基于内窥镜的图像增强及色彩矫正方法研究

摘要

内窥镜是一种可以探测物体内部影像信息的光学器件，医用内窥镜可以经过人体的天然孔道或手术的小切口进入人体内，可以帮助医生看到X射线不能显示的人体内部结构，在检查胃、食道、小肠等人体内部疾病中成为一种必不可少的仪器。通过内窥镜获取清晰的图像，帮助医生建立患者信息，可以有效提高诊疗过程的准确性。
　　内窥镜引导的光动力诊疗手术能使医生在手术中更清晰的观察病灶，以及真实的反映病灶周围结构，所以近年来得到广泛应用。由于内窥镜自带光源照射条件的局限性，以及人体内部环境结构的复杂性，内窥镜反映出来的图像并不理想，由于曝光不足造成的图像大面积灰暗，手术中医生不能正常观察操作空间，进而会成为诊断误差甚至手术失败的主要原因。此外，在对病灶进行热处理过程中，治疗光线会对图像产生极大的色彩偏差，对手术过程中观察病人情况和术后对病灶治疗的评估造成较大影响。因此，对内窥镜图像曝光的增强显示以及内窥镜图像的颜色矫正成为内窥镜引导的光动力诊疗手术中一项亟待解决的问题。
　　（1）简要介绍了内窥镜引导的光动力诊疗手术在内窥镜成像方面存在的技术问题，概述了内窥镜的发展历程，解析了靶向光动力肿瘤治疗技术概念。介绍了传统图像增强的技术优势和短板。
　　（2）提出一种基于直方图均衡化的色彩矫正增强方法，利用RGB通道各像素值与RGB最大像素值的极小值相比较，并统计其数量，得到图像中颜色占比大的通道，再利用递减灰度级分别与RGB通道各像素值比较并计数，得到色彩矫正系数，最终依照颜色占比较大的通道为主要颜色通道，利用色彩矫正系数矫正直方图均衡化后出现色彩偏差的图像。
　　（3）改进了带颜色保护的多尺度Retinex算法。考虑到内窥镜图像颜色成分中红黄较多，蓝青较少。通过重新对算法中“亮度”信息的定义，改变了以往在亮度空间中RGB三颜色平均分配的概念，结合多尺度算法与

目录

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 内窥镜发展

1.3 靶向光动力肿瘤治疗技术概念

1.4 本文的主要工作与贡献

1.5 本文的组织结构

第2章 图像增强基本问题

2.1 引言

2.2 图像增强技术发展

2.3 国内外研究现状

2.4 动态范围

2.5 彩色图像空间

2.6 本章小结

第3章 基于直方图均衡化的色彩矫正算法

3.1 频率域算法

3.2 空间域算法

3.3 基于直方图均衡化的色彩矫正算法

3.4 本章小结

第4章 带颜色权重的Retinex算法

4.1 Rextinex理论基础

4.2 Retinex算法的发展

4.3 带颜色权重的Retinex算法

4.4 本章小结

第5章 总结与展望

参考文献

致谢