CN115813314A - 图像亮度调节方法、调光装置及内窥镜 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种图像亮度调节方法、调光装置及内窥镜，该图像亮度调节方法，应用于内窥镜的调光装置，所述调光装置包括CMOS曝光时间调节区间、光源亮度调节区间以及CMOS增益调节区间，所述图像亮度调节方法包括：获取当前帧图像的平均亮度以及预设的目标亮度；判断当前所处的调节区间；根据当前帧图像的平均亮度及所述目标亮度，计算当前所处的调节区间的调节比例系数；根据该调节比例系数在当前所处的调节区间内对图像亮度进行调节。与现有技术相比，本发明通过设置调节比例系数，实现对图像亮度的动态调节，拓宽调节范围，在达到相同目标亮度的前提下，尽可能地提高图像质量。

Description

图像亮度调节方法、调光装置及内窥镜

技术领域

本发明涉及内窥镜技术领域，尤其涉及一种图像亮度调节方法、调光装置及内窥镜。

背景技术

电子内窥镜是一种可插入人体体腔和脏器内腔进行直接观察、诊断、治疗的集光、机、电等高精尖技术于一体的医用电子光学仪器。在对人体内部腔体和脏器内腔进行手术时，医生需要观察内窥镜系统拍摄的图像来得知人体内部腔体和脏器内腔的情况，由于在手术过程中，内窥镜的镜头与被照物体的距离会发生变化，内窥镜系统所拍摄的图像往往会存在过亮或者过暗等问题，即图像过曝或者欠曝，从而导致医生无法观察到清晰的人体内部图像。因此，需要经常对内窥镜的图像亮度进行调节。

现有的电子内窥镜，主要通过三种方式对图像亮度进行调节：(1)自动调节CMOS曝光时间、(2)自动调节光源亮度、(3)自动调节CMOS增益。但是这三种调光方式都具有其局限性。CMOS的曝光时间和增益调节的调节范围受限于CMOS本身，其总体调节范围有限，且CMOS曝光时间过高可能会产生图像拖影；而CMOS增益过高则图像信噪比不高、噪点大、整体图像效果不佳。调节光源亮度则受限于光源亮度调节范围，不同光源(例如LED)亮度调节线性区间有限，且普遍存在低亮度下光源亮度调节精度不够、调光范围有限的问题。

有鉴于此，确有必要提供一种图像亮度调节方法、调光装置及内窥镜，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种调节范围宽，且成像质量好的图像亮度调节方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种图像亮度调节方法，应用于内窥镜的调光装置，所述调光装置包括CMOS曝光时间调节区间、光源亮度调节区间以及CMOS增益调节区间，所述图像亮度调节方法包括：

获取当前帧图像的平均亮度以及预设的目标亮度；

判断当前所处的调节区间；

根据当前帧图像的平均亮度及所述目标亮度，计算当前所处的调节区间的调节比例系数；

根据该调节比例系数在当前所处的调节区间内对图像亮度进行调节。

作为本发明的进一步改进，所述图像亮度调节方法还包括：

比较当前帧图像的平均亮度和目标亮度的大小；

根据平均亮度和目标亮度的比较结果以及当前所处的调节区间的调节参数的调节范围，判断是否继续留在当前所处的调节区间进行调节；若否，则进入相邻调节区间进行调节。

作为本发明的进一步改进，所述根据平均亮度和目标亮度的比较结果以及当前所处的调节区间的调节范围，判断是否继续留在当前所处的调节区间进行调节的方法包括：

S61：若当前处于光源亮度调节区间，并且，当前的光源亮度已达光源亮度调节范围的下限阈值，同时，平均亮度大于目标亮度，则进入CMOS曝光时间调节区间；

S62：若当前处于光源亮度调节区间，并且，当前的光源亮度已达光源亮度调节范围的上限阈值，同时，平均亮度小于目标亮度，则进入CMOS增益调节区间；

S63：若当前处于CMOS曝光时间调节区间，并且，当前的CMOS曝光时间已达CMOS曝光时间调节范围的上限阈值，同时，平均亮度小于目标亮度，则进入光源亮度调节区间；

