CN105125176B - 一种静脉血管导航装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种静脉血管导航装置,采用感光器件获取经红外光源照射的皮肤区域,将图像传输至微处理单元,所述图像在经过图像算法,如增强,提取,重构等处理后,传输至投影模块,并由投影模块投射到采图区域,并保证投射图像与原采集图像在工作距离情况下重合。还公开了一种静脉血管导航方法,本发明辅助医生对血管进行操作,具有结构紧凑,实时性好的特点,可将处理后的图像1:1完全投影在皮肤表面。

Description

一种静脉血管导航装置和方法
技术领域
本发明涉及医疗护理器械领域,特别是一种静脉血管导航装置和方法。
背景技术
在临床诊疗和护理中,静脉注射、穿刺、抽血等都是十分常见的操作,其中都需要找到病人血管后,再进行处理,但某些病人在临床上具有特殊性,难于用肉眼直接判断其位置和深度,给这些处理带来了相当大的难度,如血管细小的婴幼儿,皮下脂肪过厚的肥胖人群,癌症晚期病人等。因此在治疗时,往往会导致操作重复,失误率高,使得病人多次忍受操作带来的痛苦,同时也使医患关系紧张,增加了双方的负担。
为了解决这一问题,专利号为201120040761.1,CN202843584U,CN101810482等专利,采用红外光直接照射打针区域,采用感光元器件进行采图,然后增强图像的对比度,使得血管和其它组织差别明显,在显示器上进行显示,虽然结构各自不同,但功能都是护士在显示器上进行静脉图像的观看,然后再根据记忆,去进行操作,无法实时直观观察。针对这种缺陷,专利CN202821303U,CN203408033U,专利号为03242235.0等,增加了一个投影装置,将感光元器件采到的图进行一系列图像处理后,通过投影装置将图像投影在皮肤表面,直观的指导医生操作。但是这些方法很难实现实际图像和拍摄图像的对准,同时结构也非常复杂,且精度难于保证。专利号为200710156506.1的发明专利,利用行扫描镜依次反射红外激光器发出的红外光扫描待扫描皮肤区域,并利用红外探测器探测反射信号,经过处理后转换成对应的投影可见光信号,经发射投射到扫描皮肤表面,形成静脉图像。该方法装置复杂,图像质量受限于扫描镜的频率,无法满足实际实时观测需求。同时该装置采用激光发生器,功率较大,操作不当容易产生医疗事故。
本发明针对以上问题,公开了一种新型的静脉血管导航仪,辅助医生对血管进行操作,具有结构紧凑,实时性好的特点,可将处理后的图像1:1完全投影在皮肤表面。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以实时在线显示在患者皮肤表面直接显示血管脉络的装置,其操作简单,可作为医院治疗,随军配备,家庭护理的医疗装置。
为实现上述目的所采用的具体技术方案如下:
一种静脉图像获取与显示装置,包括下壳体和与下壳体配合的上盖,下壳体的底部开设有光路窗口,下壳体的底部设置有连接板,连接板上设置有光路底板和相机方座,光路底板上设置有投影模块,相机方座上设置有成像模块,投影模块的出射光通过光路窗口出射,从光路窗口进入的入射光线在成像模块内成像,下壳体内还设置有分别与投影模块和成像模块连接的核心电路板。
如上所述的投影模块的出射光线经过冷镜反射后从光路窗口出射,从光路窗口进入的入射光线透过冷镜后在成像模块内成像。
如上所述的投影模块的出射光线经过反射镜反射后从光路窗口出射,从光路窗口进入的入射光线直接在成像模块内成像。
