[发明专利]一种组织切片显微图像的平面拼接合成方法

权利要求书

1.一种组织切片显微图像的平面拼接合成方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)获取待拼接的单张显微镜图像；

(2)提取显微图像的特征；

(3)匹配显微图像的特征；

(4)对显微图像的拼接合成。

2.如权利要求1所述的一种组织切片显微图像的平面拼接合成方法，其特征在于，还包括步骤

(5)对合成后的图像进行后期处理。

3.如权利要求1所述的一种组织切片显微图像的平面拼接合成方法，其特征在于，步骤(1)中，通过组织固定、脱水、透明、石蜡包埋、切片、染色、封片等步骤制作组织切片，随后对制作好的组织切片进行观察、拍摄获取不同视野下的单张显微图像。

4.如权利要求3所述的一种组织切片显微图像的平面拼接合成方法，其特征在于，显微图像的获取包括如下步骤：

(a)制作动物组织石蜡切片：选用选取大小厚度不超过5毫米的生物组织块，然后使用石蜡对动物组织块进行包埋；采用莱卡切片机对包埋好的石蜡块切片，保持切片每张厚度为7微米；接着将切片在展片槽中展开，用染色剂进行切片染色，再进行脱水、透明、封片过程，最后将切片制成便于保存和远距离运输的石蜡切片；

(b)拍摄不同视野下的动物组织石蜡切片的显微图像：通过光学显微镜成套设备进行显微拍照获取平面照片；借助电脑观察显微图像；在拍摄不同视野下的显微图像时，按照从左到右、从上往下的顺序拍摄显微图像，并保证相邻的两张图像存在重合部分，直至不同视野下的单张显微图像的总和足以覆盖石蜡切片中动物组织样本的区域；完成不同视野单张显微图像的拍摄后，对拍摄的显微图像进行筛选，对于不合格的图像需要及时补拍或者更换新的石蜡切片重新进行单张显微图像获取。

5.如权利要求1所述的一种组织切片显微图像的平面拼接合成方法，其特征在于，显微图像特征的提取包括如下步骤：

(a)读取n张相同放大倍数下的不同视野的显微图像；

(b)提取输入的n张不同视野下的显微图像的SURF特征向量；

(c)构建Hessian矩阵：经过滤波后Hessian矩阵可以简化为：计算H矩阵判别式，并判断是大于0或小于0，来判别该点是或不是极值点；

(d)利用Hessian矩阵来构造高斯金字塔尺度空间，并对不同尺度的box filters与原图片卷积使得原始显微图像保持不变而只改变滤波器的大小；

(e)先利用Hessian矩阵确定候选点，然后通过非极大值抑制初步确定特征点，再经过滤除能量比较弱的关键点以及错误定位的关键点进一步精确定义特征点；

(f)最后在特征点的圆形邻域内计算各个扇形范围内x、y方向的haar小波响应，找到模最大的扇形方向并将其作为特征点主方向，即完成64维的SURF特征向量的提取。

6.如权利要求5所述的一种组织切片显微图像的平面拼接合成方法，其特征在于，步骤(3)显微图像特征匹配步骤如下：

(a)针对多幅图像中选取两张相邻的两张图像A、B，利用步骤(2)生成A和B的关键点描述子，用关键点SURF特征向量的标准化欧氏距离作为两幅图像关键点描述子相似性检测的依据；

(b)通过暴力搜索为A中每一个关键点找到B中最接近的2个匹配点；

(c)针对(b)中的两个匹配点，若是最近点的标准欧式距离除以次近点的标准欧氏距离少于某个比例阈值，则接受这一对匹配点。为了保证特征匹配的稳定性，在这里我们特别地定义比例阈值为0.5。

7.如权利要求6所述的一种组织切片显微图像的平面拼接合成方法，其特征在于，

步骤(4)显微图像拼接合成步骤如下：

(a)采用ICP算法找出一致性匹配，使得两种图像的关键点一一对应；

(b)采用VGG16训练得到所有显微图像的特征矩阵，在此基础上进行图像匹配有效性的校验；

(c)验证匹配有效后，找出匹配图像中的连通分量；

(d)针对每个连通分量，找出合适的旋转角度和合适的匹配连接点；

(e)采用滤波进行渲染优化，平滑连接完成显微图像的拼接合成；

(f)得到切片完整的显微图像。

8.如权利要求2所述的一种组织切片显微图像的平面拼接合成方法，其特征在于，

步骤(5)合成图像后期处理步骤如下：

(a)首先对拼接合成后的切片完整显微图像进行色阶处理，去除背景光和白平衡等造成的影响，增强图像对比度，使其层次更加分明；

(b)然后使用边缘柔化使得背景和边缘更加自然；

(c)最后裁剪成统一分辨率且显微图像居中放置的图像。