CIELAB色空间在内窥镜色彩还原能力分析中的应用

医用硬性内窥镜可作用于人体体表、浅层或者体腔部位，实现对病变组织或器官的治疗和诊断。本文简单介绍了CIELAB色空间在内窥镜色彩还原能力分析中的应用。

医生通过内窥镜不仅能直接观察到人体内脏器官的组织形态、体内病变情况，方便进行诊断；而且可以对采集到的图像进行输出和存储并进一步诊疗和处理，其诊疗优势已为医学界共识-21。医用硬性内窥镜光学系统对颜色分辨能力和色彩还原准确程度是通过数值的方法表示某种颜色给人色彩感觉上的准确度。光学观察镜应有良好的颜色分辨能力和色彩还原能力。当采用 ISO 10526：1999/CIE SO05规定的A和 D65标准照明体的光谱，经照明光路和成像系统传输后输出，其输出光谱应仍能保持良好的显色性。

硬性内窥镜色彩还原能力与正确区分正常组织和病理组织密切相关，对临床治疗的影响至关重要。如果硬性内窥镜的色彩还原误差较大，可能影响医生对视场内人体组织的观察和操作，造成误诊甚至手术失败。国外近几年已经出现了用于检测医用内窥镜的专用设备，但检测项目局限，没有形成一种有效的内窥镜色彩还原能力检测方法，同时检测设备价格昂贵，不利于推广。

医用硬性内窥镜光学检验标准中，硬性内窥镜色彩分辨能力和色彩还原性的检测技术手段和装置过于专业，方法相对复杂，不适于临床使用。因此，为方便临床使用及维护人员对医用硬性内窥镜色彩还原能力的评价，本文提出了一种新的关于医用硬性内窥镜色彩还原能力评价方法，并且利用该方法对硬性内窥镜色彩还原能力做出对比分析。

通过与内窥镜连接的工业相机拍摄内窥镜观测到的色彩标靶图像，拍摄图像发送至计算机保存并处理。处理后得到图像中红绿蓝色块的RGB值，将RGB值转换至CIELAB 色空间进而求得图像的L、a*、b*值，最后利用已知标靶色块的L*、a*、b*值和求得的图像L*、a*、b*值计算 CIELAB色差△E*，即色彩还原误差值。实验数据表明：4支内窥镜的色彩还原误差值都在47.9以上；4号腹腔镜对红、绿、蓝三色块的色彩还原误差值最小，色彩还原能力最好；2号宫腔检查镜对三色块色彩还原误差值比较大，色彩还原能力最差；1号鼻窦镜和3号关节镜的色彩还原能力处于中间水平。

基于 CIELAB色空间评价硬性内窥镜色彩还原能力，与医疗仪器行业注册检验检测相比具有操作相对简便、检测成本较低、更加适合临床应用等优点。

CIELAB 色空间是国际照明委员会推荐的均匀颜色空间，较之前的颜色空间，颜色的均匀性有了较大的改善，但是对于人眼的色彩感觉来说 CIELAB空间还是不均匀的。利用CIELAB 空间进行颜色转换和校正时，会因为颜色空间的不均匀性产生色偏从而带来误差。工业摄像机的引入可能给实验带来较大误差，另外光源均匀度、图像色块RGB值测量重复性以及图像处理过程带来的误差等因素也可能会给实验结果带来一定的影响。拍摄保存的图像为1248x1 024 格式的彩色图像，并且直接保存所得到的色块图像包含多余的黑色以及白色区域，选取Matlab处理所得图像截取色块并且色块区域大于总色块的80%，最大程度避免了图像色块外其它区域的影响和截取过程带来的影响。

另外，光源均匀度与图像色块测量重复性的不断完善，避免人为因素的影响以及寻找标准的色彩测试图卡标靶都是本实验需要解决的问题。目前仅证实 CIELAB 色彩空间用于评价医用硬性内窥镜的色彩还原能力，而能否利用CIELAB色空间评价应用比较广泛的电子内窥镜的色彩还原性依然是今后工作的研究方向。