Brevet FR2612666A1 — publié le 19880923

-1 Procédé pour la sélection de grandeurs en temps réel vidéo, notamment pour la recherche de cellules cancé- reuses ". L'invention concerne un procédé pour la sélection des grandeurs en temps réel vidéo, d'objets qui sont représentées comme des images de télé- vision et qui sont à trier en catégories de forme, en particulier pour l'examen automatique de préparations cytologiques. Dans un examen automatique, la préparation est balayée d'une manière sinueuse par exemple au moyen d'une table d'examen (scanning). A partir de l'information de l'image des coupes d'images respectives, les cellules suspectes sont triées avec des filtres appropriés et leurs coordonnées sont entourées d'un cercle pour une décision visuelle ultérieure. Comme méthode de filtrage, les méthodes purement optiques ou les méthodes électroni- ques avec calculatrice ou ordinateur entrent en général en ligne de compte. Chacune de ces méthodes n'est pas pour elle seule utilisable en pratique pour l'établis- sement d'un diagnostic exact en un temps acceptable. De même, le procédé de reconnaissance d'image décrit dans la demande de brevet allemand publiée sous le n0 3 524 505 est dispendieux et nécessite des calculs supplémentaires pendant le déroulement en retour des rangées, à cause de quoi les positions de l'échantil- lon ne demeurent pas conservées. Le problème sur lequel repose l'invention consiste en ce que les procédés mentionnés ci-dessus sont à améliorés, de telle sorte que au dé- part d'images de télévision des objets de catégories de formes déterminées sont à trier, grâce à quoi la forme respective doit être programmable et les positions de l'échantillon doivent demeurer conservées, et en par- ticulier la détection de cellules cancéreuses dans les préparations cytologiques s'évère possible. L'invention est caractérisée en ce que l'image vidéo est numérisée et comparée pixel par pixel avec un filtre prédéterminé, en ce que le filtre est entraîné d'une manière synchrone avec le faisceau enregistreur dans l'image 'vidéo par l'intermédiaire de l'image de télévision et en ce qu'avec un degré. prédé- fini d'accord d'une tranche d'image sélectionnée au moyen du filtre, l'objet en tant que tel est détecté. Des modes d'exécution et de réali- sations complémentaires avantageux de l'invention sont caractérisés en ce que les éléments de comparaison sous forme de la mémoire vive sont introduits et qui sont programmables sous forme de tableaux (obtenus en levant les yeux); en ce que respectivement les paquets K sont comparés à des pixels, grâce à quoi le produit représente le nombre total des pixels à comparer, en ce que la différence ainsi obtenue entre la valeur réelle et la valeur théorique pour chaque paquet de pixel est affectée d'une valeur, en ce que cette va- leur est ajoutée et comparée à une valeur de seuil, en ce que chaque paquet de pixel est vérifié pour sa validité et en ce que l'objet est reconnu en tant que tel, lorsque tous les paquets de pixel sont validés et dépassent la valeur de seuil; en ce que toutes les va- leurs de pixel sont comparées à la valeur théorique dans un branchement de comparaison, grâce à quoi la comparaison ne dure pas plus longtemps qu'une période de cadence du pixel. Dans le procédé utilisé selon l'in- vention de filtrage électronique par un masque, l'image de télévision de la préparation est filtrée d'une va- leur de seuil que les noyaux de par exemple les cellu- les sont seulement encore détectés. Ceci se produit grâce à un filtra- ge à la valeur de seuil. Immédiatement après, l'image est numérisée et ensuite comparée pixel par pixel avec un masque prédéterminé (pixel signifie à la suite: élément image). Ce masque est entraîné d'une façon synchrone avec le faisceau enregistreur dans la comman- de de la télévision par l'intermédiaire du champ d'ima- ge et, pour un degré prédéterminé d'accord de la tran- che d'image avec le masque, l'objet est détecté. Comme masque, on choisit une surface circulaire dont le rayon correspond à environ celui d'une cellule soupçon- née. Ces avantages de ce système se trouvent dans la grande vitesse d'exploitation (temps réel-vidéo) et dans sa grande flexibilité; dans le cadre de