CN115002447A - 一种内窥镜评估方法、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例提供一种内窥镜评估方法、系统及存储介质，包括：获取待测内窥镜拍摄的初始图像，所述初始图像包括在初始空间位置拍摄的图像；利用所述初始图像计算空间位置偏差值；所述空间位置偏差值包括初始空间位置与基准拍摄位置之间的偏差值；控制所述待测内窥镜移动至基准拍摄位置；基于所述待测内窥镜在所述基准拍摄位置拍摄的测试图像，对所述待测内窥镜进行评估。上述方法可以直接根据预先设定的程序对待测内窥镜进行移动和控制，无需人为操作，保证了评估过程的便捷性。而由于对所有内窥镜的评估都是基于基准拍摄位置而实现的，使得所有评估均基于统一的标准，也实现了评估结果的准确性，从而便捷且准确地对内窥镜进行评估。

Description

一种内窥镜评估方法、系统及存储介质

技术领域

本说明书实施例涉及光学传感技术领域，特别涉及一种内窥镜评估方法、系统及存储介质。

背景技术

基于微创外科手术的理念，手术机器人凭借伤害小、出血少、恢复快的优势，在外科手术中得到了广泛的应用。利用手术机器人所实施的外科手术，通过在患者的体表做若干个的小切口，来将内窥镜和手术器械送入患者体内进行手术。内窥镜可以基于立体成像技术，采集患者体内器官、组织等部位的图像信息，并将处理后的图像呈现给医生，使得医生能够基于图像在患者体内执行相应的手术操作。

由于医生在手术过程中是通过内窥镜采集到的图像执行相应的操作，则内窥镜采集图像的效果直接影响了手术的精度和成功率。在手术过程中，若基于内窥镜展示图像时出现延迟高、卡顿、图像模糊、图像抖动等问题，则会严重影响手术进程，甚至导致手术的失败。因此，为了保证内窥镜的实际应用效果，目前亟需一种能够便捷且准确地对内窥镜进行评估的方法。

发明内容

本说明书实施例的目的是提供一种内窥镜评估方法系统及存储介质，以解决如何便捷且准确地对内窥镜进行评估的技术问题。

为了解决上述技术问题，本说明书实施例提出了一种内窥镜评估方法，包括：获取待测内窥镜拍摄的初始图像，所述初始图像包括在初始空间位置拍摄的图像；利用所述初始图像计算空间位置偏差值；根据所述空间位置偏差值控制所述待测内窥镜移动至基准拍摄位置；基于所述待测内窥镜在所述基准拍摄位置拍摄的测试图像，对所述待测内窥镜进行评估。

在一些实施方式中，所述空间位置偏差值包括距离偏差值、旋转角度偏差值和竖直位置偏差值中的至少一种。

基于上述实施方式，所述待测内窥镜被放置于测试装置上，所述测试装置包括图像显示模块；所述图像显示模块用于显示模板图像；所述初始图像包括拍摄所述模板图像后所得到的图像。

基于上述实施方式，所述利用所述初始图像计算空间位置偏差值，包括：确定初始图像水平尺寸和初始距离；所述初始距离包括待测内窥镜与图像显示模块之间的距离；根据所述初始图像水平尺寸、基准图像水平尺寸和初始距离计算目标距离；根据所述目标距离和初始距离计算距离偏差值。

基于前述实施方式，所述利用所述初始图像计算空间位置偏差值，包括：确定所述初始图像的初始灰度变化曲线；将所述初始灰度变化曲线与基准图像的基准灰度变化曲线进行比较得到旋转角度偏差值。

基于上述实施方式，所述初始灰度变化曲线包括以初始图像的中心为极点的极坐标灰度曲线；所述基准灰度变化曲线包括以基准图像的中心为极点的极坐标灰度曲线；所述极坐标灰度曲线包括分别在各个角度上的图像像素点的灰度值之和。

基于前述实施方式，所述利用所述初始图像计算空间位置偏差值，包括：基于初始图像和基准图像之间的像素点竖直偏差确定图像竖直偏移量；确定初始图像竖直尺寸；根据所述图像竖直偏移量、初始图像竖直尺寸和基准图像竖直尺寸计算竖直位置偏差值。

基于前述实施方式，所述基准图像包括所述内窥镜在所述基准拍摄位置拍摄所述图像显示模块显示的所述模板图像后所得到的图像。

在一些实施方式中，所述图像显示模块上显示有时钟数据；所述基于所述待测内窥镜在所述基准拍摄位置拍摄的测试图像，对所述待测内窥镜的图像展示时延进行评估，包括：确定展示测试图像时的图像展示时刻；识别所述测试图像中的图像拍摄时刻；基于所述图像展示时刻和图像拍摄时刻计算图像展示时延；基于所述图像展示时延对待测内窥镜进行评估；其中，在所述图像展示时延大于图像延时阈值的情况下，确定所述待测内窥镜的评估结果为消极评估结果。

