[发明专利]基于红外与可见光图像融合的血管图像增强方法和系统

说明书

本发明涉及一种基于红外与可见光图像融合的血管图像增强方法和系统，方法包括以下步骤：通过近红外采集装置获得当前皮肤位置的血管近红外图像；通过双目相机装置拍摄当前相同皮肤位置的血管可见光图像；对所得的血管近红外图像和血管可见光图像通过滤波算法进行分解，得到血管近红外图像的基础层和细节层，以及血管可见光图的基础层和细节层；对所有基础层采用平均策略进行融合得到增强基础层，对所有细节层采用加权平均策略进行融合得到增强细节层；通过叠加法将增强基础层和增强细节层进行融合得到增强血管图像。与现有技术相比，本发明具有融合可见光图像中血管细节纹理图和近红外成像技术中血管分布图使得血管医学成像更加清晰的优点。

技术领域

本发明涉及静脉机器人穿刺图像识别领域，尤其是涉及一种基于红外与可见光图像融合的血管图像增强方法和系统。

背景技术

在静脉穿刺的血管成像过程中，近红外光成像技术是应用广泛的成像技术。其利用静脉血管中血红蛋白对近红外光的吸收作用，来获取静脉血管图像；其获取的图像再经过二值化、滤波、图像增强等一系列图像处理技术处理，红外图像可以根据辐射差异将目标与背景区分开来，这在全天候和全天/整夜的情况下效果很好；可见图像与人类视觉系统一致的方式可以提供具有高空间分辨率和清晰度的纹理细节。

因此，现有技术中已经存在将这两种类型的图像进行融合，从而得到更加详细的热辐射信息和纹理信息。但是，现有的融合方式存在以下问题：如公开号为CN106897986B的中国专利公开了一种基于多尺度分析的可见光图像与远红外图像融合方法，在图像多尺度分解过程中对远红外图像中的条纹噪声进行有效抑制，并根据人类视觉显著性特点结合可见光图像与远红外图像各自特点的方法，提供了有效信息更丰富、图像质量更好的融合结果。但此类图像融合方法对操作对象的距离有要求，对于近距离的图像无法做到细节的还原。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于红外与可见光图像融合的血管图像增强方法和系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于红外与可见光图像融合的血管图像增强方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过近红外采集装置获得当前皮肤位置的血管近红外图像，并进行图像预处理；

S2、通过双目相机装置拍摄当前相同皮肤位置的血管可见光图像，并进行图像预处理；

S3、对所得的血管近红外图像和血管可见光图像通过滤波算法进行分解，得到血管近红外图像的基础层和细节层，以及血管可见光图的基础层和细节层；

S4、对所有基础层采用平均策略进行融合得到增强基础层，对所有细节层采用加权平均策略进行融合得到增强细节层；

S5、通过叠加法将增强基础层和增强细节层进行融合得到增强血管图像。

进一步地，对所得的血管近红外图像和血管可见光图像通过均值滤波器进行过滤，得到均值滤波图像α_u1(x,y)和α_u2(x,y)；

对所得的血管近红外图像和血管可见光图像通过中值滤波器进行过滤，得到中值滤波图像α_η1(x,y)和α_η2(x,y)；

使用均值滤波图像减去中值滤波图像，并取绝对值，得到中间矩阵β₁(x,y)和β₁(x,y)，其表达式为：

β₁(x,y)＝|α_u1(x,y)-α_η1(x,y)|

β₂(x,y)＝|α_u2(x,y)-α_η2(x,y)|