用于分析流体系统内的结构的方法技术方案

在一种用于分析流体系统内的结构的方法中，使用参考图像和至少一个对象图像和至少一个分析图像。提供具有待分析结构的参考图像片段，该待分析结构从参考图像中被隔离，其中该参考图像是使用第一摄像机设置来被拍摄的。选择对象图像，该对象图像具有与该参考图像相同的流体状态，并且该对象图像是使用第一摄像机设置或者第二摄像机设置来被拍摄的。利用该对象图像并且利用该参考图像片段来执行图像配准，并且应用边缘识别以创建掩模。预先或事后选择至少一个分析图像，其中该至少一个分析图像和该对象图像是使用相同的摄像机设置来被拍摄的。将该掩模应用于该分析图像，以隔离该分析图像的待分析的图像片段。然后可以借助于图像分析评估来检查待分析的图像片段。图像分析评估来检查待分析的图像片段。图像分析评估来检查待分析的图像片段。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分析流体系统内的结构的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于使用图像分析方法来分析流体系统内的结构的方法。

技术介绍

[0002]已知在评估和控制微流体装置中的过程时使用图像分析方法。这样，例如可以检查微流体装置的填充水平或者在微流体装置内是否存在气泡。例如，WO 2005/011947 A2描述了一种用于处理微流体装置的图像的方法，其中获得微流体装置在第一状态下的第一图像和微流体装置在第二状态下的第二图像。第一图像和第二图像被变换到第三坐标空间中，其中确定第一图像与第二图像之间的差异。利用该方法可以识别在微流体装置的各个腔室中的晶体。US 8849037 B2同样描述了一种用于针对微流体装置的图像处理的方法，其中通过动态对照来分析多个图像。在使用基线校正的情况下，可以利用该方法来识别气泡。
[0003]从图像处理方面已知边缘识别（edge detection）方法。然而，边缘识别只能用于封闭结构，即用于这种具有连续边缘的结构。未封闭的结构，诸如微流体装置的通道部分或者带有入口和出口的腔室，无法利用常规的边缘识别来被分析。因而，对这样的、未封闭的结构的分析通常需要检查多个按顺序拍摄的图像，其中可以通过对这些图像的动态对照来识别差异。