S64：若当前处于CMOS增益调节区间，并且，当前的CMOS增益已达CMOS增益调节范围的下限阈值，同时，平均亮度大于目标亮度，则进入光源亮度调节区间；

S65：若不满足S61～S64的条件，则保持当前所处的调节区间不变。

作为本发明的进一步改进，所述调节比例系数等于目标亮度与平均亮度的比值的a次方，其中a为常数，且0＜a＜1。

作为本发明的进一步改进，所述根据该调节比例系数在当前所处的调节区间内对图像亮度进行调节的方法包括：将当前所处的调节区间的当前帧图像的参数数值乘以与该调节区间相对应的调节比例系数得到下一帧图像的参数数值。

作为本发明的进一步改进，若将当前所处调节区间的当前帧图像的参数数值乘以与该调节区间相对应的调节比例系数后的结果大于该调节区间的调节范围的上限阈值，则将下一帧图像的参数数值调整为该上限阈值；若将当前所处调节区间的调节数值乘以与该调节区间相对应的调节比例系数后的结果小于该调节区间的调节范围的下限阈值，则将下一帧图像的参数数值调整为该下限阈值。

作为本发明的进一步改进，所述调节区间的调节范围的下限阈值大于等于该调节区间的调节参数的最小调节步长的P倍，其中P＞1。

作为本发明的进一步改进，在两帧图像数据传输时间的空隙完成所述图像亮度调节方法，每一帧图像通过所述图像亮度调节方法调节一次，重复所述图像亮度调节方法直至调节完成。

本发明的另一目的在于提供一种应用上述图像亮度调节方法的调光装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种调光装置，所述调光装置包括CMOS曝光时间调节区间、光源亮度调节区间以及CMOS增益调节区间，所述调光装置还包括：

参数获取模块，用于获取当前帧图像的平均亮度以及预设的目标亮度；

判断模块，判断当前所处的调节区间以及所述平均亮度与所述目标亮度的大小；

计算模块，根据所述平均亮度及所述目标亮度计算当前所处的调节区间的调节比例系数；

控制模块，应用上述图像亮度调节方法对图像亮度进行调节。

本发明另外提供了一种内窥镜，所述内窥镜包括上述的调光装置。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的图像亮度调节方法、调光装置及内窥镜，其中，图像亮度调节方法通过判断当前帧图像所处的调节区间，并计算与当前所处的调节区间对应的调节比例系数，实现对图像亮度的动态调节，从而拓宽图像亮度的调节范围，在极宽的动态范围内将图像亮度调整至目标值。同时，通过合理地分配CMOS曝光时间、光源亮度及CMOS增益的参数，在达到相同目标亮度的前提下，尽可能提高图像的信噪比，以尽可能地提高图像质量。

附图说明

图1是本发明一优选实施例的图像亮度调节方法的流程示意图

图2是本发明的各个调节区间与图像亮度的关系图。

图3是本发明另一优选实施例的图像亮度调节方法的流程示意图。

图4是本发明优选实施例中判断是否改变调节区间的流程示意图。

图5是本发明的调光装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

在此，需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

另外，还需要说明的是，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。

请参阅图1-4所示，本发明提供了一种优选实施例的图像亮度调节方法，应用于CMOS成像的电子内窥镜的调光装置100，所述调光装置100包括CMOS曝光时间调节区间11、光源亮度调节区间12以及CMOS增益调节区间13。

所述图像亮度调节方法包括：

S1：获取当前帧图像的平均亮度以及预设的目标亮度。

具体地，通过调光装置100的参数获取模块20获取当前帧图像的平均亮度以及预设的目标亮度。可选地，参数获取模块20获取当前帧图像的RGB图像数据，然后将RGB图像数据转为YCbCr图像数据，并通过计算获得当前帧图像的平均亮度。

