CN118576129A - 一种内窥镜设备及参数测量方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及医疗技术领域，特别涉及一种内窥镜设备及参数测量方法。本申请实施例对待检测组织的照明光束进行光场调制，得到多个光束；每个光束的覆盖区域的大小等于预设值，多个光束的覆盖区域的大小不同；采集每个光束对应的图像，光束对应图像是光束照射待检测组织时得到的；针对任一所光束对应的图像执行：根据图像确定待检测组织的异常位置；异常位置为图像中、图像内呈现的光束的覆盖区域与光束的覆盖区域存在差异的位置；根据异常位置以及光束的照射信息，确定异常位置的深度信息以及异常位置与摄像头之间的距离信息。

Description

一种内窥镜设备及参数测量方法

技术领域

本申请涉及医疗技术领域，特别涉及一种内窥镜设备及参数测量方法。

背景技术

医用内窥镜设备现在已经成为人类观察、诊断人体内器官病变的重要工具之一，在临床上的应用越来越普及，是当前应用非常广泛的一种医疗器械，内窥镜设备中，可以通过冷光源为人体内生物组织提供光源，进而成像部分对光源照明的光斑进行图像获取。

但是如果内窥镜设备是单摄像头，则获取的图像只有二维平面信息，无法提供人体内生物组织的深度信息，从而进行三维图像重构。

而如果在内窥镜设备内放置两个摄像头，利用两个摄像头拍摄同一位置的坐标差实现深度信息的提取，由于内窥镜设备的镜筒有直径要求，导致两个摄像头之间的距离有局限性，使得提取到的生物组织区域有限，不能准确且全面的对人体内生物组织的深度信息进行提取。

发明内容

为了解决上述现有技术中的问题，本申请实施例提供了一种内窥镜设备及参数测量方法，用于解决现有技术中不能准确且全面的提取人体内生物组织的深度信息的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种内窥镜设备，所述内窥镜设备包括摄像头、摄像主机和冷光源主机，所述冷光源主机包括光源和空间光调制器，所述摄像主机包括处理器；

所述光源用于，为待检测组织提供照明光束；

所述空间光调制器用于，对所述照明光束进行光场调制，得到多个光束，每个所述光束的覆盖区域的大小等于预设值，所述多个光束的覆盖区域的大小不同；

所述摄像头用于，采集每个光束对应的图像，所述光束对应图像是所述光束照射所述待检测组织时得到的；

所述处理器用于，针对任一所光束对应的图像执行：根据所述图像确定所述待检测组织的异常位置；所述异常位置为所述图像中、所述图像内呈现的光束的覆盖区域与所述光束的覆盖区域存在差异的位置；根据所述异常位置以及所述光束的照射信息，确定所述异常位置的深度信息以及所述异常位置与所述摄像头之间的距离信息。

