CN105125160B - 一种口腔内窥镜检测***及其检测方法 - Google Patents

一种口腔内窥镜检测***及其检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了提供一种口腔内窥镜检测***及其检测方法。所述口腔内窥镜检测***包括***部、设置于***部内的摄像单元、位移信息采集模块、使用模式设置模块、信号传输模块、与***部连接的操作部、图像控制处理模块、显示装置。利用本发明，在显示装置上呈现的图像为被拍摄部分的正向直观图像，检测者能更好的对被测口腔进行操作，避免了现有口腔内窥镜检测图像颠倒或者倾斜，检测者无法正确判断的情况。

Description

一种口腔内窥镜检测***及其检测方法
技术领域
本发明属于内窥镜技术领域，尤其涉及一种具有特殊图像处理功能的口腔内窥镜检测***及其检测方法。
背景技术
近年来，在***部内置有摄像元件的内窥镜在口腔中的检查被广泛采用。现有口腔内窥镜在使用过程中需要不断的变换位置，其采集的图像会随着***部的颠倒、旋转而颠倒、旋转，观察功能低，检测者很难对口腔进行准确的操作。为了保持图像显示准确性，用户需要不断的调整***部的位置，十分麻烦，也给被观测者造成困扰。
发明内容
为解决上述问题。本发明提供了一种口腔内窥镜检测***，包括***部、设置于***部内的摄像单元、位移信息采集模块、使用模式设置模块、信号传输模块、与***部连接的操作部、图像控制处理模块、显示装置；
摄像单元、位移信息采集模块、使用模式设置模块、信号传输模块均与图像控制处理模块连接，显示装置与信号传输模块连接；
***部用于***到被测口腔内；
摄像单元用于采集被测者口腔图像信息，并传输到图像信息处理模块；
使用模式设置模块用于用户选择自用模式或他用模式；所述自用模式为用户自检口腔的情形，他用模式为用户与被测者相对，对被测者进行口腔检测的情形；
图像控制处理模块植入有自用模式的标准初始姿态坐标系信息、他用模式的标准初始姿态坐标系信息；
所述自用模式的标准初始姿态坐标系信息具体为：用户左肩到右肩的直线方向为X轴正向；与X轴呈九十度夹角,且与摄像单元取像方向相同的方向为Z轴正向；分别垂直Z轴、X轴，且朝向口腔上部的方向为Y轴正向，原点位于操作部到摄像单元的连线上；
所述他用模式的标准初始姿态坐标系信息具体为：被测者右肩到左肩的直线方向为X轴正向；与X轴呈九十度夹角,且与摄像单元取像方向相同的方向为Z轴正向；分别垂直Z轴、X轴，且朝向被测者口腔上部的方向为Y轴正向，原点位于操作部到摄像单元的连线上；
在摄像单元移动过程中，所述自用模式标准的初始姿态坐标系随着壳体移动而整体移动，成为自用模式的标准姿态坐标系；所述他用模式的标准初始姿态坐标系随着壳体移动而整体移动，成为他用模式的标准姿态坐标系；
图像控制处理模块控制摄像单元，并根据用户选择的使用模式及其对应的标准初始坐标系信息、位移信息采集模块采集的旋转角度及旋转速率进行修正；
位移信息采集模块用于检测每一帧图像拍摄过程中，摄像单元到操作部的连线相对于标准姿态坐标系的X轴向Y轴方向旋转的旋转角度、旋转速率；
信号传输模块与图像控制处理模块连接，用于传输信号；
所述显示装置用于显示修正后的图像。
进一步的，在自用模式中，图像控制处理模块对图像进行修正的步骤包括：
步骤一：对采集的图像进行相同旋转速度及相反旋转角度的修正；
步骤二：将步骤一修正后的图像进行180度的镜像翻转。
进一步的，在他用模式中，图像控制处理模块对图像进行修正的方式为：对采集的图像进行相同旋转速度及旋转角度的修正。
进一步的，所述信号传输模块包括无线收发组件或者WIFI收发组件或者蓝牙组件或者USB有线传输组件。
进一步的，所述位移信息采集模块为加速度传感器和/或角速度传感器和/或陀螺仪和/或重力传感器。
进一步的，所述***部的中轴线为摄像单元与操作部的连接线。
上述的口腔内窥镜检测***的检测方法，包括如下步骤：
S1:用户利用使用模式设置模块选择使用模式；
S2:内窥镜摄像单元对准被测口腔，摄像单元开始采集图像信息，位移信息采集模块拍摄的每一帧图像过程中，摄像单元与操作部的连接线相对于标准姿态坐标系X轴向Y轴方向的旋转角度、旋转速率；
S3: 每一帧图像的图像信息及其对应的旋转角度、旋转速率数据被传输到图像控制处理模块；
S4：图像控制处理模块对图像进行修正;
如果为自用模式中，图像控制处理模块对图像进行修正的步骤包括：
步骤一：对采集的图像进行相同旋转速度及相反旋转角度的修正；
步骤二：将步骤一修正后的图像进行180度的镜像翻转；
如果为他用模式，图像控制处理模块对图像进行修正的方式为：对采集的图像进行相同旋转速度及旋转角度的修正。
S5:显示装置予以显示。
本发明的有益效果：
本发明创造性的解决了现有技术中口腔内窥镜采集的图像难以正向显示给观测者的问题，提高了口腔操作的精确度。在保证图像显示准确度的情况下，提高了内窥镜的使用灵活性，及外形设计的灵活性，具有良好的应用价值。
附图说明
图1所示为现有内窥镜自用时的使用示意。
图2为图1中现有内窥镜顺时针方向移动90度时的使用示意。
图3为本发明自用模式下内窥镜时针方向移动90度时的图像翻转示意。
图4所示为现有内窥镜他用时的使用示意。
图5为图4中现有内窥镜逆时针方向移动90度时的使用示意。
图6为本发明他用模式下内窥镜时逆方向移动90度时的图像翻转示意。
具体实施方式
本发明的设计构思为：提供一种内窥镜，该内窥镜形态可以具有***人体口腔的***部及检测者的手持部，在***部在人体口腔内进行任何姿态变化时，在显示装置上呈现的图像为被拍摄部分的正向直观图像，检测者能更好的对被测口腔进行操作，避免了现有口腔内窥镜检测图像颠倒或者倾斜，检测者无法正确判断的情况。
本发明所述口腔内窥镜检测***，包括***部、设置于***部内的摄像单元、位移信息采集模块、使用模式设置模块、信号传输模块、与***部连接的操作部、图像控制处理模块、显示装置。
所述***部用于***到被测口腔内。
所述摄像单元用于采集被测者口腔图像信息，并传输到图像信息处理模块。
使用模式设置模块用于用户选择自用模式或他用模式；所述自用模式为用户自检口腔的情形，他用模式为用户与被测者相对，对被测者进行口腔检测的情形。使用模式设置模块的形式可以为：软件部分设置于图像控制处理，操作控制部分位于内窥镜壳体上，或者使用虚拟按钮切换使用模式。
图像控制处理模块植入有自用模式的标准初始姿态坐标系信息、他用模式的标准初始姿态坐标系信息。
所述自用模式的标准初始姿态坐标系信息具体为：用户左肩到右肩的直线方向为X轴正向；与X轴呈九十度夹角,且与摄像单元取像方向相同的方向为Z轴正向；分别垂直Z轴、X轴，且朝向口腔上部的方向为Y轴正向，原点位于操作部到摄像单元的连线上。
所述他用模式的标准初始姿态坐标系信息具体为：被测者右肩到左肩的直线方向为X轴正向；与X轴呈九十度夹角,且与摄像单元取像方向相同的方向为Z轴正向；分别垂直Z轴、X轴，且朝向被测者口腔上部的方向为Y轴正向，原点位于操作部到摄像单元的连线上。
在摄像单元移动过程中，所述自用模式标准的初始姿态坐标系随着壳体移动而整体移动，成为自用模式的标准姿态坐标系；所述他用模式的标准初始姿态坐标系随着壳体移动而整体移动，成为他用模式的标准姿态坐标系。
以上坐标系的设置方式保证了任何时候都是仅与被测口腔关联，与用户自己或者被测者的姿态无关，提高了内窥镜使用的灵活性。
该坐标系的设计与内窥镜的形态无关，只与摄像头与手持部的相对位置关联，提高了内窥镜形态设计的灵活性，也为位移信息采集模块信息采集提供便利。优选的，***部的中轴线为摄像单元与操作部的连接线。
位移信息采集模块用于检测每一帧图像拍摄过程中，摄像单元到操作部的连线相对于标准姿态坐标系的X轴向Y轴方向旋转的旋转角度、旋转速率。该模块的设置可以为加速度传感器和/或角速度传感器和/或陀螺仪和/或重力传感器。
所述图像控制处理模块控制摄像单元，并根据用户选择的使用模式及其对应的标准初始坐标系信息、位移信息采集模块采集的旋转角度及旋转速率进行修正。修正方法为：
在自用模式中，图像控制处理模块对图像进行修正的步骤包括：
步骤一：对采集的图像进行相同旋转速度及相反旋转角度的修正；
步骤二：将步骤一修正后的图像进行180度的镜像翻转。
在他用模式中，图像控制处理模块对图像进行修正的方式为：对采集的图像进行相同旋转速度及旋转角度的修正。
信号传输模块与图像控制处理模块连接，用于传输信号。所述信号传输模块除了必要的现有传输电路外，还可以包括无线收发组件或者WIFI收发组件或者蓝牙组件或者USB有线传输组件。
所述显示装置用于显示修正后的图像。该显示装置可以为手机、电脑、平板。显示装置应该正对用户自己或者检测者。
下面对本发明的检测步骤进行说明。
S1:用户利用使用模式设置模块选择使用模式；
S2:内窥镜摄像单元对准被测口腔，摄像单元开始采集图像信息，位移信息采集模块拍摄的每一帧图像过程中，摄像单元与操作部的连接线相对于标准姿态坐标系X轴向Y轴方向的旋转角度、旋转速率；
S3: 每一帧图像的图像信息及其对应的旋转角度、旋转速率数据被传输到图像控制处理模块；
S4：图像控制处理模块对图像进行修正。
如果为自用模式中，图像控制处理模块对图像进行修正的步骤包括：
步骤一：对采集的图像进行相同旋转速度及相反旋转角度的修正；
步骤二：将步骤一修正后的图像进行180度的镜像翻转。
如果为他用模式，图像控制处理模块对图像进行修正的方式为：对采集的图像进行相同旋转速度及旋转角度的修正。
S5:显示装置予以显示。
上述过程中所有信号的传输均由信号传输模块完成。
为了更好的说明本发明的效果，下面结合图1-6进行举例说明。
图1-3为自用模式下的示意图。
如图1所示为现有内窥镜的使用示意，我们以内窥镜水平左侧摄像头正视牙齿为内窥镜初始状态。内窥镜在初始情况下，显示影像与眼睛正视牙齿的影像成Y轴旋转180度状态。显示影像与眼睛正视所见实物影像成左右旋转了180度，让使用者看到的影像与眼睛正视实景影像左右相反，在看显示屏操作内窥镜时会让人产生移动方向错误，无法准确操作内窥镜到需要到达的位置。
在图1的基础上，将现有口腔内窥镜在初始位置水平顺时针方向移动90度，如图2所示，显示图像也会随内窥镜移动的速度和角度按顺时针方向移动90度。这样会让使用者在移动内窥镜时，无法判断内窥镜在口腔内的真实位置，造成图像判断和实物操作上的混乱。
图3所示为本发明所述内窥镜的一个使用示例。内窥镜由初始位置水平顺时针方向移动90度，每一帧显示图像如显示设备A内所示，根据内窥镜移动的角度和速度，按相反的角度和同样的速度对每一帧图像进行移动修正后如显示设备B内所示，在修正每一帧图像后将此帧图像沿Y轴方向进行180度镜像翻转，最终显示如设备C所示，此时图像在显示屏中显示的影像与牙齿成镜像显示，影像不随内窥镜的移动，让用户可以透过镜像图像判断内窥镜在口腔内的位置，而不产生方位错乱，更准确方便的使用内窥镜。
图4-6为他用模式下的示意图。
如图4 所示，为现有内窥镜与被测者口腔成左侧摄像头水平正视的初始状态，观察影像者，所见影像与人眼正视牙齿的影像一致，无异常。
在图4 的基础上，内窥镜由初始状态开始以观察者的视角逆时针方向旋转90度，如图5所示，显示影像以观察者的视角呈顺时针方向以同样速度旋转。旋转的图像使观察者无法正常判断口腔内的位置和情况。
以图4的使用情况基础上，内窥镜的移动产生图5的问题，内窥镜由初始状态开始以观察者的视角逆时针方向旋转90度，显示影像以观察者的视角呈顺时针方向以同样速度旋转。根据图5的问题，本发明通过内窥镜的位置和速度判断传感器，确认内窥镜移动的位置和速度，将每一帧图像以内窥镜移动相同的角度和速度进行移动修正，如图6所示，让显示影像不随内窥镜旋转而旋转，让观察者如人眼一样观察所呈显的影像，方便观察者操作内窥镜时与影像位置相同，不产生错乱。
本发明的有益效果：
本发明创造性的解决了现有技术中内窥镜采集的图像难以正向显示给观测者的问题，提高了口腔操作的精确度。在保证图像显示准确度的情况下，提高了内窥镜的使用灵活性，及外形设计的灵活性，具有良好的应用价值。

Claims (7)

1.一种口腔内窥镜检测***，其特征在于，包括***部、设置于***部内的摄像单元、位移信息采集模块、使用模式设置模块、信号传输模块、与***部连接的操作部、图像控制处理模块、显示装置；
摄像单元、位移信息采集模块、使用模式设置模块、信号传输模块均与图像控制处理模块连接，显示装置与信号传输模块连接；
***部用于***到被测口腔内；
摄像单元用于采集被测者口腔图像信息，并传输到图像控制处理模块；
使用模式设置模块用于用户选择自用模式或他用模式；所述自用模式为用户自检口腔的情形，他用模式为用户与被测者相对，对被测者进行口腔检测的情形；
图像控制处理模块植入有自用模式的标准初始姿态坐标系信息、他用模式的标准初始姿态坐标系信息；
所述自用模式的标准初始姿态坐标系信息具体为：用户左肩到右肩的直线方向为X轴正向；与X轴呈九十度夹角，且与摄像单元取像方向相同的方向为Z轴正向；分别垂直Z轴、X轴，且朝向口腔上部的方向为Y轴正向，原点位于操作部到摄像单元的连线上；
所述他用模式的标准初始姿态坐标系信息具体为：被测者右肩到左肩的直线方向为X轴正向；与X轴呈九十度夹角，且与摄像单元取像方向相同的方向为Z轴正向；分别垂直Z轴、X轴，且朝向被测者口腔上部的方向为Y轴正向，原点位于操作部到摄像单元的连线上；
在摄像单元移动过程中，所述自用模式标准的初始姿态坐标系随着壳体移动而整体移动，成为自用模式的标准姿态坐标系；所述他用模式的标准初始姿态坐标系随着壳体移动而整体移动，成为他用模式的标准姿态坐标系；
图像控制处理模块控制摄像单元，并根据用户选择的使用模式及其对应的标准初始坐标系信息、位移信息采集模块采集的旋转角度及旋转速率进行修正；
位移信息采集模块用于检测每一帧图像拍摄过程中，摄像单元到操作部的连线相对于标准姿态坐标系的X轴向Y轴方向旋转的旋转角度、旋转速率；
信号传输模块与图像控制处理模块连接，用于传输信号；
所述显示装置用于显示修正后的图像。
2.如权利要求1所述的口腔内窥镜检测***，其特征在于，在自用模式中，图像控制处理模块对图像进行修正的步骤包括：
步骤一：对采集的图像进行相同旋转速度及相反旋转角度的修正；
步骤二：将步骤一修正后的图像进行180度的镜像翻转。
3.如权利要求1所述的口腔内窥镜检测***，其特征在于，在他用模式中，图像控制处理模块对图像进行修正的方式为：对采集的图像进行相同旋转速度及旋转角度的修正。
4.如权利要求1~3任一项所述的口腔内窥镜检测***，其特征在于，所述信号传输模块包括无线收发组件或者USB有线传输组件。
5.如权利要求1~3任一项所述的口腔内窥镜检测***，其特征在于，所述位移信息采集模块为加速度传感器和/或角速度传感器和/或重力传感器。
6.如权利要求1所述的口腔内窥镜检测***，其特征在于，所述***部的中轴线为摄像单元与操作部的连接线。
7.如权利要求1所述的口腔内窥镜检测***的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1:用户利用使用模式设置模块选择使用模式；
S2:内窥镜摄像单元对准被测口腔，摄像单元开始采集图像信息，位移信息采集模块拍摄的每一帧图像过程中，摄像单元与操作部的连接线相对于标准姿态坐标系X轴向Y轴方向的旋转角度、旋转速率；
S3: 每一帧图像的图像信息及其对应的旋转角度、旋转速率数据被传输到图像控制处理模块；
S4：图像控制处理模块对图像进行修正；
如果为自用模式，图像控制处理模块对图像进行修正的步骤包括：
步骤一：对采集的图像进行相同旋转速度及相反旋转角度的修正；
步骤二：将步骤一修正后的图像进行180度的镜像翻转；
如果为他用模式，图像控制处理模块对图像进行修正的方式为：对采集的图像进行相同旋转速度及旋转角度的修正；
S5:显示装置予以显示。
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