[發明專利]一種內窺鏡對焦方法及裝置

有效

• 申請號: 201911223205.5
• 申請日: 2019-12-03
• 公開（公告）號: CN112911133B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 段西堯
• 申請（專利權）人: 精微視達醫療科技(武漢)有限公司
• 主分類號: H04N23/67
• 分類號: H04N23/67;G02B23/24
• 代理公司: 廣州德科知識產權代理有限公司 44381
• 代理人: 黃文靜

本申請實施例提供一種內窺鏡對焦方法及裝置。該內窺鏡對焦方法包括：在內窺鏡物鏡的移動范圍內選取采樣位置，將內窺鏡物鏡移動至采樣位置處對目標物進行成像，并確定采樣位置對應的清晰度值，利用設定的高斯函數模型對采樣位置和采樣位置對應的清晰度值進行高斯曲線擬合，獲得目標高斯曲線，根據目標高斯曲線的峰值確定目標對焦位置，并將內窺鏡物鏡移動至目標對焦位置。由于內窺鏡物鏡的位置與在該位置處獲取的目標物的成像圖像的清晰度值之間的關系曲線在理論上是高斯曲線，在高斯曲線的峰值處的清晰度值最大并且僅需要采集少量數據即可擬合出目標高斯曲線，因此，可以根據目標高斯曲線的峰值實現快速準確的對焦。

技術領域

本申請實施例涉及光學成像技術領域，尤其涉及一種內窺鏡對焦方法及裝置。

背景技術

光學成像在各個領域有著廣泛的應用，例如，照相機、顯微鏡等，這些設備都需要進行對焦才能清晰成像，例如，以共聚焦顯微內窺鏡為例。共聚焦顯微內窺鏡是一種精密光學儀器，其包括兩個關鍵部件：共聚焦主機和共聚焦探頭。由于共聚焦顯微內窺成像系統在制造和裝配過程中不可避免地存在誤差，在每次將共聚焦探頭連接上共聚焦主機后，都需要進行自動對焦，以找到合適的對焦位置。

相關技術中，在對設備進行對焦時，通常使用傳統爬山搜索法或變步長爬山搜索法來尋找合適的對焦位置。然而，爬山搜索法是一種常規的搜索方法，其本質是盲目試探性的搜索。如果爬坡步長設置不合理，需要花費較長的時間才能找到目標值，這會增加用戶的等待時間，降低用戶的體驗。此外，爬山搜索法是一種局部擇優法，容易受到局部極值的干擾而不能找到全局最優解，可能導致對焦不準確。精密光學儀器對焦位置精度在毫厘之間，對焦稍微不準確將可能導致圖像質量的嚴重劣化。

發明內容

本申請實施例提供一種內窺鏡對焦方法及裝置，用以在光學成像過程中快速、準確地確定合適的對焦位置，提高對焦的準確度以及對焦的速度。

第一方面，本申請實施例提供了一種內窺鏡對焦方法，其包括：

在內窺鏡物鏡的移動范圍內選取采樣位置，其中，所述采樣位置的數量大于或者等于4；

將所述內窺鏡物鏡移動至所述采樣位置處對目標物進行成像，并確定所述采樣位置對應的清晰度值；

利用設定的高斯函數模型對所述采樣位置和所述采樣位置對應的清晰度值進行高斯曲線擬合，獲得目標高斯曲線，其中，所述目標高斯曲線用于表征清晰度值與所述內窺鏡物鏡的移動范圍內的全部位置的變化關系；

根據所述目標高斯曲線的峰值確定目標對焦位置，并將所述內窺鏡物鏡移動至所述目標對焦位置。

可選的，在本申請的一種實施例中，所述內窺鏡物鏡通過驅動器進行驅動，所述根據所述目標高斯曲線的峰值確定目標對焦位置包括：

確定所述目標高斯曲線的目標峰值位置，并將所述驅動器可驅動所述內窺鏡物鏡至所述目標峰值位置最近的位置確定為所述目標對焦位置。

可選的，在本申請的一種實施例中，所述在內窺鏡物鏡的移動范圍內選取采樣位置包括：

將所述內窺鏡物鏡的移動范圍均勻劃分為至少四個采樣區域；

在每個所述采樣區域內分別選取至少一個采樣位置。

可選的，在本申請的一種實施例中，所述采樣區域的數量與所述目標高斯曲線的波峰數量滿足：M₁≥(3*M₂+1)，其中，M₁表示所述采樣區域的數量，M₂表示所述目標高斯曲線的波峰數量。