在一种可能的实施方式中，所述处理器具体用于：

在根据所述图像确定所述待检测组织的异常位置之前，提取所述图像中的子图像，所述子图像为所述图像内光束的覆盖区域中的部分图像。

在一种可能的实施方式中，所述子图像中光束覆盖区域内的光场能量均大于预设能量阈值。

在一种可能的实施方式中，所述处理器具体用于：

基于所述图像，确定所述异常位置对应的目标位置，所述目标位置为所述光束的覆盖区域内与所述图像中呈现的光束的覆盖区域存在差异的位置；

基于所述目标位置、所述异常位置以及所述图像对应的光束的照射信息，确定所述异常位置的深度信息。

在一种可能的实施方式中，所述照射信息为入射角度信息，所述处理器具体用于：

基于所述目标位置和所述异常位置，确定所述目标位置和所述异常位置之间的距离；

基于所述目标位置和所述异常位置之间的距离、以及所述图像对应的光束的入射角度信息，确定所述异常位置的深度信息。

在一种可能的实施方式中，所述处理器具体用于：

基于所述异常位置和所述光束的覆盖区域，确定所述光束的覆盖区域的中心与所述异常位置之间的距离；

基于所述光束的覆盖区域的中心与所述异常位置之间的距离、以及所述光束的照射信息，确定所述异常位置与所述摄像头之间的距离信息。

第二方面，本申请实施例提供一种参数测量方法，应用于内窥镜设备，所述方法包括：

对待检测组织的照明光束进行光场调制，得到多个光束；每个所述光束的覆盖区域的大小等于预设值，所述多个光束的覆盖区域的大小不同；

采集每个光束对应的图像，所述光束对应图像是所述光束照射所述待检测组织时得到的；

针对任一所光束对应的图像执行：

根据所述图像确定所述待检测组织的异常位置；所述异常位置为所述图像中、所述图像内呈现的光束的覆盖区域与所述光束的覆盖区域存在差异的位置；

根据所述异常位置以及所述光束的照射信息，确定所述异常位置的深度信息以及所述异常位置与所述摄像头之间的距离信息。

第三方面，本申请实施例提供一种参数测量装置，包括：

调制模块，用于对待检测组织的照明光束进行光场调制，得到多个光束；每个所述光束的覆盖区域的大小等于预设值，所述多个光束的覆盖区域的大小不同；

采集模块，用于采集每个光束对应的图像，所述光束对应图像是所述光束照射所述待检测组织时得到的；

确定模块，用于针对任一所光束对应的图像执行：根据所述图像确定所述待检测组织的异常位置；所述异常位置为所述图像中、所述图像内呈现的光束的覆盖区域与所述光束的覆盖区域存在差异的位置；根据所述异常位置以及所述光束的照射信息，确定所述异常位置的深度信息以及所述异常位置与所述摄像头之间的距离信息。

第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现第二方面所述的方法。

第五方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序：所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第二方面所述的方法。

本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

本申请实施例提供的一种内窥镜设备包括摄像头、摄像主机和冷光源主机，冷光源主机包括光源和空间光调制器；空间光调制器对待检测组织的照明光束进行光场调制，得到多个光束；每个光束的覆盖区域的大小等于预设值，多个光束的覆盖区域的大小不同；摄像头采集每个光束对应的图像，光束对应图像是光束照射待检测组织时得到的；摄像主机中的处理器针对任一所光束对应的图像执行：根据图像确定待检测组织的异常位置；异常位置为图像中、图像内呈现的光束的覆盖区域与光束的覆盖区域存在差异的位置；根据异常位置以及光束的照射信息，确定异常位置的深度信息以及异常位置与摄像头之间的距离信息。

一方面，本申请实施例使用空间光调制器对待检测组织的照明光束进行光场调制，控制照明光束的光场能量信息分布，进而对光束的覆盖区域进行控制，得到多个光束，从而根据多个光束对应的图像内呈现的光束的覆盖区域与所述多个光束的覆盖区域存在差异的位置，可以确定待检测组织中异常位置的深度信息以及异常位置与摄像头之间的距离信息，不需要使用两个摄像头，就可以准确的提取人体内生物组织的深度信息。

另一方面，在进行光场调制时，每个光束的覆盖区域的大小等于预设值，不受两个摄像头之间距离的影响，可以全面的对人体内生物组织的深度信息进行提取。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种内窥镜设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种冷光源主机的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种冷光源主机光束投射到待检测组织的示意图；

图4A为本申请实施例提供的一种汇聚光路前端的光场能量分布图；

图4B为本申请实施例提供的一种待检测组织的光场能量分布图；

图5为本申请实施例提供的一种摄像主机的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种内窥镜检查的示意图；

图7为本申请实施例提供的一种可选的应用场景；

图8为本申请实施例提供的一种参数测量方法的流程图；

图9为本申请实施例提供的一种光场调制的流程图；

图10为本申请实施例提供的一种N个光束对应的图像的示意图；

图11为本申请实施例提供的一种光束对应的图像以及光束覆盖区域的光场能量曲线图；

图12为本申请实施例提供的一种待检测组织的覆盖区域全图的效果图；

图13为本申请实施例提供的一种图像内呈现的光束的覆盖区域的示意图；

图14为本申请实施例提供的一种图像内呈现的光束的覆盖区域的示意图；

图15为本申请实施例提供的一种图像内呈现的光束的覆盖区域的示意图；

图16为本申请实施例提供的一种异常位置和目标位置的示意图；

图17为本申请实施例提供的一种确定异常位置的深度信息的流程图；

图18为本申请实施例提供的一种确定异常位置的深度信息的示意图；

图19为本申请实施例提供的一种确定异常位置与摄像头之间的距离信息的示意图；

图20为本申请实施例提供的一种参数测量装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。其中，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

并且，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“且，表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；文本中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

具体地在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制，并且，本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

图1示例性地示出了本申请实施例中的一种内窥镜设备的结构示意图，其中，内窥镜设备包括冷光源、摄像组件和显示器。

摄像组件可以用于对内窥镜检查和手术进行拍摄，以采集检查和手术的画面数据；其关键部件可以包括摄像头、按键、摄像主机、CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器、视频线、光学适配器、物镜视野、镜杆、通讯口以及视频输出接口中的一个或多个。摄像主机可以通过视频输出接口与显示器连接，并通过通讯口与冷光源主机连接。

