本發(fā)明涉及圖像數(shù)據(jù)處理，具體涉及基于光標(biāo)測的心臟電生理成像增強方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、光標(biāo)測技術(shù)，是一種用于記錄心臟電生理活動的成像技術(shù)，它利用熒光探針和高速攝像機，提供對心臟活動和心律失常的詳細(xì)了解。在光標(biāo)測技術(shù)中，獲取的圖像往往存在低對比度、噪聲干擾以及熒光染料的非特異性結(jié)合等問題，這些問題會導(dǎo)致圖像中的關(guān)鍵信息不夠突出，從而影響對心肌細(xì)胞電生理活動的準(zhǔn)確解讀。

2、針對上述問題，通常會對彩色圖像進行圖像增強，現(xiàn)有的圖像增強方法對心臟電生理圖像進行增強的過程中，對彩色圖像進行直方圖均衡化時，直接對彩色圖像所有的rgb三通道進行均衡化處理，但是由于光標(biāo)測技術(shù)中特殊的成像特點，其rgb三通道圖像中實際需要增強的目標(biāo)像素點的程度值是不同的，因此直接對rgb三通道圖像進行直方圖均衡化會導(dǎo)致原圖像的色彩失真，并丟失圖像的細(xì)節(jié)部分，圖像增強效果差。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于光標(biāo)測的心臟電生理成像增強方法及系統(tǒng)，所采用的技術(shù)方案具體如下：

2、第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種基于光標(biāo)測的心臟電生理成像增強的方法，包括：

3、采集電信號變化圖像和鈣瞬變信號圖像；

4、根據(jù)所述電信號變化圖像，確定各個rgb單通道的第一待增強核心區(qū)域，以及根據(jù)所述鈣瞬變信號圖像，確定各個rgb單通道的第二待增強核心區(qū)域；

5、根據(jù)所述第一待增強核心區(qū)域以及所述第二待增強核心區(qū)域，確定所述電信號變化圖像中的第一最終核心區(qū)域以及所述鈣瞬變信號圖像中的第二最終核心區(qū)域；

6、根據(jù)所述第一最終核心區(qū)域以及所述第二最終核心區(qū)域，進行直方圖均衡化以及合并處理，得到增強的目標(biāo)電信號變化圖像以及增強的目標(biāo)鈣瞬變信號圖像。

7、在一種實施方式中，所述采集電信號變化圖像和鈣瞬變信號圖像包括：

8、通過電壓敏感染料對心臟細(xì)胞膜進行染色，利用激發(fā)光照射心臟并通過高速相機采集電壓敏感染料的發(fā)射光，得到電信號變化圖像；

9、通過鈣敏感染料對心臟細(xì)胞內(nèi)的鈣離子進行標(biāo)記，利用激發(fā)光照射心臟并通過高速相機采集鈣敏感染料的發(fā)射光，得到鈣瞬變信號圖像。

10、在一種實施方式中，所述根據(jù)所述電信號變化圖像，確定各個rgb單通道的第一待增強核心區(qū)域包括：

11、根據(jù)所述電信號變化圖像，分別確定rgb通道對應(yīng)的第一單通道圖像，并分別將各個所述第一單通道圖像劃分為若干個預(yù)設(shè)尺寸的第一小塊；

12、確定每一所述第一小塊中各行像素點的波動連續(xù)性的被破壞可能性；

13、根據(jù)每一所述被破壞可能性，確定每一所述第一小塊為第一待增強核心區(qū)域的可能性；

14、根據(jù)每一所述第一小塊為第一待增強核心區(qū)域的可能性以及可能性閾值，確定各個所述第一單通道圖像的第一待增強核心區(qū)域，得到各個rgb單通道的第一待增強核心區(qū)域。

