CN111818712A - 亮度调节方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种亮度调节方法，其中，该亮度调节方法包括：持续的获取实时场景亮度以及目标场景亮度；根据所述实时场景亮度与目标场景亮度，确定亮度调整模式；所述亮度调整模式包括第一模式以及第二模式；根据所述亮度调整模式调整实时场景亮度，以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度。通过本申请，解决了现有调节方法不够精准，没有充分考虑到调节步长过大导致画面亮度突变引起观察者不适的问题，实现了平稳调节画面亮度不被人眼感受到亮度突变的基础上加快调节速度；此外还降低了增益所引起的噪声图像质量的影响。
Description
技术领域
本申请涉及医疗设备技术领域，特别是涉及亮度调节方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
内窥镜是现代医疗中一种检查、治疗人体内器官的重要工具，由于手术腔体内多为封闭黑暗的环境，所以主要依靠医用冷光源进行补光。
现有的亮度调节方法中，有一种针对手术腔体内亮度的调节方法是将光源输出设定为N个级别，获取实时图像亮度值I1与实时光源输出级别P1，将光源输出级别改变为P2后，获取此时的图像亮度值I2，根据这两组数据计算的得到图像亮度与光通量之间的线性关系，带入图像目标亮度后计算得到光源输出级数；但是该方法需要获取同一场景下两种光源级数及图像亮度值，从而计算目标输出级数，在此过程中如果级数1到级数2越过目标级数则需要回调，产生画面亮度反复的问题。
因此，现有技术对亮度调节时产生的画面亮度反复这一问题，尚无有效的解决办法。
发明内容
本申请实施例提供了一种亮度调节方法、装置、计算机设备和存储介质，以至少解决相关技术中在进行亮度调节时产生的画面亮度反复的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种亮度调节方法，其特征在于，包括：
持续的获取实时场景亮度以及目标场景亮度；
根据所述实时场景亮度与目标场景亮度，确定亮度调整模式；所述亮度调整模式包括第一模式以及第二模式；
根据所述亮度调整模式调整实时场景亮度，以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度。
在其中一个实施例中，所述根据所述实时场景亮度与目标场景亮度，确定亮度调整模式包括：若所述实时场景亮度大于目标场景亮度，则亮度调整模式为第一模式；所述第一模式为依次调整亮度增益、光源亮度以及曝光时间；若所述实时场景亮度小于目标场景亮度，则亮度调整模式为第二模式；所述第一模式为依次调整曝光时间、光源亮度以及亮度增益。
在其中一个实施例中，所述持续的获取实时场景亮度以及目标场景亮度之前包括：获取光源档位与实际场景亮度之间的映射关系。
在其中一个实施例中，所述根据所述亮度调整模式调整实时场景亮度，以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度包括：亮度调整模式为第一模式：若所述实时场景亮度大于所述目标场景亮度，则减小亮度增益，以使所述实时场景亮度等于所述目标场景亮度；若亮度增益调整至增益阈值后，所述实时场景亮度大于所述目标场景亮度，则减小光源亮度以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度；若光源亮度调整至第一阈值后，所述实时场景亮度大于所述目标场景亮度，则缩短曝光时间以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度。
在其中一个实施例中，所述根据所述亮度调整模式调整实时场景亮度，以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度包括：亮度调整模式为第二模式：若所述实时场景亮度小于所述目标场景亮度，则延长曝光时间，以使所述实时场景亮度等于所述目标场景亮度；若曝光时间调整至时间阈值后，所述实时场景亮度小于所述目标场景亮度，则增大光源亮度以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度；若光源档位调整至第二阈值后，所述实时场景亮度小于所述目标场景亮度，则增大亮度增益以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度。
