一种单芯片内窥镜摄像系统的荧光赋色处理方法与流程

本发明涉及内窥镜图像处理，尤其涉及一种单芯片内窥镜摄像系统的荧光赋色处理方法。

背景技术：

1、医用内窥镜是一种光学仪器设备，主要用于临床疾病的检查、辅助治疗和非开放性腔内手术，是医院进行准确诊断和治疗不可缺少的医疗仪器设备。

2、现有技术cn114972106a公开了内窥镜的图像处理方法、装置、图像处理设备和内窥镜，所述方法包括：获取内窥镜的至少两个窄带摄像模组分别采集的红色窄带图像、绿色窄带图像和蓝色窄带图像；对各窄带摄像模组采集的红色窄带图像、绿色窄带图像和蓝色窄带图像进行融合处理，得到各窄带摄像模组对应的彩色融合图像；对各彩色融合图像进行图像增强处理，输出各窄带摄像模组对应的标准显示图像；

3、但针对现有技术中采用了多颗(一般为2颗或者4颗)芯片，且不同等级的芯片(尺寸大小、像素大小)在图像融合、配准等运算处理中，会对图像帧率、速率产生迟滞影响，且在截取后的荧光图像与白光二次融合过程中，容易产生对象匹配、重叠偏移等现象，进而降低处理后的图像的准确性。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决背景技术中的问题，而提出的一种单芯片内窥镜摄像系统的荧光赋色处理方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种单芯片内窥镜摄像系统的荧光赋色处理方法，该方法具体包括以下步骤：

4、步骤一：分别获取白光图像和原始荧光图像，先将白光图像作为基准图像，在原始荧光图像中设置对照区域，根据原始荧光图像对照区域的位置，在基准图像中设置基准区域，之后对原始荧光图像进行图像处理，将处理后的对照区域的图像信息与基准区域的图像信息进行计算，得到重合差值，之后将重合差值与阈值系数进行比较，并根据比较结果得到信号图像，将信号图像与基准图像进行全画面的像素比对，根据比对结果得到色差点，对色差点进行提取，并形成色差图像；

5、步骤二：提取色差图像中的色差值和亮度曲线，通过色差图像在原始荧光图像的位置，获取基准图像中的标准图像的区域，将色差图像中像素点与标准图像中的像素点之间进行色差值计算，得到色差图像的色差值，然后分别以色差图像中的亮度值作为y轴，将标准图像中的亮度值作为x轴，得到亮度曲线，之后将亮度曲线进行拟合，得到亮度曲线的线性代数式；

6、步骤三：根据色差图像的色差值和亮度曲线，先获取亮度曲线的特征关系式，之后在色差图像中任取一个像素点，将此像素点的rgb值与色差值和特征值进行计算，根据计算结果得到替换像素值，然后将替换像素值对像素点进行替换，进而重新对色差图像中的像素点进行赋色，得到荧光赋色图像；

7、步骤四：将荧光赋色图像替换原始荧光图像，进而得到荧光处理图像。

8、作为本发明的进一步方案，重合差值的获取方法为：

9、设置检测区域，在原始荧光图像中选取若干个检测区域，并标记为对照区域，检测区域的面积和形状均为定值；

10、将原始荧光图像与基准图像进行重合，根据原始荧光图像中对照区域的位置，将基准画面中与对照区域重合的位置标记为基准区域；

11、将原始荧光图像进行图像处理，并提取处理后的原始荧光图像中对照区域的图像信息，图像信息包括亮度、对比度和区域rgb值；

12、采用得到重合差值cz，ld、dd分别为对照区域d中的亮度和对比度，lz和dz分别为基准区域中的亮度和对比度，rd、gd、bd分为对照区域d中的区域rgb值，r、g、b分别为基准区域中rgb的通道值，α1、α2和α3均为比例系数，且α1+α2+α3＝1。

