内窥镜自动对焦方法、系统及内窥镜与流程

专利2026-06-07  0


本申请涉及医疗器械,具体涉及一种内窥镜自动对焦方法、系统及内窥镜。


背景技术:

1、目前在医疗内窥镜行业中,普遍采用的光学镜对焦方法为手动调焦,即通过旋转旋钮来控制镜头的微调,但是这种方法对于医生来说,需要一只手去控制内窥镜,同时另一只手去调整旋钮,操作较为繁琐。基于此,出现了一些自动变焦算法,其原理为:通过微型电机的转动控制镜头的前后移动,以此来实现对焦。自动对焦算法的难点主要包含两部分,第一:如何确定电机的旋转方向;第二,如何控制电机旋转到最佳的位置。

2、当前自动对焦算法研究领域中,算法实现主要有测距法,图像法等。测距法为通过激光测距仪进行测距,根据测得的距离计算镜头与cmos(complementary metal-oxide-semiconductor,互补金属氧化物半导体)传感器之间的距离,完成对焦过程。但是测距发需要额外安装测距装置,对硬件的设计要求较高,且额外安装测距装置会增加成本。图像法为通过对同一场景下不同焦距的图像进行清晰度评价,以确定最佳对焦位置。图像法通常进一步包括全局搜索法,爬山法等,但是对焦速度较慢,对焦位置不准确。


技术实现思路

1、针对现有技术中的问题,本申请的目的在于提供一种内窥镜自动对焦方法、系统及内窥镜,解决手动调焦操作繁琐的问题,同时提高自动对焦算法的对焦位置准确性。

2、本申请实施例提供一种内窥镜自动对焦方法,包括:

3、获取待查询曝光参数;

4、基于预设的自动变焦调节参数与曝光参数之间的映射关系,获取所述待查询曝光参数所对应的当前自动变焦调节参数;

5、基于所述当前自动变焦调节参数控制变焦动力部件。

6、在一些实施例中,所述曝光参数包括曝光量,所述曝光量等于曝光时间和曝光增益的乘积;

7、所述变焦动力部件为电机,所述自动变焦调节参数包括电机的旋转角度和旋转方向,或,所述自动变焦调节参数包括电机的旋转角度,所述旋转角度的正负表示不同的旋转方向。

8、在一些实施例中,所述基于预设的自动变焦调节参数与曝光参数之间的映射关系,获取所述待查询曝光参数所对应的当前自动变焦调节参数之前,还包括还包括采用如下步骤预先建立自动变焦调节参数与曝光参数之间的映射关系:

9、标定内窥镜的镜头位置与被拍摄目标位置的距离与曝光参数之间的第一映射关系;

10、标定内窥镜的镜头位置与被拍摄目标位置的距离与自动变焦调节参数之间的第二映射关系;

11、基于所述第一映射关系与所述第二映射关系建立自动变焦调节参数与曝光参数之间的映射关系。

12、在一些实施例中,所述标定内窥镜的镜头位置与被拍摄目标位置的距离与曝光参数之间的第一映射关系,包括如下步骤:

13、调整镜头位置和被拍摄目标位置至不同距离,对应于每个距离,分别读取对应于各个距离的曝光参数,建立内窥镜的镜头位置与被拍摄目标位置的距离与曝光参数之间的第一映射关系。

14、在一些实施例中,所述标定内窥镜的镜头位置与被拍摄目标位置的距离与自动变焦调节参数之间的第二映射关系,包括如下步骤:

15、依次设定变焦动力部件的多个自动变焦调节参数,在变焦动力部件根据每个自动变焦调节参数调整镜头位置后,调整被拍摄目标的位置至对焦完成,记录对焦完成时镜头位置与被拍摄目标位置的距离;

16、基于变焦动力部件根据每个自动变焦调节参数调整镜头位置后,对焦完成时镜头位置与被拍摄目标位置的距离,建立内窥镜的镜头位置与被拍摄目标位置的距离与自动变焦调节参数之间的第二映射关系。

17、在一些实施例中,所述获取待查询曝光参数,包括如下步骤:

18、获取当前光源挡位和当前曝光参数;

19、根据预设的曝光参数转换算法,根据所述当前光源挡位,将所述当前曝光参数转换到指定光源挡位下的待查询曝光参数。

20、在一些实施例中,所述自动变焦调节参数与曝光参数之间的映射关系为在指定光源挡位下,自动变焦调节参数与曝光参数之间的映射关系;

21、所述根据预设的光源挡位转换算法,根据所述当前曝光参数,将所述当前光源档位转换到指定光源挡位下的待查询曝光参数,包括如下步骤:

22、根据预设的光源挡位和曝光参数转换系数的映射关系,查询所述当前光源挡位所对应的当前曝光参数转换系数,各个光源挡位所对应的曝光参数转换系数用于将各个光源挡位的曝光参数等效转换为所述指定光源挡位的曝光参数;

