一种静脉分布显示方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种静脉分布显示方法及装置，其中，所述方法包括：采集待检测部位的红外图像与可见光图像；对所述红外图像进行预处理，得到中间图像；求取所述中间图像的曲率极大值，并滤除噪声点，以得到特征点图像；基于血管延伸方向，对所述特征点图像中的血管特征点进行连接处理，得到血管分支图像；将所述血管分支图像中的血管分支连接成静脉网络，以构成人体血管的中心线，并去除所述中心线上的毛刺，得到处理后的中心线图像；确定所述中心线图像中的目标血管区域，并在所述可见光图像中与所述目标血管区域对应的部分填充血管颜色。本申请提供的技术方案，能够解决传统静脉显示系统所显示的图像丢失或不能完全恢复表皮原色的问题。

A method and device for displaying venous distribution

The invention discloses a method and a device, which shows the distribution of veins, the method includes: infrared image and visible light image acquisition part to be detected; the infrared image preprocessing, get the intermediate image; calculate the curvature of the intermediate image maxima, and noise point, in order to get the feature image; vascular direction based on vascular feature points of the feature points in the image link processing, get branch of the blood vessel image; connect the vascular branches vascular branches in the image into vein network, to form the center line of the blood vessel of the human body, and the center line of the burr removal, center line after determining the target image; vascular area of the center line in the image, and the corresponding to the target vessel area part of the visible light image color filling vessel. The technical scheme provided by the application can solve the problem of the loss of the image displayed by the traditional venous display system or the incomplete recovery of the original color of the epidermis.

【技术实现步骤摘要】
一种静脉分布显示方法及装置
本专利技术涉及图像处理
，具体涉及一种静脉分布显示方法及装置。
技术介绍
静脉分布使用红外成像的手段对皮下静脉血管进行增强显示。这种技术可以显著提高穿刺的成功率。而红外图像的显示效果类似灰度图，丢失了皮肤的真实色彩，因此要结合可见光图像的颜色信息与红外图像中的静脉分布相融合，以提高显示效果。这样就出现一个新的问题：常用的可见光与红外图像融合技术无法完全保留手部皮肤的颜色，且皮肤与血管的对比依然不够明显。因此，需要从红外图像中，把血管的位置、宽度信息提取出来，单独叠加在可见光图像上，以达到增强显示的目的。当前，提取红外图像上静脉血管的方法主要有三类。第一类方法是首先对原图像进行平滑滤波去除噪声，然后直接选取感兴趣区域进行阈值化处理。这一类方法对图像质量要求较高，或者需要给定感兴趣区域，否则全局阈值无法准确提取主要血管，还会受到因光照不均带来的噪声的干扰。一些改进的阈值化方法能够改善这一状况，然而仍然无法较好的滤去噪声。第二类方法采用血管模型匹配的方法。可以采用高斯匹配滤波器进行二次滤波得到细化血管骨架，这种方法无法确定血管宽度，噪声依然较多。此外，还有的现有技术首先采用非降采样小波变换法提取血管特征，再使用分段样条法进行匹配，该方法较高斯匹配滤波器为佳，然而需要事先估计血管在图像中的宽度。