[发明专利]荧光图像处理装置和方法

说明书

本发明涉及用于增强荧光图像的荧光图像处理装置（100）。荧光图像处理装置（100）包括图像分段单元（110）、背景确定单元（120）、背景降低单元（130）和图像增强单元（140）。提出首先对背景和玻璃载玻片的感兴趣的区域进行分段并且使用该分段来增强二者之间的对比度。通过此，可以减少扫描和染色时间，而同时在增强之后图像数据仍旧具有针对人类操作者的舒适对比度。

技术领域

本发明涉及荧光图像处理装置和用于增强荧光图像的方法、荧光成像系统和方法、荧光图像处理计算机程序以及荧光成像计算机程序。

背景技术

在生命科学中，荧光显微镜是强大的工具，其允许样品的特定和敏感染色以便检测蛋白质或其它感兴趣的分子的分布。由于背景保持未被染色，因此典型的荧光图像是暗的，其中数个区域发亮。

通过数字病理学的引入，使用图像分析工具的辅助成为可能。为了实现高吞吐量，需要低扫描和染色时间。该趋势还适用于荧光显微镜，其将在不久的将来越来越多地应用。较低扫描和染色时间将导致明显较低的SNR。尽管这对于图像分析工具而言仍旧是可接受的，但是要求特殊增强以实现针对人类操作者的舒适对比度。这在人类操作员（仍旧）负责时是所需要的。

US2006149479A1描述了一种用于通过选择性地消除或减少来自除感兴趣的荧光团之外的荧光团的不想要的荧光来增强诸如生物组织之类的对象的荧光图像的方法。该方法基于荧光团的寿命的测量而同时存留涉及感兴趣的荧光团的荧光强度的信息。

YANG L等人的“An adaptive non-local means filter for denoising live-cell images and improving particle detection”，JOURNAL OF STRUCTURAL BIDLDGV，ACADEMIC PRESS，美国，也描述了一种用于增强对象的荧光图像使得增强感兴趣的对象并且抑制背景的方法，其中利用非局部自适应滤波器来全局地处理每一个完整图像。

存在对于处理荧光图像时的改进的图像增强技术的需要。

发明内容

本发明的目的是提供用于增强荧光图像的荧光图像处理装置和方法、荧光成像系统和方法、荧光图像处理计算机程序以及荧光成像计算机程序，其以用于处理荧光图像的改进的图像增强技术为特征。

在本发明的第一方面中，提供了一种用于增强荧光图像的荧光图像处理装置。荧光图像处理装置包括图像分段单元，其适配成将荧光图像分段成一个或多个感兴趣的区域和一个或多个背景区域；背景确定单元，其适配成测量荧光图像中的背景信号；背景降低单元，其适配成响应于背景信号的测量而降低一个或多个背景区域中而非一个或多个感兴趣的区域中的背景信号；以及图像增强单元，其适配成增强一个或多个感兴趣的区域而非一个或多个背景区域。

本发明的关键想法涉及首先对单个图像分段（基于单个图像），然后基于分段测量背景信号，然后基于所测量的背景信号抑制（或降低）背景信号，并且最终增强对象信号。为了增强对象，优选地提出使用例如背景中的噪声量。因此，本发明优选地利用测量背景信号与增强对象信号之间的关联。要指出的是，背景测量和抑制以及增强对象信号的次序可以互换，使得在图像分段之后，在测量和抑制背景信号之前首先增强对象信号。另外，可以与对象信号增强并行地实施背景测量和抑制。本发明因而提出首先对背景和玻璃载玻片的感兴趣的区域进行分段并且使用该分段来增强二者之间的对比度。通过此，可以减少扫描和染色时间，而同时在增强之后图像数据仍旧具有针对人类操作者的舒适对比度。

在本发明的优选实施例中，图像增强单元的输出被用作用于图像分析算法的输入。

在本发明另外的优选实施例中，背景信号用于控制图像增强单元。