基于上述实施方式，所述待测内窥镜在所述基准拍摄位置拍摄有至少两张测试图像；所述基于所述待测内窥镜在所述基准拍摄位置拍摄的测试图像，对所述待测内窥镜的图像展示时延进行评估，包括：分别计算对应于各个测试图像的图像展示时延；求取所有图像展示时延的平均时延；基于所述平均时延对待测内窥镜进行评估。

在一些实施方式中，所述基于所述待测内窥镜在所述基准拍摄位置拍摄的测试图像，对所述待测内窥镜的图像拍摄质量进行评估，包括：将所述图像显示模块所展示的模板图像与所述测试图像进行比较，确定待测内窥镜的图像拍摄质量。

在一些实施方式中，所述待测内窥镜被放置于测试装置上；所述测试装置包括运动模块；其中，控制所述待测内窥镜移动至基准拍摄位置，包括：基于所述空间位置偏差值生成移动指令；发送所述移动指令至所述运动模块，所述运动模块带动所述待测内窥镜移动至所述基准拍摄位置。

本说明书实施例还提出了一种内窥镜评估系统，包括测试装置和图像处理装置；所述测试装置包括运动模块和图像显示模块；所述运动模块用于根据所接受到的移动指令，带动测试装置上所放置的待测内窥镜移动；所述图像显示模块用于展示模板图像；所述图像处理装置用于接收待测内窥镜所拍摄的初始图像；还用于根据所述初始图像计算空间位置偏差值，并控制待测内窥镜移动至基准拍摄位置；空间位置偏差值用于表示待测内窥镜的初始空间位置与基准拍摄位置之间的偏差；还用于根据待测内窥镜在基准拍摄位置所拍摄的测试图像对待测内窥镜进行评估。

本说明书实施例还提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，所述计算机程序/指令在被执行时实现上述内窥镜评估方法。

由以上本说明书实施例提供的技术方案可见，上述方法在进行内窥镜评估时，获取到内窥镜针对图像显示模块拍摄的初始图像后，能够通过初始图像确定待测内窥镜当前位置与基准拍摄位置之间的空间位置偏差，进而根据空间位置偏差生成相应的移动指令，从而带动待测内窥镜移动至基准拍摄位置。在待测内窥镜移动至基准拍摄位置并拍摄对应的测试图像后，能够通过预先设置的评价标准统一进行评价，确定待测内窥镜的拍摄效果。由于在评估过程中可以直接根据预先设定的程序对待测内窥镜进行移动和控制，无需人为操作，保证了评估过程的便捷性。而由于对所有内窥镜的评估都是基于基准拍摄位置而实现的，使得所有评估均基于统一的标准，也实现了评估结果的准确性，从而实现了便捷且准确地对内窥镜进行评估的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本说明书实施例一种内窥镜评估系统的结构图；

图2为本说明书实施例一种内窥镜的结构示意图；

图3为本说明书实施例一种测试装置的结构示意图；

图4为本说明书实施例一种基于内窥镜的微创手术的环境示意图；

图5为本说明书实施例一种内窥镜评估方法的流程图；

图6A为本说明书实施例一种基于距离调节内窥镜的示意图；

图6B为本说明书实施例一种初始图像和基准图像的对比示意图；

图7A为本说明书实施例一种灰度分布曲线的示意图；

图7B为本说明书实施例一种初始图像的示意图；

图7C为本说明书实施例一种基于基准图像旋转初始图像的示意图；

图8A为本说明书实施例一种基于内窥镜不同高度成像的示意图；

图8B为本说明书实施例一种确定图像竖直偏移量的示意图；

图8C为本说明书实施例一种确定图像竖直偏移量的示意图；

图8D为本说明书实施例一种计算竖直位置偏差值的示意图；

图9A为本说明书实施例一种运动模块的示意图；

图9B为本说明书实施例一种运动模块的示意图；

图10A为本说明书实施例一种图像拍摄时刻的示意图；

图10B为本说明书实施例一种图像展示时刻的示意图；

图11A为本说明书实施例一种色测试模板图像的示意图；

图11B为本说明书实施例一种灰阶测试模板图像的示意图；

图11C为本说明书实施例一种分辨率测试模板图像的示意图；

图11D为本说明书实施例一种OECF测试模板图像的示意图；

图12为本说明书实施例一个内窥镜评估示例的流程图；

图13为本说明书实施例一种内窥镜评估方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，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，都应当属于本说明书保护的范围。

为了更好地理解本申请的发明构思，首先介绍本说明书实施例一种内窥镜评估系统。如图1所示，所述内窥镜评估系统包括测试装置和图像处理装置。

由于内窥镜评估系统的目标对象为内窥镜，为了更好地理解系统中不同装置的机理，首先对内窥镜的结构及工作原理进行介绍。

如图2所示，为一种内窥镜的结构示意图。其中，内窥镜包括镜头和手持端。手持端的尾部可以分别连接冷光源装置和图像处理装置。

由于内窥镜需要插入体内，在体内环境封闭且无光源的情况下需要提供光照。冷光源装置所发出的光经由内窥镜的镜管，由内窥镜的镜头前端射出，进而照射至对应的部位。如图2所示，为了扩大光照面积，实现更好的照射效果，内窥镜的镜头前端截面可以与镜管之间呈锐角，例如可以呈30°，以在保证光照强度的同时提升光照范围。镜管安装有图像传感器(未图示)，能够捕获手术部位的图像视频信号，具体的图像传感器的类型和工作机理可以基于实际应用需求进行设置，在此不再赘述。手持端可以是手握的部位，也可以是利用机械臂进行夹持的部分，从而对内窥镜进行拿握。

