[发明专利]一种内窥镜对焦方法及装置

说明书

本申请实施例提供一种内窥镜对焦方法及装置。该内窥镜对焦方法包括：在内窥镜物镜的移动范围内选取采样位置，将内窥镜物镜移动至采样位置处对目标物进行成像，并确定采样位置对应的清晰度值，利用设定的高斯函数模型对采样位置和采样位置对应的清晰度值进行高斯曲线拟合，获得目标高斯曲线，根据目标高斯曲线的峰值确定目标对焦位置，并将内窥镜物镜移动至目标对焦位置。由于内窥镜物镜的位置与在该位置处获取的目标物的成像图像的清晰度值之间的关系曲线在理论上是高斯曲线，在高斯曲线的峰值处的清晰度值最大并且仅需要采集少量数据即可拟合出目标高斯曲线，因此，可以根据目标高斯曲线的峰值实现快速准确的对焦。

技术领域

本申请实施例涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种内窥镜对焦方法及装置。

背景技术

光学成像在各个领域有着广泛的应用，例如，照相机、显微镜等，这些设备都需要进行对焦才能清晰成像，例如，以共聚焦显微内窥镜为例。共聚焦显微内窥镜是一种精密光学仪器，其包括两个关键部件：共聚焦主机和共聚焦探头。由于共聚焦显微内窥成像系统在制造和装配过程中不可避免地存在误差，在每次将共聚焦探头连接上共聚焦主机后，都需要进行自动对焦，以找到合适的对焦位置。

相关技术中，在对设备进行对焦时，通常使用传统爬山搜索法或变步长爬山搜索法来寻找合适的对焦位置。然而，爬山搜索法是一种常规的搜索方法，其本质是盲目试探性的搜索。如果爬坡步长设置不合理，需要花费较长的时间才能找到目标值，这会增加用户的等待时间，降低用户的体验。此外，爬山搜索法是一种局部择优法，容易受到局部极值的干扰而不能找到全局最优解，可能导致对焦不准确。精密光学仪器对焦位置精度在毫厘之间，对焦稍微不准确将可能导致图像质量的严重劣化。

发明内容

本申请实施例提供一种内窥镜对焦方法及装置，用以在光学成像过程中快速、准确地确定合适的对焦位置，提高对焦的准确度以及对焦的速度。

第一方面，本申请实施例提供了一种内窥镜对焦方法，其包括：

在内窥镜物镜的移动范围内选取采样位置，其中，所述采样位置的数量大于或者等于4；

将所述内窥镜物镜移动至所述采样位置处对目标物进行成像，并确定所述采样位置对应的清晰度值；

利用设定的高斯函数模型对所述采样位置和所述采样位置对应的清晰度值进行高斯曲线拟合，获得目标高斯曲线，其中，所述目标高斯曲线用于表征清晰度值与所述内窥镜物镜的移动范围内的全部位置的变化关系；

根据所述目标高斯曲线的峰值确定目标对焦位置，并将所述内窥镜物镜移动至所述目标对焦位置。

可选的，在本申请的一种实施例中，所述内窥镜物镜通过驱动器进行驱动，所述根据所述目标高斯曲线的峰值确定目标对焦位置包括：

确定所述目标高斯曲线的目标峰值位置，并将所述驱动器可驱动所述内窥镜物镜至所述目标峰值位置最近的位置确定为所述目标对焦位置。

可选的，在本申请的一种实施例中，所述在内窥镜物镜的移动范围内选取采样位置包括：

将所述内窥镜物镜的移动范围均匀划分为至少四个采样区域；

在每个所述采样区域内分别选取至少一个采样位置。

可选的，在本申请的一种实施例中，所述采样区域的数量与所述目标高斯曲线的波峰数量满足：M₁≥(3*M₂+1)，其中，M₁表示所述采样区域的数量，M₂表示所述目标高斯曲线的波峰数量。