CN111861928A - 一种确定内窥镜图像亮度的方法、装置及相关设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种确定内窥镜图像亮度的方法，所述方法包括：获取内窥镜图像的图像亮度值分布信息；基于所述图像亮度值分布信息，形成所述内窥镜图像的亮度分布图；将所述亮度分布图与每种内窥镜观察场景下的标准亮度分布图进行相似度比对；根据相似度比对结果确定所述内窥镜图像的图像亮度权重分布信息；根据所述图像亮度值分布信息和所述图像亮度权重分布信息计算所述内窥镜图像的整体亮度值。本申请能够提高评估内窥镜图像亮度的准确度，避免调光后的内窥镜图像在感兴趣区域出现过曝或过暗的情况。本申请还公开了一种确定内窥镜图像亮度的装置、一种图像处理设备、一种内窥镜系统及一种存储介质，具有以上有益效果。
Description
技术领域
本申请涉及内窥镜技术领域，特别涉及一种确定内窥镜图像亮度的方法、装置、一种图像处理设备、一种内窥镜系统及一种存储介质。
背景技术
内窥镜手术过程中，医生控制内窥镜对腔体进行成像，成像环境实时变化，会对图像亮度的稳定性造成影响。因此，为了获得理想、稳定亮度的内窥镜图像，现有技术提出了一种自动调光方法，具体为：首先确定内窥镜图像亮度和内窥镜光源当前的光量等级，然后根据内窥镜图像亮度与预设的图像亮度基准值之间的差值，调整内窥镜光源的光量等级，以使所采集到的内窥镜图像的亮度值始终稳定在所述预设的图像亮度基准值的附近。
其中，确定内窥镜图像亮度的方案通常为：确定内窥镜图像亮度通道的值，将所有亮度通道均值作为内窥镜图像的整体亮度。
然而，在实际应用过程中，本申请发明人发现：上述这种仅根据图像亮度通道的均值计算当前的图像亮度的方案，缺少对内窥镜观察场景的评估，导致某些场景下的计算结果不能正确评估当前的图像亮度。例如，在观察人体内壁侧的病灶时往往需要贴壁观察，此时图像中的部分区域是较暗的远景图像区域，部分区域是较亮的近景图像区域，若按上述方案计算图像亮度，将得到比近景图像区域亮度更小的亮度值，而此时，为了达到图像亮度基准值，内窥镜光源将会增加照明光光强，由此，将有可能会导致近景图像区域过曝，影响正常检查。
因此，如何提高评估内窥镜图像亮度的准确度，避免调光后的内窥镜图像在感兴趣区域出现过曝或过暗的情况是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种确定内窥镜图像亮度的方法、装置、一种图像处理设备、一种内窥镜系统及一种存储介质，能够提高评估内窥镜图像亮度的准确度，避免调光后的内窥镜图像在感兴趣区域出现过曝或过暗的情况。
为解决上述技术问题，本申请提供一种确定内窥镜图像亮度的方法，该确定内窥镜图像亮度的方法包括：
获取内窥镜图像的图像亮度值分布信息；
基于所述图像亮度值分布信息，形成所述内窥镜图像的亮度分布图；
将所述亮度分布图与每种内窥镜观察场景下的标准亮度分布图进行相似度比对；
根据相似度比对结果确定所述内窥镜图像的图像亮度权重分布信息；
根据所述图像亮度值分布信息和所述图像亮度权重分布信息计算所述内窥镜图像的整体亮度值。
可选的，所述获取内窥镜图像的图像亮度值分布信息，包括：
将所述内窥镜图像划分为多个图像分区，并记录每一所述图像分区的位置信息；
计算每一所述图像分区的亮度值；
根据所有所述图像分区的亮度值及其位置信息确定所述内窥镜图像的图像亮度值分布信息。
可选的，所述基于所述图像亮度值分布信息，形成所述内窥镜图像的亮度分布图，包括：
确定每一所述图像分区对应的参考亮度值；
将每一所述图像分区的亮度值与对应的参考亮度值进行比对；
若所述图像分区的亮度值大于对应的参考亮度值，则将所述图像分区标记为亮区域；
若所述图像分区的亮度值小于或等于对应的参考亮度值，则将所述图像分区标记为暗区域；
根据所述亮区域和所述暗区域在所述内窥镜图像中的位置信息形成所述内窥镜图像的亮度分布图。
可选的，所述确定每一所述图像分区对应的参考亮度值，包括：
根据每一所述图像分区的中心点距离确定其对应的参考亮度值；
其中，所述中心点距离为所述图像分区的中心点与所述内窥镜图像的中心点之间的距离。
可选的，所述基于所述图像亮度值分布信息，形成所述内窥镜图像的亮度分布图，包括：
获取每种所述内窥镜观察场景的参考亮度值分布信息，以确定所述内窥镜图像在每种内窥镜观察场景下每一所述图像分区对应的参考亮度值；
根据所述图像亮度值分布信息和所述参考亮度值分布信息形成所述内窥镜图像在每种内窥镜观察场景下的亮度分布图；
则，
所述将所述亮度分布图与每种预设的内窥镜观察场景的标准亮度分布图进行相似度比对，包括：
将所述内窥镜图像在每种所述内窥镜观察场景下的亮度分布图分别与对应的标准亮度分布图进行相似度比对。
可选的，所述根据相似度比对结果确定所述内窥镜图像的图像亮度权重分布信息，包括：
将所述相似度比对结果中相似度最高的内窥镜观察场景设置为目标内窥镜观察场景；
将所述目标内窥镜观察场景对应的亮度权重分布信息作为所述内窥镜图像的图像亮度权重分布信息。
可选的，所述根据相似度比对结果确定所述内窥镜图像的图像亮度权重分布信息，包括：
