專利名稱：自動(dòng)流量顯微鏡的粒子提取的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分析稀釋流體試樣中粒子的方法和系統(tǒng)，更具體地說，涉及自動(dòng)定位視野中物體邊界的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
分析稀釋流體試樣中的粒子的方法和系統(tǒng)已眾所周知，如在美國專利4,338,024和4,393,466中所公開?，F(xiàn)有的流量顯微鏡粒子分析器使用圖像識(shí)別裝置和根據(jù)粒子與背景的亮度差來檢測粒子的軟件。美國專利4,538,299和5,625,709就是這種分析器的實(shí)例。遺憾的是，目前采用的系統(tǒng)和方法常不能有效地檢測對比度低的物體，且常將同一物體的不同部分識(shí)別為不同的物體，導(dǎo)致分類錯(cuò)誤和所報(bào)告的元素?cái)?shù)量不正確。
發(fā)明概述本發(fā)明是一種精確識(shí)別粒子圖像并產(chǎn)生圖像段，使每個(gè)圖像段包含單一粒子的圖像的方法。
本發(fā)明是一種用于自動(dòng)定位視野中所關(guān)注物體的邊界的方法，所述方法包括形成包含所述物體的視野的電子圖像，其中電子圖像由多個(gè)圖像像素形成；識(shí)別代表物體邊界段的圖像像素組；在圖像像素組周圍形成補(bǔ)片，其中每個(gè)補(bǔ)片具有這樣的尺寸和位置，以便完全包含圖像像素組之一；以及執(zhí)行補(bǔ)片合并過程，即，將彼此符合預(yù)定接近度閾值的任何兩個(gè)補(bǔ)片合并在一起，以形成合并的補(bǔ)片，所述合并補(bǔ)片具有這樣尺寸和位置，以便完全包含這兩個(gè)合并的補(bǔ)片。對符合預(yù)定接近度閾值的任何補(bǔ)片和合并補(bǔ)片繼續(xù)進(jìn)行所述合并過程，直到?jīng)]有補(bǔ)片或合并補(bǔ)片符合預(yù)定接近度閾值為止。
本發(fā)明是一種用于自動(dòng)定位視野中所關(guān)注物體的邊界的裝置，所述裝置包括成像系統(tǒng)，用于形成包含物體的視野的電子圖像，其中電子圖像由多個(gè)圖像像素形成；以及至少一個(gè)處理器。所述至少一個(gè)處理器識(shí)別代表物體邊界段的圖像像素組；在圖像像素組周圍形成補(bǔ)片，其中每個(gè)補(bǔ)片具有冊樣的尺寸和位置，以便完全包含所述圖像像素組之一；以及執(zhí)行補(bǔ)片合并過程，即，將彼此符合預(yù)定接近度閾值的任何兩個(gè)補(bǔ)片合并在一起，以形成合并的補(bǔ)片，所述合并補(bǔ)片具有這樣的尺寸和位置，以便完全包含這兩個(gè)合并的補(bǔ)片。對符合預(yù)定接近度閾值的任何補(bǔ)片和合并補(bǔ)片繼續(xù)進(jìn)行所述合并過程，直到?jīng)]有補(bǔ)片或合并補(bǔ)片符合預(yù)定接近度閾值為止。
通過閱讀本說明、權(quán)利要求書和附圖，本發(fā)明的其它目的和特征就可一目了然。
附圖簡要說明

圖1是采用本發(fā)明方法的粒子分析器的示意圖。
圖2是說明本發(fā)明的方法步驟的流程圖。
圖3是說明設(shè)定背景電平的方法步驟的流程圖。
圖4是說明創(chuàng)建二進(jìn)制圖像的方法步驟的流程圖。
圖5是從圖4的方法中導(dǎo)出的示范的二進(jìn)制圖像的像素值陣列的實(shí)例。
圖6是在邊界檢測后圖5的像素值陣列的實(shí)例。
圖7是在形成補(bǔ)片后圖6的像素值陣列的實(shí)例。
圖8A-8C是圖7的像素值陣列的實(shí)例，圖解說明在單一粒子周圍的補(bǔ)片合并。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明本發(fā)明的方法增強(qiáng)了對粒子的檢測，能進(jìn)行低對比度的檢測和物體部分的組合。本發(fā)明包括5個(gè)基本步驟，利用如圖1所示的具有成像系統(tǒng)2和處理器4的傳統(tǒng)粒子分析器，就可采用本方法。