S2：判断当前所处的调节区间。

将调光装置100的CMOS曝光时间调节区间11、光源亮度调节区间12以及CMOS增益调节区间13按照图像亮度由低到高排列，如图1所示，CMOS曝光时间调节区间11对应的图像亮度较低，CMOS增益调节区间13对应的图像亮度较高，而光源亮度调节区间12调节区间位于CMOS曝光时间调节区间11和CMOS增益调节区间13之间。通过调光装置100的判断模块30判断当前调光装置100所处的调节区间。

S3：根据当前帧图像的平均亮度及所述目标亮度，计算当前所处的调节区间的调节比例系数K。

调光装置100的计算模块40根据当前帧图像的平均亮度及所述目标亮度，计算当前所处的调节区间的调节比例系数K。

进一步地，调节比例系数K为动态数值，与当前帧图像的平均亮度及预设的目标亮度有关。即，调节比例系数K等于目标亮度与平均亮度的比值的a次方，其中a为常数，且0＜a＜1。通过将调节比例系数K等于目标亮度与平均亮度的比值的a次方，以使得图像亮度的调节过程比较平滑，即，两帧图像亮度之间过渡比较平滑，提高视觉舒适性。

具体地，CMOS曝光时间调节区间11对应第一调节比例系数K1，K1＝(目标亮度/平均亮度)^a1。优选地，在本实施例中，a1＝0.2。

光源亮度调节区间12对应第二调节比例系数K2，K2＝(目标亮度/平均亮度)^a2。优选地，在本实施例中，a2＝0.3。

CMOS增益调节区间13对应第三调节比例系数K3，K3＝(目标亮度/平均亮度)^a3。优选地，在本实施例中，a3＝0.1。

在本实施例中，第一调节比例系数K1、第二调节比例系数K2和第三调节比例系数K3中的a1、a2和a3不相同，在其他实施例中，a1、a2和a3也可以相同，或者部分相同。本发明对此不予限制。即，常数a为经验值，可以根据实际情况进行调整。

控制模块50根据该调节比例系数K在当前所处的调节区间内对图像亮度进行调节。

S4：根据该调节比例系数K在当前所处的调节区间内对图像亮度进行调节。

进一步地，步骤S4根据该调节比例系数K在当前所处的调节区间内对图像亮度进行调节的方法包括步骤S41：将当前所处的调节区间的当前帧图像的参数数值乘以与该调节区间相对应的调节比例系数K得到下一帧图像的参数数值。

控制模块50根据计算模块40计算得到的下一帧图像的参数数值以在当前所处的调节区间进行调整或进入相邻的调节区间进行调整。

进一步地，图像亮度调节方法还包括步骤S01：对CMOS曝光时间调节区间11、光源亮度调节区间12以及CMOS增益调节区间13的调节范围进行设置，确定各个调节区间的上限阈值和下限阈值。

CMOS曝光时间调节区间11的调节范围的上限阈值和下限阈值的选取原则：CMOS曝光时间调节区间11的下限阈值大于等于CMOS曝光时间参数最小调整步长的P1倍，CMOS曝光时间调节区间11的调节范围的上限阈值应选取实际图像无明显拖影前提下的最高曝光时间参数。

光源亮度调节区间12的调节范围的上限阈值和下限阈值的选取原则：光源亮度调节区间12的调节范围的下限阈值大于等于光源亮度最小调整步长的P2倍，光源亮度调节区间12的调节范围的上限阈值不大于光源的最高亮度。进一步地，在光源亮度调节范围内亮度调节为严格单调、近似线性的调节。

CMOS增益调节区间13的调节范围的上限阈值和下限阈值的选取原则：CMOS增益调节区间13的下限阈值应大于等于CMOS增益参数最小调节步长的P3倍，CMOS增益节区间的上限阈值选取图像噪声在可接受范围内的最高值。

其中，各个调节区间的调节范围的下限阈值大于等于该调节区间的调节参数的最小调节步长的P倍，其中P＞1。通过设置各个调节区间的调节范围的下限阈值大于等于该调节区间的调节参数的最小调节步长的P倍，使得各个调节区间的调节参数可以按照比例进行调节。优选地，P为经验值，P的选取与CMOS和光源等硬件设置相关，若P的值太小，则调节不够精细，若P的值太大，则限制了整体调节范围。故，P的选取需要适中。在本实施例中，P1等于32，P2等于128，P3等于16。

