一种用于动态荧光成像检测的目标区域自动提取方法、设备、介质及产品技术

本发明专利技术涉及一种用于动态荧光成像检测的目标区域自动提取方法、设备、介质及产品，该方法包括步骤：初始化可调增益相机驱动并加载SDK；获取实验参数并进行图像采集；每轮图像采集过程中，显示原始图像，选定荧光区域并对焦，生成备选荧光图像集；进行下一轮图像采集，直到满足实验参数，结束图像采集，输出本次实验得到的备选荧光图像集；根据选定的荧光区域生成荧光中心区域序列，通过该序列的平均荧光强度值修正荧光目标区域轮廓，将平均荧光强度值阈值范围的区域划定为目标区域。本发明专利技术引入对荧光目标区域荧光强度的影响分析，通过荧光强度阈值划定修正荧光目标区域轮廓，更有针对性地提高活动小动物荧光成像实验的目标区域提取准确率和速度。取准确率和速度。取准确率和速度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于动态荧光成像检测的目标区域自动提取方法、设备、介质及产品


[0001]本专利技术涉及图像目标区域提取
，特别涉及一种用于动态荧光成像检测的目标区域自动提取方法、设备、介质及产品。

技术介绍

[0002]传统的图像目标区域提取算法主要包括基于阈值的目标提取算法、基于边缘的目标提取算法和基于区域的目标提取算法。
[0003]基于阈值的目标提取算法是将图像进行预处理后，为每一个像素点赋予一定的值，比如灰度值，然后设定一个或者多个阈值，将原有图像分割为两个或者多个不同的类别，使得不同类子图像之间的值差别较大，同类子图像之间的值差异较小。通过不同阈值的子图像分类，最终实现对原始图像中的目标区域提取。
[0004]基于边缘的目标提取算法是对图像中每一个像素点的赋值(比如灰度值)和临近像素点的赋值进行比较，由于目标区域的边缘像素点和临近像素点之间存在较大赋值差别，而目标区域内部以及区域外部的像素点和周围像素点的赋值差别较小。利用这种赋值差别的变化速度差异，实现将图像中的目标区域进行提取。
[0005]基于区域的目标提取算法利用目标区域和背景像素点赋值的分布相似性，寻找图像特定区域。从实现方式上可以分为区域生长方法和区域分裂合并方法两种，前者从某些像素点出发逐步合并形成目标区域，后者从整幅图像角度逐步分裂切割目标区域。
[0006]可以看出，上述传统的图像目标区域提取算法都是从图像像素点的赋值角度进行处理，比如灰度值的变化，这些方法的应用往往需要根据不同图像的采集条件、背景环境、图像特点、目标区域特征等多种因素反复调整算法因子，从而获得更加准确的图像目标区域，这个过程往往耗时且效果欠佳。