本申请实施例中，摄像组件的关键部件中的物镜视野、镜杆、光学适配器、按键、CMOS和摄像头也可以统称为内窥镜相机。

显示器可以用于显示通过摄像组件采集并生成的内窥镜图像。

冷光源可以用于在内窥镜检查和手术中给内窥镜提供照明光；其关键部件通常包括：冷光源主机、导光束、通讯口以及冷光源出光接口。

应该理解的是，图1所示内窥镜设备的结构示意图仅是一个范例，并且内窥镜设备可以具有比图1中所示的更多的或者更少的部件，可以组合两个或多个的部件，或者可以具有不同的部件配置。图中所示出的各种部件可以在包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路在内的硬件、软件、或硬件和软件的组合中实现。

基于图1所示内窥镜设备的结构示意图，本申请实施例还提供了一种冷光源主机的结构示意图。如图2所示，冷光源主机200可以包括处理器201、LED驱动板202、制冷片驱动板203、LED204、准直光路205、空间光调制器206、中继光路207、汇聚光路208、制冷片209，散热装置210、导光束211、第一温度传感器212和第二温度传感器213。

在使用内窥镜设备进行检查和手术的过程中，医务人员可以设定激光光强，处理器201接收到设定的激光光强后，可以控制LED驱动板202输出电流给LED204，以及控制制冷片驱动板203输出电流给制冷片209，以及控制散热装置210为制冷片209的热端散热。LED204上电后，可以生成准直光路205，准直光路205的照明光束经过空间光调制器206进行光场调制之后，生成中继光路207，最后经过处理之后生成汇聚光路208，最终，汇聚光路208经过导光束接口，可以生成导光束211，即近红外激光输出。在使用内窥镜设备进行检查和手术的过程中，为了保证内窥镜设备性能的稳定性，需要使用第一温度传感器212检测制冷片209的冷端温度，使用第二温度传感器213检测制冷片209的热端温度，并将检测到的冷端温度和热端温度发送给处理器201，由处理器201控制内窥镜设备的温度。

处理器201是冷光源主机200的控制中心，利用各种接口和线路连接整个冷光源主机200的各个部分，通过运行或执行存储在存储器内的软件程序，以及调用存储在存储器内的数据，执行冷光源主机200的各种功能和处理数据。在一些实施例中，处理器201可包括一个或多个处理单元。本申请中处理器201可以运行操作系统、应用程序、用户界面显示及触控响应，以及本申请实施例所述的参数测量方法。处理器201执行参数测量方法的具体过程，将在下文中详细介绍。

如图3所示，在本申请实施例中，冷光源主机200中汇聚光路208对光束进行傅里叶调制，即将汇聚光路208前端的光场能量变成汇聚光路209后端的角度能量，然后将经过傅里叶调制之后的光束通过导光束211传输至内窥镜设备的镜体，镜体将光束经过镜杆和物镜视野投射到术中人体的待检测组织内。此时，光束的角度能量又变为待检测组织的光场能量。如图4A所示，为汇聚光路208前端的光场能量分布图，如图4B所示，为待检测组织的光场能量分布图，汇聚光路208前端的光场能量与投射到待检测组织的光场能量呈正相关趋势。

基于图1所示内窥镜设备的结构示意图，本申请实施例还提供了一种摄像主机的结构示意图，如图5所示，摄像主机500可以包括存储器510、处理器520、通信接口530以及电源540等部件。

存储器510可用于存储软件程序及数据。处理器520通过运行存储在存储器510的软件程序或数据，从而执行摄像主机500的各种功能以及数据处理。存储器510可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。存储器510存储有使得摄像主机500能运行的操作系统。本申请中存储器510可以存储操作系统及各种应用程序，还可以存储执行本申请实施例所述方法的代码。

处理器520是摄像主机500的控制中心，利用各种接口和线路连接整个摄像主机500的各个部分，通过运行或执行存储在存储器510内的软件程序，以及调用存储在存储器510内的数据，执行摄像主机500的各种功能和处理数据。在一些实施例中，处理器520可包括一个或多个处理单元；处理器520还可以集成应用处理器和基带处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、内窥镜设备界面和应用程序等，基带处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述基带处理器也可以不集成到处理器520中。本申请中处理器520可以运行操作系统、应用程序、内窥镜设备界面显示及触控响应，以及本申请实施例所述的参数测量方法。处理器520执行参数测量方法的具体过程，将在下文中详细介绍。

