一种胸腔镜术中图像处理方法及系统

本发明涉及医学图像领域，尤其涉及胸腔镜术中图像处理方法及系统。

背景技术：

1、胸腔镜手术是采用胸腔内窥镜进行手术的方法，属于一种微创手术，胸腔镜手术具有创伤小，康复快等特点，很多医院都在积极推广使用胸腔镜进行手术。在进行胸腔镜手术中，需要将胸腔镜深入到胸腔中，通过胸腔镜的图像传感器和冷光源获取胸腔内的图像，然后操作手术的器械进行手术。

2、医生在进行胸腔镜手术时，主要通过胸腔镜观察胸腔内的情况，胸腔镜相当于医生的眼睛，胸腔镜成像的好坏直接关系到医生的观察，高质量的图像能够让医生更准确的观察胸腔的状况。但是受到外界信号的干扰以及胸腔体积的限制，胸腔镜成像会成像噪声等情况，对于高斯白噪声一般通过滤波即可实现去除，但是如果出现水汽或雾等情况，处理起来比较麻烦，而在手术中又要求能实时处理，延迟尽量的低，如何在处理速度和去雾间取得平衡是提高胸腔镜图像和视频质量的关键。

技术实现思路

1、为了在去雾和处理实时性之间取得平衡，本发明提高了一种胸腔镜术中图像处理方法，所述方法包括以下步骤：

2、s1，在利用胸腔镜进行手术中，实时获取图像处理单元的负载情况，根据所述负载情况得到阈值；

3、s2，提取胸腔镜内窥镜的图像传感器拍摄的视频帧作为待处理图像，对于所述待处理图像的每个像素点取三通道中的像素的最小值，计算所有像素点的所述像素最小值组成的特征图，计算所述特征图的平均值，若平均值大于所述阈值，则对所述特征图进行特征分割得到分割区域，计算每个所述分割区域的平均像素值；对于所述平均像素值大于所述阈值的分割区域，执行s3，否则，基于所述待处理图像的全局大气光强值和所述分割区域得到所述分割区域增强后的图像；

4、s3，根据所述分割区域及与所述分割区域相邻的区域计算得到大气光强值，对所述分割区域的每个像素点进行最小值滤波得到暗通道图像；基于所述分割区域的暗通道图像和所述大气光强值得到所述分割区域增强后的图像；

5、s4，将所述分割区域增强后的图像进行融合得到增强后的图像。

6、优选地，所述根据所述负载情况得到阈值，具体为：

7、获取经过挑选的无雾的胸腔镜图像的集合，计算所述集合中由每个图像的每个像素点在三个通道的最小值组成的特征图，计算所有特征图像素值的平均值pth；

8、根据公式(1+load)pth得到阈值，其中load表示所述负载情况。

9、优选地，所述对所述分割区域的每个像素点进行最小值滤波得到暗通道图像，具体为：

10、对于分割区域的每个像素点在所述待处理图像的特征图中进行最小值滤波得到所述分割区域的暗通道图像。

11、优选地，所述基于所述待处理图像的全局大气光强值和所述分割区域得到所述分割区域增强后的图像，具体为：

12、将所述分割区域作为暗通道图像，根据所述全局大气光强值和暗通道图像得到所述分割区域增强后的图像。

13、优选地，所述将所述分割区域增强后的图像进行融合得到增强后的图像，具体为：

14、根据记录的分割区域的边界线，根据所述边界线的两侧的分割区域的大气光值，得到高斯滤波的标准差，基于所述高斯滤波核对边界线上的像素点进行滤波。

15、优选地，所述根据所述边界线的两侧的分割区域的大气光值，得到高斯滤波的标准差，具体为：

16、获取两侧的分割区域的大气光值的a1、a2,根据公式6-5e-x得到σ2，其中σ为所述标准差。

17、优选地，所述s2还包括：若平均值不大于所述阈值，则不对所述待处理图像进行图像增强。

18、另外，本发明还提供了一种胸腔镜术中图像处理系统，所述系统包括以下模块：

19、阈值计算模块，用于在利用胸腔镜进行手术中，实时获取图像处理单元的负载情况，根据所述负载情况得到阈值；

20、图像分割区域，用于提取胸腔镜内窥镜的图像传感器拍摄的视频帧作为待处理图像，对于所述待处理图像的每个像素点取三通道中的像素的最小值，计算所有像素点的所述像素最小值组成的特征图，计算所述特征图的平均值，若平均值大于所述阈值，则对所述特征图进行特征分割得到分割区域，计算每个所述分割区域的平均像素值；对于所述平均像素值大于所述阈值的分割区域，执行图像增强模块，否则，基于所述待处理图像的全局大气光强值和所述分割区域得到所述分割区域增强后的图像；

21、图像增强模块，用于根据所述分割区域及与所述分割区域相邻的区域计算得到大气光强值，对所述分割区域的每个像素点进行最小值滤波得到暗通道图像；基于所述分割区域的暗通道图像和所述大气光强值得到所述分割区域增强后的图像；

22、图像融合模块，用于将所述分割区域增强后的图像进行融合得到增强后的图像。

23、优选地，所述根据所述负载情况得到阈值，具体为：

24、获取经过挑选的无雾的胸腔镜图像的集合，计算所述集合中由每个图像的每个像素点在三个通道的最小值组成的特征图，计算所有特征图像素值的平均值pth；

25、根据公式(1+load)pth得到阈值，其中load表示所述负载情况。

26、优选地，所述对所述分割区域的每个像素点进行最小值滤波得到暗通道图像，具体为：

27、对于分割区域的每个像素点在所述待处理图像的特征图中进行最小值滤波得到所述分割区域的暗通道图像。

28、优选地，所述基于所述待处理图像的全局大气光强值和所述分割区域得到所述分割区域增强后的图像，具体为：

29、将所述分割区域作为暗通道图像，根据所述全局大气光强值和暗通道图像得到所述分割区域增强后的图像。

30、优选地，所述将所述分割区域增强后的图像进行融合得到增强后的图像，具体为：

31、根据记录的分割区域的边界线，根据所述边界线的两侧的分割区域的大气光值，得到高斯滤波的标准差，基于所述高斯滤波核对边界线上的像素点进行滤波。

32、优选地，所述根据所述边界线的两侧的分割区域的大气光值，得到高斯滤波的标准差，具体为：

33、获取两侧的分割区域的大气光值的a1、a2,根据公式6-5e-x得到σ2，其中σ为所述标准差。

34、优选地，所述图像分割区域还包括：若平均值不大于所述阈值，则不对所述待处理图像进行图像增强。

35、最后，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序在被计算机执行时，运行如上所述的方法。

36、本发明提供的胸腔镜术中图像处理方法及系统，能够根据与胸腔镜相连的图像处理单元的负载实时调节阈值，所述阈值用于确定是否对视频图像进行增强，以及在进行图像增强时，区分不同的分割区域，进而实现对不同的分割区域有针对性的进行增强；其次，本发明采用对由所有像素点的三通道的最小值组成的特征图进行分割，具有更强的针对性，便于后续的增强处理；在分割区域平均像素值大于阈值的分割区域，不再求分割区域的暗通道图像，减少一次最小值运算过程，提供处理效率。