第三类是通过图像曲率来确定血管位置的方法：逐行计算图像的曲率，找到局部极大值来确定血管中心线位置，是一种较为稳定的提取方法。这一方法也多用于血管位置的初步提取，但仍旧需要细化来去除噪声。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术实施例提供了一种静脉分布显示方法及装置。所述技术方案如下：一方面，一种静脉分布显示方法，所述方法包括：采集待检测部位的红外图像与可见光图像；对所述红外图像进行预处理，以去除噪声并增强对比度，得到中间图像；求取所述中间图像的曲率极大值，并滤除噪声点，以得到包含所有血管特征点的特征点图像，其中，所述结果图像中包括每个血管特征点对应的血管延伸方向；基于所述血管延伸方向，对所述特征点图像中的血管特征点进行连接处理，得到血管分支图像；将所述血管分支图像中的血管分支连接成静脉网络，以构成人体血管的中心线，并去除所述中心线上的毛刺，得到处理后的中心线图像；确定所述中心线图像中的目标血管区域，并在所述可见光图像中与所述目标血管区域对应的部分填充血管颜色。进一步地，在采集待检测部位的红外图像与可见光图像之后，所述方法还包括：将所述红外图像和所述可见光图像进行配准，以使两幅图像的位置相对应。进一步地，对所述特征点图像中的血管特征点进行连接处理包括：首先连接相距只有一个像素的空缺的两个血管特征点，然后按照血管特征点对应的血管延伸方向连接间断的血管中心线，以将散开的血管特征点连成血管分支。进一步地，确定所述中心线图像中的目标血管区域包括：在血管中心线上血管特征点的延伸方向的两侧搜索曲率大于零的范围，并将搜索得到的范围宽度作为该处血管的宽度，并计算出血管的平均宽度；用所述平均宽度对所述中心线图像进行膨胀操作，得到目标血管区域。进一步地，所述中间图像按照下述方式确定：计算所述红外图像的大津阈值，并使用大津阈值提取出所述红外图像中人体皮肤的区域；按照下述公式对所述人体皮肤的区域进行对比度增强：其中，nom1(x，y)表示对比度增强后的人体皮肤的区域对应的像素值，I_ROI(x，y)表示对比度增强之前的人体皮肤的区域对应的像素值，min表示取最小值运算，max表示取最大值运算，(x，y)表示像素点的坐标；按照下述公式对所述对比度增强后的人体皮肤的区域对应的像素值进行滤波：F(x，y)＝nom1(x，y)*GaussianKernel(11，2.5)；其中，GaussianKernel为高斯核，F(x，y)为滤波后的像素值；按照下述公式对所述滤波后的像素值再次进行对比度增强操作：当F(x，y)＜mean，当F(x，y)＞mean，其中，mean为像素平均值，V为像素值的方差，Mset为预设的输出图像均值，Vset为预设的输出图像的方差，I1(x，y)表示再次进行对比度增强后的像素值；将所述再次进行对比度增强后的像素值构成的图像作为所述中间图像。进一步地，所述大津阈值按照下述方式确定：给出待分割图像的直方图，遍历计算得到一个阈值t，使得该阈值t两侧的类间方差最大，即：pixnum(I|I＞t)·(ave(I|I＞t)-ave(I))2+pixnum(I|I＜t)·(ave(I|I＜t)-ave(I))2取得最大值时，确定所述阈值t的值；其中，pixnum为灰度值在指定范围内的像素数，ave为像素平均值，I表示所述红外图像的像素值。进一步地，对所述特征点图像中的血管特征点进行连接处理包括：提取所述特征点图像中所有血管段，凡构成8-邻接关系的相连血管特征点算作一条点链；提取出所有的点链，对点链进行编号；其中，所述点链表征血管中心线；统计所有仅相隔一个像素的点链对；在最近处连接统计出的点链对，连接点的延伸方向为两侧的血管特征点延伸方向角度的平均值。进一步地，所述方法还包括：提取所述特征点图像中的所有点链并编号，找到点链的端点进行标记；从所述点链中找出像素长度大于8的长点链，并记下所述长点链编号；寻找每条长点链周边指定距离内的其他点链，并把寻找到的点链的编号附在该长点链编号之后。进一步地，按照下述方式确定处理后的中心线图像：取血管分支图像中最长的主点链，并寻找与所述主点链最临近的像素长度大于8的支点链；在主点链和支点链相隔最近处，取一个邻域作为ROI，分别取ROI内主点链的部分和支点链的部分进行直线拟合；判断主点链和支点链的位置关系：如果主点链的局部拟合直线与支点链本身相交，则顺着所述主点链的局部拟合直线延长主点链以与支点链相连，连接线上的血管特征点的延伸方向为连接线斜率的角度；如果支点链的局部拟合直线与主点链本身相交，则顺着所述支点链的局部拟合直线延长支点链以与主点链相连，连接线上的血管特征点的延伸方向为连接线斜率的角度。