CN115299859A - 一种内窥镜系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内窥镜系统，包括镜体，所述镜体的头端设置有成像组件，所述镜体的后端设置有光源，其特征是：所述成像组件上设置有运动状态监测模块，所述镜体上设置有光源出光量控制模块，所述光源出光量控制模块与运动状态监测模块电气连接，用于控制光源的出光量。本发明内窥镜系统将出光量变化量与运动状态结合，使当前图像亮度可以更快的靠近目标亮度。

Description

一种内窥镜系统
本专利申请是申请号为“202110232790.6”专利申请的分案申请，原申请的申请号为202110232790.6，申请日为2021年3月3日，发明创造名称为“一种内窥镜出光量的控制方法及内窥镜系统”。
技术领域
本发明涉及内窥镜领域，特别是涉及一种内窥镜系统。
背景技术
现有技术中的内窥镜通过镜体头端的成像组件获取场景的图像，计算每帧图像的亮度跟预设的图像亮度是否一致，如果不一致，则改变内窥镜光源的出光量，达到图像亮度保持稳定的目的。
但是这种调节方式受限于镜体头端的成像组件的输出帧率，在镜体快速运动或者镜体随腔体一起快速运动时，图像亮度的稳定性不好，导致图像亮度忽明忽暗，影响对关键图像信息的观察，而且对人眼也不友好。
因此本领域技术人员致力于开发一种成像亮度稳定的内窥镜系统。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种成像亮度稳定的内窥镜系统。
为实现上述目的，本发明提供了一种内窥镜出光量的控制方法，包括以下步骤：
1)获取镜体在不同运动状态时的出光量变化系数；
2)将镜体获取的当前图像与预设图像进行比较，得到初始出光量变化量；
3)获取镜体的运动状态，并将该运动状态下的出光量变化系数作用于初始出光量变化量，得到最终出光量变化量；
4)使光源根据最终出光量变化量输出最终出光量。
为了得到初始出光量变化量，在步骤2)中，计算镜体获取的当前图像亮度，并将当前图像亮度与预设图像亮度比较后得到亮度差值，以该亮度差值得到初始出光量变化量。
较佳的，镜体的运动状态包括进镜状态、持镜状态、非零位状态和退镜状态；
当镜体为进镜状态或非零位状态时，出光量变化系数作用于初始出光量变化量后，抑制出光量减小的幅度；
当镜体为持镜状态时，出光量变化系数作用于初始出光量变化量后，保持出光量变化量随图像亮度成恒定比例关系；
当镜体为退镜状态时，出光量变化系数作用于所述出光量变化量后，扩大出光量增加的幅度。
本发明内窥镜出光量的控制方法通过将出光量变化系数作用于初始出光量变化量，将出光量变化量与运动状态结合，使当前图像亮度可以更快的靠近目标亮度。
本发明还提供了一种内窥镜系统，包括镜体，所述镜体的头端设置有成像组件，所述镜体的后端设置有光源，所述成像组件上设置有运动状态监测模块，所述镜体上设置有光源出光量控制模块，所述光源出光量控制模块与运动状态监测模块电气连接，用于控制光源的出光量。
较佳的，所述光源出光量控制模块包括：
初始出光量获取单元，用于将镜体获取的当前图像与预设图像进行比较，以得到初始出光量变化量；
最终出光量获取单元，用于采集运动状态监测模块的信息，以获取镜体的运动状态，并将该运动状态下的出光量变化系数作用于初始出光量变化量，以得到最终出光量变化量；
出光量输出单元，用于使光源根据最终出光量变化量输出最终出光量。
较佳的，所述最终出光量获取单元采集运动状态监测模块的信息的速率数倍于所述成像组件的图像采集帧率。
较佳的，所述运动状态监测模块为三轴加速度计。
为了实时监测镜体的运动状态，所述三轴加速度计的X轴与所述镜体的轴线重合。
本发明的有益效果是：本发明内窥镜系统可以实现对镜体运动状态的实时监测，更快的改变内窥镜光源的出光量，以保持图像亮度的稳定。
附图说明
图1是本发明一具体实施方式中内窥镜出光量的控制方法的流程图。
图2是本发明一具体实施方式内窥镜系统中镜体的结构示意图。
图3是本发明一具体实施方式内窥镜系统中光源出光量控制模块的框架示意图。
图4是本发明一具体实施方式中内窥镜系统的控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，需注意的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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、以特定的方式构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1所示，一种内窥镜出光量的控制方法的流程图，该内窥镜出光量的控制方法包括以下步骤：
S1、获取镜体在不同运动状态时的出光量变化系数。
S2、将镜体获取的当前图像与预设图像进行比较，得到初始出光量变化量。
具体的，计算镜体获取的当前图像亮度，并将当前图像亮度与预设图像亮度比较后得到亮度差值，以该亮度差值得到初始出光量变化量。
