[发明专利]显微镜学中的图像处理方法

说明书

本发明属于数字病理学中的图像处理领域。它尤其提出了一种用于处理表示区带中样本的第一数字图像的方法，并且已经借助于显微镜成像系统（1）从所述样本采集了所述图像，并将所述图像存储在多分辨率图像数据结构（80）中，包括步骤：‑检索（104）第一分辨率的所述第一数字图像的子区带，‑对所检索的子区带执行（105）变换函数，所述变换函数根据从所述第一数字图像的第二分辨率表示中得到的至少一个度量来修改所述子区带内容。

技术领域

本发明涉及数字病理学领域，具体而言涉及全切片扫描技术。

具体而言本发明涉及增强/修改数字显微镜图像的图像处理方法

背景技术

数字病理学给组织切片的可视化提供了新的方式，并且实现了用于分析这些切片的新工作流程。

如图1所图示，用于数字病理学的典型系统1可尤其包括用于扫描诸如组织样本的样本的扫描器10并产生其数字图像。已经提出了很多类型的扫描器，例如1D线性扫描器，2D阵列扫描器，所谓的时间延迟积分（TDI）扫描器，等等。

该系统可还包括PACS 20（图片存档和通信系统），其用于诸如组织样本数字图像的信息的存档和通信。

该系统可还包括用于执行计算机实现指令的计算系统30，以及存储器40，例如用于装载这种指令和诸如图像数据的其他二进制信息的缓冲存储器。该计算设备可是处理器、FPGA（完全可编程门阵列）、DSP（数字信号处理器），并且该存储器取决于其在系统中的预期功能和期望性能，可以尤其是DRAM、SDRAM、SRAM、DDR SDRAM、FRAM、ROM、CD、DVD。

如在数字病理学领域中所公知的，该计算设备通常可用于图像处理，以及例如用于诊断的图像分析。在数字病理学领域中，图像处理通常涉及用算法来处理数字图像以便修改这一图像的内容。图像处理因而尤其包括增强图像的感知质量以及将图像中的图像与参考图像配准的功能。相反，图像分析算法（例如，用于诊断）将不会修改所研究的数字图像的内容。实际上，这一图像典型地可是已经被应用了图像处理算法的图像。对于信息，一种用于诊断的公知的图像分析算法的例子是CAD算法（计算机辅助诊断）。

本发明具体属于如上描述的图像处理的数字病理学技术领域。换言之，本发明属于数字病理学中的方法和软件，其制备将要被观察和/或随后由诸如CAD算法的图像分析算法分析的数字图像。

如前所述，图像处理算法可被配置为增强图像对比度，从而操作者可以更好地找出显示在系统1的屏幕50上的图像中的感兴趣特征。例如，操作者可首先加载图像以在屏幕上显示，其示出了通过H&E技术（苏木精和曙红）染色的组织样本。这一图像在以下将被称为HE图像，其可示出已经通过扫描器采集的样本的整个区域或者其一部分。操作者然后可在这一图像中选择以下被称为子区带的感兴趣区带，以便以例如更高的分辨率来显示该样本的特定区域。

因此，系统1可包括图像处理算法，其首先变换数字图像的整个区域，因而产生样本的整个区域的高分辨率数字图像。然后，进一步的处理从这一高分辨率图像中检索在所述子区带中的图像内容，并且将该图像内容显示在屏幕上。

然而，这种图像处理算法具有的问题在于，通常在数字病理学中，数字图像的尺寸远远大于从诸如超声、MRI、CT、PET或者X射线的其他常用医学成像仪器中采集的数字图像的尺寸。

因此，在数字病理学中，数字图像的大尺寸通常需要更密集的运算，并且通常导致尤其在显示速度方面较低的呈现性能。

为了解决这种问题，已经提出了通过使用例如专门的图形处理单元（GPU）或者并行结构来优化计算设备的硬件结构。也已经提出了优化图像处理算法。然而，仍然很难实现具有合理优化的良好性能。除其他外，这种解决方法也需要大量的存储空间以及尤其在PACS存储设备和计算设备之间的大带宽消耗。