CN110769730B 非线性缩放模型处理图像数据的方法及医学视觉辅助系统 （安布股份有限公司）

2019.12.11PCT/EP2018/0662462018.06.19WO2018/234305EN2018.12.27US6441845B1,2002.08.27US2005206636A1,2005.09.22非线性缩放模型处理图像数据的方法及医提出了一种用于通过使用包括内窥镜和监视器的医学视觉辅助系统来获得和处理图像数来调整该图像数据，使得形成经调整的图像数2应用该图像捕获设备的曝光设置，使得光没有使覆盖多于两个相邻其中，该非线性缩放模型被配置为在使用该图像捕获设备具有低像素强度值的像素提供相同的平均增益，使得具有低像素强度值的像素被显著增5.根据前述权利要求中任一项所述的方法6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中型来调整该图像数据使得形成经调整的图像数据的步增加低强度图像数据子集的强度，其中该低强度图像数据子降低高强度图像数据子集的强度，其中该高强度图像数据子集3放模型是从包括第一非线性缩放模型和第二非线性缩放模型的一组非线性缩放模型中选其中该监视器通过应用该非线性缩放模型来其中该图像捕获设备的曝光设置被配置成使得光没有使覆盖多于两个相邻像素的图其中，该非线性缩放模型被配置为在使用该图像捕获设备具有低像素强度值的像素提供相同的平均增益，使得具有低像素强度值的像素被显著增且具有中间范围的像素强度值的像素仅被稍微调整或根4性缩放模型来调整该图像数据的该图像数据处理设备被构造为增加低强度图像数据子集缩放模型是从包括第一非线性缩放模型和第二非线性缩放模型的一组非线性缩放模型中成根据权利要求18至33中任一项所述的医学视觉辅5[0002]内窥镜是用于目视检查比如人体的体腔等不可触及的地摄像头和光源(比如LED)的电线沿着长形插入管的内部从手柄延伸至远端处的端头。代替6镜被构造成被插入到体腔中，并且包括发光设备以及用于捕获图像数据的图像捕获设备，个部分的图像数据将包括附加信息，这进而意味着图像数据的细化结果(例如通过使用非[0022]图像的暗部分可以被定义为具有在最大强度的0％和7％之间的强度的图像部图像的具有中等光强度的部分可以被定义为具有在最大强度的8％和30％之间的强度的图7[0024]缩放函数可以设置有弯曲部，即缩放函数的斜率可以既不连续增加也不连续减[0026]通过应用非线性强度缩放模型来调整图像数据使得形成经调整的图像数据的步骤可以进一步包括增加低强度图像数据子集的强度以及降低高强度图像数据子集的强度，该高强度图像数据子集包括具有从最大强度的95％开始的强度水平的图[0027]这样做的优点是，操作者可以容易地分析表示体腔的位于远处(相对于图像捕获[0028]非线性缩放模型可以被设置为通过第一增加因子来增加低强度图像数据子集的[0029]将低图像强度图像数据子集的强度增加到比图像数据的其余部分更高的程度的[0030]提供适于体腔的非线性缩放模型的步骤可以进一步包括确定与体腔相关的体腔放模型和第二非线性缩放模型的一组非线性缩放模窥镜被构造成被插入到该体腔中并且包括图像捕获设备和发光设备，并且该监视器包括：8[0050]图像的暗部分可以被定义为具有在最大强度的0％和7％之间的强度的图像部图像的具有中等光强度的部分可以被定义为具有在最大强度的8％和30％之间的强度的图[0052]缩放函数可以设置有弯曲部，即缩放函数的斜率可以既不连续增加也不连续减[0054]用于通过应用非线性缩放模型来调整图像数据的该图像数据处理设备可以被构[0055]这样做的优点是，操作者可以容易地分析表示体腔的位于远处(相对于图像捕获9[0056]非线性缩放模型可以被设置为通过第一增加因子来增加低强度图像数据子集的[0057]将低图像强度图像数据子集的强度增加到比图像数据的其余部分更高的程度的放模型和第二非线性缩放模型的一组非线性缩放模据处理设备用于通过应用适于体腔的非线性缩放模型来调整图像数据使得形成经调整的[0071]图3是展示用于在通过例如图2中展示的监视器将图像数据呈现给操作者之前处[0074]图6展示了伽马校正模型的实例，该伽马校正模型进而是根据本发明的非线性缩之外，摄像头传感器(比如CMOS传感器或任何其他图像捕获设备)以及一个或若干个光源(比如发光二极管(LED)或任何其他发光设备)可以被放置在端头部108中。通过使图2中展示的摄像头传感器和光源以及监视器200被构造为基于由摄像头传感器捕获的图像数据显于通过摄像头传感器和监视器可以得到的视觉反馈，操作者将能够以精确的方式控制器放置在手柄102上的旋钮110来控制弯曲区段106。图1中展示的手柄102被设计成使得旋钮[0080]由摄像头传感器捕获的图像数据以及可选地由放置在端头部中的其他传感器捕[0081]监视器设备200优选地是可重复使用的一件设备。通过具有一次性使用的一件设[0082]与例如摄像头传感器的操作密切相关的数据处理操作(比如读取图像数据)可以在内窥镜本身中执行，而需要更多计算能力的更复杂的数据处理操作可以在监视器200中[0083]为了能够在监视器上显示图像(例如对正被检查的身体的[0086]在第三步骤306中，图像数据可以被去马赛克，例如从拜耳水平颜色空间转换到跨度中增加或减少多少像素强度值，以提供使得暗区域(即低像素强度值)和亮区域(即高像素强度值)中的细节对于操作者是可见的。如下文将进一步详细描述和图6中进一步展分析通过监视器200提供的图像的操作者来说变得更加容第二区域410可能根本不会被光源404a、404b点亮，或者被这些光源点亮至少少于第一区区域和曝光不足区域的影响是操作者将不能分析支气管的对应于这些[0101]为了补偿体腔(比如，如图4和图5中通过举例展示的支气远端(即更远离内窥镜的端头且因此更远离光源的区域)时，不能看到更暗的细节是个问[0105]可以参考图6来描述非线性缩放，该图示出了如何执行从原始(输入)图像到经缩602将显著增加图像的暗部分中的对比度，并使最暗区域中的信息对于用户是可见的。同光强度照亮靠近内窥镜端头的区域和更远离内窥镜端且用户将在用户界面中的不同选项之间对选项进行选择，从而使用这些曲线中的一条曲[0110]图7a和图7b通过举例展示了图像，这些图像描绘了在已经应用图6中展示的伽马或监视器本身(例如通过对由图像捕获设备获得的图像数据进行分析)屏蔽被放置在插入管102内部的插入管电缆和在使用中设置在内窥镜100和监视器200之间这样使得由监视器200接收的图像数据中存在较少作弯曲区段106需要附加的能量和/或弯曲区段106的范围由于屏蔽而[0122]如果以规则的间隔逐行读出图像传感器，则周期性噪声(例如由时钟频率引起的噪声)将以规则性存在于图像数据中，这可以示出在第一方向上比在第二方向上存在更多[0124]一种用于对包括第一方向上的第一方向噪声和第二方向上的第二方向噪声的图[0125]从设置在内窥镜100的端头部108中的图像传感器接收包括第一方向上的第一像[0129]内窥镜100可以包括连接到图像传感器的插入管电缆，其中插入管电缆可以是非[0131]可以在连接到内窥镜100的监视器200中进行执行图像数据和方向偏置的周期性