一种内窥镜分辨力识别方法技术

本发明专利技术公开了一种内窥镜分辨力识别方法，涉及内窥镜设备技术领域，针对分辨力图像中各级菱形图案清晰度不一的情况，为了避免过度分割或错误分割，提出了基于先验知识的内窥镜分辨力图像分割算法。利用分辨力板标准中的先验知识，先对原灰度图进行腐蚀操作，消去菱形图案之间的连通性，再对处理后的图像进行循环二值化和轮廓检测操作。当满足条件的轮廓数量达到设定的先验值时，得到二值化效果良好的图像，同时再进行感兴趣区域提取，得到了单独的菱形图案图像。该算法在内窥镜的分辨力图像中，实现了较为准确的菱形图案的提取，提高了检测结果的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种内窥镜分辨力识别方法
本专利技术涉及内窥镜设备
，特别涉及一种内窥镜分辨力识别方法。
技术介绍
医用硬管内窥镜，是一种医用光学观察仪器，它可以插入人体内部直接进行观察、诊断和治疗。它通过人体的自然腔道或手术切口导入人体内，可检查口腔、鼻腔、食道、气管、内脏、关节等人体内组织，并结合另外的手术工具对这些组织进行手术治疗，在临床医学上有着重要意义。随着微创技术的发展，医用内窥镜可结合微创手术，使得手术对患者身体的损害降至最低。医用内窥镜可以说是医生在患者体内的眼睛，是疾病诊断与治疗中不可或缺的医疗器械。尽管近些年技术不断发展，但是医用内窥镜质量检测的部分标准尚未统一，给内窥镜质检带来了巨大的困难，使得一些不合格的产品滥竽充数，流入市场，造成较大的社会危害。因此，通过检测分辨力参数来检测医用内窥镜的光学性能，解决医用内窥镜质检标准不统一的问题，具有十分重要的应用价值和社会价值，同时对医疗技术发展也有较大的技术价值。本申请提供了一种内窥镜分辨力识别方法，在人工识别方法的基础上，引入图像处理与识别技术，弥补人工检测过程中的操作误本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内窥镜分辨力识别方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：定位视场圆心，确保分辨力板的中心与内窥镜的轴心重合；/nS2：分辨力板图像预处理；/nS3：对图像预处理后的图像进行阈值图像分割；/nS4：单个菱形图案图像二值化；/nS5：单个菱形图案二值图中的线条数识别。/n

【技术特征摘要】
1.一种内窥镜分辨力识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：定位视场圆心，确保分辨力板的中心与内窥镜的轴心重合；
S2：分辨力板图像预处理；
S3：对图像预处理后的图像进行阈值图像分割；
S4：单个菱形图案图像二值化；
S5：单个菱形图案二值图中的线条数识别。


2.如权利要求1所述的一种内窥镜分辨力识别方法，其特征在于，所述S1中视场圆心定位的方法步骤为：
S11：在视场内没有物体存在，仅有灯箱时，从视频流中截取一帧图像；
S12：对截取的图像进行固定阈值二值化处理；
S13：按行优先原则遍历二值图，求每行中最长的白色像素线段并进行比较，提取出所有行中的白色像素线段最长的一段，记录该线段的起点坐标和终点坐标，以线段中点的横坐标为圆心的横坐标，记为x0；若所有的连续白色像素段长度一致，以图像的水平中心作为圆心横坐标；
S14：按列优先原则遍历二值图，求每列中最长的白色像素线段，再比较所有列中的白色像素线段长度，提取出所有列中白色像素线段最长的线段，记录该线段的起点和终点坐标，以线段中点的纵坐标作为圆心的纵坐标，记为y0；若所有的连续白色像素段长度一致，以图像的竖直中心作为圆心纵坐标；
S15：输出圆心坐标(x0，y0)，算法结束。


3.如权利要求1所述的一种内窥镜分辨力识别方法，其特征在于，所述S2中分辨力板图像预处理的首要目标是提取分辨力板图像中的目标图案，提取目标图案的具体步骤为：
S21：使用形态学膨胀处理分辨力图像；
S22：对膨胀之后的图像进行全局二值化；
S23：自视场圆心分别向图像的上下左右进行像素遍历，找到从白色像素向黑色像素跃变处的边界坐标；若遍历结束后未找到白色像素的边界，输出错误提示，转S25；
S24：以S23中求得的像素边界坐标为参数，提取感兴趣区域并输出图像；
S25：算法结束。


