[发明专利]一种低亮度人体组织细胞双光子显微图像的亮度增强方法

权利要求书

1.一种低亮度人体组织细胞双光子显微图像的亮度增强方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S1：输入无法获取视觉信息的低亮度人体组织细胞双光子显微图像，并将输入图像数据类型转化为双精度数据类型；

步骤S2：取步骤S1中双精度数据类型的输入图像中的三个颜色通道的最大值作为人体组织细胞图像初始化亮度评估映射；

步骤S3：将初始化亮度评估映射缩小为步骤S2中初始化亮度评估映射的1/2，并对缩小后的初始化亮度评估映射分别进行行差分运算和列差分运算，对行差分运算和列差分运算的输出结果进行滤波操作，并将滤波结果的倒数作为人体组织细胞图像的权值矩阵W_h(x)，W_v(x)；

步骤S4：对步骤S3中的权值矩阵W_h(x)，W_v(x)进行线性优化函数运算，用以获得人体组织细胞图像精准亮度评估映射M(x)，并根据视网膜成像和大脑皮层调节原理求出人体组织细胞图像曝光率映射K(x)，用以能够在人体组织细胞图像暗的区域分配一个大的曝光率，在人体组织细胞图像亮的区域分配一个小的曝光率；

步骤S5：利用新型的卡方分布函数优化模型得到亮度增强框架，进而对人体组织细胞图像中低亮度区域的亮度进行增强，得到人体组织细胞图像亮度增强结果；

步骤S6：输出步骤S5中人体组织细胞图像亮度增强结果；

其中，步骤S5中，所述新型的卡方分布函数优化模型采用以下步骤得到：

步骤S51：根据卡方分布的概率密度函数，提出了一种闭合解f(x)，其中a是在x＞0情景下的模型参数，x表示曝光率映射K(x)中的值；

步骤S52：将f(x)整体乘以参数2x得到f′(x)，

步骤S53：利用x/2替换f′(x)中的x，得到卡方分布函数模型优化函数f″(x)，

2.根据权利要求1所述的一种低亮度人体组织细胞双光子显微图像的亮度增强方法，其特征在于：步骤S3中，所述人体组织细胞图像的权值矩阵W_h(x)，W_v(x)具体为：式中分别表示一阶行差分运算和一阶列差分运算，L(x)表示初始化亮度评估映射，ε表示一个避免分母为零的常数，表示大小为1×2的滑动相关核ω作用于数据x上，并移动相关核对数据进行滤波。

3.根据权利要求1所述的一种低亮度人体组织细胞双光子显微图像的亮度增强方法，其特征在于：步骤S4中，所述根据视网膜成像和大脑皮层调节原理求出人体组织细胞图像曝光率映射K(x)包括以下步骤：

步骤S41：将低亮度人体组织细胞双光子显微图像的亮度增强方法的过程模拟成眼球视觉成像过程；

步骤S42：将对曝光率映射K(x)中的数据进行约束的过程模拟成大脑皮层对亮度进行自动调节的过程，M(x)表示精准的亮度评估映射，μ表示避免曝光率映射K(x)的值为无穷大，min表示取两者中的最小值。

4.根据权利要求3所述的一种低亮度人体组织细胞双光子显微图像的亮度增强方法，其特征在于：所述步骤S41具体为：将精准亮度评估映射M(x)等价成人眼获取的视觉信息，视觉信息通过晶状体在视网膜上成倒立的映射，并将倒立的映射作为曝光率映射K(x)，

5.根据权利要求1所述的一种低亮度人体组织细胞双光子显微图像的亮度增强方法，其特征在于：步骤S5中，所述亮度增强框架具体为：利用卡方分布函数优化模型和曝光率映射K(x)，得到亮度增强图像G′(x)即为亮度增强框架，G(x)表示最终输出图像，

G′(x)＝I(G(x)，K(x))，

其中a＝3.6。