一种图像暗场校正方法及设备技术

本申请涉及图像处理技术领域，提供一种图像暗场校正方法及设备，除了适用于普通图像采集设备采集的图像外，还可以使用资源有限、处理时效要求较高的基于FPGA的内窥镜采集的图像。通过对原始图像进行颜色空间转换以及网格分割，获得每个网格的色域参数，并对各网格内像素点的色域参数进行自适应聚类，动态划分图像的暗场区域和亮场区域，从而计算出暗场区域相对于亮场区域的校正增益，该校正增益对于镜面反射亮区域和真实全黑暗区等异常区域进行了过滤，避免异常噪点对校正结果产生影响，从而根据校正增益对暗场区域内的色域参数进行校正时，能够有效减小亮暗场区域差异，提高整张图像的质量。张图像的质量。张图像的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种图像暗场校正方法及设备


[0001]本申请涉及图像处理
，提供一种图像暗场校正方法及设备。

技术介绍

[0002]内窥镜是集中了传统光学、人体工程学、精密机械、现代电子、数学、软件等于一体的检测仪器，广泛应用于医学领域，与人类健康息息相关，这就的对其采集的图像质量要求较高。然而，受制作工艺和使用环境的影响，内窥镜采集的图像会出现暗场，因此，需要对图像中的暗场进行校正。
[0003]目前，图像暗场校正方法中，大多是在采集过程中使用对应温度下的暗场模板进行校正，而暗场模板制作需要时间，且无法与实际采集条件完全符合，导致暗场校正后的图像质量较低，以使对图像暗场校正成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种图像暗场校正方法及设备，用于提高暗场校正的准确性和效率。
[0005]一方面，本申请实施例提供一种图像暗场校正方法，包括：
[0006]获取待校正的原始图像，并对所述原始图像进行颜色空间转换以及网格分割，获得各网格内像素点的色域参数；
[0007]按照所述色域参数的大小，分别对所述各网格内的像素点进行排序，得到中位像素点、最大像素点和最小像素点；
[0008]根据所述各网格的位置信息以及所述各网格内中位像素点的色域参数进行聚类，确定图像的一个亮场区域和至少一个暗场区域；
[0009]根据各暗场区域和所述亮场区域内中位像素点的色域参数，分别计算相应的暗场区域的校正增益；
[0010]根据各校正增益，以及所述各网格内所述最大像素点和所述最小像素点对应的最大色域参数差值，分别校正相应网格内像素点的色域参数，得到目标图像，并将所述目标图像转换为原始的颜色空间。
[0011]另一方面，本申请实施例提供一种图像暗场校正设备，包括处理器和存储器，处理器和存储器通过总线连接，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器根据所述计算机程序，执行以下操作：
[0012]获取待校正的原始图像，并对所述原始图像进行颜色空间转换以及网格分割，获得各网格内像素点的色域参数；
[0013]按照所述色域参数的大小，分别对所述各网格内的像素点进行排序，得到中位像素点、最大像素点和最小像素点；
[0014]根据所述各网格的位置信息以及所述各网格内中位像素点的色域参数进行聚类，确定图像的一个亮场区域和至少一个暗场区域；
[0015]根据各暗场区域和所述亮场区域内中位像素点的色域参数，分别计算相应的暗场区域的校正增益；
[0016]根据各校正增益，以及所述各网格内所述最大像素点和所述最小像素点对应的最大色域参数差值，分别校正相应网格内像素点的色域参数，得到目标图像，并将所述目标图像转换为原始的颜色空间。
[0017]另一方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机设备执行本申请实施例提供的图像暗场校正方法。
[0018]本申请实施例提供的一种图像暗场校正方法及设备中，通过对原始图像进行颜色空间转换，能够减小外界因素对暗场校正的影响，并采用网格法，按照色域参数的大小，分别对各网格内的像素点进行排序，得到局部的中位像素点、最大像素点和最小像素点，从而基于局部的像素点进行图像暗场校正，减少了计算量，提高了处理速度；暗场校正过程中，根据各网格的位置信息以及每个网格内的中位像素点进行自适应聚类，寻找非线性边界，动态划分一个亮场区域和至少一个暗场区域，并根据各暗场区域和亮场区域内中位像素点的色域参数，分别计算相应的暗场区域的校正增益，从而根据各校正增益校正相应网格内像素点的色域参数，由于校正过程考虑了各校正增益分别与对应网格的最大色域参数差值的大小，从而减小高曝光点和噪声点对于暗场校正的影响，有效拉低暗场区域与亮场区域的差异，提高图像的整体质量。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本申请实施例提供的图像暗场校正方法流程图；
[0021]图2为本申请实施例提供的对各网格内中位像素点的色域参数聚类的方法流程图；
[0022]图3为本申请实施例提供的暗场区域相对于亮场区域的校正增益计算方法流程图；
[0023]图4为本申请实施例提供的用校正增益校正相应网格内像素点的方法流程图；
[0024]图5为本申请实施例提供的剔除噪点对暗场校正结果影响的方法流程图；
[0025]图6A为本申请实施例提供的内窥镜采集的原始图像；
[0026]图6B为本申请实施例提供的校正后的内窥镜图像；
[0027]图7A为本申请实施例提供的手机采集的原始图像；
[0028]图7B为本申请实施例提供的校正后的手机图像；