成像系統(tǒng)和處理器成像系統(tǒng)2用來產(chǎn)生包含所關(guān)注粒子的試樣的視野圖像。成像系統(tǒng)2最好是已知的流量顯微鏡，如美國專利4,338,024；4,393,466；4,538,299和4,612,614中所述，這些專利已作為參考全部包括在本文內(nèi)。這種系統(tǒng)包括流量單元10、顯微鏡12和攝像機(jī)14，如圖1所示。包含關(guān)注粒子的樣品流體流經(jīng)流量單元10的檢查區(qū)，在此通過流量顯微鏡12可以觀察粒子的圖像。當(dāng)粒子流經(jīng)流量單元10時(shí)，攝像機(jī)14(最好是CCD攝像機(jī))通過顯微鏡12捕捉粒子連續(xù)視野的圖像，并將它們轉(zhuǎn)換成數(shù)字粒子圖像。攝像機(jī)14拍攝的每個(gè)數(shù)字粒子圖像包括數(shù)千或甚至數(shù)百萬個(gè)像素。最好用光源16(例如閃光器)來照明(前和/或后照明)流量單元10的檢查區(qū)。應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明也適用于分析非流動(dòng)試樣液體(例如放在檢查玻片上的試樣液體)的成像系統(tǒng)。
處理器4可以是能夠如下述處理數(shù)字粒子圖像的任何處理器和/計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，或多個(gè)處理器和/計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這種處理器的實(shí)例包括但不限于數(shù)據(jù)處理器、DSP(數(shù)字信號處理器)、微控制器以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理器，其中每個(gè)都可以是CISC和/或RISC型。
粒子檢測增強(qiáng)的方法本發(fā)明的粒子檢測方法有5個(gè)基本步驟，如圖2所示1)設(shè)定背景電平；2)創(chuàng)建二進(jìn)制圖像；3)檢測粒子邊界；4)形成補(bǔ)片；和5)合并補(bǔ)片。
步驟1設(shè)定背景電平圖3示出設(shè)定背景電平的四個(gè)步驟。所述過程不僅為每個(gè)像素位置創(chuàng)建中值背景電平，而且是以對各圖像間背景照明的任何波動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆绞絹韯?chuàng)建的(例如，閃光器16的不同亮度，這會(huì)對系統(tǒng)的結(jié)果精度影響產(chǎn)生負(fù)面)。
首先(步驟1-1)，使透明液體流經(jīng)流量單元10(或置于檢查玻片上)，在此由攝像機(jī)14拍攝透明液體的N個(gè)圖像并將圖像數(shù)字化，創(chuàng)建成N個(gè)數(shù)字化的背景圖像。作為非限制性實(shí)例，N可以等于3。第二(步驟1-2)，制作N個(gè)圖像中的每一個(gè)圖像的數(shù)字背景圖像像素值的直方圖，其中每個(gè)直方圖的峰值對應(yīng)于所述圖像的平均像素值。第三(步驟1-3)，選擇預(yù)定的“標(biāo)準(zhǔn)化”像素值，并采用以下方法把每個(gè)圖像標(biāo)準(zhǔn)化到所述像素值對其所有像素值進(jìn)行添加或者減去，使得全部N個(gè)圖像的直方圖峰值都在預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)化像素值處。例如，如果預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)化像素值為215，并且N個(gè)圖像之一的直方圖峰值在210，則所述圖像中的所有像素值都增加數(shù)值5。如果N個(gè)圖像中另一個(gè)圖像的直方圖峰值在190，則所述圖像中的所有像素值都增加25。這樣，全部N個(gè)圖像都標(biāo)準(zhǔn)化到單一的像素值，這就補(bǔ)償了各圖像之間背景照明的波動(dòng)。第四(步驟1-4)，對于數(shù)字圖像的每個(gè)像素位置，從全部N個(gè)圖像的像素值中確定一個(gè)中值像素值(由標(biāo)準(zhǔn)化步驟1-3校正)，以像素位置為基礎(chǔ)，在每個(gè)像素位置上創(chuàng)建一個(gè)中值背景電平圖像。這樣，中值背景電平圖像的每個(gè)像素值代表全部標(biāo)準(zhǔn)化的N個(gè)圖像中所述像素位置的校正中值，其中N可以是任何圖像數(shù)量，包括1在內(nèi)。
