Способ и устройство для обработки изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута
Изобретение относится к способам обработки изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута. Способ содержит определение пиксельной информации, соответствующей положению центра оптического волокна на изображении образца; корректировку определенной пиксельной информации, причем корректировка информации в определенном пикселе включает в себя вычисление скорректированного значения пиксела по следующей формуле: F=(Is-Ib)×K, где F представляет собой скорректированное значение пиксела, Is представляет собой определенное значение пиксела, Ib представляет собой значение пиксела соответствующего пиксела в фоновом изображении и K представляет собой коэффициент коррекции; и реконструирование изображения образца по скорректированной пиксельной информации для получения восстановленного изображения. Изобретение позволяет снизить объем и длительность вычислений при обработке изображения. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 табл., 13 ил.
Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к области обработки медицинских изображений и, в частности, к способу и устройству для обработки изображений, полученных в оптоволоконных жгутах.
Уровень техники
[0002] Развитие общества, науки и техники, приводит к увеличению использования электронных средств визуализации в области медицины. В этой связи, к точности и скорости постобработки медицинских изображений предъявляются все более высокие требования.
[0003] Например, с помощью оптоволоконной микроскопии можно провести биологическую томографию тканей, которая может не только заблаговременно выявить тенденцию врастания опухоли в биологические ткани, но и избежать боли, причиняемой больным во время выполнения пункций. Оптоволоконные микроскопы имеют широкие рыночные перспективы в области клинического обследования пациентов, скрининга и медико-биологических исследований.
[0004] На ФИГ. 1 в качестве примера показана часть имеющегося изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута. Как показано на ФИГ. 1, в существующем изображении, полученном с помощью оптоволоконного жгута, имеются шумы сотовидной формы, препятствующие четкому отображению целевой области биологических тканей. Хотя в настоящее время существуют некоторые методы реконструкции изображений, полученных с использованием оптоволоконных жгутов, эти методы, как правило, требуют компьютерной обработки больших массивов данных и значительного количества времени.
Сущность изобретения
[0005] Настоящее изобретение было предложено с учетом вышеизложенных проблем. Настоящее изобретение предусматривает способ и устройство обработки изображений, полученных с помощью оптоволоконных жгутов.
[0006] Согласно одному аспекту настоящего изобретения предложен способ обработки изображений, полученных с помощью оптоволоконных жгутов, в том числе:
[0007] определение пиксельной информации, соответствующей положению оптического волокна в середине изображения образца;
[0008] корректировка определенной пиксельной информации; и
[0009] воссоздание изображения образца по скорректированной пиксельной информации для получения восстановленного изображения.
[0010] Например, корректировка информации в определенном пикселе включает в себя вычисление скорректированного значения пиксела по следующей формуле:
F = (Is-Ib) x K,
[0011] где F представляет собой скорректированное значение пиксела, Is представляет собой определенное значение пиксела, Ib представляет собой значение соответствующего пиксела в фоновом изображении и K представляет собой коэффициент коррекции.
[0012] Например, перед этапом коррекции способ дополнительно может содержать расчет коэффициент коррекции К по эталонному изображению и фоновому изображению по следующей формуле:
K = k / (Ic-Ib),
[0013] где Ic представляет собой значение соответствующего пиксела в эталонном изображении и k представляет собой коэффициент пропорциональности, который равен медианному значению разности между значением пиксела в эталонном изображении и значением соответствующего пиксела в фоновом изображении.
[0014] Например, способ может дополнительно содержать:
[0015] формирование однородного флуоресцентного изображения образца для получения эталонного изображения; и
[0016] формирование нефлуоресцентного изображения образца для получения фонового изображения.
[0017] Например, реконструкция изображения образца по скорректированной пиксельной информации включает в себя: получение реконструированного значения пиксела посредством интерполяции, основанной на весовом значении пиксела и соответствующей пиксельной информации.
[0018] Например, получение реконструированного значения для некоторого пиксела может включать в себя:
[0019] выполнение триангуляции на изображении образца на основе определенной пиксельной информации;
[0020] определение весового значения пиксела на основе треугольника, в котором находится пиксел и который получен в результате триангуляции; и
[0021] вычисление реконструированного значения пиксела в зависимости от весового значения пиксела методом линейной интерполяции.
[0022] Например, определение весового значения пиксела включает в себя:
[0023] определение расстояний от пиксела до вершин треугольника, в котором расположен пиксел; и
[0024] назначение весовых величин пиксела, соответствующих вершинам треугольника, с тем, чтобы весовые значения были обратно пропорциональны расстояниям между пикселом и вершинами.
[0025] Например, вычисление реконструированного значения пиксела может быть выполнено по следующей формуле:
Gx=Wa*Ga+Wb*Gb+Wc*Gc, где
[0026] Gx представляет собой реконструированное значение пиксела для пиксела x;
[0027] Wa и Ga, соответственно, представляют собой весовое значение пиксела x, относящееся к вершине a треугольника, в котором расположен пиксел x, и скорректированное значение пиксела для вершины a;
[0028] Wb и Gb, соответственно, представляют собой весовое значение пиксела x, относящееся к вершине b треугольника, в котором расположен пиксел x, и скорректированное значение пиксела для вершины b; и
[0029] Wc и Gc, соответственно, представляют собой весовое значение пиксела x, относящееся к вершине c треугольника, в котором расположен пиксел x, и скорректированное значение пиксела для вершины c.
[0030] Например, способ может дополнительно включать в себя следующее: выполнение обработки в целях совмещения реконструированного изображения и другого изображения.
[0031] Согласно другому аспекту настоящего изобретения, предложено устройство для обработки изображений, полученных с помощью оптоволоконных жгутов, которое включает в себя следующее:
[0032] запоминающее устройство, выполненное с возможностью хранения программы;
[0033] процессор, выполненный с возможностью выполнения программы;
[0034] причем программа, работающая в процессоре, сконфигурирована для выполнения следующих шагов:
[0035] определение пиксельной информации, соответствующей положению оптического волокна в середине изображения образца;
[0036] корректировка определенной пиксельной информации; и
[0037] воссоздание изображения образца по скорректированной пиксельной информации для получения восстановленного изображения.
[0038] Вышеупомянутые способ и устройство для обработки изображений, полученных с помощью оптоволоконного жгута, позволяют не только получить более качественно обработанное изображение, но также уменьшить объем вычислений, а весь процесс вычислений занимает меньше времени.
Краткое описание чертежей
[0039] Вышеизложенные и другие цели, отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут раскрыты более подробно на основе вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи. Сопроводительные чертежи используются для иллюстрации вариантов осуществления настоящего изобретения и являются частью раскрытия. Сопроводительные чертежи, совместно с вариантами осуществления настоящего изобретения, используются для объяснения настоящего изобретения и не носят ограничительного характера. На чертежах одинаковые ссылочные обозначения обычно относятся к одинаковым или схожим элементам или этапам.