内窥镜可以与图像处理装置之间通过有线或无线的方式进行数据传输。内窥镜镜管上的图像传感器在获取到图像视频信号后，可以将所采集到的图像视频信号传输至图像处理装置，以进行后续的图像处理操作。

测试装置是用于执行对内窥镜的测试评估过程所需要的装置。如图3所示，测试装置主要包括运动模块和图像显示模块，在测试装置可以放置待评估的内窥镜。

测试装置上设置有专门用于放置内窥镜的部位，该部位能够起到对内窥镜进行固定以及带动内窥镜移动的效果。

运动模块可以带动所放置的内窥镜进行移动。具体的可以实现前后位置的移动，旋转而带动角度的变化，以及在竖直方向上的上下移动。为了实现统一测试和准确评估，需要将内窥镜的位置调整至相应的基准位置，再获取内窥镜所拍摄的图像的效果。

具体的，运动模块可以包括驱动器和可动连接件。驱动器用于提供动力，可动连接件基于自身的构造用于带动所放置的内窥镜在特定方向上的移动。

在一些实施方式中，运动模块可以是丝杠滑轨。丝杠滑轨可以通过丝杠转动的方式，带动可动连接件移动。

图像显示模块可以用于显示图像。具体的，图像显示模块可以包括测试显示器(相对于运动模块)和内窥镜显示器(相对于待测内窥镜)。测试显示器用于显示标准图像和时钟，一般设置在运动；内窥镜显示器连接内窥镜，用于显示内窥镜所拍摄的图像。

通过内窥镜显示器所显示的图像计算姿态位置并对内窥镜进行调整后，可以根据测试显示器和内窥镜显示器的数据差值计算延时。内窥镜可以拍摄测试显示器所展示的图像，从而模拟内窥镜的实际应用过程。所展示的图像可以根据测试需求进行设置，例如可以显示人体腹腔内图像，也可以显示特定的分辨率测试图像、颜色测试图像等，对此不做限制。

如图1所示，图像处理装置可以与内窥镜和运动模块之间进行通信，具体的，可以是接收内窥镜所获取的图像视频信号，也可以是发送指令至运动模块以控制运动模块实现相应的运动。图像处理装置还可以对内窥镜所拍摄的图像进行处理和分析，以确定需要对内窥镜的空间位置的调整值，或是确定对应于内窥镜的评估结果。

为了实现上述处理操作，图像处理装置中可以设置有处理器，处理器可以按任何适当的方式实现。例如，处理器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式等等。

如图4所示，在实际的微创手术应用环境中，一般包括图像台车、患者操作端和医生操作端。患者操作端包括多个机械臂，可以用于夹持相应的手术器械和内窥镜，通过患者体表的切口可以伸入患者体内进行观察和手术操作。医生操作端主要用于对患者操作端上的机械臂进行控制，以调整观察视角，以及利用手术器械执行特定的操作。图像台车连接有内窥镜，内窥镜可以延伸至患者操作端以被对应的机械臂夹持。图像台车包括内窥镜显示器和图像处理装置，图像处理装置已在上述部分进行了介绍，内窥镜显示器用于显示内窥镜拍摄到的图像，主要应用于实际手术场景，在测试过程中也可以直接展示拍摄到的图像，以使其他医护人员或操作人员也能够通过内窥镜显示器来查看内窥镜所获取到的图像或视频数据。

基于上述内窥镜评估系统，本说明书实施例提出一种内窥镜评估方法，用于实现对内窥镜的评估。所述内窥镜评估方法的执行主体可以为上述内窥镜评估系统。如图5所示，所述内窥镜评估方法包括以下具体实施步骤。

S510：图像处理装置获取待测内窥镜拍摄的初始图像。

待测内窥镜即为需要进行评估的内窥镜。在内窥镜进行实际应用之前，为了保证内窥镜的应用效果，需要对内窥镜进行测试及评估，以确定内窥镜的拍摄效果。

待测内窥镜被预先放置在测试装置上，且镜头端朝向测试装置中的图像显示模块，从而能够对图像显示模块显示的模板图像进行拍摄。在待测内窥镜针对图像显示模块显示的模板图像进行拍摄后，可以将所拍摄的初始图像传输至图像处理装置。