最好，預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)化像素值在不引起像素飽和的情況下應(yīng)選擇得盡可能高。這樣，在像素值范圍為0到255的系統(tǒng)中，預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)化像素值應(yīng)選擇成防止背景圖像中的任何像素值達(dá)到255。
通過對背景照明的變化(例如各次閃爍之間)進(jìn)行補(bǔ)償，就可使系統(tǒng)以較低閾值工作，來區(qū)別背景像素和精確反映粒子邊界的像素，如下所述。應(yīng)當(dāng)指出，對于各圖像間背景照明波動(dòng)極小的系統(tǒng)，步驟1-2和1-3的照明補(bǔ)償可以省略，這樣，在步驟1-4直接根據(jù)步驟1-1所拍攝的N個(gè)圖像的所測像素值來計(jì)算中值背景電平圖像(無需對其作任何標(biāo)準(zhǔn)化)，即使N等于1也是如此。如果N等于1，則中值像素值就是所測的像素值。
步驟2二進(jìn)制圖像創(chuàng)建圖4示出創(chuàng)建二進(jìn)制圖像的步驟。首先(步驟2-1)，使包含關(guān)注粒子的試樣液體流經(jīng)流量單元(或置于檢查玻片上)，在此由攝像機(jī)14拍攝試樣液體(以及其中粒子)的圖像并將圖像數(shù)字化，形成數(shù)字試樣圖像。最好但不是必需，對每個(gè)試樣圖像進(jìn)行上述(步驟1-2和1-3)的照明補(bǔ)償(補(bǔ)償各試樣圖像間的照明差異)。具體地說，制作每個(gè)試樣圖像的像素值的直方圖，每個(gè)直方圖的峰值對應(yīng)于所述試樣圖像的平均像素值(步驟2-2)。選擇預(yù)定的“標(biāo)準(zhǔn)化”像素值(最好使用在避免像素飽和情況下可能的最高數(shù)值)，并通過對全部其像素值的進(jìn)行添加或減去，將每個(gè)試樣圖像標(biāo)準(zhǔn)化到所述像素值，以使全部試樣圖像的直方圖峰值都在預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)化像素值處(步驟2-3)。最好，試樣圖像的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)化像素值和用于標(biāo)準(zhǔn)化背景圖像的像素值相同。最后，逐個(gè)像素地創(chuàng)建每個(gè)試樣圖像的二進(jìn)制圖像(步驟2-4)，這樣，僅有中值背景電平圖像值和試樣圖像值之間的差超過預(yù)定閾值X的那些像素被以強(qiáng)光線照射。
圖5示出二進(jìn)制圖像的實(shí)例，其中在相應(yīng)的試樣圖像像素值和中值背景電平圖像像素值之間的差超過閾值X處，二進(jìn)制圖像像素值都被賦予一個(gè)數(shù)值(例如“1”)，其余的二進(jìn)制圖像像素值都被賦予第二像素值(例如“0”)。應(yīng)當(dāng)指出，對于被后照明的試樣圖像，對應(yīng)于背景的像素比對應(yīng)于粒子部分的那些像素更亮一些(具有較大的亮度值)。
在不引起太大噪聲的情況下，把預(yù)定閾值X選擇成盡可能小，以便最大限度地提高系統(tǒng)的低對比度粒子圖像的靈敏度。如果閾值設(shè)定過高，則系統(tǒng)會(huì)將一些像素錯(cuò)誤地識(shí)別為背景部分，而實(shí)際上它們對應(yīng)于粒子部分。如果閾值設(shè)定過低，則系統(tǒng)會(huì)將一些像素錯(cuò)誤地識(shí)別為粒子部分，而實(shí)際上它們對應(yīng)于背景部分。為獲得最佳結(jié)果，每個(gè)系統(tǒng)的理想閾值X應(yīng)由經(jīng)驗(yàn)確定。
步驟3邊界檢測對于每個(gè)試樣圖像，利用在步驟3創(chuàng)建的相應(yīng)的二進(jìn)制圖像來確定圖像中各種粒子的邊界。在成像系統(tǒng)中粒子邊界檢測已眾所周知，它涉及到對試樣圖像中對應(yīng)于圖像中粒子邊界的像素進(jìn)行識(shí)別的過程。例如，對應(yīng)于粒子邊界的像素常常這樣識(shí)別即，其一側(cè)的鄰近像素對應(yīng)于圖像的背景，而另一側(cè)的鄰近像素對應(yīng)于粒子內(nèi)部。典型的邊界檢測技術(shù)從識(shí)別一個(gè)或多個(gè)邊界像素開始，然后在已識(shí)別像素附近搜尋更多這類邊界像素。示范的粒子邊界跟蹤技術(shù)在美國專利號5,626,709和4,538,299中已公開，它們已作為參考包括在本文中。一旦識(shí)別了邊界像素，就將那些像素和圖像的其余部分區(qū)別開(其余部分對應(yīng)于背景和圖像的粒子內(nèi)部部分)。例如，可以利用邊界檢測技術(shù)這樣處理圖5的二進(jìn)制圖像，使得被識(shí)別為邊界像素的那些像素被賦于“1”，其余像素被賦于“0”，如圖6所示。其結(jié)果是多個(gè)像素定義了粒子邊界或邊界段(邊界段由連續(xù)定義至少一部分粒子邊界的一組邊界像素形成)。
