基于内窥手术场景切换2D、3D图像的方法及相关设备技术

本申请公开了一种基于内窥手术场景切换2D、3D图像的方法及相关设备，用以解决在手术过程中不断手动切换3D图像和2D图像显示，操作麻烦且使得手术效率降低，时间延长的问题。该方法包括：每间隔指定时长获取内窥镜采集的多帧图像；基于所述多帧图像的图像内容的变化程度，确定所述内窥镜是否处于移动状态；若处于移动状态，则确定输出2D图像；若处于静止状态，则确定输出3D图像。使用该方法可以实现2D图像和3D图像可以根据场景自适应切换显示，不用医生手动切换3D图像和2D图像显示，从而避免了手术过程中反复手动操作内窥镜显示器的麻烦，缩短手术时间，提高了手术效率，提升了用户的使用体验。用体验。用体验。

【技术实现步骤摘要】
基于内窥手术场景切换2D、3D图像的方法及相关设备


[0001]本申请涉及医疗
，特别涉及一种基于内窥手术场景切换2D、3D图像的方法及相关设备。

技术介绍

[0002]传统的2D内窥镜只能显示二维图像，但眼睛所看到的二维图像和实际的三维关系存在误差，手术中难免产生手眼不协调的情况；而3D内窥镜还原了真实视觉中的三维立体手术视野，并具有放大作用，克服了传统2D内窥镜所造成的视觉差别与不便，可以更真实的展现人体的组织部位，提高了手术速度和精确度，给医生带来便利。然而在实际使用过程时，有时3D图像的长时间显示会导致医生产生恶心、呕吐、眩晕、视觉疲劳等问题，影响手术效果，体验感差。
[0003]现有技术中，需要医生手动操作内窥镜显示器，切换2D图像和3D图像显示。此方法虽然操作简单但需要医生在手术过程中不断的去操作显示器，十分麻烦会影响手术时间和效率，实际的体验并不好。

技术实现思路

[0004]本申请的目的是提供一种基于内窥手术场景切换2D、3D图像的方法及相关设备，用以解决在手术过程中不断手动切换3D图像和2D图像显示，操作麻烦且使得手术效率降低，时间延长的问题。
[0005]第一方面，本申请提供一种基于内窥手术场景切换2D、3D图像的方法，所述方法包括：
[0006]每间隔指定时长获取内窥镜采集的多帧图像；
[0007]基于所述多帧图像的图像内容的变化程度，确定所述内窥镜是否处于移动状态；
[0008]若处于移动状态，则确定输出2D图像；
[0009]若处于静止状态，则确定输出3D图像。
[0010]在一种可能的实施方式中，所述基于所述多帧图像的图像内容的变化程度，确定所述内窥镜是否处于移动状态，具体包括：
[0011]从所述多帧图像中获取至少一组图像对，其中每组图像对中由所述多帧图像中的相邻两帧图像构成；
[0012]按照采集时间先后顺序依序确定各图像对的图像内容的变化程度，若任一图像对的图像内容的变化程度小于程度阈值，则确定所述内窥镜处于静止状态；
[0013]若任一图像对的图像内容的变化程度大于或等于所述程度阈值，则确定下一图像对的图像内容的变化程度；且若各图像对的图像内容的变化程度均大于或等于所述程度阈值，则确定所述内窥镜处于移动状态。
[0014]在一种可能的实施方式中，所述基于所述多帧图像的图像内容的变化程度，确定所述内窥镜是否处于移动状态，具体包括：
[0015]从所述多帧图像中获取至少一组图像对，其中每组图像对中由所述多帧图像中的相邻两帧图像构成；
[0016]并行的确定各图像对的图像内容的变化程度；
[0017]若任一图像对的图像内容的变化程度小于程度阈值，则确定所述内窥镜处于静止状态；
[0018]若各图像对的图像内容的变化程度均大于或等于所述程度阈值，则确定所述内窥镜处于移动状态。
[0019]在一种可能的实施方式中，针对任意图像对，确定所述图像对的图像内容的变化程度，具体包括：
[0020]在所述图像对中选取至少一个位置相同的采样区域；
[0021]针对至少一个位置相同的采样区域中的每个采样区域，执行以下操作：
[0022]确定所述图像对中的每一帧图像的所述采样区域中的R值、G值、B值三个待处理分量中每个待处理分量的总和以及每个待处理分量的平均值；
[0023]基于每个待处理分量的总和以及每个待处理分量的平均值，计算所述图像对中所述采样区域中的R值、G值、B值三个待处理分量中每个待处理分量的总和的偏差以及每个待处理分量的平均值的偏差；
[0024]若所述图像对中任一采样区域的R值、G值、B值三个待处理分量中每个待处理分量的总和的偏差以及每个待处理分量的平均值的偏差均小于预设偏差阈值，则确定所述图像对的图像内容的变化程度小于程度阈值；
[0025]若所述图像对中各个采样区域的R值、G值、B值三个待处理分量中每个待处理分量的总和的偏差以及每个待处理分量的平均值的偏差中至少一个值的偏差大于或等于预设偏差阈值，则确定所述图像对的图像内容的变化程度大于或等于程度阈值。
[0026]在一种可能的实施方式中，所述计算所述图像对中所述采样区域中的R值、G值、B值三个待处理分量中每个分量的总和的偏差以及每个待处理分量的平均值的偏差，具体包括：
[0027]针对所述图像对中所述采样区域中的R值、G值、B值三个待处理分量中的任一待处理分量，执行以下操作：
[0028]所述图像对中的前一帧图像中所述采样区域中的待处理分量的总和减去后一帧图像中所述采样区域中的所述待处理分量的总和，得到所述待处理分量的总和的差值；
[0029]将所述待处理分量的总和的差值除以后一帧图像中所述采样区域中的所述待处理分量的总和，得到所述图像对中所述采样区域中的所述待处理分量的总和的偏差；
[0030]所述图像对中的前一帧图像中所述采样区域中的待处理分量的平均值减去后一帧图像中所述采样区域中的所述待处理分量的平均值，得到所述待处理分量的平均值的差值；
[0031]将所述待处理分量的平均值的差值除以后一帧图像中所述采样区域中的所述待处理分量的平均值，得到所述图像对中所述采样区域中的所述待处理分量的平均值的偏差。
[0032]在一种可能的实施方式中，所述多帧图像，具体包括：
[0033]多帧连续的图像；或，
[0034]采样间隔为n帧的多帧图像；其中，n为正整数。
[0035]在一种可能的实施方式中，针对任意图像对，确定所述图像对的图像内容的变化程度，具体包括：
[0036]从所述图像对中的前一帧图像中选取生物组织的至少一个区域作为至少一个模板区域，并记录每个所述模板区域在所述前一帧图像中的第一位置坐标；
[0037]在所述图像对中的后一帧图像中检测每个所述模板区域，并记录每个所述模板区域在所述后一帧图像中的第二位置坐标；
[0038]基于所述第一位置坐标和所述第二位置坐标，计算每个所述模板区域的位移；
[0039]若任一所述模板区域的位移小于预设位移阈值，则确定所述图像对的图像内容的变化程度小于程度阈值；
[0040]若每个所述模板区域的位移大于或等于预设位移阈值，则确定所述图像对的图像内容的变化程度大于或等于程度阈值。
[0041]在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：
[0042]若在所述图像对中的后一帧图像中检测不到所述模板区域，确定所述模板区域的位移大于或等于预设位移阈值。
[0043]在一种可能的实施方式中，基于所述多帧图像的图像内容的变化程度，确定所述内窥镜处于移动状态之后，且输出2D图像之前，所述方法还包括：
[0044]若从所述3D图像切换到所述2D图像输出，则获取切换前的最后一帧图像，并将所述切换前的最后一帧图像作为所述当前图像持续显示；并，
[0045]在时长阈值内从所述3D图像切换到所述2D图像；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于内窥手术场景切换2D、3D图像的方法，其特征在于，所述方法包括：每间隔指定时长获取内窥镜采集的多帧图像；基于所述多帧图像的图像内容的变化程度，确定所述内窥镜是否处于移动状态；若处于移动状态，则确定输出2D图像；若处于静止状态，则确定输出3D图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述多帧图像的图像内容的变化程度，确定所述内窥镜是否处于移动状态，具体包括：从所述多帧图像中获取至少一组图像对，其中每组图像对中由所述多帧图像中的相邻两帧图像构成；按照采集时间先后顺序依序确定各图像对的图像内容的变化程度，若任一图像对的图像内容的变化程度小于程度阈值，则确定所述内窥镜处于静止状态；若任一图像对的图像内容的变化程度大于或等于所述程度阈值，则确定下一图像对的图像内容的变化程度；且若各图像对的图像内容的变化程度均大于或等于所述程度阈值，则确定所述内窥镜处于移动状态。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述多帧图像的图像内容的变化程度，确定所述内窥镜是否处于移动状态，具体包括：从所述多帧图像中获取至少一组图像对，其中每组图像对中由所述多帧图像中的相邻两帧图像构成；并行的确定各图像对的图像内容的变化程度；若任一图像对的图像内容的变化程度小于程度阈值，则确定所述内窥镜处于静止状态；若各图像对的图像内容的变化程度均大于或等于所述程度阈值，则确定所述内窥镜处于移动状态。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，针对任意图像对，确定所述图像对的图像内容的变化程度，具体包括：在所述图像对中选取至少一个位置相同的采样区域；针对至少一个位置相同的采样区域中的每个采样区域，执行以下操作：确定所述图像对中的每一帧图像的所述采样区域中的R值、G值、B值三个待处理分量中每个待处理分量的总和以及每个待处理分量的平均值；基于每个待处理分量的总和以及每个待处理分量的平均值，计算所述图像对中所述采样区域中的R值、G值、B值三个待处理分量中每个待处理分量的总和的偏差以及每个待处理分量的平均值的偏差；若所述图像对中任一采样区域的R值、G值、B值三个待处理分量中每个待处理分量的总和的偏差以及每个待处理分量的平均值的偏差均小于预设偏差阈值，则确定所述图像对的图像内容的变化程度小于程度阈值；若所述图像对中各个采样区域的R值、G值、B值三个待处理分量中每个待处理分量的总和的偏差以及每个待处理分量的平均值的偏差中至少一个值的偏差大于或等于预设偏差阈值，则确定所述图像对的图像内容的变化程度大于或等于程度阈值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算所述图像对中所述采样区域中的
R值、G值、B值三个待处理分量中每个分量的总和的偏差以及每个待处理分量的平均值的偏差，具体包括：针对所述图像对中所述采样区域中的R值、G值、B值三个待处理分量中的任一待处理分量，执行以下操作：所述图像对中的前一帧图像中所述采样区域中的待处理分量的总和减去后一帧图像中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹国坤，董杰，
申请(专利权)人：青岛海信医疗设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：