CN114140329A - 一种内窥镜图像缩放方法、系统及执行装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种内窥镜图像缩放方法、系统及执行装置，涉及图像数据处理技术领域，其技术方案要点是：包括：获取按键触发时间；根据所述按键触发时间对原始图像进行缩放。本申请提供的一种内窥镜图像缩放方法、系统及执行装置具有便于操作、节省时间的优点。

Description

一种内窥镜图像缩放方法、系统及执行装置

技术领域

本申请涉及图像数据处理技术领域，具体而言，涉及一种内窥镜图像缩放方法、系统及执行装置。

背景技术

在医疗内窥镜的使用过程中，医生有时候需要控制图像进行电子放大以方便观察组织细节。然而，目前市面上的内窥镜产品在缩放时，基本是以一组固定倍数实现的，例如只能缩放1.2倍、1.4倍...2倍等，缩放过程突然，很容易使医生产生视觉疲劳，影响医生操作，并且其缩放速度恒定，如果缩放速度过快，医生难以进行精细化的控制倍数放大，如果缩放速度过慢，医生需要等待的时间变长，同样影响医生操作。

针对上述问题，申请人提出了一种新的解决方案。

发明内容

本申请的目的在于提供一种内窥镜图像缩放方法、系统及执行装置，具有便于操作、节省时间的优点。

第一方面，本申请提供了一种内窥镜图像缩放方法，技术方案如下：

包括：

获取按键触发时间；

根据所述按键触发时间对原始图像进行缩放。

根据按键触发时间对图像进行缩放，缩放时间随着按键触发时间变化而变化，一方面，可以为操作者提供更加精细化的操作，另一方面，可以节省操作者的操作时间，随着按键触发时间越长，缩放速度越快，在按键触发前期，缩放速度较慢，有利于操作者进行放大倍数的精细化控制，随着按键触发时间变长，缩放速度越快，更快到达高倍数放大，从而节省等待时间。

进一步地，在本申请中，所述根据所述按键触发时间对原始图像进行缩放的步骤包括：

根据所述按键触发时间，确定缩放速度；

根据所述缩放速度确定缩放倍数；

根据所述缩放倍数对所述原始图像进行缩放。

进一步地，在本申请中，所述根据所述缩放倍数对所述原始图像进行缩放的步骤包括：

获取所述原始图像的帧率；

根据所述原始图像的帧率采样得到每帧所述原始图像对应的缩放倍数；

根据每帧所述原始图像对应的缩放倍数逐帧输出缩放到指定倍数的图像。

进一步地，在本申请中，所述根据所述缩放倍数逐帧输出缩放到指定倍数的图像的步骤包括：

获取所述原始图像的分辨率；

根据所述原始图像的分辨率以及所述缩放倍数，配置分辨率信息；

根据所述分辨率信息输出配置图像；

将所述配置图像缩放至指定倍数。

进一步地，在本申请中，还包括：

生成中断信号；

根据所述中断信号配置下一帧需要缩放的图像。

进一步地，在本申请中，所述缩放速度包括加速阶段以及减速阶段。

第二方面，本申请中还提供一种内窥镜图像缩放系统，包括操作交互模块以及执行模块；

所述操作交互模块用于获取按键触发时间，并根据所述按键触发时间输出缩放倍数；

所述执行模块用于接收所述缩放倍数，并根据所述缩放倍数输出缩放后的图像。

进一步地，在本申请中，所述执行模块包括：

存储单元，用于存储原始图像；

控制单元，用于接收所述缩放倍数，并输出第一控制信息以及第二控制信息；

读取输出单元，用于接收所述第一控制信息，根据所述第一控制信息读取所述原始图像，对所述原始图像进行处理得到第一图像，并将所述第一图像输出；

缩放单元，用于接收所述第二控制信息以及所述第一图像，根据所述第二控制信息对所述第一图像进行缩放得到第二图像，并输出所述第二图像。

进一步地，在本申请中，所述缩放单元还用于产生中断信号，所述控制单元用于接收所述中断信号，并根据所述中断信号输出所述第一控制信息以及所述第二控制信息。

第三方面，本申请还提供一种执行装置，包括：

获取模块，用于获取按键触发时间；

处理模块，用于根据所述按键触发时间对原始图像进行缩放。

由上可知，本申请提供的一种内窥镜图像缩放方法、系统及执行装置，根据按键触发时间对原始图像进行缩放，缩放时间随着按键触发时间变化而变化，一方面，可以为操作者提供更加精细化的操作，另一方面，可以节省操作者的操作时间，随着按键触发时间越长，缩放速度越快，在按键触发前期，缩放速度较慢，有利于操作者进行放大倍数的精细化控制，随着按键触发时间变长，缩放速度越快，更快到达高倍数放大，从而节省等待时间，因此具有便于操作、节省时间的有益效果。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本申请提供的一种内窥镜图像缩放方法流程图。