步驟4補(bǔ)片形成對于每個(gè)試樣圖像，在每個(gè)檢測的粒子邊界或邊界段周圍創(chuàng)建矩形補(bǔ)片，每個(gè)補(bǔ)片的尺寸要盡可能小但仍能包含整個(gè)檢測的粒子邊界或邊界段。對于圖6的二進(jìn)制圖像，其矩形補(bǔ)片的簡單的示范性創(chuàng)建過程示于圖7，其中一個(gè)粒子的四個(gè)明顯的邊界段導(dǎo)致四個(gè)矩形補(bǔ)片(P1，P2，P3和P4)。
作為任選步驟，通過以相同的預(yù)定量將其每個(gè)壁遠(yuǎn)離補(bǔ)片中心延伸，就可將每個(gè)補(bǔ)片放大。例如，如果補(bǔ)片大小為10×20像素，預(yù)定量為5像素，則每個(gè)補(bǔ)片壁向后移5個(gè)像素，得到的像素尺寸為20×30像素。放大的最佳預(yù)定量，即能產(chǎn)生最精確的粒子識(shí)別結(jié)果的預(yù)定量，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)而各有不同，可以由經(jīng)驗(yàn)確定。在已付諸實(shí)踐的粒子分析器中，用試錯(cuò)法確定的放大最佳預(yù)定量為12像素(整個(gè)圖像中總像素大約為140萬)，使得10×20的補(bǔ)片尺寸被擴(kuò)大到34×44。最好在進(jìn)入第五和最后步驟之前將補(bǔ)片放大。
步驟5補(bǔ)片合并最后步驟是依次合并重疊的補(bǔ)片，以識(shí)別屬于相同粒子的那些補(bǔ)片(以及其中的邊界段)。合并過程開始時(shí)，將在第四步創(chuàng)建的(可能擴(kuò)展的)因共有超過預(yù)定數(shù)量的像素Y而互相重疊的任何補(bǔ)片合并在一起。這樣，對于符合所述標(biāo)準(zhǔn)的任何兩個(gè)補(bǔ)片，將這兩個(gè)補(bǔ)片合并成單一補(bǔ)片，所述單一補(bǔ)片代表了能全部包含這兩個(gè)重疊補(bǔ)片的最小矩形。所述過程利用步驟4的原始補(bǔ)片、本步驟的合并補(bǔ)片和/或二者的任何組合持續(xù)進(jìn)行，直到用上述標(biāo)準(zhǔn)已不再有補(bǔ)片可以合并為止。
圖8A到8C示出圖7的補(bǔ)片合并的簡化實(shí)例。在圖7中，兩個(gè)補(bǔ)片(P1和P2)重疊(因有兩個(gè)像素共用)。假定像素的預(yù)定數(shù)量Y不超過2，則把補(bǔ)片P1和P2合并在一起成單一合并補(bǔ)片P5，如圖8A所示?，F(xiàn)補(bǔ)片P5與P3重疊，圖8B示出補(bǔ)片P5和P3的合并，得到合并補(bǔ)片P6。在此特定實(shí)例中，不再有合并發(fā)生，因?yàn)檠a(bǔ)片6和補(bǔ)片4不重疊。圖8B是一個(gè)好的實(shí)例，說明為什么應(yīng)利用任選的補(bǔ)片放大步驟，因?yàn)樗纱_保鄰近但不同于同一粒子的其它補(bǔ)片的補(bǔ)片都包括在最終的合并補(bǔ)片中。如果單一像素的補(bǔ)片放大能在補(bǔ)片合并過程之前，甚至在過程之中進(jìn)行，則代表同一粒子四個(gè)明顯粒子邊界段的全部四個(gè)原始補(bǔ)片都會(huì)適當(dāng)?shù)乇话ㄔ谧罱K的合并補(bǔ)片P7中，如圖8C所示。
一旦補(bǔ)片合并完成，出現(xiàn)在最終補(bǔ)片之一范圍內(nèi)的那些邊界段就與單一粒子相關(guān)聯(lián)(代表所述單一粒子的邊界)，而出現(xiàn)在所述最終補(bǔ)片外的任何邊界段或者與非粒子相關(guān)聯(lián)或者與鄰近但不同的粒子部分相關(guān)聯(lián)。此時(shí)，將所述一個(gè)最終補(bǔ)片內(nèi)的邊界段之間的任何間隙填滿，以形成單一且連續(xù)的粒子邊界。
