[发明专利]生物样品三维结构的构建方法及装置

说明书

本发明涉及一种生物样品三维结构的构建方法及装置，所述方法包括，获取至少两个生物样品薄片的三维图像；修正所述薄片的三维图像表面生成三维图像块；将所述三维图像块拆分为二维序列图像，并根据所述至少两个生物样品薄片的位置排列所述二维序列图像；计算所述二维序列图像的图像变形位置坐标，确定所述生物样品的三维结构。本发明能够有效处理序列薄片的不规则形变和表面不平整，并将序列薄片的三维图像在三维空间中联接起来，实现对大体量生物样品的高分辨率整体三维结构构建。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，具体涉及一种生物样品三维结构的构建方法及装置。

背景技术

近年来，显微成像技术不断创新，生物样品制备技术不断发展，以更高的空间分辨率和更大的成像深度进行三维成像，成为生物学家研究的热点。

目前针对生物组织的光学显微成像技术，如光片成像、X射线断层成像、透射电镜断层成像等方法，已能够获得生物样品的高分辨率整体三维图像。但由于成像信号激发深度和显微物镜视场有限等原因，该类方法对样品的厚度提出了限制。对于大体量生物样品的高分辨率整体三维结构，仍然需要切成具有一定厚度的生物组织序列薄片，再依次进行三维成像，在获得的三维成像结果后对其进行配准，以得到生物样品的整体三维结构。但生物样品在切片和成像过程中会产生不规则形变及每个序列薄片发生的形变各不相同等情况，所以，在构建生物样品三维结构的过程中存在薄片表面起伏不定、相邻薄片三维成像结果之间配准困难等一些亟待解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决生物样品在切片和成像过程中产生的不规则形变、表面不平整及每个序列薄片发生的形变等问题，本发明提供了一种生物样品三维结构的构建方法及装置，将序列薄片的三维图像在三维空间中联接起来，实现对大体量生物样品的高分辨率整体三维结构构建。

作为本发明实施例的一个方面，提供一种生物样品三维结构的构建方法，所述构建方法包括：

获取至少两个生物样品薄片的三维图像；

修正所述薄片的三维图像表面生成三维图像块；

将所述三维图像块拆分为二维序列图像，并根据所述至少两个生物样品薄片的位置排列所述二维序列图像；

计算所述二维序列图像的图像变形位置坐标；

通过图像变形，确定所述生物样品的三维结构。

在一个实施例中，计算所述二维序列图像的图像变形位置坐标的方法包括：

在相邻所述二维序列图像上设置网格，根据所述网格顶点确定对应点；

调整所述对应点的位置，根据预设算法计算图像形变后的对应点的位置坐标。

在一个实施例中，所述在相邻所述二维序列图像上设置网格，根据所述网格顶点确定对应点的方法包括：

根据所述二维序列图像的位置信息判断相邻二维序列图像是否属于同一个生物样品薄片；

当相邻所述二维序列图像属于同一生物样品薄片时，分别选取所述二维序列图像上的网格顶点对应的位置点作为其对应点；

当相邻所述二维序列图像属于不同生物样品薄片时，采用设定算法使相邻二维序列图像相匹配，分别选取匹配后的所述二维序列图像上的网格顶点对应的位置点作为其对应点。

在一个实施例中，采用设定算法使相邻二维序列图像相匹配，分别选取匹配后的所述二维序列图像上的网格顶点对应的位置点作为其对应点的方法包括：

采用SIFT flow算法对两个相邻图像中的第一图像进行图像变形，使所述第一图像与所述相邻图像中的第二图像相匹配；

在所述变形后的第一图像和第二图像上分别设置网格，且所述第一图像和第二图像中对应网格的位置坐标相同；