[發明專利]一種電子內窺鏡圖像增強方法、裝置及系統

在審

• 申請號: 201710857640.8
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107767347A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 馬驍蕭;馮宇;付玲
• 申請（專利權）人: 華中科技大學鄂州工業技術研究院;華中科技大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/50
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙)42231
• 代理人: 黃君軍

技術領域

本發明涉及內窺鏡技術領域，尤其是涉及一種電子內窺鏡圖像增強方法、裝置及系統。

背景技術

在醫療領域，檢查臟器內部病變時使用電子內窺鏡系統，內窺鏡系統的組成包括出射照明光的光源裝置、前端裝配有攝像單元、導光光纜的撓性插入鏡體、對攝像單元驅動控制及對拍攝到的圖像進行處理增強的圖像處理裝置、顯示處理后圖像的顯示器。在內窺鏡的成像過程中，由于攝像裝置和被檢器官的相對運動、電子噪聲、干擾等因素的影響，獲取的內鏡圖像不可避免的出現降質和退化，為了改善圖像的視覺效果，抑制噪聲，突出圖像中的有用信息，同時削弱或去除某些不需要的信息，使處理后的圖像更適合醫生的觀察和診斷，在內鏡圖像處理器中加入圖像增強算法，以改善內鏡圖像的成像質量，如輪廓增強、對比度增強、亮度補償、色彩增強等方法，這些方法在圖像照明亮度比較均勻時有較好的增強效果。

但是，內窺鏡檢查對象不是光滑平面，而是大腸等內壁有突起的管腔狀被攝體，而且受內鏡插入部管徑不能過大的限制，內鏡照明的結構方案受到空間限制，無法針對不同觀測對象特征提供亮度一致的均勻全視場照明，在這種照明條件下，內窺鏡獲取的圖像整幅畫面往往明暗不均，內窺鏡系統根據圖像明亮區域調整照明光亮度，則較暗區域會被攝成全黑，反之，內窺鏡系統根據圖像較暗區域調整照明光亮度，則圖像較亮區域過度曝光，圖像亮度飽和發白。以上兩種圖像均會因失去部分圖像區域細節信息而影響內窺鏡觀察效果。在內窺鏡取像的過程中，對內部圖像的清晰度要求比較高，需要很高的對焦精準度，現有的內窺鏡對圖片進行成像一般都不能很好的聚焦。內窺鏡系統成像視場照明不均勻以及聚焦不準會嚴重影響成像質量，影響內窺鏡觀察效果。

發明內容

本發明的目的在于克服上述技術不足，提出一種電子內窺鏡圖像增強方法、裝置及系統，解決現有技術中的上述技術問題。

為達到上述技術目的，本發明的技術方案提供一種電子內窺鏡圖像增強方法，包括：

S1、利用內窺鏡的攝像模組采集圖像；

S2、根據采集的圖像判斷攝像模組是否對焦并調整攝像模組移動以使攝像模組對焦；

S3、攝像模組對焦后，再次采集圖像，并根據對焦后采集的圖像計算圖像亮度區域分布特征；

S4、根據圖像亮度區域分布特征判斷內窺鏡系統成像視場照明是否均勻；

S5、如果內窺鏡系統成像視場照明不均勻，則將兩幅不同照明亮度的曝光圖像進行融合，獲取增強的大動態范圍圖像。

本發明還提供一種電子內窺鏡圖像增強系統，包括：

采集模塊：用于利用內窺鏡的攝像模組采集圖像；

對焦模塊：用于根據采集的圖像判斷攝像模組是否對焦并調整攝像模組移動以使攝像模組對焦；

亮度分布計算模塊：用于在攝像模組對焦后，再次采集圖像，并根據對焦后采集的圖像計算圖像亮度區域分布特征；

照明均勻判斷模塊：用于根據圖像亮度區域分布特征判斷內窺鏡系統成像視場照明是否均勻；

增強模塊：用于在內窺鏡系統成像視場照明不均勻時，將兩幅不同照明亮度的曝光圖像進行融合，獲取增強的大動態范圍圖像。

本發明還提供一種電子內窺鏡圖像增強裝置，包括：

內窺鏡鏡體、光源裝置、微處理器和顯示器；內窺鏡鏡體包括攝像模組、導光光纜部件、攝像模組調整機構；光源裝置包括主照明燈、輔助照明燈、光闌、光源控制器、輸出光調制模組；光闌安裝于主照明燈、輔助照明燈附近調節主照明燈、輔助照明燈的輸出光亮度，輸出光調制模組調節輔助照明燈以脈沖光形式疊加在主照明光上隔幀輸出；微處理器和光源控制器電性連接，光源控制器控制主照明燈、輔助照明燈的啟停，光源控制器控制光闌的開合度；攝像模組、攝像模組調整機構位于內窺鏡鏡體前端，攝像模組調整機構驅動攝像模組伸縮運動，攝像模組調整機構與微處理器電性連接；導光光纜部件位于內窺鏡鏡體內部；光源裝置連接內窺鏡鏡體的導光光纜部件向導光光纜部件中輸入照明光，導光光纜部件的前端輸出照明光照亮臟器內腔；攝像模組和微處理器電性連接，攝像模組采集臟器內腔圖像并將圖像數據傳輸給微處理器，微處理器和顯示器電性連接，微處理器處理圖像后在顯示器顯示。