根据所述相似度比对结果确定每一所述内窥镜观察场景对应的场景匹配度；
对所有所述内窥镜观察场景对应的亮度权重分布信息执行基于所述场景匹配度的加权平均计算，得到所述内窥镜图像的图像亮度权重分布信息；
其中，在加权平均计算过程中，场景匹配度与亮度权重分布信息的权重值正相关。
可选的，所述内窥镜观察场景包括：胃角观察、贴壁观察、远景观察、活检观察以及透明帽场景观察中的任意两种或多种。
可选的，当所述内窥镜观察场景中包括所述活检观察时，所述方法还包括：
获取采集所述内窥镜图像的内窥镜的镜体类型；
根据所述镜体类型确定所述活检观察场景对应的标准亮度分布图。
本申请还提供了一种确定内窥镜图像亮度的装置，该确定内窥镜图像亮度的装置包括：
亮度值分布信息获取模块，用于获取内窥镜图像的图像亮度值分布信息；
亮度分布图生成模块，用于基于所述图像亮度值分布信息，形成所述内窥镜图像的亮度分布图；
相似度比对模块，用于将所述亮度分布图与每种内窥镜观察场景下的标准亮度分布图进行相似度比对；
权重确定模块，用于根据相似度比对结果确定所述内窥镜图像的图像亮度权重分布信息；
整体亮度确定模块，用于根据所述图像亮度值分布信息和所述图像亮度权重分布信息计算所述内窥镜图像的整体亮度值。
本申请还提供了一种图像处理设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现上述确定内窥镜图像亮度的方法。
本申请还提供了一种内窥镜系统，包括：
内窥镜光源，用于发射照明光；
内窥镜，其与所述内窥镜光源连接，用于将所述照明光传导至被摄对象，并采集所述被摄对象的内窥镜图像；
上述的图像处理设备，其分别与所述内窥镜光源和所述内窥镜通信连接，用于获取所述内窥镜图像，对所述内窥镜图像进行图像处理，并将部分图像处理结果反馈给所述内窥镜光源；
以及，
显示器，其与所述图像处理设备通信连接，用于呈现所述图像处理设备输出的图像处理结果。
本申请还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器加载并执行时，实现上述确定内窥镜图像亮度的方法。
与现有技术相比，本申请提供的确定内窥镜图像亮度的方法、装置、图像处理设备、内窥镜系统以及存储介质的有益效果在于：
本申请通过将内窥镜图像的亮度分布图与每种预设的内窥镜观察场景下的标准亮度分布图进行相似度比对，可以得到用于描述内窥镜图像的实际拍摄场景与每种预设的内窥镜观察场景的匹配程度。内窥镜图像的亮度分布图与某一内窥镜观察场景下的标准亮度分布图的相似度越高，内窥镜图像的实际拍摄场景为该内窥镜观察场景的机率越大。
又，为适应不同的内窥镜观察场景，可以存在不同的图像亮度权重分布状况，因此，本申请根据相似度比对结果确定内窥镜图像的图像亮度权重分布信息，并根据所述图像亮度值分布信息和所述图像亮度权重分布信息计算所述内窥镜图像的整体亮度值，可以适应内窥镜检查的场景变化，提高评估内窥镜图像亮度的准确度；进而，当内窥镜光源基于本申请所确定的内窥镜图像亮度进行调光时，可以避免调光后的内窥镜图像在感兴趣区域出现过曝或过暗的情况。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例所提供的一种确定内窥镜图像亮度的方法的流程图；
图2为本申请实施例所提供的一种将内窥镜图像划分为多个图像分区的示意图；
图3为本申请实施例所提供的一种基于所述图像亮度值分布信息，形成所述内窥镜图像的亮度分布图的方法的流程图；
图4为本申请实施例所提供的一种胃角场景下的标准亮度分布图的示意图；
图5为本申请实施例所提供的一种透明帽场景下的标准亮度分布图的示意图；
图6为本申请实施例所提供的一种确定内窥镜图像亮度的装置的结构示意图；
图7为本申请实施例所提供的一种图像处理设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1为本申请实施例所提供的一种确定内窥镜图像亮度的方法的流程图。该方法可以应用于任意内窥镜系统，具体可以由内窥镜系统中的图像处理设备执行。
下面请参见图1，该方法可以包括：
S101：获取内窥镜图像的图像亮度值分布信息；
其中，在本步骤之前可以存在采集内窥镜图像的操作，内窥镜图像的图像亮度值分布信息为描述内窥镜图像中各个位置/区域的亮度大小的信息。根据图像亮度值分布信息可以确定内窥镜图像中亮度较大的区域和亮度较小的区域。
具体地，图像亮度值分布信息可以包括内窥镜图像中每一像素点的亮度值及其位置信息。
或者，为了降低后续进行相似度比对的计算量，提高内窥镜图像亮度评估的实时性，图像亮度值分布信息也可以包括窥镜图像中各个图像分区的亮度值及其位置信息。
从而，在本实施例中，所述获取内窥镜图像的图像亮度值分布信息的具体实施方式可以为：将所述内窥镜图像划分为多个图像分区，并记录每一所述图像分区的位置信息；计算每一所述图像分区的亮度值；根据所有所述图像分区的亮度值及其位置信息确定所述内窥镜图像的图像亮度值分布信息。
