[發明專利]一種內窺鏡熒光圖像的血管增強方法

在審

• 申請號: 202010102478.0
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN111429362A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 遲崇巍;何坤山;田捷
• 申請（專利權）人: 北京數字精準醫療科技有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/50
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 任葦

本發明公開了一種內窺鏡熒光圖像的血管增強方法，包括步驟：S1.對采集到的圖像進行高頻提取，提取出含有血管的高頻圖像；S2.將所提取到的高頻圖像采用中值濾波，對高頻部分中的噪點進行非線性抑制，能夠更大程度上消除噪點；S3.對采集到的圖像使用高斯濾波進行平滑處理；S4.將通過S2處理后的高頻圖像與將通過S3平滑處理的圖像進行疊加處理，實現對血管的增強處理。本發明熒光圖像的血管細節得到有效增強。

技術領域

本發明涉及醫學成像領域，特別涉及一種內窺鏡熒光圖像的血管增強方法。

背景技術

關于內窺鏡采集到的的熒光圖像，主要是將兩臺相機采集到的白光圖像和處理之后的熒光部分進行圖像疊加，即設備采集到的熒光圖像。

我們目前采集的圖像中，血管部分信息屬于高頻信號，但是它們時常嵌在大量的低頻背景信號中，從而大大的降低細節部分的視覺可見性，因此，增強圖像高頻部分是很有必要的。

現有的比較先進的增強方法：作為直方圖均衡化一種比較常見的改進算法，自適應的直方圖均衡化(AHE)；自適應的對比度增強算法(ACE)；直方圖均衡化算法(HE)以及基于上述算法改進的限制對比度的自適應直方圖均衡化算法(CLAHE)。

AHE算法使用局部的直方圖的相關信息對數據進行映射。這改變了圖像的對比度，但是需要大量的計算。后來有人利用雙線性插值技術克服了這個問題，首先將圖像分塊，然后分別計算這些塊內部的映射關系。為了增強某一個像素點的值，映射關系通過與這個像素所在塊相鄰的四個塊的映射關系差值獲得。

ACE算法采用了反銳化掩模技術，首先將圖像分成兩個部分。一是低頻的反銳化掩模(unsharp mask)部分，主要是通過計算以該像素為中心的局部區域的像素平均值來實現。局部的平均值，也就是低頻部分。高頻部分通過原圖減去反銳化掩模獲取，然后高頻部分被放大并加入到反銳化掩模中去，最后得到增強后的圖像。

直方圖均衡化以及其一系列的改進算法對于圖像中血管部分具有較好的增強效果，由于該算法是基于灰度圖像的，所以需要對彩色圖像進行基于不同顏色空間的多通道分別處理。導致處理之后的圖像有著嚴重的色彩偏移現象。由于醫學圖像本身對于圖像色彩的保真程度有著較高的要求，所以目前看來，直方圖均衡化要想應用在醫學影像領域還是有一定的改進空間的。

而且上述算法還會出現有明顯偽影或者放大噪聲部分的劣勢，一定程度上影響了圖像的清晰度。

ACE算法與本發明中的算法具有一定的相似之處：基本思路都是提取圖像中包含有血管的高頻部分。ACE中使用的分離方式是通過計算以該像素為中心的局部區域的像素平均值來實現。對于高頻血管部分的分離精度不高，部分精細血管無法正確識別，所以在包含精細血管的醫學圖像中的增強效果還有待提升。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種內窺鏡熒光圖像的血管增強方法，所述方法包括以下步驟：

S1.對采集到的圖像進行高頻提取，提取出含有血管的高頻圖像；

S2.將所提取到的高頻圖像采用中值濾波，對高頻部分中的噪點進行非線性抑制，能夠更大程度上消除噪點；

S3.對采集到的圖像使用高斯濾波進行平滑處理；

S4.將通過S2處理后的高頻圖像與將通過S3平滑處理的圖像進行疊加處理，實現對血管的增強處理。

高頻分離精度較ACE算法得到了大幅度的提升。

由于高低頻部分的分離是直接基于彩色圖像實現的，不會導致處理之后的圖像發生太大的顏色偏移。

可優選地，采用雙邊濾波算法對采集到的圖像進行高頻提取。

可優選地，使用小波變換分通道對采集到的圖像進行高頻提取。