CN116350153A - 一种rfid内窥镜跟踪建议系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种RFID内窥镜跟踪建议系统及方法，本发明属于医疗技术领域，其包括图像收集模块、数据库、处理器，其用于对比实时图像的最大取景框和标准图像的最大取景框中：判断局部图像的所有网格的图像的熵的平均值与其他第一图像的所有网格的图像的熵的平均值的差是否超过第一阈值，若超过则，输出报警信号，输出频率判断所述内窥镜装置的维护的必要性。

Description

一种RFID内窥镜跟踪建议系统及方法
技术领域
本发明属于医疗技术领域，具体涉及一种RFID内窥镜跟踪建议系统及方法。
背景技术
内窥镜泛指经各种管道进入人体，以观察人体内部状况的医疗仪器。利用内窥镜可以看到X射线不能显示的病变，因此它对医生非常有用。如借助内窥镜医生可以观察胃内的溃疡或肿瘤，据此制定出最佳的治疗方案。部份内窥镜同时具备治疗的功能，如膀胱镜、胃镜、大肠镜、支气管镜、腹腔镜等。
日本专利专利号为：201780000876.8，专利名称为：内窥镜管理系统、内窥镜装置、管理内窥镜装置的管理装置以及内窥镜装置的管理方法，公开了一种内窥镜管理方法，其公开了一种内窥镜通过管理图像白平衡的方式来确定是否需要维护内窥镜。其缺点如下：
1、图像的抓取时机并不能够准确的、智能地抓取；
2、图像抓取之后无法过滤其他干扰的局部图像；
3、白平衡元器件的寿命较长，而变焦模块的寿命较短，更能影响图像清晰度。
因此，目前需要一种更加智能化的内窥镜图像是跟踪建议系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种RFID内窥镜跟踪建议系统，用以解决现有技术中存在的上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：包括
RFID标签模块，其配置在内窥镜本体，其配置有身份标签；
RFID读写模块，其能够与读写所述RFID标签模块的身份标签；
图像收集模块，其用于采集内窥镜的摄像头的实时图像；
数据库，其存储有标准图像、与所述标准图像对应的变焦区域、与所述标准图像对应的局部图像；
处理器，其用于判断所述实时图像的变焦区域中是否包含与所述局部图像匹配的至少两个第一图像，若包含，则将所述实时图像缩放至：至少两个第一图像中最小的第一图像所占所述实时图像中的占比与所述局部图像所占所述标准图像的占比相同；将实时图像和标准图像配以相同最大取景框，将所述实时图像和标准图像的变焦区域的最大取景框中的图像以网格分割，对比实时图像的最大取景框和标准图像的最大取景框中：判断局部图像的所有网格的图像的清晰度的平均值与其他第一图像的所有网格的图像的清晰度的平均值的差是否超过第一阈值，若超过则，输出报警信号；
检测模块，其响应于报警信号的输出频率判断所述内窥镜装置的维护的必要性。
本发明的一种RFID内窥镜跟踪建议系统，其中，所述“以网格分割”为：
将能够完全框选单一第一图像的最小正方形框体构建网格，并应用所述网格分割实时图像和标准图像。
本发明一种RFID内窥镜跟踪建议系统，其中，所述“以网格分割”为：
将能够完全框选单一第一图像的N2个最小正方形框体构建网格，并应用所述网格分割实时图像和标准图像。
本发明一种RFID内窥镜跟踪建议系统，其中，所述“判断所述实时图像的变焦区域中是否包含与所述局部图像匹配的至少两个第一图像”为：
当且仅仅当摄像头采集的实时图像中出现至少两个在同一个标准图像的局部图像时，才将此时的摄像头采集的实时图像进行收集。
本发明一种RFID内窥镜跟踪建议系统，其中，所述最大取景框配置在：所述最大取景框的中心距离所述变焦区域最接近的位置，且所述最大取景框完全配置在所述实时图像和标准图像的变焦区域以内。