如上所述的光路底板为横向放置,相机方座为竖向放置,光路底板与相机方座连接处为45度斜面,冷镜设置在45度斜面处,投影模块的出射光线和从光路窗口进入的入射光线均与冷镜呈45度。
如上所述的投影模块包括固定在光路底板上投影支座,投影支座上固定有投影仪模块,投影仪模块与投影仪电路板连接,光路底板上开设有通风孔,通风孔一侧固定有散热风扇,通风孔另一侧固定有散热片,散热片设置在投影仪模块上。
如上所述的成像模块包括通过支柱固定在相机方座上的成像电路,成像电路上设置有镜头座,镜头座上设置有镜头。
如上所述的下壳体为U形空腔结构,下壳体的前端面上设置有方孔和前端凹槽,方孔内固定有液晶显示板,前端凹槽内固定有薄膜按键。
如上所述的下壳体的底部开设有阶梯孔,连接板上设置有LED驱动电路板,LED驱动电路板上设置有LED灯珠,阶梯孔内设置有聚光灯杯,下壳体的底面开设有方槽,方槽内设置有窗口玻璃,窗口玻璃将聚光灯杯压紧在LED驱动电路板上。
一种静脉血管导航方法,包括以下步骤:
步骤1、对投影仪投影在人体体表的图像进行角度偏差校准,获得角度偏差;
步骤2、对投影仪投影在人体体表的图像进行距离偏差校准,获得距离偏差;
步骤3、利用近红外光摄像头采集人体体表图像;
步骤4、利用高斯滤波去除人体体表图像中的噪声;
步骤5、根据Retinex算法去除步骤4中获得图像中的光照不均匀性;
步骤6、使用基于模糊集合的自适应边缘锐化方法增强步骤5处理后的图像;
步骤7、将步骤6处理后的图像利用角度偏差和距离偏差进行校正;
步骤8、将步骤7校正后的图像通过投影仪投影在人体体表。
如上所述的步骤1包括以下步骤:
步骤1.1、首先将标定板置于镜头前端的焦平面上,标定板上有一条直线和一个圆,拍摄标定板获得标定板图像f1,
步骤1.2、将标定板图像f1通过投影仪投影在标定板上获得标定板投影图像f2,拍摄标定板投影图像f2与标定板图像f1的重叠图像得到混合图像f3;
步骤1.3、用大津算法对混合图像f3进行二值化分割,得到二值化图像;
步骤1.4、标定板图像f1对应的直线为L1,标定板投影图像f2对应的直线为L2,根据霍夫变换求取检测出直线L1和L2的角度偏差Δθ=θ12;θ1和θ2分别对应直线L1和L2的角度;
步骤1.5、求取直线为L1和L2的交点的坐标(a0,b0);
步骤1.6、根据图像旋转变化的公式:
对标定板图像f1进行角度补偿,其中x0、y0为标定板图像f1中像素的坐标,x1、y1为旋转后图像进行角度补偿之后的图像的坐标;
步骤1.7、将步骤1.6中进行角度补偿之后的图像作为新的标定板图像f1并重复步骤1.2-1.4,判断新的角度偏差是否为0,如果新的角度偏差为0,则获得角度偏差为前次获得的角度偏差;否则,获得角度偏差为前次获得的角度偏差的反向值。
如上所述的步骤2包括以下步骤:
步骤2包括以下步骤:
步骤2.1、首先将标定板置于镜头前端的焦平面上,标定板上有一条直线和一个圆,拍摄标定板获得标定板图像f1,
步骤2.2、将标定板图像f1通过投影仪投影在标定板上获得标定板投影图像f2,拍摄标定板投影图像f2与标定板图像f1的重叠图像得到混合图像f3;
步骤2.3、用大津算法对混合图像f3进行二值化分割,得到二值化图像;
步骤2.4、利用霍夫变换检测出混合图像f3中标定板图像f1对应的圆心坐标(m1,n1)和标定板投影图像f2对应的圆心坐标(m2,n2);
计算出两圆心之间沿x轴方向距离Xs=m1-m2,沿y轴方向距离Ys=n1-n2,获得距离偏差Xs和Ys
步骤2.5、根据距离偏差Xs和Ys对标定板图像f1坐标进行距离补偿;