需要说明的是，本申请实施例中内窥镜设备在将数据传输至其他电子设备时，可以与其他设备进行有线传输或无线传输，本申请不限制传输的方式，不限制其设备的个数，以及不限制其他设备的设备类型。例如，其他电子设备可以为内窥镜设备、个人计算机、手机、平板电脑、笔记本、电子书阅读、智能语音交互设备、智能家居、车载终端等具有一定计算能力并且运行有即时通信类软件及网站或者社交类软件及网站的计算机设备。

通信接口530用于与其他电子设备进行信息交互，通信接口530具体可以包括网口531、WiFi模块532、蓝牙模块533、4G模块534和USB535等等其中之一或者多个。使用不同的通信接口，则使用相应的通信方式与其他电子设备进行信息交互。

电源540用于给摄像主机500中的各个部件供电，电源540可以通过电源管理系统与处理器520逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电以及功耗等功能。

内窥镜设备检查或手术在实际操作阶段基本是以动态视频的形式来辅助医务人员操作，由医务人员操作内窥镜设备进入人体内后，通过内窥镜设备上的摄像头采集人体的图像并进行显示，并且会随着内窥镜设备的摄像头的移动将摄像头所照射范围在内窥镜设备连接的显示器上呈现，能清楚的看到病灶周围的环境，以及借助手术器械可以三维直观的进行移动和手术操作。例如如图6所示，医务人员可以操作内窥镜设备采集人体的内窥镜图像。

上文提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请实施例的内容，上文中仅对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。

接下来对本申请实施例的应用场景进行适应性说明，图7为本申请实施例提供的应用场景示意图。

如图7中示出的，该应用场景中例如可以包括网络70、服务器71以及内窥镜设备72。医务人员通过内窥镜设备72执行图像采集操作得到内窥镜图像之后，内窥镜设备72会将捕捉到的内窥镜图像发送至服务器71。

服务器71接收到内窥镜设备72发送的内窥镜图像后，会将该内窥镜图像进行处理，得到该内窥镜图像对应的待检测组织异常位置的深度信息以及异常位置与摄像头之间的距离信息。并将该内窥镜图像和待检测组织异常位置的深度信息以及异常位置与摄像头之间的距离信息下发至内窥镜设备72，以使内窥镜设备72将待检测组织异常位置的深度信息以及异常位置与摄像头之间的距离信息通过显示屏输出展示给医务人员查看。

需要说明的是，在实际应用中，服务器71可以作为如云端处理器、处理器集群等等独立于内窥镜设备72之外的独立处理器。此外，服务器71还可以作为内窥镜设备72的内部处理器，本申请对服务器71的具体类型不作限定。

本申请中的描述中仅就单个服务器或终端设备加以详述，但是本领域技术人员应当理解的是，图7示出的服务器71旨在表示本申请的技术方案涉及的服务器的操作。对单个服务器加以详述至少为了说明方便，而非暗示对服务器的数量、类型或是位置等具有限制。应当注意，如果向图示环境中添加附加模块或从其中去除个别模块，不会改变本申请的示例实施例的底层概念。

医用内窥镜设备现在已经成为人类观察、诊断人体内器官病变的重要工具之一，在临床上的应用越来越普及，是当前应用非常广泛的一种医疗器械，内窥镜设备中，可以通过冷光源为人体内生物组织提供光源，进而成像部分对光源照明的光斑进行图像获取。

但是如果内窥镜设备是单摄像头，则获取的图像只有二维平面信息，无法提供人体内生物组织的深度信息，从而进行三维图像重构。

而如果在内窥镜设备内放置两个摄像头，利用两个摄像头拍摄同一位置的坐标差实现深度信息的提取，由于内窥镜设备的镜筒有直径要求，导致两个摄像头之间的距离有局限性，使得提取到的生物组织区域有限，不能准确且全面的对人体内生物组织的深度信息进行提取。

有鉴于此，本申请实施例提供了一种内窥镜设备及参数测量方法，应用于图1所示的内窥镜设备中，用于解决现有技术中不能准确且全面的提取人体内生物组织的深度信息的问题。

参见图8，示出了本申请实施例提供的一种参数测量方法的流程图。该方法可以适用于图1所示的内窥镜设备中，如图8所示，该方法可以包括如下步骤：

步骤S801，对待检测组织的照明光束进行光场调制，得到多个光束。

其中，每个光束的覆盖区域的大小等于预设值，多个光束的覆盖区域的大小不同。

可选的，可以使用空间光调制器对待检测组织的照明光束进行光场调制。空间光调制器包括但不限于LCD(Liquid Crystal Display,YE液晶显示)、DMD(DigitalMicromirror Device，数字微镜器件)、基于MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems，微机电系统)的空间光调制器。