在其中一个实施例中，所述若亮度增益调整至增益阈值后，所述实时场景亮度大于所述目标场景亮度，则减小光源亮度以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度包括：若亮度增益调整至增益阈值后，所述实时场景亮度大于所述目标场景亮度，则确定光源亮度调整方向为减小光源亮度；获取人眼亮度敏感度模型以及光源档位与实时场景亮度之间的映射关系，根据所述光源档位与实时场景亮度之间的映射关系以及人眼亮度敏感度模型确定光源亮度调节步长；根据所述光源亮度调整方向以及光源亮度调节步长，减小光源亮度以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度。
在其中一个实施例中，若曝光时间调整至曝光阈值后，所述实时场景亮度小于所述目标场景亮度，则增大光源亮度以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度包括：若曝光时间调整至时间阈值后，所述实时场景亮度小于所述目标场景亮度，则确定光源亮度调整方向为增大光源亮度；获取人眼亮度敏感度模型以及光源档位与实际场景亮度之间的映射关系；根据所述光源档位与实际场景亮度之间的映射关系以及人眼亮度敏感度模型确定光源亮度调节步长；根据所述光源亮度调整方向以及光源亮度调节步长，增大光源亮度以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度。
第二方面，本申请实施例提供了一种亮度调节装置，包括：
信息采集模块：持续的获取实时场景亮度以及目标场景亮度；
模式选择模块：根据所述实时场景亮度与目标场景亮度，确定亮度调整模式；所述亮度调整模式包括第一模式以及第二模式；
亮度调整模块：根据所述亮度调整模式调整实时场景亮度，以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度。
第三方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述的亮度调节方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的亮度方法。
相比于相关技术，本申请实施例提供的亮度调节方法，设置了第一模式和第二模式两种亮度调整模式，这两种亮度调整模式可以将实时场景亮度调整到目标场景亮度并解决光源亮度调整过程中出现的画面亮度反复的问题。
本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例的亮度调节方法的流程图；
图2是根据本申请实施例的人眼亮度敏感度模型的示意图；
图3是根据本申请实施例的人眼亮度敏感度模型的近似处理示意图；
图4是根据本申请实施例的人眼亮度敏感度模型的二次近似示意图；
图5是根据本申请实施例的亮度调节方法的流程图；
图6是根据本申请实施例的亮度调节装置的结构示意图；
图7是根据本申请实施里的亮度调节方法的计算机设备示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。
在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。
内窥镜是一种光学仪器，是由冷光源镜头、纤维光导线、图像传输系统、屏幕显示系统等组成，它能扩大手术视野。内窥镜可以经口腔进入胃内或经其他天然孔道进入体内。利用内窥镜可以看到X射线不能显示的病变，因此它对医生非常有用。例如，借助内窥镜医生可以观察胃内的溃疡或肿瘤，据此制定出最佳的治疗方案。因此，冷光源的照明亮度对于医生判别病情，开展手术至关重要。
当前普通光源在内窥镜使用过程中存在以下问题：(1)内窥镜光源亮度调节不够精准；(2)内窥镜镜管在靠近人体组织时，镜管前端补光灯发热，当光源亮度等级较高时功率大温度高，长时间高温工作情况下易对人体组织造成损伤，因此，在准确调节光源亮度的基础上，一种优秀的内窥镜光源亮度调节方法还需要有较快的调节速度；(3)在腔体较大，画面整体较暗的场景下，如果直接增大亮度增益，亮度增益引起的噪声干扰会对图像观测产生较大干扰。
临床较为常用的光源调节方法为通过旋钮或按键进行亮度等级调节，这种方法需要进行手动操作，增加了医生的负担，调节过程较慢且不够精准；目前也有一种内窥镜光源自动调节方法，采用左、右视图中亮度值最大和最小的图像亮度与目标图像亮度阈值做差的手段，通过对光源发送调节信号来加减光源的亮度。但是该方法仅依靠阈值判断发送加减信号，调节速度较慢。
另外，内窥镜获取到的图像亮度与曝光时间、亮度增益和光源亮度相关，曝光时间的调节速度快且不容易引起噪声，亮度增益调节速度虽快但容易引起噪声从而影响画面质量。如果完全依靠光源亮度来进行画面亮度控制，当出现过曝时亮度回落的会很慢，并且如果光源亮度完全采用大步长调节，会使画面亮度变化不平稳，视觉上感到亮度突变，降低用户体验。因此，本方案设计了第一模式和第二模式，两种步长自适应的光源联动亮度调节策略。