4.如权利要求3所述的一种内窥镜分辨力识别方法，其特征在于，第一次提取目标图案的图像中还存在数字和分辨力板型号等噪声干扰，为了保证后续图像分割的顺利实现，需进行第二次的感兴趣区域提取，记图像行数为rows，列数为cols，以下为提取的具体步骤：
S26：对第一次提取的目标图案运用OSTU法进行二值化处理；
S27：通过第一次目标图案提取时用的坐标，计算出分辨力板中心的坐标C(x1，y1)；
S28：自左向右遍历图像的第y1行，当该行的第i列的像素点灰度值为255，第i+1列的灰度值为0，并且第i列的第y1-1和y1+1行的像素点均为黑色时，则初步将i定为分辨力板图像中左侧的短线标记右边界的横坐标；若当i＝1/4*cols时仍未找到符合要求的像素点，则认定左侧的定位线段横坐标为0；
S29：在第1列至第i+1列中自左向右分别遍历第y1-1、y1、y1+1行，遍历第y1-1行时，记自左向右第一次从黑色像素跃变到白色像素时横坐标为left1，若遍历到第i+1行仍未有黑色像素向白色像素的跃变，则left1为0；在第1列至第i+1列中自右向左分别遍历第y1-1、y1、y1+1行，记第一次从黑色像素跃变到白色像素时的横坐标为right1，若遍历到第1列仍未有白色像素向黑色像素的跃变，则right1为i+1，则第y1-1行的短线标记的宽度可由式(1.1)计算求得：
length0＝right1-left1(1.1)
其中，length0即为第y1-1行的短线标记的宽度；
按照同样的步骤遍历第y1行和第y1+1行，得到对应的短线标记的宽度分别记为length1和length2，则第y1-1行与第y1行的短线标记的宽度差可由式(1.2)求得，第y1行与第y1+1行的短线标记的宽度差可由式(1.3)求得：
DF1＝|length0-length1|(1.2)
DF2＝|length1-length2|(1.3)
其中，DF1代表第y1行和第y1+1行的短线标记的宽度差，DF2代表第y1-1行和第y1行的短线标记的宽度差；
若DF1和DF2的值均不大于2，且length0、length1、length2均小于W，则左边的短线标记的横坐标ll＝i；若DF1或DF2的值大于2，或者length0、length1、length2中有大于W的，i＝i+1，重复S29；
S210：运用同样的方式，求出lr和lt，由于分辨力板图像中下方的短线标记附近有分辨力型号参数等的干扰，较难直接求出ld的坐标，又由分辨力板标准得知，分辨力中的短线标记构成了一个正方形，即使图像中有畸变，但畸变产生的误差相对于水平方向两条短线标记之间的距离可以忽略，因此可通过式(1.4)计算方式求得ld的值：
ld＝lt+(lr-ll)(1.4)
其中，lt代表上面的短线标记的纵坐标，ld代表下面的短线标记的纵坐标，ll代表左侧的短线标记的横坐标，lr代表右侧的短线标记的横坐标；
S211：根据求得的lr、ll、lt、ld四个坐标在第一次感兴趣区域提取的基础上进行第二次感兴趣区域提取，得到分辨力板内部待识别区域；
S212：输出提取后的图像，结束算法。


5.如权利要求4所述的一种内窥镜分辨力识别方法，其特征在于，本申请采用A型分辨力板，故依据A型分辨力板标准以及分辨力板的区域特征对第二次感兴趣区域提取后的图像进行图像分块，按照分辨力级数由小到大，由外向内进行区域划分，分辨力板图像共可以划分为3个区域：外部区域共有16级，为1～16级，中间区域有8级，为17～24级，最内部区域有1级，为第25级，具体分块步骤如下：
S213：第二次感兴趣区域提取后的分辨力板图...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘柏林，李藕，汤烨韬，王浩同，孙堂慧，谷虹娴，徐冬阳，王鹏瑞，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61