Método y aparato de procesamiento de imagen.

Un método para procesar una imagen (500) adquirida a través de una guía de fibra óptica, el método que comprende:

adquirir una imagen de recalibración

(401) a través de la guía de fibra óptica;

determinar una transformación geométrica (402) para hacer coincidir la imagen de recalibración (401) con una primera imagen de referencia derivada de una primera imagen adquirida a través de la guía de fibra óptica en una etapa preliminar (3);

derivar a partir de la transformación geométrica (402) y a partir de un primer mapa de detección (302) almacenado que identifica espacialmente cada fibra de la guía de fibra óptica en una segunda imagen de calibración (301) adquirida en la etapa preliminar (3), un nuevo mapa de detección (421) que identifica espacialmente cada fibra de la guía de fibra óptica en la imagen de recalibración (401); y

procesar zonas individualmente de la imagen adquirida (500) que corresponden a cada fibra de la guía de fibra óptica usando el nuevo mapa de detección (421).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2009/008012.

Solicitante: MAUNA KEA TECHNOLOGIES.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 9, RUE D'ENGHIEN 75010 PARIS FRANCIA.

Inventor/es: PERCHANT, AYMERIC, SAVOIRE,NICOLAS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > COMPUTO; CALCULO; CONTEO > TRATAMIENTO O GENERACION DE DATOS DE IMAGEN, EN GENERAL... > G06T7/00 (Análisis de imagen, p. ej. desde un mapeado binario para obtener un mapeado no binario)
  • SECCION G — FISICA > OPTICA > ELEMENTOS, SISTEMAS O APARATOS OPTICOS (G02F tiene... > Guías de luz; Detalles de estructura de las disposiciones... > G02B6/06 (siendo la posición relativa de las fibras la misma en los dos extremos, p. ej. para transportar imágenes)

PDF original: ES-2544433_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Método y aparato de procesamiento de imagen ANTECEDENTES DE LA DESCRIPCIÓN

Campo de la descripción La presente descripción se refiere de manera general a un método para procesar una imagen adquirida por medio de una guía que consta de una pluralidad de fibras ópticas.

Descripción de la técnica relacionada La mayoría de los sistemas para adquisición de imágenes con un guía de imagen de haz de fibras generalmente comprenden una fuente de luz, un detector de dispositivo acoplado por carga ("CCD") y posiblemente un dispositivo para procesar la imagen adquirida. Otros sistemas incluyen un dispositivo de exploración para explorar el extremo proximal del haz de fibras, un receptor y un dispositivo de procesamiento para procesar las imágenes adquiridas. Las guías de imagen permiten que el dispositivo CCD o el de exploración, la fuente de luz y el receptor estén desplazados bien lejos del objeto que va a ser observado. Por ejemplo en un sistema de exploración láser en el que se obtiene una imagen confocal, la guía de imagen es un conjunto de varios miles de fibras ópticas cuya disposición espacial es idéntica en la entrada (generalmente conocida como extremo proximal) y la salida (generalmente conocida como el extremo distal) .

Debido a la pérdida de información debida a los intersticios entre las fibras ópticas, es especialmente importante el procesamiento de la imagen adquirida y particularmente la reconstrucción de imagen. Ciertamente, la visualización se obstaculiza debido a la presencia del patrón de fibras ópticas que aparece en la imagen adquirida. La solicitud de patente US2005/0207668 del Solicitante describe un proceso para eliminar este patrón y tener en cuenta los efectos parásitos procesando individualmente cada zona de la imagen adquirida asociada con una fibra óptica. Los efectos parásitos surgen de diferentes causas, por ejemplo de una difusión Raman, de reflexiones parásitas dentro del sistema, de heterogeneidad de transmisión de fibras o en el caso de imágenes fluorescentes, de la autofluorescencia de las fibras. A fin de tener en cuenta los efectos parásitos, la solicitud de patente US2005/0207668 propone un proceso de calibración implementado a través de la adquisición y procesamiento de varias imágenes de referencia en medios específicos. Este proceso aspira en particular a determinar los coeficientes de calibración por fibra respecto a las propiedades específicas de cada fibra.

La exploración del extremo proximal del haz provoca en el extremo distal una exploración transpuesta de un objeto bajo observación. Como consecuencia, el objeto observado emite luz a partir de la exploración que se transporta a través de las fibras a un detector. Bajo ciertas condiciones, por ejemplo baja diafonía y ajustes de inyección específicos, el contenido de información de cada fibra no depende de la fibra colindante sino solamente de la coherencia espacial del objeto observado. Cada píxel de una imagen adquirida corresponde a luz que se deriva del objeto observado transportada a través de una fibra determinada. Por lo tanto, es posible identificar un grupo de píxeles de imagen asociados a una fibra.

La determinación de los coeficientes de calibración por fibra a partir de las imágenes de referencia requiere asociar los píxeles de una imagen de referencia a fibras del haz. Esta etapa, por ejemplo, se puede llevar a cabo adquiriendo una imagen de referencia tomada en un medio específico y aislando en la imagen zonas que corresponden a cada fibra óptica. Esta detección geométrica de las fibras permite particularmente detectar finamente qué fibra de un haz está asociada a un píxel de una imagen adquirida.

La calibración se basa en analizar fibra por fibra la respuesta a las imágenes adquiridas en medios específicos y por ello depende de la detección geométrica de las fibras. La calibración aspira en particular a compensar los defectos independiente de las propiedades del objeto reflejado. Por ejemplo, en el caso de imágenes fluorescentes, permite compensar los defectos que surgen de la fluorescencia de fondo debido a autofluorescencia de las fibras. También permite tener en cuenta el ruido de fondo debido a las reflexiones parásitas en el sistema óptico. La calibración aspira también particularmente a compensar la heterogeneidad de las características físicas de las fibras, permitiendo en particular determinar las tasas de inyección y recogida por fibra.

En ciertas aplicaciones, la precisión requerida para permitir la detección precisa de una fibra óptica en un haz es inferior a un micrómetro. Por lo tanto, cualquier modificación tal como la sustitución de un conector entre el haz y el dispositivo de exploración, cualquier desplazamiento indeseado del conector debido a un choque o cualquier modificación con respecto a la configuración en la que se ha calibrado el sistema puede requerir renovar la detección geométrica de las fibras y llega a ser incómodo. Multiplicar la adquisición de imágenes para propósitos de calibración puede ser una carga para un médico especialista. Por lo tanto, la presente descripción presenta un nuevo método y un aparato relacionado para procesar una imagen adquirida a través de una guía que supera las limitaciones técnicas antes mencionadas.

La invención descrita en la presente memoria se refiere a un método para procesar una imagen adquirida a través de una guía de fibra óptica que incluye adquirir una imagen de recalibración a través de la guía de fibra óptica,

determinar una transformación geométrica para hacer coincidir la imagen de recalibración con una primera imagen de referencia derivada a partir de una primera imagen adquirida a través de la guía de fibra óptica en una etapa preliminar, derivar a partir de la transformación geométrica y a partir de un primer mapa de detección almacenado que identifica espacialmente cada fibra de la guía de fibra óptica en una segunda imagen de calibración adquirida en la etapa preliminar, un nuevo mapa de detección que identifica cada fibra de la guía de fibra óptica en la imagen de recalibración y procesar individualmente las zonas de la imagen adquirida que corresponden a cada fibra de la guía de fibra óptica usando el nuevo mapa de detección.

En otro aspecto, la invención descrita en la presente memoria se refiere a un aparato de adquisición de imagen que incluye una guía que comprende al menos una fibra óptica, una fuente de luz, un dispositivo de exploración que hace que la fuente de luz explore un extremo proximal de la guía o un dispositivo de imagen directa que centra la fuente de luz en un extremo proximal de la guía, una unidad de detección para detectar una imagen adquirida a través de la guía, un dispositivo de procesamiento para adquirir y procesar una imagen que comprende una unidad de almacenamiento para almacenar datos, en donde dicho dispositivo de procesamiento está adaptado para determinar una transformación geométrica para hacer coincidir una imagen de recalibración adquirida a través de la guía con una primera imagen de referencia que se deriva de una primera imagen adquirida en una etapa preliminar, para derivar a partir de dicha transformación y a partir de un primer mapa de detección almacenado que identifica espacialmente cada fibra de la guía en una segunda imagen de calibración adquirida en la etapa preliminar, un nuevo mapa de detección que identifica espacialmente cada fibra de la guía en la imagen de recalibración y procesar individualmente las zonas de la imagen adquirida que corresponden a cada fibra óptica usando dicho nuevo mapa de detección, un extremo proximal de la guía.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los rasgos de la presente descripción llegarán a ser más evidentes a partir de la siguiente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para procesar una imagen (500) adquirida a través de una guía de fibra óptica, el método que comprende:

adquirir una imagen de recalibración (401) a través de la guía de fibra óptica; determinar una transformación geométrica (402) para hacer coincidir la imagen de recalibración (401) con una primera imagen de referencia derivada de una primera imagen adquirida a través de la guía de fibra óptica en una etapa preliminar (3) ; derivar a partir de la transformación geométrica (402) y a partir de un primer mapa de detección (302) almacenado que identifica espacialmente cada fibra de la guía de fibra óptica en una segunda imagen de calibración (301) adquirida en la etapa preliminar (3) , un nuevo mapa de detección (421) que identifica espacialmente cada fibra de la guía de fibra óptica en la imagen de recalibración (401) ; y procesar zonas individualmente de la imagen adquirida (500) que corresponden a cada fibra de la guía de fibra óptica usando el nuevo mapa de detección (421) .

2. El método de la reivindicación 1, en donde la primera imagen de referencia es la primera imagen adquirida a través de la guía de fibra óptica, la primera imagen que se almacena en la etapa preliminar.

3. El método según las reivindicaciones 1 y 2, en donde la primera imagen es la segunda imagen de calibración (401) .

4. El método de la reivindicación 3, en donde la primera imagen de referencia se reconstruye a partir del primer mapa de detección (302) .

5. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde en la etapa preliminar (3) se almacena un mapa de calibración (323) que asocia cada fibra de la guía de fibra óptica a coeficientes de calibración y en donde las zonas de la imagen adquirida que corresponden a cada fibra óptica se procesan individualmente usando los coeficientes de calibración.

6. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 y 5, en donde los coeficientes de calibración son valores de campo blanco por fibra y/o valores de campo negro por fibra y se derivan a partir de una tercera imagen de referencia de campo negro (322) , a partir de una cuarta imagen de referencia de campo blanco (321) y a partir del primer mapa de detección (302) .

7. El método de la reivindicación 6, en donde adquirir una imagen a través de la guía de fibra óptica comprende el paso de iluminar las fibras con al menos una fuente de luz y en donde un tiempo predeterminado transcurre entre un comienzo del paso de iluminación y una adquisición de al menos una de la tercera imagen de referencia de campo negro (322) , la cuarta imagen de referencia de campo blanco (321) y la imagen de recalibración (401) .

8. El método de la reivindicación 6, en donde:

la imagen de recalibración (401) es una imagen de campo negro (530) y un flujo utilizable por píxel (523) se calcula sustrayendo el flujo de los píxeles de imagen de recalibración (521) del flujo de los píxeles correspondientes de la imagen adquirida (520) ; los valores de campo blanco y campo negro por fibra permiten determinar un flujo estándar por fibra; y el procesamiento comprende dividir el flujo utilizable por un píxel de la imagen adquirida (500) por el flujo estándar de la fibra a la que corresponde el píxel según el nuevo mapa de detección (421) .

9. El método de la reivindicación 8, en donde adquirir una imagen a través de la guía de fibra óptica comprende el paso de iluminar las fibras con una fuente de luz y en donde una modificación de una potencia de salida de la fuente de luz después del paso de adquirir la imagen de recalibración (401) se compensa escalando el flujo de los píxeles de imagen de recalibración.

10. El método de la reivindicación 6, en donde al menos una de la primera imagen de referencia, segunda imagen de calibración (301) , tercera imagen de referencia de campo negro (322) y la cuarta imagen de referencia de campo blanco (321) es de mayor resolución que la imagen de recalibración (401) .

11. El método de la reivindicación 1, en donde la determinación de una transformación para hacer coincidir la primera imagen de referencia y la imagen de recalibración (401) comprende:

corregir las distorsiones en la imagen de recalibración (401) ; volver a muestrear (410) la imagen de recalibración (401) en la primera imagen de referencia; un registro rígido (411) de la primera imagen de referencia y la imagen de recalibración; y un registro no rígido (412) de la primera imagen de referencia y la imagen de recalibración.

12. El método de la reivindicación 10, en donde la al menos una de la primera imagen de referencia, segunda imagen de calibración (301) , tercera imagen de referencia de campo negro (322) y la cuarta imagen de referencia de campo blanco (321) de mayor resolución que la imagen de recalibración (401) se obtiene haciendo coincidir una pluralidad de imágenes parciales de alta resolución (71-73) en donde las imágenes parciales (71-73) están centradas y cubren la guía de fibra óptica entera y en donde el hacer coincidir la pluralidad de imágenes parciales (71-73) de la guía de fibra óptica comprende:

corregir las distorsiones (62) en las imágenes parciales; detectar el centro de la guía de fibra óptica (63) en las imágenes parciales (71-73) ; un registro rígido de las imágenes parciales en una imagen de referencia (64) ; y un registro no rígido de las imágenes parciales en una imagen de referencia (65) .

13. Un aparato de adquisición de imagen, que comprende:

una guía que comprende al menos una fibra óptica; una fuente de luz; un dispositivo de exploración que hace a la fuente de luz explorar un extremo proximal de la guía o un dispositivo de imágenes directas enfocando la fuente de luz en un extremo proximal de la guía, una unidad de detección para detectar una imagen adquirida a través de la guía, un dispositivo de procesamiento para adquirir y procesar una imagen 500 que comprende una unidad de almacenamiento para almacenar datos, en donde dicho dispositivo de procesamiento está adaptado para:

determinar una transformación geométrica (402) para hacer coincidir una imagen de recalibración (401) adquirida a través de la guía con una primera imagen de referencia que se deriva de una primera imagen adquirida en una etapa preliminar (3) ; derivar a partir de dicha transformación (402) y a partir de un primer mapa de detección (302) almacenado que identifica espacialmente cada fibra de la guía en una segunda imagen de calibración (301) adquirida en la etapa preliminar (3) , un nuevo mapa de detección (421) que identifica espacialmente cada fibra de la guía en la imagen de recalibración (401) ; procesar individualmente zonas de la imagen adquirida (500) que corresponden a cada fibra óptica usando dicho nuevo mapa de detección (421) .

14. El método según la reivindicación 1, en donde:

la imagen adquirida (500) comprende una pluralidad de imágenes de subbanda espectral obtenidas recogiendo luz emitida desde un objeto observado en una pluralidad de canales de recogida, dichos canales de recogida que corresponden a una subbanda espectral; y en donde el paso de procesamiento se realiza en la pluralidad de imágenes de subbanda espectral.

15. El método de la reivindicación 8, en donde:

adquirir una imagen a través de la guía de fibra óptica comprende el paso de iluminar las fibras con una pluralidad de fuentes de luz secundarias; la imagen de recalibración (401) se adquiere sumando los flujos de imágenes de campo negro secundarias, dichas imágenes de campo negro secundarias que se obtienen iluminando la guía de fibra óptica con una fuente secundaria única encendida; y en donde una modificación de una potencia de salida de una fuente de luz secundaria dada después de la adquisición de la imagen de recalibración (401) se compensa escalando el flujo de la imagen de campo negro secundario dada correspondiente en la suma de los flujos de las imágenes de campo negro secundarias.