CN111815635B - 一种胶囊内窥镜图像质量判断方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种胶囊内窥镜图像质量判断方法和系统，该方法包括：获取胶囊内窥镜在无磁场环境下拍摄标准色卡的第一组图像和磁场环境下拍摄标准色卡的第二组图像；根据获取的第一组图像和第二组图像，计算无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比，以及以无磁场环境下拍摄的标准色卡图像为参考，计算磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比；根据计算得到的峰值信噪比，判断磁场对胶囊内窥镜图像质量是否有影响。通过这种方式，本申请选用标准色卡各颜色区域作为分析区域，通过分析标准色卡在无磁场环境和磁场环境下的峰值信噪比，可以有效判断磁场对图像质量的影响情况，判断结果可靠，实际应用简单、便捷。

Description

一种胶囊内窥镜图像质量判断方法和系统

技术领域

本申请涉及图像信息工程领域，具体涉及一种胶囊内窥镜图像质量判断方法和系统。

背景技术

巡航胶囊内镜系统，是一种利用磁场技术控制胶囊内窥镜在消化道管腔进行巡航运动，通过胶囊内窥镜拍摄图像来完成对消化道管腔的检查的设备。胶囊内窥镜的磁场控制设备在运行过程中会引起胶囊内窥镜所在消化道管腔的磁场发生变化，但目前还没有方法评价该磁场变化是否会对胶囊内窥镜拍摄的图像质量造成影响，影响对检查结果的判断。

发明内容

本申请的目的在于，提供一种胶囊内窥镜图像质量判断方法和系统，可以有效判断磁场对消化道内窥镜图像质量的影响情况，判断结果可靠，实际应用简单、便捷。

为解决上述技术问题，本申请涉及一种胶囊内窥镜图像质量判断方法，包括：

获取胶囊内窥镜在无磁场环境下拍摄标准色卡的第一组图像和磁场环境下拍摄标准色卡的第二组图像；

根据获取的第一组图像和第二组图像，计算无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比，以及以无磁场环境下拍摄的标准色卡图像为参考，计算磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比；

根据计算得到的峰值信噪比，判断磁场对所述胶囊内窥镜图像质量是否有影响。

其中，所述获取胶囊内窥镜在无磁场环境下拍摄标准色卡的第一组图像和磁场环境下拍摄标准色卡的第二组图像的步骤，包括：

将胶囊内窥镜和所述标准色卡固定在暗箱环境中；

在无磁场环境下，控制所述胶囊内窥镜拍摄第一预设数量的标准色卡图像作为第一组图像，以及，在预设磁场环境下，控制所述胶囊内窥镜拍摄第二预设数量的标准色卡图像作为第二组图像。

其中，所述无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比为第一组图像的多张标准色卡图像的各颜色区域的峰值信噪比的平均值，所述磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比为第二组图像中多张标准色卡图像的各颜色区域的峰值信噪比的平均值。

其中，所述第一组图像包括至少三张标准色卡图像，所述无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比通过以下步骤计算：

从所述第一组图像中选取一图像作为参考图像；

将所述第一组图像中，除所述参考图像以外的每一图像分别与所述参考图像对比，计算所述第一组图像中至少两张标准色卡图像的各颜色区域的峰值信噪比。

其中，所述第二组图像包括至少两张标准色卡图像，所述磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比通过以下步骤计算：

从所述第一组图像中选取一图像作为参考图像；

将所述第二组图像中的每一图像分别与所述参考图像对比，计算所述第二组图像中至少两张标准色卡图像的各颜色区域的峰值信噪比。

其中，所述根据计算得到的峰值信噪比，判断磁场对所述胶囊内窥镜图像质量是否有影响的步骤，包括：

将无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比与磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比导入直方图；

通过所述直方图判断无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比与磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比的差异值，判断磁场对所述胶囊内窥镜图像质量是否有影响。

其中，所述根据计算得到的峰值信噪比，判断磁场对所述胶囊内窥镜图像质量是否有影响的步骤，包括：

对磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比及无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比进行单因素方差分析；

根据单因素方差分析的结果判断磁场对所述胶囊内窥镜图像质量是否有影响。

本申请还提供一种胶囊内窥镜图像质量判断系统，包括：测试治具、分析仪器和磁场装置；

所述测试治具，用于固定标准色卡和胶囊内窥镜，并提供暗箱环境；

所述磁场装置，用于为所述胶囊内窥镜提供磁场环境；

所述分析仪器，用于获取胶囊内窥镜分别在无磁场环境和磁场环境下拍摄的标准色卡图像，根据获取的标准色卡图像计算无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比、及以无磁场环境下拍摄的标准色卡图像为参考计算磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比，以及根据计算得到的峰值信噪比，判断磁场对所述胶囊内窥镜图像质量是否有影响。

其中，所述测试治具包括：

不透光箱体，用于提供暗箱环境；

支架，置于所述不透光箱体中，用于将所述标准色卡固定在所述胶囊内窥镜的拍摄方向上。

其中，所述支架包括：底板、支撑柱和顶板，所述顶板通过所述支撑柱固定在底板的上方，所述底板和顶板呈平行相对设置；所述标准色卡朝下固定在所述顶板的下表面，所述胶囊内窥镜镜头端朝上固定在所述底板的上表面，所述标准色卡的中心轴线与所述胶囊内窥镜的中心轴线重合。

其中，所述分析仪器对计算得到的无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比和磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比，进行直方图分析或单因素方差分析，以判断磁场对胶囊内窥镜图像质量是否有影响。

本申请的胶囊内窥镜图像质量判断方法和系统，选用标准色卡各颜色区域作为分析区域，通过分析标准色卡在无磁场环境和磁场环境下的峰值信噪比，可以有效判断磁场对图像质量的影响情况，判断结果可靠，实际应用简单、便捷。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一实施例的胶囊内窥镜图像质量判断方法的流程示意图。

图2是图1所示方法中获取的无磁场环境下标准色卡图像各颜色区域与PSNR的对应关系。

图3是图1所示方法中获取的磁场环境下标准色卡图像各颜色区域与PSNR的对应关系。

图4是图2和图3所示各颜色区域PSNR的对比图。

图5是本发明一实施例的用于单因素方差分析的PSNR样本的对应关系。

图6是图5所示样本的分析结果对应关系。

图7是本发明一实施例的胶囊内窥镜图像质量判断系统的结构示意图。

图8是图7中的胶囊内窥镜及标准色卡的安装结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本申请为达成预定申请目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本申请的提出的具体实施方式、方法、步骤、结构、特征及其效果，详细说明如下。

有关本申请的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本申请为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本申请加以限制。

图1是本发明一实施例的胶囊内窥镜图像质量判断方法的流程示意图。请参考图1，本发明提供了一种胶囊内窥镜图像质量判断方法，包括以下步骤：

步骤110，获取胶囊内窥镜在无磁场环境下拍摄标准色卡的第一组图像和磁场环境下拍摄标准色卡的第二组图像。

在一实施方式中，步骤110，获取胶囊内窥镜在无磁场环境下拍摄标准色卡的第一组图像和磁场环境下拍摄标准色卡的第二组图像，包括以下步骤：

将胶囊内窥镜和标准色卡固定在暗箱环境中；

在无磁场环境下，控制胶囊内窥镜拍摄第一预设数量的标准色卡图像作为第一组图像，以及，在预设磁场环境下，控制胶囊内窥镜拍摄第二预设数量的标准色卡图像作为第二组图像。

在一应用场景中，将胶囊内窥镜和标准色卡分别固定在测试支架上，从而固定胶囊内窥镜和标准色卡的距离和拍摄角度，之后，将测试支架置于暗箱环境（测试环境）中。实际实现时，可以使用不透光的箱体来制造暗箱环境。可选地，还可以用摄影专业黑色植绒布将测试支架包裹以创造一个暗箱环境。之后，分别在无磁场环境下和磁场环境下拍摄预设数量的标准色卡图像。