可选的，空间光调制器包括多个调制单元；则空间光调制器对待检测组织的照明光束进行光场调制时，根据多个预设值的排列顺序，执行如图9所示的操作：

步骤S901，当检测到照明光束时，打开预设值对应的调制单元的控制开关，并关闭其他调制单元的控制开关；

步骤S902，基于打开的调制单元，对照明光束进行光场调制，得到预设值对应的光束，即得到覆盖区域的大小等于预设值的光束。

需要说明的是，多个光束的覆盖区域的大小均不相同，即需要预先设置多个预设值。预设值可以根据实际需要进行设置，也可以根据用户的经验进行设置，本申请实施例对此不做限制。

示例性的，若预先设置5个预设值，则根据5个预设值从大到小的顺序，对照明光束进行光场调制，则可以得到5个光束，且这5个光束的覆盖区域与5个预设值一一对应，且均不相同。

下面以DMD空间光调制器为例，说明对待检测组织的照明光束进行光场调制的具体执行过程。

每一个DMD含有多个独立控制的微镜，在运行期间，DMD控制器为每个微镜加载一个“1”或一个“0”。在检测到照明光束时，会施加镜像复位脉冲，引起每个微镜静电偏离大约一个铰链，使得每个微镜达到相应的+/-12°状态。其中，+12°状态对应“开”像素，-12°状态对应“关”像素。即根据预设值的大小，打开预设值对应的像素开关，并关闭其他像素开关，通过控制DMD空间光调制器像素开关的开/关，控制照明光束的光场能量，得到多个不同覆盖区域的光束。

需要说明的是，本申请实施例中每个光束的覆盖区域包括但不限于正方形、环形、椭圆形、长方形，可以根据实际需要进行设置。

下面，以每个光束的覆盖区域为环形为例，进行说明。

示例性的，若每个光束的覆盖区域为环形区域，预先设置N个预设值，则对照明光束进行光场调制后，得到N个光束，且N个光束对应的覆盖区域皆为环形。

步骤S802，采集每个光束对应的图像，光束对应图像是光束照射待检测组织时得到的。

可选的，当光束照射待检测组织时，摄像头采集光束对应的图像。

若待检测组织没有发生病变，则光束的覆盖区域的形状与图像内呈现的光束的覆盖区域的形状相同。

示例性的，若每个光束的覆盖区域为环形区域，预先设置N个预设值，则对照明光束进行光场调制后，得到N个光束。当N个光束照射待检测组织时，摄像头采集N个光束对应的图像，得到N个图像。N个图像与N个光束一一对应。如图10所示，为N个光束对应的图像的示意图。每个图像中的覆盖区域的大小均不相同。

在另一种可能的实施方式中，为了避免图像内呈现的光束的覆盖区域的边缘对后续确定深度信息和距离信息的影响，本申请实施例中在采集到每个光束对应的图像之后，且在根据图像确定待检测组织的异常位置之前，提取图像中的子图像，子图像为图像内光束的覆盖区域中的部分图像。

其中，子图像中光束覆盖区域内的光场能量均大于预设能量阈值。

如图11所示，为一个光束对应的图像以及光束覆盖区域的光场能量曲线图。在该图像中光束的覆盖区域的宽度为M，则覆盖区域对应的光场能量如右侧的曲线图所示，每个宽度对应一个光场能量。

若设置预设能量阈值为n，则将光场能量大于n的覆盖区域保留，即保留光场能量在虚线上面的覆盖区域。最终将光场能量在虚线上面的覆盖区域提取出来，组成子图像。

其中，在提取图像中的子图像之前，还可以将覆盖区域内的光场能量进行归一化，使得覆盖区域的光场能量从1到0，如图11所示，最大的光场能量为1。

需要说明的是，本申请实施例中的预设能量阈值可以根据实际需要进行设置，也可以根据经验进行设置，本申请实施例对此不做限制。

在另一种可能的实施方式中，为了便于观察待检测组织是否发生病变以及发生病变的异常位置的数量，在提取多个光束对应的图像中的子图像之后，还可以将多个光束对应的子图像进行图像融合，生成待检测组织的覆盖区域全图。

示例性的，若光束的覆盖区域为环形，对图10所示的N个光束对应的图像进行提取后得到N个子图像，然后对N个子图像进行图像融合，生成待检测组织的覆盖区域全图，如图12所示的条纹图案。

图12所示中每个环形图案为一个光束对应的子图像中的覆盖区域。若有N个光束，则图12中存在N个环形的覆盖区域。且每一个环形的覆盖区域对应待检测组织的不同区域，一个环形上的不同位置也对应待检测组织的不同位置。

步骤S803，针对任一光束对应的图像执行：

步骤S8031，根据图像确定待检测组织的异常位置；异常位置为图像中、图像内呈现的光束的覆盖区域与光束的覆盖区域存在差异的位置。

可选的，如果待检测组织的表面是光滑的，则图像内呈现的光束的覆盖区域不会出现明显变化，与光场调制后光束的覆盖区域基本相同。

示例性，如图13所示，当光束投射到表面光滑的待检测组织上时，表面光滑的部分在图像内呈现的光束的覆盖区域会如图13右侧所示。

如果待检测组织的表面出现凹陷或者凸起，由于待检测组织的凸起和凹陷会拉近或疏远与镜体间距离，因而光束的覆盖区域会出现对应的凹陷和凸起。

示例性，当光束投射到表面凹陷的待检测组织上时，表面凹陷的部分在图像内呈现的光束的覆盖区域会如图14右侧所示。当光束投射到表面凸起的待检测组织上时，表面凸起的部分在图像内呈现的光束的覆盖区域会如图15右侧所示。

因此，若图像内呈现的光束的覆盖区域与光束的覆盖区域存在差异，则将图像中存在差异的位置作为异常位置。

可选的，若因为待检测组织的表面出现凹陷或者凸起，而无法确定图像内呈现的目标覆盖区域，可以根据图像内呈现的光束的覆盖区域进行拟合处理，确定图像内呈现的目标覆盖区域。

其中，目标覆盖区域为当表面出现凹陷或者凸起的待检测组织没有出现病变时，即同一待检测组织的表面为光滑时，光束照射到该待检测组织上的覆盖区域。

具体实施为，根据图像对应的光束的预设值，对图像内呈现的光束的覆盖区域进行拟合处理，得到光束的拟合覆盖区域；将拟合覆盖区域与图像内呈现的光束的覆盖区域进行比较后，确定图像内呈现的光束的覆盖区域与光束的覆盖区域存在差异的位置；

然后将图像内呈现的光束的覆盖区域上存在差异的位置作为异常位置；将光束的覆盖区域内与图像中呈现的光束的覆盖区域存在差异的位置作为异常位置对应的目标位置。

示例性的，若光束的覆盖区域为环形，则根据图像对应的光束的预设值，对图像内呈现的光束的覆盖区域进行圆的拟合处理，得到拟合后的环形。如图16所示，实线部分为图像内呈现的光束的覆盖区域，虚线部分为对图像内呈现的光束的覆盖区域进行拟合处理后得到的光束的拟合覆盖区域(光束的覆盖区域)。

点P和点Q为光束的覆盖区域内与图像中呈现的光束的覆盖区域存在差异的位置，且点P在图像内呈现的光束的覆盖区域上，而点Q在拟合覆盖区域内(光束的覆盖区域内)，则将点P作为异常位置，而点Q作为异常位置对应的目标位置。

步骤S8032，根据异常位置以及光束的照射信息，确定异常位置的深度信息以及异常位置与摄像头之间的距离信息。

在一种可能的实施方式中，根据异常位置以及光束的照射信息，确定异常位置的深度信息，具体实施为如图17所示的步骤：

步骤S1701，基于图像，确定异常位置对应的目标位置，目标位置为光束的覆盖区域内与图像中呈现的光束的覆盖区域存在差异的位置。

其中，目标位置的确定方式在上述已经描述，在此不进行赘述。

步骤S1702，基于目标位置、异常位置以及图像对应的光束的照射信息，确定异常位置的深度信息。

可选的，图像对应的光束的照射信息为光束照射待检测组织时的入射角度信息，也可以为光束从导光束照射待检测组织时的出射角度信息。

则基于目标位置、异常位置以及图像对应的光束的照射信息，确定异常位置的深度信息，可以实施为：

基于目标位置和异常位置，确定目标位置和异常位置之间的距离；

基于目标位置和异常位置之间的距离、以及图像对应的光束的入射角度信息，确定异常位置的深度信息；或者，基于目标位置和异常位置之间的距离、以及图像对应的光束的出射角度信息，确定异常位置的深度信息。

