内窥镜图像处理方法、系统、存储介质及内窥镜与流程

1.本发明涉及内窥镜的技术领域，特别是涉及一种内窥镜图像处理方法、系统、存储介质及内窥镜。


背景技术：

2.内窥镜是进行人体腔道内疾病诊疗的重要仪器，广泛应用于胃肠道、胰腺、泌尿道和妇科等领域的微创诊疗中。随着成像器件的发展，内窥镜经历了从纤维内镜到电子内镜的革新。现有技术中，电子内镜主要包括以下两种：
3.(1)硬管式内窥镜
4.硬管式内窥镜的图像传感器位于镜体后端，且加工工艺决定了其视野角较小。因此，如图1所示，图像传感器的矩形视野并不能得到全部利用，实际捕获到的是圆形视野，导致产生视野缺失。
5.(2)“chip-on-tip”型内窥镜
[0006]“chip-on-tip”型内窥镜的图像传感器位于镜体前端，这种内窥镜包含硬管式内镜和软管式内镜；前者主要应用于妇科、微创外科等领域，后者主要应用于胃肠道、泌尿道等领域。“chip-on-tip”型内窥镜的图像传感器的全部区域都可以用来采集图像，因而可以产生矩形视野。然而，在实际使用中，用户更希望在某一特定的显示范围即感兴趣区域中进行检查。因此，如图2所示，为了使用户保持和传统内窥镜相同的使用习惯,“chip-on-tip”型内窥镜仍主要显示圆形视野，矩形视野作为辅助功能使用，仍然存在视野缺失的问题。
[0007]
受限于自然腔道狭小的空间特性，内窥镜在使用过程中并不能随意地移动以观察不同部位。例如宫腔镜的使用过程中，由于宫颈部位非常狭窄，宫腔镜只能沿宫颈轴方向前后移动而无法左右移动。因此，内窥镜必须提供大视野的图像以使用户尽可能多地观察到腔道图像。


