CN111726506A - 内窥镜的图像处理方法、装置、存储介质 - Google Patents

内窥镜的图像处理方法、装置、存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种内窥镜的图像处理方法，包括：获取内窥镜采集的图像，并提取所述图像中的图像特征；根据所述图像特征判断所述图像是否存在异常；在判定所述图像存在异常时，对应调整所述内窥镜的光源亮度和传感器的曝光时间。本发明还公开了一种图像处理装置及计算机可读存储介质。本发明可以在内窥镜的光源提供较高亮度的照明时，使内窥镜获取高亮度图像的同时，降低所述光源的热量，从而确保得到高亮度图像的同时减少光衰。

Description

内窥镜的图像处理方法、装置、存储介质
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种内窥镜的图像处理方法、图像处理装置以及计算机可读存储介质。
背景技术
内窥镜广泛应用于医疗领域和工业领域。例如，在医疗领域的内窥镜系统中，医生通过内窥镜获取的图像对患者进行内窥镜检查或实施微创手术。在工业领域的内窥镜系统中，观测者通过内窥镜获取的图像，检查各种机器、设备等的内部，而不需要拆卸或破坏被检测物体。
内窥镜的光源主要包括：光纤和LED等，在使用光纤进行照明时，利用光纤将远端的光传输到内窥镜前端，从而使内窥镜获得照明；在使用LED进行照明时，将矩阵式LED安装于内窥镜的前端，并通过电缆线为LED提供能量，使其发光从而为内窥镜提供照明。但是由于目前受内窥镜体积较小的影响，不能为光源提供良好的散热，使光源的照明不能有更高的亮度，从而使得内窥镜获取的图像亮度较低。为解决此问题，现有方案通过增加光源如LED的驱动电流来增加光源的亮度，如此，会导致光源的发热增加，从而可能产生严重的光衰问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种内窥镜的图像处理方法、图像处理装置以及计算机可读存储介质，旨在解决现有内窥镜的光源在提供照明时，为使内窥镜获取高亮度的图像时，而产生严重光衰的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种内窥镜的图像处理方法，所述内窥镜的图像处理方法包括：
获取内窥镜采集的图像，并提取所述图像中的图像特征；
根据所述图像特征判断所述图像是否存在异常；
在判定所述图像存在异常时，对应调整所述内窥镜的光源亮度和传感器的曝光时间。
优选地，所述在判定所述图像存在异常时，对应调整所述内窥镜的光源亮度和传感器的曝光时间的步骤包括：
在判定所述图像过曝异常时，先降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，若所述光源输出功率降低至对应的预设最小功率，和/或所述占空比降低至对应的预设最小占空比，所述图像仍处于过曝异常状态，则减小所述传感器的曝光时间；或
在判定所述图像过曝异常时，先减小所述传感器的曝光时间，若所述曝光时间减小至对应的预设最小曝光时间，所述图像仍处于过曝异常状态，则降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种；或
在判定所述图像过曝异常时，降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，同时减小所述传感器的曝光时间。
优选地，所述在判定所述图像存在异常时，对应调整所述内窥镜的光源亮度和传感器的曝光时间的步骤包括：
在判定所述图像欠曝异常时，先增加所述传感器的曝光时间，若所述曝光时间增加至对应的预设最大曝光时间，所述图像仍处于欠曝异常状态，则提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种；或
在判定所述图像欠曝异常时，先提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，若所述光源输出功率提高至对应的预设最大功率，和/或所述占空比提高至对应的预设最大占空比，所述图像仍处于欠曝异常状态，则增加所述传感器的曝光时间；或
在判定所述图像欠曝异常时，提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，同时增加所述传感器的曝光时间。
优选地，所述图像特征包括所述图像中的过亮点数据和过暗点数量，所述获取内窥镜采集的图像，并提取所述图像中的图像特征的步骤包括：
获取内窥镜采集的图像，并获取所述图像中的各个像素点的像素点亮度；
根据所述像素点亮度，确定所述图像中的过亮点数量和过暗点数量。
优选地，所述根据所述像素点亮度，确定所述图像中的过亮点数量和过暗点数量的步骤包括：
获取与所述像素点亮度对应的第一亮度阈值和第二亮度阈值；
判断所述像素点亮度与所述第一亮度阈值、所述第二亮度阈值之间的大小关系；
在所述像素点亮度大于所述第一亮度阈值时，判定当前像素点为过亮点，并统计所述图像中的所有过亮点数量；
在所述像素点亮度小于所述第二亮度阈值时，判定当前像素点为过暗点，并统计所述图像中的所有过暗点数量。
优选地，所述根据所述图像特征判断所述图像是否存在异常的步骤包括：
判断所述过亮点数量和所述过暗点数量的大小关系；
在所述过亮点数量大于所述过暗点数量时，判定所述图像过曝异常；
在所述过亮点数量小于所述过暗点数量时，判定所述图像欠曝异常。
优选地，所述根据所述图像特征判断所述图像是否存在异常的步骤包括：
获取所述图像中的所有像素点的总数量；
计算所述过亮点数量和所述过暗点数量的和值；
计算所述和值与所述总数量的比值；
在所述比值大于预设阈值时，判定所述图像异常；
判断所述过亮点数量和所述过暗点数量的大小关系；
在所述过亮点数量大于所述过暗点数量时，判定所述图像过曝异常；
在所述过亮点数量小于所述过暗点数量时，判定所述图像欠曝异常。
优选地，所述内窥镜的图像处理方法还包括：
获取所述传感器的设置参数和所述内窥镜的光源设置参数；
根据所述传感器的设置参数生成传感器曝光时序信号，根据所述光源设置参数生成光源点亮时序信号，所述传感器曝光时序信号和所述光源点亮时序信号为同步信号；
根据所述传感器曝光时序信号控制所述传感器，根据所述光源点亮序列信号控制所述光源。
为实现上述目的，本发明还提供一种内窥镜的图像处理方法，所述内窥镜的图像处理方法包括：
获取内窥镜采集的图像，并获取所述图像中的各个像素点的像素点亮度；
根据所述像素点亮度，确定所述图像中的过亮点数量和过暗点数量；
根据所述过亮点数量和所述过暗点数量，判断所述图像是否存在异常；
在判定所述图像存在异常时，对应调整所述内窥镜的光源亮度和/或传感器的曝光时间。
为实现上述目的，本发明还提供一种图像处理装置，所述图像处理装置包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的内窥镜的图像处理程序；
所述内窥镜的图像处理程序被所述处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。
为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有内窥镜的图像处理程序，所述内窥镜的图像处理程序被处理器执行时实现如上所述的图像处理装置的图像处理方法的步骤。
本发明提供的内窥镜的图像处理方法，通过获取内窥镜采集的图像，并提取所述图像中的图像特征，然后根据所述图像特征判断所述图像是否存在异常，在判定所述图像存在异常时，对应调整所述内窥镜的光源亮度和传感器的曝光时间。如此，可以在内窥镜的光源提供较高亮度的照明时，使内窥镜获取高亮度图像的同时，降低所述光源的热量，从而确保得到高亮度图像的同时减少光衰。
附图说明
图1为本发明实施例提供的图像处理装置的硬件结构示意图；
图2为本发明内窥镜的图像处理方法一实施例的流程示意图；
图3为图2中步骤S1的细化流程示意图；
图4为图3中步骤S12的细化流程示意图；
