[发明专利]一种腹腔镜烟雾自动清除系统和方法

权利要求书

1.一种腹腔镜烟雾自动清除系统，包括腹腔镜(1)、放气装置(5)、通过软管与放气装置(5)的进气端连接的戳卡接头(6)，其特征在于，还包括烟雾视屏检测系统(2)、单片机(3)、电机(4)；腹腔镜(1)的腹腔镜摄像头(1.1)通过光纤与烟雾视屏检测系统(2)连接；烟雾视屏检测系统(2)与单片机(3)的输入端连接，单片机(3)的输出端与电机(4)的控制端连接，电机(4)的动力输出端与设置在放气装置(5)上的放气阀门(5.1)连接；

其中，烟雾视屏检测系统(2)根据腹腔镜摄像头(1.1)获取的图像信号，检测烟雾等级并传输至单片机(3)，单片机(3)根据烟雾等级控制电机(4)的转速，从而调节放气阀门(5.1)的流量。

2.根据权利要求1所述的一种腹腔镜烟雾自动清除系统，其特征在于，烟雾视屏检测系统(2)包括图像读取单元(2.1)、预处理单元(2.2)、烟雾识别单元(2.3)、烟雾等级确定单元(2.4)；

图像读取单元(2.1)用于读取腹腔镜摄像头(1.1)获取的图像信号；

预处理单元(2.2)用于采用帧间差分法对图像信号进行分析，确定图像中的运动像素点并提取图像中的运动前景区域；

烟雾识别单元(2.3)用于对运动前景区域的像素点的RGB值和亮度值进行分析，判断是否有烟雾像素点，并统计运动前景区域内的烟雾像素点数目；

烟雾等级确定单元(2.4)用于根据烟雾像素点数目与烟雾低级阈值、烟雾中级阈值、烟雾高级阈值的大小关系，确定烟雾等级是否为低级或中级或高级。

3.根据权利要求2所述的一种腹腔镜烟雾自动清除系统，其特征在于，预处理单元(2.2)用于根据当前图像和前一时刻图像中相对应的像素点的差值的绝对值与运动像素阈值的大小，确定当前图像中的所述像素点为运动像素点，并根据运动像素点提取当前图像中的运动前景区域。

4.根据权利要求2所述的一种腹腔镜烟雾自动清除系统，其特征在于，烟雾识别单元(2.3)用于根据对运动前景区域内像素点R、G、B分别进行修正后的值是否均相等、像素点的亮度值是否属于第一灰度级范围或者第二灰度级范围，来判断像素点是否为烟雾像素点。

5.根据权利要求2所述的一种腹腔镜烟雾自动清除系统，其特征在于，单片机(3)根据烟雾等级确定单元(2.4)确定的烟雾等级控制电机(4)的转速，其中，一个烟雾等级对应一个电机转速。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的一种腹腔镜烟雾自动清除系统，其特征在于，所述系统还包括用于调节放气阀门(5.1)的流量的控制面板(7)，控制面板(7)的输出端与单片机(3)的输入端连接。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的一种腹腔镜烟雾自动清除系统，其特征在于，所述系统还包括与放气装置(5)的出气端连接的过滤装置(8)。

8.一种腹腔镜烟雾自动清除方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1：读取腹腔镜摄像头获取的图像信号；

步骤2：采用帧间差分法对图像信号进行分析，确定图像中的运动像素点并提取图像中的运动前景区域；

步骤3：对运动前景区域的像素点的RGB值和亮度值进行分析，判断是否有烟雾像素点；如果有，统计运动前景区域内的烟雾像素点数目；转入步骤4；如果否，转入步骤2；

步骤4：判断烟雾像素点数目分别与烟雾低级阈值、烟雾中级阈值、烟雾高级阈值的大小关系；如果烟雾像素点数目小于烟雾低级阈值，转入步骤2；如果雾像素点数目不小于烟雾低级阈值且小于烟雾中级阈值，则烟雾等级为低级；转入步骤5；如果烟雾像素点数目不小于烟雾中级阈值且小于烟雾高级阈值，则烟雾等级为中级；转入步骤5；如果烟雾像素点数目不小于烟雾中级阈值，则烟雾等级为高级；转入步骤5；

步骤5：根据步骤4确定的烟雾等级控制电机的转速，从而改变放气阀门的流量；其中，一个烟雾等级对应一个电机转速。

9.根据权利要求8所述的一种腹腔镜烟雾自动清除方法，其特征在于，所述步骤2的具体过程如下：根据当前图像和前一时刻图像中相对应的像素点的差值的绝对值与运动像素阈值的大小，确定当前图像中的所述像素点为运动像素点，并根据运动像素点提取当前图像中的运动前景区域。

10.根据权利要求8所述的一种腹腔镜烟雾自动清除方法，其特征在于，所述步骤3中判断烟雾像素点的具体过程如下：根据对运动前景区域内像素点R、G、B分别进行修正后的值是否均相等、像素点的亮度值是否属于第一灰度级范围或者第二灰度级范围，判断像素点是否为烟雾像素点。