其中，若待检测组织的表面在纵向出现凹陷或者凸起，则使用目标位置和异常位置的纵坐标相减，得到目标位置和异常位置之间的距离。若待检测组织的表面在横向出现凹陷或者凸起，则使用目标位置和异常位置的横坐标相减，得到目标位置和异常位置之间的距离，即平面距离。

示例性的，如图18所示，点P为待检测组织的异常位置，点Q为异常位置对应的目标位置，目标位置点Q和异常位置点P之间的距离在待检测组织上表示为X₁，图像对应的光束的入射角度信息为a，则根据下列公式确定异常位置的深度信息H：

H＝X₁tana

在一种可能的实施方式中，根据异常位置以及光束的照射信息，确定异常位置与摄像头之间的距离信息，具体实施为：

基于异常位置和光束的覆盖区域，确定光束的覆盖区域的中心与异常位置之间的距离；

基于光束的覆盖区域的中心与异常位置之间的距离、以及光束的照射信息，确定异常位置与摄像头之间的距离信息。

其中，图像对应的光束的照射信息为光束照射待检测组织时的入射角度信息，也可以为光束从导光束照射待检测组织时的出射角度信息。

示例性的，如图19所示，点P为异常位置，点E为光束的覆盖区域的中心，则根据光束的覆盖区域的中心点E与异常位置点P的坐标，可以确定光束的覆盖区域的中心与异常位置之间的距离X₂，然后利用三角函数，可以对光束的覆盖区域的中心与异常位置之间的距离X₂、以及光束的出射角度信息a进行计算，确定异常位置与摄像头之间的距离信息L。

由此，使用空间光调制器对待检测组织的照明光束进行光场调制，控制照明光束的光场能量信息分布，进而对光束的覆盖区域进行控制，得到多个光束，从而根据多个光束对应的图像内呈现的光束的覆盖区域与多个光束的覆盖区域存在差异的位置，可以确定待检测组织中异常位置的深度信息以及异常位置与摄像头之间的距离信息，不需要使用两个摄像头，就可以准确的提取人体内生物组织的深度信息。

同时在进行光场调制时，每个光束的覆盖区域的大小等于预设值，不受两个摄像头之间距离的影响，可以全面的对人体内生物组织的深度信息进行提取。

在确定异常位置的深度信息以及异常位置与摄像头之间的距离信息之后，可以在内窥镜设备的显示器上进行显示，从而为后续的术中导航提供空间位置信息。

基于相同的发明构思，本申请实施例还提供了一种参数测量装置，图20为本申请实施例提供的一种参数测量装置的结构示意图，该装置包括：

调制模块2001，用于对待检测组织的照明光束进行光场调制，得到多个光束；每个所述光束的覆盖区域的大小等于预设值，所述多个光束的覆盖区域的大小不同；

采集模块2002，用于采集每个光束对应的图像，所述光束对应图像是所述光束照射所述待检测组织时得到的；

确定模块2003，用于针对任一所光束对应的图像执行：根据所述图像确定所述待检测组织的异常位置；所述异常位置为所述图像中、所述图像内呈现的光束的覆盖区域与所述光束的覆盖区域存在差异的位置；根据所述异常位置以及所述光束的照射信息，确定所述异常位置的深度信息以及所述异常位置与所述摄像头之间的距离信息。

在一种可能的实施方式中，所述确定模块2003，还用于在根据所述图像确定所述待检测组织的异常位置之前，提取所述图像中的子图像，所述子图像为所述图像内光束的覆盖区域中的部分图像。

在一种可能的实施方式中，所述确定模块2003，具体用于：

基于所述图像，确定所述异常位置对应的目标位置，所述目标位置为所述光束的覆盖区域内与所述图像中呈现的光束的覆盖区域存在差异的位置；

基于所述目标位置、所述异常位置以及所述图像对应的光束的照射信息，确定所述异常位置的深度信息。

在一种可能的实施方式中，所述照射信息为入射角度信息，所述确定模块2003，具体用于：

基于所述目标位置和所述异常位置，确定所述目标位置和所述异常位置之间的距离；

基于所述目标位置和所述异常位置之间的距离、以及所述图像对应的光束的入射角度信息，确定所述异常位置的深度信息。

在一种可能的实施方式中，所述确定模块2003，具体用于：

基于所述异常位置和所述光束的覆盖区域，确定所述光束的覆盖区域的中心与所述异常位置之间的距离；

基于所述光束的覆盖区域的中心与所述异常位置之间的距离、以及所述光束的照射信息，确定所述异常位置与所述摄像头之间的距离信息。

该参数测量装置的效果与前述方法的效果相似，在此不再赘述。

与上述方法实施例基于同一发明构思，本申请实施例中还提供了一种电子设备，该电子设备解决问题的原理与上述实施例的方法相似，因此该电子设备的实施可以参见上述方法的实施，重复之处不再赘述。

