基于变焦内窥镜成像的曝光参数控制方法和装置制造方法及图纸

本申请涉及基于变焦内窥镜成像的曝光参数控制方法和装置。基于本申请，在变焦内窥镜的焦距变化过程中，可以利用包括荧光显影区域的每一帧荧光图像，预判荧光显影区域在下一帧荧光图像成像时的区域面积占比，并且，根据对该区域面积占比的预判结果确定目标亮度在下一帧荧光图像成像时的亮度值，以促使目标亮度的亮度值随荧光显影区域的区域面积占比在焦距变化过程中的变化而自适应变化，从而有助于抑制荧光图像中的荧光显影区域在变焦内窥镜的焦距变化过程中发生亮度突变。的焦距变化过程中发生亮度突变。的焦距变化过程中发生亮度突变。

【技术实现步骤摘要】
基于变焦内窥镜成像的曝光参数控制方法和装置


[0001]本申请涉及医学影像技术，特别涉及一种基于变焦内窥镜成像的曝光参数控制方法、一种基于变焦内窥镜成像的曝光参数控制装置、以及一种内窥成像系统。

技术介绍

[0002]内窥镜可以经人体的天然孔道或者微创切口进入人体的体内，并且，通过内窥镜成像得到的图像可以呈现体内的器官或组织。其中，通过内窥镜成像得到的图像可以包括对可见光成像的可见光图像，并且，在某些手术场景中，还需要通过内窥镜对荧光信号成像得到荧光图像，以借助器官或组织在荧光图像中的荧光显影区域的图像局部亮度辨识荧光信号的荧光强度，该荧光信号的荧光强度可以反应出器官或组织是否发生病变。
[0003]无论是可见光图像还是荧光图像，都需要将曝光参数控制在合理的范围内。通常情况下，可以基于表征全局亮度的图像平均亮度控制可见光图像和荧光图像成像时的曝光参数，以促使图像平均亮度趋近于具有固定亮度值的目标亮度。
[0004]然而，若内窥镜选用变焦内窥镜，则，针对荧光图像成像时的曝光参数的上述控制方式，会在变焦内窥镜的焦距变化过程中引发荧光图像中的荧光显影区域发生亮度突变，这样的亮度突变会干扰对器官或组织是否发生病变的判断。
[0005]因此，如何抑制荧光图像中的荧光显影区域在变焦内窥镜的焦距变化过程中发生亮度突变，成为现有技术中有待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本申请的实施例提供了一种基于变焦内窥镜成像的曝光参数控制方法、一种基于变焦内窥镜成像的曝光参数控制装置、以及一种内窥成像系统，有助于抑制荧光图像中的荧光显影区域在变焦内窥镜的焦距变化过程中发生亮度突变。
[0007]在本申请的一个实施例中，一种基于变焦内窥镜成像的曝光参数控制方法包括：
[0008]在第一成像时刻通过变焦内窥镜对荧光信号成像得到的荧光图像中，检测所述变焦内窥镜的有效视野区域内的荧光显影区域，其中，所述荧光信号的波段范围不同于可见光波段，所述有效视野区域的区域尺寸与所述变焦内窥镜的焦距关联，并且，所述荧光信号在所述荧光显影区域的信号强度高于或等于预设的荧光强度阈值；
[0009]响应于对所述荧光显影区域的成功检测，确定所述荧光显影区域在所述有效视野区域中的区域面积占比在第二成像时刻的比例预判值，其中，所述第二成像时刻为跟随于所述第一成像时刻的相邻成像时刻，所述比例预判值与所述变焦内窥镜在所述第二成像时刻的焦距相比于所述第一成像时刻的焦距变化量关联；
[0010]基于所述比例预判值，确定目标亮度在所述第二成像时刻的亮度值，其中，所述目标亮度用于控制对所述荧光信号成像的曝光参数。
[0011]在一些示例中，可选地，还包括：基于在所述第一成像时刻通过所述变焦内窥镜对可见光成像得到的可见光图像，确定所述有效视野区域的视野区域位置信息，其中，所述视
野区域位置信息与所述变焦内窥镜在所述第一成像时刻的焦距关联，并且，所述视野区域位置信息用于确定在所述荧光图像中检测所述荧光显影区域时的目标检测区域。
