用于甲襞微循环成像的环形光源检测与调整方法和系统与流程

本发明涉及医学成像的，特别涉及用于甲襞微循环成像的环形光源检测与调整方法和系统。

背景技术：

1、手指甲襞是指覆盖在指甲根部的皮肤皱褶，甲襞区域内部分布有大量毛细血管，通过对毛细血管进行成像检测分析，能够准确确定人体的甲襞微循环状态，为诊断相关人体疾病提供可靠全面依据。为了提高对甲襞区域微循环成像的清晰度，现有技术采用环形光源作为甲襞区域的成像光源，环形光源从甲襞区域的四周方向照射光线，避免对甲襞区域直接照射光线而在甲襞区域表面某一范围产生眩光，采用环形光源能够改善对甲襞区域的照射均匀性。但是收到甲襞区域表面随机起伏的形貌，环形光源发出的光线在甲襞区域表面仍然会发生局部过度反射或者对某些波长可见光的集中散射，导致拍摄的甲襞区域图像发生过度曝光或色度失真等问题，无法提供真实可靠的甲襞区域图像，降低了后续进行甲襞微循环状态识别的准确性和可靠性。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的缺陷，本发明提供了用于甲襞微循环成像的环形光源检测与调整方法和系统，其分析甲襞区域在环形光源处于基准发光状态照射下的第一影像，得到甲襞区域对光线的反射属性信息，以此识别照射异常子区域，对甲襞区域自身形貌产生的眩光情况准确定位识别；对环形光源进行空间状态和/或发光状态调整，同时对甲襞区域进行光强分布变化识别，判断环形光源是否呈现对甲襞区域表面的均匀照明趋势；对甲襞区域表面进行光强分布变化视觉识别，以此确定环形光源在状态调整过程中的最优状态，使得环形光源对甲襞区域进行最优均匀照明；还对甲襞区域对应空间在处于基准发光状态中的环形光源照射下的影像进行散射光分析，确定异常光分布区域，以此进行补光调整，避免因光线散射导致甲襞区域成像的色度失真，提高甲襞微循环成像的保真性和准确性。

2、本发明提供用于甲襞微循环成像的环形光源检测与调整方法，包括如下步骤：

3、步骤s1，获取甲襞区域在环形光源处于基准发光状态照射下的第一影像，对所述第一影像进行分析，得到所述甲襞区域对来自所述环形光源的光线的反射属性信息；基于所述反射属性信息，识别所述甲襞区域的所有照射异常子区域；

4、步骤s2，基于所有照射异常子区域的属性信息，对所述环形光源进行空间状态调整和/或发光状态调整；基于所述空间状态调整和/或发光状态调整过程中所述甲襞区域的光强分布变化特征信息，判断所述环形光源是否呈现对所述甲襞区域表面的均匀照明趋势；

5、步骤s3，当所述环形光源呈现对所述甲襞区域表面的均匀照明趋势，获取所述甲襞区域表面在处于状态调整中的所述环形光源照射下的第二影像；对所述第二影像进行动态分析，得到所述甲襞区域表面的光强分布变化信息；基于所述光强分布变化信息，确定所述环形光源在状态调整过程中的最优状态；

6、步骤s4，当所述环形光源未呈现对所述甲襞区域表面的均匀照射趋势，获取所述甲襞区域对应空间在处于基准发光状态中的所述环形光源照射下的第三影像；对所述第三影像进行散射光分析，得到所述甲襞区域对应空间的异常光分布区域；基于所述异常光分布区域，进行相应的补光调整。

7、在本技术公开的一个实施例中，在所述步骤s1中，获取甲襞区域在环形光源处于基准发光状态照射下的第一影像，对所述第一影像进行分析，得到所述甲襞区域对来自所述环形光源的光线的反射属性信息；基于所述反射属性信息，识别所述甲襞区域的所有照射异常子区域，包括：

