基于Internet數(shù)字顯微鏡技術(shù)研究及設(shè)計(jì).pdf

1、數(shù)字顯微鏡是現(xiàn)代虛擬儀器技術(shù)發(fā)展的一個體現(xiàn)，是現(xiàn)代虛擬儀器技術(shù)與傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的有機(jī)結(jié)合。隨著計(jì)算技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字顯微鏡系統(tǒng)的開發(fā)，將會在以光學(xué)顯微鏡為基本手段的解剖學(xué)、組織學(xué)、病理學(xué)、法醫(yī)學(xué)乃至臨床診斷等相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域率先得到應(yīng)用。數(shù)字顯微鏡除在整合資源、節(jié)省資金等方面帶來效益外，其最主要的優(yōu)勢體現(xiàn)在促進(jìn)遠(yuǎn)程信息交流。 數(shù)字顯微鏡技術(shù)，將解決現(xiàn)有遠(yuǎn)程病理診斷系統(tǒng)的弊端，促進(jìn)遠(yuǎn)程醫(yī)療的發(fā)展。同時(shí)，數(shù)字顯微鏡技術(shù)會促進(jìn)現(xiàn)有

2、醫(yī)學(xué)教學(xué)模式的改革，減少學(xué)校對病理教學(xué)的投資。數(shù)字顯微鏡技術(shù)還會改變醫(yī)院現(xiàn)存的切片管理模式，減少存儲空間，加快檢索時(shí)間。數(shù)字顯微鏡技術(shù)涉及到圖像拼接，圖像融合，圖像壓縮、圖像瀏覽、傳輸方式等先進(jìn)的數(shù)字圖像處理技術(shù)，其中每一項(xiàng)都制約數(shù)字顯微鏡技術(shù)的發(fā)展。本文著重對數(shù)字顯微鏡所需的軟件技術(shù)進(jìn)行了研究，并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，對現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)，開發(fā)出完整的數(shù)字顯微鏡操作平臺。 圖像融合部分，本文針對傳統(tǒng)圖像融合方法在較大景深圖像融合

3、方面存在的缺點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況提出了基于動態(tài)區(qū)域劃分的序列彩色圖像融合方法：將同一場景的相鄰兩幅圖像動態(tài)的劃分出大小相同的子圖，通過比較相鄰兩幅圖像中同位置子圖的清晰度，取相對清晰的子圖數(shù)據(jù)放入最終融合圖像的對應(yīng)位置中，循環(huán)上述方法，最終得到融合后圖像。其中，圖像清晰度采用基于相關(guān)性的評價(jià)函數(shù)作為相鄰圖像清晰度比較方法，較好的解決了較大景深圖像融合問題。 圖像拼接部分，將SIFT（Scale Invariant Feature T

4、ransform）算法加以優(yōu)化改進(jìn)，避免了傳統(tǒng)SIFT算法計(jì)算時(shí)間與圖像大小成正比的缺點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況減少算法復(fù)雜性，對所要匹配的圖像采取部分區(qū)域，并統(tǒng)一歸一化到固定尺寸，大大減少了圖像匹配點(diǎn)查找時(shí)間，并成功應(yīng)用到顯微圖像全景拼接中。對圖像拼接中的必要步驟-特征點(diǎn)選擇和圖像融合，本文都進(jìn)行了相關(guān)改進(jìn)，較大程度的提高了圖像的拼接效率。此外，本文在圖像拼接過程中加入了反饋控制與經(jīng)驗(yàn)值控制，成功的解決了全景圖像拼接過程中空白圖像沒有匹配點(diǎn)的問

5、題，克服了傳統(tǒng)拼接算法對空白圖像無能為力的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了海量顯微圖像高效、準(zhǔn)確、全自動拼接。 圖像壓縮、瀏覽發(fā)布方面，本文對基于小波的圖像壓縮技術(shù)MrISD技術(shù)和Ermapper公司的ECW（Enhanced Compressed Wavele）技術(shù)在壓縮比、壓縮時(shí)間、成本、開放度等方面進(jìn)行了研究對比。最終把ECW技術(shù)引入到數(shù)字圖像壓縮中，并通過該公司免費(fèi)的SDK開發(fā)出基于B/S模式的虛擬顯微鏡操作平臺，該平臺現(xiàn)已在山東醫(yī)科大學(xué)、