本發(fā)明涉及醫(yī)療領(lǐng)域，特別涉及到一種處理使用彩色圖像傳感器采集的圖像的方法。

背景技術(shù)：

僅在美國(guó)，每年就會(huì)有超過(guò)三百萬(wàn)人患上腸胃疾病(GI)。造成這些疾病的原因難以診斷，且有超過(guò)三分之一的病例無(wú)法找到病因。內(nèi)窺鏡是一種適當(dāng)?shù)尼t(yī)療診斷技術(shù)，有助于確定腸胃疾病的原因，但是傳統(tǒng)的內(nèi)窺鏡需要用有線裝置穿過(guò)部分胃腸道，因此會(huì)造成病人的不適。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種處理使用彩色圖像傳感器采集的圖像的方法，圖像包括多個(gè)色彩通道中的多個(gè)樣本，其特征在于，該方法包括：

根據(jù)多個(gè)色彩通道生成一個(gè)亮度通道；

根據(jù)多個(gè)色彩通道中的亮度通道和第一色彩通道之間的差別生成一個(gè)第一色度通道；

根據(jù)多個(gè)色彩通道中的亮度通道和第二色彩通道之間的差別生成一個(gè)第二色度通道；

使用處理器，以及無(wú)損預(yù)測(cè)編碼模式，為亮度通道和第一和第二色度通道生成多個(gè)預(yù)測(cè)樣本值；

計(jì)算多個(gè)預(yù)測(cè)樣本值和各生成的樣本值之間的多個(gè)差值；

對(duì)多個(gè)差值進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼來(lái)生成經(jīng)過(guò)處理的圖像。

作為優(yōu)選的，亮度通道的每個(gè)樣本值都可以使用加法和位移操作來(lái)生成。

作為優(yōu)選的，第一和第二色度通道的每個(gè)樣本值都可以使用加法、減法和位移操作來(lái)生成。

作為優(yōu)選的，進(jìn)一步包括在生成多個(gè)預(yù)測(cè)樣本值之前，相對(duì)于亮度通道對(duì)第一或第二色度通道進(jìn)行二次取樣。

作為優(yōu)選的，進(jìn)一步包括在生成多個(gè)預(yù)測(cè)樣本值之前對(duì)圖像的至少一部分進(jìn)行裁剪。

作為優(yōu)選的，無(wú)損預(yù)測(cè)編碼模式是JPEG無(wú)損預(yù)測(cè)編碼模式。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明提供的處理使用彩色圖像傳感器采集的圖像的方法可使無(wú)線膠囊內(nèi)窺鏡技術(shù)變?yōu)榭赡埽瑴p少病人的不適。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的處理使用彩色圖像傳感器采集的圖像的方法所對(duì)應(yīng)的WCE系統(tǒng)；

圖2是本發(fā)明中圖像處理器樣機(jī)的簡(jiǎn)化塊狀圖；

圖3是本發(fā)明中處理使用彩色圖片傳感器采集的圖片的方法的流程圖；

圖4是本發(fā)明所提供的的無(wú)線傳輸生成內(nèi)窺鏡圖形的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

本發(fā)明提供了處理使用彩色圖像傳感器采集的圖像的方法，其工作原理是通過(guò)使無(wú)線膠囊內(nèi)窺鏡技術(shù)變?yōu)榭赡埽_(dá)到減少病人的不適的目的。

下面結(jié)合實(shí)施例和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖1-圖4所示，一種處理使用彩色圖像傳感器采集的圖像的方法，圖像包括多個(gè)色彩通道中的多個(gè)樣本，其特征在于，該方法包括：

根據(jù)多個(gè)色彩通道生成一個(gè)亮度通道；

根據(jù)多個(gè)色彩通道中的亮度通道和第一色彩通道之間的差別生成一個(gè)第一色度通道；

根據(jù)多個(gè)色彩通道中的亮度通道和第二色彩通道之間的差別生成一個(gè)第二色度通道；

使用處理器，以及無(wú)損預(yù)測(cè)編碼模式，為亮度通道和第一和第二色度通道生成多個(gè)預(yù)測(cè)樣本值；

計(jì)算多個(gè)預(yù)測(cè)樣本值和各生成的樣本值之間的多個(gè)差值；

對(duì)多個(gè)差值進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼來(lái)生成經(jīng)過(guò)處理的圖像。

值得注意的是，亮度通道的每個(gè)樣本值都可以使用加法和位移操作來(lái)生成。

值得注意的是，第一和第二色度通道的每個(gè)樣本值都可以使用加法、減法和位移操作來(lái)生成。

值得注意的是，進(jìn)一步包括在生成多個(gè)預(yù)測(cè)樣本值之前，相對(duì)于亮度通道對(duì)第一或第二色度通道進(jìn)行二次取樣。

值得注意的是，進(jìn)一步包括在生成多個(gè)預(yù)測(cè)樣本值之前對(duì)圖像的至少一部分進(jìn)行裁剪。

值得注意的是，無(wú)損預(yù)測(cè)編碼模式是JPEG無(wú)損預(yù)測(cè)編碼模式。

本發(fā)明的具體使用步驟如下：再如圖1-圖4所示，如圖1展示了一個(gè)WCE系統(tǒng)的例子。WCE系統(tǒng)100包括一個(gè)WCE膠囊110，其本身包含一個(gè)數(shù)字圖像傳感器120(可選配鏡頭115)；一個(gè)光源125，用來(lái)照亮胃腸道，讓圖像傳感器120獲取圖像；一個(gè)圖像處理器130；一個(gè)電池145；一個(gè)無(wú)線傳送器135；和一根天線140。傳送器135可以與病人外部的接收器150通訊。接收器150收到的信號(hào)可以傳送至并儲(chǔ)存在工作站160上，該工作站可以是個(gè)人電腦。

光源125可以是一個(gè)發(fā)光二極管(LED)。在采集內(nèi)窺鏡圖像的時(shí)候，可以使用多個(gè)可變光照模式，例如白亮帶成像(WBI)、窄帶成像(NBI)以及某些情況下的自體熒光成像(AFI)。在WBI中，使用了廣譜光源(如白光)來(lái)照亮胃腸道表面。在NBI中，使用了一個(gè)或多個(gè)離散帶光源。例如，在腸胃道成像過(guò)程中，可以使用一個(gè)藍(lán)色和一個(gè)綠色波長(zhǎng)光(例如，中心波長(zhǎng)為415nm和540nm)。窄帶藍(lán)光適用于顯示表皮毛細(xì)管網(wǎng)絡(luò)，而窄帶綠光適用于顯示次表皮血管。在將兩種光源結(jié)合之后，可生成具有高對(duì)比圖的組織表面圖像。

圖像處理器1000一般包含一個(gè)色彩轉(zhuǎn)換模式1020、一個(gè)裁剪器1030、一個(gè)二次取樣器1040、一個(gè)預(yù)測(cè)編碼器1050和一個(gè)可變長(zhǎng)度編碼器1060。圖像處理器1000可以作為一種硬件處理器來(lái)執(zhí)行，例如特定用途集成電路(ASIC)的，安裝在一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)裝置中。在某些情況下，圖像處理器1000可以作為存儲(chǔ)在非暫時(shí)計(jì)算機(jī)刻度媒體中的軟件指令來(lái)執(zhí)行，當(dāng)使用通用處理器執(zhí)行軟件指令的時(shí)候，會(huì)讓處理器執(zhí)行所需的功能。在某些實(shí)施例中，圖像處理器1000的各個(gè)部分可以在軟件中執(zhí)行，且其他部分可以在硬件中執(zhí)行。

色彩轉(zhuǎn)換模塊1020可以接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)，例如從WCE膠囊的圖像傳感器接收數(shù)據(jù)，并從第一色彩空間轉(zhuǎn)換成第二色彩空間。例如，根據(jù)公式(1)、(2)和(3)，圖像轉(zhuǎn)換模塊1020可以將RGB像素?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成YEF色彩空間。因此，色彩轉(zhuǎn)換模塊1020可以配置為根據(jù)多個(gè)RGB色彩通道生成一個(gè)亮度通道、根據(jù)多個(gè)色彩通道中的亮度通道和第一色彩通道蠔仔煎的差別生活曾第一色度通(如綠色分量)，并根據(jù)多個(gè)色彩通道中的亮度通道與第二色彩通道之間的差別生成第二色度通道(如藍(lán)色)。

可使用加法和位移操作來(lái)生成亮度通道的每個(gè)樣本值。同樣，可使用加法、減法和位移操作來(lái)生成色度通道的每個(gè)樣本值(如本文所述)。

另外，可根據(jù)多個(gè)色彩通道中相應(yīng)樣本值的和生成亮度通道的每個(gè)樣本值。該和可以使：第一色彩通道樣本值位移一次除以二；第二色彩通道樣本值位移兩次除以四；以及剩余色彩通道樣本值位移兩次除以四。

相應(yīng)地，亮度通道和第一色彩通道之間的差別可根據(jù)下列內(nèi)容計(jì)算：亮度樣本值位移一次除以二；且第一色彩通道樣本值位移一次除以二。同樣，亮度通道和第二色彩通道之間的差別可通過(guò)下列方式計(jì)算：計(jì)算第一色彩通道沿本質(zhì)與剩余色彩通道樣本值的和，將該和位移三次除以八，并從位移的和中減去第二色彩通道樣本值位移兩次除以四。

第一和第二色彩通道可以對(duì)應(yīng)圖像中主色以外的其他色彩進(jìn)行選擇(如內(nèi)窺鏡圖像的紅色)。

還可以向裁剪器1030提供YEF圖像數(shù)據(jù)，裁剪器可根據(jù)裁剪算法裁剪圖像的至少一個(gè)部分，如本文所述。在某些實(shí)施例中，可以在RGB圖像數(shù)據(jù)上進(jìn)行裁剪，然后轉(zhuǎn)換成YEF色彩空間。

另外，可以將YEF圖像數(shù)據(jù)提供給二次取樣器1040，二次取樣器可根據(jù)一個(gè)或多個(gè)選定的二次取樣方案對(duì)YEF圖像進(jìn)行二次取樣。例如，二次取樣器1040可以根據(jù)YEF812方案對(duì)YEF圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行二次取樣。因此，二次取樣器1040可以相對(duì)于亮度通道對(duì)第一色度通道進(jìn)行二次取樣，或相對(duì)于亮度通道對(duì)第二色度通道進(jìn)行二次取樣。

可以進(jìn)一步將YEF圖像數(shù)據(jù)提供給預(yù)測(cè)編碼器1050，該編碼器可能是一個(gè)DPCM編碼器、JPEG無(wú)損預(yù)測(cè)編碼器。在某些情況下，預(yù)測(cè)編碼器1050可以根據(jù)JPEG無(wú)線預(yù)測(cè)編碼模式-1使用左側(cè)像素預(yù)測(cè)。

預(yù)測(cè)編碼器1050編碼的圖像數(shù)據(jù)可以進(jìn)一步提供給可變長(zhǎng)度編碼器1010，該編碼器可能是一個(gè)Golomb-Rice編碼器，如本文所述。

在可變長(zhǎng)度編碼之后，可以對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出，生成經(jīng)過(guò)處理的圖像，如通過(guò)WCE膠囊發(fā)射器進(jìn)行傳送。

某些部分已被忽略，從而保證對(duì)實(shí)施例的面授不會(huì)模糊不清。例如，可在圖像處理器1000的輸出處提供一個(gè)并聯(lián)-串聯(lián)轉(zhuǎn)換器(P2S)，將輸出數(shù)據(jù)格式化為適合無(wú)線傳輸?shù)拇袛?shù)據(jù)。

如圖2，圖像處理器1000的實(shí)驗(yàn)執(zhí)行和驗(yàn)證說(shuō)明，對(duì)于WBI圖像來(lái)說(shuō)，平均壓縮比為80.4％，對(duì)于NBI圖像來(lái)說(shuō)是79.2％(使用YEF812二次取樣方案)，平均PSNR為43.7dB。因此，生成的QVGA分辨率的圖像可以以5FPS的幀率進(jìn)行傳送。

如圖3所示，方法1100一開(kāi)始是從圖像傳感器在1105接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)。在某些情況下，圖像傳感器可以使RGB圖像傳感器，且圖像數(shù)據(jù)可以使RGB圖像數(shù)據(jù)。

另外，在1110，圖像數(shù)據(jù)可以得到裁剪，如適用裁剪器1030.另外，圖像數(shù)據(jù)可以在轉(zhuǎn)換成YEF色彩空間之后進(jìn)行裁剪。

在1115，YEF色彩空間中的亮度通道可以從RGB圖像數(shù)據(jù)中生成，例如，使用色彩轉(zhuǎn)換模塊1020，如本文所述。

在1120，可以從RGB圖像數(shù)據(jù)生成第一色度通道，例如使用色彩轉(zhuǎn)換模塊1020，如本文所述。同樣，可以在1125從RGB圖像數(shù)據(jù)中生成第二色度通道。

另外，可在1130對(duì)第一色度通道圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行二次取樣，例如使用二次取樣器1040，如本文所述。同樣，也可以在1135對(duì)第二色度通道圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行二次取樣。

在1140，多個(gè)預(yù)測(cè)樣本值和各生成的樣本值之間的多個(gè)差值可以計(jì)算出來(lái)，如使用預(yù)測(cè)編碼器1050，如本文所述。

在1150，多個(gè)差值可以進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼，例如是可變長(zhǎng)度度編碼器1060，如本文所述。

可以在1160輸出需要進(jìn)行無(wú)線傳送的圖像數(shù)據(jù)。

如圖4所示，方法1200開(kāi)始于1210，使用一個(gè)光源(如光源125)照亮一個(gè)診斷區(qū)域，例如在病人的胃腸道中。尤為重要的是，光源可以使光譜光源，生成白光。

在1200，使用圖像傳感器采集了一個(gè)診斷區(qū)域的圖像，如圖像傳感器120。

在采集圖像之后，方法1200可處理圖像，如通過(guò)執(zhí)行犯法1100的1105。

通過(guò)以上的方式，本發(fā)明所提供的處理使用彩色圖像傳感器采集的圖像的方法，通過(guò)使無(wú)線膠囊內(nèi)窺鏡技術(shù)變?yōu)榭赡?，達(dá)到減少病人的不適的目的。

以上所述的僅是本發(fā)明所公開(kāi)的處理使用彩色圖像傳感器采集的圖像的方法的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。