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申请/专利权人:合肥综合性国家科学中心人工智能研究院(安徽省人工智能实验室)
摘要:本发明公开了一种内窥镜图像质量提升装置及方法,涉及内窥镜技术领域,包括科勒照明整形机构、DMD器件、光纤探测机构和图像获取机构,所述光纤探测机构包括传像光纤和放大物镜;科勒照明整形机构发出的光照射到DMD器件的DMD透镜上,经过DMD反光镜反光后经过放大物镜进入传像光纤的检测端以激发待检测物体表面的荧光信号,荧光信号依次从传像光纤、放大物镜进入图像获取机构以得到图像;该内窥镜图像质量提升装置及方法针对图像光强分布不均匀问题,进行光学矫正处理,提高了图像质量。
主权项:1.一种内窥镜图像质量提升装置,其他特征在于,包括科勒照明整形机构(1)、DMD器件(2)、光纤探测机构(3)和图像获取机构(4),所述光纤探测机构(3)包括传像光纤(31)和放大物镜(32);所述DMD器件(2)包括DMD透镜(21)、DMD本体(22)和多个DMD反光镜(23),按照DMD器件(2)入射光方向,DMD透镜(21)、DMD反光镜(23)、DMD本体(22)依次设置,所有DMD反光镜(23)均与DMD本体(22)的表面转动连接,DMD器件(2)通过调整DMD反光镜(23)与DMD本体(22)的角度倾斜设置以投射非均匀分布的图案;科勒照明整形机构(1)发出的光照射到DMD器件(2)的DMD透镜(21)上,A的反光方向竖直偏左24°,B的反光方向竖直偏右24°,其中,A表示偏转+12°的状态,B表示偏转-12°的状态;经过DMD反光镜(23)反光后经过放大物镜(32)进入传像光纤(31)的检测端以激发待检测物体表面的荧光信号,荧光信号依次从传像光纤(31)、放大物镜(32)进入图像获取机构(4)以得到图像;传像光纤(31)的纤芯直径与DMD器件(2)投射非均匀分布图案的有效尺寸之间的关系为:,其中,表示放大物镜(32)的方法倍率,表示DMD透镜(21)的焦距,表示DMD透镜(21)与DMD反光镜(23)之间的距离,表示乘积;所述DMD反光镜(23)的倾斜控制具体为:DMD器件(2)是计算机通过DMD控制器(5)来控制DMD器件(2)上DMD反光镜(23)的偏转,调整DMD器件(2)的PWM值以在DMD器件(2)的+12°反射方向上产生空间均匀的照明,并产生结构光方法中所需的调制图案;其中,利用DMD器件(2)投射非均匀分布的图案,具体为:首先在具有高反射率的白色标准块上均匀涂覆荧光剂,将传像光纤(31)一端贴合所述白色标准块,通过DMD控制器(5)为DMD器件(2)提供灰度值为255的纯白图像,使得DMD器件(2)反光区域的DMD反光镜(23)全部处于倾斜+12°的状态,通过对焦及调整图像获取机构(4)中相机(43)的曝光时间,使得相机(43)的感光面上获得清晰的圆形光斑,所述圆形光斑反映了照明光斑的均匀度,然后通过对圆形光斑的灰度值进行计算,获得圆形光斑各个像素点的灰度值及圆形光斑的像素灰度值最小值,其中为像素点的位置坐标,然后计算每个像素点对应的系数,将和相乘得到灰度值均为最小值的均匀光斑,其中即为DMD器件(2)投射的非均匀图案灰度值分布;在前期装置校准过程中,实时获得并读取相机(43)感光面上照明光斑的灰度值分布,从而计算得到DMD器件(2)需要投射的非均匀图案灰度值分布。
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