[发明专利]图像重建方法、装置及显微成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术，尤其涉及一种图像重建方法、装置及显微成像装置。

背景技术

基于结构光照明(structured illumination)的显微镜，其具有抑制焦平面外(out of focus)噪声的层析(sectioning)成像功能，且其与共聚焦显微镜相比，有着结构简单，成像速度快的优点。现在技术中，其常常被作为常规内窥镜，通过扫描人体消化道等内部器官，观察细胞形状的变化，以提前预知肿瘤发生与演变，对于癌症的筛检有着重要的指导意义。

该基于结构光照明的显微镜，具体通过激发器发出激发生物体荧光的荧光，该荧光随后通过光栅，形成黑白条纹的正弦光源；再通过每次移动光栅1/3的光栅间距，采集得到扫描人体细胞后返回的多幅图像，例如，图像I₁，图像I₂，图像I₃；再根据均方根公式对图像I₁，图像I₂，图像I₃进行重建，得到重建后的图像I。然而，该重建方法需要将图像I₁，图像I₂，图像I₃中全部像素灰度采用该均方根公式计算得到。因此，耗费大量计算时间，且重建后的图像中光栅以及光纤束(fiber bundle)蜂窝状网格的残留明显，成像质量不高。

发明内容

为了解决现有技术中基于结构光照明的显微镜对图像的重建效率不高，图像中残留光栅明显，成像质量不高的技术问题，本发明提供一种图像重建方法、装置及显微成像装置，以加快图像重建的速率，去除重建图像中光栅的残留，提高重建后图像的质量。

本发明提供一种图像重建方法，包括：

根据在一幅或者多幅样本图像中确定出的每个光纤中心位置的灰度值，计算重建图像中光纤束内每个光纤中心的灰度值；

用光纤中心的灰度值进行空间插值，得到重建图像中光纤束内其他像素点的灰度值，形成所述重建图像。

可选的，还包括：

获取均匀荧光的光纤束的原始图像；

在所述原始图像中确认像素值高于周边像素值的目标像素点，将所述目标像素点确定为光纤束中各光纤的中心位置。

可选的，所述获取均匀荧光的光纤束的原始图像包括：

在一个光栅间隔距离范围内，采集间隔预设步长的多个光纤束图像；

对所述多个光纤束图像求取其均值图像，形成所述均匀荧光的光纤束的原始图像。

可选的，执行所述空间插值前还包括：

根据每个光纤的中心位置，确定光纤束内各个像素点与每个光纤的所述中心位置之间的插值权值。

可选的，还包括采用如下方法确定所述插值权值：

以每个光纤的中心位置、以及相邻光纤的中心位置作为顶点，形成多个三角形结构；

根据所述三角形结构，确定每个三角形结构内的像素点与每个光纤的中心位置之间的插值权值。

可选的，还包括采用如下方法获取多幅样本图像：

根据预设相位间隔，在一个光栅间隔距离内移动N-1次，获取得到包含初始相位，距离所述初始相位每次移动所述预设相位间隔的N幅样本图像。

可选的，所述预设相位间隔为120度；N＝3。

可选的，所述在所述一幅或者多幅样本图像中确定出每个光纤中心位置的灰度值之后，还包括：

对每个光纤中心位置的灰度值进行饱和度判断；

若在所述样本图像中存在中心位置的灰度值超出预设饱和度阈值的光纤，则确定所述超出预设饱和度阈值的光纤为待校正光纤；

在重建图像中将所述待校正光纤的中心位置的灰度值校正为所述预设饱和度阈值，根据校正后的所述样本图像中确定出的每个光纤中心位置的灰度值，执行计算重建图像中光纤束内每个光纤中心的灰度值的步骤；

若在所述样本图像中不存在中心位置的灰度值超出预设饱和度阈值的光纤，则根据在所述样本图像中确定出的每个光纤中心位置的灰度值，执行计算重建图像中光纤束内每个光纤中心的灰度值的步骤。

可选的，所述根据在多幅样本图像中确定出的每个光纤中心位置的灰度值，计算重建图像中光纤束内每个光纤中心的灰度值，包括：

将每个光纤中心位置在所述多幅样本图像中的灰度值彼此作差，得到的差值取平方和再开方，得到重建图像中光纤束内每个光纤中心的灰度值。

本发明还提供一种图像重建装置，包括：