[0040] На ФИГ. 1 в качестве примера показана часть существующего изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута;
[0041] На ФИГ. 2 показана блок-схема осуществления способа обработки изображений, полученных с помощью оптоволоконного жгута, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
[0042] На ФИГ. 3 показан увеличенный фрагмент реконструированного изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута, приведенного на ФИГ. 1, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
[0043] На ФИГ. 4 показана блок-схема методики анализа изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута согласно конкретному варианту осуществления настоящего изобретения;
[0044] На ФИГ. 5 показано эталонное изображение, полученное путем формирования изображения однородного флуоресцирующего образца, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
[0045] На ФИГ. 6 изображен увеличенный фрагмент эталонного изображения согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
[0046] На ФИГ. 7 изображен увеличенный схематический фрагмент эталонного изображения с указанием пикселов, которые определены как соответствующие центрам оптических волокон, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
[0047] На ФИГ. 8 показано схематическое изображение, полученное с помощью оптоволоконного жгута с пикселами, которые определены как соответствующие центрам оптических волокон, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
[0048] На ФИГ. 9 показана блок-схема этапов реконструкции изображения, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
[0049] На ФИГ. 10 изображена частично увеличенная блоксхема изображения образца, полученная посредством триангуляции Делоне, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
[0050] На ФИГ. 11A и ФИГ. 11B, соответственно, показано реконструированное изображение и другое изображение, с которым оно должно быть совмещено, согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и
[0051] на ФИГ. 11C показана блок-схема, иллюстрирующая результат нежесткого совмещения двух изображений, показанных на ФИГ. 11A и ФИГ. 11B.
Подробное раскрытие вариантов осуществления изобретения
[0052] Для более наглядного представления цели, технических решений и преимуществ настоящего изобретения, ниже будут подробно раскрыты примеры осуществления настоящего изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи. Очевидно, что раскрытые варианты осуществления являются не всеми вариантами осуществления, а только их частью. Следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается представленными вариантами осуществления, раскрытыми в настоящем документе. Все прочие варианты осуществления, полученные специалистами в данной области техники на основе вариантов осуществления настоящего изобретения без творческой работы, входят в объем правовой охраны настоящего изобретения.
[0053] ФИГ. 2 иллюстрирует способ 200 обработки изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Способ 200 обработки изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута, позволяет реконструировать исходное изображение, полученное с помощью оптоволоконного жгута таким образом, чтобы наиболее точно отобразить целевую область биологической ткани.
[0054] Как показано на ФИГ. 2, на этапе S210 определяется пиксельная информация, соответствующая центральному положению жгута в изображении образца.
[0055] Изображение образца представляет собой изображение, полученное с помощью оптоволоконного жгута. Оптоволоконный жгут содержит множество оптических волокон, например, более 30 000. Эти волокна расположены в жгуте хаотичным образом. Каждое оптическое волокно может быть использовано в качестве оптического пути, и эти оптические пути могут передавать информацию из целевой области биологической ткани, чтобы создать изображение, полученное с помощью оптоволоконного жгута, в устройстве обработки изображений. Изображения, полученные с помощью одного и того же оптоволоконного жгута, имеют один и тот же размер, то есть, их разрешение, ширина и высота одинаковы. В некоторых примерах область изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута, может быть, например, круглой. Поскольку оптоволоконный жгут включает в себя множество волокон, на изображении, полученном с помощью оптоволоконного жгута, неизбежно появятся шумы в форме сот, как показано на изображении на ФИГ. 1. Каждая из этих сот приблизительно соответствует одному волокну. Наличие сотовидного шума вызвало у пользователей большие трудности при наблюдении за целевым участком биологической ткани с помощью изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута, что негативно отразилось на результатах работы пользователей.
[0056] Один сотовидный объект в изображении, полученном с помощью оптоволоконного жгута, обычно содержит несколько пикселов. Другими словами, каждое волокно в оптоволоконном жгуте может соответствовать нескольким пикселам на изображении, полученном с помощью оптоволоконного жгута, например, может содержать около двадцати пикселов. Среди нескольких пикселов есть один пиксел, который соответствует центру волокна. Предполагается, что в процессе получения разных изображений с помощью одного и того же оптоволоконного жгута, как дистальный, так и проксимальный конец жгута не меняются, поэтому соответствие между пикселами изображения, полученного с помощью этого оптоволоконного жгута и волокнами в жгуте остается неизменным. Поэтому положение пиксела, соответствующего центру каждого волокна на изображении, полученном с помощью оптоволоконного жгута, остается неизменным. Кроме того, значение пиксела, соответствующего центру волокна, в идеальном случае может отражать истинный внешний вид целевого участка биологической ткани.
[0057] На этом этапе S210 определяются пиксели, соответствующие центрам волокон в оптоволоконном жгуте на изображении образца, и извлекается пиксельная информация из пикселов. В качестве возможного варианта, определенная пиксельная информация включает в себя положения и значения пикселов. Положения пикселов могут быть представлены значениями строк и столбцов пикселов на изображении образца. В частности, позиции пикселов могут быть представлены в виде одномерного массива. Элемент в таком массиве – это значение, представляющее собой положение пиксела. Положение Px пиксела x может быть представлено следующей формулой,
[0058] Px = номер строки для расположенного в ней пиксела x × ширина изображения образца + номер столбца для расположенного в нем пиксела x.
[0059] Положение Px пиксела x представляет собой номер пиксела при последовательном подсчете пикселов, начиная от пиксела, расположенного в первой строке и первом столбце изображения оптоволоконного жгута для пиксела x. Выполнив анализ данных изображения образца с определением положения пиксела, можно получить значение пиксела.
[0060] На этапе S220 корректируется пиксельная информация, определенная на этапе S210.
[0061] Как раскрыто на этапе S210, определенная пиксельная информация может включать в себя положения и значения пикселов, соответствующих центрам волокон. На этапе S220 корректируются только значения пикселов, соответствующие центральным позициям волокон на изображении образца, чтобы эти пикселы более реалистично отображали целевую область.
[0062] На этапе S230 реконструируется изображение образца на основе пиксельной информации, скорректированной на этапе S220 для получения воссозданного изображения. На шаге S220 корректируются только значения пикселов, соответствующих центрам волокон на изображении образца. На основе результата корректировки изменяются значения пикселов для других пикселов, то есть пикселов, которые не соответствуют центральным положениям волокон, на изображении образца, и, тем самым, завершается восстановление изображения образца. На ФИГ. 3 показана частично увеличенная блок-схема реконструированного изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута, приведенного на ФИГ. 1, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
[0063] Применительно к изображению, как показано на ФИГ. 3, сотовидные шумы на исходном изображении образца устранены из реконструированного изображения с помощью раскрытой выше операции обработки изображения. Кроме того, яркость всего реконструированного изображения относительно равномерна, что позволяет избежать проблемы, связанной с тем, что край изображения темный, а центр светлый. Что касается обработки изображений, то весь процесс обработки требует меньшего объема вычислений и занимает меньше времени.
