CN110401828A - 基于单传感器的双路图像采集式3d医疗成像系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于单传感器的双路图像采集式3D医疗成像系统及方法，其中，成像系统包括：双目光学镜头；与所述双目光学镜头相连图像处理传感器，所述图像处理传感器将双目光学镜头的两个镜头采集的图像分别聚焦于所述图像处理传感器的左右两侧；与所述图像处理传感器相连的3D合成模块，所述3D合成模块分别截取所述图像处理传感器左右两侧预定区域内的图像并形成第一采样图像和第二采样图像、并依据预置的3D合成算法对所述第一采样图像和第二采样图像进行3D合成处理以生成3D合成图像；以及，与所述3D合成模块相连的3D显示器。由于本系统仅设置一个图像传感器，成本更低，系统整体体积也更小，且合成和调整过程更加快捷方便。

Description

基于单传感器的双路图像采集式3D医疗成像系统及方法

技术领域

本发明涉及图像采集处理技术领域，特别涉及一种基于单传感器的双路图像采集式3D医疗成像系统及方法。

背景技术

在医疗检测的过程中往往需要对患者的病灶发生处进行图像采集成像，3D成像由于还原度高、更加便于对病灶处进行观测和判定而得到广泛应用。现有的成像系统包括依次连接的双目镜、双目光学卡口、分别用于采集左右两侧图像的左传感器和右传感器、3D合成模组以及3D显示器，左传感器和右传感器分别连接一个图像传感器电路板，在进行图像采集需要通过物理的方法将图像采集区域移动到对应的图像传感器电路板，调整过程较为繁琐，且设备体积大、成本高。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于单传感器的双路图像采集式3D医疗成像系统及方法，具有图像合成方便、体积小、成本低的优点。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于单传感器的双路图像采集式3D医疗成像系统，包括：

双目光学镜头，用于进行图像的拍摄和采集；

与所述双目光学镜头相连图像处理传感器，所述图像处理传感器将所述双目光学镜头的两个镜头采集的图像分别聚焦于所述图像处理传感器的左右两侧；

与所述图像处理传感器相连的3D合成模块，所述3D合成模块分别截取所述图像处理传感器左右两侧预定区域内的图像并形成第一采样图像和第二采样图像、并依据预置的3D合成算法对所述第一采样图像和第二采样图像进行3D合成处理以生成3D合成图像；以及，

与所述3D合成模块相连的3D显示器。

实现上述技术方案，在进行3D成像时，通过双目光学镜头对图像对患者的病灶处拍摄获取病灶图像，双目光学镜头中两个镜头采集的图像分别对应聚焦在图像处理传感器的左右两侧，随后3D合成模块分别截取图像处理传感器左右两侧预定区域的图形，并形成第一采样图像和第二采样图像，随后通过预置的3D合成算法对第一采样图像和第二采样图像进行合成处理，即可生成3D合成图像，并发送到3D显示器进行显示，方便医生进行观察；由于本系统仅设置一个图像传感器，成本更低，系统整体体积也更小，在采集时不会出现现有系统采用两个图像传感器而造成图像采集不同步、成像效果存在差异、图像色彩还原性差的问题，合成图像的获取无需通过调整安装结构的物理方向，而是通过调整预定区域的位置和大小即可，合成和调整过程更加快捷方便。

作为本发明的一种优选方案，所述3D合成模块在截取图像时建立覆盖所述图像处理传感器的平面坐标系，所述预定区域由基于所述平面坐标系的坐标坐标点确定。

实现上述技术方案，通过建立平面坐标系，由坐标确定的预定区域的位置和大小，使得第一采样图像和第二采样图像的获取更加精确方便。

作为本发明的一种优选方案，所述3D合成算法为左右合成算法、上下合成算法或者帧交错合成算法中的一种或多种。

实现上述技术方案，左右合成算法即将第一采样图像和第二采样图像按照左右顺序排列合成在一起，并输出左右3D格式的合成图像；上下合成算法即将第一采样图像和第二采样图像按照上下顺序排列合成在一起，并输出上下3D格式的合成图像；帧交错合成算法即将第一采样图像的奇数行与第二采样图像的偶数行进行交错排列，并进行合成；根据不同的合成图像需求选取不同的3D合成算法，使得3D图像合成的效果更佳。

