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自动白平衡的 内窥镜及白平衡参数调节方法

阅读：342发布：2020-05-11

专利汇可以提供自动白平衡的内窥镜及白平衡参数调节方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提出了一种自动白平衡的内窥镜及白平衡参数调节方法。该自动白平衡的内窥镜包括内窥镜本体、设置于内窥镜本体内的图像传感器，还包括用于采集环境光的颜色传感器，所述颜色传感器输出端连接控制器，该控制器输出端连接图像传感器，所述控制器根据颜色传感器所采集的入射光光谱信息计算出入射光的亮度和色温，并根据预设的白平衡参数表确定入射光的白平衡参数，控制器根据所述白平衡参数调节校准图像传感器。该自动白平衡的内窥镜利用颜色传感器输出值作为图像传感器的色彩校正参数，从而获得更加真实的图像色彩。，下面是自动白平衡的内窥镜及白平衡参数调节方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种自动白平衡的内窥镜，包括内窥镜本体、设置于内窥镜本体内的图像传感器，其特征在于，还包括用于采集环境光的颜色传感器，所述颜色传感器输出端连接控制器，所述控制器输出端连接图像传感器；
所述控制器根据颜色传感器所采集的入射光光谱信息计算出入射光的亮度和色温，并根据预设的白平衡参数表确定入射光的白平衡参数，控制器根据所述白平衡参数调节校准图像传感器。
2.根据权利要求1所述的自动白平衡的内窥镜，其特征在于，所述颜色传感器为三基色颜色传感器。
3.根据权利要求1所述的自动白平衡的内窥镜，其特征在于，所述控制器包括存储器和计算单元，所述存储器中存储有白平衡参数表，所述计算单元根据颜色传感器所采集的参数计算出入射光的亮度和色温。
4.根据权利要求1至3任一项所述的自动白平衡的内窥镜，其特征在于，所述图像传感器包括红、绿、蓝光电二极管，每个光电二极管分别连接与其对应的ADC采样电路，所述ADC采样电路输出端连接所述控制器。
5.一种图像传感器白平衡参数调节方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
S1，根据颜色传感器获得的红、绿、蓝光的光亮度值得到入射光亮度值I；
S2，将红、绿、蓝光的光亮度值分别转换为CIE XYZ刺激值；
S3，对红、绿、蓝光的CIE XYZ刺激值进行归一化处理，得到红、绿、蓝光的色度值；
S4，计算入射光色温值t；
S5，将入射光亮度I和色温值t作为查找参数在白平衡参数表中进行查询，得到颜色校正后的白平衡参数；
S6，控制器根据所述白平衡参数调节校准图像传感器。
6.根据权利要求5所述的图像传感器白平衡参数调节方法，其特征在于：所述步骤S1的计算方法为：
入射光亮度的值I＝0.299*Ired+0.587*Iblue+0.114*Igreen；其中Ired为红色光电二极管获取的亮度值，Iblue为蓝色光电二极管获取的亮度值，Igreen为绿色光电二极管获取的亮度值。
7.根据权利要求6所述的图像传感器白平衡参数调节方法，其特征在于：所述步骤S2的计算方法为：
先将红、绿、蓝光的光亮度值转换为CIE XYZ刺激值：
X＝(-0.14282)(Ired)+(1.54924)(Igreen)+(-0.95641)(Iblue)；
Y＝(-0.32466)(Ired)+(1.57837)(Igreen)+(-0.73191)(Iblue)；
Z＝(-0.68202)(Ired)+(0.77073)(Igreen)+(0.56332)(Iblue)。
8.根据权利要求7所述的图像传感器白平衡参数调节方法，其特征在于：所述步骤S3的计算方法为：
x＝X/(X+Y+Z)，y＝Y/(X+Y+Z)。
9.根据权利要求8所述的图像传感器白平衡参数调节方法，其特征在于：所述步骤S4的计算方法为：
色温值t＝449n3+3525n2+6823.3n+5520.33，
n＝(x-0.3320)/(0.1858-y)。
10.根据权利要求4所述的图像传感器白平衡参数调节方法，其特征在于：将校正后的白平衡参数发送至图像传感器，配置相应的白平衡寄存器值，获得更佳的图像颜色。

说明书全文

自动白平衡的 内窥镜及白平衡参数调节方法

技术领域

[0001] 本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种自动白平衡的内窥镜及白平衡参数调节方法。

背景技术

[0002] 内窥镜是目前为止医务人员观察人体内部病变组织最方便、最直接、最有效的医疗器械，具有图像清晰度高、色彩逼真等优点，而且容易操作。

[0003] 其中图像清晰度、色彩逼真度很大部分取决于图像传感器，而图像传感器呈现的颜色是否正确取决与光源，RGB增益设置等多种因素。现有的内窥镜采用的白平衡方式有手动白平衡和自动白平衡两种：

[0004] 使用手动白平衡可以在体外获得正确的色彩，但是在体内存在各种粘液，气泡的复杂环境中，其色彩效果会受影响，时常会出现色彩不正确的现象。在体外进行手动白平衡时，将内窥镜对准白卡拍摄，调节传感器参数或者图像显示的参数，使显示的图像也为白色。将此时的参数保存下来，作为白平衡的参数。

[0005] 自动白平衡和自动聚焦、自动曝光一样，是有一定局限性的。一般在大约2500K～7000K的色温条件下正常进行自动白平衡调节。当拍摄时的光线超出所设定的范围时，自动白平衡功能就不能正常工作。在人体体内拍摄时，因为没有环境光存在，人体的腔道粘液、气泡等影响因素会导致其效果经常会出现偏差，色彩的错误会影响医生做出正确判断。