S520：图像处理装置利用所述初始图像计算空间位置偏差值。

空间位置偏差值是待测内窥镜的初始空间位置和基准拍摄位置之间的偏差值。在确定统一的评估标准的情况下，为了保证评估结果的准确，也需要保证内窥镜位置的基准性，不能因为内窥镜所放置的位置的不同而导致内窥镜出现失焦、抖动等不良效果，使得针对不同内窥镜的评估环境有所差异而干扰评估结果。因此，在执行正式的评估操作之前，需要对待测内窥镜的位置进行调节。

基准拍摄位置即为内窥镜能够获取到同样的拍摄效果而应该被放置的位置。由于不同内窥镜的参数可能存在差异，若将一个固定的位置指定为基准拍摄位置，则可能导致部分内窥镜在该位置无法取得较好的拍摄效果。因此，在本说明书实施例中可以通过对内窥镜所拍摄的图像进行分析来确定待测内窥镜的当前位置与基准拍摄位置之间的空间位置偏差值，从而将待测内窥镜移动至对应的基准拍摄位置。

在一些实施方式中，上述空间位置偏差值包括距离偏差值、旋转角度偏差值和竖直偏差值中的至少一种。

距离偏差值体现在待测内窥镜与图像显示模块之间的距离上。当待测内窥镜处于不同距离对应的位置上时，由于焦距等因素的影响，可能会干扰内窥镜的拍摄效果。

在一些实施方式中，根据初始图像来计算距离偏差值时，可以先确定初始图像水平尺寸和初始距离，再根据所述初始图像水平尺寸、基准图像水平尺寸和初始距离计算目标距离，最终根据所述目标距离和初始距离计算距离偏差值。

由于在测试过程中，图像显示模块的测试显示器上会显示相应的模板图像，则初始图像水平尺寸可以是所拍摄到的测试图像的像素宽度。初始距离为待测内窥镜当前所放置的位置与测试显示器之间的距离。基准图像水平尺寸可以是基准图像的水平尺寸，其中，基准图像可以是预先将一个判定为正常状态的内窥镜放置在基准拍摄位置，利用这一内窥镜拍摄模板图像后，所得到的拍摄图像。相应的，基准图像水平尺寸是基准图像中所显示的模板图像的宽度值。所述基准图像水平尺寸也可以不进行实际拍摄，而通过测试人员根据经验自行设定相应的宽度值，对于获取基准图像水平尺寸的方式不做限制。

而初始图像水平尺寸为初始图像中所显示的模板图像的宽度值。在内窥镜与图像显示模块的测试显示器之间具有不同距离时，所拍摄到的图像中的模板图像会展示出不同的大小，使得初始图像水平尺寸和基准图像水平尺寸之间存在差异，因此可以根据初始图像水平尺寸、基准图像水平尺寸和初始距离计算目标距离。

下面结合附图6A和图6B对具体的计算过程进行说明。如图6A所示，实线部分表示内窥镜的初始位置，虚线部分表示内窥镜的期望位置，内窥镜初始位置与图像显示模块之间的距离为D，期望位置与图像显示模块之间的目标距离为D′，图像显示模块所展示的图像高度为H。如图6B所示，为所拍摄到图片，其中，阴影部分为初始图像中的测试图像，实线部分为基准图像中的测试图像。P为初始图像水平尺寸，P′为基准图像水平尺寸。

设内窥镜的焦距为f，则焦距满足公式f＝(P×D)/H和公式f＝(P′×D′)/H，则可以推出计算目标距离的公式为

式中，D′为目标距离，P为初始图像水平尺寸，P′为基准图像水平尺寸，D为初始距离。

在计算得到目标距离后，通过计算目标距离和初始距离之间的差值即可得到距离偏差值。

旋转角度偏差值为拍摄到的图像在旋转角度上与基准图像之间的偏差值。由于内窥镜为管状结构，可以通过旋转内窥镜来拍摄不同角度的图像，而在进行对内窥镜进行评估时，为了统一测试标准，一般需要由内窥镜拍摄同一角度下的图像，因此需要利用角度偏差值对待测内窥镜进行校准。

在一些实施方式中，可以确定初始图像的初始灰度变化曲线；将初始灰度变化曲线与基准图像的基准灰度变化曲线进行比较得到旋转角度偏差值。

初始灰度变化曲线可以用于体现所拍摄到的图像中各个像素点的灰度，如图7A所示，为一种灰度分布的具体示例。根据灰度的分布情况得到初始灰度变化曲线。根据同样的方法能够获得对应于基准图像的基准灰度变化曲线，对于基准图像的描述可以参照前述介绍，在此不再赘述。通过比对初始灰度变化曲线和基准灰度变化曲线即可较快确定两幅图片之间的偏差角度。

如图7B和图7C所示，分别为初始图像和基准图像的示意图，通过比对图像的灰度值，即可确定两幅图片之间的偏差角度，从而能够直接确定旋转角度偏差值θ。

在一些具体的示例中，所述初始灰度变化曲线可以是以初始图像的中心为极点的极坐标灰度曲线，所述基准灰度变化曲线可以以基准图像的中心为极点的极坐标灰度曲线。极坐标灰度曲线通过极坐标的形式表示各个角度上的图像像素点的灰度值之和。

具体的，确定极坐标灰度曲线时，可以从图像中心位置向四周引出射线，作为极坐标中的不同边，通过计算每个射线所包含的所有像素点的灰度值之和，即可得到对应于所有角度的灰度值总和。像素点所对应的角度值可以通过θ＝arctan(y/χ)求取，式中，θ为极角，x，y表示像素点在直角坐标系的坐标。

在图像中心位置固定的情况下，相应的射线在被旋转后所对应的灰度值总和依然不变，从而能够更加方便快捷地确定旋转角度偏差值，提高了测试效率。

竖直偏差值用于体现图像在竖直方向上的偏差值。不同内窥镜在通过图像传感器获取图像时，基于图像传感器的布置位置、内窥镜自身的结构差异等因素的影响，可能会使得不同的内窥镜在同一位置拍摄到的图像在竖直方向上存在位移，因此也需要求取竖直偏差值。

如图8A所示，为内窥镜位置变化所获取到的图像的位移及尺寸变化情况，其中，虚线部分为内窥镜在当前位置所成的像，阴影部分为基准图像所应该呈的像以及所处的位置。

在一些实施方式中，求取竖直位置偏差值时，可以向基于初始图像和基准图像之间的像素点竖直偏差确定图像竖直偏移量，再确定初始图像竖直尺寸，最终根据所述图像竖直偏移量、初始图像竖直尺寸和基准图像竖直尺寸计算竖直位置偏差值。

图像竖直偏移量是图像在竖直方向上所产生的偏移量，例如可以确定初始图像中所显示的模板图像的特征点，确定这一特征点在初始图像中的位置；再确定基准图像中所显示的模板图像的同一特征点，并确定这一特征点在基准图像中的位置，通过比较这两个位置即可确定图像竖直偏移量Δh。其中，基准图像可以参照前述介绍，在此不再赘述。

如图8B和图8C所示，为两种不同偏移情况下初始图像与基准图像之间的差异，图8B中可以通过图像顶端位置之间的偏差求取图像竖直偏移量Δh，图8C中可以通过图像底端位置之间的偏差求取图像竖直偏移量Δh。

由于在测试过程中，图像显示模块的测试显示器上会显示相应的模板图像，则初始图像竖直尺寸可以是所拍摄到的测试图像的像素宽度。基准图像竖直尺寸为图像显示模块中的模板图像的实际尺寸。

如图8D所示，为不同参数在几何视图中的展示情况，则根据三角形相似原理，可以推出

将上述公式进行转换后可以得到计算竖直位置偏差值的公式

式中，h为竖直位置偏差值，H′为基准图像竖直尺寸，Δh为图像竖直偏移量，H为初始图像竖直尺寸。

需要说明的是，当初始图像位于基准图像的上方时，应该控制待测内窥镜向下移动对应的距离，相应的，当初始图像位于基准图像的下方时，应该控制待测内窥镜向上移动对应的距离。

S530：图像处理装置根据空间位置偏差值生成移动指令。

在确定空间位置偏差值后，图像处理装置可以根据运动模块的运动状况，结合所述空间位置偏差值可以确定如何控制运动模块移动，以将待测内窥镜移动至基准拍摄位置进行拍摄。

利用一个具体的示例进行说明，假设运动模块中包括丝杠滑轨。如图9A所示，丝杠滑轨可以通过丝杠转动方式带动可动连接件移动，达到内窥镜前后移动的效果。运动模块通过私服电机进行驱动，假设私服电机编码器分辨率为b，丝杠螺纹距为p，脉冲数为n，移动距离为s，则上述参数之间存在公式n＝(s×p)/b，即求取得到运动过程中电机的脉冲数。

在需要对待测内窥镜进行旋转时，可以采用齿轮传动装置进行旋转。如图9B所示，齿轮传动装置中采用相同模数的齿轮相互啮合将动力由主轴传送给从轴，以完成动力传递。手持端与滑轨可动连接件采用铰链连接，以便待测内窥镜可以上下升降调整。利用一个示例进行说明，假设角度动作脉冲数为p，一圈总脉冲数为n，期望调整角度为θ，则在调整角度时发送的脉冲数p＝n×(θ/360°)，即求取得到旋转过程中电机的脉冲数。

S540：图像处理装置发送移动指令至运动模块。

图像处理装置可以基于与运动模块之间的通信方式将移动指令发送至运动模块。

S550：运动模块基于移动指令带动待测内窥镜移动至基准拍摄位置。

基于步骤S530中的描述，运动模块可以将待测内窥镜带动至基准拍摄位置以执行后续的操作。

S560：图像处理装置获取待测内窥镜在所述基准拍摄位置拍摄的测试图像。

在待测内窥镜移动至基准拍摄位置后，待测内窥镜重新拍摄相应的测试图像，并将拍摄到的测试图像发送至图像处理装置进行评估。

S570：图像处理装置基于所述测试图像对待测内窥镜进行评估。

在获取到待测内窥镜所拍摄的测试图像后，可以基于测试图像对待测内窥镜进行评估。

在一些实施方式中，针对待测内窥镜进行评估，主要是针对待测内窥镜的图像展示时延进行评估，此外，也可以针对待测内窥镜的图像拍摄质量进行评估。

图像展示时延是在内窥镜开始拍摄图像至最终将图像进行展示这段时间的长度。由于内窥镜在拍摄图像之后，传输图像和对图像进行处理都需要消耗一定的时间，因此可以计算图像展示时延来对待测内窥镜在时延方面的效果进行评估。

