CN113259599B - 一种眼底图像自动曝光拍照方法、眼底相机及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种眼底图像自动曝光拍照方法、眼底相机及电子设备，其中拍照方法包括：关掉闪光灯，打开红外辅助灯，开始采集眼底图像；设置光学图像传感器的初始曝光时间和初始增益；统计每一帧眼底图像的RGB分量值；判断RGB分量值中的R分量值或G分量值或B分量值中的任意一个是否大于预设值，若否，则执行调节动作，重新采集统计；若是，则根据当前设定参数换算最佳拍照参数，并进入下一步骤；设定最佳拍照参数，关掉红外辅助灯，打开闪光灯，完成眼底图像的采集。本发明通过红外辅助灯自动调整并确定最佳拍照参数，防止眼底图像过曝或者欠曝，调整确定过程无需人为干预，自动便捷，准确度高，图像质量好，且极好地保护人眼。

Description

一种眼底图像自动曝光拍照方法、眼底相机及电子设备

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种眼底图像自动曝光拍照方法、眼底相机及电子设备。

背景技术

视网膜是人体唯一可以直接观察到毛细血管和神经的组织，通过观察视网膜可以检查不仅仅眼部的健康问题，还可以发现类似糖尿病、并发症和高血压等涉及全身的病变。

由于人的瞳孔很小，光照射进去的光通量很小，而且瞳孔遇到强光后会自动缩小，能到达眼底的光通量就更小了，因此要想看到眼底更大的范围，必须要用专业的眼底相机才行。眼底相机的原理是基于光学成像技术的眼底摄影系统，通过外界照明照亮视网膜，将眼底图像成像于传感器上，从而将所获取的图片呈现在显示屏幕上。

但是目前的眼底相机在进行曝光的过程中，由于每个眼睛的通光量差异比较大，眼底视神经盘的反射率比黄斑区的反射率高很多，达到20倍甚至更大的差异，如果曝光控制不准确，眼底照片容易出现视神经盘区域过曝的情况。而为了防止过曝或者欠曝情况，往往需要人为控制闪光灯的亮度，但是对于便携式全自动眼底相机，不便于在每次拍照时都人为进行曝光调整，需要一种自动调整的方式。

相较于目前眼底相机通过使用曝光经验值或手动设置闪光灯亮度来控制曝光，亟需一种能够快速准确地调整和确定曝光参数的眼底图像拍照方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种眼底图像自动曝光拍照方法、眼底相机及电子设备，解决了现有技术中需要人为干预眼底相机的曝光参数进行眼底图像拍照的问题，克服了眼底图像存在过曝或者欠曝的缺陷。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种眼底图像自动曝光拍照方法，所述拍照方法包括：

关掉闪光灯，打开红外辅助灯，开始采集眼底图像；

设置光学图像传感器的初始曝光时间和初始增益；

统计每一帧眼底图像的RGB分量值；

判断RGB分量值中的R分量值或G分量值或B分量值中的任意一个是否大于预设值，若否，则执行调节动作，重新采集统计；若是，则根据当前设定参数换算最佳拍照参数，并进入下一步骤；

设定最佳拍照参数，关掉红外辅助灯，打开闪光灯，完成眼底图像的采集。

在一些实施例中，在采集眼底图像时，保持所述红外辅助灯的亮度；所述调节动作包括增大光学图像传感器的增益。

在一些实施例中，若RGB分量值中的R分量值或G分量值或B分量值中的任意一个大于预设值，通过红外辅助灯和闪光灯的功率差，计算在闪光灯环境下的最佳光学图像传感器增益值X。

在一些实施例中，所述红外辅助灯的初始亮度为最低，所述调节动作包括增加所述红外辅助灯的亮度值。

在一些实施例中，若RGB分量值中的R分量值或G分量值或B分量值中的任意一个大于预设值，通过红外辅助灯和闪光灯的功率差，计算在闪光灯环境下的最佳闪光灯亮度值Y。

在一些实施例中，采集眼底图像后，统计每一帧眼底图像中视神经区域的RGB分量值。

在一些实施例中，所述光学图像传感器的初始曝光时间为33ms，初始增益为0。

在一些实施例中，在判断RGB分量值中的R分量值或G分量值或B分量值的大小时，所述预设值为最大分量值的90％。

第二方面，本发明提供一种眼底相机，包括闪光灯、红外辅助灯、镜片组件、光学图像传感器、处理器和存储器，所述存储器与所述处理器通信连接，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述处理器执行如上述实施例中的眼底图像自动曝光拍照方法。

第三方面，本发明提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如上述实施例中的眼底图像自动曝光拍照方法。

