[发明专利]一种内窥镜成像系统及成像方法

权利要求书

1.一种内窥镜图像成像系统，其特征在于，包括光源装置、图像采集装置、图像处理装置和图像显示装置，其中：

所述光源装置，用于产生明暗交替的光照；

所述图像采集装置，用于在明暗交替的光照阶段下，通过设置图像采集周期及光源明暗编码周期，使得在一个光源明暗编码周期内至少可以采集到一帧亮图像和一帧暗图像，所述光源明暗编码周期包含一个亮光阶段和一个暗光阶段；其中，在亮图像中，需要保证除亮斑区域外，其他区域的图像清晰可见；在暗图像中，需要保证在上一帧亮图像中亮斑区域对应位置的图像清晰可见；

所述图像处理装置，用于对所述亮图像和暗图像进行融合处理，得到亮度均衡图像；

所述图像显示装置，用于实时显示最终生成的数字图像；

所述图像采集装置对所述亮图像和暗图像进行融合处理，具体为：

首先将亮图像和暗图像在RBG色彩空间中的R、G、B通道分离出来，之后将亮图像和暗图像分别转换到HSV色彩空间，并取出V通道；

对亮图像和暗图像的V通道分别使用设定模板进行均值滤波，分别得到两个能够反映每一个像素点在亮图像和暗图像中一定区域亮度的背景图像，记为Background_B和Background_b；最终亮度均衡图像中的该点亮度则由其在亮图像和暗图像得亮度背景中的权重W_B(i，j)和W_b(i，j)决定；

权重的计算方法由下式指出：

其中Imax、Imin为指定的两个阈值；

max[Imax-Background_B(i，j)，0]指的是Imax-Background_B(i，j)与0之间取最大值,max[Background_b(i，j)-Imin，0]指的是Background_b(i，j)-Imin与0之间取最小值；Background_B(i，j)为亮图像的象素点坐标，Background_b(i，j)为暗图像的象素点坐标；

则某一点P(i，j)的最终值由亮图像的三通道值R_B(i,j)、G_B(i,j)、B_B(i,j)和暗图像所分离出来的三通道值R_b(i,j)、G_b(i,j)、B_b(i,j)通道中该点的对应值分别乘以权重并求和以计算出新的图像的三个通道值R_new＝W_B(i，j)*R_B(i，j)+W_b(i，j)*R_b(i，j)，W_B(i，j)*G_B(i，j)+W_b(i，j)*G_b(i，j)和W_B(i，j)*B_B(i，j)+W_b(i，j)*B_b(i，j)将得到的R_new，G_new和B_new合成为图像I_new，则I_new即为满足亮度均衡要求的一帧图像。

2.如权利要求1所述的内窥镜图像成像系统，其特征在于，所述光源装置包括光源编码器和LED光源，所述光源编码器用于对LED光源进行编码，从而使所述LED光源产生明暗交替的光照，即亮光和暗光。

3.如权利要求1所述的内窥镜图像成像系统，其特征在于，所述设置图像采集周期及光源明暗编码周期具体为，图像采集周期t与光源明暗编码周期T需满足：

T≥4t

其中，图像采集周期为t，即每t秒拍摄一帧图像；光源明暗编码周期为T，在一个周期内，有时间段为亮光阶段，时间内为暗光阶段；在明暗交替的光照阶段下，通过设置图像采集周期及光源明暗编码周期，使得在一个光源明暗编码周期内可以采集到至少一帧亮图像和至少一帧暗图像，所述光源明暗编码周期包含一个亮光阶段和一个暗光阶段。

4.如权利要求3所述的内窥镜图像成像系统，其特征在于，所述图像采集装置，将在亮光阶段采集到的N帧图像中，帧内像素平均灰度值最高的那帧图像作为亮图像；将在暗光阶段采集到的N帧图像中，帧内像素平均灰度值最低的那帧图像作为暗图像。