医用彩色电子内窥镜图像坏点检测装置制造方法及图纸

一种医用彩色电子内窥镜图像坏点检测装置，包括图像采集单元、RGB分解单元、二值化预判单元、显示与输入单元和坏点裁决单元；图像采集单元与RGB分解单元相连，采集被测电子内窥镜的输出图像并传输至RGB分解单元；RGB分解单元分别与图像采集单元和二值化预判单元相连，将图像采集单元采集到的原始图像分解为R、G和B三个分量图像，并传输至二值化预判单元；显示与输入单元，分别与二值化预判单元和坏点裁决单元相连；二值化预判单元分别与RGB分解单元、显示与输入单元和坏点裁决单元相连；坏点裁决单元分别与二值化预判单元和显示与输入单元相连，进行坏点判定。该装置便于在使用环节的各个领域进行坏点检测，不仅兼顾了识别效率，还有效地减少了误判。

【技术实现步骤摘要】
医用彩色电子内窥镜图像坏点检测装置
本专利技术涉及一种用于检测医用彩色电子内窥镜图像坏点的装置，属于电子内窥镜图像坏点检测

技术介绍
医用电子内窥镜是一种重要的医学诊疗设备。图像坏点是影响电子内窥镜图像质量的重要因素，是评价电子内窥镜性能的核心指标，在很大程度上影响着诊疗效果，关乎病人安全。彩色电子内窥镜是近年来发展较快、使用较广泛的一种医用内窥镜。彩色电子内窥镜属于高档医疗设备，价格较为昂贵，设备精密易损。使用者及医疗机构通常特别关注彩色电子内窥镜图像坏点的情况。在使用过程中，随着使用时间增长，内窥镜易产生若干坏点，使用者希望在日常维护和质控工作中对这些图像坏点进行检测以掌握内窥镜的质量情况，从而判断其性能是否仍能满足临床使用要求以及是否需要维修。在彩色电子内窥镜购置验收或在内窥镜维修(特别是委托外单位进行的维修)后验收等情况下，也需要对内窥镜的坏点进行检测。由此可见，在使用环节中，彩色电子内窥镜的图像坏点检测具有重要意义。然而，在使用环节中进行坏点检测，不同于在研发、生产、组装过程中的坏点检测，有其独特的技术难点。在使用环节进行坏点检测，一般不能对被测内窥镜进行拆卸，因此无法获得其图像传感器直接输出的原始信号，这使得现有技术中许多专门针对图像传感器原始信号的坏点检测技术无法得以应用。通过被测内窥镜的图像输出接口，可以获得其图像信号。但如此获得的图像已被内窥镜实施了预处理。这种预处理通常主要是彩色插值，有时也包括颜色校正。彩色插值是彩色成像设备为了获取彩色图像所必不可少的过程，这是由彩色图像传感器的成像原理所决定的。彩色图像传感器是在黑白图像传感器的基础上加装一层彩色滤波阵列(CFA)而实现的。该彩色滤波阵列多采用Bayer阵列。由于CFA的作用，彩色图像传感器的单个感光单元只能接收R、G、B三色中的某一种颜色的信号。因此，由彩色图像传感器得到的原始信号必须经过彩色插值才能获得完整的彩色图像。为了得到更好的色彩效果，彩色图像有时还需要经过颜色校正处理。彩色插值和颜色校正都会使坏点与其周围正常点的差异减小，从而使坏点识别难度加大。另外，坏点检测方法或装置的现有技术的核心思想都是针对灰度图像(或称黑白图像)的，用于彩色成像设备的坏点检测需要先将彩色图像进行灰度化，然后再使用灰度图像坏点识别方法来进行检测。彩色图像的灰度化也使得图像中的坏点与其周围正常点的差异减小，进一步增加了坏点检测的难度，易出现漏判的情况。综上所述，在医用彩色电子内窥镜使用环节中对其图像坏点进行检测，只能使用电子内窥镜输出的经过处理的彩色图像来进行坏点识别与检测，而彩色插值、颜色校正、灰度化等处理过程使图像坏点与周围正常点的差异大大减小，使得现有技术无法适用或坏点识别率大大降低。因此，需要提出一种专门用于医用彩色电子内窥镜图像坏点检测的装置。
技术实现思路
