高分辨率电子内镜系统及其高分辨率实现方法技术方案

一种高分辨率电子内镜系统，包括：电子内镜，电子内镜设置有CMOS成像芯片；光源，光源为受控发射红、蓝、绿三种单色光的光源；处理主机，用于控制光源随CMOS成像芯片的曝光动作进行同步发光。一种高分辨率电子内镜系统高分辨率实现方法，在该方法中，由CMOS成像芯片对同一个取景场景对应红、蓝、绿的单色光照射条件获取至少一张单色光图像信号并形成单色光图像信号组；由处理主机对同一个取景场景的红、蓝、绿单色光图像信号进行合成并获得取景场景的彩色图像信号。本发明专利技术中，本发明专利技术所提供的这种扩展分辨率的方法解决了分辨率和传感器尺寸之间的矛盾，在保持尺寸不变的情况下，实现了分辨率的大幅度提升，可输出非常清晰的彩色图像信号。图像信号。图像信号。

【技术实现步骤摘要】
高分辨率电子内镜系统及其高分辨率实现方法


[0001]本专利技术涉及内镜设备
，更具体地说，特别涉及一种高分辨率电子内镜系统以及一种高分辨率电子内镜系统高分辨率实现方法。

技术介绍

[0002]请参考图1，图1为现有技术中典型的彩色CMOS传感器的局部多个像素的布局图。
[0003]传统的彩色图像传感器(如CMOS传感器)的像元是采用Bayer格式排列的，典型的一种情况如图1所示。在图1中，R、G、B分别表示了红色、绿色、蓝色三个像素。假设图像传感器的像素数为W x H，W为横向一行的像素数量，H为纵向一列的像素数量，那么根据传感器的像元排列方式可知，传感器输出的像素中R像素的数量为W x H/4，G像素的数量为W x H/2，B像素的数量为W x H/4。也就是说传感器输出的单一颜色的像元数量是总像元数量的1/4(G的数量为总像元数量的1/2)。
[0004]在医疗领域中，电子内镜是一种探入式内镜(通过人体的自然腔道进入人体内部)，要求其结构尺寸越小越好。如果电子内镜的结构尺寸变小，那么传感器的尺寸也一定会变小，相应地，传感器感光区域的面积也会变小。传感器尺寸直接影响了像素总量，那么R像素、G像素、B像素的数量也会成比例降低，这就是电子内镜成像不清晰的根本原因所在。

技术实现思路

[0005](一)技术问题
[0006]综上所述，如何提供一种具有高清成像能力的内镜，用于提高输出图像的清晰度，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
[0007](二)技术方案
>[0008]本专利技术提供了一种高分辨率电子内镜系统，该高分辨率电子内镜系统包括：
[0009]电子内镜，所述电子内镜设置有CMOS成像芯片，所述CMOS成像芯片为黑白CMOS成像芯片，由所述CMOS成像芯片进行感光并生成图像信号；
[0010]光源，所述光源为受控发射红、蓝、绿三种单色光的光源；
[0011]处理主机，所述处理主机与所述CMOS成像芯片连接，用于控制所述CMOS成像芯片的曝光动作以及接收所述图像信号，所述处理主机与所述光源连接，用于控制所述光源随所述CMOS成像芯片的曝光动作进行同步发光。
[0012]优选地，在本专利技术所提供的高分辨率电子内镜系统中，所述光源以红
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蓝
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绿，或红
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绿
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蓝，或绿
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蓝
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红，或绿
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红
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蓝，或蓝
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红
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绿，或蓝
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绿
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红，中任一顺序组合进行滚动式循环发光。
[0013]优选地，在本专利技术所提供的高分辨率电子内镜系统中，所述CMOS成像芯片为黑白CMOS成像芯片。
[0014]优选地，在本专利技术所提供的高分辨率电子内镜系统中，所述光源包括有能够发射红光的红光单色光源、能够发射蓝光的蓝光单色光源以及能够发射绿光的绿光单色光源。
[0015]优选地，在本专利技术所提供的高分辨率电子内镜系统中，所述光源包括有能够发射白光的白光光源，于所述白光光源配套设置有滤色片，通过白光光源通过所述滤色片能够提供红、蓝、绿三色单色光。
[0016]优选地，在本专利技术所提供的高分辨率电子内镜系统中，还包括有显示器，所述显示器与所述处理主机连接，用于进行图像显示。
[0017]本专利技术还提供了一种高分辨率电子内镜系统高分辨率实现方法，在该方法中：
[0018]由处理主机控制电子内镜中CMOS成像芯片的曝光；
[0019]由处理主机控制光源按设定排序对取景场景进行单色光照射，且光源的发光动作与CMOS成像芯片的曝光动作同步进行；
[0020]由CMOS成像芯片对同一个取景场景对应红、蓝、绿的单色光照射条件获取至少一张单色光图像信号并形成单色光图像信号组；
[0021]由所述处理主机对同一个取景场景的红、蓝、绿单色光图像信号进行合成并获得所述取景场景的彩色图像信号。
[0022]优选地，在本专利技术所提供的高分辨率电子内镜系统高分辨率实现方法中，所述单色光图像信号的像元数量与布局方式与所述彩色图像信号的像元数量与布局方式相同；在单色光图像信号组中，对应红、蓝、绿三色的单色光图像信号同一点位上的像素按设定排布方式构成相同点位上所述彩色图像信号的像元。
[0023]优选地，在本专利技术所提供的高分辨率电子内镜系统高分辨率实现方法中，所以CMOS成像芯片的输出帧率不低于90帧/秒。
[0024]优选地，在本专利技术所提供的高分辨率电子内镜系统高分辨率实现方法中，所述处理主机的图像合成算法运行的时间不高于70ms。
[0025](三)有益效果
[0026]本专利技术提供了一种高分辨率电子内镜系统，该高分辨率电子内镜系统包括：电子内镜，电子内镜设置有CMOS成像芯片，由CMOS成像芯片进行感光并生成图像信号；光源，光源为受控发射红、蓝、绿三种单色光的光源；处理主机，处理主机与CMOS成像芯片连接，用于控制CMOS成像芯片的曝光动作以及接收图像信号，处理主机与光源连接，用于控制光源随CMOS成像芯片的曝光动作进行同步发光。同时，本专利技术还提供了一种高分辨率电子内镜系统高分辨率实现方法，在该高分辨率电子内镜系统高分辨率实现方法中：由处理主机控制电子内镜中CMOS成像芯片的曝光；由处理主机控制光源按设定排序对取景场景进行单色光照射，且光源的发光动作与CMOS成像芯片的曝光动作同步进行；由CMOS成像芯片对同一个取景场景对应红、蓝、绿的单色光照射条件获取至少一张单色光图像信号并形成单色光图像信号组；由处理主机对同一个取景场景的红、蓝、绿单色光图像信号进行合成并获得取景场景的彩色图像信号。
[0027]本专利技术中，CMOS成像芯片基于R、G、B不同颜色的光源来分别成像，并产生三张分别带有R、G、B颜色信息的单色图像，将三张单色图像组合成一张高像素数的彩色Bayer图像，这样分辨率就得到了显著提升。本专利技术所提供的这种扩展分辨率的方法解决了分辨率和传感器尺寸之间的矛盾，非常适合由于空间限制，无法使用大尺寸成像芯片作为图像传感器的场景，比如医用内窥镜、工业内窥镜等。本专利技术在保持尺寸不变的情况下，实现了分辨率的大幅度提升，可输出非常清晰的彩色图像信号。
[0028]本专利技术的创新点在于：在保持现有电子内镜尺寸结构不变的情况下，更换了同分辨率的黑白CMOS成像芯片，更换了光源，改变了照明方式，在控制方面增加了图像拼接算法和同步曝光控制，完全实现了电子内镜分辨率扩大(横向分辨率扩大2倍，纵向分辨率扩大2倍，横向2倍x纵向2倍＝现有分辨率的4倍)的目的。
[0029]本专利技术适合所有分辨率的电子内镜，本专利技术能够起到将分辨率扩大为原来的4倍的作用，不仅仅限于1080P的分辨率。比如：分辨率为1280x720的电子内镜采用本方法后，分辨率会变成2560x1440；分辨率为200x200的电子内镜采用本方法后，分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高分辨率电子内镜系统，其特征在于，包括：电子内镜，所述电子内镜设置有CMOS成像芯片(1)，所述CMOS成像芯片为黑白CMOS成像芯片，由所述CMOS成像芯片进行感光并生成图像信号；光源，所述光源为受控发射红、蓝、绿三种单色光的光源；处理主机(2)，所述处理主机与所述CMOS成像芯片连接，用于控制所述CMOS成像芯片的曝光动作以及接收所述图像信号，所述处理主机与所述光源连接，用于控制所述光源随所述CMOS成像芯片的曝光动作进行同步发光。2.根据权利要求1所述的高分辨率电子内镜系统，其特征在于，所述光源以红
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蓝
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绿，或红
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绿
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蓝，或绿
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蓝
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红，或绿
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红
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蓝，或蓝
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红
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绿，或蓝
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绿
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红，中任一顺序组合进行滚动式循环发光。3.根据权利要求1所述的高分辨率电子内镜系统，其特征在于，所述CMOS成像芯片为黑白CMOS成像芯片。4.根据权利要求1至3任一项所述的高分辨率电子内镜系统，其特征在于，所述光源包括有能够发射红光的红光单色光源(3)、能够发射蓝光的蓝光单色光源(4)以及能够发射绿光的绿光单色光源(5)。5.根据权利要求1至3任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑玉苹，
申请(专利权)人：郑玉苹，
类型：发明
国别省市：