《立体内窥镜光源亮度调节系统及方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《立体内窥镜光源亮度调节系统及方法.pdf（8页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410734277.7 (22)申请日 2014.12.04 A61B 1/00(2006.01) A61B 1/07(2006.01) (71)申请人 中国科学院深圳先进技术研究院 地址 518055 广东省深圳市南山区西丽大学 城学苑大道 1068 号 (72)发明人 海媛 李凌 辜嘉 (74)专利代理机构 深圳市铭粤知识产权代理有 限公司 44304 代理人 孙伟峰 (54) 发明名称 立体内窥镜光源亮度调节系统及方法 (57) 摘要 本发明公开了立体内窥镜光源亮度调节系 统， 包括左视图像采集模块， 右视图像采集模块、 图像。
2、处理模块、 数据存储模块、 计算模块、 控制模 块和光源。本发明提供的立体内窥镜光源亮度调 节方法， 在进行光源亮度调节的过程中综合考虑 了左、 右视图像采集模块采集的光照亮度， 通过改 变冷光源工作电流或工作电压的大小， 实现对光 源亮度的调节， 有效的解决了立体内窥镜在诊断 使用过程中的图像模糊和图像过度曝光的问题， 同时， 采用采集的光照亮度与基础光照亮度对比 的方法， 判定光照环境处于何种光照强度， 从而发 出控制电信号， 调节冷光源的光照亮度， 使冷光源 科学合理地使用， 减少了光源的损耗， 延长了光源 的使用寿命。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (1。
3、2)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104398231 A (43)申请公布日 2015.03.11 CN 104398231 A 1/2 页 2 1. 立体内窥镜光源亮度调节方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： (1) 在理想光照条件下获得图像亮度额定值， 以及设定图像亮度阈值 ； (2) 在病变检测过程中分别采集左视图像亮度值和右视图像亮度值 ； (3) 所述左视图像亮度值与所述右视图像亮度值对比大小， 将左视图像亮度值、 右视图 像亮度值中较大图像亮度值定义为最大图像亮度值， 或者将左视图像亮度值、 右视图像亮 度值中较小图像亮度值定义为最。
4、小图像亮度值 ； (4) 将计算最大图像亮度值与图像亮度额定值作差， 与图像亮度阈值对比， 将对比结果 作为判定光照强度的标准 ； (5) 调节光源光照强度。 2.根据权利要求1所述的立体内窥镜光源亮度调节方法， 其特征在于， 步骤(4)中所述 最大图像亮度值与所述图像亮度额定值之差大于或等于所述图像亮度阈值时， 发出降低光 源亮度的调节信号。 3.根据权利要求1所述的立体内窥镜光源亮度调节方法， 其特征在于， 步骤(4)中所述 最大图像亮度值与所述图像亮度额定值之差小于或等于零时， 计算所述最小图像亮度值与 图像亮度额定值之差， 并与图像亮度阈值对比， 将对比结果作为判定光照强度的标准。 4。
5、. 根据权利要求 3 所述的立体内窥镜光源亮度调节方法， 其特征在于， 所述最小图像 亮度值与所述图像亮度额定值之差小于或等于所述图像亮度阈值时， 发出增加光源亮度的 调节信号。 5.如权利要求1至4所述方法的立体内窥镜光源亮度调节系统， 其特征在于， 包括左视 图像采集模块(11)， 右视图像采集模块(12)、 图像处理模块(20)、 数据存储模块(40)、 计算 模块 (30)、 控制模块 (50) 和光源 (60) ； 所述左视图像采集模块 (11)、 所述右视图像采集模块 (12) 分别与所述光源 (60) 连 接， 用于采集左视图像亮度值的模拟信号、 右视图像亮度值的模拟信号 ； 所。
