[发明专利]一种病理图像染色成分调节方法

说明书

本发明公开了一种病理图像染色成分调节方法，首先通过对采集的病理切片在色调、饱和度、亮度(HSV)空间矫正了病理切片的亮度和饱和度，通过对矫正所述病理切片的饱和度和亮度、染色成分分离、染色成分调节、染色成分合成，实现对对单一染色成分的含量进行调节的算法，达到了对病理图像中不同染色剂独立调节的效果，有效地完成染色分离的任务，辅助病理医生的诊断。

技术领域

本发明涉及数字图像处理领域，具体而言，涉及一种病理图像染色成分调节方法。

背景技术

数字病理图像是病理切片通过全自动显微镜或光学放大系统，扫描采集得到高分辨数字图像，已广泛的应用于病理学临床诊断当中。病理切片的颜色是经过染色剂着色得到的，最常用的染色方法是苏木精伊红(H-E)染色。然而，染色过程中人工操作手法、染色剂配比的差异等人为因素，会造成病理切片的染色质量存在差异；同时，切片扫描过程中光照环境的差异，也使得采集得到的数字病理图像的亮度和饱和度存在着较大差异。这些差异将对病理医生的诊断造成妨碍，影响诊断准确性的判断，因此需要对数字病理图像进行颜色矫正。

随着数字图像处理技术的不断发展，一些应用于自然场景图像的颜色增强、矫正的方法已经成熟，并广泛应用于视觉与多媒体系统、生物医学、工业工程以及航空航天等领域，包括直方图均衡化算法、Retinex算法以及基于颜色空间变换的增强方法等。这些算法的通用流程如图1所示。

直方图均衡化算法是一种自适应的增强方法，输出结果为算法经过计算得到的最优效果，医生并不能对结果进行调节，与直方图均衡化方法相对应的可调方法为直方图规定化算法，通过规定图像直方图的形状、值域等来改善图像质量；相比之下，Retinex算法和基于空间变换的增强算法是参数可调的增强方法。三种方法均可以对病理图像进行人为的色彩调节，然而，病理图像的颜色是通过两种或多种染色剂着色而得到的，染色剂所对应的颜色有着特定的意义，例如，苏木精染色剂可以将染色质与胞质内的核糖体染成紫蓝色，伊红染色剂可以将细胞质和细胞外基质中的成分染成红色。医生在诊断过程中需要的是在不影响其他染色剂的前提下，对每种染色剂成分单独调节，达到增强或削弱这种染色剂的强度的效果。以上这些方法均是针对用红绿蓝(RGB)通道存储的自然图像设计的，应用于病理图像时，调节单个通道将不可避免的影响到每种染色成分，均不能按照医生的需求很好的完成病理图像染色调节的任务。

发明内容

本发明的目的在于提供一种病理图像染色成分调节方法，以解决现有图像处理技术不能对病理图像中的不同染色剂成分分离开，实现对病理图象中不同染色剂独立调节的问题。

为实现本发明的目的，采用以下技术方案：

一种病理图像染色成分调节方法，包括如下步骤：

(1).采集病理切片：将病理切片采集到计算机中，用RGB通道表示，其中像素点坐标记为(x,y)；

(2).矫正所述病理切片的饱和度和亮度，包含以下三个步骤：

a.将所述病理切片由所述RGB通道变换到HSV通道；

b.划定所述病理切片的饱和度S通道数值最低的5％的像素作为背景区域像素；统计所述背景区域像素的均值来估计背景区域的饱和度，并表示为S_back，同时统计所述背景区域像素点在亮度通道V的均值，作为背景区域的亮度值，并表示为V_back；之后，以所述背景区域变换成白色为目标，线性拉伸整张所述病理切片的饱和度和亮度，同时保持色调不变；

c.将所述步骤b增强后的病理图像反变换到RGB通道，完成病理图像饱和度和亮度的矫正；

(3).染色成分分离：在所述步骤2变换后的RGB通道中，由所述通道c(c＝R,G,B)的光密度O_c(x,y)与染色剂s的着色强度A_s(x,y)获得所述光密度到所述染色剂s的着色强度的映射关系，利用所述映射关系，通过颜色反卷积算法完成图像的染色分离；涉及公式为：