本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质中存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令用于实现本申请任一实施例所述的参数测量方法。

基于同一发明构思，本申请实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例提供的任一项参数测量方法的步骤。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种内窥镜设备，其特征在于，所述内窥镜设备包括摄像头、摄像主机和冷光源主机，所述冷光源主机包括光源和空间光调制器，所述摄像主机包括处理器；

所述光源用于，为待检测组织提供照明光束；

所述空间光调制器用于，对所述照明光束进行光场调制，得到多个光束，每个所述光束的覆盖区域的大小等于预设值，所述多个光束的覆盖区域的大小不同；

所述摄像头用于，采集每个光束对应的图像，所述光束对应图像是所述光束照射所述待检测组织时得到的；

所述处理器用于，针对任一所光束对应的图像执行：根据所述图像确定所述待检测组织的异常位置；所述异常位置为所述图像中、所述图像内呈现的光束的覆盖区域与所述光束的覆盖区域存在差异的位置；根据所述异常位置以及所述光束的照射信息，确定所述异常位置的深度信息以及所述异常位置与所述摄像头之间的距离信息。

2.根据权利要求1所述的内窥镜设备，其特征在于，所述处理器具体用于：

在根据所述图像确定所述待检测组织的异常位置之前，提取所述图像中的子图像，所述子图像为所述图像内光束的覆盖区域中的部分图像。

3.根据权利要求2所述的内窥镜设备，其特征在于，所述子图像中光束覆盖区域内的光场能量均大于预设能量阈值。

4.根据权利要求1所述的内窥镜设备，其特征在于，所述处理器具体用于：

基于所述图像，确定所述异常位置对应的目标位置，所述目标位置为所述光束的覆盖区域内与所述图像中呈现的光束的覆盖区域存在差异的位置；

基于所述目标位置、所述异常位置以及所述图像对应的光束的照射信息，确定所述异常位置的深度信息。

5.根据权利要求4所述的内窥镜设备，其特征在于，所述照射信息为入射角度信息，所述处理器具体用于：

基于所述目标位置和所述异常位置，确定所述目标位置和所述异常位置之间的距离；

基于所述目标位置和所述异常位置之间的距离、以及所述图像对应的光束的入射角度信息，确定所述异常位置的深度信息。

6.根据权利要求1所述的内窥镜设备，其特征在于，所述处理器具体用于：

基于所述异常位置和所述光束的覆盖区域，确定所述光束的覆盖区域的中心与所述异常位置之间的距离；

基于所述光束的覆盖区域的中心与所述异常位置之间的距离、以及所述光束的照射信息，确定所述异常位置与所述摄像头之间的距离信息。

7.一种参数测量方法，其特征在于，应用于内窥镜设备，所述方法包括：

对待检测组织的照明光束进行光场调制，得到多个光束；每个所述光束的覆盖区域的大小等于预设值，所述多个光束的覆盖区域的大小不同；

采集每个光束对应的图像，所述光束对应图像是所述光束照射所述待检测组织时得到的；

针对任一所光束对应的图像执行：

根据所述图像确定所述待检测组织的异常位置；所述异常位置为所述图像中、所述图像内呈现的光束的覆盖区域与所述光束的覆盖区域存在差异的位置；

根据所述异常位置以及所述光束的照射信息，确定所述异常位置的深度信息以及所述异常位置与所述摄像头之间的距离信息。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在根据所述图像确定所述待检测组织的异常位置之前，提取所述图像中的子图像，所述子图像为所述图像内光束的覆盖区域中的部分图像。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述子图像中光束覆盖区域内的光场能量均大于预设能量阈值。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述异常位置以及所述光束的照射信息，确定所述异常位置的深度信息，包括：

基于所述图像，确定所述异常位置对应的目标位置，所述目标位置为所述光束的覆盖区域内与所述图像中呈现的光束的覆盖区域存在差异的位置；

基于所述目标位置、所述异常位置以及所述图像对应的光束的照射信息，确定所述异常位置的深度信息。