步骤2.6,将步骤2.5中进行距离补偿后的图像作为新的标定板图像f1重复步骤2.2-步骤2.4,判断新的距离偏差是否为0,如果新的距离偏差为0,则距离偏差为前次求得的距离偏差;如果新的距离偏差不为0,则距离偏差为前次求得的距离偏差的反向值。
所述红外光源,是红外发光二极管,波长范围为750nm,760nm,930nm,960nm中的一种。
所述感光器件摄像头为CCD或者是CMOS传感器。
所述投射图像与原采集图形在工作距离情况下重合,其实现方式为投影模块光轴和感光器件光路光轴在同一平面内,呈90度相交与一点,该点安放冷镜,并与两个光轴所在平面垂直,冷镜中心面与两个光轴所在平面的交线与两个光轴相交产生的90度角的中心线垂直。
所述冷镜的作用是透射红外光,反射可见光。
所述微处理单元主要功能是处理图像信息,可采用DSP,ARM或者低功耗的CPU。
本发明相对于现有技术,具有以下有益效果:
辅助医生对血管进行操作,具有结构紧凑,实时性好的特点,可将处理后的图像1:1完全投影在皮肤表面。
附图说明
图1是本发明去掉上盖的示意图;
图2是本发明合上上盖的示意图;
图3是本发明壳体部分的示意图;
图4是本发明壳体部分的半剖示意图;
图5是本发明下壳体的半剖示意图;
图6是本发明光路结构的示意图;
图7是本发明光路结构的半剖示意图;
图8是本发明薄膜按键的示意图;
图9是本发明的光路示意图;
图10是本发明的校正图像说明;
图11是本发明实施的图像校准流程,(a)角度对准,(b)距离对准。
其中,1-壳体,2-光路结构,3-核心电路板;
11-下壳体,12-液晶显示板,13-上盖,14-连接板,15-LED灯珠,16-LED驱动电路板,17-窗口玻璃,18-聚光灯杯,19-12V电源插座;
111-前端凹槽,112-液晶屏安装孔,113-光路窗口,114--阶梯孔,115-侧面散热栅孔,116-散热栅孔,117-方槽,118-前端散热孔;
21-光路底板,22-投影仪支座,23-投影仪模块,24-投影仪电路板,25-散热片,26-散热风扇,27-立柱,28-成像电路,29-镜头座,30-镜头,32-相机支座,33-冷镜;
4-薄膜按键,41-显示屏;42~47-第一功能按键~第六功能按键;
51-相机光路;52-投影光路;53-反射镜;54-光学窗口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1:
如图1所示,静脉导航仪包括壳体1,光路结构2,核心电路板3三个主要部件。其中,光路结构2和核心电路板3都固定在壳体1内。
如图2壳体1主要包括下壳体11,液晶显示板12,上盖13。再由揭掉上盖13后的图3所示,壳体1还包括连接板14。其中下壳体11是U形结构的空腔,主要功能用来安装光路结构2和核心电路板3,上盖13通过底部对应的四个螺纹孔进行和下壳体11连接,安装在其U形开口上,形成封闭的腔体,保护内部的光路结构和电路板。液晶显示板12安装在下壳体11U形结构的前端,用来显示软件操作信息。连接板14用来固定连接光路结构2。
如图4所示为图3完整的外壳的截面图。其中LED灯珠15焊接在LED驱动电路板16上,并保持在驱动电路板正中央,聚光灯杯18扣在LED灯珠15上,并嵌入下壳体11设计的阶梯孔内,窗口玻璃17胶接在下壳体11设计的方槽内,保证聚光灯杯18不易被碰触。聚光杯18用来汇聚LED灯珠15的光线,使得LED灯珠15发出的光线更加集中均匀,保证成像质量。12V电源插座19安装在下壳体11的后端,用来连接外部电源,并同时和核心电路板3连接,给整个电路供电。
优选的,LED灯珠15其典型特征为波长范围为760nm~950nm;