本发明一种RFID内窥镜跟踪建议系统跟踪方法，其中，包括如下步骤
获取身份标签；
判断身份标签对应的内窥镜是否需要维护，若否则采集内窥镜的摄像头的实时图像；
判断所述实时图像的变焦区域中是否包含与所述局部图像匹配的至少两个第一图像，若包含，则将所述实时图像缩放至：至少两个第一图像中最小的第一图像所占所述实时图像中的占比与所述局部图像所占所述标准图像的占比相同；
将实时图像和标准图像配以相同最大取景框，将所述实时图像和标准图像的变焦区域的最大取景框中的图像以网格分割，对比实时图像的最大取景框和标准图像的最大取景框中；
判断局部图像的所有网格的图像的清晰度的平均值与其他第一图像的所有网格的图像的清晰度的平均值的差是否超过第一阈值，若超过则，输出报警信号。
本发明一种RFID内窥镜跟踪建议系统跟踪方法，其中，所述以网格分割为：
将能够完全框选单一第一图像的最小正方形框体构建网格，并应用所述网格分割实时图像和标准图像。
本发明一种RFID内窥镜跟踪建议系统跟踪方法，其中，所述以网格分割为：
将能够完全框选单一第一图像的N2个最小正方形框体构建网格，并应用所述网格分割实时图像和标准图像。
本发明一种RFID内窥镜跟踪建议系统跟踪方法，其中，所述判断所述实时图像的变焦区域中是否包含与所述局部图像匹配的至少两个第一图像包括：
当且仅仅当摄像头采集的实时图像中出现至少两个在同一个标准图像的局部图像时，才将此时的摄像头采集的实时图像进行收集。
本发明一种RFID内窥镜跟踪建议系统跟踪方法，其中，所述
所述最大取景框配置在：所述最大取景框的中心距离所述变焦区域最接近的位置，且所述最大取景框完全配置在所述实时图像和标准图像的变焦区域以内。
有益效果：本发明通过上述预设的识别方法判断内窥镜采集的图像的清晰程度而判定其是否需要进行维护，从而避免出现以一个性能较差的内窥镜插入人体之后，其工作状态不佳而需要再次插入一个新的内窥镜的问题，大大减少了用户承受的痛苦，并且对其是否需要维护的判断相对准确，误判率低。具体的说，其通过抓取与预存的局部图像而抓取相对应的有效的实时图像，从而准确得判断抓取图像时机；并且其通过只对比图像的局部图像而过滤掉遮盖其他局部图像的胃部粘液等特征带来的图像影响；并且，其通过采集局部图像的图像的熵来判断图像是否清晰，是否需要维护内窥镜，从而准确的对于内窥镜的状态进行判断。本发明每次使用前都可利用配置在内窥镜上的RFID标签模块来无线扫描RFID读写模块，RFID读写模块将RFID读写模块的身份标签输出至服务器，服务器判断是否可以使用还是需要维护。
附图说明
图1为一种RFID内窥镜跟踪建议系统的电路连接图；
图2为不带有遮挡的图像的实时图像；
图3为带有遮挡的图像的实时图像。
具体实施方式
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，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述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。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
实施例：
如图1所示，本实施例提供了一种RFID内窥镜跟踪建议系统包括
RFID标签模块，其配置在内窥镜本体，其配置有身份标签；
RFID读写模块，其能够与读写所述RFID标签模块的身份标签；
图像收集模块，其用于采集内窥镜的摄像头的实时图像；
数据库，其存储有标准图像、与所述标准图像对应的变焦区域、与所述标准图像对应的局部图像；