图5为图2中步骤S2第一实施例的细化流程示意图；
图6为图2中步骤S2第二实施例的细化流程示意图；
图7为本发明内窥镜的图像处理方法又一实施例的流程示意图；
图8为本发明传感器对整幅图像进行曝光的序列图；
图9为本发明传感器逐行对图像进行曝光的序列图；
图10为本发明光源以固定功率脉冲方式点亮的脉冲示意图；
图11为本发明光源以可调功率脉冲方式点亮的脉冲示意图；
图12为本发明同步激发图像传感器和光源激励的序列图；
图13为本发明间隔激发图像传感器和光源激励的序列图；
图14为本发明内窥镜的图像处理方法再一实施例的流程示意图；
图15为本发明内窥镜的图像处理方法另一实施例的流程示意图。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的图像处理装置的硬件结构示意图。
如图1所示，该图像处理装置可以包括：处理器1001，例如CPU，通信总线1002，用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信；用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)；网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)；存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器，存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的硬件结构并不构成对图像处理装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及图像处理程序。
在图1所示的图像处理装置中，所述网络通信模块主要用于连接服务器，并与服务器进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的图像处理程序，并执行以下操作：
获取内窥镜采集的图像，并提取所述图像中的图像特征；
根据所述图像特征判断所述图像是否存在异常；
在判定所述图像存在异常时，对应调整所述内窥镜的光源亮度和传感器的曝光时间。
进一步地，处理器110可以调用存储器109中存储的内窥镜的图像处理程序，还执行以下操作：
在判定所述图像过曝异常时，先降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，若所述光源输出功率降低至对应的预设最小功率，和/或所述占空比降低至对应的预设最小占空比，所述图像仍处于过曝异常状态，则减小所述传感器的曝光时间；或
在判定所述图像过曝异常时，先减小所述传感器的曝光时间，若所述曝光时间减小至对应的预设最小曝光时间，所述图像仍处于过曝异常状态，则降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种；或
在判定所述图像过曝异常时，降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，同时减小所述传感器的曝光时间。
进一步地，处理器110可以调用存储器109中存储的内窥镜的图像处理程序，还执行以下操作：
在判定所述图像欠曝异常时，先增加所述传感器的曝光时间，若所述曝光时间增加至对应的预设最大曝光时间，所述图像仍处于欠曝异常状态，则提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种；或
在判定所述图像欠曝异常时，先提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，若所述光源输出功率提高至对应的预设最大功率，和/或所述占空比提高至对应的预设最大占空比，所述图像仍处于欠曝异常状态，则增加所述传感器的曝光时间；或
在判定所述图像欠曝异常时，提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，同时增加所述传感器的曝光时间。
进一步地，处理器110可以调用存储器109中存储的内窥镜的图像处理程序，还执行以下操作：
获取内窥镜采集的图像，并获取所述图像中的各个像素点的像素点亮度；
根据所述像素点亮度，确定所述图像中的过亮点数量和过暗点数量。
进一步地，处理器110可以调用存储器109中存储的内窥镜的图像处理程序，还执行以下操作：
获取与所述像素点亮度对应的第一亮度阈值和第二亮度阈值；
判断所述像素点亮度与所述第一亮度阈值、所述第二亮度阈值之间的大小关系；
在所述像素点亮度大于所述第一亮度阈值时，判定当前像素点为过亮点，并统计所述图像中的所有过亮点数量；
在所述像素点亮度小于所述第二亮度阈值时，判定当前像素点为过暗点，并统计所述图像中的所有过暗点数量。
进一步地，处理器110可以调用存储器109中存储的内窥镜的图像处理程序，还执行以下操作：
判断所述过亮点数量和所述过暗点数量的大小关系；
在所述过亮点数量大于所述过暗点数量时，判定所述图像过曝异常；
在所述过亮点数量小于所述过暗点数量时，判定所述图像欠曝异常。
进一步地，处理器110可以调用存储器109中存储的内窥镜的图像处理程序，还执行以下操作：
获取所述图像中的所有像素点的总数量；
计算所述过亮点数量和所述过暗点数量的和值；
计算所述和值与所述总数量的比值；
在所述比值大于预设阈值时，判定所述图像异常；
判断所述过亮点数量和所述过暗点数量的大小关系；
在所述过亮点数量大于所述过暗点数量时，判定所述图像过曝异常；
在所述过亮点数量小于所述过暗点数量时，判定所述图像欠曝异常。
进一步地，处理器110可以调用存储器109中存储的内窥镜的图像处理程序，还执行以下操作：
获取所述传感器的设置参数和所述内窥镜的光源设置参数；
根据所述传感器的设置参数生成传感器曝光时序信号，根据所述光源设置参数生成光源点亮时序信号，所述传感器曝光时序信号和所述光源点亮时序信号为同步信号；
根据所述传感器曝光时序信号控制所述传感器，根据所述光源点亮序列信号控制所述光源。
所述处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的图像处理程序，并执行以下操作：
获取内窥镜采集的图像，并获取所述图像中的各个像素点的像素点亮度；
根据所述像素点亮度，确定所述图像中的过亮点数量和过暗点数量；
根据所述过亮点数量和所述过暗点数量，判断所述图像是否存在异常；
在判定所述图像存在异常时，对应调整所述内窥镜的光源亮度和/或传感器的曝光时间。
进一步地，处理器110可以调用存储器109中存储的内窥镜的图像处理程序，还执行以下操作：
在判定所述图像过曝异常时，先降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，若所述光源输出功率降低至对应的预设最小功率，和/或所述占空比降低至对应的预设最小占空比，所述图像仍处于过曝异常状态，则减小所述传感器的曝光时间；或
在判定所述图像过曝异常时，先减小所述传感器的曝光时间，若所述曝光时间减小至对应的预设最小曝光时间，所述图像仍处于过曝异常状态，则降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种；或
在判定所述图像过曝异常时，降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，同时减小所述传感器的曝光时间；或
在判定所述图像过曝异常时，降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，或减小所述传感器的曝光时间。
进一步地，处理器110可以调用存储器109中存储的内窥镜的图像处理程序，还执行以下操作：
在判定所述图像欠曝异常时，先增加所述传感器的曝光时间，若所述曝光时间增加至对应的预设最大曝光时间，所述图像仍处于欠曝异常状态，则提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种；