为了实现图像展示时延的计算，在图像显示模块展示图片的同时，还可以在显示屏上显示时钟数据。时钟数据可以是根据当前时间实时更新的数据，也可以是应用于本次测试环境中的计时数据。总之，时钟数据需要体现正常时间的变化情况。基于评估的精度要求，可以确定时钟数据的精确性，例如，可以将这一数据精确至毫秒，即在显示器中并列显示分钟、秒、毫秒。

基于测试装置的图像显示模块所展示的时钟数据，在计算图像展示时延时，可以确定接收到测试图像时的图像展示时刻，并识别测试图像中的图像拍摄时刻，再基于图像展示时刻和图像拍摄时刻计算图像展示时延。

在待测内窥镜拍摄初始图像后，在初始图像中即包含有对应的时钟数据，用于表示待测内窥镜拍摄所述测试图像的时刻。在待测内窥镜将测试图像传输给图像处理装置，图像处理装置将处理后的图像传递给内窥镜显示器进行展示时，图像处理装置可以直接获取展示图像的时刻，而由于所拍摄的测试图像中已经存在有拍摄时刻，通过对测试图像进行识别即可直接获取图像拍摄时刻。具体的识别方式例如可以通过OCR等方法进行识别，在此不做赘述。

需要注意的是，为了保证计算结果的准确性，图像显示模块的测试显示器所显示的计时和图像处理装置中的计时数据应始终保持同步。

图像处理装置通过求取图像接收时刻和图像拍摄时刻即可得到图像展示时延。

下面利用一个具体的示例进行说明，如图10A和图10B所示，分别为识别到的测试图像中的图像拍摄时刻和展示测试图像时的图像展示时刻，其中，间隔的三个数据分别用于表示分钟、秒和毫秒。则图像拍摄时刻为16分6秒841，图像展示时刻为18分1秒779，则图像展示时延为1分54秒938。也可以统一转化为毫秒进行表示，设原图数据时间为：m，s，ms，图像系统显示数据时间为：m′，s′，ms′，则延时t＝(m′-m)×60×1000+(s′-s)×1000+(ms′-ms)。

在获取到图像展示时延后，可以基于图像展示时延对待测内窥镜进行评估。具体的，可以预先设置图像延时阈值，并将所述图像展示时延与图像延时阈值进行比较，若图像展示时延大于图像延时阈值，表明经由该待测内窥镜处理图像的时间过长，待测内窥镜可能存在质量问题，可以给予待测内窥镜消极评估结果。若图像展示时延不大于图像延时阈值，则表明图像展示延时较小，能够取得较好的应用效果，可以给予待测内窥镜积极评估结果。

在一些实施方式中，若仅仅基于一次图像展示时延进行评估可能会影响评估结果的准确性，因此，可以控制待测内窥镜在基准拍摄位置拍摄至少两张测试图像，并分别计算对应于各个测试图像的图像展示时延。根据计算得到的所有图像展示时延求取平均时延，再利用平均时延对待测内窥镜进行评估。具体的评估方式参照上述示例，在此不再赘述。

除了结合时延对待测内窥镜进行评估，还可以针对待测内窥镜拍摄图像的质量进行评估。

在进行质量评估时，可以通过直接比较图像显示模块所展示的模板图像和待测内窥镜拍摄到的测试图像，根据比较结果来确定图像拍摄质量。

具体的，可以针对测试图像的颜色、灰度、分辨率等方面进行评测。为了实现对于这些效果的评估，图像显示模块可以展示色测试模板图像、灰阶测试模板图像、分辨率测试模板图像和OECF测试模板图像等不同类型的图片。如图11A、图11B、图11C、图11D所示，分别为色测试模板图像、灰阶测试模板图像、分辨率测试模板图像和OECF测试模板图像，这些测试图像的基于所针对的测试目标具有对应的展示特点，例如色测试模板图像中包含有多种颜色的图块，灰阶测试模板图像中包含有不同灰度的图块，从而能够实现对于不同方面的图像质量的评估。根据内窥镜拍摄到的测试图像的效果能够对拍摄质量进行评估，例如，当拍摄色测试模板图像时，色测试模板图像中包含有24个不同颜色的图块，若内窥镜拍摄到的测试图像中也能够区分出24个不同颜色的图块，则这一内窥镜具有较好的图像拍摄质量；若拍摄到的测试图像中所展示的部分图块的颜色相同，则内窥镜拍摄图像时无法对图像中的颜色进行有效区分，针对这一内窥镜的图像拍摄质量可以给予消极评价结果。针对不同类型的模板图像可以具有不同的图像拍摄质量的评估标准，具体可以基于实际应用的需求进行设置，在此不再赘述。

