重庆师范大学硕士学位论文中文摘要
宫颈涂片扫描成像方法及系统设计
摘要
医生通过宫颈涂片的显微观察，可以观察到宫颈细胞的大小、细胞核的形状
以及细胞质的形态等特征。然后结合病理医生自身的经验和专业知识判断该细胞
是否发生病变，从而做进一步诊断和治疗。传统的显微细胞观察是需要医生手动
调焦距，才能观察到清晰的细胞图像。宫颈涂片扫描成像系统通过算法控制运动
平台实现精确的焦距调整，实现自动聚焦。相比于传统的人工手动调焦，提高了
工作效率，而且减少人为误差等影响。完成自动聚焦后，由于显微镜的视野较小，
不能一次获取到整张的涂片信息。因此通过图像拼接技术将获取到的多张局部宫
颈显微图像拼接成一整张图像，从而完成宫颈涂片的数字化。该图像内容更丰富、
视野更全，便于病理医生的观察。
本文着重对扫描成像过程中的两个关键技术：自动聚焦和宫颈细胞图像的拼
接进行研究，最后完成对宫颈涂片扫描成像系统的设计与实现。本文所做的工作
如下：
1、改进图像清晰度评价方法。通过实验与分析，发现目前的清晰度评价方法
对轻微离焦图像变化的敏感度比较低。为了解决此问题，改进了一种图像清晰度
评价方法，并且通过实验验证，确认其性能得以提升。
2、对聚焦搜索算法进行优化研究。为了减少计算量，设计一种自适应窗口选
取法得到感兴趣区域。针对聚焦搜索算法容易受到局部最大值和噪声的影响，设
计一种大小步长结合的聚焦搜索算法。
3、图像拼接方面，对图像配准算法Harris算法、SIFT算法、ORB算法进行
分析研究。选取性能最好的算法作为本文图像配准算法，并设计图像的拼接方式
以得到面积更大、内容更多的全景图片。为了减少计算量，设计逐步增加感兴趣
区域的图像拼接方法，只需要处理局部区域而不是整个图像，在保证拼接质量的
同时提高拼接效率。
4、本文在构建的扫描硬件系统上，利用硬件设备供应商提供的库文件、开发
工具包及其相关的技术文档实现了对设备的指令控制，并完成了软件系统的设计
与实现。本系统具备宫颈涂片扫描成像等功能。
关键词：宫颈涂片，扫描成像系统，清晰度评价函数，自动对焦，图像拼接
I
重庆师范大学硕士学位论文英文摘要
CervicalSmearScanImagingMethod
andSystemDesign
ABSTRACT
Throughmicroscopicobservationofthecervicalsmear,doctorscanobserve
characteristicssuchasthesizeofthecervicalcells,theshapeofthenucleus,andthe
morphologyofthecytoplasm.Then,combinedwiththepathologistsownexperience
andprofessionalknowledge,itisnecessarytodeterminewhetherthecellisdiseased,so
astomakefurtherdiagnosisandtreatment.Traditionally,microscopiccellobservation
requiresthesurgeontomanuallyadjustthefocustoseeaclearimageofthecells.The
Papsmearscanningimagingsystemusesanalgorithm-controlledmotionstageto
achieveprecisefocusadjustmentandautomaticfocus.Compar