[0012]在一些示例中，可选地，所述基于在所述第一成像时刻通过所述变焦内窥镜曝光成像得到的可见光图像，确定所述有效视野区域的视野区域位置信息，包括：基于在所述可见光图像中识别出的所述有效视野区域、以及在所述可见光图像之前通过所述变焦内窥镜成像得到的历史可见光图像中识别出的历史有效视野区域，确定所述视野区域位置信息。
[0013]在一些示例中，可选地，所述在第一成像时刻通过变焦内窥镜对荧光信号成像得到的荧光图像中，检测所述变焦内窥镜的有效视野区域内的荧光显影区域，包括：提取所述荧光图像中与所述有效视野区域位置匹配的目标图像区域；对所述目标图像区域进行以所述荧光强度阈值为亮度分界的二值化处理，其中，所述二值化处理得到的二值化图像中包括用于表征信号强度高于或等于所述荧光强度阈值的第一像素值区域、以及用于表征信号强度低于所述荧光强度阈值的第二像素值区域；对所述第一像素值区域进行形态学处理；基于所述第一像素值区域经所述形态学处理后的区域轮廓，确定所述荧光显影区域。
[0014]在一些示例中，可选地，所述确定所述荧光显影区域在所述有效视野区域中的区域面积占比在第二成像时刻的比例预判值，包括：基于视野区域位置信息和显影区域位置信息，确定所述荧光显影区域和所述有效视野区域在所述第一成像时刻的相对位置关系，其中，所述视野区域位置信息用于确定在所述荧光图像中检测所述荧光显影区域时的目标检测区域，并且，所述显影区域位置信息用于表征所述荧光显影区域在所述荧光图像中的检测命中区域；基于所述相对位置关系，确定所述第二成像时刻的所述荧光显影区域在所述有效视野区域内的区域面积变化量；基于所述区域面积变化量，确定所述比例预判值。
[0015]在一些示例中，可选地，所述相对位置关系包括所述荧光显影区域是否与所述有效视野区域的边界相交；所述基于所述相对位置关系、以及所述焦距变化量，确定所述第二成像时刻的所述荧光显影区域在所述有效视野区域内的区域面积变化量，包括：响应于表示所述荧光显影区域与所述有效视野区域的边界相交的第一类位置关系，基于所述焦距变化量确定所述区域面积变化量；响应于表示所述荧光显影区域与所述有效视野区域的边界不相交的第二类位置关系，确定所述区域面积变化量为零。
[0016]在一些示例中，可选地，所述基于所述焦距变化量确定所述区域面积变化量，包括：响应于所述焦距变化量为增量的焦距增大趋势，基于所述荧光显影区域与所述有效视野区域的视野边界相交的交线长度、以及所述有效视野区域的径向尺寸在所述第二成像时刻由于所述焦距变化量引发的径向尺寸变化量，预测所述荧光显影区域在所述第二成像时刻移入所述有效视野区域的边界之内的增长区域面积，所述增长区域面积用于表征所述区域面积变化量；响应于所述焦距变化量为减量的焦距减小趋势，基于所述有效视野区域的径向尺寸在所述第二成像时刻由于所述焦距变化量引发的径向尺寸变化量，确定所述荧光显影区域在所述第二成像时刻移出所述有效视野区域的边界之外的割除区域面积，所述割除区域面积用于表征所述区域面积变化量。
[0017]在一些示例中，可选地，所述基于所述区域面积变化量，确定所述比例预判值，包括：基于所述区域面积变化量、所述荧光显影区域在所述第一成像时刻的当前区域面积、以及所述有效视野区域在所述第二成像时刻的视野区域面积，确定所述比例预判值；其中，所述有效视野区域在所述第二成像时刻的视野区域面积与所述有效视野区域在所述第二成
像时刻的径向尺寸关联，并且，所述有效视野区域在所述第二成像时刻的径向尺寸与所述变焦内窥镜在所述第二成像时刻的焦距关联。
[0018]在一些示例中，可选地，所述基于所述比例预判值，确定目标亮度在所述第二成像时刻的亮度值，包括：基于所述比例预判值、以及预先设定的所述比例预判值与所述目标亮度之间的反单调性关系，确定所述目标亮度在所述第二成像时刻的亮度值。