15、在一種實施方式中，所述確定每一所述第一小塊中各行像素點的波動連續(xù)性的被破壞可能性包括：

16、分別確定每一所述第一小塊中，每一行像素點的灰度值波動曲線；

17、分別確定每一所述灰度值波動曲線的極值點，并利用每兩個相鄰的所述極值點確定一個子曲線段，得到每一所述灰度值波動曲線對應(yīng)的子曲線段數(shù)量；

18、分別計算每一所述子曲線段數(shù)量與預(yù)設(shè)數(shù)量的第一差值，并根據(jù)所述第一差值以及歸一化函數(shù)，得到每一所述第一小塊中各行像素點的波動連續(xù)性的被破壞可能性。

19、在一種實施方式中，所述根據(jù)每一所述被破壞可能性，確定每一所述第一小塊為第一待增強核心區(qū)域的可能性包括：

20、分別根據(jù)每一所述第一小塊的每一所述被破壞可能性進行求和，計算每一所述第一小塊對應(yīng)的被破壞可能性總和；

21、分別計算所述第一小塊對應(yīng)的被破壞可能性總和與所述第一小塊的像素點行數(shù)的比值，得到每一所述第一小塊為第一待增強核心區(qū)域的可能性；

22、其中，所述第一待增強核心區(qū)域的可能性表征為發(fā)生病理變化的區(qū)域的概率。

23、在一種實施方式中，所述根據(jù)所述鈣瞬變信號圖像，確定各個rgb單通道的第二待增強核心區(qū)域包括：

24、根據(jù)所述鈣瞬變信號圖像，分別確定rgb通道對應(yīng)的第二單通道圖像，并分別將各個所述第二單通道圖像劃分為若干個預(yù)設(shè)尺寸的第二小塊；

25、分別根據(jù)每一所述第二小塊中所有像素點的灰度值，確定每一所述第二小塊的灰度值均值；

26、分別計算每一所述灰度值均值與灰度值標(biāo)準(zhǔn)值的第二差值的絕對值，并根據(jù)所述絕對值與所述灰度值標(biāo)準(zhǔn)值的比值，確定每一所述第二小塊的灰度值不均勻性；

27、將每一所述第二小塊的灰度值不均勻性與不均勻閾值進行比較，并將灰度值不均勻性大于所述不均勻閾值的所述第二小塊，作為目標(biāo)第二小塊；

28、分別根據(jù)各個所述第二單通道圖像對應(yīng)的所述目標(biāo)第二小塊，構(gòu)成各個所述第二單通道圖像對應(yīng)的第二待增強核心區(qū)域，得到各個rgb單通道的第二待增強核心區(qū)域。

29、在一種實施方式中，所述根據(jù)所述第一待增強核心區(qū)域以及所述第二待增強核心區(qū)域，確定所述電信號變化圖像中的第一最終核心區(qū)域以及所述鈣瞬變信號圖像中的第二最終核心區(qū)域包括：

30、分別確定同一單通道中，所述第一待增強核心區(qū)域與所述第二待增強核心區(qū)域相同的第一目標(biāo)區(qū)域以及不相同的第二目標(biāo)區(qū)域；

31、確定所述第二目標(biāo)區(qū)域的核心小塊，所述核心小塊包括所述第二目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的第一小塊以及第二小塊；

32、計算每一所述核心小塊為增強區(qū)域的得分值，將得分值小于得分閾值的核心小塊作為最終待增強核心小塊；

33、根據(jù)每一所述第一待增強核心區(qū)域中的所述第一目標(biāo)區(qū)域以及對應(yīng)的所述最終待增強核心小塊，確定所述電信號變化圖像中的第一最終核心區(qū)域，并根據(jù)每一所述第二待增強核心區(qū)域中的所述第一目標(biāo)區(qū)域以及對應(yīng)的所述最終待增強核心小塊，確定所述鈣瞬變信號圖像中的第二最終核心區(qū)域。