l'ana- lyse du masque, il est possible de trier n'importe quelle forme (par exemple caractères pour un traite- ment de texte automatique) à partir de l'image de télévision. En outre, le système n'est pas sensible aux perturbations, c'est-à-dire qu'il peut aussi tra- vailler avec des images qui se dissipent. Les positions de l'alarme détectée restent inchangées. Le montage du branchement est simple, les coûts sont réduits. Les masques peuvent être program- més et il est possible aussi d'avoir des masques ET, c'est-à-dire des pixel déterminés doivent montrer une valeur déterminée ou la configuration des pixel d'un paquet de pixel doit satisfaire des conditions déter- minées pour lesquelles la totalité du champ est vali- de. En outre, on obtient un branchement qui préalable- ment analyse un champ de pixel. Afin aussi de pouvoir évaluer les espaces intermédiaires des rangées, on peut sortir non seulement chaque rangée, mais aussi chaque rangée des registres coulissants des rangées et les donner à lentrée des tableaux. A la sortie de ces tableaux, il: est donc indiqué si ce champ de pixel est valide ou non. Les signaux d'alarme montrent jus- qu'à un petit déplacement constant, les mêmes coordon- nées d'écran que l'échantillon détecté. De cette fa- çon, on peut reconnaître dans une image plusieurs objets en même temps et les coordonnées de ces signaux d'alarme sont ressortis ensuite avec des méthodes con- nues, en temps réel vidéo. L'invention est expliquée plus précisément dans ce qui suit à l'aide d'un exemple d'exécution et au moyen des figures 1 à 7. Le filtrage électronique du mas- que consiste essentiellement en un dispositif de cou- plage selon la figure 1 qui transforme le signal vidéo 11 sériel filtré pour la valeur de seuil en un grand champ pixel à 8 x 8 bits pour laquelle pour chaque pixel une conduite spécifique 8 (soit 8 conduites) est emme- née à l'extérieur. Ces 64 conduites (8) vont aux élé- ments de comparaison (5) par l'intermédiaire des mul- tiplexeurs (4), dont la sortie (3) (correspondant cha- cune à 3 conduites) indique le nombre des pixel corres- pondants. Les valeurs 3 des éléments constitutifs de comparaison individuels (5) sont ajoutées (addition- neur 6) et comparées avec une valeur de seuil (7) (comparateur 9). 26 1 2666 Si la valeur d'accord se situe au-dessus de la valeur de seuil programmable (7), alors l'objet est détecté, si par dessus le marché encore la jonction ET (10) des éléments constitutifs de comparai- son (5) ne montre pas zéro au-delà des sorties (1). Elle permet une détection seuler ment lorsque des pixel déterminés ont une valeur fixée à l'avance. En tant qu'éléments de comparaison (5), on utilise ici une mémoire de lecture/écriture (mémoire vive RAM). Comme entrée, on utilise les en- trées d'adresse (8). Comme sortie, on se sert des con- duites 1 et 3. Les mémoires (5) sont programmées comme tableaux de façon à ce que, pour chaque configuration de pixel, une valeur de sortie (3) pour l'accord avec le masque fixe à l'avance, soit disponible à la sortie. La conduite de sortie supplémentai- re (1) à la sortie conduit le bit pour le filtrage ET. Ces conduites (1, 3) sont connectées en ET et alors encore une fois en connexion ET avec le signal 13 des- criminé pour une valeur de seuil. A la sortie (14), la connexion est attenante aussi à un signal lorsque le chiffre du pixel correspondant se situe au-dessus de la valeur de seuil (7) et en ce que la valeur de la jonction ET n'est pas nulle. L'entrée vidéo (1) est fournie dans le registre glissant des rangées (15) de telle sorte que les rangées précédentes des images de télé- vision soient adjacentes à ces sorties. Le registre coulissant de colonnes (16) transforme les rangées sérielles en 8 pixel parallèles qui ensuite sont ame- nés comme valeurs d'entrée (88) aux éléments de compa- raison (5) par l'intermédiaire des multplixeurs 4. L'or- dinateur (17) peut programmer les éléments constitutifs de comparaison (5) par l'intermédiaire des multiplexeurs (4) et des éléments constitutif du conducteur (18), qui sont reliés aux sorties (1 et 3) des éléments de comparaison (1) et (3). Sur la base de quelques masques de filtre, le comportement de sélection du filtrage de