一种超细软性电子内窥镜图像处理方法技术

一种超细软性电子内窥镜图像处理方法，包括以下操作步骤：A）、外置冷光源经过光纤导光至体内照射脏器粘膜表面；B）、CMOS镜头前端的微型光学镜头聚集粘膜反射的光并投射到CMOS图像传感器的感光面，经过控制器配置好的CMOS传感器获得图像数据；C）、图像数据经过AD转换模块的高精度编码转换芯片转换成串行模拟信号数据流；D）、编码后的图像数据传至图像反编码AD处理模块；E）、图像反编码AD处理模块对经过编码的模拟信号进行解码，输入实时图像处理系统进行处理；F）、通过视频编码器进行视频编码和格式转换并输出至显示器，显示清晰稳定的内窥镜图像。本发明专利技术实现了图像数据的长距离高保真传输；大幅提高了图像质量。

【技术实现步骤摘要】
一种超细软性电子内窥镜图像处理方法
本专利技术属于医用设备
，特别涉及一种超细软性电子内窥镜图像处理方法。
技术介绍
内窥镜的发展已超过200年历史，经历了硬性内窥镜、光纤内窥镜、电子内窥镜、胶囊内窥镜的发展阶段，众所周知超细直径内窥镜将在医疗微创/无创、工业精密无损检测、公检法系统的微细痕迹识别等领域有广阔的应用前景，我国“国家重点研发计划：基础材料技术提升与产业化重点专项2016年度项目申报指南”列入超细直径内窥镜的发展方向，今后十年将扮演重要角色。膀胱镜检查是泌尿科最基本的检查手段之一，以往都是用金属材质的硬性膀胱镜，管径比较粗，且不可弯曲。从尿道插入时对周围组织损伤比较大，尤其对于男性病人，尿道比较长（18～20cm），插入时还要经过两个生理弯曲及尿道外括约肌，尤其痛苦，检查时镜鞘因为摩擦尿道而产生疼痛和出血，部分病人会产生膀胱痉挛，使检查难以进行。由于不能弯曲，所以检查时有盲区，容易漏诊重要的病变。目前市场上大多数内窥镜采用的是大尺寸的CMOS芯片，处理方案是用DSP控制芯片做视频输出处理，在CMOS视频芯片噪音较小的时候，图像质量还可以；但当CMOS视频芯片很小的情况下，采用简单的DSP控制电路就没办法达到输出很好的图像质量，需要采用专用的图像处理芯片加上图像软件处理，才能达到比较好的效果。软性电子膀胱镜的出现解决了上述问题，目前国内外的软性电子膀胱镜的尺寸普遍在3mm以上，因此，小尺寸应用市场基本上被纤维镜所占据存在产品尺寸过大的技术缺陷；对于超小型传感器，从工艺设计考虑，像源距离非常小，因此产生的电干扰，导致输出的原始图像数据的固定图形噪声FPN(Fixedpatternnoise)、暗电流噪声、热噪声等非常大。图像噪声按其产生的原因可以分为：外部噪声，即指系统外部干扰以电磁波或经电源串进系统内部而引起的噪声。如电气设备，天体放电现象等引起的噪声；内部噪声：一般又可分为以下四种：1)由光和电的基本性质所引起的噪声。如电流的产生是由电子或空穴粒子的集合，定向运动所形成。因这些粒子运动的随机性而形成的散粒噪声；导体中自由电子的无规则热运动所形成的热噪声；根据光的粒子性，图像是由光量子所传输，而光量子密度随时间和空间变化所形成的光量子噪声等；2)电器的机械运动产生的噪声。如各种接头因抖动引起电流变化所产生的噪声；磁头、磁带等抖动或一起的抖动等；3)器材材料本身引起的噪声。如正片和负片的表面颗粒性和磁带磁盘表面缺陷所产生的噪声。随着材料科学的发展，这些噪声有望不断减少，但在目前来讲，还是不可避免的；4)系统内部设备电路所引起的噪声，如电源引入的交流噪声；偏转系统和箝位电路所引起的噪声等。如何提供一种超细镜头来充分使用人体自然孔腔来进行相关的诊治，如何降低CMOS固定噪音，大幅提高图像质量来得到高分辨率的图像，如何保证色彩的还原度使得图像放大而不会失真，成为急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的要解决上述技术问题。