一种荧光显影方法及装置与流程

本发明涉及荧光显影及图像处理，更具体的说是涉及一种荧光显影方法及装置。背景技术：1、随着内窥镜的发展，微创手术渐渐取代了传统的大手术成为主流。荧光显影成像由于其能够突显出靶向细胞的技术，使得内窥镜具备了独特的优势。临床医生在切除手术中，要从一整块组织中划分出病变的细胞组织并切除，往往很难做区分，有时可能会切割到正常细胞，有时可能没有切除完全，需要进行二次手术，这大大影响了手术的效率。2、荧光显影技术是通过靶向药物对病变细胞进行“标记”，再在手术过程中通过荧光照射，最终在图像上突显出该“标记”区域，来辅助临床医生手术。由此，荧光显影技术就显得格外重要。传统的荧光显影是通过交替曝光的方式分别采集白光和荧光图像，并将相邻的两帧图像进行融合叠加，最终可以呈现出具有荧光效果的图像。这种方式是目前主流的荧光显影技术，但该方式会降低视频图像的帧率，由于交替曝光和硬件的影响，最终可能会导致视频图像的帧率大大减少。这对于原本白光场景下帧率不太高的视频而言，在切换到荧光效果下，就会出现延迟卡顿的现象，从而影响临床医生的心态，这种卡顿、丢帧的状况在手术场景中是不能容忍的。3、另一种荧光显影技术是利用双cmos(互补金属氧化物半导体)图像传感器的成像方式，一个cmos图像传感器用来接收白光的画面，另一个cmos图像传感器用来接收荧光的画面，最终将两个cmos图像传感器拍摄到的画面进行融合叠加。该种方式相较于主流的荧光显影技术虽然保证了视频帧率与白光的输出相同，但用到了两个cmos图像传感器，因此加大了成本的投入。技术实现思路1、本发明的目的在于提供一种荧光显影方法及装置，以解决现有技术中通过交替曝光的方式分别采集白光和荧光图像，会降低视频图像的帧率，而采用双cmos图像传感器成像又存在成本较高的问题。2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：3、第一方面，本发明提供了一种荧光显影方法，包括：4、使用由不含红光的可见光与红外光组成的恒定光线照射荧光标记的目标区域；5、采集经过目标区域反射的光线所形成的图像；6、根据红外光和可见光的不同波段，将采集的图像进行图像通道分离，得到红光通道分量和非红光通道分量，将所述红光通道分量呈现的图像作为荧光灰度图像，所述非红光通道分量生成的灰度图像作为基础图像；7、将荧光灰度图像使用彩色表示并与基础图像融合，生成具有荧光显影效果的灰度图像。8、进一步地，所述采集经过目标区域反射的光线所形成的图像，包括：9、接收经过目标区域反射的光线，根据红外光和可见光的光谱将接收到的光线转换为电信号，再将电信号转换为数字信号，输出bayer格式的图像。10、进一步地，所述红光通道分量是由红外光激发目标区域中的荧光染色物质后发射出的荧光信号所呈现的图像，所述非红光通道分量是由可见光照射目标区域反射出的光所呈现的图像。11、进一步地，所述将荧光灰度图像使用彩色表示并与基础图像融合，生成具有荧光显影效果的灰度图像，包括：12、将荧光灰度图像使用与灰度图像明显不同的单色表示荧光显影区域，并按照不同像素位置的灰度值，为不同显影区域分配不同的权重，得到单色荧光渐变图像；13、将单色荧光渐变图像与基础图像融合，生成具有荧光显影效果的灰度图像。14、进一步地，所述将单色荧光渐变图像与基础图像融合，生成具有荧光显影效果的灰度图像，包括：15、根据以下公式，将所述单色荧光渐变图像与所述基础图像进行融合处理，得到具有荧光显影效果的灰度图像：16、i＝σ*io+(1-σ)*w*if17、式中，io表示基础图像，if表示荧光灰度图像，i表示融合后的图像，σ表示融合常数；w表示荧光灰度图像中不同显影区域的权重：18、19、式中，a代表常数，x表示荧光灰度图像中不同像素位置的灰度值。20、进一步地，所述将荧光灰度图像使用彩色表示并与基础图像融合，生成具有荧光显影效果的灰度图像，包括：21、将荧光灰度图像转换为伪彩图，得到彩色浓度渐变图像；22、将所述彩色浓度渐变图像与所述基础图像进行加权融合，得到具有彩色荧光显影效果的灰度图像。23、进一步地，所述将荧光灰度图像转换为伪彩图，得到彩色浓度渐变图像，包括：24、根据以下转换公式，将荧光灰度图像转换为伪彩图：25、26、27、28、其中，x表示荧光灰度图像中不同像素位置的灰度值。29、进一步地，所述可见光采用蓝光或绿光，或者由蓝光和绿光组合而成的光线。30、第二方面，本发明提供了一种荧光显影装置，包括：31、恒定光源，其发出的光线为由不含红光的可见光与红外光组成的恒定光线，用于照射荧光标记的目标区域；32、单图像传感器，用于采集经过目标区域反射的光线所形成的图像；33、图像通道分离模块，用于根据红外光和可见光的不同波段，将采集的图像进行图像通道分离，得到红光通道分量和非红光通道分量，将所述红光通道分量呈现的图像作为荧光灰度图像，所述非红光通道分量生成的灰度图像作为基础图像；34、图像融合模块，用于将荧光灰度图像使用彩色表示并与基础图像融合，生成具有荧光显影效果的灰度图像。35、进一步地，所述单图像传感器设置在内窥镜前端，用于接收经过目标区域反射的光线，并根据红外光和可见光的光谱将接收到的光线转换为电信号，再将电信号转换为数字信号，输出bayer格式的图像。36、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：37、(1)本发明提出的荧光显影方法，不需要交替曝光的降帧方式来获取荧光图像，而是采用一种恒定的曝光方式获取荧光图像，其能够不降帧的呈现出荧光视频，使得手术视频更加流畅，并且红外光与不含红光的可见光的波长相差较大，在对两段波长生成效果图进行分离操作时，不容易产生干扰，由此呈现出的图像误差较低，准确性更加可靠，使得临床医生手术判断更加准确；38、(2)本发明仅需要一个图像传感器，实现了在使用单图像传感器的情况下可以使得输出的荧光显影视频接近白光场景下的视频帧率，降低了成本投入；39、(3)本发明通过图像通道分离模块对红光和非红光图像进行分离操作，不仅减小了对硬件的要求，进一步降低了成本投入，还大大降低了帧率损失。技术特征：1.一种荧光显影方法，其特征在于，包括：2.根据权利要求1所述的荧光显影方法，其特征在于，所述采集经过目标区域反射的光线所形成的图像，包括：3.根据权利要求1所述的荧光显影方法，其特征在于，所述红光通道分量是由红外光激发目标区域中的荧光染色物质后发射出的荧光信号所呈现的图像，所述非红光通道分量是由可见光照射目标区域反射出的光所呈现的图像。4.根据权利要求1所述的荧光显影方法，其特征在于，所述将荧光灰度图像使用彩色表示并与基础图像融合，生成具有荧光显影效果的灰度图像，包括：5.根据权利要求4所述的荧光显影方法，其特征在于，所述将单色荧光渐变图像与基础图像融合，生成具有荧光显影效果的灰度图像，包括：6.根据权利要求1所述的荧光显影方法，其特征在于，所述将荧光灰度图像使用彩色表示并与基础图像融合，生成具有荧光显影效果的灰度图像，包括：7.根据权利要求6所述的荧光显影方法，其特征在于，所述将荧光灰度图像转换为伪彩图，得到彩色浓度渐变图像，包括：8.根据权利要求1所述的荧光显影方法，其特征在于，所述可见光采用蓝光或绿光，或者由蓝光和绿光组合而成的光线。9.一种荧光显影装置，其特征在于，包括：10.根据权利要求9所述的荧光显影装置，其特征在于，所述单图像传感器设置在内窥镜前端，用于接收经过目标区域反射的光线，并根据红外光和可见光的光谱将接收到的光线转换为电信号，再将电信号转换为数字信号，输出bayer格式的图像。技术总结本发明公开了一种荧光显影方法及装置。所述方法包括：使用由不含红光的可见光与红外光组成的恒定光线照射荧光标记的目标区域；采集经过目标区域反射的光线所形成的图像；根据红外光和可见光的不同波段，将采集的图像进行图像通道分离，得到红光通道分量和非红光通道分量，将所述红光通道分量呈现的图像作为荧光灰度图像，所述非红光通道分量生成的灰度图像作为基础图像；将荧光灰度图像使用彩色表示并与基础图像融合，生成具有荧光显影效果的灰度图像。本发明能够不降帧的呈现出荧光视频，实现了在使用单图像传感器的情况下使得输出的荧光显影视频接近白光场景下的视频帧率，硬件要求低，成本投入低。技术研发人员：黄新俊,戚唐尧受保护的技术使用者：南京图格医疗科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/16