其中，在无磁场环境下拍摄图像时，将胶囊内窥镜和标准色卡分别固定在测试支架上，将测试支架置于暗箱环境中并放在地磁场环境中。地磁场环境的最大磁场强度为0.05 mT，最大磁场梯度切换率为 0 mT/s，从而视为处于无磁场环境。即，所述无磁场环境是指没有外加磁场，仅受地磁场作用的环境。接着，控制胶囊内窥镜拍摄第一预设数量的标准色卡图像，通过分析仪器记录胶囊内窥镜在无磁场环境下拍摄的标准色卡图像，即得到第一组图像。

在磁场环境下拍摄图像时，先控制用于提供磁场环境的磁场装置找原点，以确定磁场环境中磁感应强度最大的位置。在本实施例中，该磁场装置为胶囊内窥镜的磁场控制装置。之后，将胶囊内窥镜和标准色卡分别固定在测试支架上，将测试支架置于暗箱环境中并放置在磁场控制装置的磁体正下方，此时，胶囊内窥镜位于磁场环境中磁感应强度最大处。接着，调整暗箱环境与磁体的相对位置，控制磁场控制装置提供最大磁感应强度为150mT，最大磁场梯度切换率130 mT/s的磁场环境。所述磁场环境是指有外加磁场的环境。之后，在所述磁场环境中，使用胶囊内窥镜拍摄标准色卡图像，通过分析仪器记录胶囊内窥镜在磁场环境下拍摄的标准色卡图像，即得到第二组图像。

步骤120，根据获取的第一组图像和第二组图像，计算无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比，以及以无磁场环境下拍摄的标准色卡图像为参考，计算磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比。

峰值信噪比（Peak Signal to Noise Ratio，PSNR）是一种评价图像的客观标准，可定义为参考图像与待比较图像之间的均方误差（Mean Square Error，MSE）相对于（2^n-1）^2（信号最大值的平方，n是每个采样值的比特数）的对数值。峰值信噪比的单位是dB，PSNR的值越大，就代表待比较的图像失真越小。因此，通过PSNR的值可以非常直观地衡量磁场对胶囊内窥镜拍摄的图像质量的影响程度。

由于胶囊内窥镜内部磁铁靠近磁场装置的磁体后会引起胶囊内窥镜内部结构的微小变化，在衡量磁场对图像质量影响的过程中，很难保证无磁场环境下和磁场环境下拍摄的图像间无任何位移。因此，本申请选取胶囊内窥镜拍摄图像中的标准色卡各颜色区域作为分析区域，计算标准色卡各颜色区域的峰值信噪比。实际实现时，胶囊内窥镜拍摄的图像采用8位采样点表示，即n=8，因此，PSNR计算公式如下：

（n=8）

△L*(i,j)=L*(i,j)-L*＾(i,j)

△a* (i,j)=a* (i,j)-a*＾(i,j)

△b* (i,j)=b* (i,j)-b*＾(i,j)

其中：

N为待拍摄的标准色卡的色块数量；

L*(i,j)为待比较图像在L*a*b*空间的L通道像素值；

a*(i,j)为待比较图像在L*a*b*空间的a通道像素值；

b*(i,j)为待比较图像在L*a*b*空间的b通道像素值；

L*＾(i,j)为参考图像在L*a*b*空间的L通道像素值；

a*＾(i,j)为参考图像在L*a*b*空间的a通道像素值；

b*＾(i,j)为参考图像在L*a*b*空间的b通道像素值。

具体的，计算无磁场环境下拍摄的图像的PSNR值，即从第一组图像中选取一张图像作为参考图像，其余图像作为待比较图像，根据上述公式，通过L*a*b*空间待比较图像与参考图像的像素差值，计算MSE值，从而得到无磁场环境下拍摄的图像的PSNR值。

计算磁场环境下拍摄的图像的PSNR值，即从第一组图像中选取一张图像作为参考图像，将第二组图像作为待比较图像，根据上述公式，通过L*a*b*空间待比较图像与参考图像的像素差值，计算MSE值，从而得到磁场环境下拍摄的图像的PSNR值。