技术实现要素：

[0008]
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种内窥镜图像处理方法、系统、存储介质及内窥镜，能够获取高分辨率和大视野的腔道图像，有效提高了内窥镜诊疗效率和精确性。
[0009]
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种内窥镜图像处理方法，应用于内窥镜，所述内窥镜包括成像模块、镜体、手柄；所述成像模块设置在所述镜体前端，所述镜体后端设置在所述手柄上；所述手柄包括手柄本体、角度旋转装置和角度采集装置；所述角度旋转装置设置在所述手柄本体上，所述角度采集装置与所述角度旋转装置相连，用于采集所述角度旋转装置的旋转角度；所述内窥镜图像处理方法包括以下步骤：获取所述成像模块采集的矩形视野图像；所述角度旋转装置在初始位置时，令所述内窥镜的圆形显示图像的圆心与所述矩形视野图像的中心重合；获取所述角度旋转装置的旋转角度，基于所述旋转角度移动所述圆形显示图像的圆心。
[0010]
于本发明一实施例中，基于所述旋转角度移动所述圆形显示图像的圆心包括以下步骤：
[0011]
根据移动所述圆形显示图像的圆心，其中s表示所述圆形显示图像的圆心相对初始位置的偏移距离，w表示所述矩形视野图像的宽，h表示所述矩形视野图像的高，a表示所述旋转角度。
[0012]
于本发明一实施例中，所述旋转角度的范围为[-90
°
,90
°
]；当所述旋转角度为-90
°
时，所述圆形显示图像与所述矩形视野图像的左边相切；当所述旋转角度为90
°
时，所述圆形显示图像与所述矩形视野图像的右边相切。
[0013]
于本发明一实施例中，所述圆形显示图像的直径等于所述矩形视野图像的宽。
[0014]
本发明提供一种内窥镜图像处理系统，应用于内窥镜，所述内窥镜包括成像模块、镜体、手柄；所述成像模块设置在所述镜体前端，所述镜体后端设置在所述手柄上；所述手柄包括手柄本体、角度旋转装置和角度采集装置；所述角度旋转装置设置在所述手柄本体上，所述角度采集装置与所述角度旋转装置相连，用于采集所述角度旋转装置的旋转角度；
[0015]
所述内窥镜图像处理系统包括图像获取模块、圆形设置模块和移动模块；
[0016]
所述图像获取模块用于获取所述成像模块采集的矩形视野图像；
[0017]
所述圆形设置模块用于所述角度旋转装置在初始位置时，令所述内窥镜的圆形显示图像的圆心与所述矩形视野图像的中心重合；
[0018]
所述移动模块用于获取所述角度旋转装置的旋转角度，基于所述旋转角度移动所述圆形显示图像的圆心。
[0019]
本发明提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的内窥镜图像处理方法。
[0020]
本发明提供一种内窥镜图像处理终端，包括：处理器及存储器；
[0021]
所述存储器用于存储计算机程序；
[0022]
所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述内窥镜图像处理终端执行上述的内窥镜图像处理方法。
[0023]
本发明提供一种内窥镜，包括成像模块、镜体、手柄和上述的内窥镜图像处理终端；
[0024]
所述成像模块设置在所述镜体前端，用于采集矩形视野图像；
[0025]
所述镜体后端设置在所述手柄上；
[0026]
所述手柄包括手柄本体、角度旋转装置和角度采集装置；所述角度旋转装置设置在所述手柄本体上，所述角度采集装置与所述角度旋转装置相连，用于采集所述角度旋转装置的旋转角度；
[0027]
所述内窥镜图像处理终端与所述成像模块相连，用于根据所述矩形视野图像，提供圆形显示图像。
[0028]
于本发明一实施例中，所述成像模块包括图像传感器、镜头模组和照明模组；所述照明模组用于提供光源，所述镜头模组用于生成所述矩形视野图像，所述图像传感器用于采集所述矩形视野图像。
[0029]
于本发明一实施例中，所述角度旋转装置采用旋钮，所述角度采集装置采用角度
传感器，所述镜体采用钢管。
[0030]
如上所述，本发明所述的内窥镜图像处理方法、系统、存储介质及内窥镜，具有以下有益效果：
[0031]
(1)通过采用高清图像传感器和大视野角镜头模组，能够获取高分辨率和大视野的腔道图像；
[0032]
(2)通过采用旋钮结构和图像处理算法相结合的方式，解决了现有技术中内窥镜部分视野缺失的问题；
[0033]
(3)有助于解剖结构的更有效识别，有效提高了内窥镜诊疗效率和精确性；
[0034]
(4)设计合理，易于操作，极具实用性。
附图说明
[0035]
图1显示为现有技术中硬管式内窥镜于一实施例中的视野示意图；
[0036]
图2显示为现有技术中“tip-on-chip”型内窥镜于一实施例中的视野示意图；
[0037]
图3显示为本发明的内窥镜于一实施例中的结构示意图；
[0038]
图4显示为本发明的内窥镜图像处理方法于一实施例中的流程图；
[0039]
图5(a)显示为本发明中角度旋转装置处于初始位置时内窥镜视野于一实施例中的示意图；
[0040]
图5(b)显示为本发明中角度旋转装置由初始位置逆时针旋转90
°
时内窥镜视野于一实施例中的示意图；
[0041]
图5(c)显示为本发明中角度旋转装置由初始位置顺时针旋转90
°
时内窥镜视野于一实施例中的示意图；
[0042]
图6显示为本发明中角度旋转装置的旋转角度与圆形显示图像的圆心平移距离于一实施例中的关系示意图；
[0043]
图7显示为本发明的内窥镜图像处理系统于一实施例中的结构示意图。
[0044]
图8显示为本发明的内窥镜图像处理终端于一实施例中的结构示意图。
[0045]
元件标号说明
[0046]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
成像模块
[0047]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
镜体
[0048]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
手柄
[0049]
31
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
手柄本体
[0050]
32
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
角度旋转装置
[0051]
33
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
角度采集装置
[0052]
71
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
图像获取模块
[0053]
72
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
圆形设置模块
[0054]
73
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
移动模块
[0055]
81
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
处理器
[0056]
82
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
存储器
具体实施方式
[0057]
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0058]
