(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111612663.5 (22)申请日 2021.12.27 (71)申请人 浙江大学 地址 310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘 路866号 申请人 舜宇光学 （浙江） 研究院有限公司 (72)发明人 王立强　章彪　袁波　胡增新　 (74)专利代理 机构 杭州求是专利事务所有限公 司 33200 代理人 万尾甜　韩介梅 (51)Int.Cl. G06T 5/00(2006.01) G06T 7/90(2017.01) (54)发明名称 一种基于高斯曲面拟合的内窥镜颜色校正 方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于高斯曲面拟合的内 窥镜颜色校正方法。 该方法首先用内窥镜采集灰 色目标物体的图像并将该图像分解为RGB通道； 其次针对采集图像， 通过最小二乘估计 法分别拟 合得到R、 G、 B通道的强度衰减高斯曲面； 然后根 据三个通道的强度衰减高斯曲面， 计算得到每一 个像素R、 G、 B通道的校正系数， 最后利用校正系 数逐点进行颜色校正， 得到颜色校正图像。 本发 明在保持全局一致性的前提下， 解决了大视场内 窥镜由于镜头和CMOS元件CRA角不匹配导致的 图 像边缘偏色问题， 提升图像的观感， 经校正后的 图像更加符合人眼所 见。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 114418871 A 2022.04.29 CN 114418871 A 1.一种基于高斯曲面拟合的内窥镜颜色校正方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤S1:用内窥镜采集灰色目标物体的图像并将该图像分解 为RGB通道； 步骤S2:针对步骤S1中的图像， 通过最小二乘估计法分别拟合得到R、 G、 B通道的强度衰 减高斯曲面； 步骤S3:根据步骤S2拟合得到的R、 G、 B通道的强度衰减高斯曲面， 计算得到每一个像素 的R、 G、 B通道的校正系数； 步骤S4： 利用校正系数 逐点进行颜色校正， 得到颜色校正图像。 2.根据权利要求1所述的一种基于 高斯曲面拟合的内窥镜颜色校正方法， 其特征在于， 步骤S1中， 用内窥镜采集灰色目标物体的图像的方法为： 在内窥镜主动光照明下， 用内窥镜 拍摄一个漫反射特性均匀的灰色物体； 为了减小噪声对高斯 曲面拟合的影响， 连续拍摄得 到多张图片， 并对 采集图像取平均值得到信噪比较高的图像。 3.根据权利要求1所述的一种基于 高斯曲面拟合的内窥镜颜色校正方法， 其特征在于， 步骤S2具体包括以下步骤： 步骤S21:确定高斯曲面中心点的坐标； 步骤S22:根据最小二乘估计法拟合得到高斯曲面的幅值和方差 。 4.根据权利要求3所述的一种基于 高斯曲面拟合的内窥镜颜色校正方法， 其特征在于， 步骤S21具体为： 找出图像中亮度均值最大的n ×n区域， 取区域的中心 点作为高斯曲面的中 心点。 5.根据权利要求3所述的一种基于 高斯曲面拟合的内窥镜颜色校正方法， 其特征在于， 步骤S22具体为： 对高斯曲面取对数， 从而将二维高斯函数拟合问题转化为二次函数拟合； 再利用最小二乘法， 解出高斯曲面的幅值和方差 。 6.根据权利要求1所述的一种基于 高斯曲面拟合的内窥镜颜色校正方法， 其特征在于， 步骤S3具体为： 根据拟合得到的高斯曲面计算每个像素的R、 G、 B通道的强度衰减值Wr、 Wg、 Wb， 然后求得每个像素的通道衰减平均值 进而求得每个像素的通道增益 值Gr＝Wave/Wr， Gg＝Wave/Wg， Gb＝Wave/Wb， 求得的通道增益 值即为校正系数。 7.根据权利要求1所述的一种基于 高斯曲面拟合的内窥镜颜色校正方法， 其特征在于， 步骤S4具体为： 将颜色待校正图像上每个像素的R、 G、 B值分别乘以校正系数即可得到校正 后的R、 G、 B值， 从而获得颜色校正图像。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114418871 A 2一种基于高斯曲面拟合的内窥镜颜色校正方 法 技术领域 [0001]本发明涉及医学 图像处理及计算机视觉领域， 特别是一种基于高斯曲面拟合  的 内窥镜颜色校正方法。 背景技术 [0002]内窥镜是一种常用的医疗器械， 其技术领域涉及传统光学、 人体工程学、 精  密机 械、 现代电子、 数学、 软件等。 随着医疗技术的不断进步， 人们的生活质量  不断提高， 内窥镜 的临床应用价值被不断深挖， 成为消 化道、 呼吸道、 泌尿道疾  病检查及治疗必不可少的工 具。 [0003]由于其应用场景及应用需求， 内窥镜镜头通常需要具有很大的视场， 当视场  较大 时， 内窥镜镜头的主 光角(Chief  Ray Angle,以下简称CRA)很难和内窥镜  CMOS的CRA匹配。 一般情况下， 镜头的CRA都会大于内窥镜CMOS的CRA，  因此会产生色差(Color  Shading)， 使 得图像边 缘产生偏色。 [0004]针对Color  Shading， 美国专利 《Compensation  method for alleviating  color shading in digital image》 (专利公开号： US8235543)提出了一种校正方法， 该方  法首先 在均匀亮度 环境下获取均匀色块图像。 然后将图像切成M*N块。 计算每  块的平均亮度值， 从 这些块中找出平均亮度值最大 的块。 将该块区域的平均像素  值作为不含光衰减的整 幅图 像的理论平均亮度值， 根据最大平均亮度值和 其他块 的平均亮度值计算出其他块的衰减 率。 将最大的平均像素值除以每个块的平均像  素值， 分别得到每个块对应的补偿系数。 因 此， 由色差引起的能量衰减可以通过  将捕获图像的像素乘以这组补偿系数来补偿。 [0005]但是， 发明人研究发现， 由于上述专利是对全局图像进行抽样选点再校正，  校正 后的图像会出现明显的分块现象， 块与块之 间会存在较明显的颜色差异， 而  且如果图像整 体亮度不高， 校正效果并不明显 。 发明内容 [0006]有鉴于此， 本发明的目的是提出一种基于高斯曲面拟合的内窥镜图像颜色校  正 方法， 主要思路是针对透镜和CM OS的CRA角不匹配问题， 从颜色通道出发，  将内窥镜图像偏 色归因于图像RGB三个颜色通道从图像中心到图像边缘具有不  同的强度衰减率， 根据衰减 率从视场中心到视场边缘逐渐变大 的特点， 选择高斯  曲面模型来建模各像素点衰减后的 像素值， 利用各像素点三通道的像素值得出各  通道的颜色增益， 再根据颜色增益值逐点进 行颜色校正。 本发 明解决了大视场内  窥镜由于镜头和CM OS元件CRA角不匹配导致的图像边 缘偏色问题， 提升图像  的观感， 经 校正后的图像更加符合人眼所 见。 [0007]本发明采用以下 方案实现： [0008]一种基于高斯曲面拟合的内窥镜图像颜色校正方法， 具体包括以下步骤： [0009]步骤S1:用内窥镜采集灰色目标物体的图像并将该图像分解 为RGB通道； [0010]步骤S2:针对步骤S1中的图像， 通过最小二乘估计法分别拟合得到R、 G、  B通道的说　明　书 1/5 页 3 CN 114418871 A 3