一种多光谱光源融合成像系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多光谱光源融合成像系统，其特征在于：包括光源模块、控制处理模块、摄像模块，控制处理模块分别连接光源模块和摄像模块，光源模块通过导光束连接摄像模块，光源模块包括宽谱光源和窄带光源。仅需1帧照明光，即可获得较理想的宽光谱图像或窄带图像；仅2帧照明光，即可同时获得宽光谱图像及窄带图像；在超高分辨率、高刷新率条件下，实现窄带成像技术应用，使得被照明物体的整体和部分都能更清晰呈现，并被传感器获取，获得比人眼观察更清晰的图像。

【技术实现步骤摘要】
一种多光谱光源融合成像系统
本专利技术涉及一种多光谱光源融合成像系统。属于医用或工业内窥镜成像设备

技术介绍
在医疗领域，内窥成像以往通过对人体或动物活体组织分别照射R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)各颜色的光，得到与肉眼观察基本相同的图像。为了得到表层血管、中深层血管的高对比可视度的血管增强图像和可视化的血氧饱和度图像，通常做法是对活体组织给予不同波长的窄带光照射，以达到预期图像效果。例如授权公告号CN101505649B中公开了一种内窥镜装置及其信号处理方法，其通过旋转滤光器获取R、G、B图像，并通过软件算法提取出窄带R、G、B成像数据，实现窄带成像效果。例如授权公告号CN103654688B中公开的一种内窥镜系统及内窥镜图像取得方法，同样是通过旋转滤光器获取R、G、B图像，至少需要4帧数据完成图像处理。因此，在使用R、G、B单色摄像器件获取普通图像时，至少需要R、G、B共3帧份照明光合成1帧普通图像。为了同时获得1帧普通图像、血管增强图像、氧饱和度图像，至少需要4-8帧照明光。由于R、G、B光源是通过机械旋转方式获得，因此系统的光源为RGB三色合成，与理想光源相比频谱较为狭窄，成像质量降低。针对超高分辨率、高刷新率(4K2K@60fps)成像，传统方式很难满足此种大数据量的实时处理需求。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种多光谱光源融合成像系统。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种多光谱光源融合成像系统，其特征在于：包括光源模块、控制处理模块、摄像模块，控制处理模块分别连接光源模块和摄像模块，光源模块通过导光束连接摄像模块，光源模块包括宽谱光源和窄带光源。前述的一种多光谱光源融合成像系统，其特征在于：还包括显示器，显示器连接控制处理模块。前述的一种多光谱光源融合成像系统，其特征在于：光源模块还包括合光镜、光圈、第一物镜，宽谱光源和窄带光源连接合光镜，合光镜连接光圈，光圈连接第一物镜。前述的一种多光谱光源融合成像系统，其特征在于：控制处理模块包括控制单元、图像处理单元、储存模块、数据传输模块。前述的一种多光谱光源融合成像系统，其特征在于：摄像模块为可插入被检测物体、人体或动物腔内的细长部件。前述的一种多光谱光源融合成像系统，其特征在于：摄像模块设有模式开关，模式开关连接控制处理模块的控制单元。前述的一种多光谱光源融合成像系统，其特征在于：摄像模块还包括第二物镜、第三物镜、传感器，光源通过第二物镜输出照射被检测组织，被照射的检测组织透过第二物镜在传感器上形成高分辨率像素信号并输出至控制处理模块。本专利技术的有益之处在于：仅需1帧照明光，即可获得较理想的宽光谱图像或窄带图像；仅2帧照明光，即可同时获得宽光谱图像及窄带图像；在超高分辨率、高刷新率条件下，实现窄带成像技术应用，使得被照明物体的整体和部分都能更清晰呈现，并被传感器获取，获得比人眼观察更清晰的图像。附图说明图1是本专利技术一种多光谱光源融合成像系统结构示意图；图2是本专利技术一种多光谱光源融合成像系统结构具体的示意图；图3是本专利技术一种多光谱光源融合成像系统宽谱光源光谱示意图；图4是本专利技术一种多光谱光源融合成像系统窄带光源光谱示意图；图5是本专利技术一种多光谱光源融合成像系统合成光源光谱示意图；图6是本专利技术一种多光谱光源融合成像系统宽谱正常图像；图7是本专利技术一种多光谱光源融合成像系统窄带特殊图像；图8是本专利技术一种多光谱光源融合成像系统同时对比显示图像。图中标记的含义：1、多光谱光源融合成像系统，2、摄像模块，3、控制处理模块，4、光源模块，5、第二物镜，6、第三物镜，7、传感器，8、模式开关，9、导光束，10、数据输入，11、控制单元，12、储存模块，13、图像处理单元，14、数据输出，15、第一物镜，16、光圈，17、合光镜，18、宽谱光源，19、窄带光源，20、电源，21、显示器。