内窥镜视频亮度自动调节方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本公开涉及一种内窥镜视频亮度自动调节方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、以医用内窥镜为例，内窥镜摄像系统主要包括：手柄、成像镜头、图像传感器、图像显示器、图像处理单元、照明光源和用于控制照明光源亮度的光源装置等。

2、目前，内窥镜摄像系统的视频亮度调节大多依赖自动曝光算法。传统自动曝光算法需要在光源亮度固定的情况下配置传感器的曝光值和增益参数，再通过iic总线将需要配置的参数信息写入图像传感器，在配置增益值时会产生噪声从而影响图像质量，若增益不调节，图像亮度又无法满足要求，尽管可以通过降低期待视频亮度值以保证增益值调节范围尽量不要太大，尽量减少噪声的强度，但无法有效的实现图像亮度达到较高的范围且避免噪声的产生。因此，该自动曝光算法容易造成视频图像噪声增高和视频图像质量变差。

3、由于内窥镜摄像系统的图像处理单元与光源装置联动性不强，光源装置必须按照特定亮度输出，为保证自动曝光算法能够运行，大多数光源装置工作亮度较高，导致光源装置功耗较高。光源装置长时间高亮度工作，容易导致内窥镜摄像系统的手柄端发热，也容易对生物组织造成热伤害，影响医生的使用体验。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种内窥镜视频亮度自动调节方法、装置、电子设备及存储介质。

2、根据本公开的第一方面，提供了一种内窥镜视频亮度自动调节方法，包括：

3、确定内窥镜视频的当前帧图像的亮度平均值；

4、根据内窥镜视频的当前帧图像的亮度平均值和预定的期待亮度平均值，确定内窥镜视频的当前帧图像的亮度增量参数；

5、根据内窥镜视频的当前帧图像的亮度增量参数，使用模糊控制算法确定内窥镜摄像系统中照明光源的光源亮度值；

6、将光源亮度值传输给光源装置，以便所述光源装置将照明光源的亮度调整为所述光源亮度值；

7、确定图像传感器的增益值和曝光值并传输给图像传感器，以便所述图像传感器调整自身的增益和曝光。

8、根据本公开的至少一个实施方式的内窥镜视频亮度自动调节方法，所述确定内窥镜视频的当前帧图像的亮度平均值，包括：提取内窥镜视频的当前帧图像的亮度数据；对亮度数据在各个灰度值的像素数量进行直方图统计；根据所述直方图统计的结果，计算当前帧图像的亮度平均值。

9、根据本公开的至少一个实施方式的内窥镜视频亮度自动调节方法，所述内窥镜视频的当前帧图像的亮度增量参数根据所述内窥镜视频的当前帧图像的亮度平均值与期待亮度平均值之差确定。

10、根据本公开的至少一个实施方式的内窥镜视频亮度自动调节方法，，根据内窥镜视频的当前帧图像的亮度增量参数，使用模糊控制算法确定内窥镜摄像系统中照明光源的光源亮度值，包括：以亮度增量参数作为模糊控制的观察量，以光源亮度值作为模糊控制的控制量，构建亮度增量参数的模糊集和光源亮度值的模糊集，并确定模糊控制规则；根据内窥镜视频的当前帧图像的亮度增量参数、亮度增量参数的模糊集、光源亮度值的模糊集和模糊控制规则进行模糊决策，并通过对模糊决策的结果进行反模糊化操作得到照明光源的光源亮度值。

11、根据本公开的至少一个实施方式的内窥镜视频亮度自动调节方法，所述将光源亮度值传输给光源装置，包括：对所述光源亮度值编码整合以得到光源控制传输信息；在内窥镜视频的帧消隐区将所述光源控制传输信息通过总线传输给光源装置。

12、根据本公开的至少一个实施方式的内窥镜视频亮度自动调节方法，还包括：通过光源装置在内窥镜视频的帧消隐区执行如下的亮度调整操作：开启照明光源，接收并解析所述光源控制传输信息，将所述照明光源的亮度调整为所述光源亮度值，在所述照明光源的亮度调整完成后关闭所述照明光源。

13、根据本公开的至少一个实施方式的内窥镜视频亮度自动调节方法，还包括：执行时序对齐操作以使得所述光源亮度值的指令发送时序和所述图像传感器输出帧图像的时序对齐。

14、根据本公开的至少一个实施方式的内窥镜视频亮度自动调节方法，确定图像传感器的增益值和曝光值并传输给图像传感器，包括：将图像传感器的当前增益值设置为预先设定的第一固定值；将图像传感器的当前曝光值设置为预定设定的第二固定值。

