一种荧光成像系统的齐焦性能检测方法、系统及电子设备与流程

1.本技术涉及电子技术领域，尤其涉及一种荧光成像系统的齐焦性能检测方法、系统及电子设备。


背景技术：

2.当前，荧光成像技术已经在临床医学中被广泛应用和研究，在荧光成像系统中近红外的成像位置与可见光的成像位置之间一般存在离焦问题，从而造成红外荧光图像成像不清晰以及荧光融合图像边缘模糊。
3.为了避免荧光成像系统中的离焦问题，导致成像不清晰以及图像边缘迷糊的问题，可以通过荧光成像测试模型对荧光成像系统进行性能检测。
4.具体来讲，模拟活体光学组织光学特性和荧光剂在组织中生物分别的光学扩散模型，基于聚氨酯的模型评估荧光相机的灵敏度，将聚氨酯加量子点的溶液涂抹到发射表面，评估激发光进入荧光通道的光泄漏，从而可以确定荧光成像系统的性能。
5.但是，上述的方法是针对荧光成像系统在正焦前提下的性能测试，并不能准确的检测出荧光成像系统的性能。


技术实现要素：

6.本发申请提供了一种荧光成像系统的齐焦性能检测方法、系统及电子设备，用以实现了荧光成像系统的齐焦性能的检测。
7.第一发明，本技术提供了一种荧光成像系统的齐焦性能检测方法，所述方法包括：
8.在所述荧光成像系统为第一焦距时，对目标对象进行图像采集，得到非齐焦图像；
9.在所述荧光成像系统为第二焦距时，对所述目标图像进行图像采集，得到齐焦图像；
10.计算所述非齐焦图像对应的第一清晰度评价值，以及所述齐焦图像对应的第二清晰度评价值；
11.将所述第一清晰度评价值与所述第二清晰度评价值的比值作为所述荧光成像系统的齐焦性能。
12.通过该方法，将计算出非齐焦图像的第一清晰度评价值以及齐焦图像的第二清晰度评价值，然后将第一清晰度评价值与第二清晰度评价值之间比值作为荧光成像系统的齐焦性能评价值。也就是通过清晰度评价值可以判定齐焦和非齐焦情况下荧光成像系统的成像效果。因此该方法实现了荧光成像系统的齐焦性能的检测，弥补了荧光成像系统的齐焦性能的评价缺失。
13.在一种优选的设计中，所述对目标对象进行图像采集，得到非齐焦图像，包括：
14.对所述目标对象连续采集多帧图像；
15.通过平均去噪法，将连续采集的所述多帧图像进行去噪，得到一帧所述非齐焦图像；
16.所述对所述目标图像进行图像采集，得到齐焦图像，包括：
17.对所述目标对象连续采集多帧图像；
18.通过平均去噪法，将连续采集的所述多帧图像进行去噪，得到一帧所述齐焦图像。
19.在一种优选的设计中，所述计算所述非齐焦图像对应的第一清晰度评价值，以及所述齐焦图像对应的第二清晰度评价值，包括：
20.在所述齐焦图像以及所述非齐焦图像的中心区域，按照设定图像尺寸截取出所述非齐焦图像对应的第一目标区域图像以及所述齐焦图像对应的第二目标区域图像；
21.按照设定公式，计算出所述第一目标区域图像对应的第一清晰度评价值，以及所述第二目标区域图像对应的第二清晰度评价值。
22.在一种优选的设计中，所述计算所述非齐焦图像对应的第一清晰度评价值，以及所述齐焦图像对应的第二清晰度评价值，包括：
23.调取掩模模板的横向矩阵以及纵向矩阵；
24.将所述第一目标区域图像与横向矩阵以及纵向矩阵进行张量乘积，得到第一图像函数以及第二图像函数；
25.根据所述第一图像函数、所述第二图像函数以及所述第一目标区域图像的图像尺寸，计算得到所述第一清晰度评价值；
26.将所述第二目标区域图像与横向矩阵以及纵向矩阵进行张量乘积，得到第三图像函数以及第四图像函数；
27.根据所述第三图像函数、所述第四图像函数以及所述第二目标区域图像的图像尺寸，计算得到所述第二清晰度评价值。
28.第二方面，本技术提供了一种荧光成像系统的齐焦性能检测系统，所述系统包括：
29.采集模块，用于在所述荧光成像系统为第一焦距时，对目标对象进行图像采集，得到非齐焦图像；在所述荧光成像系统为第二焦距时，对所述目标图像进行图像采集，得到齐焦图像；
30.处理模块，用于在所述荧光成像系统为第一焦距时，对目标对象进行图像采集，得到非齐焦图像；在所述荧光成像系统为第二焦距时，对所述目标图像进行图像采集，得到齐焦图像；
31.在一种优选的设计中，所述采集模块，具体用于对所述目标对象连续采集多帧图像；
32.通过平均去噪法，将连续采集的所述多帧图像进行去噪，得到一帧所述非齐焦图像；
33.对所述目标对象连续采集多帧图像；
34.通过平均去噪法，将连续采集的所述多帧图像进行去噪，得到一帧所述齐焦图像。
35.在一种优选的设计中，所述处理模块，具体用于在所述齐焦图像以及所述非齐焦图像的中心区域，按照设定图像尺寸截取出所述非齐焦图像对应的第一目标区域图像以及所述齐焦图像对应的第二目标区域图像；
36.按照设定公式，计算出所述第一目标区域图像对应的第一清晰度评价值，以及所述第二目标区域图像对应的第二清晰度评价值。
37.在一种优选的设计中，所述处理模块，具体用于调取掩模模板的横向矩阵以及纵
向矩阵；
38.将所述第一目标区域图像与横向矩阵以及纵向矩阵进行张量乘积，得到第一图像函数以及第二图像函数；
39.根据所述第一图像函数、所述第二图像函数以及所述第一目标区域图像的图像尺寸，计算得到所述第一清晰度评价值；
40.将所述第二目标区域图像与横向矩阵以及纵向矩阵进行张量乘积，得到第三图像函数以及第四图像函数；
41.根据所述第三图像函数、所述第四图像函数以及所述第二目标区域图像的图像尺寸，计算得到所述第二清晰度评价值。
42.第三方面，本技术提供了一种电子设备，包括：
43.存储器，用于存放计算机程序；
44.处理器，用于执行所述存储器上所存放的计算机程序时，实现上述的一种荧光成像系统的齐焦性能检测方法步骤。
45.第四方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的一种荧光成像系统的齐焦性能检测方法步骤。
46.上述第二方面至第四方面中的各个方面以及各个方面可能达到的技术效果请参照上述针对第一方面或第一方面中的各种可能方案可以达到的技术效果说明，这里不再重复赘述。
附图说明
47.图1为本技术提供一种荧光成像系统的齐焦性能检测方法的流程图；
48.图2为本技术提供一种荧光成像系统的齐焦性能检测系统的结构示意图；
49.图3为本技术提供一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
50.为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述。方法实施例中的具体操作方法也可以应用于装置实施例或系统实施例中。需要说明的是，在本技术的描述中“多个”理解为“至少两个”。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。a与b连接，可以表示：a与b直接连接和a与b通过c连接这两种情况。另外，在本技术的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。
51.下面结合附图，对本技术实施例进行详细描述。
52.如图2所示为本技术实施例提供的一种荧光成像系统的齐焦性能检测方法，通过该方法能够实现对荧光成像系统的齐焦性能准确检测，该方法具体实现流程如下：
53.s1，在荧光成像系统为第一焦距时，对目标对象进行图像采集，得到非齐焦图像；
54.首先，本技术实施例中，需要采集到两种不焦点下的图像，因此将被测的荧光成像系统的成像手柄固定在光学工作距离，并调节荧光平板光源至合适功率，也就是调整荧光
平板光源的亮度，从而可以清晰的采集到图像。在本技术实施例中，可以将采集的荧光图像最大灰度值调整至250-140之间。
55.在完成荧光平板光源的亮度调整之后，对荧光成像系统的焦点进行调整，使得荧光成像系统为第一焦距，从而使荧光成像系统对可见光波段图像清晰成像，将成像视野中心对准分辨率板所能够广策到的最小尺寸线对处。此时进行图像采集，将采集得到的图像作为非齐焦图像。
56.进一步，在本技术实施例中，为了使得到的非齐焦图像更加的准确，因此在进行图像采集时，需要连续的对目标对象进行采集，从而得到目标对象的多帧图像，然后通过平均去噪法，将连续采集的多帧图像进行去噪，得到一帧非齐焦图像。通过该方法可以对连续采集的多帧非齐焦图像进行去噪处理，从而得到更加准确的非齐焦图像。
57.s2，在荧光成像系统为第二焦距时，对目标图像进行图像采集，得到齐焦图像；
58.在本技术实施例中，在对非齐焦图像采集完成之后，继续调整荧光成像系统的焦距，使得荧光成像系统处于第二焦距，也就是将荧光成像系统对近红外荧光波段图像清晰成像。此时进行图像采集，并将此时采集到的图像作为其焦图像。
59.进一步，在本技术实施例中，为了使得到的齐焦图像更加的准确，因此在进行图像采集时，需要在第二焦距下连续的对目标对象进行采集，从而得到目标对象的多帧图像，然后通过平均去噪法，将连续采集的多帧图像进行去噪，得到一帧齐焦图像。通过该方法可以对连续采集的多帧齐焦图像进行去噪处理，从而得到更加准确的齐焦图像。
60.s3，计算非齐焦图像对应的第一清晰度评价值，以及齐焦图像对应的第二清晰度评价值；
61.在采集到非齐焦图像以及齐焦图像之后，在齐焦图像以及非齐焦图像的中心区域，按照设定图像尺寸截取出非齐焦图像对应的第一目标区域图像以及齐焦图像对应的第二目标区域图像。
62.具体来讲，在本技术实施例中的，可以将齐焦图像以及非齐焦图像原尺寸四分之一的中央区域，也就是在原图像中截取中心区域。这样可以不仅可以去除图像中的部分噪声，并且也可以提升清晰度分析的准确性。
