遠(yuǎn)程顯微工作站視頻信息處理研究及應(yīng)用技術(shù)開發(fā).pdf

1、遠(yuǎn)程顯微工作站是顯微鏡技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，是遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，在許多醫(yī)學(xué)?？浦邪l(fā)揮著重要作用。遠(yuǎn)程顯微工作站一方面力求信息處理實(shí)時(shí)性，顯微工作站采集的顯微圖像或視頻需要經(jīng)過編碼處理后實(shí)時(shí)傳輸至遠(yuǎn)程用戶端，而遠(yuǎn)程用戶發(fā)送的控制信息和語音文字等信息也需要實(shí)時(shí)回傳本地顯微工作站，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程與本地的實(shí)時(shí)信息交互；另一方面力求系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，無論遠(yuǎn)程控制還是本地操作，均能靈活精確地進(jìn)行物鏡轉(zhuǎn)換、載物臺(tái)移動(dòng)、聚光

2、鏡調(diào)節(jié)等；同時(shí)還需要較高智能化程度，能自動(dòng)根據(jù)當(dāng)前物鏡種類切換載物臺(tái)移動(dòng)速度以及光強(qiáng)度，自動(dòng)獲取理想焦平面等。本文側(cè)重于研究顯微視頻圖像編碼處理和顯微鏡自動(dòng)聚焦兩個(gè)方面。
　　在視頻編碼方面，由于新一代的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H.265計(jì)算復(fù)雜度較高，視頻編碼實(shí)時(shí)性不足，暫不適用于顯微工作站的實(shí)時(shí)視頻編碼處理，因此H.264仍是目前實(shí)時(shí)編碼應(yīng)用的首選。x264是經(jīng)過優(yōu)化的高性能 H.264編碼器，但其編碼速度對(duì)于高分辨率視頻的實(shí)時(shí)編碼來說仍

3、然不足，需要進(jìn)一步優(yōu)化以提升其速度。對(duì)此，本文對(duì)x264編碼器中計(jì)算復(fù)雜度較高的模式選擇部分與運(yùn)動(dòng)估計(jì)部分進(jìn)行研究，提出一種利用降采樣方式進(jìn)行模式選擇與運(yùn)動(dòng)估計(jì)的方法。實(shí)驗(yàn)表明，該方法在保證原有碼率與峰值信噪比的前提下，有效提升x264的編碼速度。
　　自動(dòng)聚焦主要包括清晰度評(píng)價(jià)函數(shù)，聚焦窗口選擇和極值搜索策略三個(gè)部分，其中聚焦窗口的選擇是顯微鏡成功聚焦的關(guān)鍵。聚焦窗口過大不僅增加計(jì)算復(fù)雜度，而且納入非內(nèi)容區(qū)域過多會(huì)引起誤判；聚焦

4、窗口過小則難以確保目標(biāo)內(nèi)容出現(xiàn)在聚焦區(qū)域中，亦會(huì)導(dǎo)致誤判。顯微鏡的聚焦起始點(diǎn)在遠(yuǎn)焦區(qū)域時(shí)，所采集的圖像沒有圖像內(nèi)容，無法預(yù)知圖像內(nèi)容的豐富程度與分布狀況，因此傳統(tǒng)的固定取窗方法并不適用于光學(xué)顯微鏡的自動(dòng)聚焦，需在顯微鏡聚焦過程中根據(jù)圖像內(nèi)容的變化程度來確定聚焦窗口。
　　聚焦的精度易受噪聲、鏡頭雜質(zhì)以及玻片雜質(zhì)影響，尤其是在圖像內(nèi)容稀少或者分布比較零散的情況下。對(duì)此，本文使用一種動(dòng)態(tài)選擇聚焦窗口的方法，一方面通過降采樣的方法降低圖