另一方面，一种静脉分布显示装置，所述装置包括：图像采集单元，用于采集待检测部位的红外图像与可见光图像；中间图像获取单元，用于对所述红外图像进行预处理，以去除噪声并增强对比度，得到中间图像；特征点图像获取单元，用于求取所述中间图像的曲率极大值，并滤除噪声点，以得到包含所有血管特征点的特征点图像，其中，所述结果图像中包括每个血管特征点对应的血管延伸方向；血管分支图像获取单元，用于基于所述血管延伸方向，对所述特征点图像中的血管特征点进行连接处理，得到血管分支图像；中心线图像获取单元，用于将所述血管分支图像中的血管分支连接成静脉网络，以构成人体血管的中心线，并去除所述中心线上的毛刺，得到处理后的中心线图像；血管颜色填充单元，用于确定所述中心线图像中的目标血管区域，并在所述可见光图像中与所述目标血管区域对应的部分填充血管颜色。本专利技术的有益效果至少包括：本专利技术在实现精确显示主要静脉分布的前提下，实现了非静脉区域的表皮完全保留了皮肤原色的目的，解决了传统静脉显示系统所显示的图像丢失或不能完全恢复表皮原色的问题。使医生在静脉穿刺或者其他诊疗过程中能够更加真实、有效地观测到静脉分布。附图说明为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静脉分布显示方法，其特征在于，所述方法包括：采集待检测部位的红外图像与可见光图像；对所述红外图像进行预处理，以去除噪声并增强对比度，得到中间图像；求取所述中间图像的曲率极大值，并滤除噪声点，以得到包含所有血管特征点的特征点图像，其中，所述结果图像中包括每个血管特征点对应的血管延伸方向；基于所述血管延伸方向，对所述特征点图像中的血管特征点进行连接处理，得到血管分支图像；将所述血管分支图像中的血管分支连接成静脉网络，以构成人体血管的中心线，并去除所述中心线上的毛刺，得到处理后的中心线图像；确定所述中心线图像中的目标血管区域，并在所述可见光图像中与所述目标血管区域对应的部分填充血管颜色。

【技术特征摘要】
1.一种静脉分布显示方法，其特征在于，所述方法包括：采集待检测部位的红外图像与可见光图像；对所述红外图像进行预处理，以去除噪声并增强对比度，得到中间图像；求取所述中间图像的曲率极大值，并滤除噪声点，以得到包含所有血管特征点的特征点图像，其中，所述结果图像中包括每个血管特征点对应的血管延伸方向；基于所述血管延伸方向，对所述特征点图像中的血管特征点进行连接处理，得到血管分支图像；将所述血管分支图像中的血管分支连接成静脉网络，以构成人体血管的中心线，并去除所述中心线上的毛刺，得到处理后的中心线图像；确定所述中心线图像中的目标血管区域，并在所述可见光图像中与所述目标血管区域对应的部分填充血管颜色。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在采集待检测部位的红外图像与可见光图像之后，所述方法还包括：将所述红外图像和所述可见光图像进行配准，以使两幅图像的位置相对应。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述特征点图像中的血管特征点进行连接处理包括：首先连接相距只有一个像素的空缺的两个血管特征点，然后按照血管特征点对应的血管延伸方向连接间断的血管中心线，以将散开的血管特征点连成血管分支。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述中心线图像中的目标血管区域包括：在血管中心线上血管特征点的延伸方向的两侧搜索曲率大于零的范围，并将搜索得到的范围宽度作为该处血管的宽度，并计算出血管的平均宽度；用所述平均宽度对所述中心线图像进行膨胀操作，得到目标血管区域。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中间图像按照下述方式确定：计算所述红外图像的大津阈值，并使用大津阈值提取出所述红外图像中人体皮肤的区域；按照下述公式对所述人体皮肤的区域进行对比度增强：其中，nom1(x，y)表示对比度增强后的人体皮肤的区域对应的像素值，I_ROI(x，y)表示对比度增强之前的人体皮肤的区域对应的像素值，min表示取最小值运算，max表示取最大值运算，(x，y)表示像素点的坐标；按照下述公式对所述对比度增强后的人体皮肤的区域对应的像素值进行滤波：F(x，y)＝nom1(x，y)*GaussianKernel(11，2.5)；其中，GaussianKernel为高斯核，F(x，y)为滤波后的像素值；按照下述公式对所述滤波后的像素值再次进行对比度增强操作：当F(x，y)＜mean，当F(x，y)＞mean，其中，mean为像素平均值，V为像素值的方差，Mset为预设的输出图像均值，Vset为预设的输出图像的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：邸思，朱申予，金建，袁海，
申请(专利权)人：广州中国科学院先进技术研究所，深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44