增强彩色图像中的血管可见性制造技术

披露了一种增强由医疗设备的图像捕获设备捕获的彩色图像中的血管可见性的方法。该彩色图像具有多个颜色通道和多个像素。该方法包括针对所述多个像素中的至少一些像素执行以下步骤：(a)处理从第一颜色通道获得的数据以及从第二颜色通道获得的数据以确定指示相对于所述像素的总强度的红色光谱强度的第一参数的值；(b)使用所述第一参数的所述值来修改所述像素，其中，所述第一参数具有至少三个可能的值，并且其中，该修改强度取决于所述第一参数的值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】增强彩色图像中的血管可见性
本披露涉及一种增强由医疗设备的图像捕获设备捕获的彩色图像中的血管可见性的方法、一种用于增强彩色图像中的血管可见性的图像处理设备、一种用于识别潜在的病理性血管结构的图像处理设备、一种用于显示由图像捕获设备获得的图像的显示单元以及一种内窥镜系统。
技术介绍
内部空腔的血管结构的变化可能指示多种疾病，比如自身免疫性疾病和癌症。通常，使用比如标准内窥镜或相机药丸(胶囊内窥镜)等医疗设备来检查血管结构。该医疗设备通常包括用于照亮内部空腔的光源和图像捕获设备，即用于捕获图像的相机。然而，由于血管可能与周围的组织类型融合在一起，因此医务人员可能难以正确且精确地分析血管结构。可以通过向医疗设备提供附加光源来改善血管的可见性，该光源发射具有窄波长的光，这种光被选择为使血管相对于周围组织具有高的光吸收率。然而，这将增加医疗设备的成本，并且还会改变所产生的图像的颜色。颜色的变化可能使医务人员更难于导航医疗设备，此外，检查内部空腔的其他组织类型的变化(可能指示病理状况)也更加困难。US6956602披露了一种装置，该装置包括：电平调整电路，其增加从颜色转换电路输出的G(或B)信号的增益；二值化电路，其从该G信号形成二值化图像；以及边缘检测电路，其基于该二值化信号通过边缘检测来提取血管位置信号。然后，该装置通过使用上述血管位置信号提取构成血管图像的RGB颜色信号，增加这些血管颜色信号的增益，并且然后将血管颜色信号与原始图像的颜色信号相加。然而，可能难以精确地确定图像中的血管位置。因此，可能没有增强源自血管的图像区域，反而可能增强了并非源自血管的图像区域。因此，提供一种用于增强由医疗设备的图像捕获设备记录的彩色图像中的血管可见性的改进方法/设备/系统仍然是一个问题。
技术实现思路
根据第一方面，本披露涉及一种增强由医疗设备的图像捕获设备捕获的彩色图像中的血管可见性的方法，所述彩色图像具有多个颜色通道并且具有多个像素，其中，所述方法包括针对所述多个像素中的至少一些像素执行以下步骤：(a)处理从第一颜色通道获得的数据以及从第二颜色通道获得的数据以确定指示相对于所述像素的总强度的红色光谱强度的第一参数的值；(b)使用所述第一参数的所述值来修改所述像素，其中，所述第一参数具有至少三个可能的值，并且其中，该修改强度取决于所述第一参数的值。因此，通过使用来自至少两个颜色通道的信息，可以使用彩色图像中的更多信息来估计血管的位置，从而可以进行更精确的估计。此外，通过使用非二值值来确定修改的程度，提供了一种更稳健的方法来创建更逼真的图像。该医疗设备可以是适于被引入到体腔(比如消化系统的体腔或气道的体腔)中的医疗设备。该医疗设备可以是长形的刚性或柔性内窥镜、胶囊式内窥镜或喉镜。该医疗设备可以包括被配置为发出基本上白光的一个或多个光源。该医疗设备可以是一次性使用的长形柔性内窥镜。该图像捕获设备可以布置在内窥镜的远端部分处，例如在内窥镜的尖端处。该图像捕获设备可以可操作地连接到被配置为处理图像数据的图像处理设备。可替代地/附加地，该医疗设备可以包括被配置为处理图像数据的图像处理设备。可以在比如RGB型颜色空间或YCbCr型颜色空间等任何颜色空间中对彩色图像进行编码。彩色图像可以包括至少三个颜色通道。该方法的步骤(例如步骤(a)和步骤(b))可以对彩色图像的像素并行执行，例如步骤(a)可以对图像中的所有像素执行，然后随后的步骤(b)可以对图像中的所有像素执行。可替代地，该方法的步骤可以顺序执行，例如步骤(a)和步骤(b)可以对彩色图像的像素顺序执行，例如步骤(a)和(b)可以对第一像素执行，然后随后的步骤(a)和(b)可以对第二像素执行，依此类推。估计指示相对于总强度的红色光谱强度的第一参数的值已被证明是血管的良好指标。如果使用来自所有颜色通道的信息，则该值可以是相对于总强度的红色光谱强度的更精确指标，然而，该值也可以仅使用来自某些颜色通道(例如，三个颜色通道中的两个颜色通道)的信息来确定。在一些实施例中，步骤(a)包括：处理从第一颜色通道获得的数据和从第二颜色通道获得的数据以及从第三颜色通道获得的数据，以确定所述第一参数的值。因此，通过使用更多的数据，可以提供对血管位置的更精确的估计。在一些实施例中，将从该第一颜色通道获得的所述数据与从该第二颜色通道获得的所述数据一起处理以创建第一子参数的值，将从所述第一颜色通道获得的所述数据与从所述第三颜色通道获得的所述数据一起进行处理以创建第二子参数的值，并且其中，将所述第一子参数的所述值与所述第二子参数的所述值一起处理以创建所述第一参数的所述值。在一些实施例中，通过计算该第一子参数的所述值和该第二子参数的值的平均值来创建所述第一参数的所述值。