用于医用内窥镜的图像处理方法及图像处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于医用内窥镜的图像处理方法，包括以下步骤：彩色图像的亮通道图像的计算步骤；彩色图像的黑像素值的计算步骤；彩色图像的滤波处理步骤：将所输入的彩色图像转换为灰度图像，然后采用边窗双边滤波核函数对所述亮通道图像进行滤波处理，获得传输透射图；滤波后的传输透射图的伽马处理步骤；彩色图像的增强处理步骤。本发明专利技术采用亮通道方法、边窗双边滤波器并结合retinex理论对内窥镜图像光照不均匀进行增强处理，能够实现图像整体亮度的统一，显示出图像暗处等更多的细节信息，有助于内窥镜的精确使用。本发明专利技术还公开了一种用于医用内窥镜的图像处理装置。

Image processing method and device for medical endoscope

【技术实现步骤摘要】
用于医用内窥镜的图像处理方法及图像处理装置
本专利技术涉及一种图像处理方法，具体涉及一种用于医用内窥镜的图像处理方法。本专利技术还涉及一种用于医用内窥镜的图像处理装置。
技术介绍
医用内窥镜采集图像一般是在弯曲的腔体中。由于采用自身直射光照，内窥镜容易在腔体的远景处和拐弯处出现光照不均匀的情况，导致内窥镜输出的图像亮暗不均匀，影响医生对内窥镜准确操作和对病变的诊断。因此，需要对内窥镜图像光照不均匀进行增强处理。目前对于非均匀光照图像的增强处理方法主要有直方图均衡处理算法、色调映射算法以及基于retinex理论算法等。直方图均衡处理算法容易引起图像的彩色失真，并且对噪声比较大的图像处理会出现不稳定的情况；色调映射算法容易使图像丢掉细节，而基于retinex理论算法对非均匀光照图像处理效果较好。Retinex算法主要是对传输透射图的估计及滤波器的设计或采用优化估计等方法。传输透射图多采用亮通滤波器、引导滤波器和最小二乘优化等方法，其中亮通滤波器受图像本身影响比较大，对于图像光照不均匀面积差异大的图像，容易在图像不均匀的边界区域造成图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于医用内窥镜的图像处理方法，其特征在于，包括以下步骤：/n彩色图像的亮通道图像的计算步骤，计算所输入的彩色图像的亮通道图像的像素值；/n彩色图像的黑像素值的计算步骤，根据所述亮通道图像的像素值计算所输入的彩色图像的像素均值作为黑像素值；/n彩色图像的滤波处理步骤：将所输入的彩色图像转换为灰度图像，然后采用边窗双边滤波核函数对所述亮通道图像进行滤波处理，获得传输透射图；/n滤波后的传输透射图的伽马处理步骤；对所述传输透射图进行伽马处理，得到伽马处理值；/n彩色图像的增强处理步骤：利用所述黑像素值和所述伽马处理值，对所述彩色图像进行光照不均匀增强处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于医用内窥镜的图像处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
彩色图像的亮通道图像的计算步骤，计算所输入的彩色图像的亮通道图像的像素值；
彩色图像的黑像素值的计算步骤，根据所述亮通道图像的像素值计算所输入的彩色图像的像素均值作为黑像素值；
彩色图像的滤波处理步骤：将所输入的彩色图像转换为灰度图像，然后采用边窗双边滤波核函数对所述亮通道图像进行滤波处理，获得传输透射图；
滤波后的传输透射图的伽马处理步骤；对所述传输透射图进行伽马处理，得到伽马处理值；
彩色图像的增强处理步骤：利用所述黑像素值和所述伽马处理值，对所述彩色图像进行光照不均匀增强处理。


