用于对在可见波长范围内至少部分被液体遮挡的结构进行成像的装置、方法和计算机程序产品与流程

本发明涉及用于对在可见波长范围内至少部分被液体遮挡的结构进行成像的装置、方法和计算机程序产品。

背景技术：

1、本文提供的“背景”描述是为了总体上呈现本公开的上下文。在本背景技术部分中描述的程度上，当前命名的发明人的工作以及在提交时可能不被认为是现有技术的描述的方面既不明确地也不隐含地被认为是针对本发明的现有技术。

2、近来，图像捕捉设备有了显著的发展。现在，使用图像捕捉设备，以便获得各种不同环境中的物体和场景的图像。通常，使用这些图像捕捉设备捕捉图像以便获得关于被成像的物体和场景的信息，可以使用该信息来帮助用户或设备(例如，机器人设备)执行给定任务。

3、例如，可以在外科手术或过程中使用图像捕捉设备，以便获得患者的图像，该图像可以帮助人员(例如，外科医生)进行手术。此外，可以使用成像设备来勘测场景或环境(作为工程项目等的一部分)。

4、这样，项目或过程的优化进展可能取决于由图像捕捉设备获得的图像(以及可以从这些图像中获得的信息)。

5、然而，在某些情况下，可能难以使用图像捕捉设备来获得场景中目标物体或结构的图像。尤其是在某些情况下，场景中的其他物体可能会遮挡目标物体或结构。例如，在外科手术中，目标物体或结构可能会被某些液体(例如，血液)遮挡。在这些情况下，很难用成像设备获得目标物体或结构的图像。

6、因此，希望提供一种能够提供场景中目标物体或结构的图像的装置。

7、本公开的目的是解决这些问题。

技术实现思路

1、在本公开的第一方面，提供了一种用于获取用于对在可见波长范围内至少部分被液体遮挡的结构进行成像的光的波长和偏振状态的装置，该装置包括：光源，该光源被配置为生成特定波长和偏振状态的光，其中，特定波长的光是波长在可见波长范围之外的波长范围内的光；分束元件，该分束元件用于当目标被光源照射时沿着第一路径和第二路径分离来自目标的光；偏振检测单元，该偏振检测单元设置在分束元件的第一路径上并且被配置为测量光的偏振度；图像捕捉设备，该图像捕捉设备设置在分束元件的第二路径上并且被配置为测量波长在可见波长范围之外的波长范围内的光的强度；以及电路，该电路被配置为：控制光源按顺序生成至少一个预定的波长和偏振状态的光，以照射液体；并且，对于至少一个预定的波长和偏振状态中的每一个波长和偏振状态的光，基于通过偏振检测单元测量的光的偏振度来确定液体对光的散射水平；基于通过图像捕捉设备测量的光的强度来确定液体对光的反射和吸收水平；并且其中，该电路还被配置为根据已经针对至少一个预定的波长和偏振状态中的每一个波长和偏振状态确定的光的散射、反射和吸收水平，获取用于对在可见波长范围内至少部分被液体遮挡的结构进行成像的光的波长和偏振状态。

2、在本公开的第二方面，提供了一种用于对在可见波长范围内至少部分被液体遮挡的结构进行成像的装置，该装置包括：光源，该光源被配置为用预定的波长和偏振状态的光照射结构，预定的波长和偏振状态通过根据权利要求1的装置获取；以及，该第二图像捕捉设备被配置为生成由光源在预定的波长下照射的结构的第二图像。

3、在本公开的第三方面，提供了一种获取用于对在可见波长范围内至少部分被液体遮挡的结构进行成像的光的波长和偏振状态的方法，该方法包括：使用光源生成特定波长和偏振状态的光，其中，特定波长的光是波长在可见波长范围之外的波长范围内的光；当目标被光源照射时，使用分束元件沿着第一路径和第二路径分离来自目标的光；使用设置在分束元件的第一路径上的偏振检测单元测量光的偏振度；使用设置在分束元件的第二路径上的图像捕捉设备测量波长在可见波长范围之外的波长范围内的光的强度；控制光源按顺序生成至少一个预定的波长和偏振状态的光，以照射液体；并且，对于至少一个预定的波长和偏振状态中的每一个波长和偏振状态的光，基于通过偏振检测单元测量的光的偏振度来确定液体对光的散射水平；基于通过图像捕捉设备测量的光的强度来确定液体对光的反射和吸收水平；根据已经针对至少一个预定的波长和偏振状态中的每一个波长和偏振状态确定的光的散射、反射和吸收水平，获取用于对在可见波长范围内至少部分被液体遮挡的结构进行成像的光的波长和偏振状态。

4、在本公开的第四方面，提供了一种对在可见波长范围内至少部分被液体遮挡的结构进行成像的方法，该方法包括：使用光源用预定的波长和偏振状态的光照射结构，预定的波长和偏振状态通过根据权利要求14的方法获取；以及使用第二图像捕捉设备生成由光源在预定的波长下照射的结构的第二图像。