6、述图像处理模块 (20) 分别连接左视图像采集模块 (11) 和右视图像采集模块 (12)， 用于将采集的左视图像 亮度值的模拟信号转换为数字信号和右视图像亮度值的模拟信号转换为数字信号 ； 所述计 算模块 (30) 连接所述图像处理模块 (20) 和数据存储模块 (40)， 用于计算和比较图像亮度 值并发出亮度调节信号 ； 所述数据存储模块 (40) 用于存储图像亮度额定值和图像亮度阈 值 ； 所述控制模块 (50) 连接所述计算模块 (30) 和光源 (60)， 用于接收计算模块 (30) 发出 的亮度调节信号， 并通过控制电信号调节光源 (60) 亮度。 6. 根据权利要求 5 所述的立。
7、体内窥镜光源亮度调节系统， 其特征在于， 所述光源 (60) 为冷光源。 7. 根据权利要求 6 所述的立体内窥镜光源亮度调节系统， 其特征在于， 所述电信号为 冷光源的电流。 8. 根据权利要求 6 所述的立体内窥镜光源亮度调节系统， 其特征在于， 所述电信号为 冷光源的电压。 9.根据权利要求7或8所述的立体内窥镜光源亮度调节系统， 其特征在于， 所述冷光源 的材料为光导纤维。 10. 根据权利要求 5 所述的立体内窥镜光源亮度调节系统， 其特征在于， 该系统还包括 镜头 (10)， 所述左视图像采集模块 (11) 和所述右视图像采集模块 (12) 位于所述镜头 (10) 权 利 要 求 。
8、书 CN 104398231 A 2 2/2 页 3 的内部。 权 利 要 求 书 CN 104398231 A 3 1/4 页 4 立体内窥镜光源亮度调节系统及方法 技术领域 0001 本发明涉及医疗成像设备领域， 尤其涉及立体内窥镜光源亮度调节系统及方法。 背景技术 0002 目前， 在人体内部进行病情检测的设备中， 立体内窥镜解决了传统单光路内窥镜 只能观察平面图像的问题， 但是由于人体内环境复杂多变， 在观察病变部位时内窥镜镜头 的前端常出现不稳定状况， 影响病变部位的成像质量， 不能较好地获得病变部位的准确图 像信息。 其主要原因为 ： 立体内窥镜的光源不能自动调节光照亮度， 当光源。
9、提供的亮度不足 时， 获取到的病变部位图像相对较暗， 造成图像模糊不清 ； 相反地， 当光源提供的亮度太强 时又会引起病变部位的过度曝光， 影响图像质量， 不易观察都病变部位的细节信息。 由此可 见， 立体内窥镜在诊断过程中， 智能调节光源亮度对得到病变部位的准确图像是非常重要 的。 另外， 目前的立体内窥镜均采用一个光源为双光路提供光照的结构， 每个光路分别装有 独立的摄像元件， 在病变检测过程中进行光源亮度调节， 两个独立摄像元件不能准确地分 配光照亮度， 以至于立体内窥镜的光源不能发出合适的光照亮度。 发明内容 0003 本发明所要解决的技术问题是提供立体内窥镜光源亮度调节方法， 能够在。
10、人体内 复杂多变的环境中， 有效地解决立体内窥镜由于光源亮度不足引起的图像模糊不清的问 题， 以及由于光源亮度过强引起的过度曝光问题， 帮助立体内窥镜在工作过程中为检测环 境提供合适的光源亮度， 保证实时获取清晰的图像， 为医生的治疗和诊断带来帮助。 0004 为了达到上述发明创造目的， 本发明采用了如下的技术方案 ： 0005 立体内窥镜光源亮度调节方法， 包括以下步骤 ： 0006 (1) 在理想光照条件下获得图像亮度额定值， 以及设定图像亮度阈值 ； 0007 (2) 在病变检测过程中分别采集左视图像亮度值和右视图像亮度值 ； 0008 (3) 所述左视图像亮度值与所述右视图像亮度值对比。
11、大小， 将左视图像亮度值、 右 视图像亮度值中较大图像亮度值定义为最大图像亮度值， 或者将左视图像亮度值、 右视图 像亮度值中较小图像亮度值定义为最小图像亮度值 ； 0009 (4) 将计算最大图像亮度值与图像亮度额定值作差， 与图像亮度阈值对比， 将对比 结果作为判定光照强度的标准 ； 0010 (5) 调节光源光照强度。 0011 进一步地， 步骤 (4) 中所述最大图像亮度值与所述图像亮度额定值之差大于或等 于所述图像亮度阈值时， 发出降低光源亮度的调节信号。 0012 进一步地， 步骤 (4) 中所述最大图像亮度值与所述图像亮度额定值之差小于或等 于零时， 计算所述最小图像亮度值与图像。
12、亮度额定值之差， 并与图像亮度阈值对比， 将对比 结果作为判定光照强度的标准。 0013 进一步地， 所述最小图像亮度值与所述图像亮度额定值之差小于或等于所述图像 说 明 书 CN 104398231 A 4 2/4 页 5 亮度阈值时， 发出增加光源亮度的调节信号。 0014 立体内窥镜光源亮度调节系统， 包括左视图像采集模块， 右视图像采集模块、 图像 处理模块、 数据存储模块、 计算模块、 控制模块和光源 ； 0015 所述左视图像采集模块、 所述右视图像采集模块分别与所述光源连接， 用于采集 左视图像亮度值的模拟信号、 右视图像亮度值的模拟信号 ； 所述图像处理模块分别连接左 视图像采。