8、对在环形光源处于基准发光状态照射下的甲襞区域进行扫描拍摄，得到所述甲襞区域的全区域影像；对所述全区域影像进行像素灰度化转换处理和像素亮度值提取处理，得到所述甲襞区域对来自所述环形光源的光线的反射光分布属性信息；

9、对所述反射光分布属性信息进行分析，得到所述全区域影像整个画面上相邻像素间的反射光强差异信息；基于所述反射光强差异信息，确定所述全区域影像的反射光强突变画面子区域，并将所述反射光强突变画面子区域在所述甲襞区域上对应的子区域确定为照射异常子区域。

10、在本技术公开的一个实施例中，在所述步骤s2中，基于所有照射异常子区域的属性信息，对所述环形光源进行空间状态调整和/或发光状态调整；基于所述空间状态调整和/或发光状态调整过程中所述甲襞区域的光强分布变化特征信息，判断所述环形光源是否呈现对所述甲襞区域表面的均匀照明趋势，包括：

11、对每个照射异常子区域进行边缘轮廓识别和平均光强识别，得到每个照射异常子区域对应的区域位置属性信息和平均光强属性信息；基于所述区域位置属性信息，对所述环形光源进行空间位姿调整，改变所述环形光源相对于所述甲襞区域的位姿角度；和/或，基于所述平均光强属性信息，对所述环形光源进行发光强度局部调整，改变所述环形光源向所述甲襞区域的局部光照射强度；

12、对在所述空间位姿调整和/或所述发光强度局部调整过程中所述甲襞区域进行动态拍摄，得到所述甲襞区域的全区域动态影像；对所述全区域动态影像依次进行分帧处理和光强分布识别处理，得到所述甲襞区域表面的光照阴影区域面积变化信息；基于所述光照阴影区域面积变化信息，确定所述甲襞区域表面在调整过程中光照阴影区域面积是否呈现缩小趋势；若是，则判断所述环形光源呈现对所述甲襞区域表面的均匀照明趋势；若否，则判断所述环形光源未呈现对所述甲襞区域表面的均匀照明趋势。

13、在本技术公开的一个实施例中，在所述步骤s3中，当所述环形光源呈现对所述甲襞区域表面的均匀照明趋势，获取所述甲襞区域表面在处于状态调整中的所述环形光源照射下的第二影像；对所述第二影像进行动态分析，得到所述甲襞区域表面的光强分布变化信息；基于所述光强分布变化信息，确定所述环形光源在状态调整过程中的最优状态，包括：

14、当所述环形光源呈现对所述甲襞区域表面的均匀照明趋势，则基于所述均匀照明趋势变化规律，确定所述均匀照明趋势呈现峰值所在的时间区间；基于所述时间区间，从对所述甲襞区域表面在处于状态调整中的所述环形光源照射下拍摄的全区域动态影像中截取相应的全区域动态子影像；

15、对所述全区域动态子影像依次进行分帧处理和光强分布识别处理，确定所述甲襞区域表面的光照阴影区域面积处于最小值对应的发生时间；将所述发生时间与所述环形光源的状态调整记录进行匹配，将所述环形光源在所述发生时间对应所处的空间位姿状态和/或发光强度分布状态作为所述环形光源的最优状态。

16、在本技术公开的一个实施例中，在所述步骤s4中，当所述环形光源未呈现对所述甲襞区域表面的均匀照射趋势，获取所述甲襞区域对应空间在处于基准发光状态中的所述环形光源照射下的第三影像；对所述第三影像进行散射光分析，得到所述甲襞区域对应空间的异常光分布区域；基于所述异常光分布区域，进行相应的补光调整，包括：

17、当所述环形光源未呈现对所述甲襞区域表面的均匀照射趋势，则对所述甲襞区域所在三维空间在处于基准发光状态中的所述环形光源照射下进行多方位拍摄和影像拼接，得到所述三维空间的全景影像；

18、对所述全景影像进行散射光分析，得到所述甲襞区域在所述环形光源照射下产生的散射光在三维空间的光强分布信息；其中，所述光强分布信息包括不同波长的可见光的光强分布信息；

19、基于所述光强分布信息，确定所述甲襞区域所在三维空间的异常光分布区域；基于所述异常光分布区域的位置信息，进行相应波长可见光的补光照射调整。

20、本发明还提供用于甲襞微循环成像的环形光源检测与调整系统，包括：

21、第一视觉分析模块，用于获取甲襞区域在环形光源处于基准发光状态照射下的第一影像，对所述第一影像进行分析，得到所述甲襞区域对来自所述环形光源的光线的反射属性信息；

22、照射异常识别模块，用于基于所述反射属性信息，识别所述甲襞区域的所有照射异常子区域；

23、光源状态调整模块，用于基于所有照射异常子区域的属性信息，对所述环形光源进行空间状态调整和/或发光状态调整；

24、光源照明趋势判断模块，用于基于所述空间状态调整和/或发光状态调整过程中所述甲襞区域的光强分布变化特征信息，判断所述环形光源是否呈现对所述甲襞区域表面的均匀照明趋势；

25、第二视觉分析模块，用于当所述环形光源呈现对所述甲襞区域表面的均匀照明趋势，获取所述甲襞区域表面在处于状态调整中的所述环形光源照射下的第二影像；对所述第二影像进行动态分析，得到所述甲襞区域表面的光强分布变化信息；

26、光源最优状态确定模块，用于基于所述光强分布变化信息，确定所述环形光源在状态调整过程中的最优状态；

27、第三视觉分析模块，用于当所述环形光源未呈现对所述甲襞区域表面的均匀照射趋势，获取所述甲襞区域对应空间在处于基准发光状态中的所述环形光源照射下的第三影像；对所述第三影像进行散射光分析，得到所述甲襞区域对应空间的异常光分布区域；

28、补光调整模块，用于基于所述异常光分布区域，进行相应的补光调整。

29、在本技术公开的一个实施例中，所述第一视觉分析模块，用于获取甲襞区域在环形光源处于基准发光状态照射下的第一影像，对所述第一影像进行分析，得到所述甲襞区域对来自所述环形光源的光线的反射属性信息，包括：

30、对在环形光源处于基准发光状态照射下的甲襞区域进行扫描拍摄，得到所述甲襞区域的全区域影像；对所述全区域影像进行像素灰度化转换处理和像素亮度值提取处理，得到所述甲襞区域对来自所述环形光源的光线的反射光分布属性信息；

31、所述照射异常识别模块，用于基于所述反射属性信息，识别所述甲襞区域的所有照射异常子区域，包括：

32、对所述反射光分布属性信息进行分析，得到所述全区域影像整个画面上相邻像素间的反射光强差异信息；基于所述反射光强差异信息，确定所述全区域影像的反射光强突变画面子区域，并将所述反射光强突变画面子区域在所述甲襞区域上对应的子区域确定为照射异常子区域。

33、在本技术公开的一个实施例中，所述光源状态调整模块，用于基于所有照射异常子区域的属性信息，对所述环形光源进行空间状态调整和/或发光状态调整，包括：

34、对每个照射异常子区域进行边缘轮廓识别和平均光强识别，得到每个照射异常子区域对应的区域位置属性信息和平均光强属性信息；基于所述区域位置属性信息，对所述环形光源进行空间位姿调整，改变所述环形光源相对于所述甲襞区域的位姿角度；和/或，基于所述平均光强属性信息，对所述环形光源进行发光强度局部调整，改变所述环形光源向所述甲襞区域的局部光照射强度；

35、所述光源照明趋势判断模块，用于基于所述空间状态调整和/或发光状态调整过程中所述甲襞区域的光强分布变化特征信息，判断所述环形光源是否呈现对所述甲襞区域表面的均匀照明趋势，包括：