在判定所述图像欠曝异常时，先提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，若所述光源输出功率提高至对应的预设最大功率，和/或所述占空比提高至对应的预设最大占空比，所述图像仍处于欠曝异常状态，则增加所述传感器的曝光时间；
在判定所述图像欠曝异常时，提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，同时增加所述传感器的曝光时间；或
在判定所述图像欠曝异常时，提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，或增加所述传感器的曝光时间。
进一步地，处理器110可以调用存储器109中存储的内窥镜的图像处理程序，还执行以下操作：
获取与所述像素点亮度对应的第一亮度阈值和第二亮度阈值；
判断所述像素点亮度与所述第一亮度阈值、所述第二亮度阈值之间的大小关系；
在所述像素点亮度大于所述第一亮度阈值时，判定当前像素点为过亮点，并统计所述图像中的所有过亮点数量；
在所述像素点亮度小于所述第二亮度阈值时，判定当前像素点为过暗点，并统计所述图像中的所有过暗点数量。
进一步地，处理器110可以调用存储器109中存储的内窥镜的图像处理程序，还执行以下操作：
判断所述过亮点数量和所述过暗点数量的大小关系；
在所述过亮点数量大于所述过暗点数量时，判定所述图像过曝异常；
在所述过亮点数量小于所述过暗点数量时，判定所述图像欠曝异常。
进一步地，处理器110可以调用存储器109中存储的内窥镜的图像处理程序，还执行以下操作：
获取所述图像中的所有像素点的总数量；
计算所述过亮点数量和所述过暗点数量的和值；
计算所述和值与所述总数量的比值；
在所述比值大于预设阈值时，判定所述图像异常；
判断所述过亮点数量和所述过暗点数量的大小关系；
在所述过亮点数量大于所述过暗点数量时，判定所述图像过曝异常；
在所述过亮点数量小于所述过暗点数量时，判定所述图像欠曝异常。
进一步地，处理器110可以调用存储器109中存储的内窥镜的图像处理程序，还执行以下操作：
获取所述传感器的设置参数和所述内窥镜的光源设置参数；
根据所述传感器的设置参数生成传感器曝光时序信号，根据所述光源设置参数生成光源点亮时序信号，所述传感器曝光时序信号和所述光源点亮时序信号为同步信号；
根据所述传感器曝光时序信号控制所述传感器，根据所述光源点亮序列信号控制所述光源。
参照图2，在第一实施例中，本发明提供一种内窥镜的图像处理方法，包括以下步骤：
步骤S1、获取内窥镜采集的图像，并提取所述图像中的图像特征；
本实施例中，所述内窥镜可以是具有一个摄像头的普通单目内窥镜，也可以是具有两个摄像头的双目立体内窥镜，还可以是具有多个摄像头的多目立体内窥镜。具体摄像头的数量可以根据实际需要合理设置。
可以对所述内窥镜采集的第一帧图像进行图像特征提取，也可以对所述内窥镜采集的第N帧图像进行图像特征提取，还可以对多帧图像进行加权平均后的图像进行特征提取。所述图像特征包括：像素点亮度、像素点位置、像素点RGB值、像素点灰度值、过亮点数量以及过暗点数量等。
步骤S2、根据所述图像特征判断所述图像是否存在异常；
本实施例中，可以根据所述图像特征中的像素点亮度确定所述图像中的过亮点数量和过暗点数量，然后根据所述过亮点数量和过暗点数量的大小关系是否满足对应的预设范围，来判断所述图像是否存在异常。
还可以根据所述图像特征中的像素点亮度确定所述图像中的过亮点数量、过暗点数量以及正常点数量，然后根据所述过亮点数量、过暗点数量以及正常点数量之中的任意二者或三者之间是否满足对应的预设范围，来判断所述图像是否存在异常。
还可以根据所述图像特征中的所有像素点数量、所述图像中的过亮点数量、过暗点数量，是否满足对应的预设范围，来判断所述图像是否存在异常。
还可以根据所述图像特征中的像素点RGB值确定所述图像中的过亮点数量、过暗点数量和/或正常点数量，然后根据所述过亮点数量、过暗点数量和正常点数量之中的任意二者或三者之间大小关系是否满足对应的预设范围，来判断所述图像是否存在异常。
还可以根据所述图像特征中的像素点亮度以及像素点RGB值所述图像中的过亮点数量和过暗点数量，然后根据所述过亮点数量和过暗点数量的大小关系是否满足对应的预设范围，来判断所述图像是否存在异常。
当然，在其他仅关注过亮点的实施例中，可以确定所述图像中的过亮点和非过亮点，然后根据所述过亮点数量和非过亮点数量的大小关系是否满足对应的预设范围，来判断所述图像是否存在异常；同样地，在其他仅关注过暗点的实施例中，可以确定所述图像中的过暗点和非过暗点，然后根据所述过暗点数量和非过暗点数量的大小关系是否满足对应的预设范围，来判断所述图像是否存在异常。
上述各个方法还可以结合所述图像特征中的像素点位置等特征，进一步判断所述图像是否存在异常。如此，通过参考异常像素点的位置信息，只关注部分区域的像素质量，可以提高图像处理速度。
步骤S3、在判定所述图像存在异常时，对应调整所述内窥镜的光源亮度和传感器的曝光时间。
本实施例中，在判定所述图像过曝异常时，对应降低所述内窥镜的光源亮度，并减小所述传感器的曝光时间。具体地，可以同时降低所述内窥镜的光源亮度和减小所述传感器的曝光时间；还可以先降低所述内窥镜的光源亮度，再减小所述传感器的曝光时间；还可以先减小所述传感器的曝光时间，再降低所述内窥镜的光源亮度。
同样地，在判定所述图像欠曝异常时，对应提高所述内窥镜的光源亮度，并增加所述传感器的曝光时间。具体地，可以同时提高所述内窥镜的光源亮度和增加所述传感器的曝光时间；还可以先提高所述内窥镜的光源亮度，再增加所述传感器的曝光时间；还可以先增加所述传感器的曝光时间，再提高所述内窥镜的光源亮度。
其中，所述光源可以是：可见光、不可见光或者激光等光源，本实施例中，所述光源可以是LED或光纤等可见光；所述传感器可以是CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)，或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)等。
调整所述内窥镜的光源亮度的方式可以包括：调整所述内窥镜的光源输出功率和/或PWM信号的占空比。当然，本实施例并不限于上述列举的这两种方式，还可以为其他合理的调整方式。
本发明提供的内窥镜的图像处理方法，通过获取内窥镜采集的图像，并提取所述图像中的图像特征，然后根据所述图像特征判断所述图像是否存在异常，在判定所述图像存在异常时，对应调整所述内窥镜的光源亮度和传感器的曝光时间。如此，可以在内窥镜的光源提供较高亮度的照明时，使内窥镜获取高亮度图像的同时，降低所述光源的热量，从而确保得到高亮度图像的同时减少光衰。
在第二实施例中，基于第一实施例，所述步骤S3包括：
步骤S31、在判定所述图像过曝异常时，先降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，若所述光源输出功率降低至对应的预设最小功率，和/或所述占空比降低至对应的预设最小占空比，所述图像仍处于过曝异常状态，则减小所述传感器的曝光时间；
本实施例中，在判定所述图像过曝异常，降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种时，可以仅降低所述内窥镜的PWM信号的占空比；也可以仅降低所述内窥镜的光源输出功率；还可以同时降低所述内窥镜的PWM信号的占空比和所述内窥镜的光源输出功率；还可以先降低所述内窥镜的PWM信号的占空比，再降低所述内窥镜的光源输出功率；还可以先降低所述内窥镜的光源输出功率，再降低所述内窥镜的PWM信号的占空比。具体可以根据实际需要合理进行选择和设置。
在降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种后，若所述光源输出功率降低至对应的预设最小功率，和/或所述占空比降低至对应的预设最小占空比，所述图像仍处于过曝异常状态，则减小所述传感器的曝光时间。此时，可以减小所述传感器的曝光时间直至所述图像处于正常状态。可以理解的是，在减小所述传感器的曝光时间时，可以减小至预设最小曝光时间。
本实施例在判定所述图像过曝异常时，先通过降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，来降低光源的亮度和发热，可以优先保护光源，从而减少光源产生光衰的问题。
步骤S32、在判定所述图像欠曝异常时，先增加所述传感器的曝光时间，若所述曝光时间增加至对应的预设最大曝光时间，所述图像仍处于欠曝异常状态，则提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种。
本实施例中，在判定所述图像欠曝异常时，先增加所述传感器的曝光时间，若所述曝光时间增加至对应的预设最大曝光时间，所述图像仍处于欠曝异常状态，则可以提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种。具体地：可以仅提高所述内窥镜的PWM信号的占空比；也可以仅提高所述内窥镜的光源输出功率；还可以同时提高所述内窥镜的PWM信号的占空比和所述内窥镜的光源输出功率；还可以先提高所述内窥镜的PWM信号的占空比，再提高所述内窥镜的光源输出功率；还可以先提高所述内窥镜的光源输出功率，再提高所述内窥镜的PWM信号的占空比。具体可以根据实际需要合理进行选择和设置。
本实施例在判定所述图像欠曝异常时，先通过增加所述传感器的曝光时间，后提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，可以优先保护光源，防止光源的发热增加，从而减少光源产生光衰的问题。
在第三实施例中，基于第一实施例，所述步骤S3包括：
步骤S33、在判定所述图像过曝异常时，先减小所述传感器的曝光时间，若所述曝光时间减小至对应的预设最小曝光时间，所述图像仍处于过曝异常状态，则降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种；
本实施例中，在判定所述图像过曝异常时，先减小所述传感器的曝光时间，若所述曝光时间减小至对应的预设最小曝光时间，所述图像仍处于过曝异常状态，则可以降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种。具体地：可以仅降低所述内窥镜的PWM信号的占空比；也可以仅降低所述内窥镜的光源输出功率；还可以同时降低所述内窥镜的PWM信号的占空比和所述内窥镜的光源输出功率；还可以先降低所述内窥镜的PWM信号的占空比，再降低所述内窥镜的光源输出功率；还可以先降低所述内窥镜的光源输出功率，再降低所述内窥镜的PWM信号的占空比。具体可以根据实际需要合理进行选择和设置。
本实施例在判定所述图像过曝异常时，先通过减小所述传感器的曝光时间，后降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，可以优先保证获取高亮度质量的图像，并提高图像的信噪比。
步骤S34、在判定所述图像欠曝异常时，先提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，若所述光源输出功率提高至对应的预设最大功率，和/或所述占空比提高至对应的预设最大占空比，所述图像仍处于欠曝异常状态，则增加所述传感器的曝光时间。
本实施例中，可以仅提高所述内窥镜的PWM信号的占空比；也可以仅提高所述内窥镜的光源输出功率；还可以同时提高所述内窥镜的PWM信号的占空比和所述内窥镜的光源输出功率；还可以先提高所述内窥镜的PWM信号的占空比，再提高所述内窥镜的光源输出功率；还可以先提高所述内窥镜的光源输出功率，再提高所述内窥镜的PWM信号的占空比。具体可以根据实际需要合理进行选择和设置。
本实施例在判定所述图像欠曝异常时，先通过提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，后增加所述传感器的曝光时间，可以优先保证获取高亮度质量的图像，并提高图像的信噪比。
在第四实施例中，基于第一实施例，所述步骤S3包括：
步骤S35、在判定所述图像过曝异常时，降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，同时减小所述传感器的曝光时间；
本实施例中，在判定所述图像过曝异常，降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种时，可以仅降低所述内窥镜的PWM信号的占空比；也可以仅降低所述内窥镜的光源输出功率；还可以同时降低所述内窥镜的PWM信号的占空比和所述内窥镜的光源输出功率；还可以先降低所述内窥镜的PWM信号的占空比，再降低所述内窥镜的光源输出功率；还可以先降低所述内窥镜的光源输出功率，再降低所述内窥镜的PWM信号的占空比。具体可以根据实际需要合理进行选择和设置。
在降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种时，同时减小所述传感器的曝光时间。此时，可以减小所述传感器的曝光时间直至所述图像处于正常状态。可以理解的是，在减小所述传感器的曝光时间时，可以减小至预设最小曝光时间。
步骤S36、在判定所述图像欠曝异常时，提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，同时增加所述传感器的曝光时间。
本实施例中，在判定所述图像欠曝异常，提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种时，可以仅提高所述内窥镜的PWM信号的占空比；也可以仅提高所述内窥镜的光源输出功率；还可以同时提高所述内窥镜的PWM信号的占空比和所述内窥镜的光源输出功率；还可以先提高所述内窥镜的PWM信号的占空比，再提高所述内窥镜的光源输出功率；还可以先提高所述内窥镜的光源输出功率，再提高所述内窥镜的PWM信号的占空比。具体可以根据实际需要合理进行选择和设置。
在提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种时，同时增加所述传感器的曝光时间。此时，可以增加所述传感器的曝光时间直至所述图像处于正常状态。可以理解的是，在增加所述传感器的曝光时间时，可以增加至预设最大曝光时间。
也即，在判定所述图像过曝异常时，可以选择第二实施例中步骤S31、第三实施例中步骤S33或第四实施例中步骤S35任意之一执行；同样地，在判定所述图像欠曝异常时，可以选择第二实施例中步骤S32、第三实施例中步骤S34或第四实施例中步骤S36任意之一执行。
参照图3，在第五实施例中，基于上述任一实施例，所述步骤S1包括：
步骤S11、获取内窥镜采集的图像，并获取所述图像中的各个像素点的像素点亮度；
步骤S12、根据所述像素点亮度，确定所述图像中的过亮点数量和过暗点数量。
本实施例中，确定所述图像中的过亮点数量和过暗点数量的方式可以为：预先设置与过亮点对应的亮度阈值：第一亮度阈值，预先设置与过暗点对应的亮度阈值：第二亮度阈值，然后根据获取的像素点亮度分别与所述第一亮度阈值、第二亮度阈值之间的大小关系，确定当前像素点是过亮点还是过暗点，并对应统计所述过亮点数量和所述过暗点数量。
当然，在其他实施例中，还可以预设第一亮度范围和第二亮度范围，当当前像素点亮度处于所述预设第一亮度范围时，确定当前像素点为过亮点，并对应统计过亮点数量；当当前像素点亮度处于所述预设第二亮度范围时，确定当前像素点为过暗点，并对应统计过暗点数量。
参照图4，在第六实施例中，基于第五实施例，所述步骤S12包括：
步骤S121、获取与所述像素点亮度对应的第一亮度阈值和第二亮度阈值；
本实施例中，所述第一亮度阈值为预先设置的与过亮点对应的亮度阈值，所述第二亮度阈值为预先设置的与过暗点对应的亮度阈值。
步骤S122、判断所述像素点亮度与所述第一亮度阈值、所述第二亮度阈值之间的大小关系；
步骤S123、在所述像素点亮度大于所述第一亮度阈值时，判定当前像素点为过亮点，并统计所述图像中的所有过亮点数量；
步骤S124、在所述像素点亮度小于所述第二亮度阈值时，判定当前像素点为过暗点，并统计所述图像中的所有过暗点数量。
本实施例中，在所述像素点亮度大于所述第一亮度阈值时，判定当前像素点为过亮点，并统计所述图像中的所有过亮点数量；在所述像素点亮度小于所述第二亮度阈值时，判定当前像素点为过暗点，并统计所述图像中的所有过暗点数量。可以理解的是，当所述像素点亮度大于或等于所述第二亮度阈值，且小于或等于所述第一亮度阈值时，判定当前像素点为正常点。
参照图5，在第七实施例中，基于第五或第六实施例中，所述步骤S2包括：
步骤S21、判断所述过亮点数量和所述过暗点数量的大小关系；
步骤S22、在所述过亮点数量大于所述过暗点数量时，判定所述图像过曝异常；
本实施例中，判断所述过亮点数量和所述过暗点数量的大小关系，在所述过亮点数量大于所述过暗点数量时，判定所述图像过曝异常。在其他实施例中，还可以计算所述过亮点数量与所述过暗点数量之间的差值，在所述差值大于第一预设值时，判定所述图像过曝异常。
步骤S23、在所述过亮点数量小于所述过暗点数量时，判定所述图像欠曝异常。
本实施例中，在所述过亮点数量小于所述过暗点数量时，判定所述图像欠曝异常。在其他实施例中，还可以计算所述过暗点数量与所述过亮点数量之间的差值，在所述差值大于第二预设值时，判定所述图像欠曝异常。
可以理解的是，在所述过亮点数量与所述过暗点数量相等时，判定所述图像正常。
参照图6，在第八实施例中，基于第五或第六实施例中，所述步骤S2包括：
步骤S24、获取所述图像中的所有像素点的总数量；
步骤S25、计算所述过亮点数量和所述过暗点数量的和值；
步骤S26、计算所述和值与所述总数量的比值；
步骤S27、在所述比值大于预设阈值时，判定所述图像异常；
本实施例中，获取所述图像中的所有像素点的总数量，然后计算所述过亮点数量和所述过暗点数量之间的和值，再计算所述和值与所述总数量的比值，在所述比值大于预设阈值时，判定所述图像异常。如此，可以通过统计异常像素点占所有像素点的占比，来初步判定所述图像是否异常。当所述图像异常时，则执行后面的流程；若判定所述图像正常，则结束流程。
当然，在其他实施例中，可以仅选择目标位置的像素点，并计算对应位置的过亮点数量和所述过暗点数量之间的和值，再计算所述和值与所述目标位置的像素点的总数量的比值，以通过统计异常像素点占所述目标位置的所有像素点的占比，来初步确定所述图像是否异常。如此，可以更快速判断目标区域的图像是否异常。
步骤S28、判断所述过亮点数量和所述过暗点数量的大小关系；
本实施例中，在初步判定所述图像异常时，为了进一步确定所述图像为过曝异常还是欠曝异常，则进一步判断所述过亮点数量和所述过暗点数量的大小关系。
步骤S29、在所述过亮点数量大于所述过暗点数量时，判定所述图像过曝异常；
本实施例中，在所述过亮点数量大于所述过暗点数量时，判定所述图像过曝异常。在其他实施例中，还可以计算所述过亮点数量与所述过暗点数量之间的差值，在所述差值大于第一预设值时，判定所述图像过曝异常。
步骤S210、在所述过亮点数量小于所述过暗点数量时，判定所述图像欠曝异常。
本实施例中，在所述过亮点数量小于所述过暗点数量时，判定所述图像欠曝异常。在其他实施例中，还可以计算所述过暗点数量与所述过亮点数量之间的差值，在所述差值大于第二预设值时，判定所述图像欠曝异常。
参照图7，在第九实施例中，基于上述任一实施例，所述内窥镜的图像处理方法还包括：
步骤S4、获取所述传感器的设置参数和所述内窥镜的光源设置参数；
本实施例中，所述传感器的设置参数包括：快门曝光频率、持续时间、逐行曝光周期T等；光源设置参数包括：脉冲占空比、频率、光源输出功率等。
可以理解的是，可以对整幅图像进行曝光，也可以逐行对所述图像进行曝光。
步骤S5、根据所述传感器的设置参数生成传感器曝光时序信号，根据所述光源设置参数生成光源点亮时序信号，所述传感器曝光时序信号和所述光源点亮时序信号为同步信号；
本实施例中，根据所述传感器的各项设置参数生成对应的传感器曝光时序信号，根据所述光源设置参数生成对应的光源点亮时序信号。如图8所示，可以对整幅图像进行曝光；如图9所示，也可以逐行对所述图像进行曝光。
其中，所述光源点亮脉冲的方式可以为：如图10所示的固定功率脉冲，或如图11所示的可调功率脉冲。
步骤S6、根据所述传感器曝光时序信号控制所述传感器，根据所述光源点亮序列信号控制所述光源；
本实施例中，控制所述传感器和所述光源的方式包括2种：
1)同步控制：如图12所示，在同步控制二者的时钟信号时，使传感器快门开的时间ST1与所述光源亮的时间LT1同步，也即ST1＝LT1。
2)间隔控制：如图13所示，仍然在一个时间周期内，传感器快门开的时间为ST1，光源亮的时间为LT1，LT1＝ST1+△T，△T为固定间隔时间。
可以理解的是，当图像传感器和光源分别具有多个时，上述同步控制还包括多个图像传感器之间的时钟同步，以及多个光源之间的时钟同步。
本实施例中，可以理解的是，所述步骤S4～S6可以在步骤S3之后，也可以在步骤S1之前，还可以与所述步骤S1同时执行。当在所述步骤S1之前执行所述步骤S4～S6时，可以先使所述传感器曝光时序信号和光源点亮时序信号进行同步，如此，可以在传感器快门打开的时间周期内点亮光源，防止光源处于常亮状态，从而可以初步降低光源的功耗，然后执行步骤S4～S6可以进一步降低所述光源的热量，从而确保得到高亮度图像的同时减少光衰。
当在所述步骤S4之前执行所述步骤S1～S43时，可以在内窥镜的光源提供较高亮度的照明时，使内窥镜获取高亮度图像的同时，降低所述光源的热量，从而确保得到高亮度图像的同时减少光衰。再使所述传感器曝光时序信号和光源点亮时序信号进行同步，如此，可以在传感器快门打开的时间周期内点亮光源，防止光源处于常亮状态，从而可以进一步降低光源的功耗。
参照图14，在第十实施例中，本发明还提供一种内窥镜的图像处理方法，包括以下步骤：
步骤S10、获取内窥镜采集的图像，并获取所述图像中的各个像素点的像素点亮度；
步骤S20、根据所述像素点亮度，确定所述图像中的过亮点数量和过暗点数量；
本实施例中，确定所述图像中的过亮点数量和过暗点数量的方式可以为：预先设置与过亮点对应的亮度阈值：第一亮度阈值，预先设置与过暗点对应的亮度阈值：第二亮度阈值，然后根据获取的像素点亮度分别与所述第一亮度阈值、第二亮度阈值之间的大小关系，确定当前像素点是过亮点还是过暗点，并对应统计所述过亮点数量和所述过暗点数量。
当然，在其他实施例中，还可以预设第一亮度范围和第二亮度范围，当当前像素点亮度处于所述预设第一亮度范围时，确定当前像素点为过亮点，并对应统计过亮点数量；当当前像素点亮度处于所述预设第二亮度范围时，确定当前像素点为过暗点，并对应统计过暗点数量。
步骤S30、根据所述过亮点数量和所述过暗点数量，判断所述图像是否存在异常；
本实施例中，可以根据所述过亮点数量与所述过暗点数量二者之间的关系，判断所述图像是否异常。具体地，在所述过亮点数量大于所述过暗点数量时，判定所述图像过曝异常；在所述过亮点数量小于所述过暗点数量时，判定所述图像欠曝异常；在所述过亮点数量与所述过暗点数量相等时，判定所述图像正常。
还可以结合所述图像中的所有像素点的总数量，并根据所述过亮点数量和所述过暗点数量之间的和值与所述总数量的比值，来判断所述图像是否异常。具体地，当所述比值大于预设阈值时，判定所述图像异常，然后进一步根据所述过亮点数量与所述过暗点数量二者之间的关系，判断所述图像是过曝异常还是欠曝异常。
步骤S40、在判定所述图像存在异常时，对应调整所述内窥镜的光源亮度和/或传感器的曝光时间。
本实施例中，在判定所述图像过曝异常时，对应降低所述内窥镜的光源亮度和/或减小所述传感器的曝光时间。具体地，可以同时降低所述内窥镜的光源亮度和减小所述传感器的曝光时间；还可以先降低所述内窥镜的光源亮度，再减小所述传感器的曝光时间；还可以先减小所述传感器的曝光时间，再降低所述内窥镜的光源亮度；还可以仅降低所述内窥镜的光源亮度；还可以仅减小所述传感器的曝光时间。
同样地，在判定所述图像欠曝异常时，对应提高所述内窥镜的光源亮度，和/或增加所述传感器的曝光时间。具体地，可以同时提高所述内窥镜的光源亮度和增加所述传感器的曝光时间；还可以先提高所述内窥镜的光源亮度，再增加所述传感器的曝光时间；还可以先增加所述传感器的曝光时间，再提高所述内窥镜的光源亮度。
其中，所述光源可以是：可见光、不可见光或者激光等光源，本实施例中，所述光源可以是LED或光纤等可见光；所述传感器可以是CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)，或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)等。
调整所述内窥镜的光源亮度的方式可以包括：调整所述内窥镜的光源输出功率和/或PWM信号的占空比。当然，本实施例并不限于上述列举的这两种方式，还可以为其他合理的调整方式。
本发明提供的内窥镜的图像处理方法，通过获取内窥镜采集的图像，并获取所述图像中的各个像素点的像素点亮度，然后根据所述像素点亮度，确定所述图像中的过亮点数量和过暗点数量，再根据所述过亮点数量和所述过暗点数量，判断所述图像是否存在异常，在判定所述图像存在异常时，对应调整所述内窥镜的光源亮度和/或传感器的曝光时间。如此，可以在内窥镜的光源提供较高亮度的照明时，使内窥镜获取高亮度图像的同时，降低所述光源的热量，从而确保得到高亮度图像的同时减少光衰。
在第十一实施例中，基于第十实施例，所述步骤S40包括：
步骤S41、在判定所述图像过曝异常时，先降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，若所述光源输出功率降低至对应的预设最小功率，和/或所述占空比降低至对应的预设最小占空比，所述图像仍处于过曝异常状态，则减小所述传感器的曝光时间；
本实施例中，在判定所述图像过曝异常，降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种时，可以仅降低所述内窥镜的PWM信号的占空比；也可以仅降低所述内窥镜的光源输出功率；还可以同时降低所述内窥镜的PWM信号的占空比和所述内窥镜的光源输出功率；还可以先降低所述内窥镜的PWM信号的占空比，再降低所述内窥镜的光源输出功率；还可以先降低所述内窥镜的光源输出功率，再降低所述内窥镜的PWM信号的占空比。具体可以根据实际需要合理进行选择和设置。
在降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种后，若所述光源输出功率降低至对应的预设最小功率，和/或所述占空比降低至对应的预设最小占空比，所述图像仍处于过曝异常状态，则减小所述传感器的曝光时间。此时，可以减小所述传感器的曝光时间直至所述图像处于正常状态。可以理解的是，在减小所述传感器的曝光时间时，可以减小至预设最小曝光时间。
本实施例在判定所述图像过曝异常时，先通过降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，来降低光源的亮度和发热，可以优先保护光源，从而减少光源产生光衰的问题。
步骤S42、在判定所述图像欠曝异常时，先增加所述传感器的曝光时间，若所述曝光时间增加至对应的预设最大曝光时间，所述图像仍处于欠曝异常状态，则提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种。
本实施例中，在判定所述图像欠曝异常时，先增加所述传感器的曝光时间，若所述曝光时间增加至对应的预设最大曝光时间，所述图像仍处于欠曝异常状态，则可以提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种。具体地：可以仅提高所述内窥镜的PWM信号的占空比；也可以仅提高所述内窥镜的光源输出功率；还可以同时提高所述内窥镜的PWM信号的占空比和所述内窥镜的光源输出功率；还可以先提高所述内窥镜的PWM信号的占空比，再提高所述内窥镜的光源输出功率；还可以先提高所述内窥镜的光源输出功率，再提高所述内窥镜的PWM信号的占空比。具体可以根据实际需要合理进行选择和设置。
本实施例在判定所述图像欠曝异常时，先通过增加所述传感器的曝光时间，后提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，可以优先保护光源，防止光源的发热增加，从而减少光源产生光衰的问题。
在第十二实施例中，基于第十实施例，所述步骤S40包括：
步骤S43、在判定所述图像过曝异常时，先减小所述传感器的曝光时间，若所述曝光时间减小至对应的预设最小曝光时间，所述图像仍处于过曝异常状态，则降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种；
本实施例中，在判定所述图像过曝异常时，先减小所述传感器的曝光时间，若所述曝光时间减小至对应的预设最小曝光时间，所述图像仍处于过曝异常状态，则可以降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种。具体地：可以仅降低所述内窥镜的PWM信号的占空比；也可以仅降低所述内窥镜的光源输出功率；还可以同时降低所述内窥镜的PWM信号的占空比和所述内窥镜的光源输出功率；还可以先降低所述内窥镜的PWM信号的占空比，再降低所述内窥镜的光源输出功率；还可以先降低所述内窥镜的光源输出功率，再降低所述内窥镜的PWM信号的占空比。具体可以根据实际需要合理进行选择和设置。
本实施例在判定所述图像过曝异常时，先通过减小所述传感器的曝光时间，后降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，可以优先保证获取高亮度质量的图像，并提高图像的信噪比。
步骤S44、在判定所述图像欠曝异常时，先提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，若所述光源输出功率提高至对应的预设最大功率，和/或所述占空比提高至对应的预设最大占空比，所述图像仍处于欠曝异常状态，则增加所述传感器的曝光时间。
本实施例中，具体地：可以仅提高所述内窥镜的PWM信号的占空比；也可以仅提高所述内窥镜的光源输出功率；还可以同时提高所述内窥镜的PWM信号的占空比和所述内窥镜的光源输出功率；还可以先提高所述内窥镜的PWM信号的占空比，再提高所述内窥镜的光源输出功率；还可以先提高所述内窥镜的光源输出功率，再提高所述内窥镜的PWM信号的占空比。具体可以根据实际需要合理进行选择和设置。
本实施例在判定所述图像欠曝异常时，先通过提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，后增加所述传感器的曝光时间，可以优先保证获取高亮度质量的图像，并提高图像的信噪比。
在第十三实施例中，基于第十实施例，所述步骤S40包括：
步骤S45、在判定所述图像过曝异常时，降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，同时减小所述传感器的曝光时间；或在判定所述图像过曝异常时，降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，或减小所述传感器的曝光时间。
本实施例中，在判定所述图像过曝异常，降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种时，可以仅降低所述内窥镜的PWM信号的占空比；也可以仅降低所述内窥镜的光源输出功率；还可以同时降低所述内窥镜的PWM信号的占空比和所述内窥镜的光源输出功率；还可以先降低所述内窥镜的PWM信号的占空比，再降低所述内窥镜的光源输出功率；还可以先降低所述内窥镜的光源输出功率，再降低所述内窥镜的PWM信号的占空比。具体可以根据实际需要合理进行选择和设置。
在降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种时，可以同时减小所述传感器的曝光时间。此时，可以减小所述传感器的曝光时间直至所述图像处于正常状态。可以理解的是，在减小所述传感器的曝光时间时，可以减小至预设最小曝光时间。
在其他实施例中，在判定所述图像过曝异常时，可以仅减小所述传感器的曝光时间直至所述图像处于正常状态，或仅降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种。可以理解的是，在减小所述传感器的曝光时间时，可以减小至预设最小曝光时间；在降低所述光源输出功率时，可以降低至对应的预设最小功率，所述占空比降低至对应的预设最小占空比。
步骤S46、在判定所述图像欠曝异常时，提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，同时增加所述传感器的曝光时间；或在判定所述图像欠曝异常时，提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，或增加所述传感器的曝光时间。
本实施例中，在判定所述图像欠曝异常，提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种时，可以仅提高所述内窥镜的PWM信号的占空比；也可以仅提高所述内窥镜的光源输出功率；还可以同时提高所述内窥镜的PWM信号的占空比和所述内窥镜的光源输出功率；还可以先提高所述内窥镜的PWM信号的占空比，再提高所述内窥镜的光源输出功率；还可以先提高所述内窥镜的光源输出功率，再提高所述内窥镜的PWM信号的占空比。具体可以根据实际需要合理进行选择和设置。
在提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种时，可以同时增加所述传感器的曝光时间。此时，可以增加所述传感器的曝光时间直至所述图像处于正常状态。可以理解的是，在增加所述传感器的曝光时间时，可以增加至预设最大曝光时间。
在其他实施例中，在判定所述图像欠曝异常时，可以仅增加所述传感器的曝光时间，直至所述图像处于正常状态，或仅提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种。可以理解的是，在增加所述传感器的曝光时间时，可以增加至预设最大曝光时间；在提高所述光源输出功率时，可以降提高至对应的预设最大功率，所述占空比提高至对应的预设最大占空比。
也即，在判定所述图像过曝异常时，可以选择第十一实施例中步骤S41、第十二实施例中步骤S43或第十三实施例中步骤S45任意之一执行；同样地，在判定所述图像欠曝异常时，可以选择第十一实施例中步骤S42、第十二实施例中步骤S44或第十三实施例中步骤S46任意之一执行。
在第十四实施例中，基于第十至十一实施例中任一实施例，所述步骤S40包括：
步骤S47、获取与所述像素点亮度对应的第一亮度阈值和第二亮度阈值；
本实施例中，所述第一亮度阈值为预先设置的与过亮点对应的亮度阈值，所述第二亮度阈值为预先设置的与过暗点对应的亮度阈值。
步骤S48、判断所述像素点亮度与所述第一亮度阈值、所述第二亮度阈值之间的大小关系；
步骤S49、在所述像素点亮度大于所述第一亮度阈值时，判定当前像素点为过亮点，并统计所述图像中的所有过亮点数量；
步骤S410、在所述像素点亮度小于所述第二亮度阈值时，判定当前像素点为过暗点，并统计所述图像中的所有过暗点数量。
本实施例中，在所述像素点亮度大于所述第一亮度阈值时，判定当前像素点为过亮点，并统计所述图像中的所有过亮点数量；在所述像素点亮度小于所述第二亮度阈值时，判定当前像素点为过暗点，并统计所述图像中的所有过暗点数量。可以理解的是，当所述像素点亮度大于或等于所述第二亮度阈值，且小于或等于所述第一亮度阈值时，判定当前像素点为正常点。
在第十五实施例中，基于第十至十四实施例中任一实施例，所述步骤S30包括：
步骤S301、判断所述过亮点数量和所述过暗点数量的大小关系；
步骤S302、在所述过亮点数量大于所述过暗点数量时，判定所述图像过曝异常；
本实施例中，判断所述过亮点数量和所述过暗点数量的大小关系，在所述过亮点数量大于所述过暗点数量时，判定所述图像过曝异常。在其他实施例中，还可以计算所述过亮点数量与所述过暗点数量之间的差值，在所述差值大于第一预设值时，判定所述图像过曝异常。
步骤S303、在所述过亮点数量小于所述过暗点数量时，判定所述图像欠曝异常。
本实施例中，在所述过亮点数量小于所述过暗点数量时，判定所述图像欠曝异常。在其他实施例中，还可以计算所述过暗点数量与所述过亮点数量之间的差值，在所述差值大于第二预设值时，判定所述图像欠曝异常。
可以理解的是，在所述过亮点数量与所述过暗点数量相等时，判定所述图像正常。
在第十六实施例中，基于第十实施例至第十四实施例中任一实施例，所述步骤S30包括：
步骤S304、获取所述图像中的所有像素点的总数量；
步骤S305、计算所述过亮点数量和所述过暗点数量的和值；
步骤S306、计算所述和值与所述总数量的比值；
步骤S307、在所述比值大于预设阈值时，判定所述图像异常；
本实施例中，获取所述图像中的所有像素点的总数量，然后计算所述过亮点数量和所述过暗点数量之间的和值，再计算所述和值与所述总数量的比值，在所述比值大于预设阈值时，判定所述图像异常。如此，可以通过统计异常像素点占所有像素点的占比，来初步判定所述图像是否异常。当所述图像异常时，则执行后面的流程；若判定所述图像正常，则结束流程。
当然，在其他实施例中，可以仅选择目标位置的像素点，并计算对应位置的过亮点数量和所述过暗点数量之间的和值，再计算所述和值与所述目标位置的像素点的总数量的比值，以通过统计异常像素点占所述目标位置的所有像素点的占比，来初步确定所述图像是否异常。如此，可以更快速判断目标区域的图像是否异常。
步骤S308、判断所述过亮点数量和所述过暗点数量的大小关系；
本实施例中，在初步判定所述图像异常时，为了进一步确定所述图像为过曝异常还是欠曝异常，则进一步判断所述过亮点数量和所述过暗点数量的大小关系。
步骤S309、在所述过亮点数量大于所述过暗点数量时，判定所述图像过曝异常；
本实施例中，在所述过亮点数量大于所述过暗点数量时，判定所述图像过曝异常。在其他实施例中，还可以计算所述过亮点数量与所述过暗点数量之间的差值，在所述差值大于第一预设值时，判定所述图像过曝异常。
步骤S310、在所述过亮点数量小于所述过暗点数量时，判定所述图像欠曝异常。
本实施例中，在所述过亮点数量小于所述过暗点数量时，判定所述图像欠曝异常。在其他实施例中，还可以计算所述过暗点数量与所述过亮点数量之间的差值，在所述差值大于第二预设值时，判定所述图像欠曝异常。
参照图15，在第十七实施例中，基于上述任一实施例，所述内窥镜的图像处理方法还包括：
步骤S50、获取所述传感器的设置参数和所述内窥镜的光源设置参数；
本实施例中，所述传感器的设置参数包括：快门曝光频率、持续时间、逐行曝光周期T等；光源设置参数包括：脉冲占空比、频率、光源输出功率等。
可以理解的是，可以对整幅图像进行曝光，也可以逐行对所述图像进行曝光。
步骤S60、根据所述传感器的设置参数生成传感器曝光时序信号，根据所述光源设置参数生成光源点亮时序信号，所述传感器曝光时序信号和所述光源点亮时序信号为同步信号；
本实施例中，根据所述传感器的各项设置参数生成对应的传感器曝光时序信号，根据所述光源设置参数生成对应的光源点亮时序信号。如图8所示，可以对整幅图像进行曝光；如图9所示，也可以逐行对所述图像进行曝光。
其中，所述光源点亮脉冲的方式可以为：如图10所示的固定功率脉冲，或如图11所示的可调功率脉冲。
步骤S70、根据所述传感器曝光时序信号控制所述传感器，根据所述光源点亮序列信号控制所述光源。
本实施例中，控制所述传感器和所述光源的方式包括2种：
1)同步控制：如图12所示，在同步控制二者的时钟信号时，使传感器快门开的时间ST1与所述光源亮的时间LT1同步，也即ST1＝LT1。
2)间隔控制：如图13所示，仍然在一个时间周期内，传感器快门开的时间为ST1，光源亮的时间为LT1，LT1＝ST1+△T，△T为固定间隔时间。
可以理解的是，当图像传感器和光源分别具有多个时，上述同步控制还包括多个图像传感器之间的时钟同步，以及多个光源之间的时钟同步。
本实施例中，可以理解的是，所述步骤S50～S70可以在步骤S40之后，也可以在步骤S10之前，还可以与所述步骤S10同时执行。当在所述步骤S10之前执行所述步骤S50～S70时，可以先使所述传感器曝光时序信号和光源点亮时序信号进行同步，如此，可以在传感器快门打开的时间周期内点亮光源，防止光源处于常亮状态，从而可以初步降低光源的功耗，然后执行步骤S50～步骤S70可以进一步降低所述光源的热量，从而确保得到高亮度图像的同时减少光衰。
当在所述步骤S50之前执行所述步骤S10～S40时，可以在内窥镜的光源提供较高亮度的照明时，使内窥镜获取高亮度图像的同时，降低所述光源的热量，从而确保得到高亮度图像的同时减少光衰。再使所述传感器曝光时序信号和光源点亮时序信号进行同步，如此，可以在传感器快门打开的时间周期内点亮光源，防止光源处于常亮状态，从而可以进一步降低光源的功耗。
本发明还提供一种图像处理装置，所述图像处理装置包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的内窥镜的图像处理程序；所述内窥镜的图像处理程序被所述处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。
本实施例中，所述图像处理装置可以是普通单目内窥镜，也可以是双目或多目立体内窥镜，还可以是独立于所述立体内窥镜之外的装置，还可以是手术机器人。
具体地，手术机器人通常可以包括主操作台及从操作设备，主操作台用于根据医生的操作向从操作设备发送控制命令，以控制从操作设备；从操作设备用于响应主操作台发送的控制命令，并进行相应的手术操作。所述从操作设备包括机械臂、设置于机械臂上的动力机构以及操作臂，所述操作臂用于在动力机构的驱动作用下伸入体内，通过其位于远端的末端器械执行手术操作，及/或通过其位于远端的立体内窥镜获取体内影像。所述主操作台还用于显示操作设备获取的影像。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有内窥镜的图像处理程序，所述内窥镜的图像处理程序被处理器执行时实现如上所述的图像处理装置的图像处理方法的步骤。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台图像处理装置(可以是手机，计算机，服务器，被控终端，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

Claims (10)

1.一种内窥镜的图像处理方法，其特征在于，所述内窥镜的图像处理方法包括：
获取内窥镜采集的图像，并提取所述图像中的图像特征；
根据所述图像特征判断所述图像是否存在异常；
在判定所述图像存在异常时，对应调整所述内窥镜的光源亮度和传感器的曝光时间。
2.如权利要求1所述的内窥镜的图像处理方法，其特征在于，所述在判定所述图像存在异常时，对应调整所述内窥镜的光源亮度和传感器的曝光时间的步骤包括：
在判定所述图像过曝异常时，先降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，若所述光源输出功率降低至对应的预设最小功率，和/或所述占空比降低至对应的预设最小占空比，所述图像仍处于过曝异常状态，则减小所述传感器的曝光时间；或
在判定所述图像过曝异常时，先减小所述传感器的曝光时间，若所述曝光时间减小至对应的预设最小曝光时间，所述图像仍处于过曝异常状态，则降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种；或
在判定所述图像过曝异常时，降低所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，同时减小所述传感器的曝光时间。
3.如权利要求1所述的内窥镜的图像处理方法，其特征在于，所述在判定所述图像存在异常时，对应调整所述内窥镜的光源亮度和传感器的曝光时间的步骤包括：
在判定所述图像欠曝异常时，先增加所述传感器的曝光时间，若所述曝光时间增加至对应的预设最大曝光时间，所述图像仍处于欠曝异常状态，则提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种；或
在判定所述图像欠曝异常时，先提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，若所述光源输出功率提高至对应的预设最大功率，和/或所述占空比提高至对应的预设最大占空比，所述图像仍处于欠曝异常状态，则增加所述传感器的曝光时间；或
在判定所述图像欠曝异常时，提高所述内窥镜的光源输出功率、PWM信号的占空比中的至少一种，同时增加所述传感器的曝光时间。
4.如权利要求1至3中任一项所述的内窥镜的图像处理方法，其特征在于，所述图像特征包括所述图像中的过亮点数据和过暗点数量，所述获取内窥镜采集的图像，并提取所述图像中的图像特征的步骤包括：
获取内窥镜采集的图像，并获取所述图像中的各个像素点的像素点亮度；
根据所述像素点亮度，确定所述图像中的过亮点数量和过暗点数量。
5.如权利要求4所述的内窥镜的图像处理方法，其特征在于，所述根据所述像素点亮度，确定所述图像中的过亮点数量和过暗点数量的步骤包括：
获取与所述像素点亮度对应的第一亮度阈值和第二亮度阈值；
判断所述像素点亮度与所述第一亮度阈值、所述第二亮度阈值之间的大小关系；
在所述像素点亮度大于所述第一亮度阈值时，判定当前像素点为过亮点，并统计所述图像中的所有过亮点数量；
在所述像素点亮度小于所述第二亮度阈值时，判定当前像素点为过暗点，并统计所述图像中的所有过暗点数量。
6.如权利要求5所述的内窥镜的图像处理方法，其特征在于，所述根据所述图像特征判断所述图像是否存在异常的步骤包括：
判断所述过亮点数量和所述过暗点数量的大小关系；
在所述过亮点数量大于所述过暗点数量时，判定所述图像过曝异常；
在所述过亮点数量小于所述过暗点数量时，判定所述图像欠曝异常。
7.如权利要求5所述的内窥镜的图像处理方法，其特征在于，所述根据所述图像特征判断所述图像是否存在异常的步骤包括：
获取所述图像中的所有像素点的总数量；
计算所述过亮点数量和所述过暗点数量的和值；
计算所述和值与所述总数量的比值；
在所述比值大于预设阈值时，判定所述图像异常；
判断所述过亮点数量和所述过暗点数量的大小关系；
在所述过亮点数量大于所述过暗点数量时，判定所述图像过曝异常；
在所述过亮点数量小于所述过暗点数量时，判定所述图像欠曝异常。
8.如权利要求1所述的内窥镜的图像处理方法，其特征在于，所述内窥镜的图像处理方法还包括：
获取所述传感器的设置参数和所述内窥镜的光源设置参数；
根据所述传感器的设置参数生成传感器曝光时序信号，根据所述光源设置参数生成光源点亮时序信号，所述传感器曝光时序信号和所述光源点亮时序信号为同步信号；
根据所述传感器曝光时序信号控制所述传感器，根据所述光源点亮序列信号控制所述光源。
9.一种图像处理装置，其特征在于，所述图像处理装置包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的内窥镜的图像处理程序；
所述内窥镜的图像处理程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有内窥镜的图像处理程序，所述内窥镜的图像处理程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的图像处理装置的图像处理方法的步骤。
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