S3、获取镜体的运动状态，并将该运动状态下的出光量变化系数作用于初始出光量变化量，得到最终出光量变化量。
S4、使光源根据最终出光量变化量输出最终出光量。
镜体的运动状态包括进镜状态、持镜状态、非零位状态和退镜状态。
当获取的镜体运动状态信息为进镜状态或非零位状态时，出光量变化系数作用于初始出光量变化量后，抑制出光量减小的幅度。
当获取的镜体运动状态信息为持镜状态时，出光量变化系数作用于初始出光量变化量后，保持出光量变化量随图像亮度成恒定比例关系。
当获取的镜体运动状态信息为退镜状态时，出光量变化系数作用于初始出光量变化量后，扩大出光量增加的幅度。
如图2、图3所示，上述的内窥镜出光量的控制方法可通过一种内窥镜系统来实现，该内窥镜系统包括镜体10，镜体10的头端设置有成像组件20，镜体10的后端设置有光源，成像组件20上设置有运动状态监测模块30，镜体10上设置有光源出光量控制模块40，光源出光量控制模块40与运动状态监测模块30电气连接，用于控制光源的出光量。
运动状态监测模块30为可监测镜体运动状态的组件，本实施例中，运动状态监测模块30为三轴加速度计，三轴加速度计的X轴与镜体10的轴线重合。
光源出光量控制模块40包括：
初始出光量获取单元41，用于将镜体10获取的当前图像与预设图像进行比较，以得到初始出光量变化量。
最终出光量获取单元42，用于采集运动状态监测模块30的信息，以获取镜体10的运动状态，并将该运动状态下的出光量变化系数作用于初始出光量变化量，以得到最终出光量变化量；
出光量输出单元43，用于使光源根据最终出光量变化量输出最终出光量。
如图4所示，一方面，光源出光量控制模块计算镜体获取的当前图像亮度，并将当前图像亮度与预设图像亮度比较后得到亮度差值，以该亮度差值得到初始出光量变化量。同时另一方面，光源出光量控制模块以数倍于成像组件图像采集帧率的速率采集加速度计的参数，对加速度计的三轴参数进行运动趋势拟合，得出镜体的运动状态，根据不同的运动状态得到出光量变化系数，然后将光量变化系数作用于初始出光量变化量，得到最终出光量变化量，进而得到不同状态下的最终出光量。
进镜状态，镜体头端会逼近腔体壁，图像亮度加速变亮，光源出光量控制模块根据进镜状态下的加速度参数产生进镜状态下的出光量变化系数，并将该进镜状态下的出光量变化系数作用到进镜状态下的初始出光量变化量，抑制出光量减小的幅度，以保证图像亮度不会突然变暗。
持镜状态，镜体头端需要长时间观察，图像亮度变化不大。光源出光量控制模块根据持镜状态下的加速度参数产生持镜状态下的初始出光量变化系数，并将该持镜状态下的出光量变化系数作用到持镜状态下的出光量变化量，保持出光量变化量随图像亮度成恒定的比例关系，维持的图像亮度稳定。
非零位状态，镜体头端在打角度情况也会逼近腔体壁，光源出光量控制模块根据非零位状态下的加速度参数产生非零位状态下的出光量变化系数，并将该非零位状态下的出光量变化系数作用到非零位状态下的初始出光量变化量，抑制出光量减小的幅度，以保证图像亮度不会突然变暗。
退镜状态，镜体头端会加速远离腔体壁，光源出光量控制模块根据退镜状态下的加速度参数产生退镜状态下的出光量变化系数，并将该退镜状态下的出光量变化系数作用到退镜状态下的初始出光量变化量，扩大出光量增加的幅度，以保证图像亮度不会突然变亮。
本发明通过加速度计实时监测镜体的运动状态，对加速度计测得的运动状态进行分析，得出不同运动状态下的出光量变化系数，达到精准控制出光量，解决了镜体快速运动导致的图像亮度忽明忽暗的问题。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种内窥镜系统，包括镜体(10)，所述镜体(10)的头端设置有成像组件(20)，所述镜体(10)的后端设置有光源，其特征是：所述成像组件(20)上设置有运动状态监测模块(30)，所述镜体(10)上设置有光源出光量控制模块(40)，所述光源出光量控制模块(40)与运动状态监测模块(30)电气连接，用于控制光源的出光量。
2.如权利要求1所述的内窥镜系统，其特征是，所述光源出光量控制模块(40)包括：
初始出光量获取单元(41)，用于将镜体(10)获取的当前图像与预设图像进行比较，以得到初始出光量变化量；
最终出光量获取单元(42)，用于采集运动状态监测模块(30)的信息，以获取镜体(10)的运动状态，并将该运动状态下的出光量变化系数作用于初始出光量变化量，以得到最终出光量变化量；
出光量输出单元(43)，用于使光源根据最终出光量变化量输出最终出光量。
3.如权利要求2所述的内窥镜系统，其特征是：所述最终出光量获取单元(42)采集运动状态监测模块(30)的信息的速率数倍于所述成像组件(20)的图像采集帧率。
4.如权利要求1所述的内窥镜系统，其特征是：所述运动状态监测模块(30)为三轴加速度计。
5.如权利要求4所述的内窥镜系统，其特征是：所述三轴加速度计的X轴与所述镜体(10)的轴线重合。
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