一种图像获取方法及应用其的胶囊内窥镜与流程

1.本发明涉及图像处理领域，具体涉及到一种图像获取方法及应用其的胶囊内窥镜。


背景技术：

2.现有的胶囊内窥镜获取图像的方式通常采用单镜头或双镜头的方式，其中单镜头的镜头视角通常为朝向胶囊内窥镜前方，由于单镜头在观察消化道过程中容易在消化道褶皱的部分出现拍摄盲区，而采用前后双镜头的方案则显著提高设计复杂度，且胶囊内窥镜功耗较大。
3.因此，有必要开发一种图像获取方法，解决现有技术中单镜头拍摄的盲区问题。


技术实现要素：

4.本发明提供一种图像获取方法及应用其的胶囊内窥镜，技术方案采用单镜头拍摄，通过在镜头前方增加反射面，将镜头拍摄视角转换为胶囊的侧边环形区域，实现简捷和高效率的人体消化道拍摄。
5.第一方面，本发明提供一种图像获取方法，包括以下步骤：建立直角坐标系，设定矩形感光阵列的阵列单元尺寸为a*b，阵列单元数量为2w*2h，以矩形感光阵列的中心为原点建立直角坐标系；将阵列单元在直角坐标系的坐标转换为极坐标系的坐标，矩形感光阵列的阵列单元p点在极坐标系中可表示为（r，θ），其中r为p点到极点o的距离，θ则是op沿顺时针方向旋转到极轴的角度；将阵列单元按照极坐标系坐标进行排布，将阵列单元的全部像素单元用极坐标（r，θ）表示，其中r值范围为0≤r≤r，r取值范围为r
‑
（k
‑
1）*a≤r≤r
‑
k*a，其中k为正整数，按照θ值的大小进行排列并放置在以θ值为横坐标，r值为纵坐标的坐标系中，将像素单元转换排布后出现的空值区域进行插值处理获得目标图像。
6.进一步的，所述第n行m列阵列单元在直角坐标系的坐标为（n*a
‑ꢀ
w*a， m*b
‑ꢀ
h*b），其中m和n均为正整数。
7.进一步的，所述阵列单元p点在极坐标系中的坐标为（）。
8.第二方面，本发明提供一种胶囊内窥镜，包括镜头，感光部，基板，图像处理单元，电源部及射频单元，所述胶囊内窥镜采用第一方面任一项所述的图像获取方法拍摄图像。
9.进一步的，所述胶囊内窥镜还包括反射部，所述反射部设置于基板表面，所述反射部对光线进行折射。
10.进一步的，所述反射部是圆锥型反射镜、圆形反射镜的任一种。
11.进一步的，所述胶囊内窥镜还包括磁性单元，所述磁性单元设置于反射部上端。
12.采用本发明的图像获取方法及其胶囊内窥镜，改善了拍摄视角，减少了拍摄盲区，
提高胃部检查舒适度和检查效率，且对消化道的拍摄更加全面。
附图说明
13.图1：本发明图像获取方法的光路原理图。
14.图2：本发明第一实施例的胶囊内窥镜结构示意图。
15.图3：本发明第二实施例的胶囊内窥镜结构示意图。
16.图4：本发明图像获取方法拍摄的环形图像。
17.图5：图4环形图像的平铺展开图。
18.图6：图4环形图像反射后的投影视图。
19.图7：本发明图像像素点采样示意图。
20.图8：本发明图像采样点的极坐标转换示意图。
21.图9：本发明图像像素点插值示意图。
22.各序号及对应的名称分别为：反射部101，镜头102，感光部103，基板104，图像处理单元105，电源部106，射频单元107，磁性单元108。
具体实施方式
23.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
24.请参考图1本发明图像获取方法的光路原理图，胶囊内窥镜通过反射部101将胶囊内窥镜的视角转换到胶囊内窥镜的侧边环形区域，本方案通过在镜头前部增加反射部101，将镜头102拍摄角度转变为侧边环形区域，图像投影到感光部103后成为环形的畸变图像，进一步通过图像处理算法将感光部103的图像修正为矩形的非畸变图像，本发明的感光部103设置于基板104的表面。
25.进一步参考图2本发明第一实施例的胶囊内窥镜结构示意图及图3本发明第二实施例的胶囊内窥镜结构示意图，本发明第一实施例的胶囊内窥镜及第二实施例的胶囊内窥镜均包括反射部101，镜头102，感光部103，基板104，图像处理单元105，电源部106及射频单元107，其中图3与图2的不同之处在于，图3中第二实施例的镜头102的顶部还设置磁性单元108，所述磁性单元108用于外部磁控设备控制胶囊内窥镜的前进方向，上述各个部件的连接关系属于本领域普通技术人员的公知常识，在此不再赘述。
26.请参考图4本发明图像获取方法拍摄的环形图像，图5是图4环形图像的平铺展开图，图6是图4环形图像反射后的投影视图，环形图像经过反射部101反射，进一步通过镜头102投影到感光部103，经过反射部101反射投影到感光芯片的图像与图4所示的环形图像对比产生畸变，因此需要对感光部103获取的图像其进行修正。
27.本发明的图像获取方法原理如下：请参考图7本发明图像像素点采样示意图，首先在感光阵列上建立直角坐标系，设定矩形感光阵列的阵列单元尺寸为a*b，阵列单元数量为2w*2h，并以感光阵列中心为原点建立直角坐标系，则第n行m列感光阵列单元的坐标可表示为（n*a
‑ꢀ
w*a， m*b
‑ꢀ
h*b），其中m和n均为正整数。
28.进一步参考图8本发明图像采样点的极坐标转换示意图，将阵列单元在直角坐标系的
坐标转换为极坐标系的坐标，感光阵列上阵列单元p点在极坐标系中可表示为（r，θ），其中r为p点到极点o的距离，θ则是op沿顺时针方向旋转到极轴的角度，则直角坐标系第n行m列感光阵列单元在极坐标系中的坐标可表示为（）。
29.进一步参考图9本发明图像像素点插值示意图，将阵列单元按照极坐标系坐标进行重新排布，将感光阵列单元感应到的全部像素单元用极坐标（r，θ）表示，其中r值范围为0≤r≤r，r取值范围为r
‑
（k
‑
1）*a≤r≤r
‑
k*a，其中k为正整数，按照θ值的大小进行排列，然后放置在以θ值为横坐标，r值为纵坐标的坐标系中，将像素单元按照上述方法转换排布后出现空值区域，对空值区域进行插值处理后获得完整图像。
30.本方案的空值填充原则为取距离该空值区域最近的有效像素点进行填充，若该空值区域存在多个相同距离的像素点则取附近色彩信息的均值进行填充，关于图像插值的具体算法已经在多个现有技术文献中做了详细记载，例如中国专利cn201911121851.0、cn202010214137.2及cn201910188662.9，本发明对此不过限制。
31.优选的，本发明的反射部101可以采用圆锥型反射镜、圆形反射镜的任一种，本发明对此不做限制。
32.本发明还提供一种胶囊内窥镜，所述胶囊内窥镜采用上述的图像获取方法拍摄图像。
33.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。