[发明专利]显微镜图像智能拼接方法、装置、介质及设备

说明书

本发明公开了基于卷帘快门获取的显微镜图像智能拼接方法、装置、介质及设备。其方法公开了基于电子卷帘快门的显微镜图像智能拼接方法，包括：基于电子卷帘快门的相机特性，提出在显微镜载物台移动过程中的自动拼接流程；对图像运动模糊的实时检测方法；计算和动态显示拼接过程的各种状态，协调载物台移动速度做有效图像拼接；双投影自动拼接算法。本发明通过针对电子卷帘快门相机在载物台移动过程中的图像进行智能判别和自动拼接，使用简单，操作方便，有效扩展了电子卷帘快门相机的应用范围，使得一台常规显微镜加上一台大众化数码相机也能完成一台数字切片扫描仪扫描数字切片的功能。

技术领域

本发明涉及光学显微镜图像处理技术领域，具体涉及一种基于卷帘快门获取的显微镜图像智能拼接方法、装置、介质及设备。

背景技术

常规的数码相机均为采用快门曝光成像，通过快门控制感光芯片进行有效的曝光时间。数码相机芯片的曝光成像主要分为两种方式，全局快门曝光和卷帘快门曝光。全局快门是通过整幅场景在同一时间曝光实现的，对相机的每个数码像素同时开启曝光和同时关闭曝光，然后将图像传感器每个像素的值读出形成一幅完整图像，全局快门曝光的优点是所有的像素点同时曝光，每个像素曝光均匀稳定，不会出现拖影现象。与全局快门相比，卷帘快门是通过对感光芯片逐行曝光的方式实现的，在成像开始的时候，对感光芯片顺序地逐行扫描和逐行曝光，并顺序地逐行将图像传感器每个像素的值读出，直至所有像素点都被扫描曝光和读出，形成一幅完整图像，卷帘快门曝光的优点是具有更小的曝光时间，像素读出过程硬件设计更为简单，但其缺点是由于逐行的是在不同时间进行曝光取像，如果图像是运动的，则存在拖影现象，拖延的影响取决于图像运动的快慢和一整幅图像曝光过程时间。目前大多数的数码相机都是采用经济型的电子卷帘快门相机。

专利文献CN111279673A公开了《具有电子卷帘快门校正的图像拼接》，捕获系统包括多个电子卷帘快门相机图像传感器来获取图像，通过补偿外极线来确定视差校正映射，通过视差校正映射和电子卷帘快门校正映射来确定扭曲映射，通过扭曲映射将所述电子卷帘快门校正映射应用到所述视差校正映射的输出等，通过这一系列校正图像补偿方法校正电子卷帘快门相机获取图像引起的图像畸变，再将来自两个或更多个相机传感器的图像拼接在一起来生成合成拼接图像。这种方法要求配置有多个相机，增加了系统构成复杂度，也增加了成本。

专利文献CN201380059462公开了《对显微镜设备异步排序的同时利用卷帘式快门照相机采集图像的系统和方法》，系统采用卷帘快门相机采集图像的方法，即在显微镜中装配卷帘快门相机进行采集图像。系统也包括采用了步进电机移动载物台，其特点是根据卷帘快门的曝光结束时间脉冲与步进电机同步控制载物台的移动，同时只接收与卷帘快门曝光信号相关联的共享曝光周期的图像数据，这个系统设计复杂，成本高，且只用于基于卷帘快门相机的图像同步采集，没有涉及到图像拼接。

专利文献CN202011053664公开了《一种数字显微镜图像快速拼接融合方法》，该专利从多模态成像系统中获取显微图像、对图像进行预处理(通过算法)、对图像进行配准及对图像进行融合得到最终的拼接图像四个步骤。系统也包括采用步进电机控制移动载物台，根据步进电机移动位移得到两幅图像的重叠区域，然后对重叠区域采用傅里叶变换的方法进行图像精准匹配和相似度评估。这种方法必须采用自动载物台获得图像位移，增加了系统成本，适应性差，同时其基于傅里叶变换的图像匹配，计算复杂，增加了计算量。

综上，有必要提供一种基于卷帘快门获取的显微镜图像智能拼接方法、装置、介质及设备，使其普适于手动及自动光学显微镜，且计算量小，拼接精度高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于卷帘快门获取的显微镜图像智能拼接方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

显微镜图像智能拼接方法，包括：

S1、相机实时曝光，获取显微镜的实时动态图像，所述相机为电子卷帘快门相机；