[发明专利]双处理器图像处理

说明书

一种数字载片扫描设备，包括扫描载物台、聚焦传感器、成像传感器和至少两个处理器。主处理器被配置为控制所述扫描载物台以相对于所述聚焦传感器和所述成像传感器移动样品。所述主处理器控制辅处理器以处理由所述聚焦传感器生成的焦点缓冲区和由所述成像传感器生成的图像缓冲区。所述辅处理器访问每个缓冲区并处理所述缓冲区中的数据以生成所述缓冲区的平均对比度矢量。然后，将所述焦点缓冲区和所述图像缓冲区的所述平均对比度矢量提供到所述主处理器，以结合自动聚焦和/或数字载片图像的生成来进行进一步处理。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年11月28日提交的美国临时专利申请号62/591,418的优先权，该申请以引用方式整体并入本文，如同完全地阐述一样。

背景

发明领域

本发明总体上涉及一种数字载片扫描设备(例如，用于病理学)，并且更具体地涉及在数字载片扫描设备扫描样品期间对双处理器资源的高效实时管理。

相关技术

数字病理学是通过允许管理从物理载片产生的信息的计算机技术实现的基于图像的信息环境。数字病理学部分地通过虚拟显微术实现，虚拟显微术是扫描物理玻璃载片上的样本并产生可在计算机监视器上存储、查看、管理和分析的数字载片图像的实践。通过对整个玻璃载片进行成像的能力，数字病理学领域迅猛发展并且在当前被认为是诊断医学中用来实现对重大疾病(诸如癌症)的甚至更好、更快且更便宜的诊断、预后和预测的最有前景的途径之一。

在数字病理学行业中，期望的是尽可能快地扫描玻璃载片上的样本。为了减少扫描时间，还期望成像系统实时地自动聚焦。然而，当实施实时自动聚焦时，数字载片扫描设备的处理器就会变得过载，并且这种过载会不利地影响扫描时间。因此，需要一种克服在上文所描述的常规的系统中发现的这些显著问题的系统和方法。

发明内容

因此，为了解决上述问题，本文描述了一种包括至少两个处理器的数字载片扫描设备。在一个实施方案中，扫描设备的主处理器是中央处理单元(CPU)，其被配置为控制整个扫描设备和扫描过程。CPU还可控制扫描设备的整个图像处理和自动聚焦过程。然而，在一个实施方案中，作为自动聚焦过程的一部分的某些特定图像分析处理从CPU卸载到辅处理器，诸如图形处理单元(GPU)。

有利地，CPU将某些处理密集型任务卸载到GPU，以提高数字载片扫描设备的整体效率。例如，如果实时自动聚焦要求处理来自聚焦传感器和成像传感器两者的图像数据，则卸载的任务可包括处理每个一千扫描线缓冲区以生成聚焦传感器的平均对比度矢量和处理每个一千扫描线缓冲区以生成成像传感器的平均对比度矢量。生成平均对比度矢量可包括确定扫描线中的每个像素的对比度值。尽管传感器可具有4,096个像素，但是扫描线典型地具有4,080个像素。可针对缓冲区中的一千个扫描线中的每一个的每个像素来确定这些对比度值。此外，可将缓冲区中的每个像素列(例如，列1至4,080中的一千个像素中的每一个)平均为单个值，并且可使用这些平均值的组合来计算由GPU生成并提供到CPU的平均对比度矢量。卸载到GPU的附加的任务可包括在生成平均对比度矢量之前将颜色转换为黑色和白色以及进行照明校正。