处理器，其用于判断所述实时图像的变焦区域中是否包含与所述局部图像匹配的至少两个第一图像，若包含，则将所述实时图像缩放至：至少两个第一图像中最小的第一图像所占所述实时图像中的占比与所述局部图像所占所述标准图像的占比相同；将实时图像和标准图像配以相同最大取景框，将所述实时图像和标准图像的变焦区域的最大取景框中的图像以网格分割，对比实时图像的最大取景框和标准图像的最大取景框中：判断局部图像的所有网格的图像的清晰度的平均值与其他第一图像的所有网格的图像的清晰度的平均值的差是否超过第一阈值，若超过则，输出报警信号；
检测模块，其响应于报警信号的输出频率判断所述内窥镜装置的维护的必要性。
本发明通过上述预设的识别方法判断内窥镜采集的图像的清晰程度而判定其是否需要进行维护，从而避免出现以一个性能较差的内窥镜插入人体之后，其工作状态不佳而需要再次插入一个新的内窥镜的问题，大大减少了用户承受的痛苦，并且对其是否需要维护的判断相对准确，误判率低。具体的说，其通过抓取与预存的局部图像而抓取相对应的有效的实时图像，从而准确得判断抓取图像时机；并且其通过只对比图像的局部图像而过滤掉遮盖其他局部图像的胃部粘液等特征带来的图像影响；并且，其通过采集局部图像的图像的熵来判断图像是否清晰，是否需要维护内窥镜，从而准确的对于内窥镜的状态进行判断。
本发明每次使用前都可利用配置在内窥镜上的RFID标签模块来无线扫描RFID读写模块，RFID读写模块将RFID读写模块的身份标签输出至服务器，服务器判断是否可以使用还是需要维护。
本发明一种RFID内窥镜跟踪建议系统跟踪方法，其中，包括如下步骤
获取身份标签；
判断身份标签对应的内窥镜是否需要维护，若否则采集内窥镜的摄像头的实时图像；
判断所述实时图像的变焦区域中是否包含与所述局部图像匹配的至少两个第一图像，若包含，则将所述实时图像缩放至：至少两个第一图像中最小的第一图像所占所述实时图像中的占比与所述局部图像所占所述标准图像的占比相同；
将实时图像和标准图像配以相同最大取景框，将所述实时图像和标准图像的变焦区域的最大取景框中的图像以网格分割，对比实时图像的最大取景框和标准图像的最大取景框中；
判断局部图像的所有网格的图像的清晰度的平均值与其他第一图像的所有网格的图像的清晰度的平均值的差是否超过第一阈值，若超过则，输出报警信号。
其中，标准图像为人工验证成功的、被认定为最终输出图像的标准图像；
其中，片段数据为所述标准图像的其中一部分的实时图像。例如，一个标准图像被90CM*90CM的网格拆分为其中之一的方格图像或不完整的方格图像的其中之一。
其中，每个RFID标签模块的身份标签可是唯一的，每个RFID标签模块的身份标签可被RFID模块进行修改、读取、编辑。
其中，所述内窥镜包括摄像头、内窥镜本体、摄像头调节模块、插入管，所述内窥镜本体与所述插入管的一端固定，所述内窥镜本体与所述摄像头调节模块的固定端固定，所述摄像头调节模块的移动端与所述摄像头固定。
其中，所述标准图像可为：数据库中存储的医生发给患者的照片，这种照片的清晰度较高、位置较好，用其作为标准图像可更好的在指定时间抓取实时图像。
其中，所述与所述标准图像对应的变焦区域可为：图像的变焦范围较为固定，可能过于近的位置变焦能力受限，因此，对比的区域主要为较为中心的圆形区域，其变焦效果反映了摄像头的目前的变焦能力。
其中，所述与所述标准图像对应的局部图像可为：图像的特征位置，包括但不限于：胃部的褶皱的黑色线条、部分斑点、部分突起、部分病变块等特征信息。
其中，“判断所述实时图像的变焦区域中是否包含与所述局部图像匹配的至少两个第一图像”可为：当且仅仅当摄像头采集的实时图像中出现至少两个在同一个标准图像的局部图像时，才将此时的摄像头采集的实时图像进行收集，从而可过滤很多不必要的图像的收集，降低计算机负载，增加效率。