34、在一種實施方式中，所述計算每一所述核心小塊為增強區(qū)域的得分值包括：

35、從所有所述核心小塊中確定屬于第一小塊的第一目標(biāo)小塊以及屬于第二小塊的第二目標(biāo)小塊；

36、分別計算每一所述第一目標(biāo)小塊與每一所述第二目標(biāo)小塊的第一距離值，分別將每一所述第一目標(biāo)小塊對應(yīng)的最小的第一距離值作為第一目標(biāo)距離值，并分別計算每一所述第二目標(biāo)小塊與每一所述第一目標(biāo)小塊的第二距離值，分別將每一所述第二目標(biāo)小塊對應(yīng)的最小的第二距離值作為第二目標(biāo)距離值；

37、根據(jù)所述電信號變化圖像的最長邊長度，確定距離閾值；

38、分別根據(jù)所述第一目標(biāo)距離值與所述距離閾值的差值，確定每一所述第一目標(biāo)小塊的得分值，并分別根據(jù)所述第二目標(biāo)距離值與所述距離閾值的差值，確定每一所述第二目標(biāo)小塊的得分值。

39、在一種實施方式中，所述根據(jù)所述第一最終核心區(qū)域以及所述第二最終核心區(qū)域，進行直方圖均衡化以及合并處理，得到增強的目標(biāo)電信號變化圖像以及增強的目標(biāo)鈣瞬變信號圖像包括：

40、根據(jù)所述第一最終核心區(qū)域以及所述第二最終核心區(qū)域，對應(yīng)構(gòu)成各個rgb單通道的目標(biāo)最終核心區(qū)域，并將所述目標(biāo)最終核心區(qū)域以外的區(qū)域作為各個rgb單通道的剩余核心區(qū)域；

41、分別根據(jù)所述最終核心區(qū)域以及所述剩余核心區(qū)域，進行直方圖均衡化，得到所述電信號變化圖像的各個rgb單通道的第一增強單通道圖像以及所述鈣瞬變信號圖像的各個rgb單通道的第二增強單通道圖像；

42、對各個所述第一增強單通道圖像進行合并，得到增強的目標(biāo)電信號變化圖像，以及對各個所述第二增強單通道圖像進行合并，得到增強的目標(biāo)鈣瞬變信號圖像。

43、第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種基于光標(biāo)測的心臟電生理成像增強系統(tǒng)，包括：

44、采集模塊，用于采集電信號變化圖像和鈣瞬變信號圖像；

45、第一確定模塊，用于根據(jù)所述電信號變化圖像，確定各個rgb單通道的第一待增強核心區(qū)域，以及根據(jù)所述鈣瞬變信號圖像，確定各個rgb單通道的第二待增強核心區(qū)域；

46、第二確定模塊，用于根據(jù)所述第一待增強核心區(qū)域以及所述第二待增強核心區(qū)域，確定所述電信號變化圖像中的第一最終核心區(qū)域以及所述鈣瞬變信號圖像中的第二最終核心區(qū)域；

47、增強模塊，用于根據(jù)所述第一最終核心區(qū)域以及所述第二最終核心區(qū)域，進行直方圖均衡化以及合并處理，得到增強的目標(biāo)電信號變化圖像以及增強的目標(biāo)鈣瞬變信號圖像。

48、本發(fā)明具有如下有益效果：

49、通過采集電信號變化圖像和鈣瞬變信號圖像，根據(jù)電信號變化圖像，確定各個rgb單通道的第一待增強核心區(qū)域，以及根據(jù)鈣瞬變信號圖像，確定各個rgb單通道的第二待增強核心區(qū)域，根據(jù)第一待增強核心區(qū)域以及第二待增強核心區(qū)域，確定電信號變化圖像中的第一最終核心區(qū)域以及鈣瞬變信號圖像中的第二最終核心區(qū)域，考慮光標(biāo)測中電信號和鈣瞬變之間的耦聯(lián)性，更準(zhǔn)確地確定第一最終核心區(qū)域以及第二最終核心區(qū)域；因此根據(jù)第一最終核心區(qū)域以及第二最終核心區(qū)域，進行直方圖均衡化以及合并處理，有利于保留圖像的色彩以及細(xì)節(jié)部分，保證最終的圖像增強效果。