合并兩個(gè)補(bǔ)片所需的像素預(yù)定數(shù)量的最佳數(shù)值Y對各個(gè)系統(tǒng)不同，可由經(jīng)驗(yàn)確定。在已付諸實(shí)踐的粒子分析器中，發(fā)現(xiàn)50個(gè)像素(整個(gè)圖像中的總像素為140萬)是可觸發(fā)重疊補(bǔ)片合并的共用像素的最佳預(yù)定數(shù)量Y。一旦補(bǔ)片合并過程完成，則每個(gè)留下的補(bǔ)片應(yīng)僅包含單一粒子的圖像。
通過將明顯且已知補(bǔ)片中的各粒子隔離，系統(tǒng)就能可靠地避免將同一粒子的不同部分識(shí)別為不同的粒子，且在每個(gè)補(bǔ)片中粒子邊界中的間隙都可填滿，而沒有將一個(gè)粒子的邊界部分跨接到另一個(gè)粒子的邊界部分的風(fēng)險(xiǎn)。
上述和附圖所示的補(bǔ)片合并是針對補(bǔ)片的重疊邊界來說明的。但補(bǔ)片合并可以以任何測定補(bǔ)片接近度的方式進(jìn)行，如果補(bǔ)片符合特定的接近度閾值，補(bǔ)片就合并。接近度可以通過對包含明顯粒子邊界段的補(bǔ)片邊界的重疊來測定，如以上描述和圖解說明的。但此外，也可使用其它的接近度測量法，例如補(bǔ)片邊界部分之間的測得距離(例如最近的補(bǔ)片邊界部分之間的距離，最遠(yuǎn)的補(bǔ)片邊界部分之間的距離等等)，或同時(shí)基于補(bǔ)片尺寸和分隔距離的類似于重力吸引標(biāo)準(zhǔn)(例如考慮補(bǔ)片的整體尺寸以及補(bǔ)片中心之間的距離，類似于質(zhì)量和重力分析)，其中“大”的補(bǔ)片可能合并，但具有相同間隔的大和小的補(bǔ)片可能就不合并。于是，接近度閾值可以是兩個(gè)重疊補(bǔ)片共有的具體像素?cái)?shù)量，或是兩個(gè)補(bǔ)片邊界段之間的距離，或是基于補(bǔ)片尺寸除以補(bǔ)片邊界或補(bǔ)片中心之間距離的數(shù)值。
應(yīng)理解，本發(fā)明不限于以上描述和圖解說明的實(shí)施例，而應(yīng)包括在所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)的所有改型。例如，從權(quán)利要求書和本說明已知，并非所有方法步驟都需以所示或所要求的精確順序進(jìn)行，而是可以以在各個(gè)不同的補(bǔ)片中適當(dāng)分隔粒子的任何順序進(jìn)行。另外，補(bǔ)片的形狀不一定必需是矩形，而是可以有不同的形狀和定向，以便優(yōu)化它們的合并性能。有些形狀例如矩形可以更具積極地“捕獲”鄰近的補(bǔ)片，而其它形狀例如圓形和橢圓會(huì)減少對鄰近物體的捕獲，假定所有物體都是凸起的。此外，雖然系統(tǒng)最好自動(dòng)將合并補(bǔ)片中所包含的全部邊界段關(guān)聯(lián)起來以代表物體的邊界，但也不一定必需這樣做。代之以，只要在合并補(bǔ)片中包含的結(jié)果邊界段能呈現(xiàn)給用戶作分析，或由系統(tǒng)用作其它分析目的即可。
權(quán)利要求
1.一種用于自動(dòng)確定視野中所關(guān)注物體的邊界位置的方法，所述方法包括形成包含所述物體的視野電子圖像，其中所述電子圖像由多個(gè)圖像像素形成；識(shí)別代表所述物體邊界段的圖像像素組；在所述圖像像素組周圍形成補(bǔ)片，其中每個(gè)補(bǔ)片具有這樣的尺寸和位置，以便完全包含所述各圖像像素組之一；以及進(jìn)行補(bǔ)片合并過程，將彼此符合預(yù)定接近度閾值的任何兩個(gè)補(bǔ)片合并在一起，以形成合并的補(bǔ)片，所述合并補(bǔ)片具有這樣的尺寸和位置，以便完全包含所述兩個(gè)合并的補(bǔ)片，其中所述合并過程對符合所述預(yù)定接近度閾值的任何補(bǔ)片和合并補(bǔ)片繼續(xù)進(jìn)行，直到?jīng)]有符合所述預(yù)定接近度閾值的補(bǔ)片和合并補(bǔ)片為止。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中還包括將所述各合并補(bǔ)片之一所包含的全部所述邊界段相關(guān)聯(lián)，用來表示所述物體的所述邊界。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述預(yù)定接近度閾值是互相重疊的任何補(bǔ)片和合并補(bǔ)片所共有的圖像像素的預(yù)定數(shù)量。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述預(yù)定接近度閾值是任何所述補(bǔ)片和合并補(bǔ)片之間的預(yù)定距離。