根据获取的第一组图像和第二组图像计算无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比，以及以无磁场环境下拍摄的标准色卡图像为参考，计算磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比，包括：

根据第一组图像的多张标准色卡图像的各颜色区域的峰值信噪比，计算无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比；根据第二组图像中多张标准色卡图像的各颜色区域的峰值信噪比，计算磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比。

在本实施方式中，所述无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比为第一组图像的多张标准色卡图像的各颜色区域的峰值信噪比的平均值，所述磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比为第二组图像中多张标准色卡图像的各颜色区域的峰值信噪比的平均值。

具体来说，在计算得到第一组图像中多张标准色卡图像的各颜色区域的峰值信噪比后，根据计算结果计算无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比的平均值，以作为无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比；以无磁场环境下拍摄的标准色卡图像为参考，计算得到第二组图像中多张标准色卡图像的各颜色区域的峰值信噪比后，根据计算结果计算磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比的平均值，以作为磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比。

在一实施方式中，第一组图像包括至少三张标准色卡图像，计算第一组图像中至少两张标准色卡图像的各颜色区域的峰值信噪比，包括以下步骤：

从第一组图像中选取一图像作为参考图像；

将第一组图像中，除参考图像以外的每一图像分别与参考图像对比，计算第一组图像中至少两张标准色卡图像的各颜色区域的峰值信噪比。

同时，第二组图像包括至少两张标准色卡图像，计算第二组图像中至少两张标准色卡图像的各颜色区域的峰值信噪比的步骤，包括：

从第一组图像中选取一图像作为参考图像；

将第二组图像中的每一图像分别与参考图像对比，计算第二组图像中至少两张标准色卡图像的各颜色区域的峰值信噪比。

在一应用场景中，标准色卡可以是12色标准色卡，标准色卡图像的预设数量可以是在无磁场环境和磁场环境下各拍摄5张。其中，记录第一组图像分别为第1、2、3、4、5幅图像，以无磁场环境下拍摄图像的第1幅图像为参考图像，分别将第2、3、4、5幅图像与第1幅图像进行比较，得到第2、3、4、5幅图像中每个颜色区域的PSNR值。

计算得到各图像中标准色卡的每个颜色区域的PSNR值如图2所示，将待比较图像各颜色区域的峰值信噪比的总和分别除以待比较图像的数量，可以得到各个颜色区域峰值信噪比的平均值，该平均值即为无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比。从图2的数据可以看出，图像的各个颜色区域的峰值信噪比的平均值范围为36.69～43.89dB，即无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比范围为36.69～43.89dB。

记录第二组图像分别为第6、7、8、9、10幅图像，以无磁场环境下拍摄图像的第1幅图像为参考图像，分别将第6、7、8、9、10幅图像与参考图像进行比较，得到第6、7、8、9、10幅图像中每个颜色区域的PSNR值。计算得到各图像中标准色卡的每个颜色区域的PSNR值如图3所示，将待比较图像各颜色区域的峰值信噪比的总和分别除以待比较图像的数量，可以得到各个颜色区域峰值信噪比的平均值，该平均值即为磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比。从图3的数据可以看出，图像的各个颜色区域的峰值信噪比平均值范围为35.90～44.60dB，即磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比范围为35.90～44.60dB。

在其他实施方式中，所述标准色卡各颜色区域的峰值信噪比不是多张标准色卡图像的各颜色区域的峰值信噪比的平均值，而是选取一张标准色卡图像的各颜色区域的峰值信噪比作为标准色卡各颜色区域的峰值信噪比。该选取的标准色卡图像可为峰值信噪比为最大、最小或中间值的图像。也就是说，将第一组图像中一张标准色卡图像的各颜色区域的峰值信噪比作为无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比，以及，将第二组图像中一张标准色卡图像的各颜色区域的峰值信噪比，作为磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比。

