本发明涉及图像处理，具体涉及一种用于电子支气管内窥镜的智能化导航方法。
背景技术：
1、电子支气管内窥镜是用于检查支气管及肺部病变，而常规的支气管内窥镜对难以到达的肺周边区域，因此医学上在电子支气管内窥镜检查过程中使用电磁定位技术来实时导航至肺外周病变，在导航过程中会实时获取支气管内窥镜所得图像，而支气管内环境复杂且因人而异，光照下支气管壁存在的褶皱会产生阴影，导致导航错误以及误操作甚至引发并发症，所以需要对支气管内窥镜所得图像进行增强。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本发明提供一种用于电子支气管内窥镜的智能化导航方法，所述方法包括：
2、获取相邻两帧支气管内窥镜灰度图像；将任意一帧支气管内窥镜灰度图像，记为目标灰度图像；将另一帧支气管内窥镜灰度图像记为参考灰度图像；
3、将目标灰度图像和参考灰度图像均分划分为若干个邻域窗口；根据目标灰度图像和参考灰度图像中邻域窗口之间像素点的灰度分布差异情况，在参考灰度图像中，获取目标灰度图像中每个邻域窗口对应的相似邻域窗口；
4、对于目标灰度图像中任意一个像素点，获取像素点的前进方向、突变像素点和突变距离；在像素点的前进方向上，根据所述像素点的突变像素点的灰度突变情况，获取像素点的阴影表现程度；获取像素点的前进参考方向和突变参考像素点；在像素点的前进参考方向上，根据像素点的阴影表现程度，以及突变像素点之间的距离，获取像素点的突变距离一致性；根据像素点的突变参考像素点的阴影表现程度，获取像素点的突变灰度一致性；根据像素点的突变灰度一致性和突变距离一致性对阴影表现程度进行修正，获取像素点的修正阴影表现程度；
5、利用邻域窗口与相似邻域窗口中像素点的修正阴影表现程度，对目标灰度图像中像素点的灰度值进行修正，获得增强后的气管内窥镜灰度图像；根据增强后的气管内窥镜灰度图像进行智能导航。
6、优选的，所述根据目标灰度图像和参考灰度图像中邻域窗口之间像素点的灰度分布差异情况，在参考灰度图像中，获取目标灰度图像中每个邻域窗口对应的相似邻域窗口，包括的具体方法为：
7、将目标灰度图像中任意一个邻域窗口，记为目标邻域窗口；将参考灰度图像中任意一个邻域窗口，记为参考邻域窗口；
8、根据目标邻域窗口与参考邻域窗口之间像素点的灰度分布差异，获取目标邻域窗口与参考邻域窗口之间的相似程度；
9、在参考灰度图像内所有邻域窗口中，将与目标邻域窗口之间的相似程度最大的邻域窗口，作为目标邻域窗口的相似邻域窗口。
10、优选的，所述获取目标邻域窗口与参考邻域窗口之间的相似程度，包括的具体方法为：
11、根据目标邻域窗口和参考邻域窗口中所有像素点的灰度值的均值、方差和协方差，获取目标邻域窗口和参考邻域窗口之间的结构相似性；
12、根据目标邻域窗口和参考邻域窗口之间像素点的灰度值的差值，获取目标邻域窗口和参考邻域窗口之间的灰度差异性；
13、将目标邻域窗口和参考邻域窗口之间的结构相似性与灰度差异性的乘积，作为目标邻域窗口与参考邻域窗口之间的相似程度。
14、优选的，所述获取像素点的前进方向、突变像素点和突变距离，包括的具体方法为：
15、对于目标灰度图像中任意一个邻域窗口，以所述邻域窗口的中心像素点为起点，作任意方向的直线；对于任意一个方向的直线，若所述方向的直线上的所有像素点的灰度值的均值，在所有方向的直线中为最小值，将所述方向作为所述邻域窗口的支气管前进方向；
16、预设一个聚类参数a和一个序列参数b，将每个邻域窗口的支气管前进方向上灰度值最小的像素点，记为邻域窗口的前进像素点；对目标灰度图像中所有邻域窗口的前进像素点进行聚类，获得聚类簇，将聚类簇的聚类中心，作为目标灰度图像的前进路径中心；
17、对于目标灰度图像中任意一个像素点，以所述像素点为起点，将所述像素点与目标灰度图像的前进路径中心之间的连线方向，记为所述像素点的前进方向；在所述像素点的前进方向上，将所述像素点的前b个像素点以及后b个像素点共同构成的像素点序列，记为所述像素点的灰度变化像素点序列；获取所述像素点的灰度变化像素点序列内所有任意两个像素点之间灰度值的差值的绝对值的最大值，将所述最大值所对应两个像素点，均作为所述像素点的突变像素点；将所述两个突变像素点之间的欧氏距离，作为所述像素点的突变距离。
18、优选的，所述在像素点的前进方向上，根据所述像素点的突变像素点的灰度突变情况，获取像素点的阴影表现程度，包括的具体方法为：
19、对于目标灰度图像中任意一个像素点，将所述像素点的任意一个突变像素点，记为第一突变像素点；将所述像素点的另一个突变像素点，记为第二突变像素点；在所述像素点的前进方向上，将第一突变像素点与其相邻像素点之间灰度值的差值的绝对值，记为第一差值绝对值；将第二突变像素点与其相邻像素点之间灰度值的差值的绝对值，记为第二差值绝对值；将第一差值绝对值与第二差值绝对值的和的归一化后值，作为所述像素点的阴影表现程度。
20、优选的，所述获取像素点的前进参考方向和突变参考像素点，包括的具体方法为：
