[发明专利]双帧四光谱成像方法及应用

说明书

本发明涉及双帧四光谱成像方法及应用，所述的方法具体包括以下步骤：在彩色COMS相机聚焦静止后先后切换光源来抓取两帧图像，其中，获取第一帧图像时使用白光叠加RGB三通道滤光片，对应获取RGB颜色通道图像；获取第二帧图像时使用白光叠加黄色滤光片对应获取Y通道颜色图像。本发明提出的双帧四光谱成像方法，通过切换光源，实现彩色COMS相机在双帧拍摄时可以先后获取RGB及Y颜色通道光谱成像，相较于分时多光谱成像系统对光源的依赖性更弱、只需两个光源降低成本低，相较于现有的面阵灰度CMOS相机，采用本申请的RGBY四光谱成像方法，图像抓取耗时更短，图像传输要求低；获取的四通道光谱用于细胞检测，解决现有人工检验结果的可靠性及有效性难以保证的问题。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别是涉及双帧四光谱成像方法及应用。

背景技术

上皮细胞的恶性病变是最常见的病变，在病理学上通常使用脱落细胞学经过特殊染色，然后从形态学的角度依靠人工检验样本涂片的显微图像完成或者通过计算机图像处理技术进行检查。

人工检测方法设备简单、易于操作、成本较低，是目前上皮细胞的恶性病变诊断的主要手段。但此人工方法耗时，检验人员劳动强度大，因此人工检验结果的可靠性及有效性难以保证。

由于人工形态分析效率低下，而结合数字图像处理、模式识别和计算机视觉等学科的相关知识，从形态学的角度对细胞样本涂片进行基于专家知识的细胞的自动分类识别，以实现上皮细胞的恶性病变的早期诊断，无疑具有十分重要的现实意义。但现有的一般采用分时多光谱成像系统，对光源的依赖性较强，且光源易损坏成本较高。或者使用面阵灰度CMOS相机，同时抓取四个颜色通道的图像，图像抓取耗时长，图像传输要求高。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，本发明提出了双帧四光谱成像方法，既能够解决现有分时多光谱成像系统对光源的依赖性较强，光源易损坏成本较高的问题，同时也能解决面阵灰度CMOS相机同时抓取四颜色通道存在耗时长，图像传输要求高的技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

双帧四光谱成像方法，具体包括以下步骤：

在彩色COMS相机聚焦静止后先后切换光源来抓取两帧图像，其中，获取第一帧图像时使用白光叠加RGB三通道滤光片，对应获取RGB颜色通道图像；获取第二帧图像时使用白光叠加黄色滤光片对应获取Y通道颜色图像。

进一步的，所述彩色COMS相机抓取的两帧图像均为RAW格式图像，且两帧图像的像素点一致。

进一步的，获取第一帧图像时使用的RGB三通道滤光片为BP467-525-625三通道滤光片。

进一步的，将彩色COMS相机抓取的第一帧图像通过convertBGR函数转换为BGR24位格式的BMP图像，线性插值运算出三幅完整格式的R、G、B颜色通道的图像。

进一步的，在575nm波段，调节光源亮度使得黄光在相机GR颜色通道获取的图像亮度值和RGB光源时获取的亮度一致，并通过插值算法计算黄光在B颜色通道提供的响应。

进一步的，计算黄光在B颜色通道提供响应的具体插值过程为：将G颜色通道在575nm时的响应扩大到与G颜色通道主峰相同的值，然后利用G颜色通道插值出R颜色通道，再结合结合RG两个通道插值出B颜色通道。

进一步的，在G颜色通道上插值R颜色通道的方法为：在第二帧图像中，对G通道像素点周围最近的颜色做平均来计算R，再利用GR颜色通道求平均值计算对应的B颜色通道的响应。

双帧四光谱成像方法的应用，采用双帧四光谱成像方法获取RGBY四通道颜色图像，其中的Y通道颜色图像用于定量计算细胞核DNA指数，其它RGB三通道颜色图像用于计算细胞形态。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：