步骤130，根据计算得到的峰值信噪比，判断磁场对胶囊内窥镜图像质量是否有影响。

本申请通过对比标准色卡图像在无磁场环境和磁场环境下的峰值信噪比，来判断磁场变化对胶囊内窥镜拍摄标准色卡图像质量是否有影响。

在一实施方式中，步骤130，根据计算得到的峰值信噪比，判断磁场对胶囊内窥镜图像质量是否有影响，包括以下步骤：

将无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比与磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比导入直方图；

通过直方图判断无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比与磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比的差异值，以判断磁场对所述胶囊内窥镜图像质量是否有影响。

在所述标准色卡各颜色区域的峰值信噪比为多张标准色卡图像的各颜色区域的峰值信噪比的平均值时，根据无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比计算无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比的平均值，以及，根据磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比计算磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比的平均值；通过直方图判断无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比的平均值与磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比的平均值的差异值，以判断磁场对所述胶囊内窥镜图像质量是否有影响。

如图4所示，是根据图2和图3所示的无磁场环境和磁场环境下标准色卡图像各颜色区域的PSNR的平均值，所作的各相同颜色区域峰值信噪比的对比直方图。其中，左斜线直方图对应图2中12个颜色区域的峰值信噪比的平均值，右斜线直方图对应图3中12个颜色区域的峰值信噪比的平均值。从图4两组数据的对比可以看出，两组数据各颜色区域的峰值信噪比平均值差异不大，也即差异值在一指定范围内（差异值≤6），说明变化情况基本一致，则判定磁场环境对图像质量无影响。

在另一实施方式中，步骤130根据计算得到的峰值信噪比，判断磁场对胶囊内窥镜图像质量是否有影响，还包括以下步骤：

对无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比及磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比进行单因素方差分析；

根据单因素方差分析的结果判断磁场对胶囊内窥镜图像质量是否有影响。

其中，单因素方差分析（one-way analysis of variance，one-way ANOVA），用于统计推断多个样本均数所代表的总体均数是否有显著差异。

在本实施方式中，所述标准色卡各颜色区域的峰值信噪比为多张标准色卡图像的各颜色区域的峰值信噪比的平均值，因此根据图2和图3所示无磁场环境和磁场环境下多张标准色卡图像的各颜色区域的PSNR的平均值，来进行单因素方差分析。即，以无磁场环境下多张标准色卡图像的各颜色区域的峰值信噪比的平均值（第一组PSNR样本），和磁场环境下多张标准色卡图像的各颜色区域的峰值信噪比的平均值（第二组PSNR样本）来进行单因素方差分析，计算F值和P值。其中，F值用于描述多组样本间差异，P值用于评估显著性，每一个F值都会对应一个P值，F值越大，P值越小。在图2中，所述第一组PSNR样本为“均值”所在行所对应的数值。在图3中，所述第二组PSNR样本为“均值”所在行所对应的数值。

若计算得到的F值接近于差异阈值，则判定预设磁场环境对图像质量无影响。进一步地，还可以通过P值来判断磁场对图像质量的影响，P值根据显著阈值和F值对应得到，若P值大于显著阈值，说明两组样本间不存在显著性差异，则判定预设磁场环境对图像质量无影响；反之，若P值小于显著阈值，说明两组样本间存在显著性差异，则判定预设磁场环境对图像质量有影响。

如图5至图6所示，为本发明单因素方差分析一具体实施例。如图5所示，为进行单因素方差分析的两组样本，并分别计算得到这两组样本的平均值。其中，第一组PSNR样本为，前述计算得到的无磁场环境下多张标准色卡图像的各颜色区域的PSNR的平均值。第二组PSNR样本为，前述计算得到的以无磁场环境下图像为参考、磁场环境下多张标准色卡图像的各颜色区域的PSNR的平均值。

