用于体内对象的大小估计的系统和方法_4

文档序号:9769213阅读:来源:国知局
对象照亮或成像相关的任何其它参数。
[0057] 在其它实施例中,照明模型可基于用于采集相关图像的专用装置或系统。例如,图 像中的中央点可比位于图像边缘附近的点被照得更亮。运种照亮水平或其它参数上的差异 可由照亮光源的形状或其它特性、它们在装置中的位置等造成。在一些实施例中,照明模型 可消除运种差异、计算校准参数或W其它方式将运种光学方面、照亮方面或其它方面考虑 在内。照明模型的校准参数对所有(或一组、型号或一系列模型的全部)成像装置可W是相 同的或可例如使用可编程参数对每一个装置专口校准。描述照亮差异或不均匀性的照明模 型可相对于参考几何形状或平面来限定。例如,参考几何形状可W是W成像装置为中屯、的 在半径rl.. .rN处的球体。在一些实施例中,最佳照明模型可随着成像的对象和照明源或成 像装置之间距离的变化而变化。一些实施例可使用平均或最常见的最佳照明模型或可为每 一个图像或图像流段反复地选择或切换至最佳照明模型。
[0058] 根据本发明的实施例,可使用光学模型W便处理和/或分析图像。如此处所指的光 学模型可W是图像中的崎变或可基于图像中的崎变而产生。例如,通过成像系统获得的光 可通过介质(例如体内装置100中的圆顶或窗口)传播并且可由于其中的光学变化通过介质 非均匀地弯曲。光学模型可包括与放大崎变、径向崎变或其它类型的崎变相关、例如W考虑 和修正图像中运种崎变的参数或系数。例如,光学模型可包括反射、折射、衍射或其它光学 崎变系数或参数。成像装置使用的透镜或反射镜可在装置拍摄的所有图像产生特殊的崎变 效果。此外,崎变效果可当退出装置100时由于观察窗160的设计、形状其它方面W及光传播 通过的介质而被引起。运些方面可在光学模型中被考虑在内并且因此可影响成像参数至距 离的映射。
[0059] 光学模型可考虑任何运种方面并且可被使用W便如此处所述正确地或更好地将 成像参数映射至距离。例如,可使用光学模型W便推导出可被用于调苄基本组织模型W适 应特殊环境或情况的一个或多个常数或系数。例如,第一光学模型可被产生用于具有特殊 成像系统、观察窗和光源的第一体内装置100,第二光学模型可被产生用于具有不同成像系 统、观察窗和/或光源的第二体内装置100。因此,基本组织模型可基于光学模型适应于特殊 环境或装置。在其它情况下并且如此处所述,光学模型可被使用W修改成像参数或值,例如 在使用组织模型估计此处描述的距离之前修改。在一些实施例中,成像系统的校准参数或 配置参数和/或环境可被使用W便推导出光学模型。例如,光源120相对于成像系统110的方 向或由成像系统使用的透镜或反射镜的类型和数量可在当产生光学模型时被观察到。因 此,光学模型可表示设备的任何与光学元件相关的方面和与通过体内装置图像的采集相关 的环境并且因此可被使用W便将成像参数正确地映射至此处描述的距离。
[0060] 因此,例如照明模型可指示从像素提取的红色的水平或百分数通过某些因子来修 改。例如,基于当获得相关图像时与体内装置100使用的光源相关的信息,在利用深度估计 模型626估计从成像装置例如从成像装置110(在图1中示出的)例如W毫米为单位的距离之 前可有必要进行运种修改。在另一种情况下,基于与当采集图像时使用的透镜或反射镜相 关的信息或参数,光学模型可指示与像素相关联的光的强度将通过某些因子例如0.98被减 弱。例如,如果深度估计模型626被设计W基于光源120的特殊光强度提供从成像装置的距 离(例如深度)估计,则当使用不同(例如较弱的)光源时,可需要适应W便产生足够的结果。
[0061] 在另一实施例中,深度估计模型626可W是可执行代码。例如,光学模型和/或照明 模型可W如此处描述的可设有颜色和强度形式的输入并且可提供W颜色和强度的修改的 值形式的输出的可执行代码。同样地,深度估计模型626可W是可接收一组成像参数例如颜 色和强度并且可作为输出距离(例如深度)估计返回的可执行代码组织模型。将理解的是, 图2示出了体内成像系统的示例性示意图并且其它实施例或实施方式是可能的。例如,诸如 组织模型、光学模型和/或照明模型等深度估计模型626的模型中一些或全部可在硬件(例 如通过专用集成电路(ASIC)或忍片)中实施或例如为了提高运算速度,它们可在固件中实 现。
[0062] 虚拟测量工具可W是可被显示在或覆盖在诸如组织的图像等图像上W允许观察 者或处理器估计或计算在图像中出现的对象的组织大小的图形化描述。在一些实施例中, 可使用虚拟测量工具W模仿被专业人员使用来估计体内装置的大小的内窥镜错。与使用用 于大小估计的内窥镜错相比,虚拟测量工具可使用一些诸如具有与体内对象的距离具有预 计算的相关性的照明参数和/或颜色参数等客观参数来估计成像装置与对象之间的距离。 运种参数和相关性可被存储在深度估计模型626中并且可用于如此处描述的距离估计。
[0063] 虚拟测量工具创建器(例如虚拟错创建器)629也可被加载至存储器624中。虚拟测 量工具创建器629可W是可执行代码并且可例如被嵌入可执行代码625中、被可执行代码 625启动和/或与可执行代码625交换数据和/或可W是可被可执行代码625调用的可执行代 码功能。控制器605可W是虚拟测量工具创建器629,因为控制器606可被配置成执行代码来 完成虚拟测量工具创建器629的功能。
