[发明专利]一种内窥镜的自动对焦方法

权利要求书

1.一种内窥镜的自动对焦方法，其特征在于：其具体步骤是：

步骤a、点击内窥镜手柄上的快门按钮发出自动对焦指令，发送电信号至计算机，计算机通过视频采集卡得到内窥镜获取的视频图像，并计算视频图像的清晰度值；

步骤b、采用大步长粗调的方式，通过电机驱动电路调整对焦镜片的步进移动，对整个调焦范围进行全局搜索，根据计算机计算的清晰度值确定峰值范围，具体实现：大步长设为n步，电机驱动电路中的电机每调节n步，对焦镜片对应移动n个单位，由计算机通过Tenengrad函数计算该步点处内窥镜获取的图像清晰度值，全程距离中找出清晰度值最高的两个步点，定义为a和b，峰值范围即为a步点前一个步点和b步点后一个步点之间的距离S，距离S为a步点前n个单位到b步点后n个单位；

步骤c、根据步骤b中确定的峰值范围和由计算机设定的步长递减方式，确定电机调节的小步长为m步；具体实现：从大步长n开始递减步长值，峰值范围越大，步长递减速度越慢，反之，峰值范围越小，步长递减速度越快，计算机设定的步长递减为：m＝[0.75*m]，直至m＝1；

步骤d、根据步骤c中确定的电机小步长m，对峰值范围进行局部搜索，从而缩小峰值范围；具体实现：电机每调节m步，对焦镜片对应移动m个单位，由计算机利用傅里叶函数计算每步点的清晰度值，通过电机驱动电路调整对焦镜片的步进移动，从而缩小峰值范围；

步骤e、重复上述步骤，循环缩小电机步长，缩小峰值范围，确定电机位置，即确定视频图像的清晰度以及获取对焦图像，完成内窥镜的自动对焦。

2.根据权利要求1所述的内窥镜的自动对焦方法，其特征在于：所述步骤b中计算机使用的Tenengrad函数是利用用Sobel算子来提取视频图像的水平和垂直方向的梯度值，且对梯度值进行平方运算，表达式如下：

其中，T为阈值，限定有效梯度S(x,y)大于T，S(x,y)的计算公式如下：

其中，f_x和f_y分别是原图像f(x,y)和在x,y方向的一阶Sobel算子卷积，

f_x＝[f(x+1,y-1)+2f(x+1,y)+f(x+1,y+1)]-[f(x-1,y-1)+2f(x-1,y)+f(x-1,y+1)]

f_y＝[f(x-1,y+1)+2f(x,y+1)+f(x+1,y+1)]-[f(x-1,y-1)+2f(x,y-1)+f(x+1,y-1)]。

3.根据权利要求1所述的内窥镜的自动对焦方法，其特征在于：所述步骤d中计算机利用傅里叶函数计算每步点的清晰度值的具体过程为：

对于连续图像f(x,y),当时，可由以下式求出对应的傅里叶变化: