CN109767451A - 诊断数据高亮显示系统 - Google Patents

Abstract

医疗设备是指单独或者组合使用于人体的仪器、设备、器具、材料或者其他物品，也包括所需要的软件。医疗设备是医疗、科研、教学、机构、临床学科工作最基本要素，即包括专业医疗设备，也包括家用医疗设备。本发明涉及一种诊断数据高亮显示系统。通过本发明，能够对诊断结果进行及时、自动的高亮显示，节省了诊断时间，提高了诊断的精度。

Description

诊断数据高亮显示系统

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，尤其涉及一种诊断数据高亮显示系统。

背景技术

医疗设备是指单独或者组合使用于人体的仪器、设备、器具、材料或者其他物品，也包括所需要的软件。医疗设备是医疗、科研、教学、机构、临床学科工作最基本要素，即包括专业医疗设备，也包括家用医疗设备。

医疗设备不断提高医学科学技术水平的基本条件，也是现代化程度的重要标志，医疗设备已成为现代医疗的一个重要领域。医疗的发展在很大程度上取决于仪器的发展，甚至在医疗行业发展中，其突破瓶颈也起到了决定性的作用。

发明内容

本发明至少具有以下三处关键发明点：

(1)对待处理图像执行包括噪声检测设备、噪声处理设备和动态范围增强设备的针对性处理，为图像分割提供更有价值的参考图像；

(2)基于原图像中的一个或多个主要噪声类型确定执行小波处理需要的小波基以作为目标小波基，采用与目标小波基对应的数据分解模式，并对分解后的高频系数和低频系数采用有差别的修改处理，以获得更明晰的处理后图像，为后续图像处理提供有效参考数据；

(3)通过对图像的每一行的各个像素点灰度值进行均方差运算，以获得对应行的均方差值，基于行均方差值的匹配结果，判断出拍摄场景是否有误，从而保证了拍摄的效果。

根据本发明的一方面，提供了一种诊断数据高亮显示系统，所述系统包括：

有创内窥镜，用于埋入病人的腹腔，用于对腹腔的内部环境进行成像处理，以获得相应的腹腔内部图像。

更具体地，在所述诊断数据高亮显示系统中，还包括：

动量分析设备，设置在镜头驱动设备内，用于检测所述镜头驱动设备的运动的速度数值，并在检测到的速度数值超过预设数值时，发出镜头运动信号，以及在检测到的速度数值未超过预设数值时，发出镜头静止信号。

更具体地，在所述诊断数据高亮显示系统中：

所述有创内窥镜设备包括CMOS图像传感器，用于输出所述腹腔内部图像。

更具体地，在所述诊断数据高亮显示系统中，还包括：

SD存储卡，用于预先存储拍摄背景图，并存储多个行均方差值，所述多个行均方差值中，每一个行均方差值为对所述拍摄背景图像的对应行的各个像素点灰度值进行均方差运算而获得的数值。

更具体地，在所述诊断数据高亮显示系统中，还包括：

行分析设备，分别与所述动量分析设备和所述CMOS图像传感器连接，用于在接收到镜头运动信号时，对所述腹腔内部图像进行前景剥离，以获得待分析图像，对所述待分析图像的每一行的各个像素点灰度值进行均方差运算而获得对应行的均方差值，以获得所述待分析图像的多个行均方差值；

行匹配设备，分别与所述行分析设备和所述SD存储卡连接，用于基于行序号将拍摄背景图的每一个行均方差值与所述待分析图像中对应序号行的行均方差值进行匹配，以获得相应的匹配度，并在匹配度超限时，确定对应行序号为匹配行，计算匹配行的数量与所述腹腔内部图像的垂直解析度之间的比例，当所述比例小于预设比例阈值时，发出场景有误信号；

蓝牙通信接口，与所述行匹配设备连接，用于在接收到所述场景有误信号时，通过蓝牙通信链路将所述场景有误信号发送到附近的拍摄监控中心服务器处；

图像锐化设备，与所述CMOS图像传感器连接，用于接收所述腹腔内部图像，基于所述腹腔内部图像分辨率距离预设分辨率阈值的远近将所述腹腔内部图像平均分割成相应块大小的各个分块，对每一个分块，基于该分块的模糊程度大小选择对应的不同强度的图像锐化处理以获得锐化分块，将获得的各个锐化分块拼接以获得锐化图像；

类型分析设备，与所述图像锐化设备连接，用于接收所述锐化图像，获取所述锐化图像中的各种类型的噪声，将幅值大于等于预设数值的噪声的类型作为主要噪声类型，并输出所述锐化图像中的一个或多个主要噪声类型。

具体实施方式

下面将对本发明的诊断数据高亮显示系统的实施方案进行详细说明。

电子内窥镜(endoscopy)是一种可插入人体体腔和脏器内腔进行直接观察、诊断、治疗的集光、机、电等高精尖技术于一体的医用电子光学仪器。他采用尺寸极小的电子成像元件，将所要观察的腔内物体通过微小的物镜光学系统成像到电子成像元件上，然后通过导像纤维束将接收到的图像信号送到图像处理系统上，最后在监视器上输出处理后的图像，供医生观察和诊断。

电子内窥镜的成像主要依赖于镜身前端装备的微型图像传感器，微型图像传感器就象是深入人体腔内的一台微型摄像机，他将光能转变为电能，再经过图像处理器″重建"高清晰度的、色彩逼真的图像显示在监视器屏幕上。

为了克服电子内窥镜使用中的不足，本发明搭建了一种诊断数据高亮显示系统。

根据本发明实施方案示出的诊断数据高亮显示系统包括：

有创内窥镜，用于埋入病人的腹腔，用于对腹腔的内部环境进行成像处理，以获得相应的腹腔内部图像。

接着，继续对本发明的诊断数据高亮显示系统的具体结构进行进一步的说明。

在所述诊断数据高亮显示系统中，还包括：动量分析设备，设置在镜头驱动设备内，用于检测所述镜头驱动设备的运动的速度数值，并在检测到的速度数值超过预设数值时，发出镜头运动信号，以及在检测到的速度数值未超过预设数值时，发出镜头静止信号。

在所述诊断数据高亮显示系统中：所述有创内窥镜设备包括CMOS图像传感器，用于输出所述腹腔内部图像。

在所述诊断数据高亮显示系统中，还包括：SD存储卡，用于预先存储拍摄背景图，并存储多个行均方差值，所述多个行均方差值中，每一个行均方差值为对所述拍摄背景图像的对应行的各个像素点灰度值进行均方差运算而获得的数值。

在所述诊断数据高亮显示系统中，还包括：

行分析设备，分别与所述动量分析设备和所述CMOS图像传感器连接，用于在接收到镜头运动信号时，对所述腹腔内部图像进行前景剥离，以获得待分析图像，对所述待分析图像的每一行的各个像素点灰度值进行均方差运算而获得对应行的均方差值，以获得所述待分析图像的多个行均方差值；

行匹配设备，分别与所述行分析设备和所述SD存储卡连接，用于基于行序号将拍摄背景图的每一个行均方差值与所述待分析图像中对应序号行的行均方差值进行匹配，以获得相应的匹配度，并在匹配度超限时，确定对应行序号为匹配行，计算匹配行的数量与所述腹腔内部图像的垂直解析度之间的比例，当所述比例小于预设比例阈值时，发出场景有误信号；

蓝牙通信接口，与所述行匹配设备连接，用于在接收到所述场景有误信号时，通过蓝牙通信链路将所述场景有误信号发送到附近的拍摄监控中心服务器处；

图像锐化设备，与所述CMOS图像传感器连接，用于接收所述腹腔内部图像，基于所述腹腔内部图像分辨率距离预设分辨率阈值的远近将所述腹腔内部图像平均分割成相应块大小的各个分块，对每一个分块，基于该分块的模糊程度大小选择对应的不同强度的图像锐化处理以获得锐化分块，将获得的各个锐化分块拼接以获得锐化图像；

类型分析设备，与所述图像锐化设备连接，用于接收所述锐化图像，获取所述锐化图像中的各种类型的噪声，将幅值大于等于预设数值的噪声的类型作为主要噪声类型，并输出所述锐化图像中的一个或多个主要噪声类型；

参数提取设备，与所述类型分析设备连接，用于接收所述锐化图像中的一个或多个主要噪声类型，并基于所述锐化图像中的一个或多个主要噪声类型确定执行小波处理需要的小波基以作为目标小波基；

系数解析设备，分别与所述类型分析设备和所述参数提取设备连接，用于接收所述目标小波基，并基于所述目标小波基对所述锐化图像执行预设层数的数据分解动作，以获得所述锐化图像对应的逐层高频系数和所述锐化图像对应的最高层的低频系数；

阈值处理设备，与所述系数解析设备连接，用于接收所述锐化图像对应的逐层高频系数，将数值小于等于与目标小波基对应的阈值的高频系数修改为零，将数值大于与目标小波基对应的阈值的高频系数保持原值；

系数修正设备，与所述系数解析设备连接，用于接收所述锐化图像对应的最高层的低频系数，将所述锐化图像对应的最高层的低频系数组成数列并进行高斯滤波处理，以获得修改后的最高层的低频系数；

图像重构设备，分别与所述阈值处理设备和所述系数修正设备连接，用于接收所述阈值处理设备处理后的逐层高频系数以及接收所述系数修正设备处理后的最高层的低频系数，基于所述阈值处理设备处理后的逐层高频系数以及所述系数修正设备处理后的最高层的低频系数进行信号搭建，以获得所述锐化图像对应的已重构图像；

噪声检测设备，与所述图像重构设备连接，用于接收已重构图像，对已重构图像进行噪声类型分析以获得其中幅值排序前三名的噪声类型，并基于排序前三名的噪声类型确定相应的噪声滤波器组合模式；

噪声处理设备，与噪声检测设备连接，用于基于噪声滤波器组合模式对已重构图像执行相应的滤波处理以获得相应的去噪图像；

动态范围增强设备，与噪声处理设备连接，用于接收去噪图像，对去噪图像进行动态范围增强处理以获得相应的高动态范围图像；

图像分割设备，与动态范围增强设备连接，用于将高动态范围图像中像素值落在肿瘤上限灰度阈值和肿瘤下限灰度阈值之间的像素点组成肿瘤子图像，并输出肿瘤子图像；

现场显示设备，与所述图像分割设备连接，用于接收并高亮显示所述肿瘤子图像。

在所述诊断数据高亮显示系统中：在所述系数解析设备中，基于所述目标小波基对所述锐化图像执行预设层数的数据分解动作包括：所述预设层数的数值与所述主要噪声类型的数量成正相关的关系。

在所述诊断数据高亮显示系统中：在所述行匹配设备中，当所述比例大于等于预设比例阈值时，发出场景符合信号。

在所述诊断数据高亮显示系统中：所述SD存储卡设置在镜头驱动设备内，以及所述SD存储卡还用于存储所述预设比例阈值。

在所述诊断数据高亮显示系统中：在所述图像锐化设备中，所述腹腔内部图像分辨率距离所述预设分辨率阈值越近，将所述腹腔内部图像平均分割成的相应块越大；其中，在所述图像锐化设备中，对每一个分块，该分块的模糊程度越大，选择的图像锐化处理的强度越大。

在所述诊断数据高亮显示系统中：所述SD存储卡还与所述系数解析设备连接，用于向所述系数解析设备输出与目标小波基对应的数据分解模式；其中，所述SD存储卡还与所述图像重构设备连接，用于向所述图像重构设备输出与目标小波基对应的数据搭建模式。

另外，CMOS图像传感器是一种典型的固体成像传感器，与CCD有着共同的历史渊源。CMOS图像传感器通常由像敏单元阵列、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑、AD转换器、数据总线输出接口、控制接口等几部分组成，这几部分通常都被集成在同一块硅片上。其工作过程一般可分为复位、光电转换、积分、读出几部分。

在CMOS图像传感器芯片上还可以集成其他数字信号处理电路，如AD转换器、自动曝光量控制、非均匀补偿、白平衡处理、黑电平控制、伽玛校正等，为了进行快速计算甚至可以将具有可编程功能的DSP器件与CMOS器件集成在一起，从而组成单片数字相机及图像处理系统。

1963年Morrison发表了可计算传感器，这是一种可以利用光导效应测定光斑位置的结构，成为CMOS图像传感器发展的开端。1995年低噪声的CMOS有源像素传感器单片数字相机获得成功。