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述預(yù)定距離是從所述補(bǔ)片和合并補(bǔ)片的邊界測量的。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述預(yù)定距離是從所述補(bǔ)片和合并補(bǔ)片的中心部分測量的。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述預(yù)定接近度閾值是從所述補(bǔ)片和合并補(bǔ)片的大小和分隔距離計(jì)算的。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述補(bǔ)片的所述形成過程還包括使每個(gè)所述補(bǔ)片具有盡可能小的尺寸，同時(shí)仍要完全包含所述各圖像像素組之一。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中在使每個(gè)所述補(bǔ)片具有盡可能小的尺寸之后，所述方法還包括通過移動(dòng)所述補(bǔ)片的各個(gè)壁部分使其離開所述補(bǔ)片的中心預(yù)定的距離，來擴(kuò)展每個(gè)所述補(bǔ)片。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中每個(gè)所述補(bǔ)片具有矩形形狀。
11.如權(quán)利要求1述的方法，其中識(shí)別代表所述物體邊界段的所述圖像像素組的所述識(shí)別過程包括形成所述視野的背景電平圖像，其中所述背景電平圖像由多個(gè)背景電平像素形成，每個(gè)背景電平像素在位置上對應(yīng)于所述圖像像素之一并且各自具有像素值；把其像素值按照至少預(yù)定數(shù)量不同于所述相應(yīng)的背景電平像素的像素值的每個(gè)所述圖像像素歸類為物體像素；以及識(shí)別所述各物體像素中哪些物體像素對應(yīng)于所述物體的邊界。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述視野的所述背景電平圖像的所述形成過程還包括形成不含任何所關(guān)注物體的所述視野的N個(gè)背景電子圖像，其中每個(gè)所述背景電子圖像由多個(gè)背景像素形成，每個(gè)背景像素在位置上對應(yīng)于所述各背景電平像素之一并且各自具有像素值，其中N為正整數(shù)；以及通過計(jì)算所述背景像素的像素值的對應(yīng)于所述一個(gè)背景電平像素的中間值來產(chǎn)生每一個(gè)所述背景電平像素。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述視野的N個(gè)背景電子圖像的所述形成過程包括使透明液體流過所述視野。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述視野的所述背景電平圖像的所述形成過程還包括在所述背景電平像素的所述產(chǎn)生過程之前將所述N個(gè)背景電子圖像中每個(gè)背景電子圖像的所述背景像素值的平均值標(biāo)準(zhǔn)化。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述背景像素值的平均值的所述標(biāo)準(zhǔn)化過程還包括創(chuàng)建所述N個(gè)背景電子圖像中每一個(gè)背景電子圖像的直方圖，其中每個(gè)所述直方圖的峰值對應(yīng)于所述N個(gè)背景電子圖像之一的背景像素值的平均值；選擇預(yù)定的平均像素值，以及調(diào)節(jié)所述N個(gè)背景電子圖像的所述背景像素值，使得其直方圖全部具有一般等于所述預(yù)定平均像素值的峰值。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中這樣選擇所述預(yù)定平均像素值，使得所述調(diào)節(jié)后的背景像素值不超過其最大像素值。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述歸類為物體像素的過程還包括創(chuàng)建包含所述物體的所述視野的所述電子圖像的二進(jìn)制圖像，其中所述二進(jìn)制圖像由多個(gè)二進(jìn)制像素形成，每個(gè)二進(jìn)制像素在位置上對應(yīng)于所述各圖像像素之一，其中如果所述相應(yīng)的圖像像素值按照至少預(yù)定數(shù)量不同于所述相應(yīng)的背景電平像素的所述像素值，則每個(gè)所述二進(jìn)制像素被賦予第一數(shù)值，而如果所述相應(yīng)的圖像像素值不是按照至少預(yù)定的數(shù)量不同于所述相應(yīng)的背景電平像素的所述像素值，則被賦予第二數(shù)值。