如图6所示为上述两组样本的单因素方差分析结果。其中，组间平方和，指每组样本平均值与样本总平均值的偏差平方和的总和；

组内平方和，指每组样本平均值与该组内样本值的偏差平方和的总和；

组间均方，通过以下公式计算得到：组间平方和/组间自由度（组间自由度为样本组数-1）；

组内均方，通过以下公式计算得到：组内平方和/组内自由度（组内自由度为样本总数-样本组数）；

F值，为组间均方和组内均方的比值；

P值，对应于F值，可通过计算或查表得到。

本实施例中，差异阈值为1，显著阈值为0.05。当F值越接近于差异阈值，说明两组样本间的差异越小，即判定预设磁场环境对胶囊内窥镜拍摄图像质量无影响。具体的，当1＜F＜1.5时，判定预设磁场环境对胶囊内窥镜拍摄图像质量无影响；当F≥1.5时，则判定预设磁场环境对胶囊内窥镜拍摄图像质量有影响。如图6所示，根据单因素方差分析的结果，F值为1.06，接近于1，说明两组样本间基本无差异，即判定预设磁场环境对胶囊内窥镜拍摄图像质量无影响。此外，得到的P值=0.31＞0.05，也说明两组样本之间不存在显著性差异，进一步判定预设磁场环境对胶囊内窥镜拍摄图像质量无影响。

本实施例，选用标准色卡各颜色区域作为分析区域，通过分析标准色卡在磁场环境和无磁场环境下的峰值信噪比，可以有效判断磁场对图像质量的影响情况，判断结果可靠，实际应用简单、便捷。

图7是本发明一实施例的胶囊内窥镜图像质量判断系统的结构示意图。请参考图7，本发明还提供了一种胶囊内窥镜图像质量判断系统，包括：测试治具200、分析仪器（未画出）和磁场装置300。

测试治具200用于固定标准色卡230和胶囊内窥镜220，并提供暗箱环境（测试环境）。如图7所示，测试治具200包括不透光箱体240和支架210，其中，不透光箱体240，用于提供暗箱环境。支架210置于不透光箱体240中，用于将标准色卡230固定在胶囊内窥镜220的拍摄方向上。

在一实施方式中，测试治具200，专为胶囊内窥镜220和磁场装置300设计，用于保证胶囊内窥镜220和标准色卡230间稳定而且最佳的拍摄距离和角度，从而，提高了测试数据的准确性和可靠性。磁场装置300，用于提供磁场环境。本实施方式中，磁场装置300包括球状磁体320和球壳330，用于产生与胶囊内窥镜220的工作环境相同的磁场。在其他实施方式中，磁场装置300可根据实际需求设计，例如磁体的形状，或采用线圈提供磁场环境。通过控制胶囊内窥镜220测试的磁场环境和实际工作的磁场环境相同，可以显著提高判断结果的可靠性。

分析仪器，用于获取胶囊内窥镜220分别在无磁场环境和磁场环境下拍摄的多张标准色卡230图像，根据获取的标准色卡图像，计算无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比，以及以无磁场环境下拍摄的标准色卡图像为参考，计算磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比；并根据计算得到的峰值信噪比，判断磁场对胶囊内窥镜220图像质量是否有影响。

本实施例中，分析仪器对计算得到的无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比和磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比，进行直方图分析或单因素方差分析，从而判断磁场对胶囊内窥镜220图像质量的影响。具体工作流程详见前述方法的描述，在此不再赘述。

在一应用场景中，将胶囊内窥镜220和标准色卡230分别固定在支架210上，其中，标准色卡230朝下固定在支架210的顶部，胶囊内窥镜220镜头端朝上固定在支架210的底部，标准色卡230的中心轴线与胶囊内窥镜220的中心轴线重合，从而固定胶囊内窥镜220和标准色卡230的距离和拍摄角度。

