一种内窥镜镜头自动识别与配置方法、设备、存储介质与流程

本技术涉及医用内窥镜设备控制，具体涉及一种内窥镜镜头自动识别与配置方法。

背景技术：

1、医用内窥镜根据临床使用场景可分为电子内窥镜、关节镜、普通光学内窥镜三大品类，各类内窥镜下又衍生数十种细分规格探头；不同品类、不同细分型号探头内置图像传感器、光源模组、姿态传感硬件参数互不相同，内窥镜主机必须精准识别接入探头的品类与细分型号，才能加载对应驱动参数实现稳定成像、光源控制。

2、现有识别方案仅采用固定阈值判定 gpio 引脚电平，受手术室设备长时间发热、接口触点氧化、电源瞬时干扰影响，基准电位易发生漂移，电平判定出错概率高；同时仅依靠单一二值电平编码区分探头，引脚硬件资源有限，可兼容识别的探头型号数量少。

3、另外，现有方案缺少标准化参数映射存储架构，新增探头型号时需整机程序重新烧录，无法快速增量适配，探头识别后的整机参数配置流程繁琐，难以满足多规格探头批量临床使用需求。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的固定阈值电平识别易漂移误判、纯二值编码可识别探头型号少、探头参数无法增量适配、参数配置流程可靠性低的缺陷，本技术提供一种内窥镜镜头自动识别与配置方法，实现多品类、多细分型号内窥镜探头精准识别，同时提升电平判定抗干扰能力，简化新型探头适配流程，保障临床设备运行稳定性。

2、为实现上述目的，本技术实施例第一方面提供一种内窥镜镜头自动识别与配置方法，包括：

3、将多路gpio识别引脚划分为基准引脚组与编码引脚组，采集所述基准引脚组实时电压作为动态判定阈值，结合所述编码引脚组电平差值关系生成唯一二进制识别编码；

4、读取flash的标准化映射数据库，所述标准化映射数据库内建立二进制识别编码、探头型号、多组探头驱动参数一一对应的映射关系；

5、将实时生成的所述二进制识别编码与所述标准化映射数据库逐条检索比对，匹配成功后调取对应多组探头驱动参数，为医疗内窥镜完成参数配置。

6、本实施例中将多路通用输入输出识别引脚划分形成独立的基准引脚组与编码引脚组，其中所述基准引脚组不参与探头编码信号采集，仅用于实时采集整机运行工况下的基准电压；依据所述基准引脚组采集得到的实时电压生成动态电平判定阈值，替代现有技术恒定不变的固定判定阈值，并以各编码引脚与基准引脚组之间的电压差值作为电平逻辑的判定依据，而非直接比对编码引脚输出的绝对电压数值。

7、整机长时间工作发热、探头接口触点氧化引发的电位偏移，会同步反映至基准引脚组、编码引脚组对应的信号线路，两组引脚的输出电压同步发生同向浮动，二者之间的相对电压差值可维持基本稳定；本实施例依托实时采集的基准引脚电压持续更新动态判定阈值，能够同步匹配线路整体电位偏移状态，抵消电位漂移带来的电平判定偏差，从底层解决现有固定阈值方案受温漂、接口老化影响产生探头型号识别误判的技术问题。

8、作为一种实施方式，所述编码引脚组包括用于表征主分类的多个第一编码引脚和用于表征细分型号的多个第二编码引脚；所述采集所述基准引脚组实时电压作为动态判定阈值，结合所述编码引脚组电平差值关系生成唯一二进制识别编码，包括：

9、采集所述基准引脚组的实时电压，并依据采集到的实时电压更新电平判定阈值；

10、采集所述基准引脚组与所述编码引脚组的实时电压，计算两组引脚之间的电压差值，基于得到的电压差值确定各引脚对应的电平逻辑；

11、循环采集所述编码引脚组全部引脚的电平逻辑，对多轮采集结果进行比对，当多轮采集所得电平逻辑统一时，标记待生成的所述二进制识别编码为有效；

12、提取第一编码引脚对应的电平逻辑和第二编码引脚对应的电平逻辑，并进行拼接生成复合形式的所述二进制识别编码。

13、本实施方式将编码引脚分层设置为区分探头大类的第一编码引脚、区分同大类下细分型号的第二编码引脚，通过分层引脚分别采集对应的电平逻辑并拼接形成复合编码，仅依托现有硬件引脚资源即可同时完成探头品类、细分规格双重标识；搭配动态阈值、多轮采样一致性校验机制，既保证分层复合编码识别的区分度，又能够规避瞬时采样干扰造成的编码失效，在不额外增加 gpio 硬件引脚的前提下，大幅提升设备可识别的探头规格数量，适配临床多品类、多型号内窥镜探头混用场景。

14、作为一种实施方式，所述提取第一编码引脚对应的电平逻辑和第二编码引脚对应的电平逻辑，并进行拼接生成复合形式的所述二进制识别编码，包括：

15、将全部所述第一编码引脚对应的二进制字符，连续拼接得到主分类编码段；

16、将全部所述第二编码引脚对应的二进制字符，连续拼接得到细分型号编码段；

17、将所述主分类编码段置于编码前端，所述细分型号编码段置于编码后端，合并两段编码字符得到复合形式的所述二进制识别编码。

18、本实施方式对两段编码段进行前后有序拼接，实现探头品类信息、细分型号信息分段存储于同一组二进制编码内；后续检索标准化映射数据库时，可优先截取前端主分类编码段快速锁定探头大类，再调取后端细分型号编码段精准匹配具体规格，缩短数据库检索匹配耗时，提升探头识别与参数加载的整体响应速度。

19、作为一种实施方式，所述循环采集所述编码引脚组全部引脚的电平逻辑，对多轮采集结果进行比对，当多轮采集所得电平逻辑统一时，标记待生成的所述二进制识别编码为有效，包括：

20、开设固定长度滑动采样窗口，连续多周期采集所述编码引脚组全部编码引脚的电平逻辑并存入滑动采样窗口；

21、遍历滑动采样窗口内存储的多组电平逻辑，剔除偏离多数结果的异常采样数据；

22、统计窗口内剩余有效电平逻辑的出现频次，选取占比最高的一组电平逻辑作为有效采样结果，用于生成所述二进制识别编码。

23、本实施方式设置固定长度滑动采样窗口对编码引脚电平逻辑进行多周期连续采集，并通过统计采样数据频次剔除偏离主流结果的异常采样值，仅选取占比最高的电平逻辑作为有效采样数据，能够过滤手术室电磁脉冲、探头插拔瞬时抖动等短时随机干扰带来的错误采样信号；避免瞬时干扰造成电平逻辑判定错乱、二进制识别编码失效的问题，进一步提升探头识别结果的可靠性，与动态基准阈值相配合，从长期电位漂移、瞬时突发干扰两个维度实现双重抗干扰防护。

24、作为一种实施方式，还包括：构建所述标准化映射数据库；所述构建所述标准化映射数据库包括：

25、划分flash存储空间，划分得到独立参数分区，将各类探头对应的所述探头配套整机驱动参数按探头型号分别存入所述独立参数分区；

26、获取新增探头对应的二进制识别编码与配套参数数据包，对所述数据包完成校验后增量写入所述标准化映射数据库。

27、本实施方式对 flash 存储空间分区存储各类探头驱动参数，不同型号探头数据分区隔离存储，避免参数相互干扰，可定向快速调取目标探头配套整机驱动参数；同时针对新增探头采用数据包校验后增量写入数据库的方式，无需整机固件整体重烧录，简化新型探头适配流程，数据包校验机制还可拦截残缺、非法参数入库，保障标准化映射数据库数据完整准确，有效解决现有技术新增探头适配繁琐、参数易错乱的缺陷。

28、作为一种实施方式，所述将实时生成的所述二进制识别编码与所述标准化映射数据库逐条检索比对，匹配成功后调取对应多组探头驱动参数，为医疗内窥镜完成参数配置，包括：

29、读取与所述二进制识别编码匹配的所述探头配套整机驱动参数，所述多组探头驱动参数包含图像传感配置参数、画质调节参数、曝光控制参数、光源驱动参数、姿态传感采集参数、设备通讯寄存器参数中的一种或多种；

30、按照所述多组探头驱动参数对应硬件模块分类，依次将所述多组探头驱动参数写入对应控制寄存器，完成整机初始化配置。

31、本实施方式完整覆盖内窥镜成像、光源、传感、通讯全链路驱动参数类型，按照硬件模块分类分步写入对应控制寄存器，可一次性完成整机多模块同步初始化配置，无需人工逐项调试设备参数，简化临床设备操作流程；各类参数分类规整存储与调用，能够避免不同硬件模块参数混淆错配，保障内窥镜成像、光源、姿态采集等功能同步稳定运行。

32、作为一种实施方式，所述编码引脚组包括用于表征主分类的数字编码引脚子组和用于表征探头小类的模拟编码引脚子组；所述采集所述基准引脚组实时电压作为动态判定阈值，结合所述编码引脚组电平差值关系生成唯一二进制识别编码，包括：

33、采集所述基准引脚组实时电压，更新动态判定阈值；

34、基于所述动态判定阈值计算所述数字编码引脚子组、模拟编码引脚子组分别与基准引脚组之间的电压差值；

35、依据电压差值判定数字编码引脚子组每一路引脚的高低电平，按引脚排列顺序依次拼接各路电平逻辑，生成主分类数字编码；

36、读取模拟编码引脚子组各路模拟电压，匹配电压档位对照表得到每一路对应的分段分压编码，将多路分段分压编码顺序拼接形成细分型号编码；

37、将主分类数字编码、细分型号编码前后串联合并，输出完整复合形式的二进制识别编码。

38、本实施方式将编码引脚拆分为数字编码引脚子组与模拟编码引脚子组，依托数字引脚电平信号快速区分探头大类，借助模拟引脚多档位分压拓展细分型号编码容量，在不增加 gpio 引脚硬件数量的前提下大幅提升可识别探头规格总数；结合基准引脚生成的动态判定阈值统一完成两类引脚的电压差值判定，同步适配线路电位漂移工况，通过数字编码、分压编码有序拼接形成完整复合编码，兼顾大类区分效率与细分型号识别能力，适配电子内窥镜、关节镜、普通光学内窥镜多品类、多细分探头批量使用需求。

39、作为一种实施方式，还包括：

40、按预设固定周期采集所述基准引脚组的实时电压；

41、利用多轮周期采集的实时电压计算平滑基准值，基于所述平滑基准值更新电平判定阈值并存入运行缓存；其中，存入运行缓存的所述电平判定阈值在下一次探头插拔识别流程中调用。

42、本实施方式在设备正常工作阶段后台周期性采集基准引脚电压并计算平滑基准值，将更新后的电平判定阈值预存至运行缓存，可持续追踪设备长时间工作产生的缓慢电位漂移；当下次探头插拔触发识别时，缓存内经过多轮采样平滑处理的阈值可作为识别初始基准使用，弥补单次瞬时采样易受随机噪声干扰的缺陷，与识别阶段实时采集校正相配合，双重抑制温漂、触点氧化带来的判定误差，进一步提升探头型号识别精准度。

43、在一种实施例中，上述方法还包括：

44、系统上电后，初始化i2c 通信接口；

45、经由初始化后的所述 i2c 通信接口读取图像传感器的身份标识信息，并对读取得到的所述身份标识信息进行有效性校验；

46、在校验结果为有效时，依据所述身份标识信息匹配对应的分辨率规格；

47、加载与所匹配的所述分辨率规格相适配的设备配置参数；

48、根据已加载的所述设备配置参数完成图像处理模块的初始化；

49、在所述身份标识信息读取校验或者模块初始化过程出现异常时，触发对应的异常处理操作。

50、本技术实施例通过i2c通信接口直接读取图像传感器内部的身份标识信息，降低了探头端的硬件设计复杂度，减少外部电路器件带来的布线成本与硬件故障风险。

51、通过对所述身份标识信息开展有效性校验，能够过滤无效、错误的读取数据，避免依据异常标识信息进行错误的分辨率匹配与参数加载，提升识别过程的可靠性。依据所述身份标识信息匹配得到所述分辨率规格后加载对应的所述设备配置参数，自动完成图像处理模块初始化，实现内窥镜镜头的自动化适配配置，无需人工干预调试。

52、同时针对所述身份标识信息读取校验以及模块初始化过程设置异常触发机制，一旦流程中出现通信读取失败、标识校验不通过、模块初始化异常等情形，能够及时触发对应的异常处理操作，便于系统及时感知故障状态，提升整机运行的稳定性。

53、本技术实施例的第二方面，提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面所述内窥镜镜头自动识别与配置方法的步骤。

54、本技术实施例第三方面，提供一种计算设备，包括：通信连接的处理器和存储器，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述处理器能够执行第一方面所述内窥镜镜头自动识别与配置方法的步骤。

55、综上，本技术实施例设置独立基准引脚组生成动态判定阈值，依托引脚间相对电压差值判断电平逻辑，结合滑动采样窗口滤除瞬时干扰，有效克服温漂、触点氧化带来的探头误识别问题；通过两种分层编码方案在不新增硬件引脚的前提下拓展多品类、多细分探头识别容量，配合分区存储、可增量更新的标准化映射数据库实现探头参数便捷适配与全模块自动配置，同时后台周期性平滑更新基准阈值缓存用于下次识别双重校正，全方位提升内窥镜探头识别精准度与设备临床适配便捷性。