13、作为本发明的进一步方案，区域rgb值为对照区域中每个像素点的rgb值进行均值处理后，所得到的均值，具体的区域rgb值的获取方法为：

14、遍历对照区域中的像素点，分别提取每个像素点的r、g、b三个通道的值，之后将r、g、b三个值分别求和，然后除以对照区域中的像素点的数量，将所得到的值作为对照区域的区域rgb值。

15、作为本发明的进一步方案，色差图像的获取方法为：

16、将重合差值cz与重合阈值系数x1进行比较，若重合差值cz小于等于重合阈值系数x1时，对原始荧光图像的图像处理过程生成终止信号，并结束图像处理，此时将图像处理完成后的原始荧光图像标记为信号图像，反之，将继续对原始荧光图像进行图像处理，直至生成终止信号；

17、设置rgb差值区间[0，cq×(1+e％)]，e为误差阈值，其中，在信号图像中任选一个像素点作为目标点，根据目标点的位置，在基准图像中查找对应位置的像素点，并将此像素点标记为基准点；

18、利用得到点距值dc，c表示信号图像中的像素点，rc、gc和bc分别为信号图像中像素点c的rgb通道值，rc、gc和bc分别为与像素点c对应的基准点的rgb通道值，λ1为比例系数；

19、根据rgb差值区间对点距值dc进行判断，当dc∈[0，cq×(1+e％)]时，将此目标点标记为公共点，反之，将此目标点标记为色差点，依次对信号图像中所有的像素点进行处理，从而将信号图像中的像素点分成公共点和色差点；

20、遍历信号图像中的色差点，将色差点所在的区域进行提取，并形成色差图像。

21、作为本发明的进一步方案，色差图像中的色差值的获取方法包括：

22、根据色差图像在原始荧光图像中的位置，提取基准图像与色差图像中相同位置的区域，并标记为标准区域；

23、遍历色差图像中的像素点，将色差图像与标准图像进行色差值计算，采用得到像素点的色差值，l1、c1和h1分别为色差图像中亮度、色度和色调，lb、cb和hb分别为标准图像中的亮度、色度和色调，θ为权重系数。

24、作为本发明的进一步方案，亮度曲线的获取方法包括：

25、将标准图像的亮度值作为x轴，色差图像中的亮度值作为y轴，设置平面坐标系，并分别将色差图像和标准图像中的亮度值在平面坐标系中进行标记，进而得到亮度曲线及其线性代数式la＝f(lba)，lba为标准图像中的亮度值，f(*)为函数表达式。

26、作为本发明的进一步方案，荧光赋色图像的获取方法包括：

27、根据亮度曲线的线性代数式，采用tl＝la′得到亮度曲线的特征关系式，tl为la一次求导后的结果；

28、选取任意一个像素点，提取此像素点的rgb中三个通道值，基于得到替换像素值(rt，gt，bt)，ri、gi、bi分别为色差图像中像素点i的rgb三个通道的值，tl为此像素点的亮度的特征值，k1、k2和k3分别为r、g、b的影响系数；

29、根据替换像素值(rt，gt，bt)对每个像素点进行替换，进而重新对色差图像中的像素点进行赋色，得到荧光赋色图像。

30、作为本发明的进一步方案，还包括内窥镜摄像系统中仅采用单颗cmos芯片对图像进行处理。

31、与现有的技术相比，本方法的优点在于：

32、本发明通过设置基准图像，将基准图像与原始荧光图像进行对比，分离出色差图像，然后对色差图像中的色差值和亮度曲线分别进行提取和计算，对色差图像中的像素进行赋色，并生成显示颜色，仅针对色差图像的部分做色彩转换处理，不会产生图像的融合、重叠偏差，也不影响图像的帧率和速率，一方面，提高了图像处理的准确性，另一方面提高了图像处理的速率和效率；

33、本发明通过采用单颗芯片处理，使图像中的尺寸与像素统一标准，降低图像在多个芯片处理时，由于芯片型号不同对图像中的尺寸和像素的标准不同而导致的图像误差。