内窥镜自动白平衡方法及内窥镜摄像系统与流程

本技术涉及医疗器械，尤其涉及一种内窥镜自动白平衡方法及内窥镜摄像系统。

背景技术：

1、微创手术是一种利用腹腔镜、胸腔镜等医疗器械及相关设备进行的手术，具有创伤小、疼痛轻、恢复快的优点。医生可以通过手术机器人执行微创手术操作，以腹腔手术为例，医生可以通过手术机器人可以在患者的体内安插内窥镜，通过内窥镜上传的图像观察腹腔的患处。

2、内窥镜在使用时对镜头的白平衡参数有着极高的要求，错误的白平衡参数会影响内窥镜获取图像的色彩效果，从而影响医生在手术中对患处的判断。白平衡的调整包括手动调整模式。手动调整模式在患者的体外进行，医生通过将内窥镜对准白色物体，例如白平衡卡或纱布等，还原内窥镜的白平衡参数，但是，每次使用内窥镜时均需要进行一次手动调整白平衡参数，操作十分繁琐。

3、相比于手动调整模式，中国发明专利申请cn110740307a中公开了一种自动白平衡的内窥镜及白平衡参数调节方法，通过在内窥镜中设置一个颜色传感器，计算腹腔内的亮度和色温来实现自动白平衡调整。但是，在微创手术中，内窥镜的结构应尽量小巧便捷，因此，增加颜色传感器的工艺难度较大，导致内窥镜的设计成本较高。

技术实现思路

1、为了在手术过程中提高内窥镜白平衡的调整效率，第一方面，本技术的部分实施例提供一种内窥镜自动白平衡方法，所述方法用于用于对插入患者体内的内窥镜执行自动白平衡校准，提供一标定件，所述标定件上设置有标定区域，所述方法包括：

2、获取内窥镜上传的患者体内的手术图像；

3、判断所述手术图像中是否包含所述标定区域；

4、若所述手术图像中包含所述标定区域，则根据所述标定区域在所述手术图像中的图像信息计算自动白平衡参数；

5、根据自动白平衡参数对所述内窥镜的白平衡参数执行自动校准。

6、在一些实施例中，据所述标定区域在所述手术图像中的图像信息计算自动白平衡参数，包括：

7、获取所述标定区域在位于所述手术图像中的图像信息；

8、根据所述图像信息提取所述标定区域的r、g、b三通道值；

9、根据所述r、g、b三通道值计算所述自动白平衡参数。

10、在一些实施例中，所述标定区域为中性色区域，且所述中性色区域中r、g、b三通道值之间的误差小于或者等于颜色误差阈值，所述中性色区域的灰度级处于预定灰度级区间。