本实施例还提供了一种亮度调节方法。图1是根据本申请实施例的亮度调节方法的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：
步骤S101，持续的获取实时场景亮度以及目标场景亮度。
在其中一个实施例中，所述持续的获取实时场景亮度以及目标场景亮度之前包括：获取光源档位与实际场景亮度之间的映射关系。具体的，所述实时场景亮度通过内窥镜内置的软件程序对视频流(图像)H3A(Hardware 3A，自动白平衡、自动曝光以及自动聚焦)统计模块的曝光数据进行计算得到，即实时场景亮度是指摄像机采集到的视频流(图像)的画面亮度；可以根据实际场景亮度粗略估计实时场景亮度。所述目标场景亮度是内窥镜设备软件程序内设定的一个令人眼感到舒适的亮度值。根据光源的亮度调节范围可以将光源分为多档可调，内窥镜设备采用补光冷光源，所述补光冷光源可以从0档到N档进行调节，但由于在封闭腔体内它是唯一的光源，所以即便是0档也会保有一定亮度而非完全黑暗，通常0～N档位对应于光源输出功率的x％-100％；例如：所述补光冷光源可以从0档到4档进行调节，0档位对应于光源输出功率的5％，1档位对应于光源输出功率的25％，2档位对应于光源输出功率的50％，3档位对应于光源输出功率的75％，4档位对应于光源输出功率的100％。使用光学仪器测量光源处于各个档位时的实际场景亮度，所述使用光学仪器测量的过程通常在暗盒中完成，因此，光源亮度与实际场景亮度是正相关关系，由此可以得到光源档位与实际场景亮度之间的映射关系。得到所述映射关系后，将光源档位与实际场景亮度之间的映射关系预先设置在内窥镜设备的内置软件里，以供系统需要时进行调用。
步骤S102，根据所述实时场景亮度与目标场景亮度，确定亮度调整模式；所述亮度调整模式包括第一模式以及第二模式；
在其中一个实施例中，若所述实时场景亮度大于目标场景亮度，则亮度调整模式为第一模式；所述第一模式为依次调整亮度增益、光源亮度以及曝光时间；若所述实时场景亮度小于目标场景亮度，则亮度调整模式为第二模式；所述第二模式为依次调整曝光时间、光源亮度以及亮度增益。曝光时间是指相机快门从打开到关闭的时间间隔。曝光时间长的话进的光就多，适合光线条件比较差的情况，曝光时间短的话进的光就少，适合光线条件比较好的情况。所述光源亮度与光源输出功率有关，光源亮度对应的光源档位，在需要调整光源亮度时，通过调整光源档位从而调整光源输出功率，进而调整光源亮度，光源亮度与实际场景亮度是正相关关系，实际场景亮度与实时场景亮度是正相关关系，因此可以通过调节光源亮度可以达到调节实时场景亮度的目的。所述亮度增益为摄像机术语，当摄像机进行拍摄时，摄像机拍摄光线不足时，增大亮度增益可以提升画面的亮度，改善画面质量。
步骤S103，根据所述亮度调整模式调整实时场景亮度，以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度。
在其中一个实施例中，所述根据所述亮度调整模式调整实时场景亮度，以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度包括：亮度调整模式为第一模式：若所述实时场景亮度大于所述目标场景亮度，则减小亮度增益，以使所述实时场景亮度等于所述目标场景亮度；若亮度增益调整至增益阈值后，所述实时场景亮度大于所述目标场景亮度，则减小光源亮度以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度；若光源亮度调整至第一阈值后，所述实时场景亮度大于所述目标场景亮度，则缩短曝光时间以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度。具体的，实时场景亮度与目标场景亮度的大小由内窥镜内置的软件进行判别，当实时场景亮度大于目标场景亮度时，摄像设备自动减小亮度增益，当实时场景亮度等于目标场景亮度时，亮度调节完成；若亮度增益减小到增益阈值时，增益阈值优选的为零；实时场景亮度仍大于目标场景亮度，则内窥镜设备自动减小光源亮度，当实时场景亮度等于目标场景亮度时，亮度调节完成；若光源亮度减小到第一阈值，即光源亮度减小到最小值后，实时场景亮度仍大于目标场景亮度，则摄像设备自动缩短曝光时间，当实时场景亮度等于目标场景亮度时，亮度调节完成。