[0064] Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, предусмотрен способ анализа изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута. С помощью этой методики анализа можно более точно определить пиксельную информацию, соответствующую центральным положениям оптических волокон на изображении оптоволоконного жгута. Как было раскрыто выше, в случае, если дистальный или проксимальный конец оптоволоконного жгута не изменяется в процессе получения различных изображений, полученных с помощью оптоволоконного жгута при помощи одного и того же пучка, соответствие между пикселами в полученном с помощью оптоволоконного жгута изображении и волокнами в оптоволоконном жгуте остается неизменным. Поэтому одно изображение, полученное с помощью конкретного оптоволоконного жгута, может быть использовано для анализа всех остальных изображений оптоволоконного жгута, полученных с помощью того же самого оптоволоконного жгута. На ФИГ. 4 показана блок-схема анализа изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута способом 400 согласно конкретному варианту осуществления настоящего изобретения.
[0065] На этапе S410 оптоволоконный жгут используется для получения с его помощью изображения в качестве эталонного изображения. Результаты анализа этого эталонного изображения могут быть применены ко всем остальным изображениям, полученным с помощью этого же оптоволоконного жгута.
[0066] В качестве возможного варианта, эталонное изображение может быть получено в результате формирования изображения образца как равномерно излучающего свет образца, с использованием оптоволоконного жгута. Теоретически, эталонным изображением должно быть изображение, полученное с помощью оптоволоконного жгута с равномерными значениями пикселов и равномерной яркостью. Пикселы изображения, сформированные из равномерно излучающего свет образца, идентичны, а сам образец не может оказать какого-либо негативного влияния на анализ по способу 400, что обеспечивает более точное определение пиксельной информации для пикселов, соответствующих центральным положениям волокон на эталонном изображении.
[0067] Равномерно излучающий свет образец может представлять собой равномерно флуоресцирующий образец. Таким образом, эталонное изображение представляет собой изображение, полученное с помощью оптоволоконного жгута с постоянной интенсивностью флуоресценции. На ФИГ. 5 показано эталонное изображение, полученное путем формирования изображения однородного флуоресцирующего образца в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. При практическом применении изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута, обычно получают изображение флуоресцирующего образца. Поэтому эталонное изображение, полученное путем формирования изображения однородного флуоресцирующего образца, дает увеличенную гарантию точности данного способа анализа. Следует понимать, что однородный флуоресцирующий образец является лишь примером, не ограничивающим настоящее изобретение, а эталонное изображение можно также получить путем формирования изображения образца, излучающего другой видимый свет.
[0068] На этапе S420 определяется эталонный пиксел в эталонном изображении, полученном на этапе S410. Эталонный пиксел имеет большую величину, чем окружающие его пикселы, и эталонный пиксел соответствует центру только одного волокна в оптоволоконном жгуте.
[0069] Как уже упоминалось выше и было показано на ФИГ. 1, на изображении оптоволоконного жгута имеются сотовидные объекты, каждый из которых соответствует одному оптическому волокну в изображении, полученном с помощью оптоволоконного жгута. Информация о значениях пикселов этих сотовидных объектов может быть использована для определения эталонных пикселов, соответствующих центрам волокон в оптоволоконном жгуте. Как правило, эталонным пикселом, соответствующим центру волокна в оптоволоконном жгуте, является пиксел с наибольшей яркостью среди всех пикселов, соответствующих данному волокну, то есть пиксел с наибольшим значением пиксела. Иными словами, значение эталонного пиксела, соответствующего центру волокна, выше, чем значения пиксела для окружающих его пикселов (то есть, других пикселов, относящихся к этому же волокну). На ФИГ. 6 изображен увеличенный фрагмент эталонного изображения согласно варианту осуществления настоящего изобретения. На ФИГ. 7 представлена блок-схема расположения пикселов, соответствующих центрам оптических волокон, на частично увеличенной блок-схеме эталонного изображения, приведенной на ФИГ. 6, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Для наглядности на блок-схеме, изображенной на ФИГ. 7, значение эталонного пиксела, соответствующего центру оптического волокна, обозначено знаком «+».
[0070] В качестве возможного варианта, как раскрыто выше, можно использовать одномерный массив для представления определенного положения эталонного пиксела.
[0071] На этапе S430, в соответствии с положением пиксела для эталонного пиксела на эталонном изображении, определяется положение пиксела, соответствующее центру оптического волокна на изображении, полученном с помощью того же оптоволоконного жгута.
[0072] Как раскрыто выше, поскольку фиксируются относительные положения волокон в оптоволоконном жгуте, фиксируются также относительные положения между пикселами, соответствующими центрам волокон в изображении, полученном с помощью того же оптоволоконного жгута. Поэтому, используя положения пикселов для эталонных пикселов на эталонном изображении, можно определить положения, соответствующие центрам волокон во всех изображениях, полученных с помощью того же оптоволоконного жгута, особенно в том случае, когда дистальный и проксимальный концы оптоволоконного жгута остаются неизменными.
[0073] На ФИГ. 8 показано изображение, полученное с помощью оптоволоконного жгута с пикселами, которые определены как соответствующие центрам оптических волокон, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. На блок-схеме, показанной на ФИГ. 8, значения пикселов, соответствующие центрам оптических волокон, приравниваются к 0.
[0074] В раскрытом выше способе анализа изображений, полученных с помощью оптоволоконных жгутов, используется эталонное изображение для определения пиксельной информации о положениях, соответствующих центрам оптических волокон в других изображениях, полученных с помощью тех же самых оптоволоконных жгутов. По сравнению с непосредственным определением пиксельной информации, соответствующей центральным позициям оптических волокон на основе значений пикселов самого изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута, на результаты вышеуказанного способа анализа не влияет объект изображения в изображении, полученном с помощью оптоволоконного жгута, и, таким образом, результаты являются более точными и легко реализуются вышеуказанным способом анализа.
[0075] В качестве возможного варианта, вышеописанный этап S420 может специально включать этапы S421 и S422.
[0076] На этапе S421 выполняется сегментация изображения на эталонном изображении для определения области изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута на эталонном изображении. Как показано на эталонном изображении, представленном на ФИГ. 5, эталонное изображение включает в себя область изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута и область фона, не имеющую практического значения. Область визуализации изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута, представляет собой круглую область посередине. Область фона – это черная область вокруг круглой области, не имеющая значения для анализа изображения. Сегментация изображения может быть выполнена с помощью сегментационной обработки изображения, например, с выполнением пороговой сегментации и увеличения области. Операция сегментации изображения может еще больше сократить объем вычислений для всего способа обработки изображения.
