光源与图像帧的同步方法、同步装置及光源控制方法

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，特别涉及一种光源与图像帧的同步方法、同步装置、光源控制方法、成像系统、电子设备和可读存储介质。

背景技术

医用内窥镜是医疗诊断的重要设备，其成像镜头通过人体自然腔道插入体内，通过镜头的图像传感器，能够清晰的观察到人体内的器官组织，以便于医生诊断疾病。由于人体内很难有自然光进入，是一个相对黑暗的环境，因此需要在镜头上集成光源装置，以便于为图像传感器补光。

当环境光不足时，光源有两种工作模式，常亮和频闪。由于人体内环境黑暗，需要足够强的光源亮度，因此，也就需要功率较高的光源装置。如果光源设置常亮模式，长时间使用会导致镜头温度过高，轻则引起患者的不适，重则引发医疗事故，而通过设置光源频闪模式，可以很大程度的降低光源的工作时间，以达到降低光源功率的目的，同时，在此基础上，也可进一步提升光源的亮度。

然而光源的频闪不是自发随机的，需要和图像传感器的曝光步调保持一致，若不一致则会导致视频流亮暗闪烁，不便于观察。工业上的图像传感器大多尺寸较大，图像传感器上设置有专用外触发引脚，通过一个触发信号，可以同时控制图像传感器的曝光时间和光源的开关时间，进而达到两者同步的目的。由于人体自然腔道较为狭窄，因此对图像传感器的尺寸要求极为严苛，而这种小尺寸图像传感器大多不支持外触发模式，很难实现两者的同步。

需要说明的是，公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光源与图像帧的同步方法、同步装置、光源控制方法、成像系统、电子设备和可读存储介质，可以准确控制光源和图像传感器的曝光步调一致，以使得当图像传感器处于曝光阶段时，光源工作，其它阶段则光源熄灭，从而可以极大的降低光源功率，避免光源处于常亮模式时无法将光源亮度提升到足够亮度的缺陷。

为达到上述目的，本发明提供一种光源与图像帧的同步方法，所述同步方法包括：

获取图像传感器采集的相邻两帧图像；

根据所述相邻两帧图像的帧同步信息以及所述图像传感器的曝光时间，确定所述图像传感器在单个帧周期内的曝光时间段；

根据所述图像传感器在单个帧周期内的曝光时间段，控制光源周期性地在所述曝光时间段内发射照明光。

可选的，所述根据所述相邻两帧图像的帧同步信息以及所述图像传感器的曝光时间，确定所述图像传感器在单个帧周期内的曝光时间段，包括：

根据所述相邻两帧图像中的前一帧图像的帧尾同步标志位信息、所述相邻两帧图像中的后一帧图像的帧头同步标志位信息以及所述图像传感器的曝光时间，确定所述图像传感器在单个帧周期内的曝光时间段。

可选的，所述根据所述相邻两帧图像中的前一帧图像的帧尾同步标志位信息、所述相邻两帧图像中的后一帧图像的帧头同步标志位信息以及所述图像传感器的曝光时间，确定所述图像传感器在单个帧周期内的曝光时间段，包括：