本发明的有益效果：

因此，为了快速准确确定曝光参数，避免打光时间太长，打光太强，导致瞳孔缩小，拍出照片的质量不高，也避免太强的光对人眼所造成的伤害；同时避免拍照的时候闪光时间过短，常规的自动曝光无法快速收敛，拍出照片效果不好，本公开实施例中，通过红外辅助灯自动调整并确定最佳拍照参数，其中包括固定红外辅助灯和闪光灯亮度调整光学图像传感器的曝光时间和增益的方式，还包括固定光学图像传感器的曝光时间和增益调整红外辅助灯和闪光灯亮度的方式，来确定最佳拍照参数，防止眼底图像过曝或者欠曝，调整确定过程无需人为干预，自动便捷，准确度高，图像质量好，且极好地保护人眼。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本公开实施例中一种眼底图像自动曝光拍照方法的流程框架示意图。

图2是本公开实施例1中一种眼底图像自动曝光拍照方法的流程框架示意图。

图3是本公开实施例2中一种眼底图像自动曝光拍照方法的流程框架示意图。

图4是本公开实施例中一种眼底相机的光学成像示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

申请人研究发现：

目前的眼底相机在进行曝光的过程中，由于每个眼睛的通光量差异比较大，眼底视神经盘的反射率比黄斑区的反射率高很多，达到20倍甚至更大的差异，如果曝光控制不准确，眼底照片容易出现视神经盘区域过曝的情况。而为了防止过曝或者欠曝情况，往往需要人为控制闪光灯的亮度，但是对于便携式全自动眼底相机，不便于在每次拍照时都人为进行曝光调整，需要一种自动调整的方式。

有鉴于此，第一方面，参照图1和图4，在本公开中提供一种眼底图像自动曝光拍照方法，所述拍照方法包括：

关掉闪光灯，打开红外辅助灯，开始采集眼底图像；

设置光学图像传感器的初始曝光时间和初始增益；

统计每一帧眼底图像的RGB分量值；

判断RGB分量值中的R分量值或G分量值或B分量值中的任意一个是否大于预设值，若否，则执行调节动作，重新采集统计；若是，则根据当前设定参数换算最佳拍照参数，并进入下一步骤；

设定最佳拍照参数，关掉红外辅助灯，打开闪光灯，完成眼底图像的采集。

需要说明的是，将光学图像传感器对准瞳孔，在确定最佳拍照参数的过程中，先关掉闪光灯，只打开红外辅助灯，在这种光亮环境下，配合光学图像传感器的初始曝光时间和初始增益，一般设置光学图像传感器的初始曝光时间为33ms，初始增益为0，在此参数下采集眼底图像，并统计每一帧眼底图像的RGB分量值，当然地，由于视神经体的反光率最高，眼底最亮的区域是视神经区域，因此统计每一帧眼底图像中视神经区域的RGB分量值即可。

针对视神经区域的RGB分量值，判断RGB分量值中的R分量值或G分量值或B分量值中的任意一个是否大于预设值，其中预设值为最大分量值的90％，以此预设值为界限，若R分量值或G分量值或B分量值中没有一个分量值大于预设值，则执行调节动作，调整曝光参数，并重新采集眼底图像和统计RGB分量值；若R分量值或G分量值或B分量值中任意一个大于预设值，则根据当前设定参数换算最佳拍照参数，按照调整后的最佳拍照参数，关掉红外辅助灯，打开闪光灯，并完成眼底图像的采集。

实施例1：

参照图2，在本实施例1中，通过固定灯光参数调整光学图像传感器参数的方式，实现自动曝光，具体如下：

关掉闪光灯，打开红外辅助灯，开始采集眼底图像，并保持红外辅助灯的亮度；

设置光学图像传感器的初始曝光时间为33ms，初始增益为0；

统计每一帧眼底图像中视神经区域的RGB分量值；

判断RGB分量值中的R分量值或G分量值或B分量值中的任意一个是否大于最大值的90％，若否，则增大光学图像传感器的增益，并重新采集统计；若是，则记录当前设定参数，并进入下一步骤；

通过红外辅助灯和闪光灯的功率差，计算在闪光灯环境下的最佳光学图像传感器增益值X，并按当前设定的拍照参数，设置光学图像传感器的增益值为X，关掉红外辅助灯，打开闪光灯，完成眼底图像的采集。

实施例2：

参照图3，在本实施例2中，通过固定光学图像传感器参数调整灯光参数的方式，实现自动曝光，具体如下：

关掉闪光灯，打开红外辅助灯，开始采集眼底图像，红外辅助灯的初始亮度为最低；

设置光学图像传感器的初始曝光时间为33ms，初始增益为0；

统计每一帧眼底图像中视神经区域的RGB分量值；

判断RGB分量值中的R分量值或G分量值或B分量值中的任意一个是否大于最大值的90％，若否，则增加所述红外辅助灯的亮度值，并重新采集统计；若是，则记录当前设定参数，并进入下一步骤；

通过红外辅助灯和闪光灯的功率差，计算在闪光灯环境下的最佳闪光灯亮度值Y，并按当前设定的拍照参数，设置闪光灯的亮度值为Y，关掉红外辅助灯，打开闪光灯，完成眼底图像的采集。