实际应用中也可以采用其他方式来实现图像质量的评估，并不限于上述示例，在此不再赘述。

下面利用一个具体的示例进行描述，如图12所示，为基于上述内窥镜评估方法所执行的具体操作过程的流程示意图。首先，基于步骤1210，通过手动调节获取待测内窥镜的校准图像及对应于的位姿数据，该步骤主要通过手动调节大致确定待测内窥镜的位姿，使得待测内窥镜与标准状态下的位姿不存在过大差异，之后基于步骤1220，利用位姿数据对内窥镜进行粗定位。

针对粗定位后的内窥镜，执行步骤1230，利用内窥镜拍摄初始图像，再执行步骤1240，比较初始图像是否与基准图像相同，比较结果显示已经相同，则无需在对内窥镜进行校准，跳转至步骤1270；若不相同，则当前内窥镜的位置与基准位置之间存在偏差，需要对内窥镜进行校准，跳转至步骤1250，计算旋转角、Z轴位置和X轴位置，并基于计算得到的位置确定调整策略，之后，执行步骤1260，基于调整策略，运动控制系统控制电机运动至期望位置。控制完毕后，返回步骤1230，利用内窥镜重新拍摄数据并比较，直至初始图像与基准图像相同为止。

在内窥镜调整完成后，即可针对内窥镜的时延进行测试，具体的，先执行步骤1280，将图像显示模块中的测试显示器的显示图像更换为时钟数据，再执行步骤1290，通过多次截屏来获取两张时钟图像，其中一张为内窥镜拍摄的测试图像，另一张为同一时刻测试显示器上所显示的图像。通过执行步骤12100，提取这两张时钟图像上的时间来计算时差，并执行步骤12110，通过多次计算求取时差的平均值即得到了当前系统的延时，即显示内窥镜拍摄的图像与真实场景之间的延时，进而实现对内窥镜的评估。

基于上述实施例和场景示例的介绍，可以看出，所述内窥镜评估方法在进行内窥镜评估时，获取到内窥镜针对图像显示模块拍摄的初始图像后，能够通过初始图像确定待测内窥镜当前位置与基准拍摄位置之间的空间位置偏差，进而根据空间位置偏差生成相应的移动指令，从而带动待测内窥镜移动至基准拍摄位置。在待测内窥镜移动至基准拍摄位置并拍摄对应的测试图像后，能够通过预先设置的评价标准统一进行评价，确定待测内窥镜的拍摄效果。由于在评估过程中可以直接根据预先设定的程序对待测内窥镜进行移动和控制，无需人为操作，保证了评估过程的便捷性。而由于对所有内窥镜的评估都是基于基准拍摄位置而实现的，使得所有评估均基于统一的标准，也实现了评估结果的准确性，从而实现了便捷且准确地对内窥镜进行评估的效果。

基于图3所对应的内窥镜评估方法，本说明书实施例还提出一种内窥镜评估方法。所述内窥镜评估方法的执行主体为图像处理设备。如图13所示，所述内窥镜评估方法包括以下具体实施步骤。

S1310：获取待测内窥镜拍摄的初始图像；所述初始图像包括在初始空间位置拍摄的图像。

对于该步骤的介绍可以参照步骤S510中的描述，在此不再赘述。

S1320：利用所述初始图像计算空间位置偏差值。

对于该步骤的介绍可以参照步骤S520中的描述，在此不再赘述。

S1330：根据所述空间位置偏差值控制所述待测内窥镜移动至基准拍摄位置。

对于该步骤的介绍可以参照步骤S530、S540、S550中的描述，在此不再赘述。

S1340：基于所述待测内窥镜在所述基准拍摄位置拍摄的测试图像，对所述待测内窥镜进行评估。

对于该步骤的介绍可以参照步骤S560、S570中的描述，在此不再赘述。

基于图13所对应的内窥镜评估方法，本说明书实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令。所述计算机可读存储介质可以基于设备的内部总线被处理器所读取，进而通过处理器实现所述计算机可读存储介质中的程序指令。

在本实施例中，所述计算机可读存储介质可以按任何适当的方式实现。所述计算机可读存储介质包括但不限于随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、缓存(Cache)、硬盘(Hard Disk Drive,HDD)、存储卡(MemoryCard)等等。所述计算机存储介质存储有计算机程序指令。在所述计算机程序指令被执行时实现本说明书图X所对应实施例的程序指令或模块。

虽然上文描述的过程流程包括以特定顺序出现的多个操作，但是，应当清楚了解，这些过程可以包括更多或更少的操作，这些操作可以顺序执行或并行执行(例如使用并行处理器或多线程环境)。

本申请是参照根据本说明书实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备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，磁带磁磁盘存储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。

本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本说明书实施例可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书实施例，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (14)

