[发明专利]一种基于图像位置上下文的图像拼接方法

说明书

本发明公开了一种基于图像位置上下文的图像拼接方法。本发明具体实现步骤如下：步骤(1)将扫描生成的全部单视野图像分为多级瓦片；步骤(2)图像拼接涉及单视野图像及其邻域的姿态数据与计算位点；步骤(3)参考扫描姿态的先验知识用于图像拼接；步骤(4)基于图像位置的上下文进行图像的拼接；步骤(5)在服务器上完成图像拼接的运算；步骤(6)图像拼接参考其邻域边缘的数据池、姿态数据与位置数据,实现快速、连续，流水线式作业。本发明可实现面阵式数字切片扫描仪数字图像的无缝隙拼接，获得病理切片的全部信息，用于病理学、临床医学的观察诊断。

技术领域

本发明涉及一种基于图像位置上下文的图像拼接方法，具体涉及一种用于面阵式数字切片扫描仪的图像拼接技术。本发明可应用于远程医疗诊断，病理学诊断，生命科学研究，病理形态学教学等领域。

背景技术

数字切片扫描仪是一种将现代数字系统与传统光学原理有机结合的仪器。它通过采集扫描传统的玻璃病理切片，得到显示患者细胞组织状况的高分辨率数字图像。再应用计算机技术对得到的图像自动进行高精度多视野无缝隙拼接和处理，获得优质的全切片数字化图像(whole slide image，WSI)。数字切片一经制成，其图像质量可长期保证，且支持重复复制。方便随时观察，取阅，可追溯性更好。

近年来，医疗与信息技术的发展显示，生成的数字切片扫描图像可用于远程医疗会诊。协助医院进行病理诊断，降低医院的肿瘤误诊率。帮助经验尚浅的新岗病理医师进行迅速的行业知识积累，建立常规和疑难病例的可视化资源数据库、图像的标准化分析和统计分析等。

现有数字切片扫描仪按照扫描相机的类型，可分为面阵式数字切片扫描仪与线阵式数字切片扫描仪。面阵式切片扫描仪，扫描图像分辨率相对较高。但扫描速度较慢。受光学原理的限制，扫描所得单视野面积较小。要获取大面积的全切片图像，需要拼接大量的单视野扫描图像。而线阵相机切片扫描仪，扫描速度相对较快。但较难控制，扫描图像的分辨率不高，扫描成功率较低。要获得较好的全数字切片图像，需要开发相应的切片扫描算法实现大量单视野切片图像的拼接。

现有的图像拼接算法多关注于切片的扫描路径与图像的拼接方法，即采用一定的图像重叠区域进行特征识别进行拼接。由于图像识别技术的限制与图像数量的巨大，极易造成全切片数字切片图像的部分丢失与移位。且拼接过程中，由于运动平台的运动精度与装配误差。很多研究关注于解决通用的图像畸变，平移等问题，忽略了大量的图像对硬件设备内存与图像上传速度的影响。且图像的拼接仅依赖于特征识别，稳定性不高，且对设备硬件的要求较高。

针对上述问题与现有需求，本发明提出了一种基于上下文的图像拼接技术。通过将扫描所得大量单视野图像分为m级n片瓦片，并记录其像素坐标。依据记载的扫描图像的像素，综合考虑其邻域的边缘数据、位置数据与姿态数据实现对扫描图像的精确拼接。并采用边上传，边拼接的方式，使用服务器进行计算实现扫描图像的全视野无缝拼接。获得全信息、全方位的全切片数字扫描图像，用于后续的病理学诊断。

发明内容

本发明的目的是针对远程医疗诊断、病理学诊断与教学对全切片数字图像的需求，面阵式数字切片扫描仪的图像拼接技术的限制，开发一种基于图像位置上下文的图像拼接方法。实现对大量单视野切片图像的精确拼接，获得无缝隙的全切片数据图像。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以解决：

本发明包括扫描区域的全部单视野数字图像、服务器、数字图像的坐标数据、运动平台的状态数据、位置数据等。具体实现步骤如下：

步骤(1)将扫描生成的全部单视野图像分为多级瓦片；

步骤(2)图像拼接涉及单视野图像及其邻域的姿态数据与计算位点；

步骤(3)参考扫描姿态的先验知识用于图像拼接；

步骤(4)基于图像位置的上下文进行图像的拼接；

步骤(5)在服务器上完成图像拼接的运算；