由此可见，由于眼底几乎是全黑的环境，需要打光才能采集到正常图像。拍照过程打光时间要很短才能避免瞳孔缩小以及减少强光对人眼的伤害，常规的相机可以通过超短闪光探测最佳闪光亮度，但在人眼中则无法执行。在实施例1和实施例2中，利用红外辅助灯曝光，通过控制变量法，分别通过固定红外辅助灯和闪光灯亮度进而调整光学图像传感器的曝光时间和增益的方式，来确定最佳光学图像传感器增益值X，和通过固定光学图像传感器的曝光时间和增益进而调整红外辅助灯和闪光灯亮度的方式，来确定最佳闪光灯亮度值Y，通过这两种方式得出最佳拍照参数以实现自动曝光，获得质量好的眼底图像，可以适配灯光亮度固定或传感器参数固定的相机。

第二方面，参照图4，在本公开中提供一种眼底相机，包括闪光灯1、红外辅助灯2、镜片组件、光学图像传感器4、处理器和存储器，其中镜片组件有两块，并位于同一中轴线上，而闪光灯1、红外辅助灯2在其中更靠近光学图像传感器4的一块镜片的上下两侧，呈对称关系，如此布局可保证在正常的工作距离里，红外辅助灯2和闪光灯1的光学投射面积基本一致，可以直观地看出针对眼球51，其更靠近镜片的一侧为瞳孔52，远离镜片的一侧为眼底53，而视神经区域就在眼底53部位；另外地，所述存储器与所述处理器通信连接，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述处理器执行如上述实施例中的眼底图像自动曝光拍照方法。

第三方面，在本公开中提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如上述实施例中的眼底图像自动曝光拍照方法。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机，计算机的具体形式可以是个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件收发设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任意几种设备的组合。

在一个典型的配置中，计算机包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带、磁盘存储、量子存储器、基于石墨烯的存储介质或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

相对于现有技术，本发明提供的一种眼底图像自动曝光拍照方法、眼底相机及电子设备，为了快速准确确定曝光参数，避免打光时间太长，打光太强，导致瞳孔缩小，拍出照片的质量不高，也避免太强的光对人眼所造成的伤害；同时避免拍照的时候闪光时间过短，常规的自动曝光无法快速收敛，拍出照片效果不好，本公开实施例中，通过红外辅助灯自动调整并确定最佳拍照参数，其中包括固定红外辅助灯和闪光灯亮度调整光学图像传感器的曝光时间和增益的方式，还包括固定光学图像传感器的曝光时间和增益调整红外辅助灯和闪光灯亮度的方式，来确定最佳拍照参数，防止眼底图像过曝或者欠曝，调整确定过程无需人为干预，自动便捷，准确度高，图像质量好，且极好地保护人眼。

最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种眼底图像自动曝光拍照方法，其特征在于，所述拍照方法包括：

关掉闪光灯，打开红外辅助灯，开始采集眼底图像；在采集眼底图像时，保持所述红外辅助灯的亮度；

设置光学图像传感器的初始曝光时间和初始增益；

统计每一帧眼底图像的RGB分量值；

判断RGB分量值中的R分量值或G分量值或B分量值中的任意一个是否大于预设值，所述预设值为最大分量值的90％，若否，则执行调节动作，所述调节动作包括增大光学图像传感器的增益，重新采集统计；若是，则根据当前设定参数换算最佳拍照参数，通过红外辅助灯和闪光灯的功率差，计算在闪光灯环境下的最佳光学图像传感器增益值X，并进入下一步骤；

设定最佳拍照参数，关掉红外辅助灯，打开闪光灯，完成眼底图像的采集。

2.一种眼底图像自动曝光拍照方法，其特征在于，所述拍照方法包括：

关掉闪光灯，打开红外辅助灯，开始采集眼底图像；所述红外辅助灯的初始亮度为最低；

设置光学图像传感器的初始曝光时间和初始增益；

统计每一帧眼底图像的RGB分量值；

判断RGB分量值中的R分量值或G分量值或B分量值中的任意一个是否大于预设值，所述预设值为最大分量值的90％，若否，则执行调节动作，所述调节动作包括增加所述红外辅助灯的亮度值，重新采集统计；若是，则根据当前设定参数换算最佳拍照参数，通过红外辅助灯和闪光灯的功率差，计算在闪光灯环境下的最佳闪光灯亮度值Y，并进入下一步骤；

设定最佳拍照参数，关掉红外辅助灯，打开闪光灯，完成眼底图像的采集。

3.如权利要求1至2任一项所述的一种眼底图像自动曝光拍照方法，其特征在于，采集眼底图像后，统计每一帧眼底图像中视神经区域的RGB分量值。

4.如权利要求3所述的一种眼底图像自动曝光拍照方法，其特征在于，所述光学图像传感器的初始曝光时间为33ms，初始增益为0。

5.一种眼底相机，其特征在于，包括闪光灯、红外辅助灯、镜片组件、光学图像传感器、处理器和存储器，所述存储器与所述处理器通信连接，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述处理器执行如权利要求1至4任一项所述的眼底图像自动曝光拍照方法。

6.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至4任一项所述的眼底图像自动曝光拍照方法。

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