本专利技术的目的是这样实现的：一种超细软性电子内窥镜图像处理方法，包括图像处理芯片，所述的图像处理芯片由光学成像模块、AD转换模块、图像处理转换模块以及图像格式转换模块组成，光学成像模块为CMOS镜头，图像处理转换模块为图像反编码AD处理模块，图像格式转换模块为实时图像处理系统；包括以下操作步骤：A）、外置冷光源经过光纤导光至体内照射脏器粘膜表面；B）、CMOS镜头前端的微型光学镜头聚集粘膜反射的光并投射到CMOS图像传感器的感光面，经过控制器配置好的CMOS传感器获得图像数据；C）、图像数据经过AD转换模块的高精度编码转换芯片转换成串行模拟信号数据流；D）、编码后的图像数据经1根数据线，1根时钟信号线传至图像反编码AD处理模块；E）、图像反编码AD处理模块对经过编码的模拟信号进行解码，恢复成10位并行数字图像信号、同步信号和时钟信号，并输入实时图像处理系统进行处理；其中图像处理模块的主要工作有：①接受专用解码芯片处理好的400×400像素的Bayerraw格式的视频信号；②对图像进行去噪处理，包括固定噪音、热电噪、动态噪音、去高光、做自动曝光处理、白平衡调整颜色、调整图像的锐度、对比度、调整镜头畸变、暗角、去除坏点；③输出图像标准格式；F）、通过视频编码器进行视频编码和格式转换并输出至显示器，显示清晰稳定的内窥镜图像。所述的步骤B）中，经过控制器配置好的CMOS传感器获得图像数据是经过编码的模拟信号，控制信号和数据信号是混合编码，减少了CMOS的信号线，降低了后端穿线尺寸和难度。所述的步骤E）中，图像反编码AD处理模块对经过编码的模拟信号进行解码时，采用的优化算法为FPN、黑电平、LSC、自动曝光、自动白平衡、2维降噪、3维降噪、gamma矫正中的任意一种或几种方法组合。所述的步骤F）中，通过视频编码器进行视频编码和格式转换后，处理的图像数据最后形成标准的图像数据格式，为RGB888格式、BT656、YUV422的数据格式中的任意一种；输出的方式为CVBS接口、HDMI接口、DP接口中的任意一种或几种方法组合。本专利技术工艺合理，采用软硬件结合的方式解决超细内窥镜CMOS芯片图像显示质量问题，实现了图像数据的长距离高保真传输；采用基于数字图像微处理器的开发平台对图像数据进行处理，实现了内窥镜图像的清晰显示，分辨率高，大幅提高了图像质量，保证了色彩的还原度使得图像放大而不会失真，客户的体验度好，推广应用具有良好的经济和社会效益。附图说明图1是本专利技术的工艺流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明，但不作为对本专利技术的限制：一种超细软性电子内窥镜图像处理方法，包括图像处理芯片，所述的图像处理芯片由光学成像模块、AD转换模块、图像处理转换模块以及图像格式转换模块组成，光学成像模块为CMOS镜头，图像处理转换模块为图像反编码AD处理模块，图像格式转换模块为实时图像处理系统；包括以下操作步骤：A）、外置冷光源经过光纤导光至体内照射脏器粘膜表面；B）、CMOS镜头前端的微型光学镜头聚集粘膜反射的光并投射到CMOS图像传感器的感光面，经过控制器配置好的CMOS传感器获得图像数据；C）、图像数据经过AD转换模块的高精度编码转换芯片转换成串行模拟信号数据流；D）、编码后的图像数据经1根数据线，1根时钟信号线传至图像反编码AD处理模块；E）、图像反编码AD处理模块对经过编码的模拟信号进行解码，恢复成10位并行数字图像信号、同步信号和时钟信号，并输入实时图像处理系统进行