图2为本申请提供的一种内窥镜图像缩放系统示意图。

图3为本申请提供的执行模块结构示意图。

图4为本申请提供的一种执行装置示意图。

图5为本申请实施例中的缩放倍数曲线图。

图6为本申请实施例中的缩放速度曲线图。

图7为本申请实施例中的线性缩放与非线性缩放的比较示意图。

图8为本申请实施例中的不同按键触发时间下对应的缩放倍数曲线图。

图中：100、操作交互模块；200、执行模块；300、获取模块；400、处理模块；210、控制单元；220、读取输出单元；230、存储单元；240、缩放单元。

具体实施方式

下面将结合本申请中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

第一方面，请参照图1至图8，本申请提供了一种内窥镜图像缩放方法，其技术方案具体包括：

S110、获取按键触发时间；其中，按键触发时间可以是操作者按下缩放按键的时间。

S120、根据按键触发时间对原始图像进行缩放。

通过上述技术方案，根据按键触发时间对原始图像进行缩放，缩放时间随着按键触发时间变化而变化，一方面，可以为操作者提供更加精细化的操作，另一方面，可以节省操作者的操作时间，通常，随着按键触发时间越长，缩放速度越快，在按键触发前期，缩放速度较慢，有利于操作者进行放大倍数的精细化控制，随着按键触发时间变长，缩放速度越快，更快到达高倍数放大，从而节省等待时间。

此外，也可以随着按键触发时间越长，缩放速度越慢，即，在按键触发前期，缩放速度较快，此时可以更快的到达高倍数的放大，随着按键触发时间边长，缩放速度越慢，有利于操作者精细化控制放大倍数。

作为优选方案，选择随着按键触发时间越长，缩放速度越快的方案，因为这更加符合人们的感官认知，也更容易接受和操作。

进一步地，在其中一些实施例中，根据按键触发时间对原始图像进行缩放的步骤包括：

根据按键触发时间，确定缩放速度；

根据缩放速度确定缩放倍数；

根据缩放倍数对原始图像进行缩放。

具体的，在一些实施方式中，根据按键触发时间，生成缩放速度曲线；

根据缩放速度曲线得到缩放倍数曲线；

根据缩放倍数曲线对图像进行缩放。

通过上述技术方案，根据缩放倍数曲线对图像进行缩放，缩放倍数根据缩放速度曲线得到，缩放速度曲线根据按键触发时间得到，即，由按键触发时间决定了图像的放大倍数，不同的按键触发时间对应不同的放大倍数。

具体的，缩放速度包括加速阶段以及减速阶段，即，缩放速度曲线包括加速曲线以及减速曲线，其中，加速曲线对应按键触发时的状态，减速曲线对应按键松开后的状态，即，在操作者按下按键以后，处于按键触发状态，随着操作者的持续按压，按键触发时间越长，在这个过程中，图像缩放速度越来越快，以图像放大为例，操作者在按下按键以后的0至1秒的时间段里，图像放大至原始图像的1.5倍，按下按键的1秒至2秒的时间段里，图像放大至原始图像的2.5倍。当操作者松开按键以后，图像缩放速度进入减速阶段，即对应减速曲线，直至速度减为零，缩放速度减为零则意味着此时缩放倍率为定值，图像不再缩放变化。