如图5所示为下壳体11的半剖示意图,前端凹槽111用来安装薄膜按键,方孔112是全透的孔,螺纹孔分布在其周围用来安装液晶屏,光路窗口113为通孔,用来保证光线从检测表面射入光路结构2中的感光元器件,同时保证光路结构2中的投影光线也沿着光路窗口射出。安装聚光灯杯18的孔114为阶梯孔,使得聚光杯18的下端直接压在阶梯面上,帮助其定位,并由于LED驱动电路板16的压紧作用,而使得聚光杯18得到固定。为了更好的给核心电路板3和光路结构2散热,下壳体11壳体上开115为侧面散热栅孔,116为散热栅孔,118为前端散热孔,这些栅孔都为通孔,117为安装窗口玻璃17的方槽,窗口玻璃17通过胶接方式嵌入槽中,保证和下壳体11的底面平齐。
如图6光学结构的示意图和图7光学结构的剖视图所示。光路底板21为整个光路结构的支持件,投影仪支座22为L型,侧面和投影仪模块23底面贴合,并利用投影仪模块23自身的螺纹孔进行安装,投影仪电路板24也通过投影仪模块23的螺纹孔安装在其正上方,散热片25贴合在投影仪模块23上方发热处,其下方贴近投影仪支座22,支座22在散热片下方有一圆孔,背面安装散热风扇26,散热风扇26通过该圆孔对散热片25进行吹风冷却。L型投影仪支座22的底面则和光路底板21通过螺栓连接,用来支撑在其侧面安装的投影仪模块23,投影仪电路板24,散热片25和散热风扇26。相机支座32安装在光路底板21上,用来支持成像系统。具体为成像电路28上焊接有CCD芯片,并位于电路板正中间,通过螺栓将镜头座29固定在其正上方,镜头30为圆柱体,外表面有外螺纹结构,可旋入镜头座中间的螺纹孔,构成成像系统。整个成像系统的承载在成像电路28上,通过立柱27可将成像电路28固定在相机支座32上端面上,镜头通过相机支座32中部钻的通孔深入。相机支撑32内部为中空,下端面切成45度斜面与光路底板21上的45度斜面配合安装。相机支撑32的下端面切成45度,中间为空槽,空槽与相机支座32中部钻的通孔联通,保证镜头通过光路底板21的光学窗口获得检测区域数据。冷镜35贴合在45度的切面上,保证其中间面和镜头中心轴线成45度角,同时其中见面和镜头中心轴线相交于一点,该点也是投影模块的投影光路中心线上一点,其特点是投影光路中心线、镜头中心轴线在同一平面内,同时成90度交叉汇聚于冷镜35的中心面上,图中虚线代表两种光路的中心线。
核心电路板3包括微处理器DSP,微型投影仪连接插座,液晶显示器插座,薄膜按键插座,成像电路插座。核心电路板分别通过液晶显示器插座与液晶显示器连接,控制显示器的显示输出。通过薄膜按键插座和薄膜按键连接,得到按键的输入信号;通过微型投影仪连接插座与微型投影仪连接,控制投影仪的输出处理后的图像。通过成像电路插座与成像电路28连接,对获取的红外图像进行增强、锐化。
优选的,投影仪模块23是微型激光投影仪采用DLP技术等;
优选的,在下壳体11,连接板14,光路底板21,相机支座32都开有光学窗口,都为矩形,堆叠在一起,中心完全对齐。
优选的,成像电路28上焊接的成像芯片可以是CCD或者是CMOS。
优选的,下壳体11安装LED灯珠15和聚光杯18的阶梯孔以其光学窗口结构对称,分别在一条直线上,前后各安装灯珠和聚光杯。
优选的,冷镜35的光学镀层在其中心面上,作用是反射可见光,透射红外光。
优选的,投影仪模块23和成像电路28的成像芯片视野范围在距离下壳体11底面320mm处,尺寸完全一致,长70mm,宽50mm。
