本公开提供了用于内窥镜成像的血管轮廓提取方法，包括：实时获取内窥镜原始图像；对内窥镜原始图像进行第一滤波处理以增强和保护内窥镜原始图像中的血管边缘特征，输出第一图像；对第一图像进行单色通道特征提取，获得第二图像，以使得血管在第二图像中的辨识度高于血管在第一图像中的辨识度；以及对第二图像进行第二滤波处理以进行灰度轮廓提取，获得血管轮廓图像。本公开还提供了血管轮廓提取装置、内窥镜系统、电子设备、可读存储介质及程序产品。品。品。
【技术实现步骤摘要】
血管轮廓提取方法、血管轮廓提取装置及内窥镜系统
[0001]本公开涉及图像处理
、内窥镜
，本公开尤其涉及血管轮廓提取方法、血管轮廓提取装置、内窥镜系统、电子设备、存储介质及程序产品。
技术介绍
[0002]现有技术中一般通过对荧光图像和白光图像（可见光图像）进行融合以获得人体腔内内窥镜成像，荧光图像可以基于荧光剂（例如医用吲哚箐绿）被近红外激发光源激发而产生。
[0003]在进行借助于内窥镜的人体腔内手术过程中，对人体组织的血管进行清晰显示是非常重要的。
[0004]现有技术中存在一些血管增强算法，以期望在进行人体腔内手术过程中，对血管进行增强显示。
[0005]例如中国专利文献CN111429362A公开了一种内窥镜荧光图像的血管增强方法，包括步骤：S1.对采集到的图像进行高频提取，提取出含有血管的高频图像；S2.将所提取到的高频图像采用中值滤波，对高频部分中的噪点进行非线性抑制，能够更大程度上消除噪点；S3.对采集到的图像使用高斯滤波进行平滑处理；S4.将通过S2处理后的高频图像与将通过S3平滑处理的图像进行叠加处理，实现对血管的增强处理。
[0006]再例如中国专利文献CN113171053A公开了一种融合近红外成像的内窥镜手术血管增强检测方法，该方法包括：(A)内窥镜近红外光源关闭，全色光源开启，使用全色光源采集人体腔道彩色图像；(B)内窥镜近红外光源开启，全色光源关闭，采集人体腔道近红外图像；(C)对红外图像进行灰度处理及降噪处理，利用近红外光对人体组织的穿透作用及血红蛋白对近红外光的吸收作用，提取出人体腔道红外图像中的血管区域；(D)将提取出的血管区域图像与彩色图像相融合，使彩色图像中的血管显像更明显；(E)高速重复上述步骤，输出血管区域增强后的内窥镜视频图像。
[0007]再例如中国专利文献CN112598607B公开了一种基于改进加权CLAHE的内窥镜图像血管增强算法，包括以下步骤：将原始图像由RGB空间转换到HSV空间，拆分为H、S、V三通道，对V通道进行亮度调整，对S通道进行饱和度校正，将H、S、V三通道合并，得到处理后的第一图像；将第一图像由HSV空间转换到YCrCb空间，拆分为Y、Cr、Cb三通道，对Y通道进行改进加权CLAHE算法运算，将Y、Cr、Cb三通道合并，得到处理后的第二图像；将第二图像由YCrCb空间转换到RGB空间，利用Sobel算子提取出第二图像的边缘部分，然后利用掩膜运算对边缘部分进行增强，得到处理后的最终图像。
[0008]然而现有的血管增强算法仍然存在一些问题，例如中国专利文献CN113171053A中，需要对光源进行开闭操作，不利于手术的实时进行。中国专利文献CN112598607B中，需进行对原始图像进行多次的图像空间变换，以及通道拆分、合并、调整，处理后的图像可能会失真，影响医生基于图像信息进行人体组织甄别。
技术实现思路
[0009]为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了血管轮廓提取方法、血管轮廓提取装置、内窥镜系统、电子设备、存储介质及程序产品。
[0010]根据本公开的一个方面，提供了用于内窥镜成像的血管轮廓提取方法，包括：S110、实时获取内窥镜原始图像；S120、对所述内窥镜原始图像进行第一滤波处理以增强和保护所述内窥镜原始图像中的血管边缘特征，输出第一图像；S130、对所述第一图像进行单色通道特征提取，获得第二图像，以使得血管在第二图像中的辨识度高于血管在第一图像中的辨识度；S140、对所述第二图像进行第二滤波处理以进行灰度轮廓提取，获得血管轮廓图像。
[0011]根据本公开的至少一个实施方式的用于内窥镜成像的血管轮廓提取方法，S120、对所述内窥镜原始图像进行第一滤波处理以增强和保护所述内窥镜原始图像中的血管边缘特征，输出第一图像，包括：S1202、对所述内窥镜原始图像进行梯度增强以生成至少一个引导图像；S1204、使用导向滤波器（Guided Filter）基于所述引导图像对所述内窥镜原始图像进行导向滤波，输出第一图像。
[0012]根据本公开的至少一个实施方式的用于内窥镜成像的血管轮廓提取方法，步骤S1202中，通过对比度增强以对所述内窥镜原始图像进行梯度增强，包括：对内窥镜原始图像的各颜色通道进行基于对数变换算法的像素值变换，以增强对比度。
[0013]根据本公开的至少一个实施方式的用于内窥镜成像的血管轮廓提取方法，对所述内窥镜原始图像进行不同程度的梯度增强，以获得多个引导图像；使用导向滤波器（Guided Filter）基于各个所述引导图像对所述内窥镜原始图像分别进行导向滤波，并对输出的各个图像进行基于像素值的加权处理，以获得所述第一图像。
[0014]根据本公开的至少一个实施方式的用于内窥镜成像的血管轮廓提取方法，对所述第一图像进行单通道特征提取，提取所述第一图像的绿色通道特征，获得所述第二图像。
[0015]根据本公开的至少一个实施方式的用于内窥镜成像的血管轮廓提取方法，S140、对所述第二图像进行第二滤波处理以进行灰度轮廓提取，获得血管轮廓图像，包括：使用匹配滤波器（Matched Filter）对所述第二图像进行灰度轮廓提取，以获得所述第二图像中的血管轮廓，获得血管轮廓图像。
[0016]根据本公开的至少一个实施方式的用于内窥镜成像的血管轮廓提取方法，所述匹配滤波器优选为高斯匹配滤波器（Gaussian Matched Filter）。
[0017]根据本公开的至少一个实施方式的用于内窥镜成像的血管轮廓提取方法，还包括：S150、对所述血管轮廓图像进行阈值处理（Thresholding method）以对血管轮廓图像进行二次增强。
[0018]根据本公开的至少一个实施方式的用于内窥镜成像的血管轮廓提取方法，S150、
对所述血管轮廓图像进行阈值处理（Thresholding method）以对血管轮廓图像进行二次增强，包括：S1502、基于所述第二图像构造像素均值图像；S1504、对所述血管轮廓图像与所述像素均值图像进行基于像素值的减法操作，获得第三图像；S1506、对所述第三图像进行二值化处理，获得二值化图像；S1508、对所述二值化图像的像素值进行整体增强以获得二次增强后的血管轮廓图像。
[0019]根据本公开的至少一个实施方式的用于内窥镜成像的血管轮廓提取方法，基于所述第二图像构造像素均值图像，包括：获取所述第二图像的各个像素值的绝对平均值；基于小于1的像素值调整系数对所述绝对平均值进行像素值调整，获得相对平均值；基于所述相对平均值生成所述像素均值图像。
[0020]根据本公开的至少一个实施方式的用于内窥镜成像的血管轮廓提取方法，S1506、对所述第三图像进行二值化处理，获得二值化图像，包括：获取所述第三图像的最大像素值及最小像素值；获得第一像素阈值及第二像素阈值，所述第一像素阈值及所述第二像素阈值在所述最小像素值至所述最大像素值的范围之内，且所述第二像素阈值大于所述第一像素阈值；对本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于内窥镜成像的血管轮廓提取方法，其特征在于，包括：S110、实时获取内窥镜原始图像；S120、对所述内窥镜原始图像进行第一滤波处理以增强和保护所述内窥镜原始图像中的血管边缘特征，输出第一图像；S130、对所述第一图像进行单色通道特征提取，获得第二图像，以使得血管在第二图像中的辨识度高于血管在第一图像中的辨识度；以及S140、对所述第二图像进行第二滤波处理以进行灰度轮廓提取，获得血管轮廓图像。2.根据权利要求1所述的用于内窥镜成像的血管轮廓提取方法，其特征在于，S120、对所述内窥镜原始图像进行第一滤波处理以增强和保护所述内窥镜原始图像中的血管边缘特征，输出第一图像，包括：S1202、对所述内窥镜原始图像进行梯度增强以生成至少一个引导图像；以及S1204、使用导向滤波器（Guided Filter）基于所述引导图像对所述内窥镜原始图像进行导向滤波，输出第一图像。3.根据权利要求1或2所述的用于内窥镜成像的血管轮廓提取方法，其特征在于，还包括：S150、对所述血管轮廓图像进行阈值处理（Thresholding method）以对血管轮廓图像进行二次增强。4.根据权利要求3所述的用于内窥镜成像的血管轮廓提取方法，其特征在于，S150、对所述血管轮廓图像进行阈值处理（Thresholding method）以对血管轮廓图像进行二次增强，包括：S1502、基于所述第二图像构造像素均值图像；S1504、对所述血管轮廓图像与所述像素均值图像进行基于像素值的减法操作，获得第三图像；S1506、对所述第三图像进行二值化处理，获得二值化图像；以及S1508、对所述二值化图像的像素值进行整体增强以获得二次增强后的血管轮廓图像。5.根据权利要求4所述的用于内窥镜成像的血管轮廓提取方法，其特征在于，S1506、对所述第三图像进行二值化处理，获得二值化图像，包括：获取所述第三图像的最大像素值及最小像素值；获得第一像素阈值及第二像素阈值，所述第一像素阈值及所述第二像素阈值在所述最小像素值至所述最大像素值的范围之内，且所述第二像素阈值大于...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈东，赵建，王伟，
申请(专利权)人：新光维医疗科技苏州股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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