发明内容

[0006] 为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种自动白平衡的内窥镜及白平衡参数调节方法。

[0007] 为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种自动白平衡的内窥镜，包括内窥镜本体、设置于内窥镜本体内的图像传感器，还包括用于采集环境光的颜色传感器，所述颜色传感器输出端连接控制器，所述控制器输出端连接图像传感器；

[0008] 所述控制器根据颜色传感器所采集的入射光光谱信息计算出入射光的亮度和色温，并根据预设的白平衡参数表确定入射光的白平衡参数，控制器根据所述白平衡参数调节校准图像传感器。

[0009] 该自动白平衡的内窥镜利用颜色传感器输出值计算入射光的亮度和色温，并将此作为图像传感器的色彩校正参数，从而获得更加真实的图像色彩。

[0010] 本发明还提出了一种图像传感器白平衡参数调节方法，包括以下几个步骤：

[0011] S1，根据颜色传感器获得的红、绿、蓝光的光亮度值得到入射光亮度值I；

[0012] S2，将红、绿、蓝光的光亮度值分别转换为CIE XYZ刺激值；

[0013] S3，对红、绿、蓝光的CIE XYZ刺激值进行归一化处理，得到红、绿、蓝光的色度值；

[0014] S4，计算入射光色温值t；

[0015] S5，将入射光亮度I和色温值t作为查找参数在白平衡参数表中进行查询，得到颜色校正后的白平衡参数；

[0016] S6，控制器根据所述白平衡参数调节校准图像传感器。

[0017] 本发明的有益效果是：本发明能快速的对图像传感器的白平衡参数进行校正，特别适用于光线较暗、没有环境光的拍摄环境，如适用于消化道中，克服了消化道中腔道粘液、气泡等影响因素导致图像传感器所拍摄图像效果有较大偏差的问题。

[0018] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。附图说明

[0019] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

[0020] 图1是自动白平衡的内窥镜的结构框图；

[0021] 图2是自动白平衡的内窥镜的原理框图。

具体实施方式

[0022] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0023] 在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

[0024] 如图1和图2所示，本发明提供了一种自动白平衡的内窥镜，包括内窥镜本体、设置于内窥镜本体内的图像传感器、用于采集环境光的颜色传感器，颜色传感器优选与图像传感器临靠设置，所述颜色传感器输出端连接控制器，该控制器输出端连接图像传感器，具体控制器与颜色传感器可一体设置，也可分体设置。控制器中的计算单元根据颜色传感器所采集的入射光光谱信息计算出入射光的亮度和色温，并根据预设的白平衡参数表确定入射光的白平衡参数，控制器根据所述白平衡参数调节校准图像传感器，具体可以为将白平衡参数数值与入射光的RGB三刺激值对应相乘，再输入图像传感器。

[0025] 这里的颜色传感器优选但不限于为三基色颜色传感器，其包括红、绿、蓝光电二极管，每个光电二极管分别连接与其对应的ADC采样电路，所述ADC采样电路输出端连接控制器。

[0026] 红、绿、蓝光电二极管获得入射光的三基色(红、绿、蓝)光亮值，经过ADC采样电路转换后传输至控制器，控制器计算出入射光亮度和色温，将入射光亮度和色温用于直接调节图像传感器的白平衡寄存器，或保存在图像信息中，上传至计算机处理。这样可以更加准确的获得图像的颜色。

[0027] 该控制器内还设有存储器，存储器中存储有白平衡参数表，用入射光亮度和色温调节图像传感器的白平衡寄存器时，可参考该白平衡参数表。

[0028] 本发明还提出了一种图像传感器白平衡参数调节方法，具体为：

[0029] S1，根据颜色传感器获得的红、绿、蓝光的光亮度值得到入射光亮度值I。

[0030] 入射光亮度的值I＝0.299*Ired+0.587*Iblue+0.114*Igreen；其中Ired为红色光电二极管获取的亮度值，Iblue为蓝色光电二极管获取的亮度值，Igreen为绿色光电二极管获取的亮度值。

[0031] S2，将红、绿、蓝光的光亮度值分别转换为CIE XYZ刺激值X、Y、Z。

[0032] X＝(-0.14282)(Ired)+(1.54924)(Igreen)+(-0.95641)(Iblue)；

[0033] Y＝(-0.32466)(Ired)+(1.57837)(Igreen)+(-0.73191)(Iblue)；

[0034] Z＝(-0.68202)(Ired)+(0.77073)(Igreen)+(0.56332)(Iblue)。

[0035] S3，对红、绿、蓝光的CIEXYZ刺激值进行归一化处理，得到红、绿、蓝光的色度值x、y、z。

[0036] x＝X/(X+Y+Z)，y＝Y/(X+Y+Z)。

[0037] S4，计算入射光色温值t＝449n3+3525n2+6823.3n+5520.33，n＝(x-0.3320)/(0.1858-y)。

[0038] S5，将入射光亮度I和色温值t作为查找参数在白平衡参数表中进行查询，得到颜色校正后的白平衡参数。

[0039] S6，控制器根据所述白平衡参数调节校准图像传感器：将校正后的白平衡参数发送至图像传感器，配置相应的白平衡寄存器值，获得更佳的图像颜色。

[0040] 如表1所示，当2

[0041] 表1白平衡参数表

[0042]

[0043] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0044] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

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