具体的，加速曲线满足以下关系式：

；

其中，

为缩放速度、

为加速度参数、

为按键触发时间、

为初始缩放速度；

具体的，减速曲线满足三阶贝塞尔曲线的关系式，即：

其中，

和

是三阶贝塞尔曲线的起点和终点，

和

是两个中间控制点，

为可调参数，

从0到1变化完会得到一系列的

的点，三阶贝塞尔曲线的起点

设置在加速曲线的结束点，终点

设置在

的位置，其中，

是加速阶段停止的时间，即按键触发至按键松开的持续时间，

为设置参数；

点设置在加速曲线所在直线上的延长线上，

点设置

点同一水平线的左侧，这样即可确定一条由加速曲线到0速度的平滑的速度曲线。

具体的，缩放倍数曲线根据缩放速度曲线积分得出，缩放倍数曲线具体满足：

；

其中，

为可调系数。

具体的，生成的缩放速度曲线如图6所示，生成的缩放倍数曲线如图5所示。

通过上述技术方案，由加速曲线以及减速曲线构成了非线性的缩放速度曲线，由非线性的缩放速度曲线得到非线性的缩放倍数曲线，即，在图像进行缩放过程中，其缩放过程为非线性缩放，存在缩放加速和缩放减速阶段，更加符合现实世界物体的运动规律，以达到使人眼更舒适的视觉效果。在按键触发时间较短时，以较低的速度进行缩放，按键触发时间越长，缩放速率越快，能够帮助操作者精准且快速地缩放到所需的倍数。其中，上述的参数

、

、

、

、

的值，以及三阶贝塞尔曲线的两个控制点

、

的坐标都是可根据需要进行设置的，可以影响缩放动画的视觉效果以及缩放倍率。

具体的，如图7所示，在图7中曲线一为通过本申请方案生成的缩放倍数曲线，曲线二是较快缩放速度对应的缩放倍数曲线，曲线三是较慢缩放速度对那个的缩放倍数曲线，通过对比曲线一和曲线三可以得出，如果缩放速度保持不变，当缩放速度较小的时候，达到目标缩放倍数需要更多的时间，对比曲线一和曲线二可以得出，如果缩放速度保持不变，当缩放速度较快的时候，想要实现精细化的小倍数封锁放比较困难，而通过本申请的非线性缩放方式，可以同时兼顾小倍数放大的精度又可以快速解决目标缩放倍数。

具体的，如图8所示，通过本申请的方案，可以根据不同的按键触发时间，生成不同的缩放倍数曲线，其中，曲线四是按键触发时间为800ms时生成的缩放倍数曲线，曲线五是按键触发时间为1800ms生成的缩放倍数曲线，以这种非线性的缩放方式进行缩放，可以使操作者具有良好的视觉体验，有效缓解视觉疲劳的产生。

在现有的内窥镜图像处理中，缩放通常是以固定倍数进行缩放，不同倍数之间的切换并没有平滑过渡，在缩放过程中，画面变化剧烈，视觉体验差，很容易导致操作者产生视觉疲劳，操作者通常为医生，因此会给医生后续的操作带来不利影响，存在较大的安全隐患。

因此，进一步地，在其中一些实施例中，根据缩放倍数对原始图像进行缩放的步骤包括：

获取原始图像的帧率；

根据原始图像的帧率采样得到每帧原始图像对应的缩放倍数；

根据每帧原始图像对应的缩放倍数逐帧输出缩放到指定倍数的图像。

通过上述技术方案，根据内窥镜传输的原始图像的帧率，由原始图像的帧率来确定对缩放倍数曲线的采样时间，由于缩放倍数曲线是一条连续曲线，可以实现对每帧图像的缩放倍数进行采集，然后根据每帧图像对应的缩放倍数对每帧图像进行缩放，因此可以实现整个缩放过程平滑顺畅的效果，解决传统现有技术中的固定倍率放大的问题，有效缓解操作者的视觉疲劳，不仅如此，由于缩放倍数曲线是连续的曲线，因此可以实现任意倍数的电子放大。

具体的，当内窥镜传输的图像帧率为50fps时，则两帧之间采样的间隔时间为1000ms/50=20ms，即，每隔20ms采集一次缩放倍数曲线，得到每一帧图像的缩放倍数，然后根据缩放倍数对原始图像进行缩放。

进一步地，在其中一些实施例中，根据缩放倍数逐帧输出缩放到指定倍数的图像的步骤包括：

获取原始图像的分辨率；

根据原始图像的分辨率以及缩放倍数，配置分辨率信息；

根据分辨率信息输出配置图像；

将配置图像缩放至指定倍数。

通过上述技术方案，根据图像分辨率以及缩放倍率信息来配置分辨率信息，然后根据配置的分辨率信息输出配置图像，最后将配置图像缩放至指定倍数，这样可以使得缩放后的图像与原图像的分辨率保持一致。