进一步地，图像亮度调节方法还包括：设置CMOS曝光时间调节区间11、光源亮度调节区间12及CMOS增益调节区间13的最优调整状态。

其中，CMOS曝光时间调节区间11的参数的最优调整状态为：光源亮度保持光源亮度调节区间12的调节范围的下限阈值，CMOS增益保持CMOS增益调节区间的调节范围的下限阈值，在CMOS曝光时间调节区间11的调节范围内自动调节CMOS曝光时间参数。

光源亮度调节区间12的参数的最优调整状态为：CMOS曝光时间保持CMOS曝光时间调节区间11的调节范围的上限阈值，CMOS增益保持CMOS增益调节区间的调节范围的下限阈值，在光源亮度调节区间12的调节范围内自动调节光源亮度参数。

CMOS增益调节区间13的参数的最优调整状态为：CMOS曝光时间保持CMOS曝光时间调节区间11的调节范围的上限阈值，光源亮度保持光源亮度调节区间12的调节范围的上限阈值，在CMOS增益调节区间13的调节范围内自动调节CMOS增益参数。

进一步地，步骤S41：将当前所处的调节区间的当前帧图像的参数数值乘以与该调节区间相对应的调节比例系数得到下一帧图像的参数数值，其中，若下一帧图像的参数数值超过该调节区间的调节范围，则对该参数数值进行截断处理。

具体地，若将当前所处调节区间的当前帧图像的参数数值乘以与该调节区间相对应的调节比例系数后的结果大于该调节区间的调节范围的上限阈值，则将下一帧图像的参数数值调整为该上限阈值；若将当前所处调节区间的调节数值乘以与该调节区间相对应的调节比例系数后的结果小于该调节区间的调节范围的下限阈值，则将下一帧图像的参数数值调整为该下限阈值。

也就是说，如果当前处于CMOS曝光时间调节区间11，CMOS曝光时间调节区间11的调节范围的上限阈值为E_上，下限阈值为E_下：假设当前帧图像的CMOS曝光时间的参数数值为E1，若E1*K1的结果小于E_下，则将下一帧图像的CMOS曝光时间的参数数值E2调整为该E_下；若E1*K1的结果大于E_上，则将下一帧图像的CMOS曝光时间的参数数值E2调整为E_上。如果不是上述两种情况，则将下一帧图像的CMOS曝光时间的参数数值E2调整为E1*K1。

如果当前处于光源亮度调节区间12，光源亮度调节区间12的调节范围的上限阈值为B_上，下限阈值为B_下：假设当前帧图像的光源亮度为B1，若B1*K2的结果小于B_下，则将下一帧图像的光源亮度的参数数值B2调整为该B_下；若B1*K2的结果大于B_上，则将下一帧图像的光源亮度的参数数值B2调整为B_上。如果不是上述两种情况，则将下一帧图像的光源亮度的参数数值B2调整为B1*K2。

如果当前处于CMOS增益调节区间13，CMOS增益调节区间13的调节范围的上限阈值为G_上，下限阈值为G_下：假设当前帧图像的CMOS增益的参数数值为G1，若G1*K3的结果小于G_下，则将下一帧图像的CMOS增益的参数数值G2调整为该G_下；若G1*K3的结果大于G_上，则将下一帧图像的CMOS增益的参数数值G2调整为G_上。如果不是上述两种情况，则将下一帧图像的CMOS增益的参数数值G2调整为G1*K3。

