一种高光谱内窥成像装置及成像方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110115557A(43)申请公布日2019.08.13(21)申请号201910413069.X(22)申请日2019.05.17(71)申请人中科光电（北京）科学技术有限公司地址100095北京市海淀区温泉镇水岸温泉北侧351地块13号楼一层13-1-012室(72)发明人聂云峰张金刚付强(74)专利代理机构北京知呱呱知识产权代理有限公司11577代理人丁彦峰贺亚明(51)Int.Cl.A61B1/07(2006.01)A61B1/06(2006.01)A61B1/04(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种高光谱内窥成像装置及成像方法(57)摘要本发明实施例公开了一种高光谱内窥成像装置及成像方法，通过将微相机阵列用于高光谱内窥成像系统，并提供光谱可调的窄带光源，使本发明的分光方式为光源分光和滤光片分光的差分组合，这种设置在保证了光源利用率的同事提高了光谱的分辨率，并使当前计算机技术优势被充分利用到传统的内窥光学成像系统，从而突破了单镜头内窥镜系统功能上的局限性，拓展了计算高光谱成像、立体视觉图像重建、黑白窄带相机分辨率增强等功能，同时通过将计算算法对图像处理的增强，可减少光学系统的复杂度、避免昂贵的可调滤光片器件和运动部件的使用，从而使光机系统更加简化稳定，适用于观测人体内部喉部、鼻腔、腹腔、肠道、胰腺、支气管、输尿管等空间极其狭窄的场合。CN110115557ACN110115557A权利要求书1/2页1.一种高光谱内窥成像装置，其特征是：包括用于提供光谱可调的窄带光源并照射在被测位置的光源装置，还包括用于获取被测位置的光谱图像的微型相机阵列装置，所述微型相机阵列装置包括至少三个窄带微型相机和一个黑白微型相机，所述窄带微型相机内设置有与窄带光源的光谱存在差分的滤光片。2.根据权利要求1所述的一种高光谱内窥成像装置，其特征是：还包括用于调节微型相机阵列装置位置的控制装置；分别与光源装置、控制装置和微型相机阵列装置连接集成控制系统；与集成控制系统连接，用于对采集到的图像信息处理为立体图像的成像系统；所述控制装置包括可弯曲电缆以及控制可弯曲电缆移动的控制器，所述微型相机阵列装置和控制器分别连接在可弯曲电缆的两端，所述集成控制系统包括用于控制光源装置发出光的光谱范围和光强度的光源控制模块；用于实时采集微型相机阵列装置获取的图像信息、视频数据和工作状态参数的图像获取模块；用于辅助标定立体图像上的病变位置的智能辅助诊断模块；用于对诊断的数据进行分类保存的诊断数据存储模块。3.根据权利要求1所述的一种高光谱内窥成像装置，其特征是：所述成像系统包括窄带图像获取模块：用于获取被测位置的窄带图像；全谱段图像获取模块：用于获取被测位置的全谱段图像；光谱计算模块：用于将全谱段图像和窄带图像进行差分进一步获取光谱信息；图像处理模块：用于处理窄带图像和全谱段图像并重建三维图像。4.根据权利要求3所述的一种高光谱内窥成像装置，其特征是：所述图像处理模块包括图像信息预处理模块：对微型相机阵列装置获取的图像信息进行预处理；图像增强处理模块：用于对图像预处理模块完成预处理后的图像进行全谱段图像和窄带图像增强处理；特征提取模块：用于提取图像增强处理模块增强后的窄带图像的特征；特征匹配模块：用于对特征提取模块提取后的窄带图像的特征进行匹配和配准，得到目标区域的深度图和三维图像；三维重建模块：用于将特征匹配模块处理后的深度图和数据立方体图进行融合，获得的高光谱数据立方体。5.根据权利要求3所述的一种高光谱内窥成像装置，其特征是：所述图像处理模块包括图像增强处理模块：用于对图像预处理模块完成预处理后的图像，进行黑白/窄带图像增强处理；融合模块：用于对任意两路窄带相机将和黑白图像进行融合生成增强的窄带影像；双目视觉重建模块：用于对窄带影像采用双目视觉重建算法处理，得到立体图像。6.一种高光谱内窥成像方法，其特征是：包括以下步骤：S1、获取被测位置的窄带图像；S2、获取被测位置的全谱段图像；S3、将全谱段图像和窄带图像进行差分进一步获取光谱信息；S4、处理窄带图像和全谱段图像并重建三维图像。7.根据权利要求6所述的一种高光谱内窥成像系统，其特征是：所述步骤S4还包括以下步骤S4.1、对微型相机阵列装置获取的图像信息进行预处理；2CN110115557A权利要求书2/2页S4.2、对图像预处理模块完成预处理后的图像，进行全谱段图像和窄带图像增强处理；S4.3、提取图像增强处理模块增强后的窄带图像的特征；S4.4、对特征提取模块提取后的窄带图像的特征进行匹配和配准，得到目标区域的深度图和三维图像；S4.5、将特征匹配模块处理后的深度图和数据立方体图进行融合，获得