36、对在所述空间位姿调整和/或所述发光强度局部调整过程中所述甲襞区域进行动态拍摄，得到所述甲襞区域的全区域动态影像；对所述全区域动态影像依次进行分帧处理和光强分布识别处理，得到所述甲襞区域表面的光照阴影区域面积变化信息；基于所述光照阴影区域面积变化信息，确定所述甲襞区域表面在调整过程中光照阴影区域面积是否呈现缩小趋势；若是，则判断所述环形光源呈现对所述甲襞区域表面的均匀照明趋势；若否，则判断所述环形光源未呈现对所述甲襞区域表面的均匀照明趋势。

37、在本技术公开的一个实施例中，所述第二视觉分析模块，用于当所述环形光源呈现对所述甲襞区域表面的均匀照明趋势，获取所述甲襞区域表面在处于状态调整中的所述环形光源照射下的第二影像；对所述第二影像进行动态分析，得到所述甲襞区域表面的光强分布变化信息，包括：

38、当所述环形光源呈现对所述甲襞区域表面的均匀照明趋势，则基于所述均匀照明趋势变化规律，确定所述均匀照明趋势呈现峰值所在的时间区间；基于所述时间区间，从对所述甲襞区域表面在处于状态调整中的所述环形光源照射下拍摄的全区域动态影像中截取相应的全区域动态子影像；

39、所述光源最优状态确定模块，用于基于所述光强分布变化信息，确定所述环形光源在状态调整过程中的最优状态，包括：

40、对所述全区域动态子影像依次进行分帧处理和光强分布识别处理，确定所述甲襞区域表面的光照阴影区域面积处于最小值对应的发生时间；将所述发生时间与所述环形光源的状态调整记录进行匹配，将所述环形光源在所述发生时间对应所处的空间位姿状态和/或发光强度分布状态作为所述环形光源的最优状态。

41、在本技术公开的一个实施例中，所述第三视觉分析模块，用于当所述环形光源未呈现对所述甲襞区域表面的均匀照射趋势，获取所述甲襞区域对应空间在处于基准发光状态中的所述环形光源照射下的第三影像；对所述第三影像进行散射光分析，得到所述甲襞区域对应空间的异常光分布区域，包括：

42、当所述环形光源未呈现对所述甲襞区域表面的均匀照射趋势，则对所述甲襞区域所在三维空间在处于基准发光状态中的所述环形光源照射下进行多方位拍摄和影像拼接，得到所述三维空间的全景影像；

43、对所述全景影像进行散射光分析，得到所述甲襞区域在所述环形光源照射下产生的散射光在三维空间的光强分布信息；其中，所述光强分布信息包括不同波长的可见光的光强分布信息；

44、基于所述光强分布信息，确定所述甲襞区域所在三维空间的异常光分布区域；

45、所述补光调整模块，用于基于所述异常光分布区域，进行相应的补光调整，包括：

46、基于所述异常光分布区域的位置信息，进行相应波长可见光的补光照射调整。

47、相比于现有技术，该用于甲襞微循环成像的环形光源检测与调整方法和系统分析甲襞区域在环形光源处于基准发光状态照射下的第一影像，得到甲襞区域对光线的反射属性信息，以此识别照射异常子区域，对甲襞区域自身形貌产生的眩光情况准确定位识别；对环形光源进行空间状态和/或发光状态调整，同时对甲襞区域进行光强分布变化识别，判断环形光源是否呈现对甲襞区域表面的均匀照明趋势；对甲襞区域表面进行光强分布变化视觉识别，以此确定环形光源在状态调整过程中的最优状态，使得环形光源对甲襞区域进行最优均匀照明；还对甲襞区域对应空间在处于基准发光状态中的环形光源照射下的影像进行散射光分析，确定异常光分布区域，以此进行补光调整，避免因光线散射导致甲襞区域成像的色度失真，提高甲襞微循环成像的保真性和准确性。

48、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

49、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。