在其中一个实施例中，所述根据所述亮度调整模式调整实时场景亮度，以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度包括：亮度调整模式为第二模式：若所述实时场景亮度小于所述目标场景亮度，则延长曝光时间，以使所述实时场景亮度等于所述目标场景亮度；若曝光时间调整至时间阈值后，所述实时场景亮度小于所述目标场景亮度，则增大光源亮度以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度；若光源档位调整至第二阈值后，所述实时场景亮度小于所述目标场景亮度，则增大亮度增益以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度。具体的，实时场景亮度与目标场景亮度的大小由内窥镜内置的软件进行判别，当实时场景亮度小于目标场景亮度时，摄像设备自动延长曝光时间，当实时场景亮度等于目标场景亮度时，亮度调节完成；若曝光时间延长至曝光阈值，即曝光时间的最大值，实时场景亮度仍小于目标场景亮度，则增大光源亮度，当实时场景亮度等于目标场景亮度时，亮度调节完成；若光源亮度调节到第二阈值，即光源亮度调节到最大值时，实时场景亮度仍小于目标场景亮度，则增大亮度增益，当实时场景亮度等于目标场景亮度时，亮度调节完成。
在其中一个实施例中，所述若亮度增益调整至增益阈值后，所述实时场景亮度大于所述目标场景亮度，则减小光源亮度以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度包括：若亮度增益调整至增益阈值后，所述实时场景亮度大于所述目标场景亮度，则确定光源亮度调整方向为减小光源亮度；获取人眼亮度敏感度模型以及光源档位与实时场景亮度之间的映射关系，根据所述光源档位与实时场景亮度之间的映射关系以及人眼亮度敏感度模型确定光源亮度调节步长；根据所述光源亮度调整方向以及光源亮度调节步长，减小光源亮度以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度。具体的，若亮度增益调整至增益阈值后，所述实时场景亮度大于所述目标场景亮度，则确定光源亮度调整方向为减小光源亮度；内窥镜设备内置软件调用当前档位信息和人眼亮度敏感度模型以及所述光源档位与实时场景亮度之间的映射关系；人眼亮度敏感度模型是预先设置进内窥镜设备内置软件中的。人眼在不同亮度下，对亮度差异的识别能力是不同的，为此19世纪德国实验心理学者Weber通过“太阳图”实验发现，人眼对亮度的识别是非线性变化的，在亮度中段(较暗到较亮)的识别能力最强，对画面亮度的变化最为敏感，大步长的调节画面亮度会引起人眼的不适，而对于很暗和很亮的两端区域，人眼的识别能力减弱，对亮度的敏感性减弱。描述该现象的数学模型，即人眼亮度敏感度模型基本如图2所示，其中横坐标为场景亮度值取对数，纵坐标为对归一化的亮度变化值取对数。根据当前光源所处档位以及所述光源档位与实际场景亮度之间的映射关系，得到当前实际场景亮度，从而判断此时光源亮度在人眼亮度敏感度模型中的位置。即此时的光源亮度处于人眼亮度敏感度模型的亮度低段、亮度中段或者亮度高段。若光源档位处于亮度低段或亮度高段，人眼对亮度的敏感度下降，则使用大步长进行亮度调节；若光源档位处于亮度中段，此时人眼对亮度较为敏感，则使用小步长进行亮度调节；所述步长可以根据当前档位以及人眼亮度敏感度模型计算得到。将光源亮度调整方向和光源亮度调节步长发送至光源亮度调节程序，控制光源进行步长自适应亮度调节，以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度。
在其中一个实施例中，若曝光时间调整至曝光阈值后，所述实时场景亮度小于所述目标场景亮度，则增大光源亮度以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度包括：若曝光时间调整至时间阈值后，所述实时场景亮度小于所述目标场景亮度，则确定光源亮度调整方向为增大光源亮度；获取人眼亮度敏感度模型以及光源档位与实际场景亮度之间的映射关系；根据所述光源档位与实际场景亮度之间的映射关系以及人眼亮度敏感度模型确定光源亮度调节步长；根据所述光源亮度调整方向以及光源亮度调节步长，增大光源亮度以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度。具体的，若曝光时间延长至最大值后，所示实时场景亮度仍小于所述目标场景亮度，则确定光源亮度调整方向为增大光源亮度；内窥镜设备内置软件调用当前档位信息和人眼亮度敏感度模型以及所述光源档位与实时场景亮度之间的映射关系；人眼亮度敏感度模型是预先设置进内窥镜设备内置软件中的。如图3所示。人眼亮度敏感度模型可以近似分为3段，即亮度低段、亮度中段以及亮度高段。根据模型可知，理论上当场景很暗时，较大的亮度变化才会被人眼察觉，但由于内窥镜光源一般采用冷光灯光源，因此光源在0档位时也并非完全黑暗状态，并且由于采用优先调节曝光时间的策略，几乎不会存在非常暗的状态，故亮度低段可以忽略不计。另外，如果sensor(光敏传感器)或光源特殊，或不采用调节曝光时间的策略也可根据需要考虑亮度低段。若光源档位处于亮度高段，人眼对亮度的敏感度下降，则使用大步长进行亮度调节；若光源档位处于亮度中段，此时人眼对亮度较为敏感，则使用小步长进行亮度调节；所述步长可以根据当前档位以及人眼亮度敏感度模型计算得到。将光源亮度调整方向和光源亮度调节步长发送至光源亮度调节程序，控制光源进行步长自适应亮度调节，以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度。
