、重复执行步骤S63直至更新所有显微镜图像中待处理锚点像素的RGB三通道值；步骤S65、将所有显微镜图像中更新后的待处理锚点像素的RGB三通道值按照通道进行对应求和，将求和后的值作为待处理锚点像素景深合成后的RGB三通道值；步骤S66、获取下一位置的锚点像素作为待处理锚点像素，并返回步骤S62，直至完成所有位置的锚点像素的景深合成得到最终的景深合成图。作为优选，所述步骤S3，基于预设的邻域，对所有灰度图像中的每一锚点像素计算方差，包括：步骤S31、获取灰度图像Pm中锚点像素i(x,y)邻域内的像素点集，其中m∈[0,M]，灰度图像的总数量为M+1；步骤S32、根据像素点集计算方差：式中，σ2m,i表示灰度图像Pm中锚点像素i(x,y)的方差，X表示像素点集内像素点的像素值，μ表示像素点集内所有像素点的像素值的均值，N表示像素点集内像素点的个数；步骤S33、将方差σ2m,i保存至预设置的方差数组Arrgyσ2i中；步骤S34、计算每一灰度图像中锚点像素i(x,y)的方差，并保存至方差数组Arrgyσ2i中，得到Arrgyσ2i为[σ20,i,σ21,i,…,σ2m,i,…,σ2M,i]；步骤S35、重复步骤S31～S34计算得到每一锚点像素对应的方差数组。作为优选，所述步骤S63，对于一组对应的显微镜图像和灰度图像，基于灰度图像中待处理锚点像素的方差以及所述总方差计算得到加权值，并根据该加权值更新显微镜图像中待处理锚点像素的RGB三通道值，包括：取显微镜图像Xm和灰度图像Pm，待处理锚点像素为i(x,y)；获取灰度图像Pm中锚点像素i(x,y)的方差为σ2m,i，待处理锚点像素i(x,y)所在位置对应的总方差为Si(x,y)；则计算得到加权值为σ2m,i/Si(x,y)；因此根据加权值更新显微镜图像中待处理锚点像素的RGB三通道值，如下：Rm,i＝[σ2m,i/Si(x,y)]×Rm,iGm,i＝[σ2m,i/Si(x,y)]×Gm,iBm,i＝[σ2m,i/Si(x,y)]×Bm,i式中，Rm,i、Gm,i、Bm,i为显微镜图像Xm中待处理锚点像素i(x,y)的RGB三通道值。作为优选，所述步骤S65，将所有显微镜图像中更新后的待处理锚点像素的RGB三通道值按照通道进行对应求和，将求和后的值作为待处理锚点像素景深合成后的RGB三通道值，包括：将所有显微镜图像中更新后的待处理锚点像素的RGB三通道值按照通道进行对应求和，如下：式中，为将所有显微镜图像中更新后的待处理锚点像素i(x,y)的RGB三通道值对应相加后的值；判断是否位于0～255范围内，若是则将作为待处理锚点像素i(x,y)景深合成后的RGB三通道值；否则将小于0的像素值设置为0，将大于255的像素值设置为255。本申请还提供一种基于局部对比度加权平均的显微镜图像景深合成系统，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器读取所述存储器中的计算机程序并运行以实现所述的基于局部对比度加权平均的显微镜图像景深合成方法的步骤。本申请提供的基于局部对比度加权平均的显微镜图像景深合成方法及系统，可对不同频域分布情况的图像得到一致性效果，克服了现有算法在对不同内容类型图片处理时效果不同的问题；本图像算法具有明显的抑制噪声作用，噪声干扰作用低，可在排除噪声影响的同时得到去噪效果的高质量图像；本图像算法可非常好的解决在对大批量图片处理时高频高对比度区域容易造成的重影多轮廓效应问题，且细节能充分得到保留。附图说明图1为本申请的基于局部对比度加权平均的显微镜图像景深合成方法的流程图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本申请。其中一个实施例中，提供一种基于局部对比度加权平均的显微镜图像景深合成方法，可在高效处理景深合成的同时较好的抑制噪声，且能够无重影并充分保留细节内容，得到的景深合成图像在教学或检验领域的显微镜使用中起到重要作用，以此让用户更全面的了解观测物。如图1所示，本实施例的基于局部对比度加权平均的显微镜图像景深合成方法，包括以下步骤：步骤S1、获取若干张不同景深的彩色的显微镜图像。