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0059]
本发明的内窥镜图像处理方法、系统、存储介质及内窥镜，通过采用高清图像传感器和大视野角镜头模组能够获取高分辨率和大视野的腔道图像；通过采用图像处理算法，实现了全视野的图像显示，从而有效提高了内窥镜诊疗效率和精确性，极具实用性。
[0060]
如图3所示，本发明的内窥镜包括成像模块1、镜体2、手柄3和内窥镜图像处理终端(图中未示出)。
[0061]
所述成像模块1设置在所述镜体2前端，用于采集矩形视野图像。其中，所述成像模块1包括图像传感器、镜头模组和照明模组。所述照明模组用于在腔道提供光源，所述镜头模组用于生成所述腔道内部的矩形视野图像，所述图像传感器用于采集所述矩形视野图像。优选地，所述图像传感器采用高分辨率的cmos传感器，如分辨率为1280*720。所述镜头模组通过优化光学设计，可提供大于120
°
的视场角。所述照明模组采用多个led作为光源，可发出波长范围为390nm～700nm的白光。因此，在高分辨率图像传感器和大视场角镜头模组的配合下，所述内窥镜可采集到大视野的图像，并提供所述矩形视野图像。
[0062]
所述镜体2后端设置在所述手柄3上。优选地，所述镜体2采用钢管制成。
[0063]
所述手柄3包括手柄本体31、角度旋转装置32和角度采集装置33。所述角度旋转装置32设置在所述手柄本体31上，可实现顺时针和逆时针旋转。所述角度采集装置33与所述角度旋转装置32通过机械结构相连，用于采集所述角度旋转装置32的旋转角度。优选地，所述角度旋转装置32采用旋钮，所述角度采集装置33采用角度传感器。
[0064]
所述内窥镜图像处理终端与所述成像模块1相连，用于根据所述矩形视野图像，提供圆形显示图像。其中，所述内窥镜图像处理终端内置有图像处理算法，通过对所述矩形视野图像进行处理，来获取不同位置处的圆形显示图像，从而实现全视野的内窥镜图像显示。
[0065]
如图4所示，本发明的内窥镜图像处理方法包括以下步骤：
[0066]
步骤s1、获取所述成像模块采集的矩形视野图像。
[0067]
步骤s2、所述角度旋转装置在初始位置时，令所述内窥镜的圆形显示图像的圆心与所述矩形视野图像的中心重合。
[0068]
具体地，如图5(a)所示，当所述角度旋转装置在初始位置，即旋转角度为0
°
时，令所述内窥镜的圆形显示图像的圆心与所述矩形视野图像的中心重合。
[0069]
优选地，于本发明一实施例中，所述圆形显示图像的直径等于所述矩形视野图像的宽。
[0070]
步骤s3、获取所述角度旋转装置的旋转角度，基于所述旋转角度移动所述圆形显
示图像的圆心。
[0071]
具体地，当所述角度旋转装置旋转时，所述圆形显示图像的圆心随旋转角度的变化而变化，从而呈现不同位置处的圆形显示图像。优选地，所述旋转角度和所述圆形显示图像的圆形的移动量成线性关系。所述角度旋转装置旋转时，所述成像模块和所述镜体保持不动，不会随着角度旋转装置一起旋转。因此，所述圆形显示图像始终处于水平位置。
[0072]
如图6所示，根据移动所述圆形显示图像的圆心，其中s表示所述圆形显示图像的圆心相对初始位置的偏移距离，w表示所述矩形视野图像的宽，h表示所述矩形视野图像的高，a表示所述旋转角度。设定所述旋转角度的范围为[-90
°
,90
°
]，其中顺时针方向为正，逆时针方向为负。如图5(b)所示，当所述旋转角度为-90
°
时，所述圆形显示图像与所述矩形视野图像的左边相切；如图5(c)所示，当所述旋转角度为90
°
时，所述圆形显示图像与所述矩形视野图像的右边相切。
[0073]
如图7所示，于一实施例中，本发明的内窥镜图像处理系统包括图像获取模块71、圆形设置模块72和移动模块73。
[0074]
所述图像获取模块71用于获取所述成像模块采集的矩形视野图像。
[0075]
所述圆形设置模块72与所述图像获取模块71相连，用于所述角度旋转装置在初始位置时，令所述内窥镜的圆形显示图像的圆心与所述矩形视野图像的中心重合。
[0076]
所述移动模块73与所述圆形设置模块72相连，用于获取所述角度旋转装置的旋转角度，基于所述旋转角度移动所述圆形显示图像的圆心。
[0077]
其中，图像获取模块71、圆形设置模块72和移动模块73的结构和原理与上述内窥镜图像处理方法的步骤一一对应，故在此不再赘述。
[0078]
需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现，也可以全部以硬件的形式实现，还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如：x模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现。此外，x模块也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上x模块的功能。其它模块的实现与之类似。这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)，一个或多个微处理器(digital signal processor，简称dsp)，一个或者多个现场可编程门阵列(field programmable gate array，简称fpga)等。当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，如中央处理器(central processing unit，简称cpu)或其它可以调用程序代码的处理器。这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称soc)的形式实现。
[0079]
本发明的存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的内窥镜图像处理方法。优选地，所述存储介质包括：rom、ram、磁碟、u盘、存储卡或者光盘等各种
可以存储程序代码的介质。
[0080]
如图8所示，于一实施例中，本发明的内窥镜图像处理终端包括：处理器81和存储器82。
[0081]
所述存储器82用于存储计算机程序。
[0082]
所述存储器82包括：rom、ram、磁碟、u盘、存储卡或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0083]
所述处理器81与所述存储器82相连，用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述内窥镜图像处理终端执行上述的内窥镜图像处理方法。
[0084]
优选地，所述处理器81可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processor，简称dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
[0085]
优选地，所述内窥镜图像处理终端采用dsp或fpga实现。
[0086]
综上所述，本发明的内窥镜图像处理方法、系统、存储介质及内窥镜通过采用高清图像传感器和大视野角镜头模组，能够获取高分辨率和大视野的腔道图像；通过采用旋钮结构和图像处理算法相结合的方式，解决了现有技术中内窥镜部分视野缺失的问题；有助于解剖结构的更有效识别，有效提高了内窥镜诊疗效率和精确性；设计合理，易于操作，极具实用性。因此，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0087]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。