一种纤芯匹配方法及相关设备与流程

本说明书涉及医疗器材领域，更具体地说，本技术涉及一种纤芯匹配方法及相关设备。

背景技术：

1、显微内窥镜是一种可以借助胃镜、结肠镜等通道伸入人体，获取局部组织学图像来实现微小病灶、胃肠道病变及早期胃肠道癌变的精准诊断的医疗设备。显微内窥镜的扫描控制模块中有两个重要部件：谐振镜和检流计振镜。谐振镜的作用是使得光线沿水平方向快速扫描，因此也称为x振镜，检流计振镜的作用是使得光线沿竖直方向扫描因此也称为y振镜，两者配合以获得二维平面的图像。

2、谐振镜和检流计振镜包含精密的电子元器件，这些电子元器件的特性会随着工作环境温度的变化而变化。成像过程中，每一幅图像都依据预先确定的纤芯位置提取每根光纤的亮度信息，振镜特性的变化导致成像过程中纤芯位置变化，进而导致不能提取到光纤的准确亮度信息，致使图像质量劣化。而在振镜进行位置跟踪的过程中，纤芯匹配精度直接影响其效果。

技术实现思路

1、在技术实现要素：部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本技术的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

2、第一方面，本技术提出一种纤芯匹配方法，上述方法包括：

3、根据当前时刻纤芯匹配点集生成当前纤芯位置图；

4、根据历史时刻纤芯匹配点集生成历史纤芯位置图；

5、根据上述当前纤芯位置图和上述历史纤芯位置图确定纤芯位置重合度；

6、根据上述纤芯位置重合度进行降序排序，以筛选出前k个位置作为候选列位置；

7、根据每一个上述候选列位置、上述当前时刻纤芯匹配点集和上述历史时刻纤芯匹配点集进行匹配操作和匹配结果评价操作，并选取匹配代价最小的匹配结果进行纤芯匹配。

8、在一种可行的实施方式中，上述根据上述当前纤芯位置图和上述历史纤芯位置图确定纤芯位置重合度，包括：

9、根据上述当前纤芯位置图和上述历史纤芯位置图计算每行偏移量；

10、根据上述当前纤芯位置图和上述历史纤芯位置图生成列位置序列；

11、根据上述每行偏移量、上述列位置序列、上述当前纤芯位置图和上述历史纤芯位置图确定纤芯位置重合度。

12、在一种可行的实施方式中，上述根据上述当前纤芯位置图和上述历史纤芯位置图计算每行偏移量，包括：

13、获取上述当前纤芯位置图的第一顶部位置和第一底部位置；

14、获取上述历史纤芯位置图的第二顶部位置和第二底部位置；

15、根据上述第一顶部位置和上述第二顶部位置计算顶部偏移量；

16、根据上述第一底部位置和上述第二底部位置计算底部偏移量；

17、根据上述第一顶部位置、上述第一底部位置、上述顶部偏移量和上述底部偏移量计算上述每行偏移量。

18、在一种可行的实施方式中，上述根据上述每行偏移量、上述列位置序列、上述当前纤芯位置图和上述历史纤芯位置图确定纤芯位置重合度，包括：

19、初始化重合点计数器，其中，重合点计数器用于记录当前纤芯位置图中第一重合点数量和历史纤芯位置图中第二重合点数量；

20、根据上述列位置序列的指定列和扩展列数确定列统计范围；

21、根据所有行和上述列统计范围确定第一搜索范围；

22、根据所有行、上述列统计范围和上述每行偏移量确定第二搜索范围；

23、在上述第一搜索范围内统计上述当前纤芯位置图对应的上述第一重合点数量；

24、在上述第二搜索范围内统计上述历史纤芯位置图对应的上述第二重合点数量；

25、基于上述第一重合点数量和上述第二重合点数量确定上述纤芯位置重合度。

26、在一种可行的实施方式中，上述根据每一个上述候选列位置、上述当前时刻纤芯匹配点集和上述历史时刻纤芯匹配点集进行匹配操作和匹配结果评价操作，并选取匹配代价最小的匹配结果进行纤芯匹配，包括：

