WO2021031459A1 - 适用于内窥镜的图像增强方法、装置和存储介质 - Google Patents

适用于内窥镜的图像增强方法、装置和存储介质 Download PDF

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WO2021031459A1
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gray
image
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grayscale
scale
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PCT/CN2019/123437
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Inventor
宋翀绂
孙光宇
Original Assignee
域鑫科技（惠州）有限公司
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00—Image enhancement or restoration
    • G06T5/90—Dynamic range modification of images or parts thereof
    • G06T5/92—Dynamic range modification of images or parts thereof based on global image properties
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10068—Endoscopic image

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of medical devices, in particular to an image enhancement method, device and storage medium suitable for endoscopes.
  • Endoscope is a commonly used medical device, which integrates traditional optics, ergonomics, precision machinery, modern electronics, mathematics, and software. It is widely used in non-invasive and minimally invasive surgery.
  • the details of the image collected by the endoscope are not ideal, and the usually obtained medical images may There are phenomena such as unclear details and low contrast, which will affect the safety and effectiveness of diagnosis and treatment. Therefore, letting the images collected by the endoscope show clearer texture details is the focus of the endoscope in terms of optical performance.
  • the image collected by the endoscope is generally enhanced globally to increase the contrast of the entire image, thereby improving the visibility of the details of the entire image.
  • the inventor found in the process of implementing the present invention that when a doctor observes a medical image, he observes the lesion area of the image.
  • the global enhancement method cannot effectively enhance the local texture and details, it can only enhance The global contrast enhances the visual effect on the whole, so the enhancement effect and the visibility of details in the area to be observed are low.
  • the embodiments of the present invention provide an image enhancement method, device and storage medium suitable for an endoscope, which can locally enhance the target area in the video image collected by the endoscope, thereby improving the target area in the video image. Enhancement effect and visibility of details.
  • an embodiment of the present invention provides an image enhancement method suitable for an endoscope, including:
  • the method before performing the gray level equalization processing on the pixels whose gray values are in the first interval in the gray level image, the method further includes:
  • the gray-scale value transformation of pixels in the gray-scale image that meet the first preset condition is specifically:
  • the gray-scale value conversion of pixels in the gray-scale image that meet the second preset condition is specifically:
  • the method further includes:
  • the two end values of the first interval are respectively equal to the second minimum gray value and the second maximum gray value.
  • the gray-level equalization process is performed on the pixels whose gray-level values are in the first interval in the gray-level image to obtain and display the enhanced gray-level image, which specifically includes:
  • the enhanced grayscale image is displayed.
  • the method further includes:
  • a geometric figure is drawn and displayed on the display screen of the endoscope.
  • an embodiment of the present invention also provides an image enhancement device suitable for an endoscope, including:
  • the response module is configured to respond to the image enhancement start instruction, convert the current frame image collected in real time by the camera of the endoscope into a grayscale image, and obtain the grayscale values of all pixels in the grayscale image;
  • the first obtaining module is configured to obtain the target area information input by the user, and determine the target area of the gray scale image according to the target area information;
  • the second obtaining module is used to obtain the minimum gray value and the maximum gray value in the target area of the gray image, and record them as the first minimum gray value and the first maximum gray value respectively;
  • the image enhancement module is used to perform gray-scale equalization processing on the pixels whose gray-scale values are in the first interval in the gray-scale image to obtain and display the enhanced gray-scale image; wherein, the first interval is based on the The first grayscale minimum value and the first grayscale maximum value are divided.
  • an embodiment of the present invention also provides an image enhancement device suitable for an endoscope, including a processor, a memory, and a computer program stored in the memory and configured to be executed by the processor.
  • the processor executes the computer program, the image enhancement method suitable for endoscopes as described in any one of the above is implemented.
  • an embodiment of the present invention also provides a computer-readable storage medium, the computer-readable storage medium includes a stored computer program, wherein the device where the computer-readable storage medium is located is controlled when the computer program is running Perform the image enhancement method suitable for endoscopes as described in any of the above.
  • the embodiment of the present invention provides an image enhancement method, device, and storage medium suitable for an endoscope.
  • the current frame collected by the camera of the endoscope is collected in real time.
  • the image is converted into a grayscale image, and the grayscale values of all pixels in the grayscale image are obtained; then, the target area information input by the user is obtained, and the target area of the grayscale image is determined according to the target area information; then Obtain the minimum gray value and maximum gray value in the target area of the gray image, and record them as the first minimum gray value and the first maximum gray value respectively;
  • the pixels whose values are in the first interval divided according to the first gray-scale minimum value and the first gray-scale maximum value are subjected to gray-scale equalization processing to obtain and display an enhanced gray-scale image, thereby realizing real-time internal
  • the video images collected by the speculum are enhanced.
  • the embodiment of the present invention obtains and displays an enhanced grayscale image by performing grayscale equalization processing on pixels whose grayscale values are in the first interval in the grayscale image, so the processing range of grayscale equalization can be reduced.
  • Locally increase the grayscale contrast in the grayscale image which can more closely highlight the detail layering in the target area, so as to realize the local enhancement of the target area that needs to be observed in the video image collected by the endoscope.
  • the enhancement effect and detail visibility of the target area in the video image solves the problem that in the prior art the global enhancement method can only enhance the global contrast and visual effect, the enhancement effect and detail visibility of the area that needs to be observed is low.