重复上述步骤S1-S4，直至图像亮度调节完成或需要进入相邻调节区间进行调节。

进一步地，若在当前调节区间不能获得与目标亮度一致的平均亮度，则可以根据情况进入相邻的调节区间进行调节。

具体地，所述图像亮度调节方法还包括：

S5：比较当前帧图像的平均亮度和目标亮度的大小；

S6：根据平均亮度和目标亮度的比较结果以及当前所处的调节区间的调节参数的调节范围，判断是否继续留在当前所处的调节区间进行调节；若否，则进入相邻调节区间进行调节。

进一步地，步骤S6根据平均亮度和目标亮度的比较结果以及当前所处的调节区间的调节范围，判断是否继续留在当前所处的调节区间进行调节的方法包括：

S61：若当前处于光源亮度调节区间12，并且，当前的光源亮度已达光源亮度调节范围的下限阈值，同时，平均亮度大于目标亮度，则进入CMOS曝光时间调节区间11；

S62：若当前处于光源亮度调节区间12，并且，当前的光源亮度已达光源亮度调节范围的上限阈值，同时，平均亮度小于目标亮度，则进入CMOS增益调节区间13；

S63：若当前处于CMOS曝光时间调节区间11，并且，当前的CMOS曝光时间已达CMOS曝光时间调节范围的上限阈值，同时，平均亮度小于目标亮度，则进入光源亮度调节区间12；

S64：若当前处于CMOS增益调节区间13，并且，当前的CMOS增益已达CMOS增益调节范围的下限阈值，同时，平均亮度大于目标亮度，则进入光源亮度调节区间12；

S65：若不满足S61～S64的条件，则保持当前所处的调节区间不变。

进一步地，图像亮度调节方法还包括步骤S02：对调光装置100进行初始化设置。

在本实施例中，调光装置100进行初始化的状态为：CMOS曝光时间设置为其调节范围的上限阈值E_上，光源亮度设置为其调节范围内的中间值，CMOS增益设置为其调节范围的下限阈值G_下。如此设置，使得上述图像亮度的调节方法默认为在光源亮度调节区间12。当然，在其他实施例中，调光装置100的初始化状态也可以为其他设置，本发明对此不予限制。

在本实施例中，默认处于光源亮度调节区间12，若当前帧图像的光源亮度已达光源亮度调节范围的下限阈值B_下，同时，当前帧图像的平均亮度大于目标亮度，则向下进入CMOS曝光时间调节区间11。若当前帧图像的光源亮度已达光源亮度调节范围的上限阈值B_上，同时，当前帧图像的平均亮度小于目标亮度，则向上进入CMOS增益调节区间13。若不满足上述条件，则继续在光源亮度调节区间12进行调节。

类似地，若当前处于CMOS曝光时间调节区间11，并且，当前帧图像的CMOS曝光时间已达CMOS曝光时间调节范围的上限阈值E_上，同时，平均亮度小于目标亮度，则向上进入光源亮度调节区间12。若当前处于CMOS增益调节区间13，并且，当前帧图像的CMOS增益已达CMOS增益调节范围的下限阈值G_下，同时，平均亮度大于目标亮度，则向下进入光源亮度调节区间12。

进一步地，每一帧图像通过所述图像亮度调节方法调节一次。即，每一帧图像都计算一次平均亮度，比较一次平均亮度与目标亮度的大小，根据该平均亮度计算各个调节区间的调节比例系数K，然后根据该调节比例系数K及所处的调节区间进行调节。调节后，进入下一帧图像的计算与迭代。重复上述步骤，直至完成图像亮度的调节。

进一步地，在两帧图像数据传输时间的空隙完成所述图像亮度调节方法，且重复所述图像亮度调节方法直至调节完成。即重复步骤S1-S6，直至图像亮度调节完成。在两帧图像数据传输时间的空隙完成所述图像亮度调节方法，是因为两帧图像之间不传输数据，在两帧图像数据传输时间的空隙完成所述图像亮度调节方法，以避免图像数据传输一半时进行调节，从而导致图像一半亮，一半暗，影响图像质量，同时影响图像平均亮度的计算。也就是说，通过在两帧图像数据传输时间的空隙完成所述图像亮度调节方法，可以提高图像成像质量，同时对使得下一帧图像的平均亮度计算更加可靠。