[0077] На этапе S422 определяются эталонные пикселы в области изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута.
[0078] В одном примере для обработки изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута, в первую очередь может использоваться метод определения максимального значения в конкретной области. Затем определяется пиксел, который имеет максимальное значение пиксела в этой области, и который в данном случае будет определен как эталонный пиксел. Метод определения максимального значения в области представляет собой метод сегментации изображения. Как раскрыто выше, эталонным пикселом, соответствующим центру волокна в оптоволоконном жгуте, является пиксел с наибольшей яркостью среди всех пикселов , соответствующих данному волокну, то есть пиксел с наибольшей яркостью в пределах одной сотовидной структуры. Для анализа изображения на эталонном изображении используется метод определения максимального значения в конкретной области, а в качестве эталонного пиксела, соответствующего центру оптического волокна, используется пиксел с максимальным значением в пределах этой области.
[0079] В приведенном выше примере для определения эталонного пиксела используется метод определения максимального значения в конкретной области, при котором эффективно используются следующие объективные правила: для всех пикселов , соответствующих одному оптическому волокну на эталонном изображении, пиксел, соответствующий центру волокна, имеет наибольшее значение по сравнению с другими пикселами. Таким образом, данный способ позволяет быстро и точно определить значение пиксела в центре эталонного оптического волокна, обеспечивая тем самым быстрый и точный анализ изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута.
[0080] Специалисты, обладающие базовыми знаниями в данной области техники, могут понять, что метод определения максимального значения в области является всего лишь примером и не является ограничением настоящего изобретения, и также могут использовать другие методы для определения значения пиксела для центрального эталонного пиксела, используя, например, эмпирический пороговый метод.
[0081] Можно понять, что вышеописанный метод анализа изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута, может быть включен в способ обработки такого изображения. Способ анализа изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута, позволяет определить информацию для пикселов , соответствующих центральным позициям в оптических волокнах в изображении оптоволоконного жгута, в том числе, в эталонном изображении. Таким образом, может быть получена более точная информация. В частности, может быть проанализирована информация по соответствующему положению изображения образца в соответствии с положением, которое определяется в рамках метода анализа изображения оптоволоконного жгута, для пиксела, соответствующего центру оптического волокна на эталонном изображении. Сначала определяется номер строки и номер столбца для пиксела y в соответствии с положением Py эталонного пиксела y и ширина изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута. Затем может быть получена пиксельная информация относительно пиксела для изображения образца, посредством запроса значения пиксела, расположенного на позиции изображения образца, для соответствующего номера строки и номера столбца пиксела y.
[0082] Поэтому вышеописанный способ анализа изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута, дает точные результаты анализа для способа обработки изображения оптоволоконного жгута, тем самым гарантируя, что для способа обработки изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута, потребуется небольшой объем вычислений и этот способ обеспечит высокую эффективность такой обработки.
[0083] В одном варианте осуществления фоновое изображение используется для коррекции пиксельной информации, определяемой на этапе S210. В частности, пиксельная информация, определенная на этапе S210, может быть скорректирована по следующей формуле.
F = (Is-Ib) x K,
[0084] где F представляет собой значение пиксела после коррекции пиксела в изображении образца, Is представляет собой значение пиксела, определенное на этапе S210, Ib представляет собой значение пиксела для соответствующего пиксела на фоновом изображении и K представляет собой коэффициент коррекции.
[0085] В качестве возможного варианта, фоновое изображение может представлять собой изображение, генерируемое с помощью изображения образца, не излучающего свет, например, изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута с нулевой интенсивностью флуоресценции. Например, фоновое изображение можно получить как изображение образца, не обладающего флуоресценцией. До тех пор, пока проксимальный конец оптоволоконного жгута не изменится, значения пикселов на фоновом изображении не изменятся. Здесь «соответствующий пиксел» означает, что пикселы занимают то же самое положение на соответствующих изображениях. По сути, пикселы соответствуют одному и тому же положению (например, центру оптического волокна) одного и того же волокна в оптоволоконном жгуте. Поэтому можно получить данные о соответствующем положении на фоновом изображении в соответствии с положением, которое определяется на этапе S210, для пиксела, соответствующего центру оптического волокна, с тем, чтобы получить значение пиксела для соответствующего пиксела на фоновом изображении.
[0086] Если положение пиксела, соответствующего центру оптического волокна на этапе S210, определено с помощью вышеописанного способа 400 анализа изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута, то соответствующее положение на фоновом изображении может быть запрошено непосредственно в соответствии с положением эталонного пиксела на эталонном изображении. Запросив данные фонового изображения в соответствии с положением указанного пиксела, можно получить значение пиксела для соответствующего пиксела на фоновом изображении. Следует понимать, что соответствующий пиксел на фоновом изображении также соответствует центру того же самого оптического волокна.
[0087] В приведенном выше варианте осуществления изобретения, для каждого значения пиксела Is, определенного на этапе S210 в первую очередь вычисляется разность между значением пиксела Is и значением пиксела Ib для соответствующего пиксела на фоновом изображении, что может быть названо «первой разностью»; затем вычисляется произведение этой разности и поправочного коэффициента. Коэффициент коррекции K может представлять собой любое действительное число в диапазоне от 0,5 до 1,5. Коэффициент коррекции K может быть установлен опытным способом.
[0088] В качестве возможного варианта, коэффициент коррекции K может также быть рассчитан по фоновому изображению и эталонному изображению по следующей формуле: K=k/(Ic-Ib), где Ic представляет собой значение пиксела для соответствующего пиксела в эталонном изображении и Ib представляет собой значение пиксела соответствующего пиксела в фоновом изображении, k представляет собой коэффициент пропорциональности, который равен медианному значению разности между значением пиксела для пиксела в эталонном изображении и значением пиксела соответствующего пиксела в фоновом изображении.
[0089] Данное эталонное изображение может представлять собой эталонное изображение, используемое в способе анализа изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута, раскрытого выше. Во-первых, например, для пикселов, соответствующих центральным позициям оптических волокон на эталонном изображении вычисляются значения разности между пикселами и соответствующими пикселами на фоновом изображении, что может быть названо стандартными отклонениями. Использование этого метода для расчета стандартных отклонений может уменьшить объем вычислений, с обеспечением при этом их точности. В качестве альтернативы, для каждого пиксела на эталонном изображении можно отдельно рассчитать разность между каждым пикселом и соответствующим ему пикселом на фоновом изображении, чтобы получить стандартное отклонение. Вычисляется медиана k для всех стандартных отклонений. Затем, для значения пиксела Is, определенного на шаге S210, вычисляется разность между значением пиксела Ic соответствующего пиксела на эталонном изображении и значением пиксела Ib соответствующего пиксела на фоновом изображении, и это может быть названо как «вторая разность». В конце, по коэффициенту медианы k и второй разности определяется коэффициент коррекции K.
[0090] Операция коррекции в данном примере может дать удовлетворительный эффект коррекции без сложных вычислений, тем самым обеспечив желаемый результат обработки изображения.
[0091] В качестве возможного варианта, вышеприведенный этап S230 включает в себя: получение реконструированного значения пиксела для отдельного пиксела с помощью метода интерполяции, основанного на весовом значении пиксела и пиксельной информации, скорректированной на этапе S220. Скорректированная пиксельная информация более реалистично отражает объект съемки, а вышеуказанная операция коррекции выполняется только для пикселов, соответствующих центрам оптических волокон. Поэтому для каждого пиксела на изображении оптоволоконного жгута можно определить его весовое значение в зависимости от положения пиксела, соответствующего центру оптического волокна, и находящегося ближе к каждому пикселу.
[0092] На ФИГ. 9 схематично изображено схематическое представление этапа S230 согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Как показано на ФИГ. 9, этап S230 может содержать:
[0093] Этап S231, в ходе которого выполняется триангуляция на эталонном изображении на основе пиксельной информации, определенной на этапе S210.
[0094] В частности, пикселы, соответствующие центрам волокон в оптоволоконном жгуте, являются конечными точками, заданными на изображении образца. Эти точки формируют все вершины треугольника. Изображение образца разделяется на множество треугольников. Среди них любые два треугольника не пересекаются, но могут иметь общую сторону.
[0095] В качестве одного из вариантов, вышеупомянутая триангуляция реализуется с помощью алгоритма триангуляции Делоне. Несмотря на то, что расположение волокон в оптоволоконном жгуте неравномерно, расстояния между центрами соседних волокон приблизительно одинаковы и приблизительно равны диаметрам волокон. На ФИГ. 10 изображен фрагмент эталонного изображения после выполненной триангуляции Делоне, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на ФИГ. 10, уникальный результат триангуляции можно получить с помощью алгоритма триангуляции Делоне, при этом может быть гарантировано, что вершины других треугольников не будут появляться внутри окружности, описанной вокруг любого треугольника. Этот алгоритм триангуляции больше подходит для способа обработки изображений в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, и может получить результат обработки изображения, более приближенный к идеальному.
[0096] На этапе S232 выполняется определение весового значения пиксела на основе треугольника, в котором находится пиксел и который получен в результате триангуляции.
[0097] Для любого пиксела на изображении, полученном с помощью оптоволоконного жгута, его весовое значение может иметь несколько значений, и каждое весовое значение соответствует пикселу, который ближе к каждому весовому значению и соответствует положению центра оптического волокна. Более коротко, пиксел, соответствующий весовому значению, может называться эталонным пикселом. Следует понять, что каждый эталонный пиксел представляет собой вершину треугольника, полученного посредством триангуляции. Окончательное значение пиксела для этого пиксела может быть определено в зависимости от весового значения пиксела и значения пиксела эталонного пиксела, соответствующего весовому значению.
[0098] В качестве возможного варианта, для любого пиксела в изображении, полученном с помощью оптоволоконного жгута, можно указать, что чем дальше он находится от эталонного пиксела, тем меньше весовое значение этого пиксела относительно эталонного пиксела, и наоборот.
[0099] Например, для каждого пиксела на изображении, полученном с помощью оптоволоконного жгута, его весовое значение может определяться в соответствии с положением трех эталонных пикселов. Весовое значение может быть определено для каждого из 3 эталонных пикселов , что позволит сформировать справочную таблицу весовых значений. Таблица 1 содержит справочную таблицу весовых значений согласно варианту осуществления настоящего изобретения. В таблице 1 первое весовое значение, второе весовое значение и третье весовое значение представляют собой весовые значения пиксела, весовые значения которого необходимо определить по отношению к первому эталонному пикселу, второму эталонному пикселу и третьему эталонному пикселу, соответственно. Как показано в таблице 1, для пиксела x1 первое весовое значение и третье весовое значение равны и относительно малы, что указывает на то, что расстояния от пиксела x1 до первого эталонного пиксела и третьего эталонного пиксела равны, и эти расстояния относительно велики; второе весовое значение относительно большое, указывает на то, что пиксел x1 расположен относительно близко ко второму эталонному пикселу.
Таблица 1 Справочная таблица весовых значений
|
Имя пиксела |
Имя первого эталонного пиксела |
Имя второго эталонного пиксела |
Имя третьего эталонного пиксела |
Первое весовое значение |
Второе весовое значение |
Третье весовое значение |
|
x1 |
a1 |
b1 |
c1 |
0,1 |
0,8 |
0,1 |
|
x2 |
a1 |
b1 |
c1 |
0,2 |
0,7 |
0,1 |
|
x3 |
a1 |
b1 |
c2 |
0,5 |
0,3 |
0,2 |
|
x4 |
a3 |
b3 |
c3 |
0,2 |
0,6 |
0,2 |
|
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
[0100] По результатам триангуляции, каждому пикселу на изображении образца соответствует уникальный треугольник, в котором расположен пиксел, либо на одной из трех сторон треугольника, либо внутри него. Три вершины уникального треугольника могут быть использованы в качестве эталонных пикселов для данного пиксела. По расстояниям между пикселом и тремя эталонными пикселами можно определить весовое значение пиксела, соответствующее каждому эталонному пикселу.
[0101] Для каждого пиксела на изображении образца сначала можно определить расстояния от этого пиксела до вершин (то есть, до эталонных пикселов) треугольника, в котором находится пиксел. Пиксел может находиться на одной из сторон треугольника или внутри него. Затем, в соответствии с расстояниями между пикселом и тремя вершинами треугольника, в котором находится пиксел, определяются весовые значения пиксела, соответствующие трем вершинам треугольника. В качестве одного из вариантов для вершины треугольника, весовое значение пиксела, соответствующего вершине, устанавливается обратно пропорциональным расстоянию между пикселом и вершиной. Например, пиксел, расположенный вне центра треугольника, может иметь весовое значение 0,333, соответствующее его эталонным пикселам. Для пиксела, находящегося на вершине треугольника, можно считать, что весовое значение, соответствующее вершине, на которой он находится, равно 1, а весовые значения, соответствующие двум другим вершинам, равны 0. В результате такого определения весовых значений каждого пиксела можно приблизить эффект реконструкции к идеальному, а обработка становится простой и легкой в реализации.
[0102] Получение весовых значений каждого пиксела в изображении оптоволоконного жгута на основе триангуляции требует меньшего объема вычислений, обеспечивая при этом точность их результатов.
[0103] Алгоритм триангуляции Делоне, приведенный выше, является лишь примером, и для получения весовых значений каждого пиксела могут быть использованы другие методы, например, метод Крига.