27、根据每一个上述候选列位置、上述当前时刻纤芯匹配点集和上述历史时刻纤芯匹配点集进行匹配操作，以获取匹配结果；

28、对上述匹配结果进行匹配结果评价操作，并选取匹配代价最小的匹配结果进行纤芯匹配。

29、在一种可行的实施方式中，上述根据每一个上述候选列位置、上述当前时刻纤芯匹配点集和上述历史时刻纤芯匹配点集进行匹配操作，以获取匹配结果，包括：

30、根据上述当前时刻纤芯匹配点集生成上述当前纤芯位置图；

31、获取上述纤芯位置图对应的第一顶部位置和第一底部位置；

32、根据每一个上述候选列位置、上述第一顶部位置和上述第一底部位置确定上述当前时刻纤芯匹配点集的匹配顺序；

33、基于上述匹配顺序针对每个待匹配点，在上述当前纤芯位置图中搜索上述待匹配点的目标邻域内已匹配的纤芯位置点，并计算上述已匹配的纤芯位置点相对于它们在历史纤芯位置图的平均行偏移和平均列偏移；

34、将上述待匹配点加上上述平均行偏移和上述平均列偏移，获取预测坐标；

35、在上述历史纤芯位置图的预测坐标为中心的目标邻域内搜索点位信息；

36、在上述点位信息为空的情况下，匹配失败；和/或，在存在多个上述点位信息的情况下，将与偏移量最小的点作为匹配点；

37、直至上述当前时刻纤芯匹配点集全部完成匹配或上述点位信息为空的情况下完成匹配，并获取匹配结果。

38、在一种可行的实施方式中，上述对上述匹配结果进行匹配结果评价操作，并选取匹配代价最小的匹配结果进行纤芯匹配，包括：

39、根据匹配结果统计当前时刻纤芯匹配点集中未匹配点占比和平均位移梯度；

40、根据第一权重系数、第二权重系数、上述未匹配点占比和上述平均位移梯度计算上述匹配代价；

41、选取上述匹配代价最小的匹配结果进行纤芯匹配。

42、在一种可行的实施方式中，上述方法还包括：

43、当前时刻纤芯匹配点集的目标邻域内确定匹配点；

44、计算上述匹配点在历史时刻纤芯匹配点集的行位移和列位移；

45、计算上述目标邻域内计算匹配点与指定点间的两点距离，并将上述两点距离取反值作为加权权重；

46、根据上述加权权重、上述行位移、上述列位移计算四个参考方向上的梯度平均值，作为邻域内位移梯度，其中，上述参考方向包括上下方向、左右方向、左上右下方向和左下右上方向。

47、第二方面，一种电子设备，包括：存储器、处理器以及存储在上述存储器中并可在上述处理器上运行的计算机程序，上述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如上述的第一方面任一项的纤芯匹配方法的步骤。

48、第三方面，本技术还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现第一方面任一项的纤芯匹配方法。

49、综上，本技术实施例的纤芯匹配方法包括：根据当前时刻纤芯匹配点集生成当前纤芯位置图；根据历史时刻纤芯匹配点集生成历史纤芯位置图；根据上述当前纤芯位置图和上述历史纤芯位置图确定纤芯位置重合度；根据上述纤芯位置重合度进行降序排序，以筛选出前k个位置作为候选列位置；根据每一个上述候选列位置、上述当前时刻纤芯匹配点集和上述历史时刻纤芯匹配点集进行匹配操作和匹配结果评价操作，并选取匹配代价最小的匹配结果进行纤芯匹配。本技术实施例提出的纤芯匹配方法，通过降序排序和筛选出重合度最高的前k个位置作为候选列位置，然后选择匹配代价最小的匹配结果进行纤芯匹配。这种方法优化了匹配过程，减少了计算复杂度和时间消耗，使得纤芯匹配过程更加高效和准确。由于能够有效补偿由振镜性能变化引起的纤芯位置偏移，本技术增强了系统的稳定性和可靠性。即使在振镜因温度变化而性能波动的情况下，也能确保持续提供准确的纤芯位置信息，避免了因位置误差导致的成像错误。本技术提出的方法不仅提高了成像过程中的纤芯匹配精度和图像质量，还通过优化匹配流程降低了操作复杂度，提高了整个系统的稳定性和效率。

50、本技术提出的纤芯匹配方法，本技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。