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作具体的介绍。参照图1、图2所示，本专利技术一种多光谱光源融合成像系统1，包括光源模块4、控制处理模块3、摄像模块2，控制处理模块3分别连接光源模块4和摄像模块2，光源模块4通过导光束9连接摄像模块2，光源模块4包括宽谱光源18和窄带光源19。还包括电源20和显示器21，显示器21连接控制处理模块3。光源模块4还包括合光镜17、光圈16、第一物镜15，宽谱光源18和窄带光源19连接合光镜17，合光镜17连接光圈16，光圈16连接第一物镜15。控制处理模块3包括控制单元11、图像处理单元13、储存模块12、数据传输模块，数据传输模块包括数据输入10和数据输出14。摄像模块2设有模式开关8，模式开关8连接控制处理模块3的控制单元11。摄像模块2还包括第二物镜5、第三物镜6、传感器7，光源通过第二物镜5输出照射被检测组织，被照射的检测组织透过第三物镜6在传感器7上形成高分辨率像素信号并输出至控制处理模块3。摄像模块2为可插入被检测物体、人体或动物腔内的细长部件，对被光照物体、人体或动物组织摄像。模式开关8输出手动控制信号至控制处理模块3，使得控制处理模块3输出控制信号，并控制光源模块4输出不同模式的光源。光源通过导光束9接入摄像模块2，并通过第二物镜5输出照射被检测组织。被照射的检测组织透过第三物镜6在传感器7上形成高分辨率像素信号并输出至控制处理模块3。日常可见光波长范围是从380nm到780nm，在医疗器械、内窥镜光源也有这方面的明确指标要求。本光源模块4的光源由宽谱光源18和窄带光源19构成，受控于控制处理模块3实现快速切换，且输出光通量可分别调节，宽谱光源18选用接近太阳光谱的氙灯或宽谱合成光源，光谱如图3所示；窄带光源19选用多组窄带光源(可见光或非可见光)，光谱如图4所示。两组光源通过合光镜17合并成一组输出光通路，经过可调节光圈16，并通过第一物镜15和导光束9输出至摄像模块2。若宽谱光源18与窄带光源19同时受控输出，则输出光谱如图5所示。控制处理模块3可接收模式开关8的手动控制信号，通过内部控制单元11按实际需求输出控制信号，控制宽谱光源18、窄带光源19以及光圈16。控制处理模块3通过数据接收单元来接收图像传感器输出的高分辨率像素信号，并由图像处理单元13借助存储模块12进行图像融合处理，通过数据输出单元14输出比人眼直接观察更清晰的图像至显示器21。图像处理单元13主芯片选用高性能FPGA芯片，具有16组高达6.6Gbps的超高速率管脚，具有68.2Gbps图像数据存取带宽。本专利技术示例最大选用三片3840×2160分辨率图像传感器，并工作于60Hz图像刷新率，实际数据带宽约1.8Gbps，本系统设计足以满足数据传输和图像处理需求。当控制宽谱光源持续输出、窄带光源持续关闭时，系统只需1帧照明光即可完成图像采集和处理工作，显示普通宽谱光图像，如图6；当控制窄带光源持续输出、宽谱光源持续关闭时，系统也只需1帧照明光即可完成图像采集和处理工作，显示特殊窄带光谱图像，如图7；当控制窄带光源和宽谱光源连续开关时，图像进行同步采集，系统需1帧照明光实现宽谱图像采集并存储，第2帧照明光实现窄带光谱图像采集并存储，经过FPGA进行图像融合处理后，同时对比显示两种图像，如图8。本专利技术的优点如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多光谱光源融合成像系统，其特征在于：包括光源模块、控制处理模块、摄像模块，控制处理模块分别连接光源模块和摄像模块，光源模块通过导光束连接摄像模块，光源模块包括宽谱光源和窄带光源。

【技术特征摘要】
1.一种多光谱光源融合成像系统，其特征在于：包括光源模块、控制处理模块、摄像模块，控制处理模块分别连接光源模块和摄像模块，光源模块通过导光束连接摄像模块，光源模块包括宽谱光源和窄带光源。2.根据权利要求1所述的一种多光谱光源融合成像系统，其特征在于：还包括显示器，显示器连接控制处理模块。3.根据权利要求1所述的一种多光谱光源融合成像系统，其特征在于：光源模块还包括合光镜、光圈、第一物镜，宽谱光源和窄带光源连接合光镜，合光镜连接光圈，光圈连接第一物镜。4.根据权利要求1所述的一种多光谱光源融合成像系统，其特征在于：控制处...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪彦刚，
申请(专利权)人：南京图格医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32