由于人眼亮度敏感度模型的计算公式非常复杂，为简化计算可将人眼亮度敏感度模型进行分段近似。
在其中一个实施例中，优选的将人眼亮度敏感度模型近似分为亮度低段、亮度中段以及亮度高段3段，将人眼亮度敏感度曲线做线性近似，如图3所示，其中横坐标为场景亮度值取对数，纵坐标为对归一化的亮度变化值取对数。根据每条线段的起始点坐标可得到分段线性方程如下：
x＝LUT(lx)
其中，ly为人眼亮度敏感度曲线的函数值，y表示实际场景亮度所处的亮度区间，包括亮度低段、亮度中段以及亮度高段；具体可取的值为1、2和3。k1是系数，表示亮度低段的人眼亮度敏感度曲线斜率；b1表示亮度低段的人眼亮度敏感度曲线的纵截距；lx为实际场景亮度；L1表示亮度低段与亮度中段分界点的实际场景亮度。x为当前光源档位，lx为实际场景亮度，x＝LUT(lx)表示二者关系可参考光源档位与实际场景亮度之间的映射关系；b2表示亮度中段的人眼亮度敏感度曲线的纵截距；L2表示亮度中段与亮度高段分界点的实际场景亮度；k2是系数，表示亮度高段的人眼亮度敏感度曲线斜率；b3表示亮度高段的人眼亮度敏感度曲线的纵截距。
根据公式(1)做导数变换可求得步长调节比例：
step表示步长长度，Δ为亮度中段(高敏感度区域)的变化调节步长，该值能够保证图像亮度平稳调节，不会引起亮度突变。n1表示亮度低段包含的最高档位，n2表示亮度中段包含的最高档位，N表示光源最高档位的档数。例如，将光源分为0、1、2、3、4、5共计六个档位，若0到2档位处于亮度低段，3和4档位处于亮度中段，则n1的值为2，n2的值为4，N的值为5。在其中一个实施例中，获取当前光源反馈的档位信息，例如当前档位落在第2段内，该范围内较小的亮度变化即可被人眼识别，所以调整步长Δ较小，保证亮度平稳调整，不会引起被人眼察觉的突变；当前档位落在第3段内，该范围内人眼不是非常敏感，可以采用较大的步长k2Δ，在不会引起亮度突变的前提下快速达到目标值。
在其中一个实施例中，在在运算资源相对充足的情况下可采用更为精细的近似，例如采用多项式进行拟合(以二次方程为例)，如图4所示，其中，横坐标为场景亮度值取对数，纵坐标为对归一化的亮度变化值取对数：
拟合后的人眼亮度敏感度模型为：
x＝LUT(lx)
其中，ly为人眼亮度敏感度曲线的函数值，y表示实际场景亮度所处的亮度区间，包括亮度低段、亮度中段以及亮度高段；具体可取的值为1、2和3。lx为实际场景亮度；a1,b1,c1为亮度低段一元二次方程的系数；L1表示亮度低段与亮度中段分界点的实际场景亮度。x为当前光源档位，lx为实际场景亮度，x＝LUT(lx)表示二者关系可参考光源档位与实际场景亮度之间的映射关系；a2,b2,c2为亮度中段一元二次方程的系数；L2表示亮度中段与亮度高段分界点的实际场景亮度；a3,b3,c3为亮度高段段一元二次方程的系数；
根据公式(3)做导数变换可求得步长调节比例：
step表示步长长度，ε表示光源最小可调节步长。该模型下，调节步长随x档位在不断调整变化。n1表示亮度低段包含的最高档位，n2表示亮度中段包含的最高档位，N表示光源最高档位的档数。例如，将光源分为0、1、2、3、4、5共计六个档位，若0到2档位处于亮度低段，3和4档位处于亮度中段，则n1的值为2，n2的值为4，N的值为5。
以上两个实施例中的人眼亮度敏感度模型也可根据需求进行交叉匹配，例如1段3段采用线性近似，2段采用二次或多次近似。
在一个具体的实施例中，如图5所示，所述光源可以从0档位到5档位进行调节，档位与光源输出功率的映射关系为：0档位对应于光源输出功率5％，1档位对应于光源输出功率的20％，2档位对应于光源输出功率的40％，3档位对应于光源输出功率的60％，4档位对应于光源输出功率的80％，5档位对应于光源输出功率的100％。在暗盒中使用光学仪器测量各档位下的实际场景亮度，获得光源档位与实际场景亮度之间的映射关系，优选的，可以制定光源档位与实际场景亮度对照表。由内窥镜的内置软件判断实时场景亮度与目标场景亮度的大小，若实时场景亮度大于目标场景亮度，则选择第一模式，判断当前亮度增益是否大于0，若亮度增益大于，则减小当前增益至实时场景亮度等于目标场景亮度为止；若亮度增益小于等于0，实时场景亮度仍大于目标场景亮度，则判断此时光源亮度的调节方向为减小光源亮度。内窥镜设备内置软件调用当前档位信息和人眼亮度敏感度模型以及所述光源档位与实时场景亮度之间的映射关系；若当前处于3档位，对应的实际场景亮度处于人眼亮度敏感度模型的亮度中段，将档数3带入人眼亮度敏感度模型的计算公式，得到光源亮度调节步长，将光源亮度调整方向和光源亮度调节步长发送至光源亮度调节程序，控制光源进行步长自适应亮度调节，并重复上述过程，以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度。若光源达到0档位，实时场景亮度仍大于目标场景亮度，则缩短曝光时间至实际场景亮度等于目标场景亮度。
在一个具体的实施例中，如图5所示，所述光源可以从0档位到5档位进行调节，档位与光源输出功率的映射关系为：0档位对应于光源输出功率5％，1档位对应于光源输出功率的20％，2档位对应于光源输出功率的40％，3档位对应于光源输出功率的60％，4档位对应于光源输出功率的80％，5档位对应于光源输出功率的100％。在暗盒中使用光学仪器测量各档位下的实际场景亮度，获得光源档位与实际场景亮度之间的映射关系，优选的，可以制定光源档位与实际场景亮度对照表。由内窥镜的内置软件判断实时场景亮度与目标场景亮度的大小，若实时场景亮度小于目标场景亮度，则选择第二模式，延长曝光时间至实时场景亮度等于目标场景亮度；若当前曝光时间已达到可延长的设定上限，实时场景亮度仍小于目标场景亮度，则判断此时光源亮度的调节方向为增大光源亮度。内窥镜设备内置软件调用当前档位信息和人眼亮度敏感度模型以及所述光源档位与实时场景亮度之间的映射关系；若当前处于4档位，对应的实际场景亮度处于人眼亮度敏感度模型的亮度中段，将档数4带入人眼亮度敏感度模型的计算公式，得到光源亮度调节步长，将光源亮度调整方向和光源亮度调节步长发送至光源亮度调节程序，控制光源进行步长自适应亮度调节，并重复上述过程，以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度。若光源达到5档位，实时场景亮度仍小于目标场景亮度，则增大亮度增益至实际场景亮度等于目标场景亮度。
本实施例还提供了一种亮度调节装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”、“单元”、“子单元”等可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图6是根据本申请实施例的亮度调节装置的结构框图，如图6所示，该装置包括：
信息采集模块：持续的获取实时场景亮度以及目标场景亮度；
模式选择模块：根据所述实时场景亮度与目标场景亮度，确定亮度调整模式；所述亮度调整模式包括第一模式以及第二模式；
亮度调整模块：根据所述亮度调整模式调整实时场景亮度，以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度。
需要说明的是，上述各个模块可以是功能模块也可以是程序模块，既可以通过软件来实现，也可以通过硬件来实现。对于通过硬件来实现的模块而言，上述各个模块可以位于同一处理器中；或者上述各个模块还可以按照任意组合的形式分别位于不同的处理器中。另外，结合图1描述的本申请实施例亮度方法可以由计算机设备来实现。图7为根据本申请实施例的计算机设备的硬件结构示意图。
计算机设备可以包括处理器71以及存储有计算机程序指令的存储器72。
具体地，上述处理器71可以包括中央处理器(CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC)，或者可以被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
其中，存储器72可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器72可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，简称为HDD)、软盘驱动器、固态驱动器(SolidState Drive，简称为SSD)、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal SerialBus，简称为USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器72可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器72可在数据处理装置的内部或外部。在特定实施例中，存储器72是非易失性(Non-Volatile)存储器。在特定实施例中，存储器72包括只读存储器(Read-Only Memory，简称为ROM)和随机存取存储器(RandomAccess Memory，简称为RAM)。