基于全自动显微镜的图像拼接技术研究

摘要

显微镜作为人们观测微观世界的必备工具,在各学科的研究及应用领域中发挥着重要作用。随着图像数字化技术和计算机技术的发展,对显微镜的要求也越来越高,从最初直接通过手动调节显微镜观看局部视野,到现在要实现显微镜系统的全自动化,其集成的功能主要包括:自动采集图像序列、自动控制、自动拼接、远程浏览等。本文主要是针对自动显微镜系统中显微图像拼接技术进行的研究,旨在把采集到的局部视野下的微观图像拼接成反应目标全局的完整图像。全自动显微镜系统的图像拼接核心是匹配与融合技术。
　　针对显微图像拼接中的匹配问题,通过对0、1模板和灰度模板的研究与分析,提出了一种基于类田字比值模板的匹配算法,该方法是一种改进的灰度模板匹配算法,将矩形四个边和两条对角线相应的比值作为模板的特征,结合金字塔思想实现图像匹配。实验结果表明,该算法运算量小,实时性好,并且可以同时满足低对比度和不同信息量的图像拼接。
　　针对显微图像拼接中的融合问题,通过对显微图像的特点进行分析,提出了亮度均衡与渐进渐出思想相结合的图像融合算法。该算法首先对显微图像进行亮度均衡;其次对均衡后的图像采用渐进渐出的方式实现融合;最后对融合后的图像进行后处理,使融合后图像能够达到更好的视觉效果。实验结果表明,该算法与基于金字塔和降维的方式相比算法简单,同时又消除了单纯使用渐进渐出带来的色差效应。
　　总之,在图像匹配与融合的基础上,使用基于同行度和同列度的策略实现了显微图像序列的全景拼接。最后对不同信息量和低对比度的显微图像通过VC++实验仿真,验证了本方法的可行性。

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1 绪 论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容

1.4 研究思路与章节安排

2 全自动显微镜系统及图像拼接理论

2.1 全自动显微镜

2.2 图像预处理

2.3 常用的图像匹配方法

2.4 图像融合

2.5 图像拼接的基本流程

2.6 本章小结

3 显微图像匹配

3.1基于0、1的模板匹配

3.2基于灰度的模板匹配

3.3 改进的基于灰度模板匹配

3.4本章小结

4 显微图像合成

4.1 显微图像融合

4.2 图像融合评价函数

4.3 显微图像合成

4.4 实验结果分析

4.5 本章小结

5 总结与展望

5.1总结

5.2展望

致谢

参考文献

附录