其中，“则将所述实时图像缩放至：至少两个第一图像中最小的第一图像所占所述实时图像中的占比与所述局部图像所占所述标准图像的占比相同”可为：为了减少每个人由于身高、体重、体态的影响，从而将实时图像进行适当的缩放，以避免对比的其他“第一图像”的图像的熵的平均值差距过大而造成维护的误判。例如，实时图像的第一图像占据画幅的10％，标准图像的局部图像占据画幅的20％，则将所述实时图像的画幅等比例增大一倍，从而使在相同取景框中的第一图像和局部图像的尺寸一致。上述选取最小的第一图像是为了增加其他的第一图像和局部图像所占网格数量，当然，本领域技术人员也可选择最大的第一图像而减少图像的缩放量，从而更加终于真实图像的大小。
其中，“将实时图像和标准图像配以相同最大取景框”可为：由于缩放后的实时图像和标准图像在将一个第一图像和局部图像的大小配置为一致之后，对于其他相同的第一图像和其他局部图像的对比就会相对的公平，那么在后续的网格划分的中，其所占局的网格数量就相对的公平。例如表1所示，原来画幅10cm*10cm的实时图像中包括一个0.5cm*0.5cm的第一图像，局部图像为0.6cm*0.6cm。那么，为了方便对比其他第一图像和其他第一局部图像，所以把标准图像缩放1.2倍，从而顺从近大远小的规则，以相同的较小的第一图像作为参考点，而调整其他第一图像的大小，从而更加公平的进行对比。此外，选取的最大取景框，其实是选择的是最小的实时图像或者标准图像的画幅，这样算作最大取景框以避免取景框中有没用的图像部分。
表1
Figure BDA0004210654430000061
其中，“将所述实时图像和标准图像的变焦区域的最大取景框中的图像以网格分割”可为：本发明通过网格分割变焦区域的图像的形式可有效的划分第一图像所在的区域和非第一图像所在的区域，还可方便划分第一局部图像所在的区域和非局部图像所在的区域，便于随后的凸显的具体化处理。
其中，“所述实时图像和标准图像的变焦区域的最大取景框中的图像”可为：由于对于缩放后的较大的实时图像和标准图像，利用一个较小的最大取景框进行选择，则选择出的图像位置不确定，因此，最大取景框可配置在：最大取景框的中心距离所述变焦区域最接近的位置，且所述最大取景框完全配置在所述实时图像和标准图像的变焦区域以内。例如，如果最大取景框的中心与变焦区域的中心重合时，所述最大取景框完全配置在所述实时图像和标准图像的变焦区域以内，则此时最大取景框中的图像就是：“所述实时图像和标准图像的变焦区域的最大取景框中的图像”；而如果最大取景框的中心与变焦区域的中心重合时，所述最大取景框不能完全配置在所述实时图像和标准图像的变焦区域以内，则在保证所述最大取景框完全配置在所述实时图像和标准图像的变焦区域以内的条件下，可移动所述最大取景框至距离所述变焦区域的中心的最小距离，此时的最大取景框中的图像为：“所述实时图像和标准图像的变焦区域的最大取景框中的图像”。
其中“以网格分割”可为：以固定的预设网格密度的网格将实时图像和标准图像进行分割。
当然，“以网格分割”还可为：将能够完全框选单一第一图像的最小正方形框体构建网格，并应用此种尺寸网格分割实时图像和标准图像。这样以单个最小正方形框体框选单个第一图像，可使第一图像以外的不做参考，从而过滤掉第一图像以外的干扰图像信息。
当然，“以网格分割”还可为：将能够完全框选单一第一图像的N2个最小正方形框体构建网格，并应用此种尺寸网格分割实时图像和标准图像。所述N为大于等于1的正整数，优选为4，就是说，将一个第一图像配置在最小的4*4宫格的网格中，并以此单个网格构建全局的网格分割。本发明通过上述多个最小正方形框体共同框选同一个第一图像，这样就可以提高对比的每一个第一图像的次数，从而方便对比图像的熵。
其中，“判断其他第一图像的所有网格的图像的熵的平均值与局部图像的所有网格的图像的熵的平均值的差是否超过第一阈值”可为：如表1所示，首先，上述“其他第一图像的所有网格的图像的熵的平均值与局部图像的所有网格的图像的熵的平均值”都是缩放后的第一实时图像和局部实时图像，例如，图2是并未有无效局部的实时图像，图3是有遮挡的、局部无效的实时图像。其次，
第一个其他第一图像的图像的熵可计做第一图像1、第二个其他第一图像的熵可计做第一图像2......第i个其他第一图像的熵可计做第一图像i,所述i为大于等于1的正整数。
第一个其他局部图像的图像的熵可计做局部图像1、第二个其他局部图像的熵可计做局部图像2......第j个其他局部图像的熵可计做局部图像j,所述j为大于等于1的正整数。
当i大于j时，所述i的最大值为j，当j大于等于i时，所述j的最大值为i。
第一阈值可为：
Figure BDA0004210654430000071
其中m可为0.1～0.5，优选为0.3，当然，所述第一阈值也可为0.1～0.5，优选为0.3。
本发明通过设置上述图像的熵的平均值进行做差，再将差值与第一阈值进行比较就可知晓实时图像在第一图像的清晰度是否与所述标准图像的局部图像的清晰度的差距过大，这种方式的比较可尽可能在较为具备特征的部分进行摄像头的变焦能力，从而判断摄像头是否需要维护。
其中，所述第一图像和局部图像可为：胃部的褶皱的线条、胃部的带颜色的斑点、肠道的褶皱线条等较为具备特征的部分，其通过管理员进行选取，并配置为局部图像。
图像的清晰度，可为图像的熵、或单位网格内的(总像素点-噪点所占的像素点)/总像素点。本发明通过上述方式可将图像的清晰度进行量化，从而将其配置为一个可比较的数字形式的比较，以验证局部图像的第一图像的清晰度的差距，以便后面知晓是否需要进行维护。
图像的熵表示为图像灰度级集合的比特平均数，单位比特/像素，也描述了图像信源的平均信息量。对于离散形式的二维图像，图像的熵越大越清晰。计算图像的熵的方式为现有技术，此处不赘述，需要保证的是，计算全局的图像的熵的计算方法统一。
其中，“判断局部图像的所有网格的图像的清晰度的平均值与其他第一图像的所有网格的图像的清晰度的平均值的差是否超过第一阈值，若超过，则输出报警信号”时的具体情况可为：
当同时同一实时图像出现两个或两个以上第一图像时，只需要其中一个第一图像的所有网格的图像的清晰度的平均值过低，就立即输出报警信号；也就是说，只需要判断局部图像的所有网格的图像的清晰度的平均值与同一实时图像中任意一个第一图像的所有网格的图像的清晰度的平均值的差是否超过第一阈值，若超过，则输出报警信号。
本发明在同时出现多个第一图像时，只需要检测到有一个第一图像的清晰度不够高，就可以判定此时摄像头采集的实时图像是不够清楚的，因为他和标准图像的局部图像的清晰度差距过大，在多次出现该现象时，理应对其进行报警和维护。
其中“响应于报警信号的输出频率判断所述内窥镜装置的维护的必要性”可为：判断单位时间内输出报警信号的次数是否超过第二阈值，若是，则判定所述内窥镜需要维护。
其中，所述单位时间可为一天或一周或一个月。
其中，所述第二阈值可为2～10次，优选为3次。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种RFID内窥镜跟踪建议系统，其特征在于，包括：
RFID标签模块，其配置在内窥镜本体，其配置有身份标签；
RFID读写模块，其用于读写所述RFID标签模块的身份标签；
图像收集模块，其用于采集内窥镜的摄像头所获取到的实时图像；
数据库，其存储有标准图像和与所述标准图像对应的变焦区域，所述标准图像中包括局部图像；