2.根据权利要求1所述的用于医用内窥镜的图像处理方法，其特征在于，所述彩色图像的亮通道图像的像素值Ibright(x)的计算步骤采用以下公式：
Ibright(x)＝max(Ir(x),Ig(x),Ib(x))
其中，Ibright(x)为所输入的彩色图像I(x)的亮通道图像的像素值；
Ir(x)为红色通道图像的像素值；
Ig(x)为绿色通道图像的像素值；
Ib(x)为蓝色通道图像的像素值。


3.根据权利要求1所述的用于医用内窥镜的图像处理方法，其特征在于，所述彩色图像的黑像素值的计算步骤包括：
步骤2.1，统计亮通道图像中各像素值Ibright(x)在[Ibright_min,Ibright_min+T]范围内位置的索引index(x)：
index(x)＝argcmp(Ibright_min≤Ibright(x)≤Ibright_min+T)
其中，T为灰度范围的阈值；
Ibright_min＝min(Ibright(x))；
步骤2.2，计算所输入的彩色图像I(x)在索引index(x)处的像素均值作为黑像素值Iblack：
Iblack＝mean(I(index(x)))
其中，Iblack包括r、g、b通道三个值。


4.根据权利要求1所述的用于医用内窥镜的图像处理方法，其特征在于，所述彩色图像的滤波处理步骤采用以下公式：



其中，IS为在S的八个方向核函数作用下的灰度值；
S＝{L，R，U，D，NW，NE，SW，SE}；
Ωi为以像素i为中心的领域；
NS为不同方向核函数的归一化参数；
Ibright(Ωi)为所输入的彩色图像I(x)中Ωi领域的亮通道图像的像素值；



其中，Ni为核函数的归一化参数；
xj为像素j处的位置信息；
xi为像素i处的位置信息；
Ij为像素j处灰度图像Igray(x)的灰度值；
Ii为像素i处灰度图像Igray(x)的灰度值；

为输入参数；
则传输透射图值Isbf(xi)为：
Isbf(xi)＝IS(argmin(abs(IS(Ωi)-Ibright(xi))))
其中，Ibright(xi)为所输入的彩色图像I(x)中xi处的亮通道图像的像素值。


5.根据权利要求1所述的用于医用内窥镜的图像处理方法，其特征在于，所述彩色图像的滤波处理步骤包括以下步骤；
步骤3.1，根据以下公式计算所输入的彩色图像I(x)的灰度图像Igray(x)：
Igray(x)＝rgb2gray(I(x))
其中，I(x)代表所输入的彩色图像，其包括红色R、绿色G、蓝色B三个通道的分量；
rgb2gray()为将彩色图像转换成灰度图像的函数；
步骤3.2，采用边窗双边滤波器进行滤波处理；
滤波器的核函数Ksbf为：



其中，S＝{L，R，U，D，NW，NE，SW，SE}；
Ns为不同方向核函数的归一化参数；
Kbf为双边滤波器的核函数：



其中，Ni为核函数的归一化参数；
xj为像素j处的位置信息；
xi为像素i处的位置信息；
Ij为像素j处灰度图像Igray(x)的灰度值；
Ii为像素i处灰度图像Igray(x)的灰度值；

为输入参数；
则八方向滤波结果为：



其中，Is为在S的八个方向核函数作用下的灰度值；
Ωi为以像素i为中心的领域；
NS为不同方向核函数的归一化参数；
Ibright(Ωi)为所输入的彩色图像I(x)中Ωi领域的亮通道图像的像素值；
则边窗双边滤波器的输出结果为：
Isbf(xi)＝IS(argmin(abs(IS(Ωi)-Ibright(xi))))
其中，Isbf(xi)为传输透射图值；
Ibright(xi)为所输入的彩色图像I(x)中xi处的亮通道图像的像素值。


6.根据权利要求1所述的用于医用内窥镜的图像处理方法，其特征在于，所述滤波后的传输透射图的伽马处理步骤采用以下公式：

【专利技术属性】
技术研发人员：孙明杰，朱晓华，刘海军，金付龙，
申请(专利权)人：上海成运医疗器械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31