技术实现思路

[0004]本专利技术的优点本专利技术提供了一种用于分析流体系统内的结构的方法，其中在使用图像处理方法的情况下不仅可以检查封闭结构而且可以特别有利地检查开放结构。在这种情况下，应用边缘识别。如已经提及的那样，边缘识别由于所提到的原因而无法触及到开放结构。然而，所提出的方法还允许将边缘识别应用于开放结构，使得该方法能用于其中常常要评估开放结构、例如通道部分或带有入口和/或出口的腔室的各种流体系统。所提出的方法使用参考图像和至少一个对象图像以及至少一个分析图像，其中后者利用所提出的方法来被评估。该评估例如可以关于气泡识别来进行或者可以进行对流体系统的另外的评估。
[0005]该方法规定首先提供具有待分析结构的参考图像片段（步骤a.），其中该待分析结构从参考图像中被隔离。参考图像是使用第一摄像机设置来被拍摄的。为此，具有待分析结构的参考图像片段可以从使用第一摄像机设置所拍摄的参考图像中被隔离和存储。也能够使用先前已经被隔离的参考图像片段。此外，选择对象图像（default image（默认图像）），该对象图像具有与参考图像相同的流体状态，并且该对象图像是使用第一摄像机设置或者另外的、第二摄像机设置来被拍摄的（步骤b.）。按照所提出的方法，执行对象图像与参考图像片段的图像配准（步骤c.）。图像配准，也称为配准（Co
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Registrierung），是一种本身公知的数字图像处理方法，其中两个或更多个图像彼此融合或叠加。在此，目的在于使同一场景或者至少相似场景的两个或更多个图像尽可能好地彼此匹配。为了使这些图像相互适配，通常计算平衡变换，以便使其中一个图像尽可能好地与另一个图像匹配。该方法例如常常
在医学图像处理中使用。所提出的方法使用图像配准，以便使可能使用不同的摄像机设置并且在不同时间点拍摄的对象图像和参考图像片段彼此融合并且做进一步处理。将边缘识别应用于融合后的图像，以便在此基础上创建掩模（Maske）。以这种方式，图像配准也允许分析在流体系统中并且尤其是在微流体装置中的未封闭的结构。在这种情况下，关键在于：通过图像配准和对边缘识别的应用，能够实现对该待分析结构的隔离，使得该待分析结构从可能未封闭的状态被转变到封闭状态。将基于图像配准所创建的掩模应用于分析图像，使得在分析图像上可以隔离该分析图像的待分析的图像片段（步骤e.）。可以预先或者在该方法的过程期间选择一个或多个待检查的分析图像（步骤d.）。在这种情况下，至少一个分析图像应该是已经使用与对象图像相同的摄像机设置来被拍摄的。然后，借助于掩模从分析图像中隔离的待分析的图像片段可以借助于图像分析评估来被检查（步骤f.），例如关于气泡的比例或者其它方面。该评估尤其可以依据对像素强度的确定来进行，使得例如可以确定在时间点t1和t2的在微流体装置的腔室内的气泡百分比。例如，借此可以发现：在时间点t1，该腔室有50 %被填充了气泡，并且在时间点t2，该腔室有20 %被填充了气泡。
[0006]原则上，待检查结构可以是任何可设想的形状，例如是矩形、圆形、任意多边形等等。该结构例如代表在微流体装置内的特定腔室或者微流体装置的通道中的特定部分或者类似物。本专利技术的特别优点在于：利用所提出的方法，可以分析未封闭的结构，诸如不具有完全连续边缘的通道中的部分。在该方法中，未封闭的结构一次性地被隔离，使得该未封闭的结构被转变成封闭结构。这一点尤其是在按照步骤a.的从参考图像中隔离和存储具有待分析结构的参考图像片段的框架内实现。对于该隔离来说，可以使用某些规定，以便可以在计算基础上实现该隔离。此外，也能够实现对参考图像片段的手动隔离。通过所提出的方法的步骤，预先制造的这种封闭结构被变换到待检查的、实际上未封闭的结构，使得能够实现所描述的图像分析评估。经此，例如能够确定未封闭的结构的不同参数，例如可以确定各种二维参量、填充或其它参数，而无需紧密网格的图像拍摄和对图像数据的动态对照。所提出的方法尤其允许气泡识别，例如依据对阈值的确定和对高于或低于可指定的阈值的像素数的百分比评估。这样的图像分析评估能执行得比例如对两个或更多个图像的强度的完全比较快得多且容易得多。
[0007]在所提出的方法的一个有利的设计方案中，在图像配准之前，可以在对象图像上进行图像加工，以与参考图像片段相适应。例如，对象图像可以相对应地被旋转以与参考图像片段适配，使得存在与参考图像片段的匹配。其它可能的图像加工步骤例如是颜色到灰度的转换和/或图像的平滑和/或边缘识别的应用。此外，例如可以执行对封闭结构的填充和/或对该结构的某些元素的去除和/或对该结构的范围（Umfang）的计算和/或对该结构的其它参数的计算。这种可选步骤是否合理和/或有利以及这种可选步骤中的哪些可选步骤合理和/或有利，取决于相应的对象图像。通常，通过这种图像加工步骤，可以优化后续的图像配准。
[0008]也可以进行进一步的图像加工，例如颜色到灰度的转换和/或图像的平滑，以在图像配准之后创建掩模。此外，在这种图像加工的框架内，例如能够实现对封闭结构的填充和/或对该结构的某些元素的去除和/或对边缘的提取和/或对该结构的范围和/或其它参数的计算。特别有利地，例如可以将该结构的整个背景设定为一种色彩，例如白色。此外，可以消除在图像边沿处的伪影，如果存在的话，以便进一步清理该结构的边界。还可以完全填
充该结构，以便消除在该结构内的边缘。通过与同样可通过进一步的图像加工来被优化的边缘识别互相配合地应用这样的措施，例如通过加厚以避免边缘间隙或者通过消除伪影，可以在整体上提取待分析结构的封闭边缘作为掩模。根据以后要执行的图像分析评估，例如可以填充该掩模，以便例如借助于直方图来简化以后的分析。
[0009]优选地，在该至少一个分析图像上同样进行一个或多个图像加工步骤，使得可以在图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在使用参考图像和至少一个对象图像和至少一个分析图像的情况下分析流体系统内的结构的方法，所述方法包括：a. 提供具有待分析结构的参考图像片段（20），所述待分析结构从参考图像中被隔离，其中所述参考图像是使用第一摄像机设置来被拍摄的；b. 选择对象图像（21），所述对象图像具有与所述参考图像相同的流体状态，并且所述对象图像是使用所述第一摄像机设置或者第二摄像机设置来被拍摄的；c. 执行所述对象图像与所述参考图像片段的图像配准（35）并且应用边缘识别（38）来创建掩模（43）；d. 选择至少一个分析图像（46），其中所述至少一个分析图像和所述对象图像是使用相同的摄像机设置来被拍摄的；e. 将所述掩模（50）应用于所述分析图像，以隔离所述分析图像的待分析的图像片段；f. 借助于图像分析评估（51、52）来检查所述待分析的图像片段。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述图像配准（35）之前，在所述对象图像上进行图像加工，以与所述参考图像片段相适应。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述图像加工包括：将颜色转换成灰度；和/或对图像进行平滑；和/或应用边缘识别。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述图像加工包括：对封...

【专利技术属性】
技术研发人员：AL，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：