[0104] Следует понимать, что вышеприведенный метод определения весовых значений является лишь примером, а не ограничением изобретения. Например, хотя в приведенном выше случае весовое значение каждого пиксела определяется на основе положений трех эталонных пикселов, это всего лишь иллюстрация, а не ограничение настоящего изобретения. Например, весовое значение каждого пиксела также может быть определено на основе ближайшего к нему эталонного пиксела или 4-х или более опорных пикселов. В качестве другого примера, весовое значение пиксела может быть задано опытным путем.
[0105] Этап S233: вычисление реконструированного значения пиксела для пиксела с помощью метода линейной интерполяции в соответствии с весовым значением пиксела.
[0106] В качестве одного из вариантов может рассчитываться реконструированное значение пиксела Gx пиксела х восстанавливаемого изображения по следующей формуле.
Gx=Wa*Ga+Wb*Gb+Wc*Gc, где
[0107] Wa и Ga, соответственно, представляют собой весовое значение пиксела x, соответствующее вершине a треугольника, в котором расположен этот пиксел, и скорректированное значение пиксела для вершины a,
[0108] Wb и Gb, соответственно, представляют собой весовое значение пиксела x, соответствующее вершине b треугольника, в котором расположен этот пиксел, и скорректированное значение пиксела для вершины b, и
[0109] Wc и Gc, соответственно, представляют собой весовое значение пиксела x, соответствующее вершине c треугольника, в котором расположен этот пиксел, и скорректированное значение пиксела для вершины c.
[0110] Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, способ обработки изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута, дополнительно включает в себя шаг совмещения реконструированного изображения, указанного выше, и другого изображения. Это другое изображение также может представлять собой реконструированное изображение. Совмещение изображений используется для расчета относительного смещения двух изображений. После совмещения изображений одно и то же содержимое двух изображений будет пространственно совпадать.
[0111] В качестве варианта при совмещении может быть использован метод коэффициента корреляции. Путем поиска максимума коэффициентов корреляции, соответствующих всем возможным смещениям, определяется правильное смещение, которое может быть использовано для совмещения двух изображений. Расчет совмещения, использующий метод коэффициента корреляции, обеспечивает короткое время расчета и может удовлетворить требования в режиме реального времени.
[0112] Несмотря на то, что метод совмещения с использованием коэффициента корреляции относительно быстрый, его точность совмещения низкая. В качестве варианта при совмещении может быть также использован итеративный метод совмещения. Несмотря на то, что итеративный метод совмещения работает медленно, он может отвечать требованиям высокой точности.
[0113] Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, реконструированное изображение и другое изображение могут быть итеративно совмещены непосредственно в соответствии с положением пикселов, соответствующих центрам волокон в оптоволоконном жгуте, скорректированной пиксельной информацией и другим изображением. В этом варианте осуществления при совмещении используются только элементы, соответствующие центрам волокон в оптоволоконном жгуте, и игнорируются другие элементы, например, пикселы на реконструированном изображении, не соответствующие центрам волокон в оптоволоконном жгуте. Таким образом, скорость вычисления по итеративному методу совмещения эффективно повышается, обеспечивая при этом точность вычисления по итеративному методу совмещения.
[0114] На практике, в дополнение к жесткому совмещению, иногда требуется нежесткое совмещение. Например, ткань человека, подлежащая обследованию врачом, имеет перистальтику во время получения изображения образца. В другом примере, во время получения изображения образца изменение давления зонда вызывает локальную деформацию исследуемой ткани, и так далее. Таким образом, в варианте осуществления изобретения совмещение реконструированного изображения и другого изображения включает в себя следующие операции: сначала жесткое совмещение тела на реконструированном изображении и на другом изображении; затем повторное получение другого изображения по результатам жесткого совмещения тела; и, наконец, нежесткое совмещение тела на перекрывающейся части между другим изображением, полученным повторно, и реконструированным изображением. В варианте осуществления изобретения, при жестком совмещении тел может использоваться метод свободной деформации или алгоритм совмещения деформируемого изображения. На ФИГ. 11A, 11B и 11C показан вышеизложенный процесс нежесткого совмещения тела. На ФИГ. 11A и 11B, соответственно, показано реконструированное изображение, которое должно быть совмещено, и другое изображение, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Здесь пунктирный прямоугольник указывает на перекрывающуюся часть, как это определено при жестком совмещении тел. Для этой перекрывающейся части, другое изображение получают повторно. На ФИГ. 11C показана схема, иллюстрирующая результат выполнения нежесткого совмещения тела на перекрывающейся части другого изображения, полученного повторно, и реконструированного изображения.
[0115] Поскольку предыдущая операция обработки изображений позволяет относительно быстро получить идеальное реконструированное изображение, операции совмещения и сшивки изображений также могут быть более быстрыми и точными.
[0116] Согласно другому объекту настоящего изобретения, также предложено устройство для обработки изображений, полученных с помощью оптоволоконных жгутов. Устройство для обработки изображений, полученных с помощью оптоволоконных жгутов, содержит память и процессор. Запоминающее устройство, выполненное с возможностью хранения программы. Процессор, выполненный с возможностью запуска программы. Эта программа, запущенная процессором, используется для выполнения следующих этапов: Этап S1, на котором определяют пиксельную информацию, соответствующую позициям центров оптических волокон на изображении образца; этап S2, на котором корректируют полученную пиксельную информацию; и этап S3, на котором выполняют реконструкцию изображения образца на основе скорректированной пиксельной информации для получения реконструированного изображения.
[0117] В качестве одного из вариантов, устройство для обработки изображений, полученных с помощью оптоволоконных жгутов, может содержать устройство для сбора изображений, причем устройство для сбора изображений настроено на получение изображения однородного флуоресцирующего образца для получения эталонного изображения, и на получение изображения нефлуоресцирующего образца для получения фонового изображения.
[0118] Дополнительно, при выполнении этапа S2 специально выполняют расчет скорректированного значения пиксела по следующей формуле:
F = (Is-Ib) x K,
[0119] где F представляет собой скорректированное значение пиксела, Is представляет собой определенное значение пиксела, Ib представляет собой значение пиксела соответствующего пиксела в фоновом изображении и K представляет собой коэффициент коррекции.
[0120] Дополнительно, перед выполнением этапа S2, вычисляют коэффициент коррекции K в соответствии с эталонным изображением и фоновым изображением, по следующей формуле:
K = k / (Ic-Ib),
[0121] где Ic представляет собой значение пиксела соответствующего пиксела в эталонном изображении и k представляет собой коэффициент пропорциональности, который равен среднему значению разности между значением пиксела для пиксела в эталонном изображении и значением пиксела соответствующего пиксела в фоновом изображении.
[0122] Дополнительно, при выполнении этапа S3 выполняют следующее: получение реконструированного значения пиксела для данного пиксела с помощью метода интерполяции, основанного на весовом значении пиксела и скорректированной пиксельной информации.
