一种显微镜实时图像优化方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种显微镜实时图像优化方法及系统，其包括：步骤1，统计显微镜系统在多种成像工况下的噪点比例系数，计算显微镜系统的噪点比例系数P

【技术实现步骤摘要】
一种显微镜实时图像优化方法及系统


[0001]本专利技术涉及图像处理
，特别是关于一种显微镜实时图像优化方法及系统。

技术介绍

[0002]显微成像是研究生命科学的重要技术手段之一。超分辨显微成像技术可以从细胞尺度上揭示生命的奥秘，而结构光超分辨成像技术由于光毒性低、荧光光子利用率高、时间分辨率高等特点，可以实现长时程实时观测细胞、细胞器的运动协作过程。实时显微成像中，物体的荧光信号经光学系统传递，再由精密的相机采集，经过电信号传输，最终在终端软件上显示出细胞的动态图像。在信号的传递过程中，不可避免地由于噪声的影响，特别是相机的电子干扰，导致最终成像的时候，图像显示上有噪点的存在，影响最终成像显示的质量。
[0003]目前常用的去噪点方法由于计算耗时，实时性较差。因此，开发一种显微镜实时图像快速去噪点的方法对实时成像，特别是超分辨实时成像具有重要的意义。
[0004]目前有一种中值滤波算法，它是通过将像素领域的像素大小取中值，可以用来进行图像去噪点。中值滤波算法的主要方法包括：在图像每个像素点以其为中心的领域取n*n的像素点矩阵，对矩阵中像素大小进行排序，取中值代替矩阵中心点像素值大小，从而达到去除图像噪点的作用。中值滤波算法对脉冲噪声效果较好，也可以消除椒盐噪声，但是对于消除高斯噪声的效果则较差。在实际的显微显微镜系统成像过程中，有一定的概率出现高斯噪声点，影响实时的显微图像质量，以及使用中值滤波算法去除噪声有一定的耗时，因而该算法有一定的局限性，不适用于实时显微镜系统中。
专利技术内容
[0005]本专利技术的目的在于提供一种显微镜实时图像优化方法及系统，其能够用于显微镜成像过程中快速去噪点。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种显微镜实时图像优化方法，该方法包括：
[0007]步骤1，统计获取待优化的原始图像的显微镜系统在多种成像工况下的噪点比例系数，计算显微镜系统的噪点比例系数P
system
；
[0008]步骤2，获取所述原始图像被扣除与所述P
system
相关的噪点后的图像灰度最大值G
max
；
[0009]步骤3，将所述原始图像中大于所述G
max
的像素点值设置为G
max
，而所述原始图像中低于G
max
的像素点值保持不变，获得优化后的图像。
[0010]进一步地，所述多种成像工况包括成像视野、成像曝光时间和激光功率中的一种以上。
[0011]进一步地，所述多种成像工况同时包括成像视野、成像曝光时间和激光功率；
[0012]所述P
system
通过式(1)计算得到：
[0013]P
system
＝αP
roi
+βP
exp osure
+γP
LaserPowrr+C
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0014]其中，P
roi
表示预设的成像视野的噪点比例系数，α表示预设的成像视野对所述P
system
的占比权重；P
exp osure
表示预设的成像曝光时间的噪点比例系数，β表示预设的成像曝光时间对所述P
system
的占比权重；P
LaserPower
表示预设的激光功率的噪点比例系数，γ表示预设的激光功率对所述P
system
的占比权重，C表示暗电流散粒噪声的比例系数。
[0015]进一步地，α、β、γ均在(0
‑
1)范围取值。
[0016]进一步地，所述显微镜实时图像优化方法还包括：
[0017]步骤4，将所述原始图像像素点的二维矩阵I
origin
转化为一维数组I
linear
，将所述I
linear
中像素点按像素值大小进行排序，得到一维数组I
sort
：I
linear
R(I
origin
)，I
sort
＝S(I
linear
)，其中，R()和S()表示函数；
[0018]所述步骤3通过式(2)描述得到：
[0019]G
max
＝G[I
sort
(row
×
col
×
(1
‑
P
system
))]ꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0020]其中，G[]max
表示所述图像灰度最大值的获取函数G[]表示获取对应像素点像素值大小,G
max
表示所述图像灰度最大值，I
sort
表示对原始图像的灰度值矩阵I进行从小到大排序后的一维数组，row