具体的，请参考图8，支架210包括底板12、支撑柱10与顶板11，顶板11通过支撑柱10固定在底板12的上方，底板12和顶板11呈平行相对设置。底板12的朝向顶板11的一侧配置有用于固定胶囊内窥镜220的固定夹13，胶囊内窥镜220通过固定夹13固定于底板12的上表面。标准色卡230固定于顶板11的下表面。实际实现时，顶板11可以包括一中间镂空、镂空区域与标准色卡230大小匹配的匹配板和一背板，标准色卡230置于匹配板和背板之间固定；顶板11也可以是一在下表面设置有与标准色卡230大小对应的卡槽的板，标准色卡230置于所述卡槽中固定；顶板11还可以是一块板，标准色卡230粘贴固定在其下表面。其中，底板12、顶板11和支撑柱10之间的连接可以是可拆卸连接，如榫卯连接，以使得支架210的各部件可以自由拆卸更换，例如，当需要更换测试使用的标准色卡230时，可以将顶板11拆卸后，安装固定有所需色卡的顶板11。

将标准色卡230和胶囊内窥镜220在支架210上安装好之后，将测试治具220置于不透光箱体240中。之后，在无磁场环境下和磁场装置330控制的磁场环境下拍摄预设数量的标准色卡图像。

其中，在无磁场环境下拍摄图像时，将胶囊内窥镜220和标准色卡230分别固定在支架210上，将支架210置于不透光箱体240中并放在地磁场环境中。接着，控制胶囊内窥镜220拍摄预设数量的标准色卡图像，通过分析仪器记录胶囊内窥镜220在无磁场环境下拍摄的标准色卡图像，即得到用于实现如前述方法中的第一组图像。

在磁场环境下拍摄图像时，使用磁场装置300先控制用于提供磁场环境的磁场装置找原点，以确定磁场环境中磁感应强度最大的位置。在本实施例中，该磁场装置300为胶囊内窥镜220的磁场控制装置。之后，将胶囊内窥镜220和标准色卡230分别固定在支架210上，将支架210置于不透光的箱体240中并放置在磁场装置300的正下方，此时，胶囊内窥镜位于磁场环境中磁感应强度最大处。接着，控制磁场装置300下降，直至球壳330接触不透光箱体240上表面。之后，控制球状磁体320垂直旋转180°，此时可作为磁场梯度值变化最大的情况。控制磁场装置300提供最大磁感应强度范围为150 mT，最大磁场梯度切换率130 mT/s的磁场环境。之后，在所述磁场环境中，使用胶囊内窥镜220拍摄标准色卡图像，通过分析仪器记录胶囊内窥镜220在磁场环境下拍摄的标准色卡图像，即得到用于实现如前述方法中的第二组图像。

由于胶囊内窥镜220内部磁铁靠近磁场装置300的球状磁体320后会形成胶囊内窥镜220内部结构的微小变化，在衡量磁场对图像质量影响的过程中，很难保证无磁场环境下和磁场环境下拍摄的图像间无任何位移。因此，本申请实施例的胶囊内窥镜220用于拍摄标准色卡230各颜色区域，通过分析仪器，以各颜色区域作为分析区域，计算标准色卡230各颜色区域的峰值信噪比。从而，提高判断结果的可靠性。

本申请实施例的胶囊内窥镜图像质量判断系统，通过使用测试治具提供测试环境并固定胶囊内窥镜和标准色卡，保证了胶囊内窥镜和标准色卡间稳定而且最佳的拍摄距离和角度；磁场装置用于产生与胶囊内窥镜的工作环境相同的磁场，确保了测试环境与实际使用环境相同；使用分析仪器分析标准色卡在无磁场环境和磁场环境下的峰值信噪比，可以有效判断磁场对图像质量的影响情况。通过使用本申请实施例的系统，可以提高测试数据的准确性，判断结果可靠，实际应用简单、便捷。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种胶囊内窥镜图像质量判断方法，其特征在于，包括：

获取胶囊内窥镜在无磁场环境下拍摄标准色卡的第一组图像和磁场环境下拍摄标准色卡的第二组图像；

根据所述第一组图像计算无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比，以及以所述第一组图像中的一图像为参考，根据所述第二组图像计算磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比；

根据计算得到的峰值信噪比，判断磁场对所述胶囊内窥镜图像质量是否有影响。

2.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜图像质量判断方法，其特征在于，所述获取胶囊内窥镜在无磁场环境下拍摄标准色卡的第一组图像和磁场环境下拍摄标准色卡的第二组图像的步骤，包括：