作为本发明的一种优选方案，所述双目光学镜头的前端还连接有双目硬管镜。

实现上述技术方案，通过双目硬管镜方便伸入病灶处进行图像采集。

另一方面，本发明还提供一种基于单传感器的双路图像采集式3D医疗成像方法，所述方法基于上述任一技术方案所述的系统，包括：

对病灶处进行图像的拍摄和采集；

将获取对应双目光学镜头中两个镜头的图像分别聚焦到图像处理传感器的左右两侧；以及，

分别截取图像处理传感器左右两侧预定区域内的图像并形成第一采样图像和第二采样图像、并依据预置的3D合成算法对所述第一采样图像和第二采样图像进行3D合成处理以生成3D合成图像，并通过3D显示器进行显示。

实现上述技术方案，在进行3D成像时，通过双目光学镜头对图像对患者的病灶处拍摄获取病灶图像，双目光学镜头中两个镜头采集的图像分别对应聚焦在图像处理传感器的左右两侧，随后3D合成模块分别截取图像处理传感器左右两侧预定区域的图形，并形成第一采样图像和第二采样图像，随后通过预置的3D合成算法对第一采样图像和第二采样图像进行合成处理，即可生成3D合成图像，并发送到3D显示器进行显示，方便医生进行观察；由于本系统仅设置一个图像传感器，成本更低，系统整体体积也更小，在采集时不会出现现有系统采用两个图像传感器而造成图像采集不同步、成像效果存在差异、图像色彩还原性差的问题，合成图像的获取无需通过调整安装结构的物理方向，而是通过调整预定区域的位置和大小即可，合成和调整过程更加快捷方便。

作为本发明的一种优选方案，所述3D合成模块在截取图像时建立覆盖所述图像处理传感器的平面坐标系，所述预定区域由基于所述平面坐标系的坐标坐标点确定。

实现上述技术方案，通过建立平面坐标系，由坐标确定的预定区域的位置和大小，使得第一采样图像和第二采样图像的获取更加精确方便。

作为本发明的一种优选方案，所述3D合成算法为左右合成算法、上下合成算法或者帧交错合成算法中的一种或多种。

实现上述技术方案，根据不同的合成图像需求选取不同的3D合成算法，使得3D图像合成的效果更佳。

综上所述，本发明具有如下有益效果：

本发明实施例通过提供一种基于单传感器的双路图像采集式3D医疗成像系统及方法，其中，成像系统包括：双目光学镜头，用于进行图像的拍摄和采集；与所述双目光学镜头相连图像处理传感器，所述图像处理传感器将所述双目光学镜头的两个镜头采集的图像分别聚焦于所述图像处理传感器的左右两侧；与所述图像处理传感器相连的3D合成模块，所述3D合成模块分别截取所述图像处理传感器左右两侧预定区域内的图像并形成第一采样图像和第二采样图像、并依据预置的3D合成算法对所述第一采样图像和第二采样图像进行3D合成处理以生成3D合成图像；以及，与所述3D合成模块相连的3D显示器。在进行3D成像时，通过双目光学镜头对图像对患者的病灶处拍摄获取病灶图像，双目光学镜头中两个镜头采集的图像分别对应聚焦在图像处理传感器的左右两侧，随后3D合成模块分别截取图像处理传感器左右两侧预定区域的图形，并形成第一采样图像和第二采样图像，随后通过预置的3D合成算法对第一采样图像和第二采样图像进行合成处理，即可生成3D合成图像，并发送到3D显示器进行显示，方便医生进行观察；由于本系统仅设置一个图像传感器，成本更低，系统整体体积也更小，在采集时不会出现现有系统采用两个图像传感器而造成图像采集不同步、成像效果存在差异、图像色彩还原性差的问题，合成图像的获取无需通过调整安装结构的物理方向，而是通过调整预定区域的位置和大小即可，合成和调整过程更加快捷方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一的结构示意图。

图2为本发明实施例一中的进行平面坐标系建立及图形截取的示意图。

图3a为本发明实施例一中采用左右合成算法形成3D合成图像的示意图。

图3b为本发明实施例一中采用上下合成算法形成3D合成图像的示意图。

图3c为本发明实施例一中采用帧交错合成算法形成3D合成图像的示意图。

图4为本发明实施例二的方法流程图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1、双目光学镜头；2、图像处理传感器；3、3D合成模块；4、3D显示器；5、双目硬管镜。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

