[發明專利]用于便攜式電子內鏡的圖像融合方法

有效

• 申請號: 201810158828.8
• 申請日: 2018-02-26
• 公開（公告）號: CN108305252B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 孫剛;陳曉冬;肖禹澤;徐勇;郝福德;楊云生;張修禮;陳俊;欒哲
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍總醫院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T5/00;G06T5/50;G06K9/62
• 代理公司: 北京京萬通知識產權代理有限公司 11440
• 代理人: 齊曉靜

1.一種用于便攜式電子內鏡的圖像融合方法，其包括：

步驟1.利用便攜式電子內鏡，得到人體內部組織的圖像序列；

步驟2.計算圖像序列中每一副圖像的曝光質量評價因子；

步驟3.計算圖像序列中每一副圖像的局部細節豐富程度評價因子；

步驟4.計算圖像中所有像素點的局部曝光質量評價因子與局部細節豐富程度評價因子乘積的平均值，通過選取其中平均值最大的圖像，作為參考圖像；

步驟5.計算序列中所有圖像與參考圖像的相似性評價因子；

步驟6.通過計算局部曝光質量評價因子、局部細節豐富程度評價因子與相似性評價因子的乘積，得到參與圖像融合的每一副圖像的權重；

步驟7.通過權重與序列圖像乘積的加和，得到動態場景圖像；

步驟4中，計算圖像中所有像素點局部曝光質量評價因子和局部細節豐富度評價因子的乘積，

Q＝E×D，

利用局部曝光質量評價因子E和局部細節豐富程度評價因子D的乘積Q作為參考圖像的選擇依據，計算圖像中所有像素點Q值的平均值選擇圖像序列中值最大者作為參考圖像；

步驟6中，綜合局部曝光質量、細節豐富程度以及與參考圖像之間的相似性三方面因素的影響，基于圖像質量評價因子的權重計算公式為：

wⁱ(x,y)＝Eⁱ(x,y).Dⁱ(x,y).Sⁱ(x,y)；

i表示圖像序列中的第i幀圖像。

2.如權利要求1所述的用于便攜式電子內鏡的圖像融合方法，其特征在于：步驟1中，通過電子內鏡得到圖像序列，并對圖像序列進行編號：對于長度為P幀的圖像序列，設Iⁱ(x,y)表示第i幀圖像在(x,y)位置的灰度值，其中i∈[0,P]為像素點坐標；(x,y)為像素點坐標。

3.如權利要求1所述的用于便攜式電子內鏡的圖像融合方法，其特征在于：步驟2中，采用高斯曲線的形式來評價像素點的曝光質量；曝光質量評價因子計算公式為：

其中，Eⁱ(x,y)表示第i幀圖像在(x,y)位置的曝光質量評價因子，σ_e為常數，對于彩色圖像，將圖像轉換到YCbCr顏色空間，根據亮度分量Y來計算參數E。

4.如權利要求1所述的用于便攜式電子內鏡的圖像融合方法，其特征在于：步驟3中，利用梯度的幅值信息對圖像的局部細節豐富程度進行評價，圖像細節豐富程度評價因子Dⁱ計算公式如下：

上式中，ε表示正數，Mⁱ為第i幀圖像(x,y)位置上的梯度大小；

P表示便攜式電子內鏡獲得人體組織圖像的幀數。

5.如權利要求1所述的用于便攜式電子內鏡的圖像融合方法，其特征在于：步驟3中，采用Sobel算子作為梯度提取算子，分別計算水平和豎直兩個方向的梯度值G_x、G_y，將二者的幾何平均值作為該點的梯度幅值，第i幀圖像(x,y)位置上的梯度大小Mⁱ為：

6.如權利要求1所述的用于便攜式電子內鏡的圖像融合方法，其特征在于：步驟5中，參考圖像的梯度方向圖為θ^ref，第i幀圖像的梯度方向圖為θⁱ，第i幀圖像在(x,y)位置上與參考圖像之間的梯度方向差記為d_i(x,y)，則：

相應的相似性評價因子Sⁱ(x，y)為：

其中，σ_d為常數；在計算局部相似性評價因子過程中，為了降低圖像噪聲的影響，提高計算結果的可靠性，對圖像進行分塊處理，分塊大小為(2l+1)(2l+1),其中k的取值由-l到l，表示每塊圖像中所有的像素點。

7.如權利要求1所述的用于便攜式電子內鏡的圖像融合方法，其特征在于：步驟7中，對權重W進行歸一化處理，得到新的權重矩陣為：

融合結果為：

P表示便攜式電子內鏡獲得人體組織圖像的幀數。