13、集模块和右视图像采集模块， 用于将采集的左视图像亮度值的模拟信号转换为数 字信号和右视图像亮度值的模拟信号转换为数字信号 ； 所述计算模块连接所述图像处理模 块和数据存储模块， 用于计算和比较图像亮度值并发出亮度调节信号 ； 所述数据存储模块 用于存储图像亮度额定值和图像亮度阈值 ； 所述控制模块连接所述计算模块和光源， 用于 接收计算模块发出的亮度调节信号， 并通过控制电信号调节光源亮度。 0016 进一步地， 所述光源为冷光源。 0017 进一步地， 所述电信号为冷光源的电流。 0018 进一步地， 所述电信号为冷光源的电压。 0019 进一步地， 所述冷光源的材料为光导纤维。 0020 。
14、进一步地， 该系统还包括镜头， 所述左视图像采集模块和所述右视图像采集模块 位于所述镜头的内部。 0021 本发明的有益效果 ： 0022 本发明提供的立体内窥镜光源亮度调节方法， 在进行光源亮度调节的过程中综合 考虑了左、 右视图像采集模块采集的光照亮度， 通过改变冷光源工作电流或工作电压的大 小， 实现对光源亮度的调节， 有效的解决了立体内窥镜在诊断使用过程中的图像模糊和图 像过度曝光的问题， 同时， 采用采集的光照亮度与基础光照亮度对比的方法， 判定光照环境 处于何种光照强度， 从而发出控制电信号， 调节冷光源的光照亮度， 使冷光源科学合理地使 用， 减少了光源的损耗， 延长了光源的使用。
15、寿命。另外， 立体内窥镜采用光导纤维材料的冷 光源作为光源， 在工作过程中能提供稳定的光源亮度， 实时获取清晰的图像， 帮助医生准确 判断病变部位的病情。 附图说明 0023 图 1 是本发明实施例立体内窥镜光源亮度调节系统的示意图。 0024 图 2 是本发明实施例立体内窥镜光源亮度调节方法的流程图。 具体实施方式 0025 为了更好地阐述本发明的技术特点和结构， 以下结合本发明的优选实施例及其附 图进行详细描述。 0026 参阅图 1、 图 2， 本发明提供的立体内窥镜光源亮度调节系统及方法， 包括镜头 10、 左视图像采集模块11， 右视图像采集模块12、 图像处理模块20、 数据存储模。
16、块40、 计算模块 30、 控制模块 50 和光源 60。 0027 其中， 左视图像采集模块 11 和右视图像采集模块 12 设置于镜头 10 的内部， 该左 视图像采集模块 11、 右视图像采集模块 12 分别与光源 60 连接， 用于采集左视图像亮度值 的模拟信号、 右视图像亮度值的模拟信号 ； 图像处理模块 20 分别连接左视图像采集模块 11 说 明 书 CN 104398231 A 5 3/4 页 6 和右视图像采集模块 12， 用于将采集的左视图像亮度值的模拟信号转换为数字信号和右视 图像亮度值的模拟信号转换为数字信号 ； 计算模块 30 连接图像处理模块 20 和数据存储模 块。
17、 40， 用于计算和比较图像亮度值并发出亮度调节信号 ； 数据存储模块 40 用于存储图像亮 度额定值和图像亮度阈值 ； 控制模块 50 连接计算模块 30 和光源 60， 用于接收计算模块 30 发出的亮度调节信号， 并通过控制电信号调节光源亮度。 0028 需要说明的是， 该立体内窥镜的光源 60 为冷光源， 冷光源的材料为光导纤维。该 电信号为冷光源的电流或电压， 控制模块 50 接收到调节信号后会根据指示调节冷光源的 电流或电压， 将光源亮度调节至合适的数值。 0029 立体内窥镜光源亮度调节方法， 包括以下步骤 ： 0030 (1) 在理想光照条件下获得图像亮度额定值， 以及设定图像。
18、亮度阈值 ； 0031 (2) 在病变检测过程中分别采集左视图像亮度值和右视图像亮度值 ； 0032 (3) 比较左视图像亮度值与右视图像亮度值的大小， 将左视图像亮度值、 右视图像 亮度值中较大图像亮度值定义为最大图像亮度值， 或者将左视图像亮度值、 右视图像亮度 值中较小图像亮度值定义为最小图像亮度值 ； 0033 (4) 将计算最大图像亮度值与图像亮度额定值作差， 与图像亮度阈值对比， 将对比 结果作为判定光照强度的标准 ； 0034 (5) 调节光源光照强度。 0035 其中， 步骤 (4) 中最大图像亮度值与图像亮度额定值之差大于或等于图像亮度阈 值时， 发出降低光源亮度的调节信号。。