获取不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于局部对比度加权平均的显微镜图像景深合成方法，其特征在于，所述基于局部对比度加权平均的显微镜图像景深合成方法，包括：/n步骤S1、获取若干张不同景深的彩色的显微镜图像；/n步骤S2、将所有显微镜图像逐一进行灰度化得到对应的灰度图像；/n步骤S3、基于预设的邻域，对所有灰度图像中的每一锚点像素计算方差；/n步骤S4、取所有灰度图像相同位置的锚点像素的方差进行求和得到总方差；/n步骤S5、将所有显微镜图像中的每一锚点像素分解为RGB三通道值；/n步骤S6、基于每一锚点像素进行景深合成得到最终的景深合成图，包括：/n步骤S61、取一个位置的锚点像素作为待处理锚点像素；/n步骤S62、获取待处理锚点像素所在位置对应的总方差；/n步骤S63、对于一组对应的显微镜图像和灰度图像，基于灰度图像中待处理锚点像素的方差以及所述总方差计算得到加权值，并根据该加权值更新显微镜图像中待处理锚点像素的RGB三通道值；/n步骤S64、重复执行步骤S63直至更新所有显微镜图像中待处理锚点像素的RGB三通道值；/n步骤S65、将所有显微镜图像中更新后的待处理锚点像素的RGB三通道值按照通道进行对应求和，将求和后的值作为待处理锚点像素景深合成后的RGB三通道值；/n步骤S66、获取下一位置的锚点像素作为待处理锚点像素，并返回步骤S62，直至完成所有位置的锚点像素的景深合成得到最终的景深合成图。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于局部对比度加权平均的显微镜图像景深合成方法，其特征在于，所述基于局部对比度加权平均的显微镜图像景深合成方法，包括：
步骤S1、获取若干张不同景深的彩色的显微镜图像；
步骤S2、将所有显微镜图像逐一进行灰度化得到对应的灰度图像；
步骤S3、基于预设的邻域，对所有灰度图像中的每一锚点像素计算方差；
步骤S4、取所有灰度图像相同位置的锚点像素的方差进行求和得到总方差；
步骤S5、将所有显微镜图像中的每一锚点像素分解为RGB三通道值；
步骤S6、基于每一锚点像素进行景深合成得到最终的景深合成图，包括：
步骤S61、取一个位置的锚点像素作为待处理锚点像素；
步骤S62、获取待处理锚点像素所在位置对应的总方差；
步骤S63、对于一组对应的显微镜图像和灰度图像，基于灰度图像中待处理锚点像素的方差以及所述总方差计算得到加权值，并根据该加权值更新显微镜图像中待处理锚点像素的RGB三通道值；
步骤S64、重复执行步骤S63直至更新所有显微镜图像中待处理锚点像素的RGB三通道值；
步骤S65、将所有显微镜图像中更新后的待处理锚点像素的RGB三通道值按照通道进行对应求和，将求和后的值作为待处理锚点像素景深合成后的RGB三通道值；
步骤S66、获取下一位置的锚点像素作为待处理锚点像素，并返回步骤S62，直至完成所有位置的锚点像素的景深合成得到最终的景深合成图。


2.如权利要求1所述的基于局部对比度加权平均的显微镜图像景深合成方法，其特征在于，所述步骤S3，基于预设的邻域，对所有灰度图像中的每一锚点像素计算方差，包括：
步骤S31、获取灰度图像Pm中锚点像素i(x，y)邻域内的像素点集，其中m∈[0，M]，灰度图像的总数量为M+1；
步骤S32、根据像素点集计算方差：



式中，σ2m，i表示灰度图像Pm中锚点像素i(x，y)的方差，X表示像素点集内像素点的像素值，μ表示像素点集内所有像素点的像素值的均值，N表示像素点集内像素点的个数；
步骤S33、将方差σ2m，i保存至预设置的方差数组Arrgyσ2i中；
步骤S34、计算每一灰度图像中锚点像素i(x，y)的方差，并保存至方差数组Arrgyσ2i中，得到Arrgyσ2i为[σ20，i，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈革，何成东，朱锋，赵福林，娄琪，汪大卫，聂佳，俞兴华，张国伟，
申请(专利权)人：中电海康集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33