[0019]在本申请的另一个实施例中，一种基于变焦内窥镜成像的曝光参数控制装置包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于变焦内窥镜成像的曝光参数控制方法，其特征在于，包括：在第一成像时刻通过变焦内窥镜对荧光信号成像得到的荧光图像中，检测所述变焦内窥镜的有效视野区域内的荧光显影区域，其中，所述荧光信号的波段范围不同于可见光波段，所述有效视野区域的区域尺寸与所述变焦内窥镜的焦距关联，并且，所述荧光信号在所述荧光显影区域的信号强度高于或等于预设的荧光强度阈值；响应于对所述荧光显影区域的成功检测，确定所述荧光显影区域在所述有效视野区域中的区域面积占比在第二成像时刻的比例预判值，其中，所述第二成像时刻为跟随于所述第一成像时刻的相邻成像时刻，所述比例预判值与所述变焦内窥镜在所述第二成像时刻的焦距相比于所述第一成像时刻的焦距变化量关联；基于所述比例预判值，确定目标亮度在所述第二成像时刻的亮度值，其中，所述目标亮度用于控制对所述荧光信号成像的曝光参数。2.根据权利要求1所述的曝光参数控制方法，其特征在于，还包括：基于在所述第一成像时刻通过所述变焦内窥镜对可见光成像得到的可见光图像，确定所述有效视野区域的视野区域位置信息，其中，所述视野区域位置信息与所述变焦内窥镜在所述第一成像时刻的焦距关联，并且，所述视野区域位置信息用于确定在所述荧光图像中检测所述荧光显影区域时的目标检测区域。3.根据权利要求2所述的曝光参数控制方法，其特征在于，所述基于在所述第一成像时刻通过所述变焦内窥镜曝光成像得到的可见光图像，确定所述有效视野区域的视野区域位置信息，包括：基于在所述可见光图像中识别出的所述有效视野区域、以及在所述可见光图像之前通过所述变焦内窥镜成像得到的历史可见光图像中识别出的历史有效视野区域，确定所述视野区域位置信息。4.根据权利要求1所述的曝光参数控制方法，其特征在于，所述在第一成像时刻通过变焦内窥镜对荧光信号成像得到的荧光图像中，检测所述变焦内窥镜的有效视野区域内的荧光显影区域，包括：提取所述荧光图像中与所述有效视野区域位置匹配的目标图像区域；对所述目标图像区域进行以所述荧光强度阈值为亮度分界的二值化处理，其中，所述二值化处理得到的二值化图像中包括用于表征信号强度高于或等于所述荧光强度阈值的第一像素值区域、以及用于表征信号强度低于所述荧光强度阈值的第二像素值区域；对所述第一像素值区域进行形态学处理；基于所述第一像素值区域经所述形态学处理后的区域轮廓，确定所述荧光显影区域。5.根据权利要求1所述的曝光参数控制方法，其特征在于，所述确定所述荧光显影区域在所述有效视野区域中的区域面积占比在第二成像时刻的比例预判值，包括：基于视野区域位置信息和显影区域位置信息，确定所述荧光显影区域和所述有效视野区域在所述第一成像时刻的相对位置关系，其中，所述视野区域位置信息用于确定在所述荧光图像中检测所述荧光显影区域时的目标检测区域，并且，所述显影区域位置信息用于表征所述荧光显影区域在所述荧光图像中的检测命中区域；基于所述相对位置关系，确定所述第二成像时刻的所述荧光显影区域在所述有效视野
区域内的区域面积变化量；基于所述区域面积变化量，确定所述比例预判值。6.根据权利要求5所述的曝光参数控制方法，其特征在于，所述相对位置关系包括所述荧光显影区域是否与所述有效视野区域的边界相交；所述基于所述相对位置关系、以及所述焦距变化量，确定所述第二成像时刻的所述荧光显影区域在所述有效视野区域内的区域面积变化量，包括：响应于表示所述荧光显影区域与所述有效视野区域的边界相交的第一类位置关系，基于所述焦距变化量确定所述区域面积变化量；响应于表示所述荧光显影区域与所述有效视野区域的边界不相交的第二类位置关系，确定所述区域面积变化量为零。7.根据权利要求6所述的曝光参数控制方法，其特征在于，所述基于所述焦距变化量确定所述区域面积...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘恩毅，孙剑秋，蔺玥菡，
申请(专利权)人：杭州海康慧影科技有限公司，
类型：发明
国别省市：