本申请涉及图像处理,特别是涉及一种基于血红蛋白浓度的内窥镜图像处理装置方法及装置。
背景技术:
1、在医疗领域中,在对胃肠道表浅病变的治愈性切除时,通常采用黏膜下层剥离术(endoscopic submucosal dissection,esd)等手术。在该类手术中,医生一边确认比较粗的血管的位置,一边进行切开操作,以避免电刀等切开较粗血管而导致的重度出血。
2、目前在内窥镜图像处理领域中,凸显出血点的技术主要包括基于组织光谱特性的方法和深度学习的方法。基于组织光谱特性的方法需要在光源中集成多种波段的光谱发光器件,存在设备成本较高的问题。深度学习的方法需要大量的样本数据作为输入,并且需要配备强大的数据处理器,因此设备成本将显著增加且实现难度较大。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种基于血红蛋白浓度的内窥镜图像处理装置方法及装置,可降低凸显出血点的图像处理成本。
2、为实现上述目的,本申请提供了如下方案:
3、第一方面,本申请提供了一种基于血红蛋白浓度的内窥镜图像处理方法,包括:
4、采集三种不同中心波长的照明光照射目标区域得到的第一图像信号、第二图像信号和第三图像信号;所述第一图像信号、所述第二图像信号和所述第三图像信号均为通过内窥镜采集的图像信号;
5、采用光谱反演方法,根据所述第一图像信号、所述第二图像信号和所述第三图像信号计算得到目标区域图像的光谱信息;
6、基于目标波长对所述光谱信息进行滤波得到目标图像信号;
7、根据所述目标图像信号和所述第三图像信号计算得到血红蛋白浓度;
8、根据所述血红蛋白浓度计算得到血红蛋白g通道的增益系数和血红蛋白r通道的增益系数;
9、将所述第二图像信号作为输出图像的b通道,血红蛋白g通道的增益系数与所述目标图像信号相乘作为输出图像的g通道,血红蛋白r通道的增益系数与所述第三图像信号相乘作为输出图像的r通道。
10、可选地,三种不同中心波长分别为第一中心波长、第二中心波长和第三中心波长,所述第一中心波长的范围为,所述第二中心波长的范围为,所述第三中心波长的范围为,其中,为所述第一中心波长,为所述第二中心波长,为所述第三中心波长。
11、可选地,当所述第一中心波长为430nm,所述第二中心波长为540nm,所述第三中心波长为630nm时,所述目标波长为600nm。
12、可选地,根据所述目标图像信号和所述第三图像信号计算得到血红蛋白浓度的计算公式表示为:;
13、其中,为所述血红蛋白浓度,为所述第三图像信号,为所述目标图像信号。
14、可选地,根据所述血红蛋白浓度计算得到血红蛋白g通道的增益系数的计算公式为:;
15、其中,为所述血红蛋白g通道的增益系数,为第一常数,为第一转换函数,为所述血红蛋白浓度。
16、可选地,根据所述血红蛋白浓度计算得到血红蛋白r通道的增益系数的计算公式为:;
17、其中,为所述血红蛋白r通道的增益系数,为第二常数,为第二转换函数。
18、可选地,所述第一转换函数和所述第二转换函数均为指数函数、线性函数或者高斯函数。
19、可选地,三种不同中心波长的照明光的光源为led光源。
20、可选地,将所述第二图像信号作为输出图像的b通道,血红蛋白g通道的增益系数与所述目标图像信号相乘作为输出图像的g通道,血红蛋白r通道的增益系数与所述第三图像信号相乘作为输出图像的r通道之后,所述基于血红蛋白浓度的内窥镜图像处理方法还包括:
21、通过显示器实时显示所述输出图像。
22、第二方面,本申请提供了一种基于血红蛋白浓度的内窥镜图像处理装置,包括:
23、图像信号采集模块,用于采集三种不同中心波长的照明光照射目标区域得到的第一图像信号、第二图像信号和第三图像信号;
24、光谱信息确定模块,用于采用光谱反演方法,根据所述第一图像信号、所述第二图像信号和所述第三图像信号计算得到目标区域图像的光谱信息;
25、滤波模块,用于基于目标波长对所述光谱信息进行滤波得到目标图像信号;
26、血红蛋白浓度计算模块,用于根据所述目标图像信号和所述第三图像信号计算得到血红蛋白浓度;
27、增益系数计算模块,用于根据所述血红蛋白浓度计算得到血红蛋白g通道的增益系数和血红蛋白r通道的增益系数;
28、输出图像确定模块,用于将所述第二图像信号作为输出图像的b通道,血红蛋白g通道的增益系数与所述目标图像信号相乘作为输出图像的g通道,血红蛋白r通道的增益系数与所述第三图像信号相乘作为输出图像的r通道。
29、根据本申请提供的具体实施例,本申请公开了以下技术效果:
30、本申请提供了一种基于血红蛋白浓度的内窥镜图像处理装置方法及装置,根据血红蛋白浓度计算得到血红蛋白绿(g)通道的增益系数和血红蛋白红(r)通道的增益系数;将第二图像信号作为输出图像的蓝(b)通道,血红蛋白g通道的增益系数与目标图像信号相乘作为输出图像的g通道,血红蛋白r通道的增益系数与第三图像信号相乘作为输出图像的r通道,实现了通过血红蛋白增益提高r通道和g通道的差异,从而使出血点处变成更红的区域,血红蛋白浓度较高,出血点处的颜色对比度相比血液积存区域更高,从而能够区分出血点和血液积存区域,本申请照明光源设计简单,仅需要提供三种不同中心波长,从而使得光谱发光器件数量少,进而降低了凸显出血点颜色对比度的成本。
1.一种基于血红蛋白浓度的内窥镜图像处理方法,其特征在于,所述基于血红蛋白浓度的内窥镜图像处理方法包括:
2.根据权利要求1所述的基于血红蛋白浓度的内窥镜图像处理方法,其特征在于,三种不同中心波长分别为第一中心波长、第二中心波长和第三中心波长,所述第一中心波长的范围为,所述第二中心波长的范围为,所述第三中心波长的范围为,其中,为所述第一中心波长,为所述第二中心波长,为所述第三中心波长。
3.根据权利要求2所述的基于血红蛋白浓度的内窥镜图像处理方法,其特征在于,当所述第一中心波长为430nm,所述第二中心波长为540nm,所述第三中心波长为630nm时,所述目标波长为600nm。
4.根据权利要求1所述的基于血红蛋白浓度的内窥镜图像处理方法,其特征在于,根据所述目标图像信号和所述第三图像信号计算得到血红蛋白浓度的计算公式表示为:;
5.根据权利要求1所述的基于血红蛋白浓度的内窥镜图像处理方法,其特征在于,根据所述血红蛋白浓度计算得到血红蛋白g通道的增益系数的计算公式为:;
6.根据权利要求5所述的基于血红蛋白浓度的内窥镜图像处理方法,其特征在于,根据所述血红蛋白浓度计算得到血红蛋白r通道的增益系数的计算公式为:;
7.根据权利要求6所述的基于血红蛋白浓度的内窥镜图像处理方法,其特征在于,所述第一转换函数和所述第二转换函数均为指数函数、线性函数或者高斯函数。
8.根据权利要求1所述的基于血红蛋白浓度的内窥镜图像处理方法,其特征在于,三种不同中心波长的照明光的光源为led光源。
9.根据权利要求1所述的基于血红蛋白浓度的内窥镜图像处理方法,其特征在于,将所述第二图像信号作为输出图像的b通道,血红蛋白g通道的增益系数与所述目标图像信号相乘作为输出图像的g通道,血红蛋白r通道的增益系数与所述第三图像信号相乘作为输出图像的r通道之后,所述基于血红蛋白浓度的内窥镜图像处理方法还包括:
10.一种基于血红蛋白浓度的内窥镜图像处理装置,其特征在于,所述基于血红蛋白浓度的内窥镜图像处理装置包括: