一種體內(nèi)微型傳感器圖像采集處理裝置及其處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像采集處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種體內(nèi)微型傳感器圖像采集處理裝置及其處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]膠囊內(nèi)窺鏡是在能夠由被檢體咽下的小型膠囊型殼體內(nèi)部具有攝像功能和無(wú)線通信功能等的醫(yī)療設(shè)備。膠囊內(nèi)窺鏡在從被檢體口中被吞下后，通過(guò)蠕動(dòng)運(yùn)動(dòng)等在消化管內(nèi)部移動(dòng)，并且以預(yù)定的攝像速率沿著時(shí)間序列依次拍攝消化管內(nèi)的圖像，并將所得到的體內(nèi)圖像依次無(wú)線發(fā)送到被檢體外部的接收裝置。被檢體內(nèi)部的膠囊內(nèi)窺鏡在將體內(nèi)圖像組發(fā)送到接收裝置后，最終被排出到被檢體外部。
[0003]國(guó)內(nèi)膠囊式內(nèi)窺鏡研發(fā)正熱市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)1000億元，而作為體內(nèi)診查病變定位，病變圖象識(shí)別市場(chǎng)將更上一層樓，它解決了膠囊式內(nèi)窺鏡臨床圖像不清及不能控制和不能診斷的問(wèn)題，預(yù)測(cè)將達(dá)200億元市場(chǎng)規(guī)模。
[0004]內(nèi)窺鏡的推出，曾被國(guó)際醫(yī)學(xué)界視為是內(nèi)科檢查技術(shù)的一大革命性進(jìn)展。目前市場(chǎng)上已開(kāi)發(fā)出多種內(nèi)窺鏡，包括胃鏡、腸鏡、喉鏡、子宮鏡等各種產(chǎn)品，并為世界各國(guó)醫(yī)院普遍采用。但傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡也有一些固有缺點(diǎn)，比如容易引起病人惡心和嘔吐，使病人產(chǎn)生痛苦的感覺(jué)；而且，傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡也有“盲區(qū)”，比如腸道鏡只能做大腸內(nèi)檢查，卻無(wú)法檢查到小腸部分。而這些無(wú)法觸及的部位往往會(huì)發(fā)生發(fā)病率較高的消化道系統(tǒng)疾病，如十二指腸潰瘍、克羅恩氏癥等。
[0005]近幾年，消化道疾病檢查儀開(kāi)發(fā)出了一種革命性的新型產(chǎn)品一一可吞服式內(nèi)窺鏡，又名“膠囊式內(nèi)窺鏡”。其大小形狀與普通藥用膠囊非常相似，為1.2X0.4英寸，僅比普通膠囊稍大一些。
[0006]據(jù)介紹，吞服式內(nèi)窺鏡的外殼采用耐消化的透明高分子材料所制成，內(nèi)藏一只微型攝像機(jī)并由一粒高性能電池驅(qū)動(dòng)。病人用溫開(kāi)水將這?！澳z囊”吞下去之后，內(nèi)置的微型攝像機(jī)立即開(kāi)始工作，并將病人從胃到腸道內(nèi)部的情況一一進(jìn)行攝像，同時(shí)將拍攝的照片傳輸給醫(yī)生。醫(yī)生不僅可隨時(shí)觀察病人消化道內(nèi)的病變情況，還可將重要照片定格和放大，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)病灶和作出診斷結(jié)果。
[0007]據(jù)介紹，這種吞服式內(nèi)窺鏡最初每秒鐘只能拍攝2張照片，經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，拍攝速度已提高到每秒14張。這一速度已能滿足拍攝到消化道內(nèi)的任何角度的照片，從而可使醫(yī)生更精確地判斷病灶所在位置。
[0008]目前，不僅英國(guó)和以色列公司已開(kāi)發(fā)上市了吞服式內(nèi)窺鏡，日本也在研制同類產(chǎn)品。據(jù)悉，日本奧林巴斯公司在幾年前已獨(dú)立研制成自己的吞服式內(nèi)窺鏡，但其拍攝速度僅為每秒2張，與英國(guó)以色列合作開(kāi)發(fā)的早期吞服式內(nèi)窺鏡產(chǎn)品性能類似。
[0009]據(jù)國(guó)外報(bào)道，吞服式內(nèi)窺鏡PillCam于2006年首先在歐盟國(guó)家上市，2007年經(jīng)FDA批準(zhǔn)在美國(guó)上市。估計(jì)全球已有數(shù)十萬(wàn)病人使用過(guò)吞服式內(nèi)窺鏡。但該產(chǎn)品價(jià)格不菲，每粒PillCam的售價(jià)在400美元左右，但據(jù)了解，該產(chǎn)品在歐盟一些國(guó)家和美國(guó)均已進(jìn)入醫(yī)療保險(xiǎn)報(bào)銷藥品/醫(yī)療器械名單中，故對(duì)病人來(lái)說(shuō)沒(méi)有增加經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
[0010]近悉，英國(guó)公司新近又開(kāi)發(fā)出第二代吞服式內(nèi)窺鏡。據(jù)該公司CEO介紹，第二代吞服式內(nèi)窺鏡的技術(shù)性能優(yōu)于第一代吞服式內(nèi)窺鏡。其主要優(yōu)點(diǎn)是，發(fā)現(xiàn)6mm以上(大腸)息肉的幾率從原來(lái)的64%提高至84% ;大腸腺瘤撿出率則提高6個(gè)百分點(diǎn)(從73%增至79% )，而關(guān)鍵的結(jié)腸癌撿出率則比常規(guī)腸鏡提高1/3。而且經(jīng)幾年來(lái)全球數(shù)十萬(wàn)病人臨床使用的結(jié)果顯示其迄今未有不良副作用報(bào)告。此外，第二代吞服式內(nèi)窺鏡采用廣角鏡微型鏡頭，可令醫(yī)生更清晰地發(fā)現(xiàn)病灶所在位置和病變程度等情況。
[0011]但是，現(xiàn)有技術(shù)中的膠囊式內(nèi)窺鏡在人體內(nèi)進(jìn)行拍照時(shí)，鏡頭成像會(huì)收到體液的干擾，而且在某些拍攝角度下，圖片的亮度和清晰度會(huì)受到光線折射的干擾而影響清晰度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種體內(nèi)微型傳感器圖像采集處理裝置及其處理方法，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，降低干擾，提高圖像的清晰度。
[0013]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。
[0014]一種體內(nèi)微型傳感器圖像采集處理裝置，包括外殼，外殼內(nèi)設(shè)置有攝像機(jī)構(gòu)和圖像處理機(jī)構(gòu)，其特征在于:
[0015]攝像機(jī)構(gòu)位于外殼的頂部，外殼的頂部外沿固定有凸緣，凸緣內(nèi)設(shè)置有與凸緣內(nèi)側(cè)壁連通的第一導(dǎo)流孔，第一導(dǎo)流孔的末端分別連接有第二導(dǎo)流孔和第三導(dǎo)流孔，第二導(dǎo)流孔的末端與凸緣的頂壁連通，第三導(dǎo)流孔與凸緣的外側(cè)壁連通，第二導(dǎo)流孔與第三導(dǎo)流孔之間設(shè)置有導(dǎo)流板；外殼的頂部設(shè)置有第一濾光片，第一濾光片的外表面設(shè)置有若干個(gè)凹槽，第一濾光片的后方設(shè)置有第二濾光片，第二濾光片上設(shè)置有與凹槽一一對(duì)應(yīng)的弧形凸起部；
[0016]圖像處理機(jī)構(gòu)包括，定位模塊，用于標(biāo)定圖片上的特征點(diǎn)；分割模塊，用于對(duì)圖片進(jìn)行分割；合成模塊，用于對(duì)分割后的圖片區(qū)域塊進(jìn)行去噪處理；融合模塊，用于將處理后的圖片區(qū)域塊進(jìn)行復(fù)原，組成一幅完整的圖片。
[0017]作為優(yōu)選，所述第一導(dǎo)流孔位于凸緣的底部，并且與第一濾光片平行設(shè)置，第二導(dǎo)流孔的末端與凸緣的頂壁垂直設(shè)置，第二導(dǎo)流孔與第一導(dǎo)流孔通過(guò)弧形導(dǎo)流孔連接，弧形導(dǎo)流孔的圓心角為225°，第三導(dǎo)流孔連接在弧形導(dǎo)流孔上，第三導(dǎo)流孔的外側(cè)端向著第一濾光片的方向傾斜，第三導(dǎo)流孔與水平面的夾角為25°。
[0018]作為優(yōu)選，所述第一導(dǎo)流孔、第二導(dǎo)流孔和第三導(dǎo)流孔的內(nèi)徑之比為3: 2: 4。
[0019]作為優(yōu)選，所述導(dǎo)流板與水平方向的夾角為67°，導(dǎo)流板與第二導(dǎo)流孔的最小距離與第二導(dǎo)流孔的內(nèi)徑之比為1: 7，導(dǎo)流板與第三導(dǎo)流孔的最小距離與第三導(dǎo)流孔的內(nèi)徑之比為1: 8。
[0020]一種使用上述的體內(nèi)微型傳感器圖像采集處理裝置的圖像采集處理方法，包括以下步驟:
[0021]A、消化道的影像通過(guò)第一濾光片和第二濾光片進(jìn)入攝像機(jī)構(gòu)，攝像機(jī)構(gòu)將拍攝的圖片傳輸至圖像處理機(jī)構(gòu)；
[0022]B、定位模塊對(duì)圖片中亮度超過(guò)最高閾值和最低閾值的區(qū)域，以及亮度變化率超過(guò)變化率閾值的區(qū)域進(jìn)行特征點(diǎn)標(biāo)定；
[0023]C、分割模塊根據(jù)特征點(diǎn)標(biāo)定的結(jié)果對(duì)圖片進(jìn)行分割，每個(gè)圖片區(qū)域塊至少包含一個(gè)特征點(diǎn)；
[0024]D、合成模塊以圖片區(qū)域塊內(nèi)的特征點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，對(duì)整個(gè)圖片區(qū)域塊的亮度和對(duì)比度進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整時(shí)以特征點(diǎn)為中心，向外側(cè)依次調(diào)整，位于以特征點(diǎn)為圓心的任意一個(gè)同心圓上的像素的調(diào)整幅度相同；
[0025]E、合成模塊將調(diào)整后的圖片區(qū)域塊的分割邊緣進(jìn)行對(duì)比，如果相鄰的兩個(gè)分割邊緣的對(duì)比度或者亮度差超過(guò)融合閾值，則重新調(diào)整兩個(gè)相鄰的圖片區(qū)域塊中所有特征點(diǎn)的亮度或?qū)Ρ榷龋箖蓚€(gè)分割邊緣的對(duì)比度或者亮度差位于融合閾值之內(nèi)；
[0026]F、融合模塊將經(jīng)過(guò)上述調(diào)整的圖片區(qū)域塊進(jìn)行合并，并對(duì)分割邊緣的圖像進(jìn)行均化處理，消除分割邊緣的圖像裂痕。
[0027]作為優(yōu)選，步驟D中，以特征點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以圖片區(qū)域塊的延伸方向?yàn)闄M坐標(biāo)，以對(duì)圖片區(qū)域塊進(jìn)行調(diào)整的調(diào)整幅度為縱坐標(biāo)，調(diào)整幅度呈正態(tài)分布曲線，以特征點(diǎn)的調(diào)整幅度控制正態(tài)分布曲線的σ取值。
[0028]作為優(yōu)選，步驟E中，同一圖片區(qū)域塊內(nèi)的不同的特征點(diǎn)的單次調(diào)整幅度小于等于5%，不同圖片區(qū)域塊的特征點(diǎn)的單次調(diào)整幅度小于等于10%，調(diào)整過(guò)程中，兩個(gè)圖片區(qū)域塊內(nèi)的特征點(diǎn)交替進(jìn)行。
[0029]采用上述技術(shù)方案所帶來(lái)的有益效果在于:本發(fā)明利用外殼外側(cè)設(shè)置的凸緣，可以有效地阻擋體液向鏡頭位置的流動(dòng)，凸緣內(nèi)部的三個(gè)導(dǎo)流孔可以在外殼處于任意角度時(shí)，使進(jìn)入凸緣內(nèi)部的體液快速地排出。導(dǎo)流板與弧形導(dǎo)流孔、第二導(dǎo)流孔和第三導(dǎo)流孔的位置配合可以防止外部體液的逆流。第一濾光片上的凹槽可以提高體液從第一濾光片上排出的速度，第二濾光片上的弧形凸起部針對(duì)凹槽設(shè)計(jì)，可以糾正由于凹槽造成的光線散射而出現(xiàn)的圖像畸變。對(duì)于采集到的圖像按照特征點(diǎn)的分布情況進(jìn)行分割，并進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的亮度和對(duì)比度的調(diào)整，可以提高特征點(diǎn)部位的圖像辨識(shí)度，在合并之間將各個(gè)圖片區(qū)域塊的整體亮度和對(duì)比度進(jìn)行均衡，從而保持了合并之后圖片的整體性。分割邊緣的圖像進(jìn)行均化處理，可以進(jìn)一步提高合并之后圖像的質(zhì)量。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1是本發(fā)明一個(gè)【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)圖。
[0031]圖2是本發(fā)明一個(gè)【具體實(shí)施方式】中凸緣內(nèi)部的結(jié)構(gòu)圖。
[0032]圖3是本發(fā)明一個(gè)【具體實(shí)施方式】中濾光機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖
[0033]圖4是本發(fā)明一個(gè)【具體實(shí)施方式】中圖像處理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0034]圖中:1、外殼；2、攝像機(jī)構(gòu)；3、圖像處理機(jī)構(gòu)；4、第一導(dǎo)流孔；5、第二導(dǎo)流孔；6、第三導(dǎo)流孔；7、導(dǎo)流板；8、第一濾光片；9、凹槽；10、第二濾光片；11、弧形凸起部；12、定位模塊；13、分割模塊；14、合成模塊；15、融合模塊；16、弧形導(dǎo)流孔；17、攝像頭；18、凸緣。
【具體實(shí)施方式】
[0035]本發(fā)明中使用到的標(biāo)準(zhǔn)零件均可以從市場(chǎng)上購(gòu)買，異形件根據(jù)說(shuō)明書(shū)的和附圖的記載均可以進(jìn)行訂制，各個(gè)零件的具體連接方式均采用現(xiàn)有技術(shù)中成熟的螺栓、鉚釘、焊接、粘貼等常規(guī)手段，在此不再詳述。
[0036]參照?qǐng)D1-4，本發(fā)明一個(gè)【具體實(shí)施方式】包括外殼1，外殼I內(nèi)設(shè)置有攝像機(jī)構(gòu)2和圖像處理機(jī)構(gòu)3，
[0037]攝像機(jī)構(gòu)2位于外殼I的頂部，外殼I的頂部外沿固定有凸緣18，凸緣18內(nèi)設(shè)置有與凸緣內(nèi)側(cè)壁連通的第一導(dǎo)流孔4，第一導(dǎo)流孔4的末端分別連接有第二導(dǎo)流孔5和第三導(dǎo)流孔6，第二導(dǎo)流孔5的末端與凸緣的頂壁連通，第三導(dǎo)流孔6與凸緣的外側(cè)壁連通，第二導(dǎo)流孔5與第三導(dǎo)流孔6之間設(shè)置有導(dǎo)流板7 ;外殼I的頂部設(shè)置有第一濾光片8，第一濾光片8的外表面設(shè)置有若干個(gè)凹槽9，第一濾光片8的后方設(shè)置有第二濾光片1