11、在一些实施例中，在8bit色深条件下，所述颜色误差阈值为±10；在srgb色彩空间下，所述预定灰度级区间为[128,250]。

12、在一些实施例中，根据所述标定区域在所述手术图像中的图像信息计算自动白平衡参数，包括：

13、获取所述标定区域在位于所述手术图像中的图像信息；

14、在所述内窥镜摄像系统的配置参数中调取所述标定区域的预置白平衡参数；

15、根据所述图像信息计算标定区域的增益白平衡参数；

16、根据所述增益白平衡参数与标定区域的预置白平衡参数计算所述自动白平衡参数。

17、在一些实施例中，若所述手术图像中不包括所述标定区域，所述方法还包括：

18、调取所述内窥镜的预置白平衡参数；

19、根据所述内窥镜的预置白平衡参数对所述内窥镜的白平衡参数执行自动校准。

20、在一些实施例中，根据所述标定区域在所述手术图像中的图像信息计算所述自动白平衡参数，还包括：

21、计算连续两帧所述手术图像中的标定区域之间的r、g、b三通值的变化量；

22、对所述r、g、b三通值的变化量大于变化量阈值的手术图像执行标记，得到标记图像；

23、降低所述标记图像的权重值，以使未被标记的手术图像的权重值为所述标记图像的降低后权重值的预设倍数；

24、根据未被标记的手术图像的权重值和所述标记图像的权重值计算所述自动白平衡参数。

25、在一些实施例中，所述方法还包括：

26、对所述手术图像的标定区域执行异物检测；

27、若所述手术图像的标定区域中存在异物轮廓，则将所述异物轮廓覆盖的区域标记为异物目标；

28、若所述异物目标的覆盖面积大于预设面积阈值，则基于所述异物目标生成警示信息；

29、若所述异物目标的覆盖面积小于或等于预设面积阈值，将所述异物目标删除，以更新所述标定区域。

30、在一些实施例中，当所述手术图像中存在多个标定区域时，所述方法还包括：

31、对多个所述标定区域执行异物目标检测；

32、剔除存在异物目标的标定区域；

33、在剩余的所述标定区域中确定洁净标定区域；

34、根据洁净标定区域的图像信息计算所述自动白平衡参数。

35、在一些实施例中，根据所述自动白平衡参数对所述内窥镜的白平衡参数执行自动校准，包括：

36、当所述标定区域包括两个及两个以上的洁净标定区域时，存储根据洁净标定区域的图像信息计算得到的自动白平衡参数；

37、计算多个所述自动白平衡参数的加权平均值；

38、根据加权平均值对所述内窥镜的白平衡参数执行自动校准。

39、在一些实施例中，根据所述标定区域在所述手术图像中的图像信息计算自动白平衡参数，包括：

40、识别所述标定区域内的过曝区域；

41、根据所述过曝区域之外的标定区域对所述过曝区域执行补偿；

42、根据补偿后的所述标定区域计算自动白平衡参数。

43、在一些实施例中，所述内窥镜包括摄像头，以及，获取所述内窥镜上传的患者体内的手术图像的步骤前，还包括：

44、对所述内窥镜执行初始化操作，以使所述内窥镜的摄像头处于待工作状态；

45、根据所述内窥镜的配置信息对初始白平衡参数执行至少一次检测，所述初始白平衡参数为所述摄像头处于待工作状态时的白平衡参数；

46、若所述初始白平衡参数未检测出异常参数，则通过所述摄像头获取手术图像。

47、在一些实施例中，判断所述手术图像中是否包含所述标定区域的步骤，包括：

48、以所述内窥镜的末端为原点，构建内窥镜坐标系，所述内窥镜的中心轴线方向为所述内窥镜坐标系y轴方向，以垂直于所述y轴方向的任一方向为所述内窥镜坐标系x轴方向，以同时垂直于所述x轴方向和所述y轴方向的方向为所述内窥镜坐标系z轴方向；

49、实时获取所述标定件或标定区域在内窥镜坐标系的三维位置坐标；

50、基于所述内窥镜的视场角，根据所述三维位置坐标判断所述手术图像是否包括所述标定区域。

51、第二方面，本技术的部分实施例提供一种内窥镜摄像系统，所述系统用于对插入患者体内的内窥镜执行自动白平衡校准，包括内窥镜、至少一个手术器械和控制器，所述内窥镜用于获取手术图像，所述系统包括内窥镜、标定件和控制器，所述内窥镜用于获取患者体内的手术图像，所述控制器被配置为：

52、获取所述内窥镜上传的患者体内的手术图像；

53、基于所述标定件或所述标定区域在所述手术图像中的空间位置，判断所述手术图像中是否包含所述标定区域；

54、若所述手术图像中包括所述标定区域，则根据所述标定区域在所述手术图像中的图像信息计算自动白平衡参数，

55、根据所述自动白平衡参数对所述内窥镜的白平衡参数执行自动校准。

56、由以上技术方案可知，提供了一种内窥镜自动白平衡方法及内窥镜摄像系统，所述方法通过获取内窥镜上传的患者体内的手术图像，并判断手术图像中是否包含标定区域，若手术图像中包括含标定区域，则根据标定区域在手术图像中的图像信息计算自动白平衡参数，从而根据自动白平衡参数对内窥镜的白平衡参数执行自动校准。本技术通过实时获取手术图像，并检测手术图像中的标定区域，以自动根据标定物或标定区域的图像信息计算得到自动白平衡参数，用来自动校准内窥镜的白平衡参数，从而提高了内窥镜白平衡的调整效率和调整准确性，既方便了医护人员的安装使用，又避免了因手术图像的偏色导致的医生对某些组织的误认或忽视。