根据所述相邻两帧图像中的前一帧图像的帧尾同步标志位信息、所述相邻两帧图像中的后一帧图像的帧头同步标志位信息，确定所述图像传感器的帧间间隔时间；

根据所述图像传感器的帧间间隔时间和所述图像传感器的曝光时间，确定所述图像传感器在单个帧周期内的曝光时间段。

可选的，所述根据所述图像传感器的帧间间隔时间和所述图像传感器的曝光时间，确定所述图像传感器在单个帧周期内的曝光时间段，包括：

根据所述图像传感器的帧率，确定所述图像传感器的帧周期；

根据所述图像传感器的帧间间隔时间、所述图像传感器的曝光时间以及所述图像传感器的帧周期，确定所述图像传感器在单个帧周期内的起始曝光时刻；

根据所述图像传感器在单个帧周期内的起始曝光时刻以及所述图像传感器的曝光时间，确定所述图像传感器在单个帧周期内的曝光时间段。

可选的，所述根据所述图像传感器在单个帧周期内的曝光时间段，控制光源周期性地在所述曝光时间段内发射照明光，包括：

根据所述图像传感器在单个帧周期内的曝光时间段，控制所述光源周期性地在对应占空比的电平信号的驱动下在所述曝光时间段内发射照明光。

为达到上述目的，本发明还提供一种光源与图像帧的同步装置，所述同步装置包括：

图像获取模块，配置为获取图像传感器采集的相邻两帧图像；

时间对准模块，配置为根据所述相邻两帧图像的帧同步信息以及所述图像传感器的曝光时间，确定所述图像传感器在单个帧周期内的曝光时间段；以及

光源动态调整模块，配置为根据所述图像传感器在单个帧周期内的曝光时间段，控制光源周期性地在所述曝光时间段内发射照明光。

可选的，所述同步装置还包括数据处理模块，配置为检测所述相邻两帧图像中的前一帧图像的帧尾同步标志位信息并将该帧尾同步标志位信息发送至所述时间对准模块，以及配置为检测所述相邻两帧图像中的后一帧图像的帧头同步标志位信息并将该帧头同步标志位信息发送至所述时间对准模块；所述时间对准模块配置为根据所述相邻两帧图像中的前一帧图像的帧尾同步标志位信息、所述相邻两帧图像中的后一帧图像的帧头同步标志位信息以及所述图像传感器的曝光时间，确定所述图像传感器在单个帧周期内的曝光时间段。

可选的，所述时间对准模块配置为在接收到所述相邻两帧图像中的前一帧图像的帧尾同步标志位信息时开始计时，直至接收到所述相邻两帧图像中的后一帧图像的帧头同步标志位信息，以确定出所述图像传感器的帧间间隔时间，并根据所述图像传感器的帧间间隔时间和所述图像传感器的曝光时间，确定所述图像传感器在单个帧周期内的曝光时间段。

可选的，所述时间对准模块配置为通过以下步骤确定所述图像传感器在单个帧周期内的曝光时间段：

根据所述图像传感器的帧率，确定所述图像传感器的帧周期；

根据所述图像传感器的帧间间隔时间、所述图像传感器的曝光时间以及所述图像传感器的帧周期，确定所述图像传感器在单个帧周期内的起始曝光时刻；

根据所述图像传感器在单个帧周期内的起始曝光时刻以及所述图像传感器的曝光时间，确定所述图像传感器在单个帧周期内的曝光时间段。

可选的，所述同步装置还包括图像处理模块，配置为对所述图像传感器所采集的图像进行白平衡处理、去马赛克处理、降噪处理以及宽动态处理中的至少一者，并将处理后的图像发送至客户端进行显示。

可选的，所述光源动态调整模块配置为根据所述图像传感器在单个帧周期内的曝光时间段，周期性地产生对应占空比的电平信号，以驱动所述光源周期性地在所述曝光时间段内发射照明光。

可选的，所述同步装置还包括图像传感器配置模块，配置为接收图像传感器的配置参数，并根据所述配置参数，对所述图像传感器进行配置，所述配置参数包括曝光时间和帧率。

可选的，所述同步装置还包括光源配置模块，配置为接收光源配置参数，并根据所述光源配置参数对所述光源进行配置，所述光源配置参数包括工作模式和输出电流。

为达到上述目的，本发明还提供一种光源控制方法，包括：

获取图像传感器在单个帧周期内的曝光时间段；

根据所述曝光时间段以及所述图像传感器的帧周期，调整光源的开关时间及频率，以使得光源的打开时段与所述图像传感器的曝光时段保持一致。

为达到上述目的，本发明还提供一种成像系统，所述成像系统包括图像传感器、光源以及上文所述的光源与图像帧的同步装置，所述图像传感器和所述光源均与所述光源与图像帧的同步装置通信连接。

可选的，所述成像系统还包括与所述同步装置通信连接的客户端，所述客户端配置为显示所述图像传感器所采集的图像、配置所述图像传感器的相关参数以及配置光源的相关参数中的至少一者。

可选的，所述客户端还配置为根据所接收的图像的亮暗调整所述图像传感器的曝光时间和/或增益。

为达到上述目的，本发明还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上文所述的光源与图像帧的同步方法或者上文所述的光源控制方法。

为达到上述目的，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上文所述的光源与图像帧的同步方法或者上文所述的光源控制方法。

与现有技术相比，本发明提供的光源与图像帧的同步方法、同步装置、光源控制方法、成像系统、电子设备和可读存储介质具有以下有益效果：

本发明提供的光源与图像帧的同步方法通过先获取图像传感器采集的相邻两帧图像；再根据所述相邻两帧图像的帧同步信息以及所述图像传感器的曝光时间，确定所述图像传感器在单个帧周期内的曝光时间段；最后根据所述图像传感器在单个帧周期内的曝光时间段，控制光源周期性地在所述曝光时间段内发射照明光。由此可见，本发明提供的光源与图像帧的同步方法可以准确控制光源和图像传感器的曝光步调一致，以使得当图像传感器处于曝光阶段时，光源工作，其它阶段则光源熄灭，从而可以很大程度的降低光源的工作时间，以达到降低光源功率的目的，保证低温特性，有效防止镜头温度过高。同时也可以避免光源处于常亮模式时无法将光源亮度提升到足够亮度的缺陷。此外，由于光源的打开时段(即处于打开状态的时间段)的长短和位置可以根据图像传感器的不同配置需求进行灵活改变，从而可以调整亮度和图像之间的关系，进而可以为图像数字宽动态提供有利条件。

由于本发明提供的光源与图像帧的同步装置、光源控制方法、成像系统、电子设备和可读存储介质与本发明提供的光源与图像帧的同步方法属于同一发明构思，因此本发明提供的光源与图像帧的同步装置、光源控制方法、成像系统、电子设备和可读存储介质至少具有本发明提供的光源与图像帧的同步方法的所有有益效果，具体可以参考上文中有关本发明提供的光源与图像帧的同步方法所具有的有益效果的相关描述，故在此不再对本发明提供的光源与图像帧的同步装置、光源控制方法、成像系统、电子设备和可读存储介质所具有的有益效果一一进行赘述。

附图说明

图1为本发明一实施方式提供的光源与图像帧的同步方法的流程示意图；

图2为本发明一实施方式提供的光源与图像帧的同步装置的方框结构示意图；

图3为本发明一实施方式提供的光源与图像帧的同步装置的工作流程示意图；

图4为本发明一实施方式提供的光源配置流程示意图；

图5为本发明一实施方式提供的光源控制方法的流程示意图；

图6为本发明一实施方式提供的成像系统的方框结构示意图；

图7为本发明一实施方式提供的电子设备的方框结构示意图。

其中，附图标记如下：

图像传感器-100；光源-200；

同步装置-300；图像获取模块-310；时间对准模块-320；光源动态调整模块-330；数据处理模块-340；图像处理模块-350；图像传感器配置模块-360；光源配置模块-370；

客户端-400；

处理器-510；通信接口-520；存储器-530；通信总线-540。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的光源与图像帧的同步方法、同步装置、光源控制方法、成像系统、电子设备和可读存储介质作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明提供的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在与本发明所能产生的功效及所能达成的目的相同或近似的情况下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

此外，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施方式或示例以及不同实施方式或示例的特征进行结合和组合。

如背景技术所介绍的那样，由于人体内环境相对黑暗，需要将光源调整到足够亮度，光源功率较高，若长时间处于常亮模式，会使得镜头温度过高，进而引起患者的不适，甚至引发医疗事故。此外，使用常亮模式的光源，为避免功率过大，光源的亮度不能提升到足够的亮度，导致视频或采集到的图像亮度不足。同时使用常亮模式的光源，不能为图像数字宽动态提供有利条件。

基于此，本发明的核心思想在于提供一种光源与图像帧的同步方法、同步装置、光源控制方法、成像系统、电子设备和可读存储介质，可以准确控制光源和图像传感器的曝光步调一致，以使得当图像传感器处于曝光阶段时，光源工作，其它阶段则光源熄灭，从而可以极大的降低光源功率，避免光源处于常亮模式时无法将光源亮度提升到足够亮度的缺陷。

