一种染色切片的图像配准方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种染色切片的图像配准方法及系统，包括：对待配准染色切片和目标染色切片进行图像采集得到待配准图像和目标图像；将待配准图像与目标图像进行基于至少一种图像特征的图像配准并判断是否存在至少一种图像特征配准成功：若是，则处理得到图像特征关联的第一配准评分并输出最高的第一配准评分对应的仿射矩阵；若否，则将待配准图像进行多次旋转，计算每次旋转后得到的旋转图像与目标图像进行图像配准得到的第二配准评分，并输出最高的第二配准评分对应的仿射矩阵；根据仿射矩阵处理得到旋转参数和平移参数，并根据旋转参数和平移参数对待配准图像进行处理得到配准图像。有益效果是有效提升配准效果，方便病理医生进行对照查看。医生进行对照查看。医生进行对照查看。

【技术实现步骤摘要】
一种染色切片的图像配准方法及系统


[0001]本专利技术涉及图像配准
，尤其涉及一种染色切片的图像配准方法及系统。

技术介绍

[0002]病理切片作为一种实验技术已广泛应用于科研、教学、病理检验等工作中，有较高的使用价值，其本身没有颜色，在显微镜下无法进行识别，为了区别不同的细胞结构，就要对切片进行染色。病理切片染色方法有很多种，如HE染色、IHC染色等。其中，HE染色是苏木精
‑
伊红染色(hematoxylin
‑
eosin staining)的简称，是一种常用的组织学染色方法。苏木精主要把组织中的嗜碱性结构(如核糖体、细胞核及细胞质中的核酸等)染成蓝紫色。伊红主要把组织中的酸性结构(如细胞内及细胞间的蛋白质、路易体、酒精小体、细胞质的大部分等)染成粉红色。IHC染色，即免疫组织化学染色，是指在抗体上结合荧光或可呈色的化学物质，利用免疫学中抗原与抗体特异性结合的原理，对细胞或组织中抗原进行定位、定性和定量。
[0003]在病理诊断中，病理医生通过HE染色切片对细胞形态学的变化进行粗略的观察。当只依靠HE染色难以作出明确的诊断时，需要结合IHC染色切片实现进一步观察和确认。在此过程中，病理医生需要将HE染色切片和IHC染色切片对照查看。为了对照的方便，常常需要对IHC切片的角度和位置进行调整，使得IHC切片上与HE切片上对应的组织在视觉效果上是对齐的，这一过程被称为HE切片与IHC切片的配准，但现有的配准方式在进行IHC切片与HE切片配准时存在配准效果差的问题，为病理医生的对照查看带来极大不便。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种染色切片的图像配准方法，预先获取采用不同的染色方式进行染色得到一待配准染色切片和一目标染色切片；
[0005]则所述图像配准方法包括：
[0006]步骤S1，分别对所述待配准染色切片和所述目标染色切片进行图像采集得到对应的待配准图像和目标图像；
[0007]步骤S2，将所述待配准图像与所述目标图像进行基于至少一种图像特征的图像配准得到对应的初步配准图像及仿射矩阵，并根据各所述初步配准图像、对应的所述仿射矩阵和所述目标图像判断是否存在至少一种所述图像特征配准成功：
[0008]若是，则根据对应的所述初步配准图像和所述目标图像处理得到所述图像特征关联的第一配准评分及对应的所述仿射矩阵，并输出最高的所述第一配准评分对应的所述仿射矩阵，随后转向步骤S4；
[0009]若否，则转向步骤S3；
[0010]步骤S3，将所述待配准图像进行多次旋转，计算每次旋转后得到的一旋转图像与所述目标图像进行图像配准得到的仿射矩阵和第二配准评分，并输出最高的所述第二配准评分对应的所述仿射矩阵；
[0011]步骤S4，根据所述仿射矩阵处理得到所述待配准图像的旋转参数和平移参数，并根据所述旋转参数和所述平移参数对所述待配准图像进行处理得到对应的配准图像。