将胶囊内窥镜和所述标准色卡固定在暗箱环境中；

在无磁场环境下，控制所述胶囊内窥镜拍摄第一预设数量的标准色卡图像作为第一组图像，以及，在预设磁场环境下，控制所述胶囊内窥镜拍摄第二预设数量的标准色卡图像作为第二组图像。

3.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜图像质量判断方法，其特征在于，所述无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比为第一组图像的多张标准色卡图像的各颜色区域的峰值信噪比的平均值，所述磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比为第二组图像中多张标准色卡图像的各颜色区域的峰值信噪比的平均值。

4.根据权利要求3所述的胶囊内窥镜图像质量判断方法，其特征在于，所述第一组图像包括至少三张标准色卡图像，所述无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比通过以下步骤计算：

从所述第一组图像中选取一图像作为参考图像；

将所述第一组图像中，除所述参考图像以外的每一图像分别与所述参考图像对比，计算所述第一组图像中至少两张标准色卡图像的各颜色区域的峰值信噪比。

5.根据权利要求3所述的胶囊内窥镜图像质量判断方法，其特征在于，所述第二组图像包括至少两张标准色卡图像，所述磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比通过以下步骤计算：

从所述第一组图像中选取一图像作为参考图像；

将所述第二组图像中的每一图像分别与所述参考图像对比，计算所述第二组图像中至少两张标准色卡图像的各颜色区域的峰值信噪比。

6.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜图像质量判断方法，其特征在于，所述根据计算得到的峰值信噪比，判断磁场对所述胶囊内窥镜图像质量是否有影响的步骤，包括：

将无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比与磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比导入直方图；

通过所述直方图判断无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比与磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比的差异值，判断磁场对所述胶囊内窥镜图像质量是否有影响。

7.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜图像质量判断方法，其特征在于，所述根据计算得到的峰值信噪比，判断磁场对所述胶囊内窥镜图像质量是否有影响的步骤，包括：

对磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比及无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比进行单因素方差分析；

根据单因素方差分析的结果判断磁场对所述胶囊内窥镜图像质量是否有影响。

8.一种胶囊内窥镜图像质量判断系统，其特征在于，包括：测试治具、分析仪器和磁场装置；

所述测试治具，用于固定标准色卡和胶囊内窥镜，并提供暗箱环境；

所述磁场装置，用于为所述胶囊内窥镜提供磁场环境；

所述分析仪器，用于获取胶囊内窥镜分别在无磁场环境和磁场环境下拍摄的标准色卡图像，根据所述无磁场环境下拍摄的标准色卡图像计算无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比、以及以所述无磁场环境下拍摄的标准色卡图像中的一图像为参考，根据所述磁场环境下拍摄的标准色卡图像计算磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比，以及根据计算得到的峰值信噪比，判断磁场对所述胶囊内窥镜图像质量是否有影响。

9.根据权利要求8所述的胶囊内窥镜图像质量判断系统，其特征在于，所述测试治具包括：

不透光箱体，用于提供暗箱环境；

支架，置于所述不透光箱体中，用于将所述标准色卡固定在所述胶囊内窥镜的拍摄方向上。

10.根据权利要求9所述的胶囊内窥镜图像质量判断系统，其特征在于，所述支架包括：底板、支撑柱和顶板，所述顶板通过所述支撑柱固定在底板的上方，所述底板和顶板呈平行相对设置；所述标准色卡朝下固定在所述顶板的下表面，所述胶囊内窥镜镜头端朝上固定在所述底板的上表面，所述标准色卡的中心轴线与所述胶囊内窥镜的中心轴线重合。

11.根据权利要求8所述的胶囊内窥镜图像质量判断系统，其特征在于，所述分析仪器对计算得到的无磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比和磁场环境下标准色卡各颜色区域的峰值信噪比，进行直方图分析或单因素方差分析，以判断磁场对胶囊内窥镜图像质量是否有影响。

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