图8是薄膜按键4的一种可选示意图,其中包括电源按键(第一功能按键)42,功能按键43,44,45,46,47。薄膜按键4粘贴在下壳体11前端凹槽111中。按键各自功能定义通过写入核心电路板3中的微处理器设置,例如:电源按键42可用作核心电路板3的电源开关,长按3-5秒接通电源,长按5-10秒关闭电源;功能按键43-47可用作选择微处理器中的不同的血管图像算法。
血管图像算法的主要步骤为:
步骤1、利用近红外光摄像头采集人体体表图像;
步骤2、利用高斯滤波去除人体体表图像中的噪声;
步骤3、根据Retinex算法去除步骤2中获得图像中的光照的不均匀性;
步骤4、使用基于模糊集合的自适应边缘锐化方法增强步骤3处理后的图像,使血管图像清晰对比度增强;
步骤4中,使用基于模糊集合的自适应边缘锐化方法增强步骤3处理后的图像的方法为:
步骤4.1、利用空间滤波器获取步骤3处理后的图像的高频信号和低频信号
步骤4.2、对高频信号分别建立弱边缘,强边缘,噪声三类的高斯隶属度函数,计算时如下公式所示
上述μ为高斯隶属度,f为图像中像素点的像素值,e为该类(弱边缘,强边缘,噪声)特征像素的均值,σ为该类特征像素的方差,根据上述高频隶属度求出增强后图像的像素,在将增强后图像的像素的灰度值进行统计归一化,得出kedgel、kedges、knoise为三种加权系数。
步骤4.3、通过高斯隶属度函数将高频信号映射到模糊特征平面,包括弱边缘,强边缘,噪声三种分别对应的模糊特征平面,此时对静脉图像而言,其由4部分图像组成。
f=fbackground+fedges+fedgel+nnoise
从左到右依次是原图像,背景,强边缘,弱边缘,噪声。对图像的增强要想达到好的视觉效果,需要对各部分进行不同强度的增强,在处理过程中,噪声部分的增强系数较小,边缘部分的增强分为对强边缘和弱边缘的增强,对弱边缘增强较多,对强边缘只需要适当增强。增强程度由各自对应图像的加权系数表达,处理后的图像表达为:
feh=fbackground+kedgelfedgel+kedgesfedges+knoisefnoise
kedgel、kedges、knoise为步骤4.2中获得的三种加权系数,
步骤5、将步骤4处理后的图像通过投影仪进行投影。
在此基础上,可以根据人群的不同,进行局部调整获得相应的算法,分别针对婴儿、肥胖人群和肤色黝黑人群。
实施例3:
如图9光学结构的示意图,投影光路52水平射出至反射镜53后,发生90度折射,从光学窗口54种射出;相机光路51则直接从光学窗口54射出,发生折射后的光路52和54平行,都从光学窗口射出,因此二者在水平方向有固定距离的相差,可通过软件补偿方式实现,具体的软件补偿方法采用标定板进行标定矫正。
一种静脉图像获取与显示装置,包括下壳体11和与下壳体11配合的上盖12,下壳体11的底部开设有光路窗口113,下壳体11的底部设置有连接板14,连接板14上设置有光路底板21和相机方座32,光路底板21上设置有投影模块,相机方座32上设置有成像模块,投影模块的出射光通过光路窗口113出射,从光路窗口113进入的入射光线在成像模块内成像,下壳体11内还设置有分别与投影模块和成像模块连接的核心电路板3。投影模块的出射光线经过冷镜33反射后从光路窗口113出射,从光路窗口113进入的入射光线透过冷镜33后在成像模块内成像。
优选的,投影模块的出射光线经过反射镜53反射后从光路窗口113出射,从光路窗口113进入的入射光线直接在成像模块内成像。
优选的,光路底板21为横向放置,相机方座32为竖向放置,光路底板21与相机方座32连接处为45度斜面,冷镜33设置在45度斜面处,投影模块的出射光线和从光路窗口113进入的入射光线均与冷镜33呈45度。