具体而言，在将所述内窥镜图像划分为多个图像分区时，可以采用如图2所示的方式，将内窥镜图像划分为多个尺寸相同的图像分区。其中，图像分区的大小可以根据内窥镜图像分辨率(如内窥镜的图像传感器分辨率)进行设定。作为一种可行的实施方式，本实施例中图像分区的尺寸与内窥镜分辨率正相关，以便在计算量和亮度评估精度之间达到平衡。例如内窥镜图像的分辨率是1920*1080时，图像分区可以为16*16或32*32像素大小的子块，以减少计算量。而当分辨率是960*480时，图像分区可以为8*8或4*4像素大小的子块，以保证评估精度。上述将内窥镜图像划分为多个图像分区处理计算的方式可以提高内窥镜图像亮度评估的实时性。
本实施例中每一所述图像分区的位置信息可以通过为每一所述图像分区进行编码的方式确定。例如可以按照行排列或者列排列，对图像分区进行编号处理，通过编号值确定各图像分区在内窥镜图像中的位置，从而，图像分区的编号值即其位置信息。图2中公开了一种图像分区按照行排列编码的方式，各个图像分区中的数字即为图像分区的编码。此外，本实施例也可以采用其他标记方式标记各个图像分区在内窥镜图像中的位置，例如可以在各个图像分区中设定特征像素点，进而通过定位特征像素点所在位置确定包括该特征像素点的图像分区的位置信息。
计算每一所述图像分区的亮度值的过程可以包括：确定所述图像分区的像素点亮度信息；其中，所述像素点亮度信息包括每一像素点的亮度值；对所述像素点亮度信息执行预设操作得到所述图像分区的亮度值；其中，所述预设操作可以包括算术平均计算、平方和均值计算、中值计算、最大值计算和最小值计算中的任一项或任几项的组合。此外，本实施例还可以将同一图像分区内的像素点按照亮度递增或递减的顺序进行排序，并将排序第N位的像素点的亮度值作为该图像分区的亮度值。本实施例还可以根据图像分区内各像素点的灰度值确定图像分区的亮度值，具体的，可以将根据图像分区内各像素点灰度值的算术平均值、平方和均值、中值、最大值、最小值或灰度值排序第M名的灰度值计算得到图像分区的亮度值。
S102：基于所述图像亮度值分布信息，形成所述内窥镜图像的亮度分布图；
其中，所述“亮度分布图”用于描述所述内窥镜图像的明暗分布情况。本实施例可以基于所述图像亮度值分布信息确定内窥镜图像中各个位置的亮度值，进而确定内窥镜图像在各个位置处的明暗特性。
作为一种可行的实施方式，本实施例可以引入参考亮度值(或，亮度阈值)对内窥镜图像中各个位置的明暗特性进行评价，例如可以将内窥镜图像中所有亮度值大于参考亮度值的像素点作为亮像素点，将内窥镜图像中所有亮度值小于或等于参考亮度值的像素点作为暗像素点，根据亮像素点和暗像素点的位置信息得到内窥镜图像的明暗分布情况，即得到内窥镜亮度分布图。在上述过程中每一像素点都可以存在其对应的参考亮度值，像素点的参考亮度值可以存在相同的情况。
此外，在将内窥镜图像划分为多个图像分区，图像亮度值分布信息包括每一图像分区的亮度值的基础上，所述“基于所述图像亮度值分布信息，形成所述内窥镜图像的亮度分布图”的具体实施方式也可以如图3所示，其可以包括但不限于如下步骤：
S301：确定每一所述图像分区对应的参考亮度值；
其中，所述“参考亮度值”是指用于评估图像分区的明暗特性的亮度阈值。
各个图像分区对应的参考亮度值可以相同的，即，仅设置一个统一的亮度阈值作为每个图像分区的参考亮度值。
各个图像分区对应的参考亮度值也可以是不同的。例如，由于人眼往往最关注图像中间区域的内容，所以对中间区域的亮度较为敏感，对周边区域的亮度较为不敏感；因此，对于位于内窥镜图像的中心区域的图像分区，其参考亮度值可以设置为人眼最适宜的亮度值(比如，灰度值180)，而位于内窥镜图像的边缘区域的图像分区，是人眼不敏感区域，因此其参考亮度值可以适度提高。亦即，在实际应用中，可以根据每一所述图像分区的中心点距离确定其对应的参考亮度值；其中，所述中心点距离为所述图像分区的中心点与所述内窥镜图像的中心点之间的距离。
S302：将每一所述图像分区的亮度值与对应的参考亮度值进行比对；
其中，每一所述图像分区的亮度值可以从所述图像亮度值分布信息中提取得到。
S303：若所述图像分区的亮度值大于对应的参考亮度值，则将所述图像分区标记为亮区域；
S304：若所述图像分区的亮度值小于或等于对应的参考亮度值，则将所述图像分区标记为暗区域；
其中，S303和S304的操作相当于对各个图像分区执行基于与之对应的参考亮度值的区域分类，将亮度值大于与之对应的参考亮度值的图像分区标记为亮区域，将亮度值小于或等于与之对应的参考亮度值的图像分区标记为暗区域。举例说明，上述划分亮区域和暗区域的过程：例如，假设图像分区1的亮度值为50，图像分区2的亮度值为50，图像分区3的亮度值为60；图像分区1的参考亮度值为40，图像分区2的参考亮度值为60，图像分区3的参考亮度值为60；则，图像分区1为亮区域，图像分区2和3为暗区域。
S305：根据所述亮区域和所述暗区域在所述内窥镜图像中的位置信息形成所述内窥镜图像的亮度分布图。
在本实施例中，由于所述图像亮度值分布信息中除了各个图像分区的亮度信息之外，还包括位置信息，因此，在对各图像分区进行亮区域/暗区域的标记之后，即可获得能够反映内窥镜图像的明暗分布特性的亮度分布图。
