一种偏振光内窥镜装置，包括：光学棱镜、RGB图像传感器、偏振光图像传感器和图像处理器，光学棱镜将光学镜头输出的一路光束分为两路光束，其中一路光束输出至RGB图像传感器，另一路光束输出至偏振光图像传感器；RGB图像传感器采集RGB光信号并将RGB光信号转换为RGB像素数据；偏振光图像传感器采集偏振光信号并将偏振光信号转换为偏振信息像素数据；图像处理器同步对RGB像素数据进行图像处理和对偏振信息像素数据进行清晰化处理，输出所得到的RGB图像和偏振信息图像进行显示，使得在手术环境中出现血水、组织屑末、雾气等情况时，通过对偏振信息像素数据的清晰化处理，解决了内窥镜装置输出图像不清晰的问题。置输出图像不清晰的问题。置输出图像不清晰的问题。
【技术实现步骤摘要】
偏振光内窥镜装置
[0001]本专利技术涉及内窥镜
，具体涉及一种偏振光内窥镜装置。
技术介绍
[0002]内窥镜是一种可插入人体体腔和脏器内腔内进行直接观察、诊断、治疗的医用电子光学仪器，它采用尺寸极小的光学镜头将所要观察的腔内物体通过微小的物镜成像系统进行光学成像，然后将光学成像发送到图像处理主机上，最后在显示屏上输出图像处理后的观察图像，供医生观察和诊断。
[0003]目前内窥镜主要有超高清的4K内窥镜、三晶片内窥镜、荧光内窥镜、窄带光内窥镜、3D内窥镜等，这些内窥镜在各自的领域均具有很好的功能和性能。其中，4K内窥镜具有超高清的分辨率，细节还原好；三晶片内窥镜有三个图像传感器分别采集RGB中的一种单色光信号，可获得每个像素的RGB颜色值，其色彩还原度精度高，其性能比普通单晶片内窥镜好；荧光内窥镜是在特殊光谱环境中利用荧光分子成像是一种新的成像技术,其原理是通过荧光剂标记肿瘤细胞来增加病变组织与正常组织的对比，可更早发生癌症和肿瘤；窄带光内窥镜是利用滤光器过滤掉内镜光源所发出的红蓝绿光波中的宽带光谱，仅留下窄带光谱用于精确观察消化道黏膜上皮形态，如上皮腺凹结构，还可以观察上皮血管网的形态；3D内窥镜显示的摄像场景具有深度信息，医生在手术中可以更加精准的对病灶处进行手术和治疗。
[0004]虽然以上的内窥镜的功能和性能都很好，但是在有血水、浑浊水、组织小屑末、雾气的手术环境下均不能输出清晰的成像，不清晰的成像会使得医生在手术时受到干扰，有时候要清理掉干扰环境(血水、浑浊水、组织屑末、雾气)后才能进行手术，导致手术效率较低。
技术实现思路
[0005]本专利技术主要解决的技术问题是能够使内窥镜装置输出更清晰的图像，实现在水下环境(血水、浑浊、组织屑末、雾气)中能够清晰成像的功能。
[0006]根据第一方面，一种实施例中提供一种偏振光内窥镜装置，包括摄像头和图像处理系统，其中，还包括：
[0007]设置于所述摄像头内的光学棱镜，用于将光学镜头输出的一路光束分为两路光束；
[0008]设置于所述摄像头内的RGB图像传感器，用于采集所述光学棱镜输出的其中一路光束的RGB光信号，并将所述RGB光信号转换为RGB像素数据；
[0009]设置于所述摄像头内的偏振光图像传感器，用于采集所述光学棱镜输出的另一路光束的偏振光信号，并将所述偏振光信号转换为偏振信息像素数据；
[0010]设置于所述图像处理系统内且连接于所述摄像头的图像处理器，用于同步对RGB像素数据进行图像处理以及对所述偏振信息像素数据进行清晰化处理，获取RGB图像和偏
振信息图像，输出所述RGB图像和偏振信息图像进行显示。
[0011]在一实施例中，所述对所述偏振信息像素数据进行清晰化处理，包括：
[0012]对所述偏振信息像素数据中的当前帧图像数据进行分层处理，得到当前帧图像数据对应的基础层图像数据和细节层图像数据；
[0013]分别对所述基础层图像数据和细节层图像数据进行去噪处理；
[0014]对去噪处理后的所述基础层图像数据和细节层图像数据进行重构处理，获取当前帧图像数据对应的偏振信息图像。
[0015]在一实施例中，所述对所述偏振信息像素数据中的当前帧图像数据进行分层处理，得到当前帧图像数据对应的基础层图像数据和细节层图像数据，包括：
[0016]从所述偏振信息像素数据中提取连续帧数的图像数据，所述连续帧数的图像数据包括当前帧图像数据；
[0017]利用连续帧数的所述图像数据的预设偏振角度计算斯托克斯矢量；其中，所述预设偏置角度为偏振光图像传感器的偏振角度；
[0018]根据所述斯托克斯矢量确定所述图像数据中偏振光光强最大值对应的偏振角度和偏振光光强最小值对应的偏振角度；
[0019]根据偏振光光强最大值对应的偏振角度和偏振光光强最小值对应的偏振角度，将当前帧图像数据分离为基础层图像数据和细节层图像数据。
[0020]在一实施例中，所述分别对所述基础层图像数据和细节层图像数据进行去噪处理，包括：
[0021]对细节层图像数据进行小波变换，得到多个频域数据，其中每个频域数据对应于不同的小波变换系数；
[0022]对多个频域数据进行双边滤波处理，以对多个频域数据进行去噪；
[0023]对去噪后的多个频域数据进行重构，得到去噪后的细节层图像数据；
[0024]对基础层图像数据进行空间域和变换域双边滤波，以对基础层图像数据进行去噪；
[0025]对双边滤波处理后的基础层图像数据迭代优化处理，得到去噪后的基础层图像数据。
[0026]在一实施例中，所述偏振光图像传感器为具有4个偏振角度的偏振光图像传感器，所述偏振角度包括0
°
、45
°
、90
°
和135
°
。
[0027]在一实施例中，还包括：
[0028]设置于所述摄像头内且分别连接于所述偏振光图像传感器和RGB图像传感器的图像发送模块，用于发送所述RGB像素数据和所述偏振信息像素数据；
[0029]设置于所述图像处理系统内的图像接收模块，用于接收所述RGB像素数据和所述偏振信息像素数据并转发至图像处理器。
[0030]在一实施例中，还包括：
[0031]第一显示器，用于显示所述RGB图像；
[0032]第二显示器，用于显示所述偏振信息图像；
[0033]设置于图像处理系统中且连接于图像处理器的显示接口电路，用于接收所述图像处理器输出的RGB图像和偏振信息图像，并分别将RGB图像和偏振信息图像的数据格式编码
转换为预设数据格式，输出预设数据格式的RGB图像至第一显示器，输出预设数据格式的偏振信息图像至第二显示器。
[0034]在一实施例中，还包括：
[0035]设置于图像处理系统中且连接于图像处理器的无线传输电路，用于图像处理器与外部移动终端进行数据交互，并将RGB图像和偏振信息图像传输至外部移动终端进行显示和/或存储。
[0036]在一实施例中，还包括：
[0037]设置于所述摄像头内且分别连接于所述RGB图像传感器和偏振光图像传感器的时钟电路，用于产生同步时钟信号，并将所述同步时钟信号发送至所述RGB图像传感器和偏振光图像传感器；
[0038]设置于所述摄像头内且连接于所述图像处理器的功能选择模块，所述功能选择模块包括按键组件，用于在所述按键组件的触发下，输出至少一个功能选择信号至所述图像处理器，以控制所述偏振光内窥镜装置完成对应的至少一种功能。
[0039]在一实施例中，还包括：
[0040]设置于所述图像处理系统内且分别连接于所述RGB图像传感器和偏振光图像传感器的曝光同步信号产生电路，用于输出同步曝光信号至所述RGB图像传感器和偏振光图像传感器；其中，所述RGB图像传感器和偏振光图像传感器具体用于在所述同步曝光信号的触发下，分别同步采集所述RGB本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种偏振光内窥镜装置，包括摄像头和图像处理系统，其特征在于，还包括：设置于所述摄像头内的光学棱镜，用于将光学镜头输出的一路光束分为两路光束；设置于所述摄像头内的RGB图像传感器，用于采集所述光学棱镜输出的其中一路光束的RGB光信号，并将所述RGB光信号转换为RGB像素数据；设置于所述摄像头内的偏振光图像传感器，用于采集所述光学棱镜输出的另一路光束的偏振光信号，并将所述偏振光信号转换为偏振信息像素数据；设置于所述图像处理系统内且连接于所述摄像头的图像处理器，用于同步对RGB像素数据进行图像处理以及对所述偏振信息像素数据进行清晰化处理，获取RGB图像和偏振信息图像，输出所述RGB图像和偏振信息图像进行显示。2.如权利要求1所述的偏振光内窥镜装置，其特征在于，所述对所述偏振信息像素数据进行清晰化处理，包括：对所述偏振信息像素数据中的当前帧图像数据进行分层处理，得到当前帧图像数据对应的基础层图像数据和细节层图像数据；分别对所述基础层图像数据和细节层图像数据进行去噪处理；对去噪处理后的所述基础层图像数据和细节层图像数据进行重构处理，获取当前帧图像数据对应的偏振信息图像。3.如权利要求2所述的偏振光内窥镜装置，其特征在于，所述对所述偏振信息像素数据中的当前帧图像数据进行分层处理，得到当前帧图像数据对应的基础层图像数据和细节层图像数据，包括：从所述偏振信息像素数据中提取连续帧数的图像数据，所述连续帧数的图像数据包括当前帧图像数据；利用连续帧数的所述图像数据的预设偏振角度计算斯托克斯矢量；其中，所述预设偏置角度为偏振光图像传感器的偏振角度；根据所述斯托克斯矢量确定所述图像数据中偏振光光强最大值对应的偏振角度和偏振光光强最小值对应的偏振角度；根据偏振光光强最大值对应的偏振角度和偏振光光强最小值对应的偏振角度，将当前帧图像数据分离为基础层图像数据和细节层图像数据。4.如权利要求2所述的偏振光内窥镜装置，其特征在于，所述分别对所述基础层图像数据和细节层图像数据进行去噪处理，包括：对细节层图像数据进行小波变换，得到多个频域数据，其中每个频域数据对应于不同的小波变换系数；对多个频域数据进行双边滤波处理，以对多个频域数据进行去噪；对去噪后的多个频域数据进行重构，得到去噪后的细节层图像数据；对基础层图像数据进行空间域和变换域双边滤波，以对基础层图像数据进行去噪；对双边滤波处理后的基础层图像数据迭代优化处理，得到去噪后的基础层图像数据。5.如权利要求1所述的偏振光内窥镜装置，其特征在于，所述偏振光图像传感器为具有4个偏振角度的偏振光图像传感器，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭毅军，唐豪，张锐，曹丽媛，
申请(专利权)人：重庆西山科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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