该平均值可以是加权平均值或未加权平均值。在一些实施例中，步骤(a)包括从该第一颜色通道获得的所述数据减去从该第二颜色通道获得的所述数据。作为示例，如果该第一颜色通道表示红色并且该第二颜色通道表示绿色，则当像素的红色分量明显高于绿色分量时，将产生较大的输出。因此，提供了一种确定指示相对于像素的总强度的红色光谱强度的参数的值的简单方法。在一些实施例中，第一参数可以具有至少8个可能值、16个可能值或32个可能值。因此，可以在不引入不自然的高频元素的情况下有效地完成对图像的修改。在一些实施例中，所述第一子参数的所述值和所述第二子参数的所述值均指示相对于所述像素的总强度的红色光谱强度。在一些实施例中，通过从该第一颜色通道获得的所述数据减去从该第二颜色通道获得的所述数据来创建所述第一子参数的所述值，并且其中，通过从该第一颜色通道获得的所述数据减去从该第三颜色通道获得的所述数据来创建所述第二子参数的所述值。作为示例，如果第一颜色通道表示红色、第二颜色通道表示绿色并且第三颜色通道表示蓝色，则当像素的红色分量明显高于绿色分量和蓝色分量时，第一子参数和第二子参数的值都将较大。也可以通过计算从该第一颜色通道获得的数据与从该第一颜色通道、该第二颜色通道和/或该第三颜色通道获得的数据之和之间的比率(例如通过将从该第一颜色通道获得的数据除以从该第一颜色通道、该第二颜色通道和/或该第三颜色通道获得的数据之和)来确定该第一参数的值。在一些实施例中，不具有血管的彩色图像的部分基本上未修改并且以正常颜色显示。在一些实施例中，步骤(b)包括：从所述彩色图像的多个颜色通道中的至少一个颜色通道的值减去或加上修改参数的值，其中，该修改参数的值与该第一参数的值有关。该修改参数的值可以简单地是该第一参数的值。可以从所述彩色图像的所有颜色通道中减去该修改参数。在一些实施例中，所述方法进一步包括：确定指示所述像素的强度的第二参数的值，并且其中，所述第一参数的所述值与所述第二参数的所述值一起用于修改所述像素。这可以允许该方法减小彩色图像的暗区域中的修改强度，在该暗区域中，噪声可能使得难以精确地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增强由医疗设备的图像捕获设备捕获的彩色图像中的血管可见性的方法，所述彩色图像具有多个颜色通道并且具有多个像素，其中，所述方法包括针对所述多个像素中的至少一些像素执行以下步骤：/n(a)处理从第一颜色通道获得的数据以及从第二颜色通道获得的数据以确定指示相对于所述像素的总强度的红色光谱强度的第一参数的值；/n(b)使用所述第一参数的所述值来修改所述像素，/n其中，所述第一参数具有至少三个可能的值，并且其中，该修改强度取决于所述第一参数的值。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180907 EP 18193186.61.一种增强由医疗设备的图像捕获设备捕获的彩色图像中的血管可见性的方法，所述彩色图像具有多个颜色通道并且具有多个像素，其中，所述方法包括针对所述多个像素中的至少一些像素执行以下步骤：
(a)处理从第一颜色通道获得的数据以及从第二颜色通道获得的数据以确定指示相对于所述像素的总强度的红色光谱强度的第一参数的值；
(b)使用所述第一参数的所述值来修改所述像素，
其中，所述第一参数具有至少三个可能的值，并且其中，该修改强度取决于所述第一参数的值。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)包括：处理从第一颜色通道获得的数据和从第二颜色通道获得的数据以及从第三颜色通道获得的数据，以确定所述第一参数的值。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，将从该第一颜色通道获得的所述数据与从该第二颜色通道获得的所述数据一起处理以创建第一子参数的值，将从所述第一颜色通道获得的所述数据与从所述第三颜色通道获得的所述数据一起进行处理以创建第二子参数的值，并且其中，将所述第一子参数的所述值与所述第二子参数的所述值一起处理以创建所述第一参数的所述值。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一子参数的所述值和所述第二子参数的所述值均指示相对于所述像素的总强度的红色光谱强度。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，步骤(a)包括从该第一颜色通道获得的所述数据减去从该第二颜色通道获得的所述数据。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，不具有血管的彩色图像部分基本上未修改并且以正常颜色显示。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述方法进一步包括：
确定指示所述像素的强度的第二参数的值，并且其中，所述第一参数的所述值与所述第二参数的所述值一起用于修改所述像素。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，在对所述多个颜色通道一起进行处理之前对其进行归一化。