  • the pixels in the first interval in the non-target area of the grayscale image are also subjected to grayscale equalization. Therefore, the processing of the non-target area in the grayscale image is not completely removed, which effectively avoids the enhancement
  • the gray image has abrupt gray changes.
  • FIG. 1 is a schematic flowchart of an embodiment of an image enhancement method suitable for an endoscope provided by the present invention.
  • Fig. 2 is a schematic partial flowchart of an embodiment of an image enhancement method suitable for an endoscope provided by the present invention.
  • Fig. 3 is a schematic partial flowchart of an embodiment of an image enhancement method suitable for an endoscope provided by the present invention.
  • Fig. 4 is a schematic structural diagram of an embodiment of an image intensifier suitable for an endoscope provided by the present invention.
  • Fig. 5 is a schematic structural diagram of another embodiment of an image intensifier suitable for an endoscope provided by the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic flowchart of an embodiment of an image enhancement method suitable for an endoscope provided by the present invention.
  • the embodiment of the present invention provides an image enhancement method suitable for an endoscope, including steps S10 to S40, which are specifically as follows:
  • the current frame image collected by the camera of the endoscope is grayed out in real time to obtain the grayscale image of the current frame image, and obtain the grayscale of all pixels in the grayscale image value.
  • the user can select the area to be observed in the grayscale image through an input device such as a touch screen or a mouse, thereby inputting target area information.
  • the determined target area of the grayscale image is the target area that the user needs to observe.
  • the first interval is divided according to the first gray-scale minimum value and the first gray-scale maximum value, and then the gray value in the grayscale image is in the first interval.
  • Pixels in one interval are subjected to gray level equalization processing, so that the probability density of gray in the first interval is uniformly distributed, thereby obtaining an enhanced gray image, and displaying the enhanced gray image, thereby realizing partial
  • the enhancement processing of the target area that needs to be observed in the image collected by the endoscope can effectively improve the enhancement effect of the target area in the image and the visibility of details.
  • steps S50 to S60 are further included, which are specifically as follows:
  • S50 Perform grayscale value conversion on pixels in the grayscale image that meet a first preset condition; wherein the first preset condition is that the grayscale value is greater than or equal to the first grayscale maximum value.
  • S60 Perform grayscale value conversion on pixels in the grayscale image that meet a second preset condition; wherein the second preset condition is that the grayscale value is less than or equal to the first grayscale minimum value.
  • the grayscale value of the pixels whose grayscale value is greater than or equal to the first grayscale maximum value and the pixels whose grayscale value is less than or equal to the first grayscale minimum value in the grayscale image are transformed to further enhance The contrast of the gray image to make the display effect of the enhanced gray image more clear.
  • step S50 is specifically:
  • the preset value is 255.
  • step S60 is specifically:
  • steps S70 to S90 are further included, which are specifically as follows:
  • the two end values of the first interval are respectively equal to the second minimum gray value and the second maximum gray value.
  • steps S50 to S60 perform the grayscale value on the pixels whose grayscale value is greater than or equal to the first grayscale maximum value in the grayscale image and the pixels whose grayscale value is less than or equal to the first grayscale minimum value. Therefore, the second gray-scale minimum value and the second gray-scale maximum value are calculated by re-obtaining the gray values of all pixels in the gray-scale image to re-determine the two end values of the first interval.
  • the foregoing step S40 specifically includes steps S41 to S46:
  • S42 Calculate the probability distribution of each gray value according to the number of pixels corresponding to each gray value and the total number of pixels in the gray image.
  • the number of pixels in the grayscale image corresponding to each grayscale value in the first interval and the total number of pixels in the grayscale image are obtained, and the probability distribution of each grayscale value is calculated .
  • the cumulative distribution probability of each gray value is calculated, and then according to the cumulative distribution probability of each gray value, the equalized corresponding to each gray value can be calculated Gray value, and then map the equalized gray value corresponding to each gray value to its corresponding pixel in the gray image, so that the probability density of the gray in the first interval is uniformly distributed, improving The contrast of the target area, thereby obtaining an enhanced grayscale image, and displaying the enhanced grayscale image.
  • the method further includes:
  • a geometric figure is drawn and displayed on the display screen of the endoscope.
  • geometric figures are drawn and displayed on the display screen of the endoscope, thereby marking the target area, so that the user can quickly find the target area to be observed when observing the image.
  • the image enhancement method suitable for endoscopes is to obtain and display the enhanced gray scale by performing gray-scale equalization processing on the pixels whose gray-scale value is in the first interval in the gray-scale image. Therefore, the processing range of gray level equalization can be reduced, the gray contrast in the gray image can be improved locally, and the detailed layering in the target area can be highlighted in more detail, so as to realize the video captured by the endoscope locally.
  • the target area that needs to be observed in the image is enhanced, which improves the enhancement effect and the visibility of the details of the target area in the video image, and solves the need for observation in the prior art because the global enhancement method can only enhance the global contrast and visual effects.
  • the enhancement effect of the area of the grayscale and the problem of low visibility of details, and the pixels in the first interval in the non-target area of the grayscale image are also grayscale equalized, so the grayscale image is not completely removed
  • the processing of the non-target area effectively avoids sudden gray changes in the enhanced gray image.
  • the embodiment of the present invention also provides an image enhancement device suitable for an endoscope, which can implement all the processes of the image enhancement method suitable for an endoscope.
  • FIG. 4 is a schematic structural diagram of an embodiment of an image intensifier suitable for an endoscope provided by the present invention.
  • the response module 21 is configured to respond to the image enhancement start instruction, convert the current frame image collected in real time by the camera of the endoscope into a grayscale image, and obtain the grayscale values of all pixels in the grayscale image;
  • the first obtaining module 22 is configured to obtain the target area information input by the user, and determine the target area of the gray scale image according to the target area information;
  • the second acquisition module 23 is configured to acquire the minimum gray value and the maximum gray value in the target area of the gray image, and record them as the first minimum gray value and the first maximum gray value respectively;
  • the image enhancement module 24 is configured to perform grayscale equalization processing on the pixels whose grayscale values are in the first interval in the grayscale image to obtain and display an enhanced grayscale image; wherein, the first interval is based on The first grayscale minimum value and the first grayscale maximum value are divided.
  • the image enhancement device suitable for endoscopes obtained by the embodiment of the present invention obtains and displays the enhanced gray scale by performing gray-scale equalization processing on pixels whose gray-scale values are in the first interval in the gray-scale image. Therefore, the processing range of gray level equalization can be reduced, the gray contrast in the gray image can be improved locally, and the detailed layering in the target area can be highlighted in more detail, so as to realize the video captured by the endoscope locally.
  • the target area that needs to be observed in the image is enhanced, which improves the enhancement effect and the visibility of the details of the target area in the video image, and solves the need for observation in the prior art because the global enhancement method can only enhance the global contrast and visual effects.
  • the enhancement effect of the area of the grayscale and the problem of low visibility of details, and the pixels in the first interval in the non-target area of the grayscale image are also grayscale equalized, so the grayscale image is not completely removed
  • the processing of the non-target area effectively avoids sudden gray changes in the enhanced gray image.
  • FIG. 5 is a schematic structural diagram of another embodiment of an image intensifier suitable for an endoscope provided by the present invention.
  • An image enhancement device suitable for an endoscope provided by an embodiment of the present invention includes a processor 31, a memory 32, and a computer program stored in the memory and configured to be executed by the processor 31.
  • the processing The device 31 implements the image enhancement method suitable for endoscopes as described in any of the above embodiments when the computer program is executed.
  • the embodiment of the present invention also provides a computer-readable storage medium, the computer-readable storage medium includes a stored computer program, wherein, when the computer program is running, the device where the computer-readable storage medium is located is controlled to execute The image enhancement method suitable for endoscopes as described in any of the above embodiments.
  • the steps in each embodiment of the image enhancement method suitable for endoscopes are implemented, for example, all the steps of the image enhancement method suitable for endoscopes shown in FIG. 1.
  • the functions of the modules/units in the embodiments of the image intensifier suitable for endoscopes are implemented, for example, the image intensifier suitable for endoscopes shown in FIG. 4 The function of each module.
  • the computer program may be divided into one or more modules, and the one or more modules are stored in the memory 32 and executed by the processor 31 to complete the present invention.
  • the one or more modules may be a series of computer program instruction segments capable of completing specific functions, and the instruction segments are used to describe the execution process of the computer program in the image intensifying device suitable for endoscopes.
  • the computer program can be divided into a response module, a first acquisition module, a second acquisition module, and an image enhancement module.
  • each module is used to respond to the image enhancement start instruction, and the endoscope
  • the current frame image collected by the camera in real time is converted into a grayscale image, and the grayscale value of all pixels in the grayscale image is obtained
  • the first obtaining module is used to obtain the target area information input by the user, and according to the target area information Determine the target area of the grayscale image
  • the second acquisition module is used to acquire the minimum grayscale value and the maximum grayscale value in the target area of the grayscale image, and record them as the first minimum grayscale value and the A grayscale maximum value
  • an image enhancement module for performing grayscale equalization processing on pixels whose grayscale values are in the first interval in the grayscale image to obtain and display an enhanced grayscale image; wherein, the The first interval is divided according to the first gray-scale minimum value and the first gray-scale maximum value.
  • the image enhancement device suitable for endoscopes may be computing devices such as desktop computers, notebooks, palmtop computers, and cloud servers.
  • the image enhancement device suitable for an endoscope may include, but is not limited to, a processor 31 and a memory 32.
  • a processor 31 and a memory 32 may be included in the image enhancement device suitable for endoscopes.
  • the schematic diagram is only an example of an image intensifier suitable for an endoscope, and does not constitute a limitation on an image intensifier suitable for an endoscope, and may include more or less than that shown in the figure.
  • the image enhancement device suitable for endoscopes may also include input and output devices, network access devices, buses, etc., or a combination of some components, or different components.
  • the so-called processor 31 may be a central processing unit (Central Processing Unit, CPU), other general-purpose processors, digital signal processors (Digital Signal Processor, DSP), application specific integrated circuits (Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Ready-made programmable gate array (Field-Programmable Gate Array, FPGA) or other programmable logic devices, discrete gate or transistor logic devices, discrete hardware components, etc.
  • the general-purpose processor can be a microprocessor or the processor can also be any conventional processor, etc.
  • the processor 31 is the control center of the image intensifying device suitable for endoscopes, and is connected by various interfaces and lines. The whole is applicable to all parts of the image intensifying device of the endoscope.
  • the memory 32 may be used to store the computer program and/or module, and the processor 31 runs or executes the computer program and/or module stored in the memory 32, and calls data stored in the memory 32,
  • the various functions of the image intensifier suitable for endoscopes are realized.
  • the memory 32 may mainly include a program storage area and a data storage area.
  • the program storage area may store an operating system, an application program required by at least one function (such as a sound playback function, an image playback function, etc.), etc.; Store data (such as audio data, phone book, etc.) created based on the use of mobile phones.
  • the memory may include high-speed random access memory, and may also include non-volatile memory, such as hard disks, memory, plug-in hard disks, smart media cards (SMC), and secure digital (SD) cards , Flash Card, at least one magnetic disk storage device, flash memory device, or other volatile solid-state storage device.
  • non-volatile memory such as hard disks, memory, plug-in hard disks, smart media cards (SMC), and secure digital (SD) cards , Flash Card, at least one magnetic disk storage device, flash memory device, or other volatile solid-state storage device.
  • the integrated module/unit of the image enhancement device suitable for endoscope is implemented in the form of a software functional unit and sold or used as an independent product, it can be stored in a computer readable storage medium.
  • the present invention implements all or part of the processes in the above-mentioned embodiments and methods, and can also be completed by instructing relevant hardware through a computer program.
  • the computer program can be stored in a computer-readable storage medium. When the program is executed by the processor, the steps of the foregoing method embodiments can be implemented.
  • the computer program includes computer program code, and the computer program code may be in the form of source code, object code, executable file, or some intermediate forms.
  • the computer-readable medium may include: any entity or device capable of carrying the computer program code, recording medium, U disk, mobile hard disk, magnetic disk, optical disk, computer memory, read-only memory (ROM, Read-Only Memory) , Random Access Memory (RAM, Random Access Memory), electrical carrier signal, telecommunications signal, and software distribution media, etc.
  • the device embodiments described above are only illustrative, and the units described as separate components may or may not be physically separated, and the components displayed as units may or may not be physically separate. Units can be located in one place or distributed to multiple network units. Some or all of the modules may be selected according to actual needs to achieve the objectives of the solutions of the embodiments.
  • the connection relationship between the modules indicates that they have a communication connection, which can be specifically implemented as one or more communication buses or signal lines. Those of ordinary skill in the art can understand and implement it without creative work.

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Abstract

一种适用于内窥镜的图像增强方法、装置和存储介质，该方法包括步骤：响应于图像增强启动指令，将由内窥镜的摄像头实时采集的当前帧图像转换为灰度图，并获取所述灰度图内所有像素的灰度值（S10）；获取用户输入的目标区域信息，并根据所述目标区域信息确定所述灰度图的目标区域（S20）；获取所述灰度图的目标区域内的灰度最小值和灰度最大值，并分别记录为第一灰度最小值和第一灰度最大值（S30）；对所述灰度图中灰度值处于根据所述第一灰度最小值和所述第一灰度最大值划分的第一区间内的像素进行灰度均衡化处理，得到并显示增强后的灰度图；其中，所属第一区间是根据所述第一灰度最小值和所述第一灰度最大值划分的（S40）。该方法能提高由内窥镜采集的视频图像中目标区域的增强效果和细节可见度。

Description

适用于内窥镜的图像增强方法、装置和存储介质 技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种适用于内窥镜的图像增强方法、装置和存储介质。
背景技术
内窥镜是一种常用的医疗器械，其将传统光学、人体工程学、精密机械、现代电子、数学及软件等集中于一体，在无创和微创手术中，使用非常广泛。在使用内窥镜进行对颜色要求不严格、但对细节显示要求较高的疾病诊疗时，由于干扰灰阶的影响，内窥镜采集的图像显示的细节并不理想，通常得到的医学图像可能存在细节不清晰、对比度低等现象，会影响诊疗的安全性和有效性。因此，让内窥镜采集的图像显示更为清晰的纹理细节，是内窥镜在光学性能上的重点。
目前，一般是通过对内窥镜采集的图像进行全局增强处理，以增加整幅图像的对比度，从而提高整幅图像的细节可见度。但发明人在实施本发明的过程中发现，往往医生在观察一幅医学图像时，观察的是图像的病灶区，但由于全局增强方法对局部的纹理和细节却不能有效地增强，只能增强全局的对比度，在全局上增强视觉效果，因此会导致需要观察的区域的增强效果和细节可见度较低。
发明内容
本发明实施例提供一种适用于内窥镜的图像增强方法、装置和存储介质，能够局部地对内窥镜采集的视频图像中需要观察的目标区域进行增强处理，从而提高视频图像中目标区域的增强效果和细节可见度。
为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种适用于内窥镜的图像增强 方法，包括：
响应于图像增强启动指令，将由内窥镜的摄像头实时采集的当前帧图像转换为灰度图，并获取所述灰度图内所有像素的灰度值；
获取用户输入的目标区域信息，并根据所述目标区域信息确定所述灰度图的目标区域；
获取所述灰度图的目标区域内的灰度最小值和灰度最大值，并分别记录为第一灰度最小值和第一灰度最大值；
对所述灰度图中灰度值处于第一区间内的像素进行灰度均衡化处理，得到并显示增强后的灰度图；其中，所述第一区间是根据所述第一灰度最小值和所述第一灰度最大值划分的。
作为上述方案的改进，所述对所述灰度图中灰度值处于第一区间内的像素进行灰度均衡化处理前，还包括：
对所述灰度图中满足第一预设条件的像素进行灰度值变换；其中，所述第一预设条件为灰度值大于或等于所述第一灰度最大值；
对所述灰度图中满足第二预设条件的像素进行灰度值变换；其中，所述第二预设条件为灰度值小于或等于所述第一灰度最小值。
作为上述方案的改进，所述对所述灰度图中满足第一预设条件的像素进行灰度值变换，具体为：
将所述灰度图中满足第一预设条件的像素的灰度值，修改为其原灰度值与预设值之和的一半。
作为上述方案的改进，所述对所述灰度图中满足第二预设条件的像素进行灰度值变换，具体为：
将所述灰度图中满足第二预设条件的像素的灰度值，修改为其原灰度值的一半。
作为上述方案的改进，所述对所述灰度图中满足第二预设条件的像素进行灰度值变换后，还包括：
重新获取所述灰度图内所有像素的灰度值；
计算所述灰度图内所有像素的灰度值中大于所述第一灰度最大值的最小值，作为第二灰度最大值；
计算所述灰度图内所有像素的灰度值中小于所述第一灰度最小值的最大值，作为第二灰度最小值；
则，所述第一区间的两个端值分别等于所述第二灰度最小值和所述第二灰度最大值。
作为上述方案的改进，所述对所述灰度图中灰度值处于第一区间内的像素进行灰度均衡化处理，得到并显示增强后的灰度图，具体包括：
获取所述第一区间内的每一灰度值在所述灰度图中对应的像素个数，及所述灰度图的总像素个数；
根据所述每一灰度值对应的像素个数和所述灰度图的总像素个数，计算所述每一灰度值的概率分布；
根据所述每一灰度值的概率分布，计算所述每一灰度值的累积分布概率；
根据所述每一灰度值的累积分布概率，计算所述每一灰度值对应的均衡化后的灰度值；
将所述每一灰度值对应的均衡化后的灰度值映射至其对应的像素上，得到增强后的灰度图；
显示所述增强后的灰度图。
作为上述方案的改进，所述根据所述目标区域信息确定所述灰度图的目标区域后，还包括：
根据所述目标区域信息，在所述内窥镜的显示屏中绘制并显示几何图形。
相应地，本发明实施例还提供了一种适用于内窥镜的图像增强装置，包括：
响应模块，用于响应于图像增强启动指令，将由内窥镜的摄像头实时采集的当前帧图像转换为灰度图，并获取所述灰度图内所有像素的灰度值；
第一获取模块，用于获取用户输入的目标区域信息，并根据所述目标区域信息确定所述灰度图的目标区域；
第二获取模块，用于获取所述灰度图的目标区域内的灰度最小值和灰度最大值，并分别记录为第一灰度最小值和第一灰度最大值；
图像增强模块，用于对所述灰度图中灰度值处于第一区间内的像素进行灰度均衡化处理，得到并显示增强后的灰度图；其中，所述第一区间是根据所述第一灰度最小值和所述第一灰度最大值划分的。
相应地，本发明实施例还提供了一种适用于内窥镜的图像增强装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任一项所述的适用于内窥镜的图像增强方法。
相应地，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上任一项所述的适用于内窥镜的图像增强方法。
与现有技术相比，本发明实施例提供的一种适用于内窥镜的图像增强方法、装置和存储介质，首先，响应于图像增强启动指令，将由内窥镜的摄像头实时采集的当前帧图像转换为灰度图，并获取所述灰度图内所有像素的灰度值；接着，获取用户输入的目标区域信息，并根据所述目标区域信息确定所述灰度图的目标区域；然后获取所述灰度图的目标区域内的灰度最小值和灰度最大值，并分别记录为第一灰度最小值和第一灰度最大值；最后，对所述灰度图中灰度值处于根据所述第一灰度最小值和所述第一灰度最大值划分的第一区间内的像素进行灰度均衡化处理，得到并显示增强后的灰度图，从而实现实时对内窥镜采集的视频图像进行图像增强。由于本发明实施例通过对灰度图中灰度值处于第一区间内的像素进行灰度均衡化处理，从而得到并显示增强后的灰度图，因此能缩小灰度均衡化的处理范围，局部地提高灰度 图中的灰度对比度，能更细致地凸显目标区域内的细节分层情况，从而实现局部地对内窥镜采集的视频图像中需要观察的目标区域进行增强处理，提高了视频图像中目标区域的增强效果和细节可见度，解决了现有技术中由于全局增强方法只能增强全局的对比度和视觉效果，而导致的需要观察的区域的增强效果和细节可见度较低的问题，并且，对灰度图的非目标区域中处于第一区间内的像素也同样进行了灰度均衡化处理，因此没有完全去除对灰度图中的非目标区域的处理，有效避免了增强后的灰度图出现突兀的灰度变化。
附图说明
图1是本发明提供的适用于内窥镜的图像增强方法的一个实施例的流程示意图。
图2是本发明提供的适用于内窥镜的图像增强方法的一个实施例的部分流程示意图。
图3是本发明提供的适用于内窥镜的图像增强方法的一个实施例的部分流程示意图。
图4是本发明提供的适用于内窥镜的图像增强装置的一个实施例的结构示意图。
图5是本发明提供的适用于内窥镜的图像增强装置的另一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本技术领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，是本发明提供的适用于内窥镜的图像增强方法的一个实施例的流程示意图。
本发明实施例提供一种适用于内窥镜的图像增强方法，包括步骤S10至步骤S40，具体如下：
S10、响应于图像增强启动指令，将由内窥镜的摄像头实时采集的当前帧图像转换为灰度图，并获取所述灰度图内所有像素的灰度值。
其中，在接收到图像增强启动指令后，对由内窥镜的摄像头实时采集的当前帧图像进行灰度化处理，得到当前帧图像的灰度图，并获取灰度图内所有像素的灰度值。
S20、获取用户输入的目标区域信息，并根据所述目标区域信息确定所述灰度图的目标区域。
其中，用户可以是通过触摸屏或是鼠标等输入设备选择灰度图中欲观察的区域，从而输入目标区域信息。根据获取到的用户输入的目标区域信息，而确定的灰度图的目标区域，即为用户需要观察的目标区域。
S30、获取所述灰度图的目标区域内的灰度最小值和灰度最大值，并分别记录为第一灰度最小值和第一灰度最大值。
其中，在确定了灰度图的目标区域后，获取灰度图的目标区域内所有像素灰度值中的灰度最小值和灰度最大值，并分别记录为第一灰度最小值和第一灰度最大值。
S40、对所述灰度图中灰度值处于第一区间内的像素进行灰度均衡化处理，得到并显示增强后的灰度图；其中，所述第一区间是根据所述第一灰度最小值和所述第一灰度最大值划分的。
其中，在获取到第一灰度最小值和第一灰度最大值后，根据第一灰度最小值和第一灰度最大值划分第一区间，然后对灰度图中灰度值处于第一区间内的像素进行灰度均衡化处理，以使处于第一区间内的灰度的概率密度呈均匀分布，从而得到增强后的灰度图，并显示增强后的灰度图，从而实现局部 地对内窥镜采集的图像中需要观察的目标区域进行增强处理，能有效提高图像中目标区域的增强效果和细节可见度。
作为优选实施例，在上述实施例的基础上，参见图2，在上述步骤S40前，还包括步骤S50至S60，具体如下：
S50、对所述灰度图中满足第一预设条件的像素进行灰度值变换；其中，所述第一预设条件为灰度值大于或等于所述第一灰度最大值。
S60、对所述灰度图中满足第二预设条件的像素进行灰度值变换；其中，所述第二预设条件为灰度值小于或等于所述第一灰度最小值。
在本实施例中，通过对灰度图中灰度值大于或等于第一灰度最大值的像素和灰度值小于或等于第一灰度最小值的像素进行灰度值变换，从而进一步增强灰度图的对比度，以使增强后的灰度图的显示效果更加清晰。其中，对像素进行灰度值变换的方法存在多种，在此不再赘述。
进一步地，上述步骤S50具体为：
将所述灰度图中满足第一预设条件的像素的灰度值，修改为其原灰度值与预设值之和的一半。
可选的，所述预设值为255。
进一步地，上述步骤S60具体为：
将所述灰度图中满足第二预设条件的像素的灰度值，修改为其原灰度值的一半。
进一步地，参见图3，在上述步骤S60后，还包括步骤S70至S90，具体如下：
S70、重新获取所述灰度图内所有像素的灰度值。
S80、计算所述灰度图内所有像素的灰度值中大于所述第一灰度最大值的最小值，作为第二灰度最大值。
S90、计算所述灰度图内所有像素的灰度值中小于所述第一灰度最小值的最大值，作为第二灰度最小值。
则，所述第一区间的两个端值分别等于所述第二灰度最小值和所述第二灰度最大值。
在本实施例中，由于步骤S50至S60对灰度图中灰度值大于或等于第一灰度最大值的像素和灰度值小于或等于第一灰度最小值的像素进行了灰度值变换，因此，通过重新获取灰度图内所有像素的灰度值，计算第二灰度最小值和第二灰度最大值，以重新确定第一区间的两个端值。
作为优选实施例，在上述实施例的基础上，上述步骤S40具体包括步骤S41至S46：
S41、获取所述第一区间内的每一灰度值在所述灰度图中对应的像素个数，及所述灰度图的总像素个数。
S42、根据所述每一灰度值对应的像素个数和所述灰度图的总像素个数，计算所述每一灰度值的概率分布。
S43、根据所述每一灰度值的概率分布，计算所述每一灰度值的累积分布概率。
S44、根据所述每一灰度值的累积分布概率，计算所述每一灰度值对应的均衡化后的灰度值。
S45、将所述每一灰度值对应的均衡化后的灰度值映射至其对应的像素上，得到增强后的灰度图。
S46、显示所述增强后的灰度图。
在本实施例中，获取处于第一区间内的每一灰度值在灰度图中对应的像素个数，及灰度图的总像素个数，并计算得到每一灰度值的概率分布，再根据每一灰度值的概率分布，计算得到每一灰度值的累积分布概率，接着根据每一灰度值的累积分布概率，可以计算得到每一灰度值对应的均衡化后的灰度值，然后将每一灰度值对应的均衡化后的灰度值映射至灰度图中其对应的像素上，以使处于第一区间内的灰度的概率密度呈均匀分布，提高目标区域的对比度，从而得到增强后的灰度图，并显示所述增强后的灰度图。
作为优选实施例，在上述实施例的基础上，所述根据所述目标区域信息确定所述灰度图的目标区域后，还包括：
根据所述目标区域信息，在所述内窥镜的显示屏中绘制并显示几何图形。
在本实施例中，根据目标区域信息，在内窥镜的显示屏中绘制并显示几何图形，从而实现对目标区域的标记，使得用户在观察图像时能快速地寻找到需要观察的目标区域。
可以理解的，上述优选实施例可以任意结合，以得到本发明的更优选实施例。
本发明实施例提供的适用于内窥镜的图像增强方法，由于是通过对灰度图中灰度值处于第一区间内的像素进行灰度均衡化处理，从而得到并显示增强后的灰度图，因此能缩小灰度均衡化的处理范围，局部地提高灰度图中的灰度对比度，能更细致地凸显目标区域内的细节分层情况，从而实现局部地对内窥镜采集的视频图像中需要观察的目标区域进行增强处理，提高了视频图像中目标区域的增强效果和细节可见度，解决了现有技术中由于全局增强方法只能增强全局的对比度和视觉效果，而导致的需要观察的区域的增强效果和细节可见度较低的问题，并且，对灰度图的非目标区域中处于第一区间内的像素也同样进行了灰度均衡化处理，因此没有完全去除对灰度图中的非目标区域的处理，有效避免了增强后的灰度图出现突兀的灰度变化。
本发明实施例还提供了一种适用于内窥镜的图像增强装置，能够实施上述适用于内窥镜的图像增强方法的所有流程。
参见图4，是本发明提供的适用于内窥镜的图像增强装置的一个实施例的结构示意图。
本发明实施例提供的一种适用于内窥镜的图像增强装置，包括：
响应模块21，用于响应于图像增强启动指令，将由内窥镜的摄像头实时采集的当前帧图像转换为灰度图，并获取所述灰度图内所有像素的灰度值；
第一获取模块22，用于获取用户输入的目标区域信息，并根据所述目标 区域信息确定所述灰度图的目标区域；
第二获取模块23，用于获取所述灰度图的目标区域内的灰度最小值和灰度最大值，并分别记录为第一灰度最小值和第一灰度最大值；
图像增强模块24，用于对所述灰度图中灰度值处于第一区间内的像素进行灰度均衡化处理，得到并显示增强后的灰度图；其中，所述第一区间是根据所述第一灰度最小值和所述第一灰度最大值划分的。
本发明实施例提供的适用于内窥镜的图像增强装置，由于是通过对灰度图中灰度值处于第一区间内的像素进行灰度均衡化处理，从而得到并显示增强后的灰度图，因此能缩小灰度均衡化的处理范围，局部地提高灰度图中的灰度对比度，能更细致地凸显目标区域内的细节分层情况，从而实现局部地对内窥镜采集的视频图像中需要观察的目标区域进行增强处理，提高了视频图像中目标区域的增强效果和细节可见度，解决了现有技术中由于全局增强方法只能增强全局的对比度和视觉效果，而导致的需要观察的区域的增强效果和细节可见度较低的问题，并且，对灰度图的非目标区域中处于第一区间内的像素也同样进行了灰度均衡化处理，因此没有完全去除对灰度图中的非目标区域的处理，有效避免了增强后的灰度图出现突兀的灰度变化。
参见图5，是本发明提供的适用于内窥镜的图像增强装置的另一个实施例的结构示意图。
本发明实施例提供的一种适用于内窥镜的图像增强装置，包括处理器31、存储器32以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器31执行的计算机程序，所述处理器31执行所述计算机程序时实现如上任一实施例所述的适用于内窥镜的图像增强方法。
另外，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上任一实施例所述的适用于内窥镜的图像增强方法。
所述处理器31执行所述计算机程序时实现上述各个适用于内窥镜的图像增强方法实施例中的步骤，例如图1所示的适用于内窥镜的图像增强方法的所有步骤。或者，所述处理器31执行所述计算机程序时实现上述各适用于内窥镜的图像增强装置实施例中各模块/单元的功能，例如图4所示的适用于内窥镜的图像增强装置的各模块的功能。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器32中，并由所述处理器31执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述适用于内窥镜的图像增强装置中的执行过程。例如，所述计算机程序可以被分割成响应模块、第一获取模块、第二获取模块和图像增强模块，各模块具体功能如下：响应模块，用于响应于图像增强启动指令，将由内窥镜的摄像头实时采集的当前帧图像转换为灰度图，并获取所述灰度图内所有像素的灰度值；第一获取模块，用于获取用户输入的目标区域信息，并根据所述目标区域信息确定所述灰度图的目标区域；第二获取模块，用于获取所述灰度图的目标区域内的灰度最小值和灰度最大值，并分别记录为第一灰度最小值和第一灰度最大值；图像增强模块，用于对所述灰度图中灰度值处于第一区间内的像素进行灰度均衡化处理，得到并显示增强后的灰度图；其中，所述第一区间是根据所述第一灰度最小值和所述第一灰度最大值划分的。
所述适用于内窥镜的图像增强装置可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述适用于内窥镜的图像增强装置可包括，但不仅限于，处理器31、存储器32。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是适用于内窥镜的图像增强装置的示例，并不构成对适用于内窥镜的图像增强装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述适用于内窥镜的图像增强装置还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器31可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器31是所述适用于内窥镜的图像增强装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个适用于内窥镜的图像增强装置的各个部分。
所述存储器32可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器31通过运行或执行存储在所述存储器32内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器32内的数据，实现所述适用于内窥镜的图像增强装置的各种功能。所述存储器32可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述适用于内窥镜的图像增强装置集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程 序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

  1. 一种适用于内窥镜的图像增强方法，其特征在于，包括：
    响应于图像增强启动指令，将由内窥镜的摄像头实时采集的当前帧图像转换为灰度图，并获取所述灰度图内所有像素的灰度值；
    获取用户输入的目标区域信息，并根据所述目标区域信息确定所述灰度图的目标区域；
    获取所述灰度图的目标区域内的灰度最小值和灰度最大值，并分别记录为第一灰度最小值和第一灰度最大值；
    对所述灰度图中灰度值处于第一区间内的像素进行灰度均衡化处理，得到并显示增强后的灰度图；其中，所述第一区间是根据所述第一灰度最小值和所述第一灰度最大值划分的。
  2. 如权利要求1所述的适用于内窥镜的图像增强方法，其特征在于，所述对所述灰度图中灰度值处于第一区间内的像素进行灰度均衡化处理前，还包括：
    对所述灰度图中满足第一预设条件的像素进行灰度值变换；其中，所述第一预设条件为灰度值大于或等于所述第一灰度最大值；
    对所述灰度图中满足第二预设条件的像素进行灰度值变换；其中，所述第二预设条件为灰度值小于或等于所述第一灰度最小值。
  3. 如权利要求2所述的适用于内窥镜的图像增强方法，其特征在于，所述对所述灰度图中满足第一预设条件的像素进行灰度值变换，具体为：
    将所述灰度图中满足第一预设条件的像素的灰度值，修改为其原灰度值与预设值之和的一半。
  4. 如权利要求2或3所述的适用于内窥镜的图像增强方法，其特征在于， 所述对所述灰度图中满足第二预设条件的像素进行灰度值变换，具体为：
    将所述灰度图中满足第二预设条件的像素的灰度值，修改为其原灰度值的一半。
  5. 如权利要求2所述的适用于内窥镜的图像增强方法，其特征在于，所述对所述灰度图中满足第二预设条件的像素进行灰度值变换后，还包括：
    重新获取所述灰度图内所有像素的灰度值；
    计算所述灰度图内所有像素的灰度值中大于所述第一灰度最大值的最小值，作为第二灰度最大值；
    计算所述灰度图内所有像素的灰度值中小于所述第一灰度最小值的最大值，作为第二灰度最小值；
    则，所述第一区间的两个端值分别等于所述第二灰度最小值和所述第二灰度最大值。
  6. 如权利要求1所述的适用于内窥镜的图像增强方法，其特征在于，所述对所述灰度图中灰度值处于第一区间内的像素进行灰度均衡化处理，得到并显示增强后的灰度图，具体包括：
    获取所述第一区间内的每一灰度值在所述灰度图中对应的像素个数，及所述灰度图的总像素个数；
    根据所述每一灰度值对应的像素个数和所述灰度图的总像素个数，计算所述每一灰度值的概率分布；
    根据所述每一灰度值的概率分布，计算所述每一灰度值的累积分布概率；
    根据所述每一灰度值的累积分布概率，计算所述每一灰度值对应的均衡化后的灰度值；
    将所述每一灰度值对应的均衡化后的灰度值映射至其对应的像素上，得到增强后的灰度图；
    显示所述增强后的灰度图。
  7. 如权利要求1所述的适用于内窥镜的图像增强方法，其特征在于，所述根据所述目标区域信息确定所述灰度图的目标区域后，还包括：
    根据所述目标区域信息，在所述内窥镜的显示屏中绘制并显示几何图形。
  8. 一种适用于内窥镜的图像增强装置，其特征在于，包括：
    响应模块，用于响应于图像增强启动指令，将由内窥镜的摄像头实时采集的当前帧图像转换为灰度图，并获取所述灰度图内所有像素的灰度值；
    第一获取模块，用于获取用户输入的目标区域信息，并根据所述目标区域信息确定所述灰度图的目标区域；
    第二获取模块，用于获取所述灰度图的目标区域内的灰度最小值和灰度最大值，并分别记录为第一灰度最小值和第一灰度最大值；
    图像增强模块，用于对所述灰度图中灰度值处于第一区间内的像素进行灰度均衡化处理，得到并显示增强后的灰度图；其中，所述第一区间是根据所述第一灰度最小值和所述第一灰度最大值划分的。
  9. 一种适用于内窥镜的图像增强装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的适用于内窥镜的图像增强方法。
  10. 一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1-7中任一项所述的适用于内窥镜的图像增强方法。
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