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(ProgrammableRead-Only Memory，简称为PROM)、可擦除PROM(Erasable ProgrammableRead-Only Memory，简称为EPROM)、电可擦除PROM(Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory，简称为EEPROM)、电可改写ROM(Electrically Alterable Read-OnlyMemory，简称为EAROM)或闪存(FLASH)或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，该RAM可以是静态随机存取存储器(Static Random-Access Memory，简称为SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，简称为DRAM)，其中，DRAM可以是快速页模式动态随机存取存储器(Fast Page Mode Dynamic Random Access Memory，简称为FPMDRAM)、扩展数据输出动态随机存取存储器(Extended Date Out Dynamic RandomAccess Memory，简称为EDODRAM)、同步动态随机存取内存(Synchronous Dynamic Random-Access Memory，简称SDRAM)等。
存储器72可以用来存储或者缓存需要处理和/或通信使用的各种数据文件，以及处理器71所执行的可能的计算机程序指令。
处理器71通过读取并执行存储器72中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意一种亮度调节方法。
在其中一些实施例中，计算机设备还可包括通信接口73和总线70。其中，如图7所示，处理器71、存储器72、通信接口73通过总线70连接并完成相互间的通信。
通信接口73用于实现本申请实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。通信端口73还可以实现与其他部件例如：外接设备、图像/数据采集设备、数据库、外部存储以及图像/数据处理工作站等之间进行数据通信。
总线70包括硬件、软件或两者，将计算机设备的部件彼此耦接在一起。总线70包括但不限于以下至少之一：数据总线(Data Bus)、地址总线(Address Bus)、控制总线(Control Bus)、扩展总线(Expansion Bus)、局部总线(Local Bus)。举例来说而非限制，总线70可包括图形加速接口(Accelerated Graphics Port，简称为AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(Extended Industry Standard Architecture，简称为EISA)总线、前端总线(Front Side Bus，简称为FSB)、超传输(Hyper Transport，简称为HT)互连、工业标准架构(Industry Standard Architecture，简称为ISA)总线、无线带宽(InfiniBand)互连、低引脚数(Low Pin Count，简称为LPC)总线、存储器总线、微信道架构(Micro ChannelArchitecture，简称为MCA)总线、外围组件互连(Peripheral Component Interconnect，简称为PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(Serial AdvancedTechnology Attachment，简称为SATA)总线、视频电子标准协会局部(Video ElectronicsStandards Association Local Bus，简称为VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线70可包括一个或多个总线。尽管本申请实施例描述和示出了特定的总线，但本申请考虑任何合适的总线或互连。
该计算机设备可以基于获取到的计算机指令，执行本申请实施例中的亮度调节方法。
另外，结合上述实施例中的亮度调节方法，本申请实施例可提供一种计算机可读存储介质来实现。该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种亮度调节方法。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种亮度调节方法，其特征在于，包括：
持续的获取实时场景亮度以及目标场景亮度；
根据所述实时场景亮度与目标场景亮度，确定亮度调整模式；所述亮度调整模式包括第一模式以及第二模式；
