[發(fā)明專利]雙目近紅外成像系統(tǒng)及血管識別方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611262901.3
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN107041729A
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 常珂珂;黨磊;李卓;楊文波;朱銳;李嘉男
• 申請（專利權(quán)）人: 西安中科微光影像技術(shù)有限公司
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 西安智萃知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司61221
• 代理人: 劉長春

1.一種雙目近紅外成像系統(tǒng)(10)，其特征在于，包括：

雙目攝像機構(gòu)(11)；

紅外光源(13)；

處理器(15)，分別與所述雙目攝像機構(gòu)(11)及所述紅外光源(13)電連接以對由所述雙目攝像機構(gòu)(11)采集到的紅外圖像進行三維血管圖像識別處理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述處理器(15)包括圖像采集單元(151)、血管特征提取單元(153)、圖像匹配單元(155)及三維重建單元(157)；其中，

所述圖像采集單元(151)用于控制所述雙目攝像機構(gòu)(11)對皮膚組織進行紅外圖像采集以形成第一圖像和第二圖像；

所述血管特征提取單元(153)用于對所述第一圖像和所述第二圖像進行濾波處理并去除血管以外的背景圖像以形成第一血管圖像和第二血管圖像；

所述圖像匹配單元(155)用于對所述第一血管圖像和所述第二血管圖像進行匹配處理以從所述第一血管圖像和所述第二血管圖像中選擇出最優(yōu)匹配的圖像區(qū)域；

所述三維重建單元(157)用于根據(jù)所述最優(yōu)匹配的圖像區(qū)域中對應(yīng)像素點的視覺差計算血管深度以完成血管三維圖像的重建。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述處理器(15)還包括圖像增強單元(152)，所述圖像增強單元(152)對所述第一血管圖像和所述第二血管圖像進行灰度增強處理。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述紅外光源(13)設(shè)置于所述雙目攝像機構(gòu)(11)的第一攝像機構(gòu)和第二攝像機構(gòu)的中心點連線的中垂線位置處。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(10)，其特征在于，還包括標定板(17)，所述標定板(17)為棋盤格結(jié)構(gòu)，用于對所述雙目攝像機構(gòu)(11)的第一攝像機構(gòu)和第二攝像機構(gòu)進行立體標定。

6.一種血管識別方法，其特征在于，包括：

在紅外光源照射下，采集皮膚組織同一部位的第一圖像和第二圖像；

對所述第一圖像和所述第二圖像進行血管特征提取形成第一血管圖像和第二血管圖像；

對所述第一血管圖像和所述第二血管圖像進行立體匹配形成三維血管圖像以完成對血管的識別。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括：

采用標定板對雙目攝像機構(gòu)的第一攝像機構(gòu)和第二攝像機構(gòu)進行標定以降低所述第一血管圖像和所述第二血管圖像的立體匹配難度，所述標定板為棋盤格結(jié)構(gòu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，采用標定板對雙目攝像機構(gòu)的第一攝像機構(gòu)和第二攝像機構(gòu)進行標定，包括：

控制所述第一攝像機構(gòu)和所述第二攝像機構(gòu)同時采集同一標定板下的圖像形成第一標定圖像和第二標定圖像；

對多張所述第一標定圖像和多張所述第二標定圖像分別進行標定形成第一標定結(jié)果和第二標定結(jié)果；

對所述第一標定結(jié)果和所述第二標定結(jié)果利用張定友標定法進行處理以完成立體標定。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，對所述第一血管圖像和所述第二血管圖像進行立體匹配形成三維血管圖像，包括：

步驟1、選取圖像窗口；

步驟2、利用所述圖像窗口對所述第一血管圖像進行像素塊選擇并確定全部第一像素點；

步驟3、利用所述圖像窗口對所述第二血管圖像進行像素塊選擇并確定全部第二像素點；

步驟4、計算全部所述第一像素點和全部所述第二像素點的對應(yīng)灰度差的絕對值之和；

步驟5、判斷所述圖像窗口是否在搜索范圍內(nèi)；

若是，保存當前的灰度差的絕對值之和，并在所述第二血管圖像中移動所述圖像窗口，繼續(xù)執(zhí)行步驟3；

若否，執(zhí)行步驟6；

步驟6、從保存的多個所述灰度差的絕對值之和中選擇最小的作為最優(yōu)匹配結(jié)果，并將所述最優(yōu)匹配結(jié)果對應(yīng)的所述圖像窗口在所述第一血管圖像和所述第二血管圖像中選擇的圖像區(qū)域作為立體匹配的圖像區(qū)域；

步驟7、根據(jù)立體匹配的圖像區(qū)域中的對應(yīng)像素點的視差計算對應(yīng)像素點之間的深度以完成二維血管圖像到三維血管圖像的重構(gòu)。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括：

從所述三維血管圖像中根據(jù)血管的橫向?qū)挾燃把茉谝欢ㄩL度范圍內(nèi)的平緩度選擇扎針點位置；

將所述扎針點位置的三維坐標信息發(fā)送至顯示設(shè)備以供醫(yī)務(wù)人員參考或者發(fā)送至執(zhí)行機構(gòu)以用于自動穿刺。