处理器，其用于判断所述实时图像的变焦区域中是否包含与所述局部图像匹配的至少两个第一图像，若包含，则将所述实时图像缩放，以使至少两个第一图像中尺寸最小的第一图像所占所述实时图像中的占比与所述局部图像所占所述标准图像的占比相同；将实时图像和标准图像配以相同的最大取景框，将所述实时图像的最大取景框内的图像和标准图像的最大取景框内的图像以网格分割，判断局部图像的所有网格的图像的清晰度的平均值与其他第一图像的所有网格的图像的清晰度的平均值的差是否超过第一阈值，若超过，则输出报警信号；
检测模块，其响应于报警信号的输出频率判断所述内窥镜的维护的必要性。
2.根据权利要求1所述的一种RFID内窥镜跟踪建议系统，其特征在于，所述以网格分割包括：
将能够完全框选单一第一图像的最小正方形框体构建网格，并应用所述网格分割图像数据实时图像和标准图像。
3.根据权利要求1所述的一种RFID内窥镜跟踪建议系统，其特征在于，所述以网格分割包括：
将能够完全框选单一第一图像的N2个最小正方形框体构建网格，并应用所述网格分割实时图像和标准图像。
4.根据权利要求1所述的一种RFID内窥镜跟踪建议系统，其特征在于，所述判断所述实时图像的变焦区域中是否包含与所述局部图像匹配的至少两个第一图像，包括：
当且仅仅当摄像头采集的实时图像中出现至少两个在同一个标准图像的局部图像时，才将此时的摄像头采集的实时图像进行收集。
5.根据权利要求1所述的一种RFID内窥镜跟踪建议系统，其特征在于，所述最大取景框配置在：所述最大取景框的中心距离所述变焦区域最接近的位置，且所述最大取景框完全配置在所述实时图像和标准图像的变焦区域以内。
6.利用权利要求1～5任意一项所述的一种RFID内窥镜跟踪建议系统的跟踪方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取身份标签；
判断身份标签对应的内窥镜是否需要维护，若否则采集内窥镜的摄像头的实时图像；
判断所述实时图像的变焦区域中是否包含与所述局部图像匹配的至少两个第一图像，若包含，则将所述实时图像缩放，以使至少两个第一图像中尺寸最小的第一图像所占所述实时图像中的占比与所述局部图像所占所述标准图像的占比相同；
将实时图像和标准图像配以相同的最大取景框，将所述实时图像的最大取景框内的图像和标准图像的变焦区域的最大取景框内的图像以网格分割；
判断局部图像的所有网格的图像的清晰度的平均值与其他第一图像的所有网格的图像的清晰度的平均值的差是否超过第一阈值，若超过，则输出报警信号。
7.根据权利要求6所述的一种RFID内窥镜跟踪建议系统跟踪方法，其特征在于，所述以网格分割包括：
将能够完全框选单一第一图像的最小正方形框体构建网格，并应用所述网格分割实时图像和标准图像。
8.根据权利要求6所述的一种RFID内窥镜跟踪建议系统跟踪方法，其特征在于，所述以网格分割包括：
将能够完全框选单一第一图像的N2个最小正方形框体构建网格，并应用所述网格分割实时图像和标准图像。
9.根据权利要求6所述的一种RFID内窥镜跟踪建议系统跟踪方法，其特征在于，所述判断所述实时图像的变焦区域中是否包含与所述局部图像匹配的至少两个第一图像，包括：
当且仅仅当摄像头采集的实时图像中出现至少两个在同一个标准图像的局部图像时，才将此时的摄像头采集的实时图像进行收集。
10.根据权利要求6所述的一种RFID内窥镜跟踪建议系统跟踪方法，其特征在于，所述最大取景框配置在：所述最大取景框的中心距离所述变焦区域最接近的位置，且所述最大取景框完全配置在所述实时图像和标准图像的变焦区域以内。
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