其中，为了方便进行后续步骤中的相似度比对，可以以数字编号“1”和“0”分别表示“亮区域”和“暗区域”，由此，可形成由“1”和“0”组成的亮度分布图。
在上述实施方式中，每个图像分区都对应有一个固定的参考亮度值，从而，对于任意一幅内窥镜图像，都可以用这些参考亮度值来判定其内各个图像分区的明暗特性(亮区域/暗区域)，最后也只需要根据一幅亮度分布图来识别当前的内窥镜观察场景(确定其与各内窥镜观察场景的相似程度)，能够降低人为设定阈值(即，参考亮度值)的复杂度，因此实际操作上更加简便。
S103：将所述亮度分布图与每种内窥镜观察场景下的标准亮度分布图进行相似度比对；
其中，所述“内窥镜观察场景”可以为任意预先设置的图像拍摄场景，具体可以包括但不限于：胃角观察、贴壁观察、远景观察、活检观察以及透明帽场景中的任意两种或多种。每一种内窥镜观察场景可以对应有一种预先设定的“标准亮度分布图”，所述“标准亮度分布图”可以反映出其对应的内窥镜观察场景下采集到的内窥镜图像的明暗分布特性。
由此，本实施例通过将内窥镜图像的亮度分布图与每种内窥镜观察场景下的标准亮度分布图进行相似度比对，可以大致确定内窥镜图像实质对应的拍摄场景。
具体地，设定标准亮度分布图的方式可以为：根据每一内窥镜观察场景下采集到的内窥镜图像的典型亮度分布特征，设定其对应的标准亮度分布图。也可以为：获取每一内窥镜观察场景下的标准内窥镜图像，将该标准内窥镜图像的亮度分布图作为该内窥镜观察场景对应的标准亮度分布图。上述标准内窥镜图像用于反映该内窥镜观察场景下采集到的内窥镜图像的明暗分布特性，标准内窥镜图像和本实施例中需要确定亮度值的内窥镜图像的尺寸比例相同。本实施例中将内窥镜图像的图像亮度分布信息与标准亮度值分布信息进行比对相当于，将内窥镜图像与标准内窥镜图像进行基于图像的明暗分布特性的相似度比对。
在本实施例中，内窥镜图像的亮度分布图与各种内窥镜观察场下的标准亮度分布图优选为由“1”和“0”组成的分布图，因此，在本步骤中，具体可以采用如欧式距离等算法对所述亮度分布图和每种内窥镜观察场景下的标准亮度分布图进行相似度比对。
S104：根据相似度比对结果确定内窥镜图像的图像亮度权重分布信息；
其中，相似度比对结果为描述当前获取到的内窥镜图像对应的拍摄场景与预先设置的各个内窥镜观察场景的相似度的信息。在得到了相似度比对结果后，本实施例可以确定内窥镜图像与各种内窥镜观察场景的匹配程度。
又，由于在不同内窥镜观察场景下采集到的内窥镜图像具有不同的亮度分布特性以及不同的观察重点(或者说，感兴趣观察区域)，因此，在实际应用中，可以预先针对不同的内窥镜观察场景Ai，为内窥镜图像的各个图像分区分配对应的亮度权重值Kij(其中，i表示第i种内窥镜观察场景，j表示第j个图像分区)，以形成每种内窥镜观察场景对应的亮度权重分布信息。所述图像亮度权重分布信息用于描述内窥镜图像中各个位置的像素点/图像分区的亮度值在计算图像整体亮度时所占的比重。
进而，本实施例可以根据内窥镜图像与各个内窥镜观察场景的匹配程度，以及，各个内窥镜观察场景对应的亮度权重分布信息，确定内窥镜图像的亮度权重分布信息。
具体地，可以将所述相似度比对结果中相似度最高的内窥镜观察场景设置为目标内窥镜观察场景；进而将所述目标内窥镜观察场景对应的亮度权重分布信息作为所述内窥镜图像的图像亮度权重分布信息。
上述确定图像亮度权重分布信息的方式尤其适用于，内窥镜图像的明暗分布特性与某一内窥镜观察场景匹配程度较高的情况(例如匹配程度大于90％)，能够准确识别内窥镜图像的真实拍摄场景，提高评估内窥镜图像亮度的准确性。
然而，在实际应用中，存在很多内窥镜图像的拍摄场景无法与某一种预先设定的内窥镜观察场景完全匹配的情况，若在内窥镜图像的明暗分布特性与任一内窥镜观察场景匹配程度均不高的情况下(例如各个场景的匹配程度为50％、60％、55％)，直接选择相似度比对结果中相似度最高的内窥镜观察场景作为目标内窥镜观察场景将会导致内窥镜图像亮度评估存在误差。
因此，为了进一步提升内窥镜图像亮度评价的准确度，在一些实施例中，本步骤S104的具体实施方式还可以为：
根据所述相似度比对结果确定每一所述内窥镜观察场景对应的场景匹配度；对所有所述内窥镜观察场景对应的亮度权重分布信息执行基于所述场景匹配度的加权平均计算，得到所述内窥镜图像的图像亮度权重分布信息；其中，在加权计平均算过程中，场景匹配度与亮度权重分布信息的权重值正相关。某一内窥镜观察场景的场景匹配度越高，其所对应的亮度权重分布信息所占权重值越大。
比如，假设预设的内窥镜观察场景包括A1和A2，内窥镜图像与内窥镜观察场景A1、内窥镜观察场景A2的场景匹配度分别为50％和70％；内窥镜图像设置有两个图像分区(位置编号分别为1和2)，在内窥镜观察场景A1下，编号为1的图像分区的亮度权重值为0.3，编号为2的图像分区的亮度权重值为0.7；在内窥镜观察场景A2下，编号为1的图像分区的亮度权重值为0.2，编号为2的图像分区的分区亮度权重值为0.8。则，通过对所有所述内窥镜观察场景对应的亮度权重分布信息执行基于所述场景匹配度的加权平均计算可以得到：编号为1的图像分区的最终亮度权重值为
编号为2的图像分区的最终亮度权重值为