masque électronique doit être indiqué. On a expérimenté trois masques de filtre différents, une fois avec et une fois sans jonction ET. Dans les figures 2 à 7, les masques de filtre 100-301 sont représentés. Un point signifie un zéro, un carré noir représente un un, un carré noir pourvu d'une croix blanche dans le milieu représente un pixel dont la valeur doit être un, autre- ment le signal de sortie (14) de l'élément constitutif du filtre (branchement selon la figure 1) est-zéro. Comme objet, on a utilisé une pré- paration de mesure sur laquelle on a vaporisé des cer- cles noirs de diamètres différents. Ces objets sont re- pris ensuite au microscope avec une caméra de télévi- sion; le signal vidéo 11 assure une discrimination de la valeur de seuil et l'électronique de filtrage du masque est approvisionnée. Le seuil (7) était cependant toujours choisi si élevé que l'objet était détecté-en- core tout net. La valeur de seuil ainsi trouvée est appliquée contre le diamètre de l'objet (pm). Pour toutes les courbes de filtre 400-601, on doit reconnai- tre un maximum plus ou moins accusé de la valeur de seuil. Lorsqu'on place le seuil un peu en-dessous de ce maximum, alors on ne reconnaît encore que les objets dont leur valeur de filtre se situe au-dessus de ce seuil (7). Pour les courbes de filtre 400- 601 individuelles: La figure 3 montre un masque 101 pour lequel seulement 4 pixel doivent avoir la valeur 1. La valeur de seuil (401) correspondante indique pour un filtrage sans jonction ET seulement un maximum 7. très faiblement prononcé. Avec une fonction ET (figure 2) avec un masque (100) et une valeur de seuil (400)-, la valeur de sortie pour la circonférence est égale à O en-dessous de 5,m, car pour des surfaces qui font partie de diamètres inférieurs à 5 pm, les 4 pixel ne peuvent jamais être tous simultanément égaux à 1. Pour des diamètres supérieurs à 5,pm, cette condition est remplie et le signal de sortie monte à 55 pixel corres- pondants. La valeur de 64 pixel correspondants peut être difficilement atteinte, car le masque de filtre (400) est encore très éloigné du cercle idéal en raison de sa résolution relativement faible. Pour des diamè- tres plus gran.ds, le signal de sortie décroit donc à nouveau à 32. La figure 4 montre les masques de filtre (200) utilisés pour la détection des cellules. Leur maximum se situe à environ 12 pm,.avec le seuil correspondant (500), les noyaux de cellules, dont le diamètre se situe entre 10 et 15 pm, peuvent donc être éliminés par filtrage. En tant que pixel ET, on a placé ici seulement les quatre pixel les plus-internes, de façon que des noyaux de cellules déformés ou irrégu- lièrement colorés puissent encore aussi être reconnus. Egalement ici la jonction ET montre une nette améliora- tion de la fonction de sélection. Pour le masque 201 sans jonction ET (figure 5), il est même ainsi, que les circonfé- rences de plus de 25 pm de diamètre ne peuvent plus être détectées (valeur de seuil 501). Les figures 6/7 montrent encore une fois les masques de filtre agrandis 300 ou 301. On reconnait ici également que la jonction ET conduit à une réelle amélioration de la sélection (courbes de la valeur de seuil 600 et 601). Le principe de base consiste par conséquent en ce que l'on numérise l'image de télévi- sion, et ensuite on la compare pixel par pixel avec un masque prédéterminé (100 à 301). Ce masque est entraîné d'une ma- nière synchrone avec le faisceau enregistreur dans la commande de la télévision par l'intermédiaire de l'image de télévision et pour un degré prédéterminé d'accord de la tranche d'image avec le masque, l'objet est détecté. Comme éléments de comparaison, les mémoires vives (5) (mémoire de lectureécriture) sont introduites, qui sont programmées comme tableaux. En raison du nombre limité des entrées d'adresse (18), on ne peut opérer avec la totalité des pixel mais seule- ment avec un nombre déterminé de pixel dans le magasin (5) et ensuite rassembler le résultat des comparaisons (9-10). Cependant K paquets sont comparés à 1 pixel pour lequel K*1 est le nombre total deb pixel à comparer. La différence ainsi obtenue entre la valeur réelle et la valeur théorique est assignée pour chaque paquet de pixel de valeur 