[發(fā)明專利]一種保持表皮原色的靜脈顯像方法

有效

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• 申請日: 2014-07-09
• 公開（公告）號: CN104123703B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邸思;劉鵬;金建;陳賢帥;杜如虛
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州中國科學(xué)院先進(jìn)技術(shù)研究所
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/50
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司44205
• 代理人: 譚英強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)圖像處理領(lǐng)域，尤其是一種保持表皮原色的靜脈顯像方法。

背景技術(shù)

靜脈分布圖像的獲取與處理在個體識別和醫(yī)學(xué)診療等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值，已成為生物醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域的重要研究課題之一。由于在可見光波段往往難以獲得完整的靜脈分布信息，人們通常利用血紅蛋白對近紅外光的強(qiáng)吸收特性，通過紅外成像獲取清晰的靜脈分布圖。借助靜脈顯示設(shè)備進(jìn)行兒童靜脈穿刺，能夠顯著地提高穿刺的成功率。

目前，業(yè)內(nèi)主要存在靜脈顯示和靜脈投影這兩種獲取皮下靜脈分布圖的方式：靜脈顯示就是利用近紅外光對皮下靜脈成像，將相機(jī)獲得的圖像在顯示器上顯示出來，以供醫(yī)護(hù)人員使用；靜脈投影就是利用相機(jī)獲取皮下靜脈在近紅外的分布圖像，再通過微型投影系統(tǒng)投影精確投影在手上。

但是，靜脈顯示和靜脈投影會丟失人體皮膚的真實色彩和細(xì)節(jié)特征，在診療過程中給醫(yī)生帶來視覺上的不真實感：靜脈顯示的靜脈分布圖像近乎黑白圖像，幾乎完全丟失了手背原有的色彩信息，而靜脈投影所顯示的靜脈分布圖像的顏色主要由投影光的顏色來決定，即辨識區(qū)域內(nèi)的表皮顏色和投影光顏色一致，這就不可避免地導(dǎo)致辨識區(qū)域內(nèi)的表皮顏色失真。為解決這一問題，可對人體表皮的近紅外圖像和彩色圖像進(jìn)行融合，以提高顯示效果。但將傳統(tǒng)的圖像融合算法應(yīng)用于靜脈圖像的顯示，會存在色彩失真和細(xì)節(jié)特征不明顯的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是：提供一種顯示圖像真實、不存在色彩失真且細(xì)節(jié)特征明顯的，可保持表皮原色的靜脈顯像方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種保持表皮原色的靜脈顯像方法，包括：

A、采集待檢測部位的近紅外圖像與可見光圖像；

B、對近紅外圖像與可見光圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，從而使可見光圖像與近紅外圖像的位置相對應(yīng)；

C、對近紅外圖像進(jìn)行直方圖最值映射，從而得到與可見光圖像亮度分量極值相對應(yīng)的近紅外輸出圖像I^N；

D、采用主成分分析法分離可見光圖像，然后對分離出的色彩分量進(jìn)行殘差增強(qiáng)，最后對殘差增強(qiáng)后的可見光圖像進(jìn)行主成分分析逆變換，從而得到可見光輸出圖像Z；

E、對近紅外輸出圖像I^N進(jìn)行雙邊濾波，并將雙邊濾波后的圖像與可見光輸出圖像Z進(jìn)行融合，從而得到融合后的彩色圖像。

進(jìn)一步，所述步驟B，其包括：

B1、對近紅外圖像與可見光圖像進(jìn)行去色處理，轉(zhuǎn)化為兩幅灰度圖像，并以兩幅灰度圖像的右上角區(qū)域作為配準(zhǔn)區(qū)域，然后提取兩幅圖像配準(zhǔn)區(qū)域的邊緣特征；

B2、以經(jīng)過邊緣特征提取的近紅外配準(zhǔn)區(qū)域圖像作為參考圖像，以經(jīng)過邊緣特征提取的可見光配準(zhǔn)區(qū)域圖像作為待配準(zhǔn)圖像，對待配準(zhǔn)圖像與參考圖像進(jìn)行特征匹配，從而計算出可見光圖像相對于近紅外圖像的位置偏差；

B3、根據(jù)計算的位置偏差平移可見光圖像，從而使可見光圖像與近紅外圖像的位置相對應(yīng)。

進(jìn)一步，所述步驟C，其包括：

C1、對近紅外圖像與彩色圖像進(jìn)行HIS變換，從而將近紅外圖像與彩色圖像從RGB空間變換到HIS空間；

C2、根據(jù)歸一化公式對經(jīng)過HIS變換后的近紅外圖像的亮度分量進(jìn)行歸一化處理，所述歸一化公式為：

pix(x,y)′=pix(x,y)-pixminpixmax-pixmin,]]>

其中，pix(x，y)為亮度分量的原始像素值，pix′(x，y)為歸一化處理后的像素值，pix_max和pix_min分別為亮度分量的最大值和最小值；