可见，上述方式能够充分考虑各种内窥镜观察场景的影响，得到最优的亮度权重分布信息，有利于逼近最优的亮度评估结果。
S105：根据图像亮度值分布信息和图像亮度权重分布信息计算内窥镜图像的整体亮度值；
其中，根据图像亮度值分布信息可以确定内窥镜图像中各个位置的亮度值，根据图像亮度权重分布信息可以确定内窥镜图像中各个位置的亮度值对于整体亮度的影响，因此可以根据图像亮度值分布信息和图像亮度权重分布信息计算内窥镜图像的整体亮度值。
具体的，“图像亮度值分布信息”可以记载有内窥镜图像中的每一个像素点的亮度值；对应地，“图像亮度权重分布信息”可以记载有内窥镜图像中的每一个像素点的亮度权重。从而，本实施例根据图像亮度值分布信息和图像亮度权重分布信息计算内窥镜图像的整体亮度值具体可以为：根据图像亮度值分布信息确定每一像素点的亮度值；根据图像亮度权重分布信息确定每一像素点的亮度权重；最后将所有像素点的亮度值与亮度权重相乘的和与各亮度权重的和的比值作为内窥镜图像的整体亮度值(即，基于“图像亮度权重分布信息”对“图像亮度值分布信息”进行加权平均计算)。
作为另一种可行的实施方式，“图像亮度值分布信息”也可以记载有内窥镜图像中的每一个图像分区的亮度值；对应地，“图像亮度权重分布信息”记载有内窥镜图像中的每一个图像分区的亮度权重。从而，本实施例根据图像亮度值分布信息和图像亮度权重分布信息计算内窥镜图像的整体亮度值还可以为：根据图像亮度值分布信息确定每一图像分区的亮度值，根据图像亮度权重分布信息确定每一图像分区的亮度权重，将所有图像分区的亮度值与亮度权重相乘的和与各亮度权重的和的比值作为内窥镜图像的整体亮度值。
进一步地，在得到了内窥镜图像的整体亮度值的基础上，可以将该整体亮度值反馈给内窥镜光源，以便内窥镜光源基于该整体亮度值调整出射光量(亦即，进行调光处理)。具体地，内窥镜光源可以判断整体亮度值是否在预设亮度区间内，若在预设亮度区间内则保持内窥镜光源的出射光量不变，若整体亮度值大于预设亮度区间的最大值则减小内窥镜光源的出射光量，以避免出现图像过曝的情况，若整体亮度值小于预设亮度区间的最小值则增大内窥镜光源的出射光量，以避免出现图像过暗的情况。
基于上述技术方案可见，本申请通过将内窥镜图像的亮度分布图与每种预设的内窥镜观察场景下的标准亮度分布图进行相似度比对，可以得到用于描述内窥镜图像的实际拍摄场景与每种预设的内窥镜观察场景的匹配程度。内窥镜图像的亮度分布图与某一内窥镜观察场景下的标准亮度分布图的相似度越高，内窥镜图像的实际拍摄场景为该内窥镜观察场景的机率越大。
又，为适应不同的内窥镜观察场景，可以设置不同的图像亮度权重分布状况，因此，本申请根据相似度比对结果确定内窥镜图像的图像亮度权重分布信息，并根据所述图像亮度值分布信息和所述图像亮度权重分布信息计算所述内窥镜图像的整体亮度值，可以适应内窥镜检查的场景变化，提高评估内窥镜图像亮度的准确度；进而，当内窥镜光源基于本申请所确定的内窥镜图像亮度进行调光时，可以避免调光后的内窥镜图像在感兴趣区域出现过曝或过暗的情况。
综上所述，本实施例将内窥镜图像的亮度评估与内窥镜观察场景结合，能够自适应的评估当前内窥镜图像对应的拍摄场景，提高了内窥镜亮度评估的有效性和适应性。
作为对上述实施例的进一步扩展，在另一些实施例中，上述步骤S102“基于所述图像亮度值分布信息，形成所述内窥镜图像的亮度分布图”的具体实施方式还可以为：
获取每种所述内窥镜观察场景的参考亮度值分布信息，以确定所述内窥镜图像在每种内窥镜观察场景下每一所述图像分区对应的参考亮度值；根据所述图像亮度值分布信息和所述参考亮度值分布信息形成所述内窥镜图像在每种内窥镜观察场景下的亮度分布图。
亦即，在该实施方式下，可以形成多幅与每种内窥镜观察场景一一对应的亮度分布图。
由此，对应地，上述步骤S103“将所述亮度分布图与每种内窥镜观察场景下的标准亮度分布图进行相似度比对”的具体实施方式可以为：
将所述内窥镜图像在每种所述内窥镜观察场景下的亮度分布图分别与对应的标准亮度分布图进行相似度比对。
举例来说，假设内窥镜观察场景包括A1、A2和A3，这三种内窥镜观察场景的参考亮度分布信息分别为a1、a2和a3，标准亮度分布图分别为A11、A21和A31；则，根据内窥镜图像的图像亮度值分布信息和参考亮度值分布信息a1，可以形成内窥镜图像在内窥镜观察场景A1下的亮度分布图A12；根据内窥镜图像的图像亮度值分布信息和参考亮度值分布信息a2，可以形成内窥镜图像在内窥镜观察场景A2下的亮度分布图A22；根据内窥镜图像的图像亮度值分布信息和参考亮度值分布信息a3，可以形成内窥镜图像在内窥镜观察场景A3下的亮度分布图A32。进而，将亮度分布图A12与标准亮度分布图A11进行相似度比对，将亮度分布图A22与标准亮度分布图A21进行相似度比对，将亮度分布图A32与标准亮度分布图A31进行相似度比对。
具体的，形成所述内窥镜图像在每种内窥镜观察场景下的亮度分布图的过程可以包括以下步骤：
步骤1：从所有内窥镜观察场景中选取一内窥镜观察场景作为当前比对场景；
其中，本步骤可以从所有内窥镜观察场景中未被选取为当前比对场景的内窥镜观察场景中选取本次的当前比对场景。