[0012]优选的，执行所述步骤S2之前还包括一第一预处理过程，包括：
[0013]步骤A1，分别获取并判断所述待配准图像的高度和宽度是否均不大于所述目标图像的高度和宽度：
[0014]若是，转向所述步骤S2；
[0015]若否，则转向步骤A2；
[0016]步骤A2，由所述待配准图像中裁切出与所述目标图像的组织相似度最大的区域得到裁切图像，并将所述裁切图像作为所述待配准图像输出。
[0017]优选的，所述步骤A2包括：
[0018]步骤A21，分别对所述待配准图像和所述目标图像依次进行前景分割和轮廓提取得到对应的待配准二值图像和目标二值图像，并提取所述待配准二值图像和所述目标二值图像中的高度的较小值和宽度的较小值分别作为一裁切框的高度和宽度；
[0019]步骤A22，采用所述裁切框由所述目标二值图像中截取得到一截取图像，并将所述裁切框作为滑动窗口对所述待配准二值图像进行图像切割得到多个切割图像；
[0020]步骤A23，分别计算各所述切割图像与所述截取图像之间的所述组织相似度，处理得到最大的所述组织相似度对应的所述切割图像上的至少一切割点在所述待配准图像上的位置坐标，并根据所述位置坐标对所述待配准图像进行裁切得到所述裁切图像。
[0021]优选的，执行所述步骤A21之前，还包括分别对所述待配准图像和所述目标图像进行等比例缩小，进而所述步骤A21中，分别对缩小后的所述待配准图像和缩小后的所述目标图像依次进行前景分割和轮廓提取；
[0022]则所述步骤A23中，还包括：
[0023]获取最大的所述组织相似度对应的所述切割图像上的至少一切割点在缩小后的所述待配准图像上的第一坐标，并根据所述第一坐标处理到所述切割点在缩小前的所述待配准图像上的第二坐标作为所述位置坐标。
[0024]优选的，所述组织相似度的计算公式如下：
[0025]O
s
＝d*f(h)/f(0)
[0026]其中，O
s
用于表示所述组织相似度；d用于表示所述切割图像与所述裁切图像之间的Dice系数，h用于表示所述切割图像与所述截取图像之间的轮廓相似度，f(h)用于表示以h为自变量，并在[0，+∞)上单调递减的函数，且满足f(0)＝c，(c＞0，c≠+∞)，f(+∞)≥0。
[0027]优选的，执行所述步骤S2之前，还包括一第二预处理过程，包括：
[0028]步骤B1，分别对所述待配准图像和所述目标图像进行单通道图像转换得到待配准单通道图像和目标单通道图像；
[0029]步骤B2，分别对所述待配准单通道图像和所述目标单通道图像进行图像预处理得到对应的待配准预处理图像和目标预处理图像；
[0030]则所述步骤S2中，分别将所述待配准预处理图像和目标预处理图像对应作为所述待配准图像和所述目标图像进行特征点提取。
[0031]优选的，所述步骤S2包括：
[0032]步骤S21，将所述待配准图像与所述目标图像进行基于至少一种图像特征的图像
配准得到对应的初步配准图像及仿射矩阵，依次针对每种所述图像特征，根据对应的所述仿射矩阵分别处理得到沿x轴方向和沿y轴方向的伸缩量，并判断是否存在任意一所述伸缩量大于一第一阈值：
[0033]若是，则转向步骤S22；
[0034]若否，则转向步骤S23；
[0035]步骤S22，判断是否所有所述图像特征均配准完成：
[0036]若是，则转向步骤S24；
[0037]若否，则返回所述步骤S21；
[0038]步骤S23，计算分别进行前景分割后的所述初步配准图像和所述目标图像之间的第一相似度系数，并判断所述第一相似度系数是否小于一第二阈值：
[0039]若是，则转向所述步骤S22；