本发明的图像亮度调节方法的原理为：针对采用CMOS成像的电子内窥镜，理想情况下，CMOS传感器每个像素点亮度的大致计算方式：

单个像素点亮度＝CMOS曝光时间*CMOS增益*进光量

CMOS曝光时间越长或CMOS增益越高或进光量越大，则单个像素点的亮度越高。基于单调性关系，图像整体亮度可以用以下公式来表示：

图像亮度＝F(CMOS曝光时间，CMOS增益，光源亮度)。

其中，F为满足以下特征的函数：CMOS曝光时间、CMOS增益、光源亮度三个参数中，其他两个参数保持不变，任意单个参数单调递增，则F单调递增。

针对使用场景在人体体腔内的电子内窥镜，进光量几乎全部来自光源的照明。考虑理想情况，本实例中进光量与光源亮度成近似正比关系，因此图像整体亮度的计算方式可以用以下公式来近似：

图像亮度≈CMOS曝光时间*CMOS增益*光源亮度*比例系数

上述公式是在理想的情况下得出的，实际情况复杂得多，但可以得出大致结论：CMOS曝光时间、CMOS增益及光源亮度三个参数，按一定比例调节单一参数，则图像的最终亮度近似于按照相同比例变化。

基于对图像信噪比的考量，相同目标亮度下，外界光照环境越好(光照强度越强)、CMOS曝光时间越高、增益越低，则图像信噪比越高、图像噪点越小、图像质量越高。所以在达到相同目标亮度时，应做到：高CMOS曝光时间、高光源亮度、低CMOS增益。

本发明通过获取当前帧图像的平均亮度以及预设的目标亮度，判断当前帧图像所处的调节区间，并计算与当前所处的调节区间对应的调节比例系数，根据该调节比例系数K实现对图像亮度的动态调节，从而拓宽图像亮度的调节范围，在极宽的动态范围内将图像亮度调整至目标值。同时，通过合理地分配CMOS曝光时间、光源亮度及CMOS增益的参数，在达到相同目标亮度的前提下，尽可能提高图像的信噪比，以尽可能地提高图像质量。

需要知道的是，上述图像亮度调节方法为本发明一种优选实施例的控制方法，但不限于此，在其他实施例中，图像亮度调节方法中的各个步骤也可以调换顺序、进行删减或者根据需要进行组合，本发明对此不予限制。

请参阅图5所示，本发明另外提供了一种应用上述图像亮度调节方法的调光装置100。该调光装置100应用于CMOS成像的内窥镜，用于对人体内部的腔体进行拍摄。所述调光装置100包括CMOS曝光时间调节区间11、光源亮度调节区间12以及CMOS增益调节区间13，所述调光装置100还包括：参数获取模块20，用于获取当前帧图像的平均亮度以及预设的目标亮度；判断模块30，判断当前所处的调节区间以及所述平均亮度与所述目标亮度的大小；计算模块40，根据所述平均亮度及所述目标亮度计算当前所处的调节区间的调节比例系数；控制模块50，应用上述图像亮度调节方法对图像亮度进行调节。

本发明另外提供了一种内窥镜(未图示)，所述内窥镜为COMS成像的电子内窥镜，该内窥镜包括上述的调光装置100，应用上述图像亮度调节方法，以实现对图像亮度的动态调节，扩宽调节范围，提高图像质量。

综上所述，本发明的图像亮度调节方法、调光装置100及内窥镜，其中，图像亮度调节方法通过判断当前帧图像所处的调节区间，并计算与当前所处的调节区间对应的调节比例系数，实现对图像亮度的动态调节，从而拓宽图像亮度的调节范围，在极宽的动态范围内将图像亮度调整至目标值。同时，通过合理地分配CMOS曝光时间、光源亮度及CMOS增益的参数，在达到相同目标亮度的前提下，尽可能提高图像的信噪比，以尽可能地提高图像质量。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种图像亮度调节方法，应用于内窥镜的调光装置，其特征在于，所述调光装置包括CMOS曝光时间调节区间、光源亮度调节区间以及CMOS增益调节区间，所述图像亮度调节方法包括：