一种基于单传感器的双路图像采集式3D医疗成像系统，如图1至图3c所示，包括：双目光学镜头，用于进行图像的拍摄和采集；与双目光学镜头相连图像处理传感器，图像处理传感器将双目光学镜头的两个镜头采集的图像分别聚焦于图像处理传感器的左右两侧；与图像处理传感器相连的3D合成模块，3D合成模块分别截取图像处理传感器左右两侧预定区域内的图像并形成第一采样图像和第二采样图像、并依据预置的3D合成算法对第一采样图像和第二采样图像进行3D合成处理以生成3D合成图像；以及，与3D合成模块相连的3D显示器。

具体的，3D合成模块在截取图像时建立覆盖图像处理传感器的平面坐标系，预定区域由基于平面坐标系的坐标坐标点确定，如：图像处理传感器的其中一个顶点为坐标原点，长、宽分别为X轴和Y轴建立平面直角坐标系，分别在图形处理传感器的左右两侧进行预定区域的合理规划，预定区域为选取由两个坐标点作为对角的两个顶点所构成的矩形区域，比如选取左边起点A1坐标为X,Y分别为(20，20)，终点A2座标为(1940，1100)，由此即选取了一个宽度为1920、高度为1080的区域作为第一采样图像；相应的，选取右边起点坐标B1为X,Y分别为(2000，20)，终点座标B2为(3920，1100)，由此即选取了一个宽度为1920、高度为1080的区域作为第二采样图像；通过建立平面坐标系，由坐标确定的预定区域的位置和大小，使得第一采样图像和第二采样图像的获取更加精确方便

本实施例中，3D合成算法为左右合成算法、上下合成算法或者帧交错合成算法中的一种或多种，左右合成算法即将第一采样图像和第二采样图像按照左右顺序排列合成在一起，并输出左右3D格式的合成图像；上下合成算法即将第一采样图像和第二采样图像按照上下顺序排列合成在一起，并输出上下3D格式的合成图像；帧交错合成算法即将第一采样图像的奇数行与第二采样图像的偶数行进行交错排列，并进行合成；第一采样图像和第二采样图像截取下来之后，通过3D合成算法，对第一采样图像和第二采样图像进行拼接，合成为3D合成图像，根据不同的合成图像需求选取不同的3D合成算法，使得3D图像合成的效果更佳。

进一步的，通常在双目光学镜头的前端还连接有双目硬管镜，通过双目硬管镜方便伸入病灶处进行图像采集。

在进行3D成像时，通过双目光学镜头对图像对患者的病灶处拍摄获取病灶图像，双目光学镜头中两个镜头采集的图像分别对应聚焦在图像处理传感器的左右两侧，随后3D合成模块分别截取图像处理传感器左右两侧预定区域的图形，并形成第一采样图像和第二采样图像，随后通过预置的3D合成算法对第一采样图像和第二采样图像进行合成处理，即可生成3D合成图像，并发送到3D显示器进行显示，方便医生进行观察；由于本系统仅设置一个图像传感器，成本更低，系统整体体积也更小，在采集时不会出现现有系统采用两个图像传感器而造成图像采集不同步、成像效果存在差异、图像色彩还原性差的问题，合成图像的获取无需通过调整安装结构的物理方向，而是通过调整预定区域的位置和大小即可，合成和调整过程更加快捷方便。

实施二

基于实施例一的成像系统，本实施例提供一种基于单传感器的双路图像采集式3D医疗成像方法，如图4所示，包括：

S01，对病灶处进行图像的拍摄和采集，采集时将双目硬管内窥镜伸入患者的病灶处，并通过双目光学镜头进行拍摄，采集得到病灶处的图像。

S02，将获取对应双目光学镜头中两个镜头的图像分别聚焦到图像处理传感器的左右两侧。

具体的，图像处理传感器的左右两个区域分别对应双目光学镜头的左右镜头，通过双目光学镜头采集后的图像即对应聚焦到图像处理传感器的左右两个区域。

S03，分别截取图像处理传感器左右两侧预定区域内的图像并形成第一采样图像和第二采样图像、并依据预置的3D合成算法对第一采样图像和第二采样图像进行3D合成处理以生成3D合成图像，并通过3D显示器进行显示。