5、本公开的进一步实施方式由所附权利要求限定。

6、根据本公开的实施方式，即使当结构在可见波长范围内至少部分被液体遮挡时，也可以获得该结构的图像。也就是说，根据本公开的实施方式，可以获取光的波长和偏振状态，这使得成像设备能够透视液体，从而提供能更好地观察液体下方结构的图像。这使得能够获得关于该场景的更详细的信息。

7、由本公开的实施方式提供的有利技术效果并不特别限于这些有利技术效果。当阅读说明书时，与本公开的实施方式相关联的其他优点对于技术人员来说将变得显而易见。

8、上述段落仅作为一般介绍，并非旨在限制以下权利要求的范围。通过参考以下结合附图的详细描述，将更好地理解所述实施方式及其进一步的优点。

技术特征：

1.一种获取用于对在可见波长范围内至少部分被液体遮挡的结构进行成像的光的波长和偏振状态的装置，所述装置包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述图像捕捉设备被配置为测量波长在400nm到1700nm范围内的光的强度。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光源包括多个发光二极管和/或滤色器，用于生成所述至少一个预定的波长和偏振状态的光的序列。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电路被配置为通过从所述预定的波长和偏振状态当中确定提供了所述液体对光的最小的散射、反射和吸收的光的波长和偏振状态，来获取所述光的所述波长和偏振状态。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光源设置在所述液体的与所述图像捕捉设备和所述偏振检测单元相对的一侧，并且其中，来自所述液体的光是来自所述光源的由所述液体透射的光。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光源设置在所述液体的与所述图像捕捉设备和所述偏振检测单元相同的一侧；其中，所述装置还包括浸没在所述液体中的反射单元；并且其中，来自所述液体的光是来自所述光源的从所述反射单元反射的穿过所述液体的光。

7.一种用于对在可见波长范围内至少部分被液体遮挡的结构进行成像的装置，所述装置包括：

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述光源还被配置为生成可见波长区域的光；并且其中，所述装置还包括：

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述电路被配置为：通过基于所述第三图像的像素对所述第二图像的像素进行着色，来组合来自所述第二图像捕捉设备的所述第二图像和来自所述第三图像捕捉设备的所述第三图像。

10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述电路被配置为通过以下方式组合来自所述第二图像捕捉设备的所述第二图像和来自所述第三图像捕捉设备的所述第三图像：

11.根据权利要求9或10所述的装置，其中，所述电路被配置为使用机器学习和/或深度学习过程来执行分类和/或着色。

12.根据权利要求8所述的装置，其中，所述电路被配置为根据遮挡所述结构的所述液体的量来控制所述光源的强度，并且其中，根据由所述第二图像捕捉设备和所述第三图像捕捉设备捕捉图像、来自外部设备的信号和/或来自用户的输入中的至少一者来确定遮挡所述结构的所述液体的量。

13.一种内窥镜设备，包括根据权利要求1至6所述的装置和/或根据权利要求7至12所述的装置。

14.一种获取用于对在可见波长范围内至少部分被液体遮挡的结构进行成像的光的波长和偏振状态的方法，所述方法包括：

15.一种对在可见波长范围内至少部分被液体遮挡的结构进行成像的方法，所述方法包括：

技术总结本公开提供了一种获取用于对在可见波长范围内至少部分被液体遮挡的结构进行成像的光的波长和偏振状态的装置。该装置包括：光源，该光源被配置为生成特定波长和偏振状态的光，其中，该特定波长的光是波长在可见波长范围之外的波长范围内的光；分束元件，用于当目标被光源照射时沿着第一路径和第二路径分离来自目标的光；偏振检测单元，该偏振检测单元设置在分束元件的第一路径上并且被配置为测量光的偏振度；图像捕捉设备，该图像捕捉设备设置在分束元件的第二路径上并且被配置为测量波长在可见波长范围之外的波长范围内的光的强度；以及电路，该电路被配置为：控制光源按顺序生成至少一个预定的波长和偏振状态的光，以照射液体；并且，对于至少一个预定的波长和偏振状态中的每一个波长和偏振状态的光，基于通过偏振检测单元测量的光的偏振度来确定液体对光的散射水平；基于通过图像捕捉设备测量的光的强度来确定液体对光的反射和吸收水平；并且其中，该电路还被配置为根据已经针对至少一个预定的波长和偏振状态中的每一个波长和偏振状态确定的光的散射、反射和吸收水平，获取用于对在可见波长范围内至少部分被液体遮挡的结构进行成像的光的波长和偏振状态。技术研发人员：马蒂亚斯·辛泽尔,佐尔坦·法丘斯受保护的技术使用者：索尼集团公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13