[发明专利]内窥镜弱纹理图像增强方法及装置

权利要求书

1.内窥镜弱纹理图像增强方法，其特征在于：其包括以下步骤：

(I)提取临床手术中内窥镜图像数据；

(II)基于色彩通道强度偏移获取单帧内窥镜影像中的高光区域；

(III)根据所述内窥镜高光区域，对所述内窥镜影像区域补全；

(IV)以图像的空间对称性为依据，对内窥镜图像的弱纹理区域进行空间对称性描述；以图像的颜色梯度为依据，对内窥镜图像的弱纹理区域进行颜色梯度描述；

(V)根据图像像素空间对称性和颜色梯度的加权和，得到弱纹理指数，对内窥镜弱纹理图像数据进行量化；

(VI)基于局部线性关系对弱纹理图像进行自适应梯度保留。

2.内窥镜弱纹理图像增强方法，其特征在于：其包括以下步骤：

(1)探测内窥镜图像中镜面反射区域；

(2)通过计算图像整体空间对称性和颜色梯度，得到弱纹理图像的评价指标；

(3)根据图像像素的局部线性关系与滤波器一般性线性模型q＝aI+b，将输出图像的像素表示为一个加权平均邻近像素；在边缘信息变化的区域，线性系数随着图像内容的变化，输出应与原始图像的梯度信息一致作为约束，为求解a和b，使用最小化代价函数:

其中，ε为正则化参数，ε越小，a_k和b_k为对应窗口w中像素k的线性系数，I为输入图像，i为图像像素索引，p为输出图像。图像平滑程度越低，梯度保留越多，但引入噪声；反之，图像平滑程度越高，梯度保留越少。

3.根据权利要求2所述的内窥镜弱纹理图像增强方法，其特征在于：所述步骤(1)中，内窥镜图像通单道饱和度高被视为色彩通道强度偏移，颜色平衡比率计算为：

其中，P₉₅(·)为95％，c_G和c_B为像素点蓝绿通道分量，将灰度强度c_E设置为c_E＝0.3·c_R+0.6·c_G+0.1·c_B，c_R为红通道分量；通过对整幅图像的镜面反射区域分析，确定镜面反射区域并保存到一个二值的掩膜中；基于快速匹配模型对图像镜面反射区域缺失的信息进行补全。

4.根据权利要求3所述的内窥镜弱纹理图像增强方法，其特征在于：所述步骤(2)包括以下分步骤：

(2.1)弱纹理区域空间对称性描述为：

其中，在区域R内，任意点P(r，θ)，关于任意对称轴的对称点其像素值满足τ为容忍因子，T_ss(I)为空间对称性描述，N_R为区域R的数量，N_E为区域R内随机对比次数，E(·)为弱纹理对称点二值判断函数，当一对对称点在容忍阈值内，则判断为一对弱纹理点，为区域均值，以便减小镜面反射对结果的影响；

(2.2)弱纹理区域颜色梯度描述为：

图像I中的任意一点P(x，y)，T_cg(I)表示颜色梯度，N表示窗口中像素的个数，W_(x，y)表示以像素(x，y)为中心的窗口，I(u，v)在灰度图像中表示像素的灰度值，表示窗口范围内像素的平均值；

(2.3)计算得到弱纹理指数T_less(/)定义为：

将弱纹理指数分为5个等级，由强到弱，当指数为(0.8～1.0)为极强性纹理，(0.6～0.8)为强纹理，(0.4～0.6)为中等程度纹理，(0.2～0.4)为弱纹理，(0.0～0.2)为极弱纹理；将空间对称性和颜色梯度赋予不同权重，分别为α和β。