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图像分析仪简介

2006-02-23 15:47 泉水 生物行 阅读 0
核心摘要: 图像分析仪是一种通过数字化手段精确提取标本信息的工具,广泛应用于医学、航空遥感、微电子等领域。本文介绍了其工作原理,包括光学图像到电子图像的转换过程,以及像素和分辨率的概念。同时回顾了图像分析领域的国际学术活动及我国在该领域的发展历程,从70年代末引进设备到80年代与医学生物学结合,再到90年代国产设备的崛起,展现了我国在该领域的快速进步。

图像分析仪,又称图像分析系统(image analysis system),是一种通过数字化手段客观、精确地提取标本中各类信息的工具,可称为数学形态学。它已成为公认的科学研究工具,并在多个领域展现出巨大潜力。图像中蕴含丰富信息,是人们获取客观世界信息的重要途径,因此图像的正确测量与处理成为测量技术中的关键课题,广泛应用于航空遥感测量、金属图像测量、微电子技术中的微图形检测、精密机件尺寸检测、光波干涉图以及医学生物学研究等领域。随着信息科学和人工智能的发展,图像测量将日益发挥重要作用。现代图像测量是光学、电子学、计算机技术等多学科交叉融合的产物,涉及广泛的学科领域,医学仅是其中一个分支。

在光学显微镜下观察到的是光学图像,而在图像分析仪屏幕上显示的是电子图像。因此,在显微图像分析中,整个系统最关键的工作是确保电子图像能最精确地反映光学图像。这一过程由摄像机(图像扫描器)、显像管和图像处理机(计算机)协同完成。图像可通过光学显微镜、透射电镜或扫描电镜传输至摄像机产生电信号,照片或胶卷上的图像也可通过摄像机反映到电视屏幕上进行分析。电视屏幕上的图像由许多像素(pixel)构成,单位面积内像素越多,图像越清晰,即分辨率越高。不同厂家生产不同规格的产品,如640×480像素、896×704像素、512×480像素等。图像显示时,每个像素包含两方面信息:该像素的灰度及其在标本中的位置,这两者共同决定了图像的形状和颜色深浅。

关于图像分析的学术活动,1963年召开了第一届国际讨论会,此后每四年举办一次国际学术交流。1983年在美国召开了第六届国际学术会议,与会代表约150人。1987年9月在法国召开了第七届学术会议,200多名正式代表中三分之二是生物医学专家,而我国生物医学界无人受邀,反映出我国过去对图像分析在医学生物学中的应用重视不足,对国际信息掌握不及时。国内自70年代末开始引进大型自动图像分析仪,80年代才将医学生物学研究与图像分析方法结合。1981年至1983年召开了三次全国体视学与图像分析学术会议,1987年召开了第四次,虽然医学研究论文已占很大比例,但具体应用于免疫细胞化学的实例极少,仅处于起步阶段。1988年,中国体视学会正式成立,这是在民政部登记的首个新学科学会。1991年11月,在重庆第三军医大学召开了“全国计量学在形态学研究中应用研讨会”,与会代表来自22个省市,形态计量学方法已应用于组织学、解剖学、病理学、细胞学等领域。更可喜的是,以往此类研讨会均邀请外商介绍产品,为其提供中国市场,而此次会议上,国内三家研制生产图像分析仪的单位介绍了各自产品,以较好的性能价格比与国外产品竞争,扩大了国内市场,我国在该领域的研究进展迅速。

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