1.一种内窥镜评估方法，其特征在于，包括：

获取待测内窥镜拍摄的初始图像，所述初始图像包括在初始空间位置拍摄的图像；

利用所述初始图像计算空间位置偏差值；

根据所述空间位置偏差值控制所述待测内窥镜移动至基准拍摄位置；

基于所述待测内窥镜在所述基准拍摄位置拍摄的测试图像，对所述待测内窥镜的图像展示时延和/或图像拍摄质量进行评估。

2.如权利要求1所述的内窥镜评估方法，其特征在于，所述空间位置偏差值包括距离偏差值、旋转角度偏差值和竖直位置偏差值中的至少一种。

3.如权利要求2所述的内窥镜评估方法，其特征在于，所述待测内窥镜被放置于测试装置上，所述测试装置包括图像显示模块；所述图像显示模块用于显示模板图像；所述初始图像包括拍摄所述模板图像后所得到的图像。

4.如权利要求3所述的内窥镜评估方法，其特征在于，所述利用所述初始图像计算空间位置偏差值，包括：

确定初始图像水平尺寸和初始距离；所述初始距离包括待测内窥镜与图像显示模块之间的距离；

根据所述初始图像水平尺寸、基准图像水平尺寸和初始距离计算目标距离；

根据所述目标距离和初始距离计算距离偏差值。

5.如权利要求3所述的内窥镜评估方法，其特征在于，所述利用所述初始图像计算空间位置偏差值，包括：

确定所述初始图像的初始灰度变化曲线；

将所述初始灰度变化曲线与基准图像的基准灰度变化曲线进行比较得到旋转角度偏差值。

6.如权利要求5所述的内窥镜评估方法，其特征在于，所述初始灰度变化曲线包括以初始图像的中心为极点的极坐标灰度曲线；所述基准灰度变化曲线包括以基准图像的中心为极点的极坐标灰度曲线；所述极坐标灰度曲线包括分别在各个角度上的图像像素点的灰度值之和。

7.如权利要求3所述的内窥镜评估方法，其特征在于，所述利用所述初始图像计算空间位置偏差值，包括：

基于初始图像和基准图像之间的像素点竖直偏差确定图像竖直偏移量；

确定初始图像竖直尺寸；

根据所述图像竖直偏移量、初始图像竖直尺寸和基准图像竖直尺寸计算竖直位置偏差值。

8.如权利要求4、5、7中任一项所述的内窥镜评估方法，其特征在于，所述基准图像包括所述内窥镜在所述基准拍摄位置拍摄所述图像显示模块显示的所述模板图像后所得到的图像。

9.如权利要求3所述的内窥镜评估方法，其特征在于，

所述图像显示模块上显示有时钟数据；所述基于所述待测内窥镜在所述基准拍摄位置拍摄的测试图像，对所述待测内窥镜的图像展示时延进行评估，包括：

确定展示测试图像时的图像展示时刻；

识别所述测试图像中的图像拍摄时刻；

基于所述图像展示时刻和图像拍摄时刻计算图像展示时延；

基于所述图像展示时延对待测内窥镜进行评估；

其中，在所述图像展示时延大于图像延时阈值的情况下，确定所述待测内窥镜的评估结果为消极评估结果。

10.如权利要求9所述的内窥镜评估方法，其特征在于，所述待测内窥镜在所述基准拍摄位置拍摄有至少两张测试图像；所述基于所述待测内窥镜在所述基准拍摄位置拍摄的测试图像，对所述待测内窥镜的图像展示时延进行评估，包括：

分别计算对应于各个测试图像的图像展示时延；

求取所有图像展示时延的平均时延；

基于所述平均时延对待测内窥镜进行评估。

11.如权利要求1所述的内窥镜评估方法，其特征在于，所述基于所述待测内窥镜在所述基准拍摄位置拍摄的测试图像，对所述待测内窥镜的图像拍摄质量进行评估，包括：

将图像显示模块所展示的模板图像与所述测试图像进行比较，确定待测内窥镜的图像拍摄质量。

12.如权利要求1所述的内窥镜评估方法，其特征在于，所述待测内窥镜被放置于测试装置上；所述测试装置包括运动模块；

其中，控制所述待测内窥镜移动至基准拍摄位置，包括：

基于所述空间位置偏差值生成移动指令；

发送所述移动指令至所述运动模块，所述运动模块带动所述待测内窥镜移动至所述基准拍摄位置。

13.一种内窥镜评估系统，其特征在于，包括测试装置和图像处理装置；

所述测试装置包括运动模块和图像显示模块；所述运动模块用于根据所接受到的移动指令，带动测试装置上所放置的待测内窥镜移动；所述图像显示模块用于展示模板图像；

所述图像处理装置用于接收待测内窥镜所拍摄的初始图像；还用于根据所述初始图像计算空间位置偏差值，并根据所述空间位置偏差值控制待测内窥镜移动至基准拍摄位置；还用于根据待测内窥镜在基准拍摄位置所拍摄的测试图像对待测内窥镜进行评估。

14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，其特征在于，所述计算机程序/指令在被执行时实现如权利要求1-12中任一项所述的内窥镜评估方法。

Images