[0029]图8为本申请实施例提供的用亮度信息校正图像暗场的完整方法流程图；
[0030]图9为本申请实施例提供的图像暗场校正设备结构图。
具体实施方式
[0031]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请技术方案的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请文件中记载的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请技术方案保护的范围。
[0032]内窥镜广泛用于医学领域，对采集图像的质量要求较高，然而，内窥镜采集的图像中四角区域比中心区域要暗。造成内窥镜采集的图像亮暗区域不均的原因有光学结构和使用环境。
[0033]其中，光学结构的原因主要包括：一方面，光源发出的光通过内窥镜发出时呈现的是中心散射型的，中间的光照强度要大于四周的光照强度；另一方面，光学镜片为圆形，边角的成像光线与镜头光轴有较大的夹角。这样，沿着视场边缘的光线的前进方向看光圈，由于光线与光圈所在的平面有夹角，看到的光圈是椭圆的，所以通光面积减小，并且，镜头光心到靶面的边缘距离较大，同样的光圈直径到达底片的光线夹角较小，亮度必然减小。同理，同样的光线偏角，对于边角光线位移较大，等价于照在较大的面积上，而面积是与位移的平方成正比的，广角镜头的边缘亮度随着视角变大急剧下降。因此，内窥镜采集的图像边角处会出现暗场区域。
[0034]同时，使用环境的原因包括：内窥镜使用过程中，人体内器官会遮挡内窥镜自带光源，产生阴影暗场区域，尤其是在腹腔环境下，由于消化器官通道狭长，内窥镜可以捕捉到的反射光非常少，形成的暗场区域较大。
[0035]图像中的暗场会导致采集的器官部位不清晰，影响图像质量，因此，需要对图像的暗场区域进行校正，从而解决图像亮暗不均的情况。
[0036]鉴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像暗场校正方法，其特征在于，包括：获取待校正的原始图像，并对所述原始图像进行颜色空间转换以及网格分割，获得各网格内像素点的色域参数；按照所述色域参数的大小，分别对所述各网格内的像素点进行排序，得到中位像素点、最大像素点和最小像素点；根据所述各网格的位置信息以及所述各网格内中位像素点的色域参数进行聚类，确定图像的一个亮场区域和至少一个暗场区域；根据各暗场区域和所述亮场区域内中位像素点的色域参数，分别计算相应的暗场区域的校正增益；根据各校正增益，以及所述各网格内所述最大像素点和所述最小像素点对应的最大色域参数差值，分别校正相应网格内像素点的色域参数，得到目标图像，并将所述目标图像转换为原始的颜色空间。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述各网格的位置信息以及所述各网格内中位像素点的色域参数进行聚类，确定图像的一个亮场区域和至少一个暗场区域，包括：选取图像左上角、中心、以及右下角的网格内的所述中位像素点的作为聚类的初始质心；根据其余各网格内的中位像素点的色域参数，以及各初始质心的色域参数，分别计算其余中位像素点分别到每个初始质心的距离；根据各距离重新确定多个聚类质心，直至满足预设条件；将满足所述预设条件时的多个聚类质心中色域参数最大的质心对应的簇作为亮场区域，其余聚类质心对应的簇作为暗场区域。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述中位像素点与质心间的距离公式为：其中，p
i
表示第i个中位像素点，为聚类中第j个簇的质心，||
·
||2表示欧几里得距离，和表示任意两个簇的质心，表示聚类中每两个簇的质心间的欧几里得距离中的最大值，表示所述第i个中位像素点的色域参数，表示所述第j个簇的质心的色域参数，表示所述第i个中位像素点和所述第j个簇的质心间的色域参数差值，表示所述第i个中位像素点与所述第j个簇的质心间的欧几里得距离和曼哈顿距离的最大值。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各暗场区域和所述亮场区域内中位像素点的色域参数，计算所述暗场区域的校正增益，包括：针对每个暗场区域，执行以下操作：根据所述暗场区域内待校正的中位像素点和聚类质心的色域参数，计算所述暗场区域
对应的簇内色域参数偏差，以及，根据所述暗场区域内聚类质心的色域参数和所述亮场区域内聚类质心的色域参数，计算所述暗场区域和所述亮场区域的簇间色域参数偏差；根据所述暗场区域内待校正的中位像素点和聚类质心，计算所述暗场区域对应的簇内距离偏差，以及，根据所述暗场区域的聚类质心和所述亮场区域的聚类质心，计算所述暗场区域和所述亮场区域的簇间距离偏差；根据所述簇内色域参数偏差、所述簇间色域参数偏差、所述簇内距离偏差和所述簇间距离偏差，计算所述暗场区域的校正增益。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述校正增益的公式为：其中，p
Dark
表示所述暗场区域内待校正的中位像素点，表示所述暗场区域内的聚类质心，表示所述亮场区域内的聚类质心，表示所述暗场区域内待校正的中位像素点的色域参数，表示...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓腾，张栋球，李光辉，
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：