CMOS图像传感器具有以下几个优点：1)、随机窗口读取能力。随机窗口读取操作是CMOS图像传感器在功能上优于CCD的一个方面，也称之为感兴趣区域选取。此外，CMOS图像传感器的高集成特性使其很容易实现同时开多个跟踪窗口的功能。2)、抗辐射能力。总的来说，CMOS图像传感器潜在的抗辐射性能相对于CCD性能有重要增强。3)、系统复杂程度和可靠性。采用CMOS图像传感器可以大大地简化系统硬件结构。4)、非破坏性数据读出方式。5)、优化的曝光控制。值得注意的是，由于在像元结构中集成了多个功能晶体管的原因，CMOS图像传感器也存在着若干缺点，主要是噪声和填充率两个指标。鉴于CMOS图像传感器相对优越的性能，使得CMOS图像传感器在各个领域得到了广泛的应用。

采用本发明的诊断数据高亮显示系统，针对现有技术中有创内窥镜的镜头驱动以及肿瘤实时识别困难的技术问题，通过有创内窥镜，用于埋入病人的腹腔，用于对腹腔的内部环境进行成像处理，以获得相应的腹腔内部图像；动量分析设备，设置在镜头驱动设备内，用于检测所述镜头驱动设备的运动的速度数值，并在检测到的速度数值超过预设数值时，发出镜头运动信号，以及在检测到的速度数值未超过预设数值时，发出镜头静止信号；所述有创内窥镜设备包括CMOS图像传感器，用于输出所述腹腔内部图像；图像分割设备，与动态范围增强设备连接，用于将高动态范围图像中像素值落在肿瘤上限灰度阈值和肿瘤下限灰度阈值之间的像素点组成肿瘤子图像，并输出肿瘤子图像；现场显示设备，与所述图像分割设备连接，用于接收并高亮显示所述肿瘤子图像；从而解决了上述技术问题。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种诊断数据高亮显示系统，其特征在于，包括：

有创内窥镜，用于埋入病人的腹腔，用于对腹腔的内部环境进行成像处理，以获得相应的腹腔内部图像。

2.如权利要求1所述的诊断数据高亮显示系统，其特征在于，所述系统还包括：

动量分析设备，设置在镜头驱动设备内，用于检测所述镜头驱动设备的运动的速度数值，并在检测到的速度数值超过预设数值时，发出镜头运动信号，以及在检测到的速度数值未超过预设数值时，发出镜头静止信号。

3.如权利要求2所述的诊断数据高亮显示系统，其特征在于：

所述有创内窥镜设备包括CMOS图像传感器，用于输出所述腹腔内部图像。

4.如权利要求3所述的诊断数据高亮显示系统，其特征在于，所述系统还包括：

SD存储卡，用于预先存储拍摄背景图，并存储多个行均方差值，所述多个行均方差值中，每一个行均方差值为对所述拍摄背景图像的对应行的各个像素点灰度值进行均方差运算而获得的数值。

5.如权利要求4所述的诊断数据高亮显示系统，其特征在于，所述系统还包括：

行分析设备，分别与所述动量分析设备和所述CMOS图像传感器连接，用于在接收到镜头运动信号时，对所述腹腔内部图像进行前景剥离，以获得待分析图像，对所述待分析图像的每一行的各个像素点灰度值进行均方差运算而获得对应行的均方差值，以获得所述待分析图像的多个行均方差值；

行匹配设备，分别与所述行分析设备和所述SD存储卡连接，用于基于行序号将拍摄背景图的每一个行均方差值与所述待分析图像中对应序号行的行均方差值进行匹配，以获得相应的匹配度，并在匹配度超限时，确定对应行序号为匹配行，计算匹配行的数量与所述腹腔内部图像的垂直解析度之间的比例，当所述比例小于预设比例阈值时，发出场景有误信号；

蓝牙通信接口，与所述行匹配设备连接，用于在接收到所述场景有误信号时，通过蓝牙通信链路将所述场景有误信号发送到附近的拍摄监控中心服务器处；

图像锐化设备，与所述CMOS图像传感器连接，用于接收所述腹腔内部图像，基于所述腹腔内部图像分辨率距离预设分辨率阈值的远近将所述腹腔内部图像平均分割成相应块大小的各个分块，对每一个分块，基于该分块的模糊程度大小选择对应的不同强度的图像锐化处理以获得锐化分块，将获得的各个锐化分块拼接以获得锐化图像；