19、当步骤 (4) 中最大图像亮度值与图像亮度额定值之 差小于或等于零时， 计算最小图像亮度值与图像亮度额定值之差， 并与图像亮度阈值对比， 将对比结果作为判定光照强度的标准。 当最小图像亮度值与图像亮度额定值之差小于或等 于图像亮度阈值时， 发出增加光源亮度的调节信号。 0036 具体地， 假设在理想光照条件下获得图像亮度额定值为 I0， 设定图像亮度阈值为 T， 将图像亮度额定值 I0和图像亮度阈值 T 存入数据存储模块 40。在病变检测过程中， 左视 图像采集模块11和右视图像采集模块12获取左视图像亮度的模拟信号和右视图像亮度的 模拟信号， 图像处理模块 20 将采集的左视图像亮度的模拟信。
20、号转换为数字信号和右视图 像亮度的模拟信号转换为数字信号， 该左视图像亮度值为 IL， 该右视图像亮度值为 IR， 计算 模块 30 接收左视图像亮度值 IL和右视图像亮度值 IR， 并对其进行比较计算， 具体的算法如 下 ： 0037 首先， 比较IL和IR的大小， 以IL和IR中最大图像亮度值作为光照亮度对比依据。 计 算得出 IL和 IR的最大值 Imax max(IL,IR)， 再比较 Imax和 I0的大小。如果 Imax-I0 T， 则光 源光照强度大， 计算模块 30 向控制模块 50 发送调节信号， 减小冷光源工作电流或电压， 从 而降低光源亮度， 避免图像由于光源亮度过强造成。
21、的过度曝光现象。如果 0 Imax-I0 T， 光照亮度不会引起图像的过度曝光， 冷光源提供的光照亮度在适合范围内， 计算模块 30 不 向控制模块 50 发送调节信号， 保持冷光源的工作电流或电压不变。 0038 再次， 当 Imax-I0 0 时， 以 IL和 IR中最小图像亮度值作为光照亮度对比依据。计 算 IL和 IR中的最小值 Imin min(IL,IR)， 比较 Imin和 I0的大小。如果 Imin-I0 T， 则光源 光照不足， 计算模块 30 向控制模块 50 发送调节信号， 增加冷光源工作电流或电压， 从而增 加光源亮度， 避免图像由于光源亮度不足造成的图像模糊。如果 0。
22、 Imin-I0 T， 则光照亮 说 明 书 CN 104398231 A 6 4/4 页 7 度不会引起图像模糊， 冷光源提供的光照亮度在适合范围内， 计算模块 30 不向控制模块 50 发送调节信号， 保持冷光源的工作电流或电压不变。 0039 综上所述， 本发明提供的立体内窥镜光源亮度调节方法， 在进行光源亮度调节的 过程中综合考虑了左、 右视图像采集模块 12 采集的光照亮度， 通过改变冷光源工作电流或 工作电压的大小， 实现对光源亮度的调节， 有效的解决了立体内窥镜在诊断使用过程中的 图像模糊和图像过度曝光的问题， 同时， 采用采集的光照亮度与基础光照亮度对比的方法， 判定光照环境处。
23、于何种光照强度， 从而发出控制电信号， 调节冷光源的光照亮度， 使冷光源 科学合理地使用， 减少了光源的损耗， 延长了光源的使用寿命。另外， 立体内窥镜采用光导 纤维材料的冷光源作为光源， 在工作过程中能提供稳定的光源亮度， 实时获取清晰的图像， 帮助医生准确判断病变部位的病情。 0040 本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例， 而并非是对本发明 的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说， 在上述说明的基础上还可以做出 其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的 精神和原则之内所作的任何修改、 等同替换和改进等， 均应包含在本发明权利要求的保护 范围之内。 说 明 书 CN 104398231 A 7 1/1 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104398231 A 8 。