[0123] Дополнительно, при выполнении этапа S3, выполняют следующее:
[0124] выполнение триангуляции на изображении образца на основе определенной пиксельной информации;
[0125] определение весового значения пиксела на основе треугольника, в котором находится пиксел и который получен в результате триангуляции; и
[0126] вычисление реконструированного значения пиксела в зависимости от весового значения пиксела методом линейной интерполяции.
[0127] Дополнительно, при определении весового значения пиксела, дополнительно выполняют следующее:
[0128] определение расстояний от пиксела до вершин треугольника, в котором расположен пиксел; и
[0129] назначение весовых величин пиксела, соответствующих вершинам треугольника, с тем, чтобы весовые значения были обратно пропорциональны расстояниям между пикселом и вершинами.
[0130] Дополнительно, при вычислении реконструированного значения пиксела данного пиксела выполняют следующее: вычисление по следующей формуле:
Gx=Wa*Ga+Wb*Gb+Wc*Gc, где
[0131] Gx представляет собой реконструированное значение пиксела для пиксела x;
[0132] Wa и Ga, соответственно, представляют собой весовое значение пиксела x, соответствующее вершине a треугольника, в котором расположен этот пиксел, и скорректированное значение пиксела для вершины a;
[0133] Wb и Gb, соответственно, представляют собой весовое значение пиксела x, соответствующее вершине b треугольника, в котором расположен этот пиксел, и скорректированное значение пиксела для вершины b; и
[0134] Wc и Gc, соответственно, представляют собой весовое значение пиксела x, соответствующее вершине c треугольника, в котором расположен этот пиксел, и скорректированное значение пиксела для вершины c.
[0135] Дополнительно, если программа запускается в процессоре, программа настраивается на выполнение следующих шагов: выполнение совмещения на реконструированном изображении и на другом изображении.
[0136] Ознакомившись с подробным раскрытием способа обработки изображений, полученных с помощью оптоволоконных жгутов и вышеприведенным способом анализа изображений, полученных с помощью оптоволоконных жгутов, можно понять состав и технические возможности устройства для обработки изображений, полученных с помощью оптоволоконных жгутов, которые в дальнейшем для краткости не рассматриваются в данном документе.
[0137] Кроме того, согласно варианту осуществления настоящего изобретения, имеется носитель информации, на котором хранятся программные инструкции, и когда программные инструкции выполняются компьютером или процессором, компьютер или процессор выполняет соответствующие шаги способа обработки изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, и носитель информации, компьютер или процессор используются для реализации соответствующих модулей или узлов в устройстве для обработки изображений, полученных с помощью оптоволоконных жгутов, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. В качестве носителя информации можно использовать, например, карту памяти смартфона, запоминающее устройство планшетного компьютера, жесткий диск персонального компьютера, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), программируемую память (программируемое ПЗУ), портативный компакт-диск, доступный только для чтения (CD-ROM), USB-накопитель или любое сочетание вышеупомянутых накопителей. Машиночитаемый носитель информации может представлять собой любое сочетание одного или нескольких машиночитаемых носителей информации.
[0138] Хотя примеры вариантов осуществления настоящего изобретения были раскрыты со ссылками на чертежи, следует понимать, что эти примеры вариантов осуществления настоящего изобретения являются иллюстративными и не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения. Специалисты в данной области могут вносить различные изменения и модификации, не отклоняясь от объема и духа настоящего изобретения. Все подобные изменения и модификации входят в защищаемый объем настоящего изобретения, заявленный в прилагаемой формуле изобретения.
[0139] Лицо, обладающее обычной квалификацией в данной области техники, должно признать, что устройства и шаги алгоритма, раскрытые в качестве примеров в сочетании с вариантами осуществления изобретения, раскрытыми в настоящей заявке, могут быть реализованы посредством электронных аппаратных средств или комбинации компьютерного программного обеспечения и электронных аппаратных средств. Вне зависимости от того, выполняются ли эти функции аппаратными или программными средствами, конкретное применение определяется конструктивными ограничениями технического решения. Специалист в данной области техники может использовать различные способы для каждого конкретного метода реализации раскрытых здесь функций, но не следует считать, что такая реализация выходит за границы объема настоящего изобретения.
[0140] Следует понимать, что в нескольких вариантах осуществления изобретения, представленных в настоящей заявке, раскрытое устройство и способ могут быть реализованы другим образом. Например, раскрытая реализация устройства является только примером. Например, разделение устройств представляет собой всего лишь логическое разделение по функциям и при фактическом осуществлении может быть реализовано посредством другого разделения. Например, множество устройств или компонентов может быть объединено или интегрировано в другое устройство, или некоторые характеристики могут быть опущены или не реализованы.
[0141] Представленное здесь раскрытие содержит много конкретных подробностей. Тем не менее очевидно, что варианты осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы без этих специфических подробностей. В некоторых вариантах осуществления хорошо известные способы, структуры и технологии не раскрыты в подробностях, чтобы не препятствовать пониманию данного раскрытия.
[0142] Также следует понимать, что для упрощения описания и понимания одного или нескольких объектов настоящего изобретения в настоящем раскрытии, различные отличительные признаки настоящего изобретения, в приведенном выше раскрытии иллюстративных вариантов осуществления настоящего изобретения, иногда группируются в единый вариант осуществления, чертеж или его описание. Однако данный способ, согласно настоящему изобретению не следует объяснять как отражающий следующее намерение: то есть, изобретение, на которое испрашивается приоритет, требует больше отличительных признаков, чем отличительных признаков, явно определенных в каждом пункте формулы. Точнее говоря, как это отражено в прилагаемых пунктах формулы, уровень изобретения заключается в том, что для решения соответствующей технической задачи используется меньше отличительных признаков, чем существует в совокупности отличительных признаков одного и того же варианта осуществления, раскрытого в настоящем документе. Таким образом, пункты формулы, соответствующие конкретному варианту осуществления изобретения, в явном виде включаются в конкретный вариант осуществления, при этом каждый пункт формулы сам по себе представляет собой отдельный вариант осуществления настоящего изобретения.
[0143] Специалист в данной области техники может понять, что в дополнение к взаимному исключению отличительных признаков могут быть приняты любые комбинации для объединения всех раскрытых отличительных признаков (включая прилагаемые пункты формулы, реферат и чертежи) и всех способов, или любого отдельного способа или устройства, раскрытых как таковые. Если иное не указано явным образом, каждый отличительный признак, раскрытый в настоящей заявке (включая прилагаемые пункты формулы, реферат и чертежи), может быть заменен альтернативным признаком, направленным на достижение той же, эквивалентной или аналогичной цели.
[0144] Кроме того, специалист в данной области техники может понять, что, хотя некоторые из раскрытых здесь вариантов осуществления изобретения включают в себя некоторые отличительные признаки, включенные в другие варианты осуществления изобретения, вместо других отличительных признаков, комбинации отличительных признаков различных вариантов осуществления изобретения считаются входящими в объем настоящего изобретения и образующими различные варианты осуществления изобретения. Например, в формуле изобретения любой из вариантов осуществления изобретения, на который испрашивается приоритет, может использоваться в различных комбинированных режимах.