根据所述亮度调整模式调整实时场景亮度，以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度。
2.根据权利要求1所述的亮度调节方法，其特征在于，所述持续的获取实时场景亮度以及目标场景亮度之前包括：
获取光源档位与实际场景亮度之间的映射关系。
3.根据权利要求2所述的亮度调节方法，其特征在于，所述根据所述实时场景亮度与目标场景亮度，确定亮度调整模式包括：
若所述实时场景亮度大于目标场景亮度，则亮度调整模式为第一模式；所述第一模式为依次调整亮度增益、光源亮度以及曝光时间；
若所述实时场景亮度小于目标场景亮度，则亮度调整模式为第二模式；所述第二模式为依次调整曝光时间、光源亮度以及亮度增益。
4.根据权利要求3所述的亮度调节方法，其特征在于，所述根据所述亮度调整模式调整实时场景亮度，以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度包括：亮度调整模式为第一模式：
若所述实时场景亮度大于所述目标场景亮度，则减小亮度增益，以使所述实时场景亮度等于所述目标场景亮度；
若亮度增益调整至增益阈值后，所述实时场景亮度大于所述目标场景亮度，则减小光源亮度，以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度；
若光源亮度调整至第一阈值后，所述实时场景亮度大于所述目标场景亮度，则缩短曝光时间，以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度。
5.根据权利要求3所述的亮度调节方法，其特征在于，所述根据所述亮度调整模式调整实时场景亮度，以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度包括：亮度调整模式为第二模式：
若所述实时场景亮度小于所述目标场景亮度，则延长曝光时间，以使所述实时场景亮度等于所述目标场景亮度；
若曝光时间调整至时间阈值后，所述实时场景亮度小于所述目标场景亮度，则增大光源亮度以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度；
若光源亮度调整至第二阈值后，所述实时场景亮度小于所述目标场景亮度，则增大亮度增益以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度。
6.根据权利要求4所述的亮度调节方法，其特征在于，所述若亮度增益调整至增益阈值后，所述实时场景亮度大于所述目标场景亮度，则减小光源亮度以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度包括：
若亮度增益调整至增益阈值后，所述实时场景亮度大于所述目标场景亮度，则确定光源亮度调整方向为减小光源亮度；
获取人眼亮度敏感度模型以及光源档位与实际场景亮度之间的映射关系；
根据所述光源档位与实际场景亮度之间的映射关系以及人眼亮度敏感度模型确定光源亮度调节步长；
根据所述光源亮度调整方向以及光源亮度调节步长，减小光源亮度以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度。
7.根据权利要求5所述的亮度调节方法，其特征在于，若曝光时间调整至曝光阈值后，所述实时场景亮度小于所述目标场景亮度，则增大光源亮度以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度包括：
若曝光时间调整至时间阈值后，所述实时场景亮度小于所述目标场景亮度，则确定光源亮度调整方向为增大光源亮度；
获取人眼亮度敏感度模型以及光源档位与实时场景亮度之间的映射关系；
根据所述光源档位与实际场景亮度之间的映射关系以及人眼亮度敏感度模型确定光源亮度调节步长；
根据所述光源亮度调整方向以及光源亮度调节步长，增大光源亮度以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度。
8.一种亮度调节装置，其特征在于，包括：
信息采集模块：持续的获取实时场景亮度以及目标场景亮度；
模式选择模块：根据所述实时场景亮度与目标场景亮度，确定亮度调整模式；所述亮度调整模式包括第一模式以及第二模式；
亮度调整模块：根据所述亮度调整模式调整实时场景亮度，以使实时场景亮度等于所述目标场景亮度。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的亮度调节方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的亮度调节方法。
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