步骤2：将每一所述图像分区的亮度值与所述当前比对场景中对应的参考亮度值进行比对；
步骤3：若所述图像分区的亮度值大于所述当前比对场景中对应的参考亮度值，则将所述图像分区标记为亮区域；
步骤4：若所述图像分区的亮度值小于或等于所述当前比对场景中的参考亮度值，则将所述图像分区标记为暗区域；
步骤5：根据所述亮区域和所述暗区域在所述内窥镜图像中的位置形成所述内窥镜图像在所述当前比对场景下的亮度分布图；
步骤6：判断是否得到所述内窥镜图像在所有内窥镜观察场景下的亮度分布图；若是，则结束流程；若否，则进入步骤1；
在实际应用中，可以根据每种内窥镜观察场景下采集到的图像的典型特征，确定每种内窥镜观察场景对应的参考亮度值分布信息和/或标准亮度分布图。
比如，在进行胃镜检查的过程中，大多为胃角观察，其典型特征是：图像对角线上的部分属于近景观察，而两侧属于远景观察，所以胃角观察下采集到的内窥镜图像的亮度分布特点是：对角线上的图像区域亮度较高，而两侧的图像区域的亮度很低。从而，可以将对角线上的亮度阈值设定成130，对角线两侧的阈值设定成40，以形成胃角观察对应的参考亮度值分布信息；同时，将胃角观察对应的标准亮度分布图设置为如图4所示的亮度分布图。那么，若内窥镜图像在上述对角线区域的亮度高于130并且两侧区域的亮度低于40，识别后的“0”和“1”的分布符合图4的分布特征，可以判定是胃角观察。
又如，在进行胃镜治疗时，会使用透明帽套在镜体上以方便治疗，该内窥镜观察场景是透明帽场景，其典型特征是：透明帽会在图像中有一圈圆形的遮挡物，遮挡物一般是透明的反光材质，此时圆形的区域是近景，而中心区域部分一般是中近景，所以圆形区域的亮度会较高，而中心区域的圆形部分亮度稍低。从而，可以将圆形区域亮度阈值设定成160，中心区域的亮度阈值设定成100，以形成透明帽场景对应的参考亮度值分布信息；同时，将透明帽场景对应的标准亮度分布图设置为如图5所示的亮度分布图。那么，若内窥镜图像在上述圆形四周区域的亮度高于160并且中心区域的亮度低于100，识别后的“0”和“1”的分布符合图5的分布特征，可以判定是透明帽场景。
此外，还应当注意的是，活检观察具体是指治疗器具(如，活检钳)从内窥镜的器械通道伸出以进行介入性治疗的场景，治疗器具从器械通道伸出后，会出现在成像画面中，由此影响整体图像的亮度分布。具体地，由于治疗器具大多为金属材质，因此，其出现的区域容易产生反光，从而使得该区域的亮度值较大。而不同的镜体类型，器械通道的位置是不一样的(比如，肠镜的器械通道一般在右下角，而胃镜在左下角、超声内镜的抬钳器会占据较多成像空间)，从而使得治疗器具在图像中的成像位置也不一样。由此，在一些需要判断是否属于“活检观察”的实施例中，还可以先获取采集所述内窥镜图像的内窥镜的镜体类型；然后再根据所述镜体类型确定所述活检观察场景对应的参考亮度值分布信息和/或标准亮度分布图。通过上述方式，可以很好地避免因为器械通道的位置的不同，而导致亮度评估出现偏差。
在该实施例中，通过根据内窥镜观察场景设置参考亮度值的方式，可以配置多个与场景类型一一对应的参考亮度值分布信息，充分考虑了各种内窥镜观察场景的特异性，有利于提升场景匹配的准确度。
请参见图6，图6为本申请实施例所提供的一种确定内窥镜图像亮度的装置的结构示意图；
该装置可以包括：
亮度值分布信息获取模块100，用于获取内窥镜图像的图像亮度值分布信息；
亮度分布图生成模块200，用于基于所述图像亮度值分布信息，形成所述内窥镜图像的亮度分布图；
相似度比对模块300，用于将所述亮度分布图与每种内窥镜观察场景下的标准亮度分布图进行相似度比对；
权重确定模块400，用于根据相似度比对结果确定所述内窥镜图像的图像亮度权重分布信息；
整体亮度确定模块500，用于根据所述图像亮度值分布信息和所述图像亮度权重分布信息计算所述内窥镜图像的整体亮度值。
基于上述技术方案可见，本申请通过将内窥镜图像的亮度分布图与每种预设的内窥镜观察场景下的标准亮度分布图进行相似度比对，可以得到用于描述内窥镜图像的实际拍摄场景与每种预设的内窥镜观察场景的匹配程度。内窥镜图像的亮度分布图与某一内窥镜观察场景下的标准亮度分布图的相似度越高，内窥镜图像的实际拍摄场景为该内窥镜观察场景的机率越大。
又，为适应不同的内窥镜观察场景，可以设置不同的图像亮度权重分布状况，因此，本申请根据相似度比对结果确定内窥镜图像的图像亮度权重分布信息，并根据所述图像亮度值分布信息和所述图像亮度权重分布信息计算所述内窥镜图像的整体亮度值，可以适应内窥镜检查的场景变化，提高评估内窥镜图像亮度的准确度；进而，当内窥镜光源基于本申请所确定的内窥镜图像亮度进行调光时，可以避免调光后的内窥镜图像在感兴趣区域出现过曝或过暗的情况。
综上所述，本实施例将内窥镜图像的亮度评估与内窥镜观察场景结合，能够自适应的评估当前内窥镜图像对应的拍摄场景，提高了内窥镜亮度评估的有效性和适应性。
进一步的，在一些实施例中，亮度值分布信息获取模块100具体可以包括：
分区单元，用于将所述内窥镜图像划分为多个图像分区，并记录每一所述图像分区的位置信息；
分区亮度计算单元，用于计算每一所述图像分区的亮度值；
