[发明专利]一种生物显微镜下细胞动态特征三维图像重建的方法

说明书

本发明提供了一种生物显微镜下细胞动态特征三维图像重建的方法，包括以下步骤：步骤一，获取光学显微镜的基准图像；步骤二，将光学显微镜的光轴调试到中心线上，准备细胞样本，定时拍摄细胞显微图像；步骤三，对拍摄好的两张合格的二维细胞显微图像进行三维重建。步骤三的实现方法具体为：(1)动态目标分割和位置计算；(2)构建视差图；(3)利用三维特征构建动态细胞图像。本发明使用立体动态对象分割的方法，确定偏差的光轴和校正，并结合视差图和初始图像的2D特征估算细胞的3D特征从而完成细胞动态特征三维图像重建。本发明可以快速地确定距离的实际值，细胞的轮廓，并保留所有源信息的价值，有效地解决动力问题分析。

技术领域

本发明属于医学显微镜图像处理技术领域，具体涉及一种生物显微镜下细胞动态特征三维图像重建的方法。

背景技术

细胞是生命构成的基本单位，对生命的研究需要从细胞开始。高校普通生物显微实验室可以做细胞的研究工作，但人工观察细胞数量、形态等工作量太大，自从现代计算机出现后，利用计算机图像处理技术可以改装现有的光学显微实验室，实现细胞的研究自动化，从而也节省了大量的实验资金，充分利用了现有的实验室资源。

血细胞形态学检查是诊断疾病的有效手段，是血液常规检查的重要内容之一。近年来，随着临床诊断技术的提高及血液分析仪等仪器设备的推广使用，检验科工作更加方便高效，然而分析仪检测结果存在着一定的差异，通过传统的血液涂片染色检查能够有效提高诊断结果准确性。目前，全自动血液分析仪的检验结果已能提供十几项甚至二十几项检查指标，但外周血细胞形态学作为一项不可或缺的检查项目仍被临床重视。

随着我国医疗卫生技术的不断发展，血细胞分析仪设备的应用越来越广泛，对患者血液样本进行分析，并结合相关的分析结果，能够进一步提高诊断的效率与准确性。当前我国医疗机构所使用的血细胞分析仪在功能上还有待完善，对于细胞本身来说也具有多样化的形态特点，通过仪器检测的方式可能无法对细胞的具体结构与形态进行深入的分析。由此可以，单纯通过仪器检测的方式对患者血细胞样本进行分析无法满足高质量的诊断工作目标，这就需要结合人工检验的方式，对患者的实验结果与临床表现进行深入的研究与分析，配合人工显微镜检验的结果，能够进一步提高诊断的工作的准确性，此时的显微镜重建图像就能发挥作用了。

随着图像处理和目标识别技术在生物医学工程领域的广泛应用，显微镜检测也逐渐由手工方法过渡到自动分析。近年来，自动检测系统已经成为生物医学领域一个新的研究热点，利用计算机的高性能大幅提高了图片处理速度，因而也大大缩短了临床上病理判断的时间。

自动镜检系统一般可分为图像采集、图像处理和识别等过程，考虑到血细胞镜检图片背景复杂、干扰较多、细胞相互粘连且非同类细胞形态各异等特点，生物细胞移动物体的3D图像重建问题有几个问题，需要特定的方法来解决。这主要是扩散、低对比度的边界特征，以及复杂细胞对象本身的变化。此外，这种类型的场景是动态。因此，分析系统特点后，医学对象的立体监测需要开发3D重建的新方法和构想。本发明深入血细胞显微图像分割的方法展开研究，利用视差图像方法重建3D图像。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种生物显微镜下细胞动态特征三维图像重建的方法，可以快速地确定距离的实际值，细胞的轮廓，并保留所有源信息的价值，有效地解决动力问题分析。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种生物显微镜下细胞动态特征三维图像重建的方法，包括以下步骤：

步骤一：获取光学显微镜的基准图像，对获取的显微图像的每个局部区域计算亮度梯度的各向异性特征，扫描局部区域，获取区域的各向异性分布图，然后对整幅图像创建了一个各向异性图，即光学显微镜的基准图像，任何光学系统本身具有误差即系统误差，为了获得系统的最佳光学图像，需要对显微图像进行校正，因此需要获得显微图像的基准图像，以便通过校正，可以更精确地获取细胞的显微图像；