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中識(shí)別哪些所述物體像素對應(yīng)于所述物體的邊界的所述識(shí)別過程包括將由原先全部被賦予所述第一數(shù)值的其它所述二進(jìn)制像素包圍的被賦予所述第一數(shù)值的任何所述二進(jìn)制像素重新賦值為所述第二數(shù)值。
19.如權(quán)利要求1所述的方法，其中每個(gè)圖像像素具有一個(gè)數(shù)值，并且其中包含所述物體的所述視野的所述電子圖像的所述形成過程還包括創(chuàng)建包含所述物體的所述電子圖像的直方圖，其中所述直方圖具有對應(yīng)于所述圖像像素值的平均值的峰值；選擇預(yù)定的平均像素值，以及這樣調(diào)節(jié)所述像素值，使得所述直方圖具有一般等于所述預(yù)定平均像素值的峰值。
20.一種用于自動(dòng)確定視野中所關(guān)注物體的邊界位置的裝置，所述方法包括成像系統(tǒng)，用于形成包含所述物體的所述視野的電子圖像，其中所述電子圖像由多個(gè)圖像像素形成；至少一個(gè)處理器，用于識(shí)別代表所述物體邊界段的圖像像素組；在所述圖像像素組周圍形成補(bǔ)片，其中每個(gè)補(bǔ)片具有這樣的尺寸和位置，以便完全包含所述各圖像像素組之一；以及進(jìn)行補(bǔ)片合并過程，將彼此符合預(yù)定接近度閾值的任何兩個(gè)所述補(bǔ)片合并在一起，以形成合并補(bǔ)片，所述合并補(bǔ)片具有這樣的尺寸和位置，以便完全包含所述兩個(gè)合并的補(bǔ)片，其中所述合并過程對符合預(yù)定接近度閾值的任何補(bǔ)片和合并補(bǔ)片繼續(xù)進(jìn)行，直到?jīng)]有符合所述預(yù)定接近度閾值的所述補(bǔ)片或合并補(bǔ)片為止。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置，其中所述至少一個(gè)處理器將被包含在所述各合并補(bǔ)片之一中的全部所述邊界段相關(guān)聯(lián)，用來表示所述物體的所述邊界。
22.如權(quán)利要求20所述的裝置，其中所述預(yù)定接近度閾值是互相重疊的任何所述補(bǔ)片和合并補(bǔ)片所共有的預(yù)定數(shù)量的所述圖像像素。
23.如權(quán)利要求20所述的裝置，其中所述預(yù)定接近度閾值是任何所述補(bǔ)片和合并補(bǔ)片之間的預(yù)定距離。
24.如權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述預(yù)定距離是從所述補(bǔ)片和合并補(bǔ)片的邊界測量的。
25.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述預(yù)定距離是從所述補(bǔ)片和合并補(bǔ)片的中心部分測量的。
26.如權(quán)利要求20所述的裝置，其中所述預(yù)定接近度閾值是從所述補(bǔ)片和合并補(bǔ)片的大小和分隔距離計(jì)算的。
27.如權(quán)利要求20所述的裝置，其中所述至少一個(gè)處理器形成所述補(bǔ)片的所述形成過程還包括使每個(gè)所述補(bǔ)片的具有盡可能小的尺寸，同時(shí)仍要完全包含所述各圖像像素組之一。
28.如權(quán)利要求27所述的裝置，其中在使所述補(bǔ)片具有盡可能小的尺寸之后，由所述至少一個(gè)處理器形成所述補(bǔ)片的過程還包括通過移動(dòng)所述補(bǔ)片的各個(gè)壁部分使其離開所述補(bǔ)片的中心預(yù)定的距離，來擴(kuò)展每個(gè)所述補(bǔ)片。
29.如權(quán)利要求28所述的裝置，其中每個(gè)所述補(bǔ)片具有矩形形狀。
30.如權(quán)利要求20所述的裝置，其中所述至少一個(gè)處理器通過以下步驟識(shí)別代表所述物體邊界段的所述圖像像素組形成所述視野的背景電平圖像，其中所述背景電平圖像由多個(gè)背景電平像素形成，每個(gè)背景電平像素在位置上對應(yīng)于所述圖像像素之一并且各自具有像素值；把其像素值按照至少預(yù)定數(shù)量不同于所述相應(yīng)的背景電平像素的像素值的每個(gè)所述圖像像素歸類為物體像素；以及識(shí)別所述各物體像素中哪些物體像素對應(yīng)于所述物體的邊界。
