[发明专利]基于共有平场提取的高光谱显微图像平场校正方法及系统

说明书

基于共有平场提取的高光谱显微图像平场校正方法及系统，涉及图像平场校正领域。本发明是为了解决目前还无法提取出共有的光照平场项用于校正高光谱显微系统中从而解决癌细胞组织高光谱显微图像存在的光照不均匀的问题，进而导致的癌细胞的组织病理分类精度较低的问题。所述方法包括：采集高光谱显微图像，并将图像分为训练集和测试集；对CFE模型训练获得训练好的CFE模型；对训练好的CFE模型进行求解得到共有平场和校正后的高光谱显微图像；利用测试集对共有平场进行评分，根据评分获得平场项的共有秩，获得最优CFE模型；将待测的高光谱显微图像输入到最优CFE模型中获得平场校正后的高光谱显微图像。本发明用于对癌细胞组织高光谱显微图像进行平场校正。

技术领域

本发明涉及属于图像平场校正领域，具体涉及基于共有平场提取的高光谱显微图像平场校正方法及系统。

背景技术

在如今的高医疗水平下，癌症成为导致人类死亡的主要原因。显微镜下的组织病理学观察是确定癌症具体种类及后续治疗方案的“金标准”。癌变的细胞除空间形态发生变化外，细胞生化成分也产生改变，进而引起细胞光谱信息，如吸收峰、谱线包络的变化。因此目前针对癌细胞的组织病理的分类成为本领域的研究重点。

目前高光谱显微成像能够显著提高针对癌细胞的组织病理分类精度，但是由于显微系统光源照明不均匀、探测器灵敏度干扰、显微物镜色散及成像仪与显微镜耦合误差等原因，得到的高光谱显微图像的光照经常是不均匀的，使得不同空间位置的同种细胞灰度值产生差异，影响成像质量与后续评估。目前为了克服显微系统中的光照不均匀现象，需要采集与实测数据相似光照下的黑、白平衡数据对光照进行校正。然而，保证光照条件相同的条件十分严苛；测得白平衡数据一般需要多次测量取平均值，以减小切片中气泡与灰尘的影响；且对于特殊的显微系统，并不能够通过实测数据获取白平衡数据。因而在不采集白平衡数据的条件下，从相似光照条件下实测的多张高光谱显微数据中，提取共有的不均匀光照平场信息十分重要，但是目前还无法提取出共有的光照平场项用于校正高光谱显微系统中从而解决存在的光照不均匀现象，进而导致了目前癌细胞的组织病理分类精度较低。

发明内容

本发明目的是为了解决目前还无法提取出高光谱显微系统中共有的光照平场项，从而解决癌细胞组织高光谱显微图像存在的光照不均匀的问题，进而导致的癌细胞的组织病理分类精度较低的问题，而提出了基于共有平场提取的高光谱显微图像平场校正方法及系统。

基于共有平场提取的高光谱显微图像平场校正方法的具体过程，包括以下步骤：

步骤一、采集相同光照条件下的多张高光谱显微图像，并将图像分为训练集和测试集；

所述光照条件包括：显微镜的光源强度、滤色片位置、聚光镜视场光阑位置、聚光镜孔径光阑位置、三目接口光路转换杆位置、光谱成像仪的积分时间；

所述测试集为多对空间部分重叠的高光谱显微图像组成的集合；

所述训练集为除测试集外的高光谱显微图像的集合；

步骤二、建立CFE模型，利用训练集对CFE模型训练获得训练好的CFE模型，包括以下步骤：

步骤二一 对步骤一获取的训练集的空间维进行重排，生成空-谱二维高光谱矩阵：

步骤二二、对生成的空-谱二维高光谱矩阵中每个元素进行的对数操作，获得高光谱对数矩阵；

步骤二三、利用步骤二二获取的高光谱对数矩阵获得低秩约束下的训练好的CFE模型；

步骤三、利用共有正交基提取方法对步骤二获取的训练好的CFE模型进行求解得到共有平场和校正后的高光谱显微图像；

步骤四、利用测试集对步骤三得到的共有平场进行评分，并根据评分获得平场项的共有秩，从而获得训练好的最优CFE模型；