9.根据权利要求8所述的方法，其中，针对所述多个颜色通道中的每一个创建指示每个像素的局部平均值的低通滤波图像，并且其中，使用每个颜色通道的低通滤波图像来对每个颜色通道进行归一化。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，基于用户输入来创建第三参数的值，并且其中，修改取决于所述第一参数的所述值和所述第三参数的所述值，由此该用户可以控制该修改强度。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，该第一参数的高值指示相对于所述像素的总强度的红色光谱高强度，并且该第一参数的低值指示相对于所述像素的总强度的红色光谱低强度。


12.根据权利要求11所述的方法，其中，在所有可能值的最高50％之中的第一参数的值导致的修改比由在所有可能值的最低50％之中的第一参数的值导致的修改更显著。


13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，对于所述第一参数的至少50％的可能值，该第一参数的值的增加导致修改强度的增加。


14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，所述像素的修改与绿色光谱相对于蓝色光谱的强度无关。


15.一种用于增强彩色图像中的血管可见性的图像处理设备，所述图像处理设备包括可操作地连接到医疗设备的图像捕获设备的处理单元，其中，所述处理单元被配置为从所述图像捕获设备接收具有多个颜色通道的彩色图像，所述彩色图像具有多个像素，并且其中，所述处理单元进一步被配置为针对所述多个像素中的至少一些像素执行以下步骤：
(a)处理从第一颜色通道获得的数据以及从第二颜色通道获得的数据以确定指示相对于所述像素的总强度的红色光谱强度的第一参数的值；
(b)使用所述第一参数的所述值来修改所述像素，
其中，所述第一参数具有至少三个可能的值，并且其中，该修改强度取决于所述第一参数的值。


16.根据权利要求15所述的图像处理设备，其中，步骤(a)包括：处理从第一颜色通道获得的数据和从第二颜色通道获得的数据以及从第三颜色通道获得的数据，以确定所述第一参数的值。


17.根据权利要求16所述的图像处理设备，其中，将从该第一颜色通道获得的所述数据与从该第二颜色通道获得的所述数据一起处理以创建第一子参数的值，将从所述第一颜色通道获得的所述数据与从所述第三颜色通道获得的所述数据一起进行处理以创建第二子参数的值，并且其中，将所述第一子参数的所述值与所述第二子参数的所述值一起处理以创建所述第一参数的所述值。


18.根据权利要求17所述的图像处理设备，其中，所述第一子参数的所述值和所述第二子参数的所述值均指示相对于所述像素的总强度的红色光谱强度。


19.根据权利要求16至19中任一项所述的图像处理设备，其中，步骤(a)包括从该第一颜色通道获得的所述数据减去从该第二颜色通道获得的所述数据。


20.根据权利要求15至21中任一项所述的图像处理设备，其中，不具有血管的彩色图像部分基本上未修改并且以正常颜色显示。

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚斯·赫尔斯泰特·约恩森，芬恩·索尼伯格，
申请(专利权)人：安布股份有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK