基于光谱的医疗图像处理方法技术

本申请涉及一种基于光谱的医疗图像处理方法和装置。该基于光谱的医疗图像处理方法包括：获取病灶处的光谱图像；根据所述光谱图像还原得到每个像素点的颜色空间数值，以获得第一颜色图像；对所述第一颜色图像进行颜色特性化，将图像颜色转换到大色域范围内以获得第二颜色图像；以及，使用高保真显示器显示所述第二颜色图像。这样，可以向用户呈现高分辨率的光谱信息和颜色信息。光谱信息和颜色信息。光谱信息和颜色信息。

【技术实现步骤摘要】
基于光谱的医疗图像处理方法


[0001]本申请涉及医疗成像和显示
，更为具体地说，涉及一种基于光谱的医疗图像处理方法。

技术介绍

[0002]随着社会信息化程度的不断提高，信息技术已经渗透进了社会生活的各个领域。远程医疗就是信息技术与传统医疗技术结合的产物，它为医疗事业带来了全新的变革。远程医疗利用数字化、计算机自动化、远距离网络通信和多媒体等信息技术使得足不出户的看病求医成为可能，同时也为家庭日常保健提供了更智能高效便捷的模式。目前的远程医疗技术涵盖了远程诊断，远程急救，远程咨询，远程监护等方面，正在不断地发展和逐步普及。
[0003]远程医疗的概念起源于上世纪60年代。美国Nebraska大学是最早应用远程医疗技术的地方,使用双向闭环微波电视进行了精神病学会诊。美国国家航空航天管理局在国家医药图书馆的指导下，也在60年代利用卫星通信支持了一个远程医疗项目，它在Appalacian Rocky Mountain和Alaska地区之间运行远程医疗服务。
[0004]近年来得益于微电子技术、网络通信技术、计算机技术的快速发展，远程医疗技术发展迅速，使人们可以通过现代通信网络实现个人与医疗机构之间医疗信息的远程传输和监测，实现了远程监护、医疗救护、家庭病床以及远程会诊等功能。
[0005]在生物医学应用领域，光谱成像仍然是一项比较新的技术，但它作为一种诊断和评估治疗的非侵入性方法有着广泛的潜在用途。在特定波长下，不同病理状态组织的化学组成和物理特征有着不同的反射率、吸收度以及电磁能量，表现为特征光谱峰存在差异，通过分析这些光谱信号可以实现对组织状态信息的定性或定量检测，并根据高光谱图像提供的空间分布信息，实现对组织不同病态的可视化呈现，从而实现对组织疾病状态的诊断。光谱成像技术的这种能力目前在医疗领域，越来越多地应用于疾病检测和手术指导。作为一种新型的、非接触式的光学诊断技术，光谱成像通过光谱图像信息为临床医学提供了一种有效的辅助诊断手段，具有巨大的发展潜力。
[0006]光谱成像技术是集探测器技术、精密光学机械、微弱信号检测、计算机技术、信息处理技术于一体的综合性技术，光谱图像内包含丰富的空间、辐射和光谱信息，如图1所示。这里，图1图示了光谱图像所包含的信息的示意图。
[0007]在医疗影像中，医生可以通过病灶的颜色对病人进行诊治，商业彩色相机目前主要使用红、绿、蓝(R、G、B)三基色传感器整列，在图像的采集和传输过程中会丢失大量的图像信息，最典型的为原始图像的颜色信息丢失，且现有的彩色相机多使用sRGB格式进行图像的传输和编码，由于sRGB的色域较小，色域被限制在一个较小的三角形内，超出该范围的颜色无法区分，造成颜色信息的大量丢失。
[0008]因此，在医疗领域，需要提供改进的基于光谱的医疗成像和显示方案。

