CN105674138A - 一种模块式可插拔式多功能更换头灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模块式可插拔式多功能更换头灯，灯带内埋藏有导线，灯带的后端安装有电池，灯带的前端设置为灯头的安装座，安装座的底部和侧边安装有第一多组正极触点和第一负极触点，第一多组正极触点和第一多组负极触点分别通过导线与两个点接触电池的正负极相连接；安装座的两侧设置有插槽，灯头座上设置有与插槽相匹配的凸起柱，灯头座通过凸起柱固定在安装座内；灯头座的底部和侧边安装有分别与第一多组正极触点和第一多组负极触点相匹配的触点。该模块式可插拔式多功能更换头灯结构简单，使用方便，可随意对灯头进行固定光斑、可调光斑、摄像头的更换，在使用过程中对灯珠的色温、光斑大小不满意随时调换灯头部分即可。

Description

一种模块式可插拔式多功能更换头灯

技术领域

本发明属于医用照明灯具技术领域，尤其涉及一种模块式可插拔式多功能更换头灯。

背景技术

目前，医用头灯被各医院广泛使用，医用头灯由电池、灯带、灯头(灯珠和光学镜片)三部分组成，其灯头部分是与灯带进行固定连接，不可拆卸，使用过程中存在以下问题：

1、灯珠或光学镜片一旦出现问题使得整体都要拆卸，包括对灯头和灯带的拆卸，由于线路埋藏在灯带之间，最容易使灯带的线路损坏，从而造成头灯的整体损坏。

2、由于灯珠的寿命有限，开关至几千次就会自然老化，损坏不亮；

3、由于灯珠在灯头中，为防尘防消毒要对灯头的整体做粘牢处理，拆卸即损坏。

4，单一性，不具备多功能。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的灯珠或光学镜片损坏或者灯珠寿命到期造成灯带和灯头的拆卸，造成头灯的整体损坏无法修复的问题且单一性，而提供一种结构简单、安装维修使用方便、节约费用、提高工作效率的模块式多功能可插拔式更换灯头，同时也可扩大头灯的使用形式。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：该模块式可插拔式多功能更换头灯设置有灯带、电池、安装座、灯头座、第一多组正极触点、第一多组负极触点、插槽、第二多组正极触点、第二多组负极触点、穿线导孔、蛇形管、固定螺栓、插拔卡锁；

灯带内埋藏有导线，灯带的后端安装有电池，灯带的前端设置为灯头的安装座，安装座的底部和侧边安装有第一多组正极触点和第一多组负极触点，第一多组正极触点和第一多组负极触点分别通过导线与两个点接触电池的正负极相连接；安装座的两侧设置有插槽，灯头座上设置有与插槽相匹配的凸起柱，灯头座通过凸起柱固定在安装座内；灯头座的底部和侧边安装有分别与第一多组正极触点和第一多组负极触点相匹配的触点；灯头座的中部设置有穿线导孔，穿线导孔内安装有连接线，灯头座上的灯珠通过连接线分别与第二多组正极触点和第二多组负极触点相连接，连接线外套装有蛇形管，蛇形管安装在插拔卡锁上，插拔卡锁与灯头座固定安装，蛇形管通过固定螺栓固定在灯头座上。

本发明还可以采用如下技术措施：

所述的灯头座上还安装有摄像装置，摄像装置选用高清针孔式摄像头，高清针孔式摄像头设置有图像色偏检测模块。

进一步，所述图像色偏检测模块的图像色偏检测方法包括：

第一步，在Lab空间，计算图像在ab二维颜色坐标下的直方图和等价圆的参数；计算图像在ab二维颜色坐标下的直方图和等价圆的参数之前需要通过拍照智能终端获取一副RGB图像Img_sur作为待检测图像；将源图像Img_sur由RGB空间转换到Lab色度空间，得到转换后图像Img_Lab及其在L、a、b分量上的图像亮度及色度数据；其中RGB空间转换到Lab色度空间公式如下所示：

$\left\{\begin{array}{c}L=(13933*R+46871*G+4732*B)2^16\\ a=377*(14503*R-22218*G+7714*B)/2^24+128\\ b=160*(12773*R+39695*G-52468*B)/2^24+128\end{array}\right.;$

第二步，分别求解源图像与转换后图像信息的NNO区域及对应的等价圆参数；量化阈值，对比参数，判断图像色偏情况，进行色偏图像分类，或者非色偏图像再检测；色偏图像分类的具体方法包括：

步骤一，通过式(1)，定量分析Img_Lab图像在ab二维颜色坐标下的直方图分布特征，并依式(2)、(3)计算等价圆E_q的圆心C、半径σ、u、D、D_σ参数；

$\left\{\begin{array}{c}{u}_k=\underset{k}{\∫}kF(a,b)dk,\\ {\mathrm{\σ}}_k^2=\underset{k}{\∫}{(u_k-k)}^{2}F(a,b)dk\end{array}\right.,k=a,b---\left(1\right)$

$\left\{\begin{array}{c}C=(u_a,u_b)\\ \mathrm{\σ}=\sqrt{{{\mathrm{\σ}}_a}^2+{{\mathrm{\σ}}_b}^2}\end{array}\right.---\left(2\right)$

$\left\{\begin{array}{c}u=\sqrt{{u_a}^2+{u_b}^2}\\ D=u-\mathrm{\σ}\\ D_{\mathrm{\σ}}=D/\mathrm{\σ}\end{array}\right.---\left(3\right)$

式(3)中u为该等价圆的圆心C距离中性轴(a＝0,b＝0)的距离，D为等价圆外侧距离中性轴的距离，D_σ表示该二维直方图等价圆偏离中性轴的程度：D_σ值越大，表明该图像直方图偏离中性轴越严重；

步骤二，初次判断图像色偏情况：当满足式(4)时，则认为图像的ab二维平面直方图是聚集的，并暂时将图像归类为色偏图像，否则，初步认定图像为非色偏图像，执行步骤三；

(D>10andD_σ>0.6)or(D_σ>1.5)(4)

步骤三，求解图像的NNO区域；理论依据：图像场景中的无色差表面能够完全反映场景中入射光照的颜色；提取出场景中的灰色表面，通过灰色表面的色偏情况，得出图像的光照的偏移情况；方法如下：若Img_NNO(i,j)像素为NNO区域像素，则：

其中L、a、b为图像在Lab色度空间的三个分量信息，d为待测图像Img_sur在Lab色度空间中的色度半径最大值；限制d所在像素点以及每个NNO区域像素点Img_NNO(i,j)为非孤立像素点；

第三步，经多次检测，将图像分为色偏图像，本质色偏图像，真实色偏图像，无色偏图像，无法检测图像。

所述的灯头座上还安装有放大镜头灯和可变光斑头灯。

本发明具有的优点和积极效果是：该模块式多功能可插拔式更换灯头结构简单，使用方便，可随意对灯头进行更换，一旦有问题或者医生在使用过程中对灯珠的色温不满意随时调换灯头部分即可，不需要对其它部件进行拆卸，提高了头灯的使用寿命，同时可以实现插拔摄像系统、可变光斑灯头、放大镜灯头增加了医用头灯的多功能。本发明提高了检测的精度，同时具有普遍的适用性，提高了色偏检测的准确率和可靠性；而且本发明灵活地用了颜色空间的转换以及直方图，NNO区域，等价圆的一些知识，简化了运算量，具有良好的实时性能，适合于智能终端拍照图像的实时检测，也可用于评价智能终端图像获取系统的性能。

附图说明

图1是本发明实施例提供的模块式多功能可插拔式更换灯头的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的安装座的结构示意图；

图中：1、灯带；2、电池；3、安装座；4、灯头座；5、第一多组正极触点；6、第一多组负极触点；7、插槽；8、第二多组正极触点；9、第二多组负极触点；10、穿线导孔；11、蛇形管；12、固定螺栓；13、插拔卡锁。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1至图2所示：该模块式多功能可插拔式更换灯头包括：该模块式可插拔式多功能更换头灯包括：灯带1、电池2、安装座3、灯头座4、第一多组正极触点5、第一多组负极触点6、插槽7、第二多组正极触点8、第二多组负极触点9、穿线导孔10、蛇形管11、固定螺栓12、插拔卡锁13；

灯带1内埋藏有导线，灯带1的后端安装有电池2，灯带1的前端设置为灯头的安装座3，安装座3的底部和侧边安装有第一多组正极触点5和第一多组负极触点6，第一多组正极触点5和第一多组负极触点6分别通过导线与两个点接触电池2的正负极相连接；安装座3的两侧设置有插槽7，灯头座4上设置有与插槽7相匹配的凸起柱，灯头座4通过凸起柱固定在安装座3内；灯头座4的底部和侧边安装有分别与第一多组正极触点5和第一多组负极触点6相匹配的触点；灯头座4的中部设置有穿线导孔10，穿线导孔10内安装有连接线，灯头座4上的灯珠通过连接线分别与第二多组正极触点8和第二多组负极触点9相连接，连接线外套装有蛇形管11，蛇形管11安装在插拔卡锁13上，插拔卡锁13与灯头座4固定安装，蛇形管11通过固定螺栓12固定在灯头座4上。

所述的灯头座4上还安装有摄像装置，摄像装置选用高清针孔式摄像头。高清针孔式摄像头设置有图像色偏检测模块。

进一步，所述图像色偏检测模块的图像色偏检测方法包括：

第一步，在Lab空间，计算图像在ab二维颜色坐标下的直方图和等价圆的参数；计算图像在ab二维颜色坐标下的直方图和等价圆的参数之前需要通过拍照智能终端获取一副RGB图像Img_sur作为待检测图像；将源图像Img_sur由RGB空间转换到Lab色度空间，得到转换后图像Img_Lab及其在L、a、b分量上的图像亮度及色度数据；其中RGB空间转换到Lab色度空间公式如下所示：

$\left\{\begin{array}{c}L=(13933*R+46871*G+4732*B)/2^16\\ a=377*(14503*R-22218*G+7714*B)/2^24+128\\ b=160*(12773*R+39695*G-52468*B)/2^24+128\end{array}\right.;$

第二步，分别求解源图像与转换后图像信息的NNO区域及对应的等价圆参数；量化阈值，对比参数，判断图像色偏情况，进行色偏图像分类，或者非色偏图像再检测；色偏图像分类的具体方法包括：

步骤一，通过式(1)，定量分析Img_Lab图像在ab二维颜色坐标下的直方图分布特征，并依式(2)、(3)计算等价圆E_q的圆心C、半径σ、u、D、D_σ参数；

$\left\{\begin{array}{c}{u}_k=\underset{k}{\∫}kF(a,b)dk,\\ {\mathrm{\σ}}_k^2=\underset{k}{\∫}{(u_k-k)}^{2}F(a,b)dk\end{array}\right.,k=a,b---\left(1\right)$

$\left\{\begin{array}{c}C=(u_a,u_b)\\ \mathrm{\σ}=\sqrt{{{\mathrm{\σ}}_a}^2+{{\mathrm{\σ}}_b}^2}\end{array}\right.---\left(2\right)$

$\left\{\begin{array}{c}u=\sqrt{{u_a}^2+{u_b}^2}\\ D=u-\mathrm{\σ}\\ D_{\mathrm{\σ}}=D/\mathrm{\σ}\end{array}\right.---\left(3\right)$

式(3)中u为该等价圆的圆心C距离中性轴(a＝0,b＝0)的距离，D为等价圆外侧距离中性轴的距离，D_σ表示该二维直方图等价圆偏离中性轴的程度：D_σ值越大，表明该图像直方图偏离中性轴越严重；

步骤二，初次判断图像色偏情况：当满足式(4)时，则认为图像的ab二维平面直方图是聚集的，并暂时将图像归类为色偏图像，否则，初步认定图像为非色偏图像，执行步骤三；

(D>10andD_σ>0.6)or(D_σ>1.5)(4)

步骤三，求解图像的NNO区域；理论依据：图像场景中的无色差表面能够完全反映场景中入射光照的颜色；提取出场景中的灰色表面，通过灰色表面的色偏情况，得出图像的光照的偏移情况；方法如下：若Img_NNO(i,j)像素为NNO区域像素，则：

其中L、a、b为图像在Lab色度空间的三个分量信息，d为待测图像Img_sur在Lab色度空间中的色度半径最大值；限制d所在像素点以及每个NNO区域像素点Img_NNO(i,j)为非孤立像素点；

第三步，经多次检测，将图像分为色偏图像，本质色偏图像，真实色偏图像，无色偏图像，无法检测图像。所述的灯头座4上还安装有放大镜头灯和可变光斑头灯。将摄像头以灯头的同样方式制做插件，可以卡槽相配。通过无线输出系统将摄像的信号传输到接收系统，为教学和手术过程的资料储存提供方便。

第一多组正极触点5和第一多组负极触点6还设置在安装座3的底部或侧部；连接更加可靠，保障供电安全。可随意对灯头进行更换，一旦有问题或者医生在使用过程中对灯珠的色温不满意或插换摄像头、放大镜灯头、可变光斑灯头随时调换灯头部分即可，不需要对其它部件进行拆卸。更换过程方便快捷，多功能可插拔式灯头与灯带1之间为接触式连接，可快捷插拔，方便更换。节省成本，保持灯带1及其他部件的完整性。使医用头灯的功能增强，变更灯头使普通头灯为头灯摄像系统，放大镜头灯。还可在可插拔灯头上安装电路开关，照度调整开关，摄录开关。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种模块式多功能可插拔式更换灯头，其特征在于，该模块式可插拔式多功能更换头灯设置有灯带、电池、安装座、灯头座、第一多组正极触点、第一负极触点、插槽、第二多组正极触点、第二多组负极触点、穿线导孔、蛇形管、固定螺栓、插拔卡锁；

灯带内埋藏有导线，灯带的后端安装有电池，灯带的前端设置为灯头的安装座，安装座的底部和侧边安装有第一多组正极触点和第一负极触点，第一多组正极触点和第一多组负极触点分别通过导线与两个点接触电池的正负极相连接；安装座的两侧设置有插槽，灯头座上设置有与插槽相匹配的凸起柱，灯头座通过凸起柱固定在安装座内；灯头座的底部和侧边安装有分别与第一多组正极触点和第一多组负极触点相匹配的触点；灯头座的中部设置有穿线导孔，穿线导孔内安装有连接线，灯头座上的灯珠通过连接线分别与第二多组正极触点和第二多组负极触点相连接，连接线外套装有蛇形管，蛇形管安装在插拔卡锁上，插拔卡锁与灯头座固定安装，蛇形管通过固定螺栓固定在灯头座上。

2.如权利要求1所述的模块式多功能可插拔式更换灯头，其特征在于，所述的灯头座上还安装有摄像装置，摄像装置选用高清针孔式摄像头，高清针孔式摄像头设置有图像色偏检测模块。

3.如权利要求2所述的模块式多功能可插拔式更换灯头，其特征在于，所述图像色偏检测模块的图像色偏检测方法包括：

第一步，在Lab空间，计算图像在ab二维颜色坐标下的直方图和等价圆的参数；计算图像在ab二维颜色坐标下的直方图和等价圆的参数之前需要通过拍照智能终端获取一副RGB图像Img_sur作为待检测图像；将源图像Img_sur由RGB空间转换到Lab色度空间，得到转换后图像Img_Lab及其在L、a、b分量上的图像亮度及色度数据；其中RGB空间转换到Lab色度空间公式如下所示：

$\left\{\begin{array}{c}L=(13933*R+46871*G+4732*B)/2^16\\ a=377*(14503*R-22218*G+7714*B)/2^24+128\\ b=160*(12773*R+39695*G-52468*B)/2^24+128\end{array}\right.;$

第二步，分别求解源图像与转换后图像信息的NNO区域及对应的等价圆参数；量化阈值，对比参数，判断图像色偏情况，进行色偏图像分类，或者非色偏图像再检测；色偏图像分类的具体方法包括：

步骤一，通过式(1)，定量分析Img_Lab图像在ab二维颜色坐标下的直方图分布特征，并依式(2)、(3)计算等价圆E_q的圆心C、半径σ、u、D、D_σ参数；

$\left\{\begin{array}{c}{u}_k=\underset{k}{\∫}kF(a,b)dk,\\ {\mathrm{\σ}}_k^2=\underset{k}{\∫}{(u_k-k)}^{2}F(a,b)dk\end{array}\right.,k=a,b---\left(1\right)$

$\left\{\begin{array}{c}C=(u_a,u_b)\\ \mathrm{\σ}=\sqrt{{{\mathrm{\σ}}_a}^2+{{\mathrm{\σ}}_b}^2}\end{array}\right.---\left(2\right)$

$\left\{\begin{array}{c}u=\sqrt{{u_a}^2+{u_b}^2}\\ D=u-\mathrm{\σ}\\ D_{\mathrm{\σ}}=D/\mathrm{\σ}\end{array}\right.---\left(3\right)$

式(3)中u为该等价圆的圆心C距离中性轴(a＝0,b＝0)的距离，D为等价圆外侧距离中性轴的距离，D_σ表示该二维直方图等价圆偏离中性轴的程度：D_σ值越大，表明该图像直方图偏离中性轴越严重；

步骤二，初次判断图像色偏情况：当满足式(4)时，则认为图像的ab二维平面直方图是聚集的，并暂时将图像归类为色偏图像，否则，初步认定图像为非色偏图像，执行步骤三；

(D>10andD_σ>0.6)or(D_σ>1.5)(4)

步骤三，求解图像的NNO区域；理论依据：图像场景中的无色差表面能够完全反映场景中入射光照的颜色；提取出场景中的灰色表面，通过灰色表面的色偏情况，得出图像的光照的偏移情况；方法如下：若Img_NNO(i,j)像素为NNO区域像素，则：

其中L、a、b为图像在Lab色度空间的三个分量信息，d为待测图像Img_sur在Lab色度空间中的色度半径最大值；限制d所在像素点以及每个NNO区域像素点Img_NNO(i,j)为非孤立像素点；

第三步，经多次检测，将图像分为色偏图像，本质色偏图像，真实色偏图像，无色偏图像，无法检测图像。

4.如权利要求1所述的模块式多功能可插拔式更换灯头，其特征在于，所述的灯头座上还安装有放大镜头灯和可变光斑头灯。