×
col表示所述原始图像的分辨率。
[0021]本专利技术还提供一种显微镜实时图像优化系统，该系统包括：
[0022]噪点比例系数计算单元，其用于统计显微镜系统在多种成像工况下的噪点比例系数，计算显微镜系统的噪点比例系数P
system
；
[0023]图像处理单元，其用于获取所述原始图像被扣除与所述P
system
相关的噪点后的图像灰度最大值G
max
；
[0024]图像优化单元，其用于将所述原始图像中大于所述G
max
的像素点值设置为G
max
，而所述原始图像中低于G
max
的像素点值保持不变，获得优化后的图像。
[0025]进一步地，所述多种成像工况包括成像视野、成像曝光时间和激光功率中的一种以上。
[0026]进一步地，所述多种成像工况同时包括成像视野、成像曝光时间和激光功率；
[0027]所述P
system
通过式(1)计算得到：
[0028]P
system
＝αP
roi
+βP
exp osure
+γP
Laserpower
+C
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0029]其中，P
roi
表示预设的成像视野的噪点比例系数，α表示预设的成像视野对所述P
system
的占比权重；P
exp osure
表示预设的成像曝光时间的噪点比例系数，β表示预设的成像曝光时间对所述P
system
的占比权重；P
LaserPower
表示预设的激光功率的噪点比例系数，γ表示预设的激光功率对所述P
system
的占比权重，C表示暗电流散粒噪声的比例系数。
[0030]进一步地，α、β、γ均在(0
‑
1)范围取值。
[0031]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种显微镜实时图像优化方法，其特征在于，包括：步骤1，统计获取显微镜系统采集到的原始图像的显微镜系统在多种成像工况下的噪点比例系数，计算显微镜系统的噪点比例系数P
system
；步骤2，获取所述原始图像被扣除与所述P
system
相关的噪点后的图像灰度最大值G
max
；步骤3，将所述原始图像中大于所述G
max
的像素点值设置为G
max
，而所述原始图像中低于G
max
的像素点值保持不变，获得优化后的图像。2.如权利要求1所述的显微镜实时图像优化方法，其特征在于，所述多种成像工况包括成像视野、成像曝光时间和激光功率中的一种以上。3.如权利要求1所述的显微镜实时图像优化方法，其特征在于，所述多种成像工况同时包括成像视野、成像曝光时间和激光功率；所述P
system
通过式(1)计算得到：P
system
＝αP
roi
+βP
exposure
+γP
LaserPower
+C
ꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，P
roi
表示预设的成像视野的噪点比例系数，α表示预设的成像视野对所述P
system
的占比权重；P
exposure
表示预设的成像曝光时间的噪点比例系数，β表示预设的成像曝光时间对所述P
system
的占比权重；P
LaserPower
表示预设的激光功率的噪点比例系数，γ表示预设的激光功率对所述P
system
的占比权重，C表示暗电流散粒噪声的比例系数。4.如权利要求3所述的显微镜实时图像优化方法，其特征在于，α、β、γ均在(0
‑
1)范围取值。5.如权利要求1或2或3或4所述的显微镜实时图像优化方法，其特征在于，还包括：步骤4，将所述原始图像像素点的二维矩阵I
origin
转化为一维数组I
linear
，将所述I
linear
中像素点按像素值大小进行排序，得到一维数组I
sort
：I
linear
＝R(I
origin
)，I
sort
＝S(I
linear
)，其中，R()和S()表示函数；所述步骤3通过式(2)描述得到：G
max
＝G[I
sort
(row
×
col
×
(1
‑
P
system
))]
ꢀꢀꢀꢀ
(2)其中，G[]
max
表示所述图像灰度最大值的获取函数G[]表示获取对应像素点像素值大小，G
max
表示所述图像灰度最大值，I
sort
表示对原始图像的灰度值矩阵I进行从小到大排序后的一维数组，row
×
col表示所述原始图像的分辨率。6.一种显微镜实时图像优化系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张良，梁德伟，
申请(专利权)人：广州超视计生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：