21、对于目标灰度图像中任意一个像素点，将所述像素点的前进方向的垂直方向，记为所述像素点的前进参考方向；在所述像素点的前进参考方向上，将其相邻的两个像素点，均记为所述像素点的突变参考像素点。
22、优选的，所述在像素点的前进参考方向上，根据像素点的阴影表现程度，以及突变像素点之间的距离，获取像素点的突变距离一致性，包括的具体方法为：
23、对于目标灰度图像中任意一个像素点，将所述像素点的任意一个突变参考像素点，记为第一突变参考像素点；将所述像素点的另一个突变参考像素点，记为第二突变参考像素点；
24、根据阴影表现程度和突变距离，获取第一突变参考像素点与像素点的突变距离差异性；
25、将第一突变参考像素点与像素点的突变距离差异性与第二突变参考像素点与像素点的突变距离差异性的和的倒数，作为像素点的突变距离一致性。
26、优选的，所述获取第一突变参考像素点与像素点的突变距离差异性，包括的具体方法为：
27、将第一突变参考像素点的阴影表现程度与第一突变参考像素点的阴影表现程度的和，记为第一和值；将第一突变参考像素点的阴影表现程度与第一和值的比值，记为第一比值；将第一突变参考像素点的突变距离与像素点的突变距离的差值的绝对值，记为突变差值绝对值；将第一比值与突变差值绝对值的乘积，作为第一突变参考像素点与像素点的突变距离差异性。
28、优选的，所述根据像素点的突变参考像素点的阴影表现程度，获取像素点的突变灰度一致性，包括的具体方法为：
29、对于目标灰度图像中任意一个像素点，将所述像素点的任意一个突变参考像素点，记为第一突变参考像素点；将所述像素点的另一个突变参考像素点，记为第二突变参考像素点；
30、将第一突变参考像素点的阴影表现程度与像素点的阴影表现程度的差值绝对值，记为第一灰度差值绝对值；将第二突变参考像素点的阴影表现程度与像素点的阴影表现程度的差值绝对值，记为第二灰度差值绝对值；将第一灰度差值绝对值与第二灰度差值绝对值的和的倒数，作为像素点的突变灰度一致性。
31、优选的，所述根据像素点的突变灰度一致性和突变距离一致性对阴影表现程度进行修正，获取像素点的修正阴影表现程度，包括的具体方法为：
32、对于目标灰度图像中任意一个像素点，将所述像素点的突变灰度一致性与突变距离一致性的和值，记为修正因子；将修正因子与所述像素点的阴影表现程度的乘积的归一化后值，作为所述像素点的修正阴影表现程度。
33、本发明的技术方案的有益效果是：本发明在像素点的前进方向上，根据所述像素点的突变像素点的灰度突变情况，获取像素点的阴影表现程度；获取像素点的前进参考方向和突变参考像素点；在像素点的前进参考方向上，根据像素点的阴影表现程度，以及突变像素点之间的距离，获取像素点的突变距离一致性；根据像素点的突变参考像素点的阴影表现程度，获取像素点的突变灰度一致性；利用邻域窗口与相似邻域窗口中像素点的修正阴影表现程度，对目标灰度图像中像素点的灰度值进行修正，获得增强后的气管内窥镜灰度图像；根据增强后的气管内窥镜灰度图像进行智能导航；以此将气管内窥镜灰度图像更清晰，并减少阴影盲区；进而提高了支气管内窥镜的导航准确性。
1.一种用于电子支气管内窥镜的智能化导航方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种用于电子支气管内窥镜的智能化导航方法，其特征在于，所述根据目标灰度图像和参考灰度图像中邻域窗口之间像素点的灰度分布差异情况，在参考灰度图像中，获取目标灰度图像中每个邻域窗口对应的相似邻域窗口，包括的具体方法为：
3.根据权利要求2所述一种用于电子支气管内窥镜的智能化导航方法，其特征在于，所述获取目标邻域窗口与参考邻域窗口之间的相似程度，包括的具体方法为：
4.根据权利要求1所述一种用于电子支气管内窥镜的智能化导航方法，其特征在于，所述获取像素点的前进方向、突变像素点和突变距离，包括的具体方法为：
5.根据权利要求1所述一种用于电子支气管内窥镜的智能化导航方法，其特征在于，所述在像素点的前进方向上，根据所述像素点的突变像素点的灰度突变情况，获取像素点的阴影表现程度，包括的具体方法为：
6.根据权利要求1所述一种用于电子支气管内窥镜的智能化导航方法，其特征在于，所述获取像素点的前进参考方向和突变参考像素点，包括的具体方法为：
7.根据权利要求1所述一种用于电子支气管内窥镜的智能化导航方法，其特征在于，所述在像素点的前进参考方向上，根据像素点的阴影表现程度，以及突变像素点之间的距离，获取像素点的突变距离一致性，包括的具体方法为：
8.根据权利要求7所述一种用于电子支气管内窥镜的智能化导航方法，其特征在于，所述获取第一突变参考像素点与像素点的突变距离差异性，包括的具体方法为：
9.根据权利要求1所述一种用于电子支气管内窥镜的智能化导航方法，其特征在于，所述根据像素点的突变参考像素点的阴影表现程度，获取像素点的突变灰度一致性，包括的具体方法为：
10.根据权利要求1所述一种用于电子支气管内窥镜的智能化导航方法，其特征在于，所述根据像素点的突变灰度一致性和突变距离一致性对阴影表现程度进行修正，获取像素点的修正阴影表现程度，包括的具体方法为：