优选的,投影模块包括固定在光路底板21上投影支座22,投影支座22上固定有投影仪模块23,投影仪模块23与投影仪电路板24连接,光路底板21上开设有通风孔,通风孔一侧固定有散热风扇26,通风孔另一侧固定有散热片25,散热片25设置在投影仪模块23上;
优选的,成像模块包括通过支柱27固定在相机方座32上的成像电路28,成像电路28上设置有镜头座29,镜头座29上设置有镜头30。
优选的,下壳体11为U形空腔结构,下壳体11的前端面上设置有方孔112和前端凹槽111,方孔112内固定有液晶显示板12,前端凹槽111内固定有薄膜按键。
优选的,下壳体11的底部开设有阶梯孔114,连接板14上设置有LED驱动电路板16,LED驱动电路板16上设置有LED灯珠15,阶梯孔114内设置有聚光灯杯18,下壳体11的底面开设有方槽117,方槽117内设置有窗口玻璃,窗口玻璃将聚光灯杯18压紧在LED驱动电路板16上。
一种静脉血管导航方法,包括以下步骤:
步骤1、对投影仪投影在人体体表的图像进行角度偏差校准,获得角度偏差;
步骤2、对投影仪投影在人体体表的图像进行距离偏差校准,获得距离偏差;
步骤3、利用近红外光摄像头采集人体体表图像;
步骤4、利用高斯滤波去除人体体表图像中的噪声;
步骤5、根据Retinex算法去除步骤4中获得图像中的光照不均匀性;
步骤6、使用基于模糊集合的自适应边缘锐化方法增强步骤5处理后的图像;
步骤7、将步骤6处理后的图像利用角度偏差和距离偏差进行校正;
步骤8、将步骤7校正后的图像通过投影仪投影在人体体表。
步骤1包括以下步骤:
步骤1.1、首先将标定板置于镜头前端的焦平面上,标定板上有一条直线和一个圆,拍摄标定板获得标定板图像f1,
步骤1.2、将标定板图像f1通过投影仪投影在标定板上获得标定板投影图像f2,拍摄标定板投影图像f2与标定板图像f1混合的图像得到混合图像f3;
步骤1.3、用大津算法对混合图像f3进行二值化分割,得到二值化图像;
步骤1.4、标定板图像对应的直线为L1,标定板投影图像对应的直线为L2,根据霍夫变换求取检测出直线L1和L2的角度偏差Δθ=θ12;θ1和θ2分别对应直线L1和L2的角度。
步骤1.5、求取直线为L1和L2的交点的坐标(a0,b0)。
步骤1.6、根据图像旋转变化的公式:
对标定板图像f1进行角度补偿。其中x0、y0为标定板图像f1中像素的坐标,x1、y1为旋转后图像进行角度补偿之后的图像的坐标。
步骤1.7、将步骤1.6中进行角度补偿之后的图像作为新的标定板图像f1并重复步骤1.2-1.4,判断新的角度偏差是否为0,如果新的角度偏差为0,则获得角度偏差为前次获得的角度偏差;否则,获得角度偏差为前次获得的角度偏差的反向值。
步骤2包括以下步骤:
步骤2.1、首先将标定板置于镜头前端的焦平面上,标定板上有一条直线和一个圆,拍摄标定板获得标定板图像f1,
步骤2.2、将标定板图像f1通过投影仪投影在标定板上获得标定板投影图像f2,拍摄标定板投影图像f2与标定板图像f1混合的图像得到混合图像f3;
步骤2.3、用大津算法对混合图像f3进行二值化分割,得到二值化图像;
步骤2.4、利用霍夫变换检测出混合图像f3中标定板图像f1对应的圆心坐标(m1,n1)和标定板投影图像f2对应的圆心坐标(m2,n2);
计算出两圆心之间沿x轴方向距离Xs=m1-m2,沿y轴方向距离Ys=n1-n2,获得距离偏差Xs和Ys
步骤2.5、根据距离偏差Xs和Ys对标定板图像f1坐标进行距离补偿。
