[发明专利]内窥镜摄像头及其自适应动态成像方法

说明书

一种内窥镜摄像头及其自适应动态成像方法，所述自适应动态成像方法包括：持续对所述内窥镜摄像头的传感阵列获取的光信号亮度进行多区域采样；根据每个采样区域的采样值进行加权计算，获得对应于整个传感阵列的加权测光值；根据所述加权测光值，对曝光参数进行调整，以使得获得的图像亮度稳定在预设亮度值范围内。上述方法能够提高内窥镜摄像头的动态成像效果。

技术领域

本发明涉及传感技术领域，尤其涉及一种内窥镜摄像头及其自适应动态成像方法。

背景技术

CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)，中文学名为互补金属氧化物半导体，是半导体制程工艺的重要技术分支。近年来CMOS工艺也用于制作生产数码摄影中的图像传感器，称为CMOS图像视频传感器。与垄断该领域长达30多年的CCD技术相比，它能够更好地满足用户对各种应用中新型图像传感器不断提升的品质要求，如更加灵活的图像捕获、更高的灵敏度、更宽的动态范围、更高的分辨率、更低的功耗以及更加优良的系统集成等。

在对成像系统尺寸和重量要求严格的场合，需要使用微小镜头配合微型 CMOS成像设备来实现相关应用，微型镜头可用于内窥镜、遥控机械人和无人侦察机等产品中。

电子内窥镜，特别是血管镜对成像系统的尺寸大小要求异常苛刻，因此部分厂商会将CMOS图像传感器的功能进行大幅度裁剪，以牺牲功能和性能为代价满足应用场景的严格要求。电子内窥镜的成像主要依赖于LED光源补光技术，因为在实际应用中人体内部组织的光反射率存在很大差异，脂肪层、血管和肌肉以及其他组织光反射率差异较大，导致在成像过程中出现曝光过度和曝光不足的现象，这对医生在手术过程中对组织的识别造成了一定的影响。虽然理论上可以通过控制补光灯来实现成像亮度控制，但是这种控制技术是在曝光之后完成，根据曝光结果，调整补光灯的亮度，因此不仅需要增加额外的控制回路，而且相应周期变长，实时性变差。

如何提高电子内窥镜的成像效果，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种内窥镜摄像头及其自适应动态成像方法，能够提高成像效果，提高对环境变化的响应效率。

为了解决上述问题，本发明提供了一种内窥镜摄像头的自适应动态成像方法，包括：持续对所述内窥镜摄像头的传感阵列获取的光信号亮度进行多区域采样；根据每个采样区域的采样值进行加权计算，获得对应于整个传感阵列的加权测光值；根据所述加权测光值，对曝光参数进行调整，以使得获得的图像亮度稳定在预设亮度值范围内。

可选的，所述多区域采样至少对两个以上的采样区域，其中至少包括中央区域以及至少一个周围区域，所述中央区域位于所述传感阵列的中央。

可选的，包括4～7个周围区域，均匀分布于所述中央区域四周。

可选的，所述加权计算过程中，根据采样区域的位置不同，设置不同的权重；其中越靠近传感阵列的中央位置，权重越大。

可选的，根据所述多区域采样的采样值进行加权计算的方法包括：获取每个采样区域内的每一个拜耳阵列点采集到的RGGB数据，生成(R，G，B) 数据，并根据所述(R，G，B)数据计算每一个拜耳阵列点内各像素的亮度；根据每一个像素的亮度，计算每个采样区域的平均亮度；根据各采样区域的平均亮度以及对应的权重，计算加权测光值。

可选的，采用PID算法自动计算出理想曝光参数，从而将当前曝光参数调整为所述理想曝光参数，以将获取的图像的亮度稳定在理想亮度范围内。

可选的，还包括：根据所述理想曝光参数并结合用户设定的人工补偿参数，对当前曝光参数进行调整整，以将获取的图像的亮度稳定在人工设定的亮度范围内。

可选的，通过调整一个周期内曝光时间的占空比，来调整曝光参数。

可选的，所述占空比范围为1/200～1。