23、根据所述当前曝光参数和所述当前曝光参数转换系数计算得到待查询曝光参数。

24、在一些实施例中,所述根据预设的光源挡位和曝光参数转换系数的映射关系,查询所述当前光源挡位所对应的当前曝光参数转换系数之前,还包括采用如下步骤预先建立所述光源挡位和曝光参数转换系数的映射关系:

25、针对每个非指定光源挡位,在保持镜头位置与被拍摄目标位置的距离不变的情况下,分别获取采用该非指定光源挡位拍摄时的曝光参数和采用指定光源挡位拍摄时的曝光参数,计算该非指定光源挡位所对应的曝光参数转换系数;

26、基于各个所述非指定光源挡位所对应的曝光参数转换系数,建立所述光源挡位和曝光参数转换系数的映射关系。

27、本申请实施例还提供一种内窥镜自动对焦系统,用于实现所述的内窥镜自动对焦方法,所述系统包括:

28、参数获取模块,用于获取待查询曝光参数;

29、参数查询模块,用于基于预设的自动变焦调节参数与曝光参数之间的映射关系,获取所述待查询曝光参数所对应的当前自动变焦调节参数;

30、变焦控制模块,用于基于所述当前自动变焦调节参数控制变焦动力部件。

31、本申请实施例还提供一种内窥镜,包括镜头、光学传感器、光源、变焦动力部件以及控制器,所述控制器用于实现所述的内窥镜自动对焦方法。

32、本申请所提供的内窥镜自动对焦方法、系统及内窥镜具有如下优点:

33、通过采用本申请,预先建立曝光参数与自动变焦调节参数之间的映射关系,根据待查询曝光参数来获取当前自动变焦调节参数,并基于该当前自动变焦调节参数来控制变焦动力部件的运动,实现自动对焦,整个过程可以全自动进行,而无需使用者手动操作,不仅能够解决手动变焦的操作繁琐问题,而且对焦准确性高,解决了现有技术中基于全局搜索法、爬山法等变焦算法导致对焦位置不准确的问题。



技术特征:

1.一种内窥镜自动对焦方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的内窥镜自动对焦方法,其特征在于,所述曝光参数包括曝光量,所述曝光量等于曝光时间和曝光增益的乘积;

3.根据权利要求1所述的内窥镜自动对焦方法,其特征在于,所述基于预设的自动变焦调节参数与曝光参数之间的映射关系,获取所述待查询曝光参数所对应的当前自动变焦调节参数之前,还包括采用如下步骤预先建立自动变焦调节参数与曝光参数之间的映射关系:

4.根据权利要求3所述的内窥镜自动对焦方法,其特征在于,所述标定内窥镜的镜头位置与被拍摄目标位置的距离与曝光参数之间的第一映射关系,包括如下步骤:

5.根据权利要求3所述的内窥镜自动对焦方法,其特征在于,所述标定内窥镜的镜头位置与被拍摄目标位置的距离与自动变焦调节参数之间的第二映射关系,包括如下步骤:

6.根据权利要求1所述的内窥镜自动对焦方法,其特征在于,所述获取待查询曝光参数,包括如下步骤:

7.根据权利要求6所述的内窥镜自动对焦方法,其特征在于,所述自动变焦调节参数与曝光参数之间的映射关系为在指定光源挡位下,自动变焦调节参数与曝光参数之间的映射关系;

8.根据权利要求7所述的内窥镜自动对焦方法,其特征在于,所述根据预设的光源挡位和曝光参数转换系数的映射关系,查询所述当前光源挡位所对应的当前曝光参数转换系数之前,还包括采用如下步骤预先建立所述光源挡位和曝光参数转换系数的映射关系:

9.一种内窥镜自动对焦系统,其特征在于,用于实现权利要求1至8中任一项所述的内窥镜自动对焦方法,所述系统包括:

10.一种内窥镜,其特征在于,包括镜头、光学传感器、光源、变焦动力部件以及控制器,所述控制器用于实现权利要求1至8中任一项所述的内窥镜自动对焦方法。


技术总结
本申请提供了一种内窥镜自动对焦方法、系统及内窥镜,所述方法包括:获取待查询曝光参数;基于预设的自动变焦调节参数与曝光参数之间的映射关系,获取所述待查询曝光参数所对应的当前自动变焦调节参数;基于所述当前自动变焦调节参数控制变焦动力部件。通过采用本申请,整个过程可以全自动进行,而无需使用者手动操作,不仅能够解决手动变焦的操作繁琐问题,而且对焦准确性高,解决了现有技术中基于全局搜索法、爬山法等变焦算法导致对焦位置不准确的问题。

技术研发人员:李占齐
受保护的技术使用者:益佳达医疗科技(上海)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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