处理；其中图像处理模块的主要工作有：①接受专用解码芯片处理好的400×400像素的Bayerraw格式的视频信号；②对图像进行去噪处理，包括固定噪音、热电噪、动态噪音、去高光、做自动曝光处理、白平衡调整颜色、调整图像的锐度、对比度、调整镜头畸变、暗角、去除坏点；③输出图像标准格式；采用的CMOS图像传感器是超小型传感器，从工艺设计考虑，像源距离非常小，只有1.79um的距离，并解决了因此产生的电干扰；通过电路优化加多层卷积迭代相加平均的图像算法，对噪音进行特殊处理，取得了非常好的降噪效果，优于国内同行的处理方式；F）、通过视频编码器进行视频编码和格式转换并输出至显示器，显示清晰稳定的内窥镜图像；所述的步骤B）中，经过控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超细软性电子内窥镜图像处理方法，包括图像处理芯片，其特征在于：所述的图像处理芯片由光学成像模块、AD转换模块、图像处理转换模块以及图像格式转换模块组成，光学成像模块为CMOS镜头，图像处理转换模块为图像反编码AD处理模块，图像格式转换模块为实时图像处理系统；包括以下操作步骤：A）、外置冷光源经过光纤导光至体内照射脏器粘膜表面；B）、CMOS镜头前端的光学镜头聚集粘膜反射的光并投射到CMOS图像传感器的感光面，经过控制器配置好的CMOS传感器获得图像数据；C）、图像数据经过AD转换模块的高精度编码转换芯片转换成串行模拟信号数据流；D）、编码后的图像数据经1根数据线，1根时钟信号线传至图像反编码AD处理模块；E）、图像反编码AD处理模块对经过编码的模拟信号进行解码，恢复成10位并行数字图像信号、同步信号和时钟信号，并输入实时图像处理系统进行处理；其中图像处理模块的主要工作有：①接受专用解码芯片处理好的400×400像素的Bayer raw格式的视频信号；②对图像进行去噪处理，包括固定噪音、热电噪、动态噪音、去高光、做自动曝光处理、白平衡调整颜色、调整图像的锐度、对比度、调整镜头畸变、暗角、去除坏点；③输出图像标准格式；F）、通过视频编码器进行视频编码和格式转换并输出至显示器，显示清晰稳定的内窥镜图像。...

【技术特征摘要】
1.一种超细软性电子内窥镜图像处理方法，包括图像处理芯片，其特征在于：所述的图像处理芯片由光学成像模块、AD转换模块、图像处理转换模块以及图像格式转换模块组成，光学成像模块为CMOS镜头，图像处理转换模块为图像反编码AD处理模块，图像格式转换模块为实时图像处理系统；包括以下操作步骤：A）、外置冷光源经过光纤导光至体内照射脏器粘膜表面；B）、CMOS镜头前端的光学镜头聚集粘膜反射的光并投射到CMOS图像传感器的感光面，经过控制器配置好的CMOS传感器获得图像数据；C）、图像数据经过AD转换模块的高精度编码转换芯片转换成串行模拟信号数据流；D）、编码后的图像数据经1根数据线，1根时钟信号线传至图像反编码AD处理模块；E）、图像反编码AD处理模块对经过编码的模拟信号进行解码，恢复成10位并行数字图像信号、同步信号和时钟信号，并输入实时图像处理系统进行处理；其中图像处理模块的主要工作有：①接受专用解码芯片处理好的400×400像素的Bayerraw格式的视频信号；②对图像进行去噪处理，包括固定噪音、热电噪、动态噪音、去高光、做自动曝光处理、白平衡调整颜色、调整图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭剑，
申请(专利权)人：上海瑞烁信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31