63.在确定出第一目标图像区域以及第二目标图像区域之后，按照设定公式，计算出第一目标图像区域对应的第一清晰度评价值，以及第二目标图像区域对应的第二清晰度评价值。
64.具体来讲，在本技术实施例中，调取出掩模模板的横向矩阵以及纵向矩阵，将第一目标图像与横向矩阵以及纵向矩阵进行张量乘积，得到第一图像函数以及第二图像函数，根据第一图像函数、第二图像函数以及第一目标区域图像的图像储存，计算得到非齐焦突袭低昂对应的第一清晰度评价值。
65.将第二目标区域图像与横向矩阵以及纵向矩阵进行张量乘积，得到第三图像函数以及第四图像函数；根据第三图像函数、第四图像函数以及第二目标区域图像的图像尺寸，计算得到齐焦图像对应的第二清晰度评价值。
66.举例来讲，非齐焦图像对应的第一目标图像区域记为：f
非
(x,y)，该第一目标图像区域对应的尺寸为大小为m
×
n，则基于roberts算子得到的图像清晰度评价函数为：
67.其中，t
x
和ty为掩模模板的横向矩阵以及纵向矩阵：
[0068][0069]
另外，掩模模板对应的像素邻域：
[0070]
通过上述公式可以计算出非齐焦图像对应的第一清晰度评价值f
非
。同理可以得到齐焦图像对应的第二清晰度评价值f
齐
。
[0071]
s4将第一清晰度评价值与第二清晰度评价值的比值作为荧光成像系统的齐焦性能。
[0072]
在计算出非齐焦图像对应的第一清晰度评价值f
非
以及齐焦图像对应的第二清晰度评价值f
齐
之后，此时可以得到荧光成像系统的齐焦性能值该f值越高则荧光成像系统的齐焦性能越好。
[0073]
综上来讲，在本技术实施例中提供了一种荧光成像系统的齐焦性能检测方法，该方法采集荧光成像系统的非齐焦图像以及齐焦图像，并且通过非齐焦图像对应清晰度评价值以及齐焦图像的清晰度评价值的比值得到齐焦性能值。也就是通过清晰度评价值可以判定齐焦和非齐焦情况下荧光成像系统的成像效果，因此通过该方法实现了荧光成像系统的齐焦性能的检测，弥补了荧光成像系统的齐焦性能的评价缺失。
[0074]
基于同一发明构思，本技术实施例中还提供了一种荧光成像系统的齐焦性能检测系统，如图2所示，该系统包括：
[0075]
采集模块201，用于在所述荧光成像系统为第一焦距时，对目标对象进行图像采集，得到非齐焦图像；在所述荧光成像系统为第二焦距时，对所述目标图像进行图像采集，得到齐焦图像；
[0076]
处理模块202，用于计算所述非齐焦图像对应的第一清晰度评价值，以及所述齐焦图像对应的第二清晰度评价值；将所述第一清晰度评价值与所述第二清晰度评价值的比值作为所述荧光成像系统的齐焦性能。
[0077]
在一种优选的设计中，所述采集模块201，具体用于对所述目标对象连续采集多帧图像；
[0078]
通过平均去噪法，将连续采集的所述多帧图像进行去噪，得到一帧所述非齐焦图像；
[0079]
对所述目标对象连续采集多帧图像；
[0080]
通过平均去噪法，将连续采集的所述多帧图像进行去噪，得到一帧所述齐焦图像。
[0081]
在一种优选的设计中，所述处理模块202，具体用于在所述齐焦图像以及所述非齐焦图像的中心区域，按照设定图像尺寸截取出所述非齐焦图像对应的第一目标区域图像以及所述齐焦图像对应的第二目标区域图像；
[0082]
按照设定公式，计算出所述第一目标区域图像对应的第一清晰度评价值，以及所述第二目标区域图像对应的第二清晰度评价值。
[0083]
在一种优选的设计中，所述处理模块202，具体用于调取掩模模板的横向矩阵以及纵向矩阵；
[0084]
将所述第一目标区域图像与横向矩阵以及纵向矩阵进行张量乘积，得到第一图像函数以及第二图像函数；
[0085]
根据所述第一图像函数、所述第二图像函数以及所述第一目标区域图像的图像尺寸，计算得到所述第一清晰度评价值；
[0086]
将所述第二目标区域图像与横向矩阵以及纵向矩阵进行张量乘积，得到第三图像函数以及第四图像函数；
[0087]
根据所述第三图像函数、所述第四图像函数以及所述第二目标区域图像的图像尺寸，计算得到所述第二清晰度评价值。
[0088]
基于同一发明构思，本技术实施例中还提供了一种电子设备，所述电子设备可以实现前述一种荧光成像系统的齐焦性能检测系统的功能，参考图3，所述电子设备包括：
[0089]
至少一个处理器301，以及与至少一个处理器301连接的存储器302，本技术实施例中不限定处理器301与存储器302之间的具体连接介质，图3中是以处理器301和存储器302之间通过总线300连接为例。总线300在图3中以粗线表示，其它部件之间的连接方式，仅是进行示意性说明，并不引以为限。总线300可以分为地址总线、数据总线、控制总线等，为便于表示，图3中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。或者，处理器301也可以称为控制器，对于名称不做限制。