技术实现思路

[0007]为了实现根据本专利技术的上述目的和其他优点，本专利技术的第一目的是提供一种用于动态荧光成像检测的目标区域自动提取方法，包括以下步骤：
[0008]初始化可调增益相机驱动并加载软件开发工具包；
[0009]获取实验参数并根据所述实验参数进行图像采集；
[0010]每轮图像采集过程中，显示原始图像，选定荧光区域，并对焦所述荧光区域，生成备选荧光图像集；
[0011]进行下一轮图像采集，直到满足所述实验参数，结束图像采集，输出本次实验得到的备选荧光图像集；
[0012]根据选定的荧光区域生成备选荧光图像集的荧光中心区域序列，计算荧光中心区域序列的平均荧光强度值，利用平均荧光强度值修正荧光目标区域轮廓，将平均荧光强度值阈值范围的区域划定为目标区域，得到并输出最终的目标区域。
[0013]进一步地，所述实验参数包括曝光时长和拍摄次数。
[0014]进一步地，所述选定荧光区域包括以下步骤：
[0015]检测实验小动物边缘，修正边缘检测结果，得到实验小动物的区域；
[0016]所述对焦所述荧光区域包括以下步骤：
[0017]计算图像清晰度，通过图像清晰度计算结果调整镜头，满足清晰度阈值后，获得对焦的荧光图像，生成并保存备选荧光图像集。
[0018]进一步地，所述根据选定的荧光区域生成备选荧光图像集的荧光中心区域序列包括以下步骤：
[0019]在每一张荧光图像上根据选定的荧光区域坐标中值计算得到荧光区域中心点，并以预设像素点为半径截取荧光区域的中心圆形，得到备选荧光图像集的荧光中心区域序列。
[0020]进一步地，所述检测实验小动物边缘具体为采用Sobel算子进行实验小动物边缘检测。
[0021]进一步地，所述计算图像清晰度具体为采用高斯算法计算图像清晰度。
[0022]进一步地，所述相机为sCMOS相机；所述平均荧光强度值阈值范围为平均荧光强度值
±
20％。
[0023]本专利技术的第二目的是提供一种电子设备，包括：存储器，其上存储有程序代码；处理器，其与所述存储器联接，并且当所述程序代码被所述处理器执行时，实现一种用于动态荧光成像检测的目标区域自动提取方法。
[0024]本专利技术的第三目的是提供一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，所述程序指令被执行时实现一种用于动态荧光成像检测的目标区域自动提取方法。
[0025]本专利技术的第四目的是提供一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现一种用于动态荧光成像检测的目标区域自动提取方法。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0027]本专利技术提供了一种用于动态荧光成像检测的目标区域自动提取方法，实现了对活体小动物荧光成像实验过程中的荧光目标区域自动提取。相比于传统的目标区域提取方法，本专利技术引入了对荧光目标区域荧光强度的影响分析，通过荧光强度阈值划定修正荧光目标区域轮廓，从而更有针对性地提高活动小动物荧光成像实验的目标区域提取准确率和速度。
[0028]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本专利技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
[0029]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0030]图1为实施例1的一种用于动态荧光成像检测的目标区域自动提取方法流程图；
[0031]图2为实施例1的活体小动物荧光图像采集流程图；
[0032]图3为实施例1的荧光图像目标区域提取流程图；
[0033]图4为实施例2的电子设备示意图；
[0034]图5为实施例3的计算机可读存储介质示意图。
具体实施方式
[0035]下面，结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
[0036]本专利技术提供一种用于动态荧光成像检测的目标区域自动提取方法，在采用活体小动物的动态荧光成像检测过程中，除了图像特征之外，还具备荧光标记组织的荧光强度梯度性，因为经过小分子荧光报告基团进行标记的组织细胞往往具有与周围细胞的荧光强度梯度，在传统图像目标区域提取算法基础上增加目标区域组织的荧光强度分析，能够有效提高动态荧光成像检测的目标区域自动提取效率和准确性。
[0037]实施例1
[0038]一种用于动态荧光成像检测的目标区域自动提取方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0039]如图2所示，利用可调增益sCMOS对实验过程中被注入荧光试剂进行目标组织标记的活体小动物进行图像采集的流程。软件启动后，首先初始化可调增益相机驱动并加载软件开发工具包SDK。sCMOS系列相机前端采用23.2mm标准目镜筒尺寸，可以直接插入目镜筒，获取显微镜物镜的中间像，sCMOS系列相机采用USB2.0作为数据传输接口协议，具有广泛的应用。
[0040]获取实验参本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于动态荧光成像检测的目标区域自动提取方法，其特征在于，包括以下步骤：初始化可调增益相机驱动并加载软件开发工具包；获取实验参数并根据所述实验参数进行图像采集；每轮图像采集过程中，显示原始图像，选定荧光区域，并对焦所述荧光区域，生成备选荧光图像集；进行下一轮图像采集，直到满足所述实验参数，结束图像采集，输出本次实验得到的备选荧光图像集；根据选定的荧光区域生成备选荧光图像集的荧光中心区域序列，计算荧光中心区域序列的平均荧光强度值，利用平均荧光强度值修正荧光目标区域轮廓，将平均荧光强度值阈值范围的区域划定为目标区域，得到并输出最终的目标区域。2.根据权利要求1所述的一种用于动态荧光成像检测的目标区域自动提取方法，其特征在于：所述实验参数包括曝光时长和拍摄次数。3.根据权利要求2所述的一种用于动态荧光成像检测的目标区域自动提取方法，其特征在于，所述选定荧光区域包括以下步骤：检测实验小动物边缘，修正边缘检测结果，得到实验小动物的区域；所述对焦所述荧光区域包括以下步骤：计算图像清晰度，通过图像清晰度计算结果调整镜头，满足清晰度阈值后，获得对焦的荧光图像，生成并保存备选荧光图像集。4.根据权利要求1所述的一种用于动态荧光成像检测的目标区域自动提取方法，其特征在于：所述根据选定的荧光区域生成备选荧光...

【专利技术属性】
技术研发人员：佟广辉，顾云洁，耿爽，
申请(专利权)人：佟广辉，
类型：发明
国别省市：