【阅读笔记】无背景的阴影校正-Simple Shading Correction Method for Brightfield Whole Slide Imag

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一、论文应用场景

这篇文章应用场景是细胞亮场全玻片成像分析,改善画面暗角或者阴影,只需要采集多帧不同分析场景的图像,无需纯背景图像的就可以校正阴影。

核心思想是: 从多帧图像堆中提取平场失真模型(flat-field distortion),然后计算阴影校正参数,最后校正图像。

重要前提: 明场成像的背景像素(无细胞遮挡)比前景像素亮。

二、论文计算步骤

2.1:构造候选平场模型(Flat-field Candidates)

1、采集一组亮场图像序列(如20张)

2、对每个像素位置(k),在R/G/B三通道分别排序该位置在所有图像中的亮度值

3、构造n个候选模型,第1个模型由“最亮像素”构成,第n个由“最暗像素”构成

4、合并三通道 → 得到n个RGB候选平场模型

直观理解:最高值候选(第1个)理论上最接近纯背景,但可能包含灰尘/气泡等伪影

2.2: 最优模型选择

使用局部变异系数(Local Coefficient of Variation, LCoV) 选择最纯净的背景图:

SRi=kσRi(k)μRi(k)S_{R_i} = \sum_k \frac{\sigma_{R_i}(k)}{\mu_{R_i}(k)}
  • σRi(k)\sigma_{R_i}(k): 候选 i 在像素 k 处的局部标准差(5×5滑动窗口)
  • μRi(k)\mu_{R_i}(k): 局部均值
  • 滑动窗口(5×5)计算局部标准差σ与均值μ
    • 得分越低 → 越平滑 → 伪影越少
  • 选择策略: 选择SRiS_{R_i}最小的候选,画面纯净,没有检测物

如上图所示,第一组图是不同的检测物图像,按照多帧每个像素选择局部最大值,并进行排序,得到第二组图。

第二组图序号越靠前,当前像素在多帧画面中响应最高,响应最低的(有检测物)的拍到后面,n-5,n-4等,响应低的不考虑

最终,选择第二组图的前几张图的某一张更均匀纯净的作为背景图,后续进行校正参数计算。

测试代码路径


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