15、根据本公开的至少一个实施方式的内窥镜视频亮度自动调节方法，所述第二固定值为所述图像传感器的曝光最大值。

16、根据本公开的第二方面，提供了一种内窥镜视频亮度自动调节装置，包括：

17、图像亮度确定单元，用于确定内窥镜视频的当前帧图像的亮度平均值；

18、亮度增量参数确定单元，用于根据内窥镜视频的当前帧图像的亮度平均值和预定的期待亮度平均值，确定内窥镜视频的当前帧图像的亮度增量参数；

19、光源亮度值确定单元，用于根据内窥镜视频的当前帧图像的亮度增量参数，使用模糊控制算法确定内窥镜摄像系统中照明光源的光源亮度值；

20、光源亮度传输单元，用于将光源亮度值传输给光源装置，以便所述光源装置将照明光源的亮度调整为所述光源亮度值；

21、图像参数确定单元，用于确定图像传感器的增益值和曝光值并传输给图像传感器，以便所述图像传感器调整自身的增益和曝光。

22、根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备，包括：

23、存储器，所述存储器存储执行指令；以及，处理器，所述处理器执行所述存储器存储的执行指令，使得所述处理器执行如上述的内窥镜视频亮度自动调节方法。

24、根据本公开的第四方面，提供了一种内窥镜摄像系统，包括：

25、照明光源；

26、摄像装置，包括图像传感器，用于在照明光源的照明条件下采集生物组织的图像数据以生成内窥镜视频；

27、光源装置，用于根据内窥镜视频亮度自动调节装置提供的光源亮度值调整照明光源的亮度；以及

28、上述的内窥镜视频亮度自动调节装置。

29、根据本公开的第五方面，提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有执行指令，所述执行指令被处理器执行时用于实现上述的内窥镜视频亮度自动调节方法。

30、本公开实施例，固定图像传感器的曝光值和增益值，通过在视频流的消隐区动态且实时地自动确定与调节光源亮度，在光源亮度的调节过程中能够保证图像亮度且图像噪声较小，图像质量较好，图像过渡流畅，图像流畅度佳，不会出现频闪现象，无闪烁和亮度跳跃感，光源亮度的确定与调节迅速，同时还能够降低光源功耗，有效避免因光源功耗高而导致内窥镜手柄端发热、生物组织被灼伤等情况，提升了医生的使用体验，降低了内窥镜摄像系统的整机功耗。

技术特征：

1.一种内窥镜视频亮度自动调节方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的内窥镜视频亮度自动调节方法，其特征在于，所述确定内窥镜视频的当前帧图像的亮度平均值，包括：

3.根据权利要求1所述的内窥镜视频亮度自动调节方法，其特征在于，所述内窥镜视频的当前帧图像的亮度增量参数根据所述内窥镜视频的当前帧图像的亮度平均值与期待亮度平均值之差确定。

4.根据权利要求1所述的内窥镜视频亮度自动调节方法，其特征在于，根据内窥镜视频的当前帧图像的亮度增量参数，使用模糊控制算法确定内窥镜摄像系统中照明光源的光源亮度值，包括：

5.根据权利要求1所述的内窥镜视频亮度自动调节方法，其特征在于，所述将光源亮度值传输给光源装置，包括：

6.根据权利要求5所述的内窥镜视频亮度自动调节方法，其特征在于，还包括：通过光源装置在内窥镜视频的帧消隐区执行如下的亮度调整操作：开启照明光源，接收并解析所述光源控制传输信息，将所述照明光源的亮度调整为所述光源亮度值，在所述照明光源的亮度调整完成后关闭所述照明光源；

7.一种内窥镜视频亮度自动调节装置，其特征在于，包括：

8.一种电子设备，其特征在于，包括：

9.一种内窥镜摄像系统，其特征在于，包括：

10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有执行指令，所述执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1至6中任一项所述的内窥镜视频亮度自动调节方法。

技术总结
本公开提供一种内窥镜视频亮度自动调节方法、装置、电子设备及存储介质。本公开的内窥镜视频亮度自动调节方法包括：确定内窥镜视频的当前帧图像的亮度平均值；根据内窥镜视频的当前帧图像的亮度平均值和预定的期待亮度平均值，确定内窥镜视频的当前帧图像的亮度增量参数；根据内窥镜视频的当前帧图像的亮度增量参数，使用模糊控制算法确定内窥镜摄像系统中照明光源的光源亮度值；将光源亮度值传输给光源装置，以便光源装置将照明光源的亮度调整为光源亮度值；确定图像传感器的增益值和曝光值并传输给图像传感器，以便图像传感器调整自身的增益和曝光。本公开能够实现内窥镜摄像系统中光源亮度的实时动态调节，同时可以保证图像亮度且图像噪声较小、图像质量较好、图像流畅度较佳、不出现频闪现象等和降低内窥镜摄像系统的光源功耗。

技术研发人员：聂林川,李显龙,辜长明,尚纯纯
受保护的技术使用者：青岛海泰新光科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12