[发明专利]一种基于摄像系统的消化道内物体测量方法

说明书

一种基于摄像系统的消化道内物体测量方法，所述测量方法包括：模拟消化道内环境，进入摄像系统标定阶段；控制摄像系统在不同位置进行拍摄以获得标定图像；标定完成后进入测量阶段；将摄像系统放入消化道内；拍摄并获得至少一张检测图像；获得检测图像上每个像素点的像素亮度；计算获得检测图像上每个像素点和摄像系统之间的深度距离z_i，并记为深度图像z(x,y)；根据深度图像z(x,y)计算检测图像中每一像素点的比例尺r；获得检测图像中每一像素点的像素坐标S_i，通过比例尺r计算获得检测图像中每一像素点的实际二维坐标S_i`；整合获得每一像素点的实际三维坐标(S<sub>i</sub>`，z(x,y))；计算或测量图像中任意两像素点之间的距离或任意范围内的面积。

技术领域

本发明属于图像处理领域，特别是一种基于摄像系统的消化道内物体测量方法。

背景技术

目前，使用胶囊式内窥镜进行消化道检测越来越普及，通过获得消化道内的图像，医生可对被测者进行检查。但是对通常的胶囊式内窥镜而言，当拍摄到含有病灶的图像时，医生仅能通过病灶的形态、颜色、位置等特征进行判断，但是无法获得病灶的尺寸信息，从而也无法给出精确的定量分析结果。

现有的技术中，例如中国专利公开CN107072498A中，提供了一种消化道内测距的方法。在上述方法中，通过在普通的图像传感器中分布了若干测距像素以用于生成物体深度信息的测距数据即深度图像。然后使用已知像素位置的测距数据对图像中没有得到的测距数据的像素位置的深度进行插值。在上述方法中，其计算方式较为繁琐，且对器件的要求很高，测距像素需要均匀地分布于图像传感器中，且需要较多的测量点。而若测量点较多，则会对后续梯度计算具有很大误差，最终造成测量失真。

又例如中国专利公开CN101902961A中，提供了一种用于估算体腔内物体大小的装置、系统及方法。在上述方法中，通过在胶囊式内窥镜中安装一个激光器，利用激光点和图像亮度信息进行距离测量及物体测量。但是，该种方法中忽略了消化道内介质的影响。消化道内环境复杂，空气和消化液均会对激光的光路造成影响，而直接影响到激光测距的结果。并且，距离的测量将始终依赖激光测距的结果，每一次测量均需要进行激光测距，则每一次均需要大量的计算，消耗人力物力。

因此，必须设计一种新的消化道内物体测量方法。

发明内容

为解决上述问题之一，本发明提供了一种基于摄像系统的消化道内物体测量方法，所述测量方法包括：

模拟消化道内环境，进入摄像系统标定阶段；

控制摄像系统在不同位置进行拍摄以获得标定图像；

计算确定标定图像上任意像素的亮度与该像素在模拟消化道内的实际位置到摄像系统之间的深度距离z的关系，并记为：

其中，x和y为图像双轴坐标系上任意像素点的坐标；

计算确定标定图像上任意像素的比例尺r与该像素在模拟消化道内的实际位置到摄像系统之间的深度距离z的关系，比例尺为图像中的单位像素代表的实际长度，并记为：

r＝d(z) (2)；

所述标定阶段还包括：

获得模拟消化道上的光斑；

计算光斑的中心，并将光斑的中心记为标定点Q`；

获得标定图像上的光斑；

计算光斑的中心，并将光斑的中心记为成像点Q，所述成像点Q到标定图像中心之间的像素距离记为参考距离△q；

计算确定摄像系统与标定点Q`之间的深度距离z和参考距离△q的关系，并记为：