【摘要】：隨著現(xiàn)代外科手術向著微創(chuàng)化發(fā)展,高清電子醫(yī)用內(nèi)窺鏡已經(jīng)成為治愈人體疾病必需的醫(yī)療器械。但是在傳統(tǒng)白光內(nèi)窺鏡手術中,會存在腫瘤未被完全切除,早期病灶不易發(fā)現(xiàn)等問題。國外先進產(chǎn)品通過特殊圖像增強算法來增強病灶解決上述問題,但國內(nèi)產(chǎn)品尚缺乏此方面功能,因此新型內(nèi)窺鏡成像技術的研究至關重要。針對上述問題,本文旨在研究高清電子醫(yī)用內(nèi)窺鏡圖像增強算法。該增強算法包括三個方面增強:細節(jié)增強、亮度增強、血管對比度增強。在選取細節(jié)增強和亮度增強算法時,本文對經(jīng)典與當前主流算法進行編程實現(xiàn),結(jié)合增強效果和系統(tǒng)實時性評價指標,確定了適合本實驗室自主研制的高清電子胃鏡圖像增強算法:首先將彩色圖像轉(zhuǎn)換成灰度圖,接著使用導向濾波將灰度圖分成高動態(tài)范圍的亮度層和包含圖像細節(jié)信息的細節(jié)層,然后對細節(jié)層進行增益放大,亮度層使用AINDANE算法進行動態(tài)范圍壓縮,最后將細節(jié)增強圖像和亮度增強圖像合并并進行色彩還原生成增強圖像。對于血管對比度增強算法,本文以血管對光譜的吸收特性原理提出基于光譜變換的對比度增強算法,通過降低R分量,提升GB分量達到加強血管的表現(xiàn)效果。為綜合評價上述增強方法效果,本文使用細節(jié)方差-背景方差(DV-BV)客觀指標和兩種對比度增強評價指標,分別為色調(diào)距離客觀指標和韋伯定律對比度評價指標。在評價本文增強算法方面,本文先將該算法對多種內(nèi)窺鏡圖像進行增強,主觀和客觀指標評價均顯示增強效果顯著。接著將該算法和其他內(nèi)窺鏡圖像增強技術相比較,結(jié)果也表明本文算法在增強方面表現(xiàn)更優(yōu)。
【圖文】：

技術的手術內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。在２０１５年１０月，Ｏｌｙｍｐｕｓ公司又一次發(fā)布一款分辨率可達到逡逑３８４０ｘ２１６０及更高像素的手術內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，超高清的４Ｋ影像可幫助提升手術時的可視度逡逑如圖１．１顯示，高清圖像比標清圖像顯示更清晰，而４Ｋ圖像比高清圖像呈現(xiàn)更多細節(jié)。逡逑（ａ）邐（ｂ）邐（ｃ）逡逑圖１．１標清⑷和氋清（ｂ）和４Ｋ圖像（ｃ）對比逡逑在２００７年，Ｓｔｏｒｚ公司也相繼推出全高清電子內(nèi)窺鏡，像素達到１９２０ｘ１０８０，圖像懫逡逑集和顯示均為１６：邋９，可增加３０％的圖像顯示，使手術視野更寬廣，顯露更多周邊器官情逡逑況便于觀察，提高安全性，采用逐行掃描方式，屏幕圖像更穩(wěn)定、不會閃爍。２０１２年Ｓｕｃｋｅｒ逡逑也推出１２８８ＨＤ數(shù)字全高清內(nèi)窺鏡，在２０１４年全球上市第一臺醫(yī)用３ＣＭＯＳ晶片攝像機逡逑１４８８，相比傳統(tǒng)ＣＣＤ光電耦合器，能夠?qū)崿F(xiàn)采集光信號在ＣＭＯＳ晶片上直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字逡逑信號，，從而實現(xiàn)抓圖速度快３３％、信噪比、亮度及清晰度都得到提高。Ｆｕｊｉ和狼牌等各個逡逑公司也都擁有自己的高清內(nèi)窺鏡。因此高清電子內(nèi)窺鏡已成為目前電子內(nèi)窺鏡領域必須達逡逑到的要求。逡逑１．１．２邐醫(yī)學圖像增強技術研究現(xiàn)狀逡逑盡管常規(guī)內(nèi)窺鏡已經(jīng)實現(xiàn)高清技術，但是對于黏膜皮層的微細血管的觀察，早期病變逡逑的組織的呈現(xiàn)等都是巨大的挑戰(zhàn)

線性傳遞函數(shù)曲線就是斜率為１的直線，沒有亮度增強效果。但是圖像中的暗區(qū)域像素數(shù)逡逑不超過所有像素數(shù)的１０％，在這種情況下，這些區(qū)域的亮度值并不會得到提升。逡逑圖２．３顯示了灰度圖ＣＤＦ和灰度值Ｚ的關系。逡逑ＣＤＦ逡逑令邐，邐，邐！邐，邐邐逡逑０９＾邐－逡逑ａｓ－邐／逡逑０７邋＾邐－逡逑０．６邋ｒ邐－逡逑４邐＾邐？逡逑０＾３－－邐：邐－逡逑ｍ，邐１邐－逡逑ｏｔｂｉｉ邐．．．逡逑ｐ邋ｌ邋ｍ邋ｉｏｏ邋ｉ￥0邋＾00邋２ｍ邋３００逡逑殼度值逡逑圖２．３灰度圖ＣＤＦ逡逑８逡逑
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH776.1;TP391.41

【參考文獻】

相關期刊論文 前2條

1 熊平;CCD與CMOS圖像傳感器特點比較[J];半導體光電;2004年01期

2 呂平,劉芳,呂坤章,戚昭恩;內(nèi)窺鏡發(fā)展史[J];中華醫(yī)史雜志;2002年01期

本文編號：2622272