医用内窥镜图像的动态曝光方法和系统与流程

本发明涉及医疗图像处理，尤其是涉及医用内窥镜图像的动态曝光方法和系统。

背景技术：

1、随着现代科学技术的快速发展，特别是影像技术以及工业制造技术的突飞猛击，相关学科的融合为开展新技术、新方法奠定了坚定的基础，在此背景下内窥镜手术系统应运而生，成为了未来手术发展的必然趋势。

2、内窥镜手术基于内窥镜及其相关器械进行，其使用冷光源提供照明，将内窥镜镜头插入腹腔内，通过数字成像技术通过光导纤维和内窥镜镜头拍摄图像并传导至后级信号处理系统，经过后端处理后实时显示在专用显示器上。医生通过显视器展示病人实时体内影像，对病人的病情进行分析判断，并且运用特殊的腹腔镜器械进行手术。内窥镜手术系统极大程度上提高了肿瘤等手术的手术效率和手术质量，且相较于开放式手术系统具有创伤小、手术过程和术后恢复轻松、不留疤痕、不影响美观等优势，已经成为现代医疗手段中必不可少的诊疗方式。

3、但是，由于内窥镜手术在实施过程中需要将镜头插入病人体内，因此在没有环境光的情况下需要依赖点光源作为成像光源。不同于开放手术下采用无影灯等作为照明光源，点光源下成像会不可避免地存在成像图像光照不均匀问题。同时，由于体内组织不均匀，成像范围较小，会由于组织遮挡严重导致出现前景背景亮度差异过大、图像过度曝光或曝光不足等问题，影响医生观察和手术。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供医用内窥镜图像的动态曝光方法和系统，检测到图像出现过曝或曝光不足时，自动调整光源强度和相机参数，优化成像条件，从而避免画面亮度差异过大影响观感，确保成像效果。

2、第一方面，本发明实施例提供了医用内窥镜图像的动态曝光方法，所述方法包括：

3、获取图像采集设置参数和光源设置参数；

4、根据所述图像采集设置参数和所述光源设置参数，采集当前视野图像；

5、将所述当前视野图像进行预处理，得到预处理图像；

6、将所述预处理图像进行曝光检测，得到第一曝光参考值；

7、根据所述第一曝光参考值计算第一目标参数；

8、根据所述第一目标参数更新所述图像采集设置参数和所述光源设置参数，得到更新后的图像采集设置参数和更新后的光源设置参数；

9、根据所述更新后的图像采集设置参数和所述更新后的光源设置参数，采集优化曝光图像；

10、将所述优化曝光图像继续进行预处理和曝光检测，直至所述第一曝光参考值在预设阈值范围内后停止迭代，并输出自动曝光图像。

11、进一步的，将所述预处理图像进行曝光检测，得到第一曝光参考值，包括：

12、遍历所述预处理图像，计算像素亮度均值和方差；

13、根据所述像素亮度均值和所述方差，计算所述第一曝光参考值。

14、进一步的，遍历所述预处理图像，计算像素亮度均值和方差，包括：

15、根据下式计算所述像素亮度均值和所述方差：

16、

17、

18、其中，m为所述预处理图像的长度，n为所述预处理图像的宽度，为点像素值，为所述像素亮度均值，为所述方差。

19、进一步的，根据所述像素亮度均值和所述方差，计算所述第一曝光参考值，包括：

20、根据下式计算所述第一曝光参考值：

21、

22、其中，和为比例因子，c为所述第一曝光参考值，为所述像素亮度均值，为所述方差。

23、进一步的，所述第一目标参数包括调整的第一目标相机参数和调整的第一目标光源参数，根据所述第一目标参数更新所述图像采集设置参数和所述光源设置参数，得到更新后的图像采集设置参数和更新后的光源设置参数，包括：

24、根据所述调整的第一目标相机参数更新所述图像采集设置参数，得到所述更新后的图像采集设置参数；

25、根据所述调整的第一目标光源参数更新所述光源设置参数，得到所述更新后的光源设置参数。

26、进一步的，将所述优化曝光图像继续进行预处理和曝光检测，直至所述第一曝光参考值在预设阈值范围内后停止迭代，并输出自动曝光图像，包括：

27、将所述优化曝光图像进行预处理，得到预处理曝光图像；

28、将所述预处理曝光图像进行曝光检测，得到第二曝光参考值；

29、根据所述第二曝光参考值计算第二目标参数；

30、根据所述第二目标参数更新所述图像采集设置参数和所述光源设置参数后，采集所述自动曝光图像；

31、当所述第二曝光参考值在所述预设阈值范围内时，输出所述自动曝光图像；

32、当所述第二曝光参考值不在所述预设阈值范围内时，将所述自动曝光图像继续进行预处理和曝光检测，直至所述第二曝光参考值在所述预设阈值范围内。

33、第二方面，本发明实施例提供了医用内窥镜图像的动态曝光系统，所述系统包括：

34、获取模块，用于获取图像采集设置参数和光源设置参数；

35、视野图像采集模块，用于根据所述图像采集设置参数和所述光源设置参数，采集当前视野图像；

36、预处理模块，用于将所述当前视野图像进行预处理，得到预处理图像；

37、曝光检测模块，用于将所述预处理图像进行曝光检测，得到第一曝光参考值；

38、目标参数计算模块，用于根据所述第一曝光参考值计算第一目标参数；

39、更新模块，用于根据所述第一目标参数更新所述图像采集设置参数和所述光源设置参数，得到更新后的图像采集设置参数和更新后的光源设置参数；

40、优化曝光图像采集模块，用于根据所述更新后的图像采集设置参数和所述更新后的光源设置参数，采集优化曝光图像；

41、输出模块，用于将所述优化曝光图像继续进行预处理和曝光检测，直至所述第一曝光参考值在预设阈值范围内后停止迭代，并输出自动曝光图像。

42、进一步的，所述曝光检测模块具体用于：

43、遍历所述预处理图像，计算像素亮度均值和方差；

44、根据所述像素亮度均值和所述方差，计算所述第一曝光参考值。

45、第三方面，本发明实施例提供了电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器上存储有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所述的方法。

46、第四方面，本发明实施例提供了具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行如上所述的方法。

47、本发明实施例提供了医用内窥镜图像的动态曝光方法和系统，包括：获取图像采集设置参数和光源设置参数；根据图像采集设置参数和光源设置参数，采集当前视野图像；将当前视野图像进行预处理，得到预处理图像；将预处理图像进行曝光检测，得到第一曝光参考值；根据第一曝光参考值计算第一目标参数；根据第一目标参数更新图像采集设置参数和光源设置参数，得到更新后的图像采集设置参数和更新后的光源设置参数；根据更新后的图像采集设置参数和更新后的光源设置参数，采集优化曝光图像；将优化曝光图像继续进行预处理和曝光检测，直至第一曝光参考值在预设阈值范围内后停止迭代，并输出自动曝光图像；检测到图像出现过曝或曝光不足时，自动调整光源强度和相机参数，优化成像条件，从而避免画面亮度差异过大影响观感，确保成像效果。

48、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

49、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。