[0040]若否，则将所述第一相似度系数作为所述图像特征对应的所述第一配准评分并加入一第一评分集合，随后转向所述步骤S22；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种染色切片的图像配准方法，其特征在于，预先获取采用不同的染色方式进行染色得到一待配准染色切片和一目标染色切片；则所述图像配准方法包括：步骤S1，分别对所述待配准染色切片和所述目标染色切片进行图像采集得到对应的待配准图像和目标图像；步骤S2，将所述待配准图像与所述目标图像进行基于至少一种图像特征的图像配准得到对应的初步配准图像及仿射矩阵，并根据各所述初步配准图像、对应的所述仿射矩阵和所述目标图像判断是否存在至少一种所述图像特征配准成功：若是，则根据对应的所述初步配准图像和所述目标图像处理得到所述图像特征关联的第一配准评分及对应的所述仿射矩阵，并输出最高的所述第一配准评分对应的所述仿射矩阵，随后转向步骤S4；若否，则转向步骤S3；步骤S3，将所述待配准图像进行多次旋转，计算每次旋转后得到的一旋转图像与所述目标图像进行图像配准得到的仿射矩阵和第二配准评分，并输出最高的所述第二配准评分对应的所述仿射矩阵；步骤S4，根据所述仿射矩阵处理得到所述待配准图像的旋转参数和平移参数，并根据所述旋转参数和所述平移参数对所述待配准图像进行处理得到对应的配准图像。2.根据权利要求1所述的图像配准方法，其特征在于，执行所述步骤S2之前还包括一第一预处理过程，包括：步骤A1，分别获取并判断所述待配准图像的高度和宽度是否均不大于所述目标图像的高度和宽度：若是，转向所述步骤S2；若否，则转向步骤A2；步骤A2，由所述待配准图像中裁切出与所述目标图像的组织相似度最大的区域得到裁切图像，并将所述裁切图像作为所述待配准图像输出。3.根据权利要求2所述的图像配准方法，其特征在于，所述步骤A2包括：步骤A21，分别对所述待配准图像和所述目标图像依次进行前景分割和轮廓提取得到对应的待配准二值图像和目标二值图像，并提取所述待配准二值图像和所述目标二值图像中的高度的较小值和宽度的较小值分别作为一裁切框的高度和宽度；步骤A22，采用所述裁切框由所述目标二值图像中截取得到一截取图像，并将所述裁切框作为滑动窗口对所述待配准二值图像进行图像切割得到多个切割图像；步骤A23，分别计算各所述切割图像与所述截取图像之间的所述组织相似度，处理得到最大的所述组织相似度对应的所述切割图像上的至少一切割点在所述待配准图像上的位置坐标，并根据所述位置坐标对所述待配准图像进行裁切得到所述裁切图像。4.根据权利要求3所述的图像配准方法，其特征在于，执行所述步骤A21之前，还包括分别对所述待配准图像和所述目标图像进行等比例缩小，进而所述步骤A21中，分别对缩小后的所述待配准图像和缩小后的所述目标图像依次进行前景分割和轮廓提取；则所述步骤A23中，还包括：获取最大的所述组织相似度对应的所述切割图像上的至少一切割点在缩小后的所述
待配准图像上的第一坐标，并根据所述第一坐标处理到所述切割点在缩小前的所述待配准图像上的第二坐标作为所述位置坐标。5.根据权利要求3所述的图像配准方法，其特征在于，所述组织相似度的计算公式如下：O
s
＝d*f(h)/f(0)其中，O
s
用于表示所述组织相似度；d用于表示所述切割图像与所述截取图像之间的Dice系数，h用于表示所述切割图像与所述截取图像之间的轮廓相似度，f(h)用于表示以h为自变量，并在[0，+∞)上单调递减的函数，且满足f(0)＝c，(c＞0，c≠+∞)，f(+∞)≥0。6.根据权利要求1所述的图像配准方法，其特征在于，执行所述步骤S2之前，还包括一第二预处理过程，包括：步骤B1，分别对所述待配准图像和所述目标图像进行单通道图像转换得到待配准单通道图像和目标单通道图像；步骤B2，分别对所述待配准单通道图像和所述目标单通道图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：成莹，龙希，刘净心，慕潇，
申请(专利权)人：上海衡道医学病理诊断中心有限公司，
类型：发明
国别省市：