针对现有医用彩色电子内窥镜图像坏点检测技术存在的不足，本专利技术提出一种医用彩色电子内窥镜图像坏点检测装置。该装置能够适用于医用彩色电子内窥镜使用环节中对其图像坏点进行检测，坏点识别率高。本专利技术的医用彩色电子内窥镜图像坏点检测装置，包括图像采集单元、RGB分解单元、二值化预判单元、显示与输入单元和坏点裁决单元：(1)图像采集单元，与RGB分解单元相连，用于采集被测医用彩色电子内窥镜的输出图像并传输至RGB分解单元；被测医用彩色电子内窥镜的输出图像包括均匀高亮图像和均匀黑暗图像；(2)RGB分解单元，分别与图像采集单元和二值化预判单元相连，用于将图像采集单元采集到的原始图像分解为R、G和B三个分量图像，并将分量图像和原始图像传输至二值化预判单元；(3)显示与输入单元，分别与二值化预判单元和坏点裁决单元相连，向二值化预判单元发送输入的指令，该单元具有显示功能、输入功能和像素级别的图像放缩功能；(4)二值化预判单元，分别与RGB分解单元、显示与输入单元和坏点裁决单元相连，自动判定来自RGB分解单元的各分量图像的二值化阈值，使用自动判定的二值化阈值或者后续过程中显示与输入单元所给定的二值化阈值对各分量图像进行二值化，并将二值化后的图像传输至显示与输入单元，在接收到来自显示与输入单元的阈值确认信号后，将各分量图像最新的二值化阈值确定为坏点识别阈值，然后将坏点识别阈值、原始图像和分量图像传输至坏点裁决单元；二值化预判单元中自动判定来自RGB分解单元的各分量图像的二值化阈值的过程是：对于R、G和B三个分量图像中的某一分量图像，搜索该分量图像灰度的最小值h1和最大值h2，并计算该分量图像的动态范围d＝h2-h1，如果d>D×a，二值化预判单元将二值化阈值判定为h1+d×b；如果d≤D×a，对于均匀黑暗图像，则将二值化阈值判定为h2+D，对于均匀高亮图像，则将二值化阈值判定为h1-D；其中，a和b均为大于0且小于1的系数，D为被测医用彩色电子内窥镜所拍摄图像的最大动态范围，D＝2n，n为被测医用彩色电子内窥镜中图像传感器的A/D转换位数(可从内窥镜的技术参数表查找)。(5)坏点裁决单元，分别与二值化预判单元和显示与输入单元相连，按照以下判定规则对原始图像中的每个像素点依次进行坏点判定，并将判定结果发送至显示与输入单元进行显示：对于均匀黑暗图像，若R[(x,y)]>ThR且G[(x,y)]≤ThG且B[(x,y)]≤ThB，则像素点(x，y)判定为图像坏点；若B[(x,y)]>ThB且G[(x,y)]≤ThG且R[(x,y)]≤ThR，则像素点(x，y)判定为图像坏点；若G[(x,y)]>ThG且R[(x,y)]>ThR且B[(x,y)]>ThB，则像素点(x，y)判定为图像坏点；其余情况下，像素点(x，y)判定为正常点；对于均匀高亮图像，若R[(x,y)]≤ThR且G[(x,y)]>ThG且B[(x,y)]>ThB，则像素点(x，y)判定为图像坏点；若B[(x,y)]≤ThB且G[(x,y)]>ThG且R[(x,y)]>ThR，则像素点(x，y)判定为图像坏点；若G[(x,y)]≤ThG且R[(x,y)]≤ThR且B[(x,y)]≤ThB，则像素点(x，y)判定为图像坏点；其余情况下，像素点(x，y)判定为正常点；其中，R[(x,y)]、G[(x,y)]、B[(x,y)]分别表示像素点(x，y)在R、G和B三个分量图像中的灰度值，ThR、ThG和ThB分别表示R、G和B三个分量图像的坏点识别阈值。RGB分解单元、二值化预判单元和坏点裁决单元采用同领域技术人员公知的现有技术。上述装置使用时，通过数据线将本装置的图像采集单元与被测医用彩色电子内窥镜的图像输出接口相连接，使图像采集单元可以采集被测电子内窥镜的输出图像。根据本装置检测彩色图像坏点的原理，须使用被测电子内窥镜拍摄两种特定图像，即：均匀高亮图像和均匀黑暗图像。上述两种特定图像可使用现有技术进行拍摄，例如，要拍摄均匀黑暗图像，可将环境光源和被测电子内窥镜光源关闭，使用不透光的黑布或保护盖等遮挡物将被测电子内窥镜末端完全遮蔽来进行拍摄；要拍摄均匀高亮图像，可将环境光源和被测电子内窥镜光源打开，将被测电子内窥镜末端目镜对准一块白板进行拍摄。