获取当前帧图像的平均亮度以及预设的目标亮度；

判断当前所处的调节区间；

根据当前帧图像的平均亮度及所述目标亮度，计算当前所处的调节区间的调节比例系数；

根据该调节比例系数在当前所处的调节区间内对图像亮度进行调节。

2.根据权利要求1所述的图像亮度调节方法，其特征在于，所述图像亮度调节方法还包括：

比较当前帧图像的平均亮度和目标亮度的大小；

根据平均亮度和目标亮度的比较结果以及当前所处的调节区间的调节参数的调节范围，判断是否继续留在当前所处的调节区间进行调节；若否，则进入相邻调节区间进行调节。

3.根据权利要求2所述的图像亮度调节方法，其特征在于：所述根据平均亮度和目标亮度的比较结果以及当前所处的调节区间的调节范围，判断是否继续留在当前所处的调节区间进行调节的方法包括：

S61：若当前处于光源亮度调节区间，并且，当前的光源亮度已达光源亮度调节范围的下限阈值，同时，平均亮度大于目标亮度，则进入CMOS曝光时间调节区间；

S62：若当前处于光源亮度调节区间，并且，当前的光源亮度已达光源亮度调节范围的上限阈值，同时，平均亮度小于目标亮度，则进入CMOS增益调节区间；

S63：若当前处于CMOS曝光时间调节区间，并且，当前的CMOS曝光时间已达CMOS曝光时间调节范围的上限阈值，同时，平均亮度小于目标亮度，则进入光源亮度调节区间；

S64：若当前处于CMOS增益调节区间，并且，当前的CMOS增益已达CMOS增益调节范围的下限阈值，同时，平均亮度大于目标亮度，则进入光源亮度调节区间；

S65：若不满足S61～S64的条件，则保持当前所处的调节区间不变。

4.根据权利要求1所述的图像亮度调节方法，其特征在于：所述调节比例系数等于目标亮度与平均亮度的比值的a次方，其中a为常数，且0＜a＜1。

5.根据权利要求1所述的图像亮度调节方法，其特征在于，所述根据该调节比例系数在当前所处的调节区间内对图像亮度进行调节的方法包括：将当前所处的调节区间的当前帧图像的参数数值乘以与该调节区间相对应的调节比例系数得到下一帧图像的参数数值。

6.根据权利要求5所述的图像亮度调节方法，其特征在于：若将当前所处调节区间的当前帧图像的参数数值乘以与该调节区间相对应的调节比例系数后的结果大于该调节区间的调节范围的上限阈值，则将下一帧图像的参数数值调整为该上限阈值；若将当前所处调节区间的调节数值乘以与该调节区间相对应的调节比例系数后的结果小于该调节区间的调节范围的下限阈值，则将下一帧图像的参数数值调整为该下限阈值。

7.根据权利要求1所述的图像亮度调节方法，其特征在于，所述调节区间的调节范围的下限阈值大于等于该调节区间的调节参数的最小调节步长的P倍，其中P＞1。

8.根据权利要求1～7任意一项所述的图像亮度调节方法，其特征在于：在两帧图像数据传输时间的空隙完成所述图像亮度调节方法，每一帧图像通过所述图像亮度调节方法调节一次，重复所述图像亮度调节方法直至调节完成。

9.一种调光装置，其特征在于，所述调光装置包括CMOS曝光时间调节区间、光源亮度调节区间以及CMOS增益调节区间，所述调光装置还包括：

参数获取模块，用于获取当前帧图像的平均亮度以及预设的目标亮度；

判断模块，判断当前所处的调节区间以及所述平均亮度与所述目标亮度的大小；

计算模块，根据所述平均亮度及所述目标亮度计算当前所处的调节区间的调节比例系数；

控制模块，应用如权利要求1～8任意一项所述的图像亮度调节方法对图像亮度进行调节。

10.一种内窥镜，其特征在于，包括：如权利要求9所述的调光装置。

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