[0145] Различные примеры компонентов согласно настоящему изобретению могут быть выполнены посредством создания аппаратного обеспечения или реализованы посредством создания программных модулей, работающих на одном или нескольких процессорах, или могут быть реализованы в качестве комбинаций указанных средств. Специалист в данной области должен понимать, что микропроцессор или цифровой сигнальный процессор (ЦСП) может быть использован на практике для обеспечения работы некоторых или всех функций некоторых модулей устройства для обработки изображений, полученных с помощью оптоволоконных жгутов, в соответствии с вариантами осуществления изобретения, изложенными в настоящей заявке. Настоящее изобретение может быть также реализовано в виде программы для некоторого устройства (например, компьютерной программы и компьютерного программного продукта) для выполнения части или всех раскрытых здесь способов. Такая программа для реализации настоящего изобретения может храниться на машиночитаемом носителе или может представлять собой один или несколько сигналов. Такие сигналы могут быть загружены с сайта сети Интернет или предоставлены по несущему сигналу, или предоставлены в любой другой форме.
[0146] Следует отметить, что вышеизложенные варианты осуществления изобретения предназначены для иллюстрации настоящего изобретения и не могут служить ограничением настоящего изобретения, и специалист в данной области может разработать альтернативные варианты осуществления, не отклоняясь от объема приложенной формулы. В формуле изобретения любой ссылочный знак между скобками не должен толковаться как ограничивающий формулу изобретения. Слово «содержит» не исключает использования элементов или шагов, не указанных в пунктах формулы изобретения. Слова «конкретный», «некоторый» или «один» перед элементами не исключают использования множества таких элементов. Настоящее изобретение может быть реализовано посредством создания аппаратных средств, содержащих несколько различных элементов, а также посредством создания компьютера, запрограммированного надлежащим образом. В пункте формулы, раскрывающем устройство, в котором перечислены несколько устройств, некоторые из этих устройств могут быть реализованы одним и тем же аппаратным средством. Использование слов «первый», «второй» и «третий» не подразумевает какой-либо последовательности. Эти слова следует понимать как названия.
[0147] Вышеуказанное представляет собой только конкретные реализации настоящего изобретения или раскрытия конкретных вариантов осуществления изобретения, а объем настоящего изобретения не может быть ограничен ими, и все изменения или замены, которые могут быть легко осуществлены специалистом в данной области техники в рамках технического объема, раскрытого настоящим изобретением, должны быть включены в объем правовой охраны настоящего изобретения. Объем настоящего изобретения определяется формулой изобретения.
1. Способ обработки изображения, полученного с помощью оптоволоконного жгута, содержащий:
определение пиксельной информации, соответствующей положению центра оптического волокна на изображении образца;
корректировку определенной пиксельной информации; причем
корректировка информации в определенном пикселе включает в себя вычисление скорректированного значения пиксела по следующей формуле:
F=(Is-Ib)×K,
где F представляет собой скорректированное значение пиксела, Is представляет собой определенное значение пиксела, Ib представляет собой значение пиксела соответствующего пиксела в фоновом изображении и K представляет собой коэффициент коррекции; и
реконструирование изображения образца по скорректированной пиксельной информации для получения восстановленного изображения.
2. Способ по п. 1, в котором перед шагом коррекции способ содержит расчет коэффициента коррекции K по эталонному изображению и фоновому изображению по следующей формуле:
K=k/(Ic-Ib),
где Ic представляет собой значение пиксела, соответствующего пикселу в эталонном изображении, и k представляет собой коэффициент пропорциональности, который равен медианному значению разности между значением пиксела для пиксела в эталонном изображении и значением пиксела соответствующего пиксела в фоновом изображении.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что дополнительно включает:
формирование однородного флуоресцентного изображения образца для получения эталонного изображения; и
формирование нефлуоресцентного изображения образца для получения фонового изображения.
4. Способ по п. 1, в котором реконструкция изображения образца основана на скорректированной пиксельной информации и содержит следующее:
получение реконструированного значения пиксела посредством метода интерполяции на основе весового значения пиксела и скорректированной пиксельной информации.
5. Способ по п. 4, в котором получение реконструированного значения пиксела для некоторого пиксела содержит следующее:
выполнение триангуляции на изображении образца на основе определенной пиксельной информации;
определение весового значения пиксела на основе треугольника, в котором находится пиксел и который получен в результате триангуляции; и
вычисление реконструированного значения пиксела для некоторого пиксела в зависимости от весового значения пиксела методом линейной интерполяции.
6. Способ по п. 5, в котором определение весового значения пиксела содержит следующее:
определение расстояний от пиксела до вершин треугольника, в котором расположен пиксел; и
назначение весовых величин пиксела, соответствующих вершинам треугольника, с тем, чтобы весовые значения были обратно пропорциональны расстояниям между пикселом и вершинами.
7. Способ по п. 5 или 6, в котором вычисление реконструированного значения пиксела для пиксела выполняют по следующей формуле:
Gx=Wa*Ga+Wb*Gb+Wc*Gc, где
Gx представляет собой реконструированное значение пиксела для пиксела x;
Wa и Ga, соответственно, представляют собой весовое значение пиксела х, соответствующее вершине а треугольника, в котором расположен этот пиксел, и скорректированное значение пиксела для вершины а;
Wb и Gb, соответственно, представляют собой весовое значение пиксела х, соответствующее вершине b треугольника, в котором расположен этот пиксел, и скорректированное значение пиксела для вершины b;
Wc и Gc, соответственно, представляют собой весовое значение пиксела х, соответствующее вершине с треугольника, в котором расположен этот пиксел, и скорректированное значение пиксела для вершины с.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит:
выполнение обработки по совмещению изображений на реконструированном изображении и другом изображении.
9. Устройство для обработки изображений, полученных с помощью оптоволоконных жгутов, содержащее:
запоминающее устройство, выполненное с возможностью хранения программы;
процессор, выполненный с возможностью выполнения программы;
причем программа, запущенная процессором, предназначена для выполнения следующих шагов:
определения пиксельной информации, соответствующей положению оптического волокна в середине изображения образца;
корректировки определенной пиксельной информации; причем
корректировка информации в определенном пикселе включает в себя вычисление скорректированного значения пиксела по следующей формуле:
F=(Is-Ib)×K,
где F представляет собой скорректированное значение пиксела, Is представляет собой определенное значение пиксела, Ib представляет собой значение пиксела соответствующего пиксела в фоновом изображении и K представляет собой коэффициент коррекции; реконструирование изображения образца по скорректированной пиксельной информации для получения восстановленного изображения.