分布式信息确定单元，用于根据所有所述图像分区的亮度值及其位置信息确定所述内窥镜图像的图像亮度值分布信息。
进一步的，在一些实施例中，亮度分布图生成模块200具体可以包括：
第一参考亮度确定单元，用于确定每一所述图像分区对应的参考亮度值；
亮度值比对单元，用于将每一所述图像分区的亮度值与对应的参考亮度值进行比对；
区域标记单元，用于若所述图像分区的亮度值大于对应的参考亮度值，则将所述图像分区标记为亮区域；若所述图像分区的亮度值小于或等于对应的参考亮度值，则将所述图像分区标记为暗区域；
第一分布图确定单元，用于根据所述亮区域和所述暗区域在所述内窥镜图像中的位置信息形成所述内窥镜图像的亮度分布图。
进一步的，在一些实施例中，第一参考亮度确定单元具体用于：根据每一所述图像分区的中心点距离确定其对应的参考亮度值的单元；其中，所述中心点距离为所述图像分区的中心点与所述内窥镜图像的中心点之间的距离。
在另一些实施例中，亮度分布图生成模块200还可以包括：
第二参考亮度值确定单元，用于获取每种所述内窥镜观察场景的参考亮度值分布信息，以确定所述内窥镜图像在每种内窥镜观察场景下每一所述图像分区对应的参考亮度值；
第二分布图确定单元，用于根据所述图像亮度值分布信息和所述参考亮度值分布信息形成所述内窥镜图像在每种内窥镜观察场景下的亮度分布图；
其中，第二分布图确定单元形成所述内窥镜图像在每种内窥镜观察场景下的亮度分布图的过程可以包括：
从所有内窥镜观察场景中选取一内窥镜观察场景作为当前比对场景；
将每一所述图像分区的亮度值与所述当前比对场景中对应的参考亮度值进行比对；
若所述图像分区的亮度值大于所述当前比对场景中对应的参考亮度值，则将所述图像分区标记为亮区域；
若所述图像分区的亮度值小于或等于所述当前比对场景中的参考亮度值，则将所述图像分区标记为暗区域；
根据所述亮区域和所述暗区域在所述内窥镜图像中的位置形成所述内窥镜图像在所述当前比对场景下的亮度分布图；
判断是否得到所述内窥镜图像在所有内窥镜观察场景下的亮度分布图；若否，则进入从所有内窥镜观察场景中选取一内窥镜观察场景作为当前比对场景的步骤；
则，相似度比对模块300具体用于：将所述内窥镜图像在每种所述内窥镜观察场景下的亮度分布图分别与对应的标准亮度分布图进行相似度比对的模块。
进一步的，在一些实施例中，权重确定模块400具体可以包括：
目标内窥镜观察场景设置单元，用于将所述相似度比对结果中相似度最高的内窥镜观察场景设置为目标内窥镜观察场景；
图像亮度权重分布信息确定单元，用于将所述目标内窥镜观察场景对应的亮度权重分布信息作为所述内窥镜图像的图像亮度权重分布信息。
或者，在另一些实施例中，权重确定模块400也可以包括：
场景匹配度确定单元，用于根据所述相似度比对结果确定每一所述内窥镜观察场景对应的场景匹配度；
加权平均计算单元，用于对所有所述内窥镜观察场景对应的亮度权重分布信息执行基于所述场景匹配度的加权平均计算，得到所述内窥镜图像的图像亮度权重分布信息；
其中，在加权平均计算过程中，场景匹配度与亮度权重分布信息的权重值正相关。
进一步的，所述内窥镜观察场景包括：胃角观察、贴壁观察、远景观察、活检观察以及透明帽场景观察中的任意两种或多种。
进一步的，当所述内窥镜观察场景中包括所述活检观察时，所述装置还包括：
镜体类型获取单元，用于获取采集所述内窥镜图像的内窥镜的镜体类型；
选择单元，用于根据所述镜体类型确定所述活检观察场景对应的标准亮度分布图。
应当理解的是，由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的具体实施方式及其有益效果请参见方法部分对应的实施例的描述，这里暂不赘述。
请参见图7，图7为本申请实施例所提供的一种图像处理设备的结构示意图，该图像处理设备700可以包括处理器701和存储器702，所述处理器701与所述存储器702通信连接，所述存储器702中存储有计算机程序，所述处理器701调用所述存储器702中的计算机程序时实现上述任一实施例所述的确定内窥镜图像亮度的方法。
进一步地，本申请还提供了一种内窥镜系统，包括：
内窥镜光源，用于发射照明光；
内窥镜，其与所述内窥镜光源连接，用于将所述照明光传导至被摄对象，并采集所述被摄对象的内窥镜图像；
如图7所述的图像处理设备，其分别与所述内窥镜光源和所述内窥镜通信连接，用于获取所述内窥镜图像，对所述内窥镜图像进行图像处理，并将部分图像处理结果反馈给所述内窥镜光源；
以及，
显示器，其与所述图像处理设备通信连接，用于呈现所述图像处理设备输出的图像处理结果。
应当理解的是，上述内窥镜系统中的内窥镜光源、内窥镜以及显示器的具体技术内容可以参见相关现有技术，此处便不再细述。
本申请还提供了一种存储介质，其上存有计算机程序，该计算机程序被执行时可以实现上述确定内窥镜图像亮度的方法。该存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (13)
1.一种确定内窥镜图像亮度的方法，其特征在于，包括：
获取内窥镜图像的图像亮度值分布信息；
基于所述图像亮度值分布信息，形成所述内窥镜图像的亮度分布图；