具体的，3D合成模块在截取图像时建立覆盖图像处理传感器的平面坐标系，预定区域由基于平面坐标系的坐标坐标点确定，如：图像处理传感器的其中一个顶点为坐标原点，长、宽分别为X轴和Y轴建立平面直角坐标系，分别在图形处理传感器的左右两侧进行预定区域的合理规划，预定区域为选取由两个坐标点作为对角的两个顶点所构成的矩形区域，比如选取左边起点A1坐标为X,Y分别为(20，20)，终点A2座标为(1940，1100)，由此即选取了一个宽度为1920、高度为1080的区域作为第一采样图像；相应的，选取右边起点坐标B1为X,Y分别为(2000，20)，终点座标B2为(3920，1100)，由此即选取了一个宽度为1920、高度为1080的区域作为第二采样图像；通过建立平面坐标系，由坐标确定的预定区域的位置和大小，使得第一采样图像和第二采样图像的获取更加精确方便

本实施例中，3D合成算法为左右合成算法、上下合成算法或者帧交错合成算法中的一种或多种，左右合成算法即将第一采样图像和第二采样图像按照左右顺序排列合成在一起，并输出左右3D格式的合成图像；上下合成算法即将第一采样图像和第二采样图像按照上下顺序排列合成在一起，并输出上下3D格式的合成图像；帧交错合成算法即将第一采样图像的奇数行与第二采样图像的偶数行进行交错排列，并进行合成；第一采样图像和第二采样图像截取下来之后，通过3D合成算法，对第一采样图像和第二采样图像进行拼接，合成为3D合成图像，根据不同的合成图像需求选取不同的3D合成算法，使得3D图像合成的效果更佳。

在进行3D成像时，通过双目光学镜头对图像对患者的病灶处拍摄获取病灶图像，双目光学镜头中两个镜头采集的图像分别对应聚焦在图像处理传感器的左右两侧，随后3D合成模块分别截取图像处理传感器左右两侧预定区域的图形，并形成第一采样图像和第二采样图像，随后通过预置的3D合成算法对第一采样图像和第二采样图像进行合成处理，即可生成3D合成图像，并发送到3D显示器进行显示，方便医生进行观察；由于本系统仅设置一个图像传感器，成本更低，系统整体体积也更小，在采集时不会出现现有系统采用两个图像传感器而造成图像采集不同步、成像效果存在差异、图像色彩还原性差的问题，合成图像的获取无需通过调整安装结构的物理方向，而是通过调整预定区域的位置和大小即可，合成和调整过程更加快捷方便。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种基于单传感器的双路图像采集式3D医疗成像系统，其特征在于，包括：

双目光学镜头，用于进行图像的拍摄和采集；

与所述双目光学镜头相连图像处理传感器，所述图像处理传感器将所述双目光学镜头的两个镜头采集的图像分别聚焦于所述图像处理传感器的左右两侧；

与所述图像处理传感器相连的3D合成模块，所述3D合成模块分别截取所述图像处理传感器左右两侧预定区域内的图像并形成第一采样图像和第二采样图像、并依据预置的3D合成算法对所述第一采样图像和第二采样图像进行3D合成处理以生成3D合成图像；以及，

与所述3D合成模块相连的3D显示器。

2.根据权利要求1所述的基于单传感器的双路图像采集式3D医疗成像系统，其特征在于，所述3D合成模块在截取图像时建立覆盖所述图像处理传感器的平面坐标系，所述预定区域由基于所述平面坐标系的坐标坐标点确定。

3.根据权利要求1或2所述的基于单传感器的双路图像采集式3D医疗成像系统，其特征在于，所述3D合成算法为左右合成算法、上下合成算法或者帧交错合成算法中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的基于单传感器的双路图像采集式3D医疗成像系统，其特征在于，所述双目光学镜头的前端还连接有双目硬管镜。

5.一种基于单传感器的双路图像采集式3D医疗成像方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1-4中任一项所述的系统，包括：

对病灶处进行图像的拍摄和采集；

将获取对应双目光学镜头中两个镜头的图像分别聚焦到图像处理传感器的左右两侧；以及，

分别截取图像处理传感器左右两侧预定区域内的图像并形成第一采样图像和第二采样图像、并依据预置的3D合成算法对所述第一采样图像和第二采样图像进行3D合成处理以生成3D合成图像，并通过3D显示器进行显示。

6.根据权利要求5所述的基于单传感器的双路图像采集式3D医疗成像系统，其特征在于，所述3D合成模块在截取图像时建立覆盖所述图像处理传感器的平面坐标系，所述预定区域由基于所述平面坐标系的坐标坐标点确定。

7.根据权利要求5或6所述的基于单传感器的双路图像采集式3D医疗成像系统，其特征在于，所述3D合成算法为左右合成算法、上下合成算法或者帧交错合成算法中的一种或多种。