遠程顯微工作站視頻信息處理研究及應用技術開發(fā).pdf

1、遠程顯微工作站是顯微鏡技術，計算機技術與網(wǎng)絡技術有機結合的產(chǎn)物，是遠程醫(yī)療系統(tǒng)的關鍵組成部分，在許多醫(yī)學?？浦邪l(fā)揮著重要作用。遠程顯微工作站一方面力求信息處理實時性，顯微工作站采集的顯微圖像或視頻需要經(jīng)過編碼處理后實時傳輸至遠程用戶端，而遠程用戶發(fā)送的控制信息和語音文字等信息也需要實時回傳本地顯微工作站，實現(xiàn)遠程與本地的實時信息交互；另一方面力求系統(tǒng)的準確性和穩(wěn)定性，無論遠程控制還是本地操作，均能靈活精確地進行物鏡轉換、載物臺移動、聚光

2、鏡調節(jié)等；同時還需要較高智能化程度，能自動根據(jù)當前物鏡種類切換載物臺移動速度以及光強度，自動獲取理想焦平面等。本文側重于研究顯微視頻圖像編碼處理和顯微鏡自動聚焦兩個方面。
　　在視頻編碼方面，由于新一代的視頻編碼標準H.265計算復雜度較高，視頻編碼實時性不足，暫不適用于顯微工作站的實時視頻編碼處理，因此H.264仍是目前實時編碼應用的首選。x264是經(jīng)過優(yōu)化的高性能 H.264編碼器，但其編碼速度對于高分辨率視頻的實時編碼來說仍

3、然不足，需要進一步優(yōu)化以提升其速度。對此，本文對x264編碼器中計算復雜度較高的模式選擇部分與運動估計部分進行研究，提出一種利用降采樣方式進行模式選擇與運動估計的方法。實驗表明，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。
　　自動聚焦主要包括清晰度評價函數(shù)，聚焦窗口選擇和極值搜索策略三個部分，其中聚焦窗口的選擇是顯微鏡成功聚焦的關鍵。聚焦窗口過大不僅增加計算復雜度，而且納入非內(nèi)容區(qū)域過多會引起誤判；聚焦

4、窗口過小則難以確保目標內(nèi)容出現(xiàn)在聚焦區(qū)域中，亦會導致誤判。顯微鏡的聚焦起始點在遠焦區(qū)域時，所采集的圖像沒有圖像內(nèi)容，無法預知圖像內(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顯微鏡的自動聚焦，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、鏡頭雜質以及玻片雜質影響，尤其是在圖像內(nèi)容稀少或者分布比較零散的情況下。對此，本文使用一種動態(tài)選擇聚焦窗口的方法，一方面通過降采樣的方法降低圖