[0090]
在本技术实施例中，存储器302存储有可被至少一个处理器301执行的指令，至少一个处理器301通过执行存储器302存储的指令，可以执行前文论述的一种荧光成像系统的齐焦性能检测方法。处理器301可以实现图2所示的系统中各个模块的功能。
[0091]
其中，处理器301是该装置的控制中心，可以利用各种接口和线路连接整个该控制设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器302内的指令以及调用存储在存储器302内的数据，该装置的各种功能和处理数据，从而对该装置进行整体监控。
[0092]
在一种可能的设计中，处理器301可包括一个或多个处理单元，处理器301可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器301中。在一些实施例中，处理器301和存储器302可以在同一芯片上实现，在一些实施例中，它们也可以在独立的芯片上分别实现。
[0093]
处理器301可以是通用处理器，例如中央处理器(cpu)、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本技术实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本技术实施例所公开的一种荧光成像系统的齐焦性能检测方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
[0094]
存储器302作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。存储器302可以包括至少一种类型的存储介质，
例如可以包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器、随机访问存储器(random access memory，ram)、静态随机访问存储器(static randomaccess memory，sram)、可编程只读存储器(programmable read only memory，prom)、只读存储器(read only memory，rom)、带电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，eeprom)、磁性存储器、磁盘、光盘等等。存储器302是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。本技术实施例中的存储器302还可以是电路或者其它任意能够实现存储功能的装置，用于存储程序指令和/或数据。
[0095]
通过对处理器301进行设计编程，可以将前述实施例中介绍的一种荧光成像系统的齐焦性能检测方法所对应的代码固化到芯片内，从而使芯片在运行时能够执行图1所示的实施例的一种荧光成像系统的齐焦性能检测方法的步骤。如何对处理器301进行设计编程为本领域技术人员所公知的技术，这里不再赘述。
[0096]
基于同一发明构思，本技术实施例还提供一种存储介质，该存储介质存储有计算机指令，当该计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行前文论述的一种荧光成像系统的齐焦性能检测方法。
[0097]
在一些可能的实施方式中，本技术提供的一种荧光成像系统的齐焦性能检测方法的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在装置上运行时，程序代码用于使该控制设备执行本说明书上述描述的根据本技术各种示例性实施方式的一种荧光成像系统的齐焦性能检测方法中的步骤。
[0098]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0099]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0100]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0101]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0102]
显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精
神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。