一种内窥镜摄像主机自动反馈和调整光源的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种内窥镜摄像主机自动反馈和调整光源的方法及装置，通过实时获取内窥镜返回的可视图像Y，在预先建立的标准图像库中匹配出相同场景的标准图像X，将所述标准图像X与所述可视图像Y进行分析生成处理结果S，对处理结果S进行循环，遍历出处理结果S最高时的光源档位。该方法通过设置图像处理模块对手术图像与标准图像进行对比处理，得到处理结果，配合光源模块对内窥镜的照明光源进行调节，并通过对比处理结果大小而形成反馈，进而逐级调节光源档位，每次调节档位得出一个处理结果，寻找出处理结果最高时的档位，以达到最良好的照明目的。明目的。明目的。

【技术实现步骤摘要】
一种内窥镜摄像主机自动反馈和调整光源的方法及装置


[0001]本专利技术属于内窥镜
，具体涉及一种内窥镜摄像主机自动反馈和调整光源的方法及装置。

技术介绍

[0002]在内窥镜摄像系统中，光源通过内窥镜照亮手术部位，图像采集模块收集手术场景反射光，将光信号转换成电信号，并传输至摄像主机。
[0003]当光源亮度较低时，图像采集模块为了收集足够的光信号，会增加曝光时间，提高增益，但这会显著增加噪点，降低显示图像质量。当光源亮度较高时，图像采集模块减少曝光时间，但曝光时间调节范围很小，这会导致图像采集模块收集的光信号较多，如果场景反光过于强烈，会导致大面积过曝，产生大范围白斑影响使用，另外，过高的亮度会使光源发热严重，影响设备使用寿命，故合适的光源亮度对图像画质至关重要，而目前市面上的光源亮度都是手动调节，通过肉眼判断图像质量，需要医护人员中断手术进程，进行调整，降低效率，而且不能发挥出摄像主机的优异性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种内窥镜摄像主机自动反馈和调整光源的方法及装置，具有自动根据手术图像进行反馈并调节光源亮度的功能。
[0005]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0006]一种内窥镜摄像主机的自动反馈和调整光源的方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1：实时获取内窥镜返回的可视图像Y，在预先建立的标准图像库中匹配出相同场景的标准图像X，将所述标准图像X与所述可视图像Y进行预处理生成图像对比组；r/>[0008]步骤2：对所述图像对比组进行分析生成基于第一条件的处理结果S，其中，第一条件包括：亮度对比值、对比度对比值以及结构对比值；
[0009]步骤3：基于三个相邻光源档位下生成三组可视图像Y，并逐一生成处理结果Sm
‑
1、Sm与Sm+1，基于预设条件对处理结果S进行循环，遍历出处理结果S最高时的光源档位。
[0010]作为本专利技术的进一步优化方案，步骤1中，预先建立标准图像库的步骤具体为根据历史图像数据建立历史图像库的集合生成标准图像X的集合。
[0011]作为本专利技术的进一步优化方案，步骤1中的预处理过程为：对标准图像X与可视图像Y进行灰化处理，分别分割所述标准图像X与所述可视化图像Y，得到多个块图像，基于所述标准图像X和所述可视化图像Y进行多个块图像的对应匹配，生成图像对比组。
[0012]作为本专利技术的进一步优化方案，步骤2中，对所述图像对比组进行分析生成处理结果S的步骤为：
[0013]步骤2.1：通过以下函数计算出每个对比组的处理结果S(x,y)：
[0014][0015]其中，l(x,y)为亮度对比值、c(x,y)为对比度对比值、s(x,y)为结构对比值；
[0016]步骤2.2：将每个对比组的处理结果S(x,y)取平均，生成可视图像Y相较于标准图像X的处理结果S。
[0017]作为本专利技术的进一步优化方案，所述亮度对比值l(x,y)的计算方式为：
[0018]C1为正值常数；
[0019]其中，μ
x
、μ
y
分别为小块标准图像x与小块可视图像y的平均灰度，平均灰度公式为：
[0020]所述对比度对比值c(x,y)的计算方式为：
[0021]C2为正值常数；
[0022]其中，σ
x
、σ
y
为小块标准图像x与小块可视图像y的灰度标准差，灰度标准差公式为：
[0023][0024]所述结构对比值s(x,y)的计算方式为：
[0025]C3为正值常数；
[0026]其中，σ
xy
为小块标准图像x与小块可视图像y灰度协方差，其计算公式如下：σ
xy
＝E[(x
‑
E(x))(y
‑
E(y))]，E()为期望值。
[0027]作为本专利技术的进一步优化方案，步骤3中所述预设条件与遍历过程为：
[0028](1)若Sm
‑
1＜Sm＜Sm+1，则将当前的m+1档位增至m+2，然后形成新的满足第二条件的三组处理结果Sm、Sm+1与Sm+2，并继续循环；
[0029](2)若Sm
‑
1＞Sm＞Sm+1，则将当前的m+1档位退至m
‑
2，然后形成新的满足第二条件的三组处理结果Sm
‑
2、Sm
‑
1与Sm，并继续循环；
[0030](3)若Sm＞Sm+1且Sm＞Sm
‑
1，则停止循环，并确定光源档位为当前的m档；
[0031](4)若Sm＝Sm+1或Sm＝Sm
‑
1,则停止循环，并确定光源档位为当前的m档。
[0032]为了实施上述方法，本专利技术还提出一种基于上述的自动反馈和调整光源方法的内窥镜摄像装置，包括：
[0033]内窥镜，其包括用于进入人体腔室分别进行照明的第一导光通道以及用于回收光线的第二导光通道；
[0034]光源主机，其包括基于预设条件进行档位自动变换的光源模块，以及用于连接内窥镜第一导光通道的导光纤维；
[0035]光学适配器，包括图像采集模块，用于基于所述第二导光通道进行回收光线并整合成平行光束，形成基本图像；
[0036]摄像头，包括信号转换模块，用于将基本图像的光信号转化为电信号；
[0037]摄像主机，其包括图像转换模块以及图像处理模块，其中，图像转换模块用于将电信号转化为可视图像Y，图像处理模块用于基于第一条件对从内窥镜中实时获得的可视图像Y与预先建立的标准图像库进行匹配分析并形成处理结果S，并将处理结果S基于预设条件进行循环，依据每次循环结果控制光源主机进行光源档位变换，进而遍历出处理结果最高时的光源档位；
[0038]显示器，包括图像输出模块，通过视频信号线连接摄像主机，用于显示可视图像。
[0039]本专利技术的有益效果在于：
[0040]本专利技术通过设置图像处理模块对手术图像与标准图像进行对比处理，得到处理结果，配合光源模块对内窥镜的照明光源进行调节，并通过对比处理结果大小而形成反馈，进而逐级调节光源档位，每次调节档位得出一个处理结果，寻找出处理结果最高时的档位，以达到最良好的照明目的。
附图说明
[0041]图1是本专利技术的方法步骤流程图；
[0042]图2是本专利技术的结构示意图；
[0043]图3是本专利技术的系统示意图；
[0044]图中：A、内窥镜；B、光学适配器；C、导光纤维；D、摄像头；E、传输线缆；F、摄像主机；G、光源主机；H、视频信号线；I、显示器。
具体实施方式
[0045]下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内窥镜摄像主机的自动反馈和调整光源的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：实时获取内窥镜返回的可视图像Y，在预先建立的标准图像库中匹配出相同场景的标准图像X，将所述标准图像X与所述可视图像Y进行预处理生成图像对比组；步骤2：对所述图像对比组进行分析生成基于第一条件的处理结果S，其中，第一条件包括：亮度对比值、对比度对比值以及结构对比值；步骤3：基于三个相邻光源档位下生成三组可视图像Y，并逐一生成处理结果Sm
‑
1、Sm与Sm+1，基于预设条件对处理结果S进行循环，遍历出处理结果S最高时的光源档位。2.根据权利要求1所述的一种内窥镜摄像主机自动反馈和调整光源的方法，其特征在于：步骤1中，预先建立标准图像库的步骤具体为根据历史图像数据建立历史图像库的集合生成标准图像X的集合。3.根据权利要求1所述的一种内窥镜摄像主机自动反馈和调整光源的方法，其特征在于：步骤1中的预处理过程为：对标准图像X与可视图像Y进行灰化处理，分别分割所述标准图像X与所述可视化图像Y，得到多个块图像，基于所述标准图像X和所述可视化图像Y进行多个块图像的对应匹配，生成图像对比组。4.根据权利要求1所述的一种内窥镜摄像主机自动反馈和调整光源的方法，其特征在于：步骤2中，对所述图像对比组进行分析生成处理结果S的步骤为：步骤2.1：通过以下函数计算出每个对比组的处理结果S(x,y)：其中，l(x,y)为亮度对比值、c(x,y)为对比度对比值、s(x,y)为结构对比值；步骤2.2：将每个对比组的处理结果S(x,y)取平均，生成可视图像Y相较于标准图像X的处理结果S。5.根据权利要求4所述的一种内窥镜摄像主机自动反馈和调整光源的方法，其特征在于：所述亮度对比值l(x,y)的计算方式为：C1为正值常数；其中，μ
x
、μ
y
分别为小块标准图像x与小块可视图像y的平均灰度，平均灰度公式为：所述对比度对比值c(x,y)的计算方式为：C2为正值常数；其中，σ
x
、σ
y
为小块标准图像x与小块可视图像y的灰度标准差，灰度标准差公式为：
所述结构对比值s(x,y)的计算方式为...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨昌荣，卢华领，许张超，
申请(专利权)人：安徽七色光医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：