具体的，例如需要将一张1920x1080分辨率内窥镜图像中心部分放大2倍，首先获取原始图像的分辨率为1920x1080，然后根据该分辨率以及缩放倍数，即放大2倍，配置分辨率信息，具体为原始图像的分辨率除以缩放倍数，即，配置的分辨率信息为(1920/2)x(1080/2)即960x540的分辨率，然后输出分辨率为960x540的配置图像，最后根据双线性插值算法对分辨率为960x540的配置图像放大2倍，即可得到原图像放大2倍以后，分辨率为1920x1080的图像。

进一步地，在其中一些实施例中，还包括：

生成中断信号；

根据中断信号配置下一帧需要缩放的图像。

通过上述技术方案，可以在每一帧的图像放大结束前，生成中断信号，在中断信号产生后，确定下一帧图像的缩放倍数，以此循环实现缩放倍率的逐帧配置，降低图像缩放过程中延迟，提升缩放过程中的平滑度。

第二方面，参照图2，本申请还提供一种内窥镜图像缩放系统，包括操作交互模块100以及执行模块200；

操作交互模块100用于获取按键触发时间，并根据按键触发时间输出缩放倍数；

执行模块200用于接收缩放倍数，并根据缩放倍数输出缩放后的图像。

通过上述技术方案，利用操作交互模块100与操作者进行交互，在操作者操作的过程中，获得按键触发时间，然后以按键触发时间作为参数变量，得到非线性的缩放倍数，执行模块200通过接收该非线性的缩放倍数并对原始图像进行缩放，最后输出缩放后的图像。

进一步地，如图3所示，在其中一些实施例中，执行模块200包括：

存储单元230，用于存储原始图像；

控制单元210，用于接收缩放倍数，并输出第一控制信息以及第二控制信息；

读取输出单元220，用于接收第一控制信息，根据第一控制信息读取原始图像，对原始图像进行处理得到第一图像，并将第一图像输出；

缩放单元240，用于接收第二控制信息以及第一图像，根据第二控制信息对第一图像进行缩放得到第二图像，并输出第二图像。

通过上述技术方案，原始图像存储在存储单元230内，控制单元210在接收到缩放倍数后，产生第一控制信息和第二控制信息，第一控制信息控制读取输出单元220读取存储单元230内对应的原始图像，然后对原始图像进行处理，具体为，根据原始图像的分辨率以及缩放倍数，用原始图像的分辨率除以缩放倍数得到第一图像，例如原始图像的分辨率为1920x1080，缩放倍数为放大2倍，则经过读取输出单元220处理后的第一图像为分辨率是(1920/2)x(1080/2)即960x540分辨率的图像，然后将第一图像输出给缩放单元240，缩放单元240在接收了第一图像以及第二控制信息以后，根据第二控制信息对第一图像进行缩放，这样就可以得到缩放后与原始图像分辨率相同的第二图像，然后输出该第二图像。

具体的，在一些实施方式中，存储单元230为DDR存储器，控制单元210为CPU，读取输出单元220为VDMA，缩放单元240为采用双线性插值算法进行缩放的模块。

进一步地，在其中一些实施例中，缩放单元240还用于产生中断信号，控制单元210用于接收中断信号，并根据中断信号输出第一控制信息以及第二控制信息。

通过上述技术方案，缩放单元240可以在每一帧的图像放大结束前，生成中断信号，然后将中断信号传输给控制单元210，控制单元210在接收到中断信号后，产生第一控制信息以及第二控制信息，并将第一控制信息传输给读取输出单元220，将第二控制信息传输给缩放单元240，读取输出单元220在接收了第一控制信息后读取存储单元230内下一帧的图像，并进行处理，缩放单元240接收了第二控制信息后确定下一帧图像的缩放倍数，以此循环实现缩放倍数的逐帧配置，实现不间断的逐帧配置缩放，降低图像缩放过程中延迟，提升缩放过程中的平滑度。