[0064] 基于由深度估计模型626创建的距离图并且基于显示的图像的像素的相对位置, 显示的图像的=维表示可被创建,其中显示的图像的每一个像素可被转换成诸如例如X坐 标、Y坐标、Z坐标等W毫米为单位的=维实物坐标或在=维空间中任何其它合适的坐标系, 其可在收集图像时表示相对于由图像像素表示的组织上的点的成像装置的真实=维位置。 虚拟测量工具创建器629可在显示的组织图像上生成可被显示为例如游标、屏幕上的图形 符号或其它显示器的虚拟测量工具。游标可在显示的图像中的关注点或区域上具有投影的 二维形状、投影的尺寸或长度在可例如通过用户或处理器选择或标记的原点周围在多个方 向上延伸。在多个方向多个投影的尺寸或长度中的每一个表示从图像的=维表示中的工具 的原点的恒定的并且相等的虚拟绝对长度,例如在多个方向上游标所有投影的尺寸或长度 可表示在检查期间从可被定位或选择在显示的图像中关注点上的原点不会变化的相同、恒 定的预定虚拟绝对长度。
[0065] 众所周知,位于离成像装置更远的对象比位于成像装置附近的对象看起来更小。 成像的场景通常包括在拍摄图像时被定位在离成像装置不同距离处的多个对象(例如成像 的体内组织可在相同成像场景中具有位于成像装置附近的一部分和位于离成像装置更远 的另一部分)。因此,虽然从原点在多个方向上游标的投影尺寸或长度表示在多个方向上从 原点的恒定的并且相等的长度,但是它们可具有不同的显示尺寸或长度并且可在显示的图 像上出现不相等。在一些实施例中,虚拟绝对长度可例如根据待检查的体内对象的期望的 和/或估计的大小由用户来设置。例如,在多个方向上投影的尺寸或长度可表示例如W毫米 为单位的长度1使得沿一个轴从游标的一端至游标的另一端的游标的最大大小有可能是21 (如此处详细地描述,例如图3)。例如,游标可被设计为具有8个臂例如四对臂的星号,其中 在每一对臂中,臂沿一个轴从可W是臂的交汇点的关注点径向地指向相对的方向。然而,游 标可包括任何其它合适的数量和/或布置的臂或可包括具有多个预定的方向的任何其它形 状。在一些实施例中,游标不一定需要包括臂,例如游标的形状可W是在不同方向从关注点 被不同长度或尺寸限定的封闭曲线。可使用任何其它形状或符号来生成游标,在一些实施 例中,用户可根据个人喜好选择或配置形状。例如臂指向的方向或长度延伸的方向可W是 恒定的或例如可W是由用户可变的。例如,用户可根据在图像中检查对象的大小的范围设 置长度1。在一个示例中,长度可被设置成5毫米。
[0066] 根据本发明的实施例的游标或屏幕上图形符号可被放置使得原点位于用户在体 内显示的组织图像中选择的任何关注点上使得原点处于图像上的选择区域例如图像上的 选择的像素或像素群,例如用户通过图像上的鼠标游标定位和/或点击或通过其它输入设 备635或665选择的像素或区域处。
[0067] 如所解释,用于显示的图像的距离图可被计算使得图像的每一个像素可具有通过 深度估计模型626计算的与成像装置的距离。因此,显示的组织图像中的每一个像素可被转 换成在=维空间中的诸如例如X坐标、Y坐标、Z坐标等=维坐标或任何其它合适的=维坐标 系。在参照图3更详细地解释,游标或屏幕上的图形符号与在成像的组织上的某些=维位置 处的原点一起可根据由选择的像素或区域表示的点相对于成像装置的计算距离并且基于 显示的图像上像素或区域的相对位置被虚拟地投影(例如加入至图像)在成像的组织上。投 影的游标可在多个方向的每一个上终止于成像的组织上的终点,每一个具有与原点的恒定 的虚拟长度1。即,每一个终点可具有根据在拍摄图像时由深度估计模型626计算的从成像 装置至该点的计算的距离和方向的=维坐标使得从原点至终点中的每一个的距离等于虚 拟长度1。当被投影在显示的图像上时,工具可在多个方向中的每一个上具有根据在每一个 方向上显示的图像上长度1的投影的二维显示的图像上的投影尺寸或长度。运种效果能使 用户或处理器对成像的体内对象的大小和/或形状进行直接估计和/或直观估计。在一些实 施例中,大小1可W约为匹配标准医用错的大小的4.5毫米。然而,本发明并不限于运方面。
[0068] 根据本发明的一些实施例,处理器/控制器605可接收通过体内成像装置100获得 体内对象的图像(例如由像素构成的二维图像)。图像可被显示在例如显示器660上。然后, 处理器/控制器605可例如通过输入设备636或665从用户接收关于表示图像上关注点(关注 点对应于实物的体内特征)或位于关注区域中的像素或区域(例如选择的像素或像素簇)的 指示。然后,根据本发明的实施例,图像的照明强度值可例如通过深度估计模型626的照明 模型被校正。深度估计模型626可通过照明模型例如通过使用可由装置100拍摄的整个球形 视场统一照明水平的预校准照明图校正照明强度值。然后,深度估计模型626可例如利用组 织模型通过将校正的照明强度值转换成深度来估计多个图像点,例如在关注点周围的像素 或像素,例如覆盖在选择的像素/区域周围的某些预定区域的像素的深度。基于估计的深 度、图像上像素的相对位置和描述装置100的光学元件崎变的光学模型,深度估计模型626 可计算多个图像点的=维坐标。因此,例如基于估计的深度,成像组织的=维表示或=维坐 标表示(例如包括=维坐标或表示作为=维坐标的点)可被创建。然后,虚拟测量工具创建
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