3 à la mémoire vive 5. Ces chiffres (3) sont ensuite ajoutés les uns aux autres (6) et comparés avec la valeur de seuil (7), si le nombre ainsi obtenu est supérieur à la valeur de seuil (7), alors l'objet est reconnu. Comme critère supplé- mentaire, la validité des paquets de pixel est intro- duite. Les paquets de pixel sont alors valides, lors- que la valeur réelle satisfait à des conditions déter- minées par exemple si les pixel déterminés doivent avoir une valeur fixée à l'avance. Le champ d'image total est alors seulement valide lorsque tous les pa- quets de pixel sont valides. Un objet peut également être alors reconnu lorsque toutes les rangées sont valides et que le degré d'accord se situe au-dessus de la valeur de seuil (7). A un moment déterminé, tous les pixel à comparer à la valeur théorique doivent se trou- ver à la mémoire vive 5. Les rangées sont emmagasinées dans le registre intermédiaire coulissant de rangées (15). Les pixel individuels d'une rangée sont introduits par lecture dans le registre coulissant de colonnes (16) et émis en parallèle. Ainsi aux sorties parallèles (22) des registres coulissants de colonne (16) raccordés aux registres coulissants de rangées (15), toutes les valeurs à traiter des pixel peuvent être retirées. Les valeurs de pixel ainsi obte- nues doivent à ce moment être comparées avec la valeur théorique au moyen de la connexion de comparaison (5). La comparaison ne doit pas durer plus longtemps qu'une période de cadence de pixel étant donné qu'à la période suivante déjà un nouvel échantillon de valeur de pixel doit être comparé à la valeur théorique. Les sorties (15) des éléments de comparaison (5) fournissant alors une valeur binaire de n-bit pour l'accord et éventuel- lement encore un bit pour la validité des rangées. Les valeurs d'accord sont additionnées alors au moyen de l'additionneur (6) et ensuite dans le comparateur binaire (9) comparées à la valeur de seuil (7). Si elle est plus grande 'que la valeur de seuil (7), le bit de sortie est posé égal à 1. Les bits de validité (1) sont couplés en ET (10) avec le bit de sortie (13). Si tou- tes les rangées sont valides et si la valeur d'accord se situe au-dessus de la valeur de seuil (7), alors l'objet est détecté. Les positions des objets demeurent inchangées, c'est-à-dire que, dans l'image de télévi- sion, les signaux d'alarme apparaissent jusqu'à un dé- placement à la même place comme l'échantillon à étudier. RE V E N D I C A T I 0 N S 1 ) Procédé pour la sélection de grandeurs en temps réel vidéo, d'objets, qui sont repré- sentées comme des images de télévision et qui doivent être triées dans des classes de forme, en particulier pour la présentation de préparations cytologiques, caractérisé en ce que l'image vidéo est numérisée et comparée pixel par pixel avec un filtre prédéterminé (100-301), en celque le filtre (100-301) est entraîné d'une manière sy 4hrone avec le faisceau enregistreur dans l'image video par l'intermédiaire de l'image de télévision et en ce qu'avec un degré prédéfini (7/1) d'une tranche d'image sélectionnée au moyen du filtre (100-301), l'objet en tant que tel est détecté. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de comparaison sous forme de la mémoire (5) sont introduits et qui sont programmables sous forme de tableaux (obtenus en levant les yeux). 3 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que res- pectivement les paquets K sont comparés à des pixel (1) grâce à quoi le produit représente le nombre total en K x 1 des pixel à comparer, en ce que la différence ainsi obtenue entre le valeur réelle et la valeur théorique pour chaque paquet de pixel est affectée d'une valeur (3), en ce que cette valeur (3) est ajou- tée (6) et comparée à une valeur de seuil (7), en ce que chaque paquet de pixel est vérifié pour sa validité et en ce que l'objet est reconnu en tant que tel, lors- que tous les paquets de pixel sont validés et dépassent la valeur de seuil (7). 4 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que toutes les valeurs de pixel sont comparées à la valeur théori- -.1 61 que dans un branchement de comparaison (5) grâce à quoi la comparaison ne dure pas plus longtemps qu'une période de cadence du pixel.