也可使用其它可获得均匀黑暗图像或均匀高亮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种医用彩色电子内窥镜图像坏点检测装置，其特征是，包括图像采集单元、RGB分解单元、二值化预判单元、显示与输入单元和坏点裁决单元：(1)图像采集单元，与RGB分解单元相连，用于采集被测医用彩色电子内窥镜的输出图像并传输至RGB分解单元；被测医用彩色电子内窥镜的输出图像包括均匀高亮图像和均匀黑暗图像；(2)RGB分解单元，分别与图像采集单元和二值化预判单元相连，用于将图像采集单元采集到的原始图像分解为R、G和B三个分量图像，并将分量图像和原始图像传输至二值化预判单元；(3)显示与输入单元，分别与二值化预判单元和坏点裁决单元相连，向二值化预判单元发送输入的指令，该单元具有显示功能、输入功能和像素级别的图像放缩功能；(4)二值化预判单元，分别与RGB分解单元、显示与输入单元和坏点裁决单元相连，自动判定来自RGB分解单元的各分量图像的二值化阈值，使用自动判定的二值化阈值或者后续过程中显示与输入单元所给定的二值化阈值对各分量图像进行二值化，并将二值化后的图像传输至显示与输入单元，在接收到来自显示与输入单元的阈值确认信号后，将各分量图像最新的二值化阈值确定为坏点识别阈值，然后将坏点识别阈值、原始图像和分量图像传输至坏点裁决单元；(5)坏点裁决单元，分别与二值化预判单元和显示与输入单元相连，按照以下判定规则对原始图像中的每个像素点依次进行坏点判定，并将判定结果发送至显示与输入单元进行显示：对于均匀黑暗图像，若R[(x,y)]>ThR且G[(x,y)]≤ThG且B[(x,y)]≤ThB，则像素点(x，y)判定为图像坏点；若B[(x,y)]>ThB且G[(x,y)]≤ThG且R[(x,y)]≤ThR，则像素点(x，y)判定为图像坏点；若G[(x,y)]>ThG且R[(x,y)]>ThR且B[(x,y)]>ThB，则像素点(x，y)判定为图像坏点；其余情况下，像素点(x，y)判定为正常点；对于均匀高亮图像，若R[(x,y)]≤ThR且G[(x,y)]>ThG且B[(x,y)]>ThB，则像素点(x，y)判定为图像坏点；若B[(x,y)]≤ThB且G[(x,y)]>ThG且R[(x,y)]>ThR，则像素点(x，y)判定为图像坏点；若G[(x,y)]≤ThG且R[(x,y)]≤ThR且B[(x,y)]≤ThB，则像素点(x，y)判定为图像坏点；其余情况下，像素点(x，y)判定为正常点；其中，R[(x,y)]、G[(x,y)]、B[(x,y)]分别表示像素点(x，y)在R、G和B三个分量图像中的灰度值，ThR、ThG和ThB分别表示R、G和B三个分量图像的坏点识别阈值。...

【技术特征摘要】
1.一种医用彩色电子内窥镜图像坏点检测装置，其特征是，包括图像采集单元、RGB分解单元、二值化预判单元、显示与输入单元和坏点裁决单元：(1)图像采集单元，与RGB分解单元相连，用于采集被测医用彩色电子内窥镜的输出图像并传输至RGB分解单元；被测医用彩色电子内窥镜的输出图像包括均匀高亮图像和均匀黑暗图像；(2)RGB分解单元，分别与图像采集单元和二值化预判单元相连，用于将图像采集单元采集到的原始图像分解为R、G和B三个分量图像，并将分量图像和原始图像传输至二值化预判单元；(3)显示与输入单元，分别与二值化预判单元和坏点裁决单元相连，向二值化预判单元发送输入的指令，该单元具有显示功能、输入功能和像素级别的图像放缩功能；(4)二值化预判单元，分别与RGB分解单元、显示与输入单元和坏点裁决单元相连，自动判定来自RGB分解单元的各分量图像的二值化阈值，使用自动判定的二值化阈值或者后续过程中显示与输入单元所给定的二值化阈值对各分量图像进行二值化，并将二值化后的图像传输至显示与输入单元，在接收到来自显示与输入单元的阈值确认信号后，将各分量图像最新的二值化阈值确定为坏点识别阈值，然后将坏点识别阈值、原始图像和分量图像传输至坏点裁决单元；(5)坏点裁决单元，分别与二值化预判单元和显示与输入单元相连，按照以下判定规则对原始图像中的每个像素点依次进行坏点判定，并将判定结果发送至显示与输入单元进行显示：对于均匀黑暗图像，若R[(x,y)]>ThR且G[(x,y)]≤ThG且B[(x,y)]≤ThB，则像素点(x，y)判定为图像坏点；若B[(x,y)]>ThB且G[(x,y)]≤ThG且R[(x,y)]≤ThR，则像素...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙欣，王向东，陶豹，任宏伟，秦霄雯，崔涛，闫欣，
申请(专利权)人：山东省计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：山东;37