[发明专利]一种图像处理方法

摘要

本发明公开了一种视皮层假体的图像处理装置，包括左右微型摄像头、图像预处理器、图像编码器，所述左右微型摄像头将各自同步实时采集的视频信息输出给所述图像预处理器,图像预处理器将接收的两路所述视频信息进行拼接融合成一幅全视野图像，并进一步完成图像滤波、增强和像素降低等预处理操作，输出给所述图像编码器,图像编码器将接收的所述经预处理后的全视野图像做进一步的处理与编码，转化为人体视觉皮层能够接收的电信号。本发明提供的图像处理装置实现将双摄像头采集的图像信息转化为用于刺激视皮层的电流信号,在保证诱发神经元发放等量动作电位的前提条件下，能够有效降低刺激电流的强度，从而达到有效减少脑组织损伤的目的。

主权项

1.一种图像处理方法，采用视皮层假体的图像处理装置，该装置包括左右微型摄像头、图像预处理器、图像编码器，所述左右微型摄像头将各自同步实时采集的视频信息输出给所述图像预处理器, 图像预处理器将接收的两路所述视频信息进行拼接融合成一幅全视野图像，并基于视觉系统的注意机制,检测图像的显著性区域,进一步完成图像的边缘提取、增强和像素降低的预处理操作，输出给所述图像编码器, 图像编码器将接收的所述经预处理后的全视野图像做进一步的处理与编码，转化为人体视觉皮层能够接收的电信号；其特征在于：图像处理方法包括图像预处理和图像编码两部分；一、所述图像预处理按照下述步骤进行：S1、图像校正采用模板法对所述左右微型摄像头传输来的实时视频信息进行模板制定、特征点提取 和求解镜头畸变系数；S2、图像配准采用比值匹配法对所述左右微型摄像头传输来的实时视频图像进行快速配准；S3、图像融合图像融合是为了解决图像匹配结束后所述左右摄像头相邻视角拼接的交界处问题，这 里采用渐入渐出的线性融合方法实现双路视频图像的融合；即：将左右摄像头相邻视角图 像的像素值进行加权平均得到重叠区每一个像素点的值；其中像素点到图像重叠区两边缘 的距离作为融合比重；S4、显著性区域检测采用简单线性迭代的超像素图像分割方法与马尔科夫吸收链相结合的方法提取融合 后全视野图像的显著性区域； 即: 采用简单线性迭代的超像素图像分割方法对融合后的 全视野图像进行分割，以图像中超像素点作为节点，连接各节点对图像分割成众多区域，利 用马尔科夫吸收链方法检测出图像中显著性的区域；S5、边缘提取采用Canny算子检测算法对显著性区域内的目标图像进行边缘提取；即进行降噪、寻找 图像中的亮度梯度、在图像中跟踪边缘；S6、图像增强采用形态学方法中的腐蚀和膨胀进行图像增强；二、所述图像编码按照下述步骤进行：C1、借鉴稀疏编码的思想，将预处理后的图像采用图像原子库中的基函数进行表示，得 到每个原子对应的稀疏响应系数；C2、根据给定响应系数和神经元的特征调谐参数，求解电流刺激方案；即：通过H‑H模型 模拟特定神经元的特征调谐特性来确定电流刺激方案，为激活视皮层中的神经元细胞产生 拟定的响应模式提供关键方案与参数；所述图像编码步骤C1中稀疏响应系数的求解采用如下步骤完成：C11、从自然图像中随机采集5000个2n×2n(n=4，5，6)个图像块， 对每个图像块分别进行去相关性、降维预处理操作，其中所述自然图像来自用于测试稀疏 编码模型的图像库；C12、利用所述自然图像高阶统计特性与视皮层神经元稀疏响应之间的联系，采用拓扑 独立分量分析的方法对自然图像块组成的集合进行特征提取，得到与视皮层神经元感受野 特性相符的完备原子库；C13、采用所述原子库，对处理后的图像进行稀疏分解，得到对应的响应系数：C14、设置初始阈值，将响应小于阈值的神经元响应置零，得到响应矩阵；C15、根据所述响应矩阵重建图像；C16、计算所述重建图像与原始图像的误差率；C17、若所述误差大于10%，则返回步骤 C14降低阈值，若小于10%则结束，输出响应系数矩 阵，从而减少在视皮层激活神经元的数量。