将所述亮度分布图与每种内窥镜观察场景下的标准亮度分布图进行相似度比对；
根据相似度比对结果确定所述内窥镜图像的图像亮度权重分布信息；
根据所述图像亮度值分布信息和所述图像亮度权重分布信息计算所述内窥镜图像的整体亮度值。
2.根据权利要求1所述的确定内窥镜图像亮度的方法，其特征在于，所述获取内窥镜图像的图像亮度值分布信息，包括：
将所述内窥镜图像划分为多个图像分区，并记录每一所述图像分区的位置信息；
计算每一所述图像分区的亮度值；
根据所有所述图像分区的亮度值及其位置信息确定所述内窥镜图像的图像亮度值分布信息。
3.根据权利要求2所述的确定内窥镜图像亮度的方法，其特征在于，所述基于所述图像亮度值分布信息，形成所述内窥镜图像的亮度分布图，包括：
确定每一所述图像分区对应的参考亮度值；
将每一所述图像分区的亮度值与对应的参考亮度值进行比对；
若所述图像分区的亮度值大于对应的参考亮度值，则将所述图像分区标记为亮区域；
若所述图像分区的亮度值小于或等于对应的参考亮度值，则将所述图像分区标记为暗区域；
根据所述亮区域和所述暗区域在所述内窥镜图像中的位置信息形成所述内窥镜图像的亮度分布图。
4.根据权利要求3所述的确定内窥镜图像亮度的方法，其特征在于，所述确定每一所述图像分区对应的参考亮度值，包括：
根据每一所述图像分区的中心点距离确定其对应的参考亮度值；
其中，所述中心点距离为所述图像分区的中心点与所述内窥镜图像的中心点之间的距离。
5.根据权利要求2所述的确定内窥镜图像亮度的方法，其特征在于，所述基于所述图像亮度值分布信息，形成所述内窥镜图像的亮度分布图，包括：
获取每种所述内窥镜观察场景的参考亮度值分布信息，以确定所述内窥镜图像在每种内窥镜观察场景下每一所述图像分区对应的参考亮度值；
根据所述图像亮度值分布信息和所述参考亮度值分布信息形成所述内窥镜图像在每种内窥镜观察场景下的亮度分布图；
则，
所述将所述亮度分布图与每种预设的内窥镜观察场景的标准亮度分布图进行相似度比对，包括：
将所述内窥镜图像在每种所述内窥镜观察场景下的亮度分布图分别与对应的标准亮度分布图进行相似度比对。
6.根据权利要求1至5任一项所述的确定内窥镜图像亮度的方法，其特征在于，所述根据相似度比对结果确定所述内窥镜图像的图像亮度权重分布信息，包括：
将所述相似度比对结果中相似度最高的内窥镜观察场景设置为目标内窥镜观察场景；
将所述目标内窥镜观察场景对应的亮度权重分布信息作为所述内窥镜图像的图像亮度权重分布信息。
7.根据权利要求1至5任一项所述的确定内窥镜图像亮度的方法，其特征在于，所述根据相似度比对结果确定所述内窥镜图像的图像亮度权重分布信息，包括：
根据所述相似度比对结果确定每一所述内窥镜观察场景对应的场景匹配度；
对所有所述内窥镜观察场景对应的亮度权重分布信息执行基于所述场景匹配度的加权平均计算，得到所述内窥镜图像的图像亮度权重分布信息；
其中，在加权平均计算过程中，场景匹配度与亮度权重分布信息的权重值正相关。
8.根据权利要求1至7任一项所述的确定内窥镜图像亮度的方法，其特征在于，所述内窥镜观察场景包括：胃角观察、贴壁观察、远景观察、活检观察以及透明帽场景观察中的任意两种或多种。
9.根据权利要求8所述的确定内窥镜图像亮度的方法，其特征在于，当所述内窥镜观察场景中包括所述活检观察时，所述方法还包括：
获取采集所述内窥镜图像的内窥镜的镜体类型；
根据所述镜体类型确定所述活检观察场景对应的标准亮度分布图。
10.一种确定内窥镜图像亮度的装置，其特征在于，包括：
亮度值分布信息获取模块，用于获取内窥镜图像的图像亮度值分布信息；
亮度分布图生成模块，用于基于所述图像亮度值分布信息，形成所述内窥镜图像的亮度分布图；
相似度比对模块，用于将所述亮度分布图与每种内窥镜观察场景下的标准亮度分布图进行相似度比对；
权重确定模块，用于根据相似度比对结果确定所述内窥镜图像的图像亮度权重分布信息；
整体亮度确定模块，用于根据所述图像亮度值分布信息和所述图像亮度权重分布信息计算所述内窥镜图像的整体亮度值。
11.一种图像处理设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现如权利要求1至9任一项所述确定内窥镜图像亮度的方法。
12.一种内窥镜系统，其特征在于，包括：
内窥镜光源，用于发射照明光；
内窥镜，其与所述内窥镜光源连接，用于将所述照明光传导至被摄对象，并采集所述被摄对象的内窥镜图像；
如权利要求11所述的图像处理设备，其分别与所述内窥镜光源和所述内窥镜通信连接，用于获取所述内窥镜图像，对所述内窥镜图像进行图像处理，并将部分图像处理结果反馈给所述内窥镜光源；
以及，
显示器，其与所述图像处理设备通信连接，用于呈现所述图像处理设备输出的图像处理结果。
13.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器加载并执行时，实现如权利要求1至9任一项所述确定内窥镜图像亮度的方法。
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