[发明专利]内窥镜照度的智能调节方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种医疗器械自动控制技术领域的方法，具体是一种内窥镜照度的智能调节方法。

背景技术

近年来，医用内窥镜系统在临床医学中得到广泛应用。医用内窥镜是一种可以将摄像头放入人体内的微型摄像系统，在自备光源照射下，通过光学系统将被观察目标成像在图像传感器的靶面上，由光信号转变为电信号，经放大、图像处理后在显示器上显示清晰的放大图像。在内窥镜系统的协助下，医生能更好地发现人体内软硬组织上发生的病变，并能让患者直观地、全面地了解自己身体中存在的各种问题。这些图像还能通过相应的通信接口存储在患者的数据库中，与文字、图形、X射线片图像等信息共同组成新一代的电子病历，能很方便地调阅和用于会诊，学术报告等场合，是新医疗模式的一个重要特点。

尽管内窥镜作为人体内器官诊疗的医疗器械在临床上已经日益显示出其重要的医学意义和作用，但是，根据内窥镜不同的制造工艺，其技术性能却存在着极大的差别。其中，借助冷光源通过导光束来提供合适的亮度以便达到诊断和治疗的效果是医生进行临床观察时竭力追求的技术境界，然而，也是当前内窥镜配套工艺技术尚未真正解决的技术难题。这是因为人体内器官生理条件极为复杂、多变，如：病人可能存在积水、积便、内压波动、内脏蠕动等，造成被观察病灶处于非常复杂的运动状态，被观察部位往往相对内窥镜的采像点处于不稳定状况，一旦冷光源亮度不足，远处病灶可能会模糊不清，反之，亮度过强又容易引起泛光反射与衍射等现象，同样会影响图像的清晰度。要在内器官复杂的生理环境条件下取得良好的观察效果，冷光源输出光照度的智能化自动调节技术成为一项至关内窥镜临床诊断准确性的关键技术。

当前较为流行的方法是通过CCD内置的自动增益来实现成像清晰度的适度补偿，然而，此类方法并不具备调光功能，加上CCD自动增益调节范围小，增益调节模块已经集成于CCD内置的DSP模块上，无法进行修改或二次开发，这就极大程度地限制了临床使用的环境与条件，还必须要求病人的高度配合。显而易见，当前使用的内窥镜所配备的冷光源输出光照度不具备智能化调节功能严重制约了内窥镜的临床使用效果。

经对现有技术文献的检索发现，范翠艳等的“基于图像处理技术的智能照明系统的研究”(《微计算机信息》2010年第26卷第6-2期)提出了用于照度检测的平均照度求取法、用于目标区域提取的基于色调的图像分割法以及用于人员检测的模板匹配法，来解决室内照度分布不均匀及背景与目标灰度差别问题。鉴于传统分割阈值选取的遗传算法及模板匹配算法的不足，该文采用改进的遗传算法及粗精匹配相结合的模板匹配算法提高了算法可靠性和系统鲁棒性。但是，该文章所提供的照明系统调节算法智能适用于大环境(如室内照明)条件下的照明调节和灯具配置，根本不适用于内窥镜照度的自动调节。

又经对现有技术文献的检索发现，李虹等的“基于监督颜色恒常性的低照度亮度校正算法”(吉林大学学报(工学版)2010年第5期)提出了一种监督颜色恒常性算法，主要解决在机器视觉识别中由于色温变化所带来的光照校正问题。该算法利用人类视觉对比度分辨率的限制规律，采用抛物线函数作为亮度增益函数，将图像亮度映射于实验确定的最佳识别范围。该算法能够获得较理想的视觉校正效果、有效地提高识别率。但是，该算法最大的缺点在于：需要“将带有红、绿、蓝三种颜色的基准板(监督色板)放入视场，与待识别的图像同时进行采集”，还要通过对基准板图像进行分析可以得到整幅图像的偏色特征，在标准光源照射条件下，分别调整三个通道的增益。显而易见，该文献所提供的算法较为繁琐与复杂，而且根本无法适用于作业空间极为狭小内窥镜照度的配置，更没有具备照明自动调节功能。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种内窥镜照度的智能调节方法，不但能够极大限度地提高现有内窥镜技术水平，而且能够有效实现内窥镜照度的智能化调节。

本发明是通过以下技术方案实现的，包括如下步骤：

步骤一、初始化，包括分步骤如下：

分步骤1、建立人体器官内部经典彩色图像及其色彩特征数据库。

所述人体器官内部经典彩色图像，即由内窥镜图像传感器获取的色彩与清晰度俱佳的人体器官内部彩色图像，称之为人体器官内部经典彩色图像，简称经典图像。其中，色彩特征包括：RGB彩色空间三基色R(红)、G(绿)、B(蓝)的像素值R₀(u，v)、G₀(u，v)、B₀(u，v)、均值及其综合均值和三均值之间的最大与最小值。