在临床使用条件下, 为提高内窥镜相对畸变率检测的准确性和效率, 提出一种基于定位图像质心的相对畸变率自动检测方法。该方法对内窥镜拍摄的标准板图像进行灰度和二值化处理, 结合Canny算子和三次样条插值法检测标准板上图形的亚像素边缘坐标, 定位图像质心, 确定过质心的最长和最短径向尺寸, 从而计算相对畸变率。使用经溯源的标准板对此方法进行了验证, 对3套临床在用内窥镜分别使用质心法、椭圆拟合法和人工测量法进行检测, 结果显示, 质心法和椭圆拟合法这2种图像处理方法的测量结果一致性较高, 并且检测结果的准确度高于人工测量方法。

随着微创手术的蓬勃发展, 使得内窥镜受到越来越多的关注; 然而为了能够清楚地观察、诊断和治疗腹腔内的病变组织, 在医用内窥镜中需要高分辨率的光学成像系统。对此, 文中在选取合适的初始结构基础上, 结合系统中选取合适的光学面作为非球面, 并运用光学设计软件Zemax对其进行像差分析及优化设计。最终设计出了一款工作波段在600 ~800 nm, 相对孔径为F/2.0, 全视场角为150°, 焦距为0.136 mm, 系统总长为5.247 mm的光学成像系统, 成像质量较好, 系统在150 lp/mm处各视场传递函数值均大于0.55, 各视场角的场曲均小于16 μm以及相对照度均大于0.99。该光学成像系统能满足医用内窥镜所需要的设计要求, 具有一定的实际应用价值。