一种快速检测和修复内窥镜下高能量可见光的快速方法

技术特征：
1.一种快速检测和修复内窥镜下高能量可见光的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：获取内窥镜摄像头采集到的视频流，并且利用帧间差法对采集到的视频流进行异常帧的检测,所述异常帧是曝光帧和暗帧；对曝光帧进行检测：采集到的视频流中，先出现一段正常的视频流，将视频流中的所有相邻帧做差，得到一系列帧间差图，若帧间差图的特征不超过预设的特征阈值时，当前帧为正常帧，若帧间差图的特征超过预设的特征阈值时，当前帧为曝光帧；对暗帧进行检测：(1)找到第一个曝光序列曝光开始的前一帧，并计算整张图的rgb均值得到fmean_r、fmean_g、fmean_b；(2)对所有后续帧(修复的曝光帧和正常帧)计算其各自的smean_r、smean_g、smean_b，且计算rrate＝fmean_r/smean_r,grate＝fmean_g/smean_g,brate＝fmean_b/smean_b；(3)若max[rrate,grate,brate]>1，则该帧被定义为暗帧；步骤二：利用光流法对检测出的曝光帧进行修复，同时采用均值提亮法对暗帧进行提亮：利用光流法对检测出的曝光帧进行修复的具体步骤为：(1)将连续两个正常帧作为模型的输入；(2)利用光流法构建像素运动轨迹预测模型，预测得到曝光开始的第一帧图像；(3)将最后一个正常帧和预测得到的曝光开始的第一帧图像再次作为预测模型的输入，预测得到曝光中的第二帧图像；(4)反复循环上述步骤(1)、(2)，可预测得到所有曝光帧的图像，即可得到所有修复的曝光帧；采用均值提亮法对暗帧进行提亮的具体方式为：暗帧r通道的每个像素乘rrate、g通道的每个像素乘grate、b通道的每个像素乘brate得到拉亮后的帧；步骤3：将修复的曝光帧、提亮的暗帧和正常帧合成视频流输出得到清晰正常的手术视频影像。2.根据权利要求1所述的一种快速检测和修复内窥镜下高能量可见光的方法，其特征在于，所述步骤1中，检测到曝光帧后，将曝光开始帧及其之后的曝光帧均与曝光开始帧的前一帧作差得到帧间差图，利用帧间差法确定曝光开始帧和结束帧的位置，具体方法如下：(1)若当前帧间差图的特征超过预设的特征阈值，且预设的特征阈值为正数，则当前帧间差图中的前一帧被判定为曝光帧开始前最后一个正常帧，当前帧间差图中的后一帧为曝光开始的第一帧；(2)若当前帧间差图的特征超过预设的特征阈值，且预设的特征阈值为负数，则当前帧间差图中的前一帧被判定为曝光帧结束的最后一帧，当前帧间差图中的后一帧为正常帧开始的第一帧。3.根据权利要求2所述的一种快速检测和修复内窥镜下高能量可见光的方法，其特征在于，所述帧间差图的特征为亮度特征值，其计算方式为：取帧间差图中两个特定部位的三通道均值r1、g1、b1和r2、g2、b2，帧间差图的亮度特征为其六个值中的最大值，即max(r1、g1、b1、r2、g2、b2)。

技术总结
本发明提供了一种快速检测和修复内窥镜下高能量可见光的方法，属于数字图像处理技术领域，该方法包括以下步骤：1：获取内窥镜摄像头采集到的视频流，并且利用帧间差法对采集到的视频流进行异常帧（曝光帧、暗帧）检测；2：利用光流法对检测出的曝光帧进行修复；3：采用均值提亮法对暗帧进行提亮；4：将修复的曝光帧、提亮的暗帧和正常帧合成视频流输出得到清晰正常的手术视频影像。通过本发明提供的检测和修复内窥镜下高能量可见光的方法可快速检测曝光帧并修复，修复率高达98.88%，通过均值提亮算法有效增强图像亮度，且处理速度控制在30ms以内，使得医生能够在手术中观看到清晰稳定（无闪烁、无突变）的视频流。无突变）的视频流。无突变）的视频流。


技术研发人员：潘晓英 杨迪 王昊 贺琪琪 廉佳
受保护的技术使用者：西安邮电大学
技术研发日：2022.03.23
技术公布日：2022/6/28