技术实现思路

[0009]为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种基于光谱的医疗图像处理方法和装置，其通过从光谱图像恢复颜色图像并使用高保真显示器进行显示，可以向用户呈现高分辨率的光谱信息和颜色信息。
[0010]根据本申请的一方面，提供了一种基于光谱的医疗图像处理方法，包括：获取病灶处的光谱图像；根据所述光谱图像还原得到每个像素点的颜色空间数值，以获得第一颜色图像；对所述第一颜色图像进行颜色特性化，将图像颜色转换到大色域范围内以获得第二颜色图像；以及，使用高保真显示器显示所述第二颜色图像。
[0011]在上述基于光谱的医疗图像处理方法中，获取病灶处的光谱图像包括：使用光谱相机对病灶处进行光谱成像；以及，根据所述光谱相机的图像传感器的原始信号还原每个像素的光谱曲线以获得光谱图像。
[0012]在上述基于光谱的医疗图像处理方法中，获取病灶处的光谱图像进一步包括：存储所述光谱图像并进行数据归档。
[0013]在上述基于光谱的医疗图像处理方法中，根据所述光谱图像还原得到每个像素点的颜色空间数值以获得第一颜色图像包括：根据所述光谱图像的每个像素的光谱曲线以及CIE的颜色标准，通过以下公式将获得XYZ颜色空间内的每个像素的颜色值：
[0014][0015][0016][0017]其中，k是归一化系数，用于限定Y的最大值为100，φ(λ)是光谱曲线的表达式，分别为CIE规定的XYZ颜色空间的颜色标准。
[0018]在上述基于光谱的医疗图像处理方法中，所述第一颜色图像位于色域无关的颜色空间，且所述颜色特性化的过程中没有色域的压缩和损失。
[0019]在上述基于光谱的医疗图像处理方法中，所述第二颜色图像所在的颜色空间是大于sRGB的颜色空间。
[0020]在上述基于光谱的医疗图像处理方法中，使用高保真显示器显示所述第二颜色图像包括对所述高保真显示器，基于已进行颜色处理的图像数据进行屏幕特性化，且所述屏幕特性化包括：建立特性化样本，所述特性化样本按照亮度和色度均匀分布，覆盖各亮度层级上的各类颜色，且颜色按照色调和饱和度均匀分布；在显示屏幕上显示具有已知的RGB数值的所述特性化样本；通过屏幕测色仪测量所述显示屏幕的色度值；以及，建立所述已知的RGB数值与所测量的色度值之间的联系。
[0021]在上述基于光谱的医疗图像处理方法中，在使用高保真显示器显示所述第二颜色图像之前进一步包括：对所述第二颜色图像进行数字图像处理，且所述数字图像处理的过程中不压缩所述第二颜色图像的颜色数据且不改变所述第二颜色图像的颜色空间。
[0022]在上述基于光谱的医疗图像处理方法中，使用高保真显示器显示所述第二颜色图像之前进一步包括：对所述第二颜色图像进行编码压缩。
[0023]在上述基于光谱的医疗图像处理方法中，在对所述第二颜色图像进行编码压缩之后进一步包括：将所述编码压缩后的第二颜色图像传输到预定位置的高保真显示器。
[0024]在上述基于光谱的医疗图像处理方法中，在对所述第二颜色图像进行编码压缩之后进一步包括：在所述高保真显示器对所述第二颜色图像进行解码处理。
[0025]在上述基于光谱的医疗图像处理方法中，使用光谱相机对病人病灶处进行成像包括：使用包含光谱芯片模组、成像芯片模组和分光件的第一组图像检测芯片模组组件进行成像，其中，所述分光件位于光谱芯片和成像芯片的路径上，以使得第一部分光转折且第二部分光透过后分别由所述光谱芯片和所述成像芯片接收，从而获取光谱信息和图像信息。
[0026]在上述基于光谱的医疗图像处理方法中，所述光谱芯片组件包括设置于所述分光件和所述光谱芯片之间的匀光件，用于对光进行匀化后再由所述光谱芯片获得光谱信息。
[0027]在上述基于光谱的医疗图像处理方法中，使用光谱相机对病人病灶处进行成像进一步包括：使用至少包括成像芯片模组的第二组图像检测芯片模组组件对病灶体之外的健康组织进行成像。
[0028]在上述基于光谱的医疗图像处理方法中，进一步包括：将所述第一组图像检测芯片模组组件获得的第一光谱图像与预存的病理光谱图像进行比较；以及，响应于所述第一光谱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光谱的医疗图像处理方法，其特征在于，包括：获取病灶处的光谱图像；根据所述光谱图像还原得到每个像素点的颜色空间数值，以获得第一颜色图像；对所述第一颜色图像进行颜色特性化，将图像颜色转换到大色域范围内以获得第二颜色图像；以及使用高保真显示器显示所述第二颜色图像。2.如权利要求1所述的基于光谱的医疗图像处理方法，其中，获取病灶处的光谱图像包括：使用光谱相机对病灶处进行光谱成像；以及根据所述光谱相机的图像传感器的原始信号还原每个像素的光谱曲线以获得光谱图像。3.如权利要求1所述的基于光谱的医疗图像处理方法，其中，获取病灶处的光谱图像进一步包括：存储所述光谱图像并进行数据归档。4.如权利要求1所述的基于光谱的医疗图像处理方法，其中，根据所述光谱图像还原得到每个像素点的颜色空间数值以获得第一颜色图像包括：根据所述光谱图像的每个像素的光谱曲线以及CIE的颜色标准，通过以下公式将获得XYZ颜色空间内的每个像素的颜色值：XYZ颜色空间内的每个像素的颜色值：XYZ颜色空间内的每个像素的颜色值：其中，k是归一化系数，用于限定Y的最大值为100，φ(λ)是光谱曲线的表达式，分别为CIE规定的XYZ颜色空间的颜色标准。5.如权利要求1所述的基于光谱的医疗图像处理方法，其中，所述第一颜色图像位于色域无关的颜色空间，且所述颜色特性化的过程中没有色域的压缩和损失。6.如权利要求5所述的基于光谱的医疗图像处理方法，其中，所述第二颜色图像所在的颜色空间是大于sRGB的颜色空间。7.如权利要求1所述的基于光谱的医疗图像处理方法，其中，使用高保真显示器显示所述第二颜色图像包括对所述高保真显示器，基于已进行颜色处理的图像数据进行屏幕特性化，且所述屏幕特性化包括：建立特性化样本，所述特性化样本按照亮度和色度均匀分布，覆盖各亮度层级上的各类颜色，且颜色按照色调和饱和度均匀分布；在显示屏幕上显示具有已知的RGB数值的所述特性化样本；通过屏幕测色仪测量所述显示屏幕的色度值；以及，
建立所述已知的RGB数值与所测量的色度值之间的联系。8.如权利要求1所述的基于光谱的医疗图像处理方法，其中，在使用高保真显示器显示所述第二颜色图像之前进一步包括：对所述第二颜色图像进行数字图像处理，且所述数字图像处理的过程中不压缩所述第二颜色图像的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志雷，张鸿，王宇，
申请(专利权)人：北京与光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：