第三方面，如图4所示，本申请还提供一种执行装置，包括：

获取模块300，用于获取按键触发时间；

处理模块400，用于根据按键触发时间对图像进行缩放。

通过上述技术方案，获取模块获取按键触发时间，并将按键触发时间传输给处理模块400，处理模块400根据按键触发时间对原始图像进行缩放，缩放时间随着按键触发时间变化而变化，一方面，可以为操作者提供更加精细化的操作，另一方面，可以节省操作者的操作时间，通常，随着按键触发时间越长，缩放速度越快，在按键触发前期，缩放速度较慢，有利于操作者进行放大倍数的精细化控制，随着按键触发时间变长，缩放速度越快，更快到达高倍数放大，从而节省等待时间。

在一些优选的实施方式中，采用该执行装置执行上述第一方面提出的内窥镜图像缩放方法。

第四方面，本申请还提供一种电子设备，包括处理器以及存储器，存储器存储有计算机可读取指令，当计算机可读取指令由处理器执行时，运行如上述方法中的步骤。

通过上述技术方案，处理器和存储器通过通信总线和/或其他形式的连接机构互连并相互通讯，存储器存储有处理器可执行的计算机程序，当计算设备运行时，处理器执行该计算机程序，以执行时执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法，以实现以下功能：获取按键触发时间；根据按键触发时间对原始图像进行缩放。

第五方面，本申请还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，运行如上述方法中的步骤。

通过上述技术方案，计算机程序被处理器执行时，执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法，以实现以下功能：获取按键触发时间；根据按键触发时间对原始图像进行缩放。

其中，存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory, 简称SRAM），电可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory, 简称EEPROM），可擦除可编程只读存储器（Erasable Programmable Read Only Memory, 简称EPROM），可编程只读存储器（Programmable Red-Only Memory, 简称PROM），只读存储器（Read-OnlyMemory, 简称ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种内窥镜图像缩放方法，其特征在于，包括：

获取按键触发时间；

根据所述按键触发时间对原始图像进行缩放。

2.根据权利要求1所述的一种内窥镜图像缩放方法，其特征在于，所述根据所述按键触发时间对原始图像进行缩放的步骤包括：

根据所述按键触发时间，确定缩放速度；

根据所述缩放速度确定缩放倍数；

根据所述缩放倍数对所述原始图像进行缩放。

3.根据权利要求2所述的一种内窥镜图像缩放方法，其特征在于，所述根据所述缩放倍数对所述原始图像进行缩放的步骤包括：

获取所述原始图像的帧率；

根据所述原始图像的帧率采样得到每帧所述原始图像对应的缩放倍数；

根据每帧所述原始图像对应的缩放倍数逐帧输出缩放到指定倍数的图像。

4.根据权利要求3所述的一种内窥镜图像缩放方法，其特征在于，所述根据所述缩放倍数逐帧输出缩放到指定倍数的图像的步骤包括：

获取所述原始图像的分辨率；

根据所述原始图像的分辨率以及所述缩放倍数，配置分辨率信息；

根据所述分辨率信息输出配置图像；

将所述配置图像缩放至指定倍数。

5.根据权利要求3所述的一种内窥镜图像缩放方法，其特征在于，还包括：

生成中断信号；

根据所述中断信号配置下一帧需要缩放的图像。

6.根据权利要求2所述的一种内窥镜图像缩放方法，其特征在于，所述缩放速度包括加速阶段以及减速阶段。

7.一种内窥镜图像缩放系统，其特征在于，包括操作交互模块以及执行模块；

所述操作交互模块用于获取按键触发时间，并根据所述按键触发时间输出缩放倍数；

所述执行模块用于接收所述缩放倍数，并根据所述缩放倍数输出缩放后的图像。

8.根据权利要求7所述的一种内窥镜图像缩放系统，其特征在于，所述执行模块包括：

存储单元，用于存储原始图像；

控制单元，用于接收所述缩放倍数，并输出第一控制信息以及第二控制信息；

读取输出单元，用于接收所述第一控制信息，根据所述第一控制信息读取所述原始图像，对所述原始图像进行处理得到第一图像，并将所述第一图像输出；

缩放单元，用于接收所述第二控制信息以及所述第一图像，根据所述第二控制信息对所述第一图像进行缩放得到第二图像，并输出所述第二图像。

9.根据权利要求8所述的一种内窥镜图像缩放系统，其特征在于，所述缩放单元还用于产生中断信号，所述控制单元用于接收所述中断信号，并根据所述中断信号输出所述第一控制信息以及所述第二控制信息。

10.一种执行装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取按键触发时间；

处理模块，用于根据所述按键触发时间对原始图像进行缩放。

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