步骤2.6,将步骤2.5中进行距离补偿后的图像作为新的标定板图像f1重复步骤2.2-步骤2.4,判断新的距离偏差是否为0,如果新的距离偏差为0,则距离偏差为前次求得的距离偏差;如果新的距离偏差不为0,则距离偏差为前次求得的距离偏差的反向值。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (2)

1.一种静脉血管导航方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、对投影仪投影在人体体表的图像进行角度偏差校准,获得角度偏差;
步骤2、对投影仪投影在人体体表的图像进行距离偏差校准,获得距离偏差;
步骤3、利用近红外光摄像头采集人体体表图像;
步骤4、利用高斯滤波去除人体体表图像中的噪声;
步骤5、根据Retinex算法去除步骤4中获得图像中的光照不均匀性;
步骤6、使用基于模糊集合的自适应边缘锐化方法增强步骤5处理后的图像;
步骤7、将步骤6处理后的图像利用角度偏差和距离偏差进行校正;
步骤8、将步骤7校正后的图像通过投影仪投影在人体体表,
所述的步骤1包括以下步骤:
步骤1.1、首先将标定板置于镜头前端的焦平面上,标定板上有一条直线和一个圆,拍摄标定板获得标定板图像(f1),
步骤1.2、将标定板图像(f1)通过投影仪投影在标定板上获得标定板投影图像(f2),拍摄标定板投影图像(f2)与标定板图像(f1)的重叠图像得到混合图像(f3);
步骤1.3、用大津算法对混合图像(f3)进行二值化分割,得到二值化图像;
步骤1.4、标定板图像(f1)对应的直线为L1,标定板投影图像(f2)对应的直线为L2,根据霍夫变换求取检测出直线L1和L2的角度偏差Δθ=θ12;θ1和θ2分别对应直线L1和L2的角度;
步骤1.5、求取直线为L1和L2的交点的坐标(a0,b0);
步骤1.6、根据图像旋转变化的公式:
对标定板图像(f1)进行角度补偿,其中x0、y0为标定板图像(f1)中像素的坐标,x1、y1为旋转后图像进行角度补偿之后的图像的坐标;
步骤1.7、将步骤1.6中进行角度补偿之后的图像作为新的标定板图像(f1)并重复步骤1.2-1.4,判断新的角度偏差是否为0,如果新的角度偏差为0,则获得角度偏差为前次获得的角度偏差;否则,获得角度偏差为前次获得的角度偏差的反向值。
2.根据权利要求1所述的一种静脉血管导航方法,其特征在于,所述的步骤2包括以下步骤:
步骤2包括以下步骤:
步骤2.1、首先将标定板置于镜头前端的焦平面上,标定板上有一条直线和一个圆,拍摄标定板获得标定板图像(f1),
步骤2.2、将标定板图像(f1)通过投影仪投影在标定板上获得标定板投影图像(f2),拍摄标定板投影图像(f2)与标定板图像(f1)的重叠图像得到混合图像(f3);
步骤2.3、用大津算法对混合图像(f3)进行二值化分割,得到二值化图像;
步骤2.4、利用霍夫变换检测出混合图像(f3)中标定板图像(f1)对应的圆心坐标(m1,n1)和标定板投影图像(f2)对应的圆心坐标(m2,n2);
计算出两圆心之间沿x轴方向距离Xs=m1-m2,沿y轴方向距离Ys=n1-n2,获得距离偏差Xs和Ys
步骤2.5、根据距离偏差Xs和Ys对标定板图像(f1)坐标进行距离补偿;
步骤2.6,将步骤2.5中进行距离补偿后的图像作为新的标定板图像(f1)重复步骤2.2-步骤2.4,判断新的距离偏差是否为0,如果新的距离偏差为0,则距离偏差为前次求得的距离偏差;如果新的距离偏差不为0,则距离偏差为前次求得的距离偏差的反向值。
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