31.如權(quán)利要求30所述的裝置，其中所述系統(tǒng)通過以下步驟形成所述視野的所述背景電平圖像形成不含任何所關(guān)注物體的所述視野的N個(gè)背景電子圖像，其中每個(gè)所述背景電子圖像由多個(gè)背景像素形成，每個(gè)背景像素在位置上對應(yīng)于所述各背景電平像素之一并且各自具有像素值，其中N為正整數(shù)；以及通過計(jì)算所述背景像素的像素值的對應(yīng)于所述一個(gè)背景電平像素的中間值來產(chǎn)生每一個(gè)所述背景電平像素。
32.如權(quán)利要求31所述的裝置，其中所述系統(tǒng)使透明液體流過所述視野，以便形成所述視野的所述N個(gè)背景電子圖像。
33.如權(quán)利要求31所述的裝置，其中所述至少一個(gè)處理器通過以下步驟形成所述視野的所述背景電平圖像在所述背景電平像素的所述產(chǎn)生過程之前將所述N個(gè)背景電子圖像中每個(gè)背景電子圖像的所述背景像素值的平均值標(biāo)準(zhǔn)化。
34.如權(quán)利要求33所述的裝置，其中所述至少一個(gè)處理器通過以下步驟將所述背景像素值的平均值標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)建所述N個(gè)背景電子圖像中每一個(gè)背景電子圖像的直方圖，其中每個(gè)所述直方圖的峰值對應(yīng)于所述N個(gè)背景電子圖像之一的背景像素值的平均值；選擇預(yù)定的平均像素值，以及調(diào)節(jié)所述N個(gè)背景電子圖像的所述背景像素值，使得其直方圖全部具有一般等于所述預(yù)定平均像素值的峰值。
35.如權(quán)利要求34所述的裝置，其中所述至少一個(gè)處理器這樣選擇所述預(yù)定的平均像素值，使得所述調(diào)節(jié)后的背景像素值不超過其最大像素值。
36.如權(quán)利要求30所述的裝置，其中所述至少一個(gè)處理器通過以下步驟將所述物體像素歸入一類創(chuàng)建包含所述物體的所述視野的所述電子圖像的二進(jìn)制圖像，其中所述二進(jìn)制圖像由多個(gè)二進(jìn)制像素形成，每個(gè)二進(jìn)制像素在位置上對應(yīng)于所述各圖像像素之一，其中如果所述相應(yīng)的圖像像素值按照至少預(yù)定數(shù)量不同于所述相應(yīng)的背景電平像素的所述像素值，則每個(gè)所述二進(jìn)制像素被賦予第一數(shù)值，而如果所述相應(yīng)的圖像像素值不是按照至少預(yù)定的數(shù)量不同于所述相應(yīng)的背景電平像素的所述像素值，則被賦予第二數(shù)值。
37.如權(quán)利要求36所述的裝置，其中所述至少一個(gè)處理器通過以下步驟識(shí)別哪些所述物體像素對應(yīng)于所述物體的邊界將由原先全部被賦予所述第一數(shù)值的其它所述二進(jìn)制像素包圍的被賦予所述第一數(shù)值的任何所述二進(jìn)制像素重新賦值為所述第二數(shù)值。
38.如權(quán)利要求20所述的裝置，其中每個(gè)圖像像素具有一個(gè)數(shù)值，并且其中所述至少一個(gè)處理器還通過以下步驟形成包含所述物體的所述視野的所述電子圖像創(chuàng)建包含所述物體的所述電子圖像的直方圖，其中所述直方圖具有對應(yīng)于所述圖像像素值的平均值的峰值；選擇預(yù)定的平均像素值，以及這樣調(diào)節(jié)所述像素值，使得所述直方圖具有一般等于所述預(yù)定平均像素值的峰值。
全文摘要
一種用于確定物體邊界位置的方法。形成所述物體的具有圖像像素的電子圖像(圖1，14)。識(shí)別代表物體邊界段的圖像像素組(圖1，12)。在圖像像素組周圍形成補(bǔ)片，其中每個(gè)補(bǔ)片具有這樣的尺寸和位置，以便完全包含所述各圖像像素組之一。
文檔編號G06K9/00GK1739111SQ200380108664
公開日2006年2月22日 申請日期2003年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月18日
發(fā)明者E·沙普勞德 申請人:國際遙距成象系統(tǒng)公司