类型分析设备，与所述图像锐化设备连接，用于接收所述锐化图像，获取所述锐化图像中的各种类型的噪声，将幅值大于等于预设数值的噪声的类型作为主要噪声类型，并输出所述锐化图像中的一个或多个主要噪声类型；

参数提取设备，与所述类型分析设备连接，用于接收所述锐化图像中的一个或多个主要噪声类型，并基于所述锐化图像中的一个或多个主要噪声类型确定执行小波处理需要的小波基以作为目标小波基；

系数解析设备，分别与所述类型分析设备和所述参数提取设备连接，用于接收所述目标小波基，并基于所述目标小波基对所述锐化图像执行预设层数的数据分解动作，以获得所述锐化图像对应的逐层高频系数和所述锐化图像对应的最高层的低频系数；

阈值处理设备，与所述系数解析设备连接，用于接收所述锐化图像对应的逐层高频系数，将数值小于等于与目标小波基对应的阈值的高频系数修改为零，将数值大于与目标小波基对应的阈值的高频系数保持原值；

系数修正设备，与所述系数解析设备连接，用于接收所述锐化图像对应的最高层的低频系数，将所述锐化图像对应的最高层的低频系数组成数列并进行高斯滤波处理，以获得修改后的最高层的低频系数；

图像重构设备，分别与所述阈值处理设备和所述系数修正设备连接，用于接收所述阈值处理设备处理后的逐层高频系数以及接收所述系数修正设备处理后的最高层的低频系数，基于所述阈值处理设备处理后的逐层高频系数以及所述系数修正设备处理后的最高层的低频系数进行信号搭建，以获得所述锐化图像对应的已重构图像；

噪声检测设备，与所述图像重构设备连接，用于接收已重构图像，对已重构图像进行噪声类型分析以获得其中幅值排序前三名的噪声类型，并基于排序前三名的噪声类型确定相应的噪声滤波器组合模式；

噪声处理设备，与噪声检测设备连接，用于基于噪声滤波器组合模式对已重构图像执行相应的滤波处理以获得相应的去噪图像；

动态范围增强设备，与噪声处理设备连接，用于接收去噪图像，对去噪图像进行动态范围增强处理以获得相应的高动态范围图像；

图像分割设备，与动态范围增强设备连接，用于将高动态范围图像中像素值落在肿瘤上限灰度阈值和肿瘤下限灰度阈值之间的像素点组成肿瘤子图像，并输出肿瘤子图像；

现场显示设备，与所述图像分割设备连接，用于接收并高亮显示所述肿瘤子图像。

6.如权利要求5所述的诊断数据高亮显示系统，其特征在于：

在所述系数解析设备中，基于所述目标小波基对所述锐化图像执行预设层数的数据分解动作包括：所述预设层数的数值与所述主要噪声类型的数量成正相关的关系。

7.如权利要求6所述的诊断数据高亮显示系统，其特征在于：

在所述行匹配设备中，当所述比例大于等于预设比例阈值时，发出场景符合信号。

8.如权利要求7所述的诊断数据高亮显示系统，其特征在于：

所述SD存储卡设置在镜头驱动设备内，以及所述SD存储卡还用于存储所述预设比例阈值。

9.如权利要求8所述的诊断数据高亮显示系统，其特征在于：

在所述图像锐化设备中，所述腹腔内部图像分辨率距离所述预设分辨率阈值越近，将所述腹腔内部图像平均分割成的相应块越大；

其中，在所述图像锐化设备中，对每一个分块，该分块的模糊程度越大，选择的图像锐化处理的强度越大。

10.如权利要求9所述的诊断数据高亮显示系统，其特征在于：

所述SD存储卡还与所述系数解析设备连接，用于向所述系数解析设备输出与目标小波基对应的数据分解模式；

其中，所述SD存储卡还与所述图像重构设备连接，用于向所述图像重构设备输出与目标小波基对应的数据搭建模式。