需要说明的是，本发明提供的光源与图像帧的同步方法可应用于本发明提供的光源与图像帧的同步装置、电子设备和成像系统，所述光源与图像帧的同步装置、所述电子设备可被配置于所述成像系统上。其中，所述光源与图像帧的同步装置可以以软件的方式实现、也可以以硬件的方式实现，或以软件和硬件结合的方式实现，本发明对此不作限定。所述电子设备可以是个人计算机、移动终端等，该移动终端可以是手机、平板电脑等具有各种操作系统的硬件设备。所述成像系统包括但不限于为医学成像系统(例如内窥镜成像系统)。还需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，本发明中所称的“光源”可以为医用光源，也可以为非医用光源。

为实现上述思想，本发明提供一种光源与图像帧的同步方法，请参考图1，其为本发明一实施方式提供的光源与图像帧的同步方法的流程示意图。如图1所示，本发明提供的光源与图像帧的同步方法包括如下步骤：

步骤S110、获取图像传感器100(参见图2)采集的相邻两帧图像。

步骤S120、根据所述相邻两帧图像的帧同步信息以及所述图像传感器100的曝光时间，确定所述图像传感器100在单个帧周期内的曝光时间段。

步骤S130、根据所述图像传感器100在单个帧周期内的曝光时间段，控制光源200(参见图2)周期性地在所述曝光时间段内发射照明光。

由此可见，本发明提供的光源与图像帧的同步方法可以准确控制光源200和图像传感器100的曝光步调一致，以使得当图像传感器100处于曝光阶段时，光源200工作，其它阶段则光源200熄灭，从而可以极大的降低光源200功率，避免光源200处于常亮模式时无法将光源200亮度提升到足够亮度的缺陷。由于光源200的打开时段的长短和位置可以根据图像传感器100的不同配置需求进行灵活改变，从而可以调整亮度和图像之间的关系，进而为图像数字宽动态提供有利条件。

需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，所述相邻两帧图像可以是在基于图像传感器100的配置参数(包括但不限于曝光时间和帧率)完成所述图像传感器100的配置后采集的前两帧图像，或较为前序的相邻两帧图像，之后(例如从采集第三帧图像开始)，可以基于所确定出的曝光时间段，控制光源200的打开时段与图像传感器100的曝光时段保持一致，以使得光源200可以在图像传感器100的曝光时段进行有效发射照明光。一旦需要更改图像传感器100的曝光时间，则需要重新进行图像传感器100的配置，并重新采集相邻两帧图像(例如重新采集前两帧图像)，以根据新采集的相邻两帧图像以及更改后的曝光时间重新确定所述图像传感器100在单个帧周期内的曝光时间段，并根据新确定的曝光时间段，重新控制光源200周期性地在新确定的曝光时间段内发射照明光。此外，需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，在一些实施方式中，可以实时根据相邻两帧图像的帧同步信息以及所述图像传感器的曝光时间，确定所述图像传感器在单个帧周期内的曝光时间段；在另一些实施方式中，也可以仅在完成图像传感器100的配置后，根据相邻两帧图像的帧同步信息以及所述图像传感器的曝光时间，确定所述图像传感器在单个帧周期内的曝光时间段。

还需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，本发明对所述图像传感器100的具体类型不作限定，所述图像传感器100可以为互补金属氧化物半导体(CMOS，ComplementaryMetal Oxide Semiconductor)或电荷耦合器件(CCD，Charge CoupledDevice)。此外需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，本发明对所述图像传感器100的曝光方式也不作限定，所述图像传感器100的曝光方式可以为全局曝光(Globalshutter)，也可以为卷帘曝光(Rolling shutter)。关于全局曝光和卷帘曝光的具体内容可以参考为本领域技术人员所悉知的相关技术，在此不再进行赘述。

在一些示范性的实施方式中，所述根据所述相邻两帧图像的帧同步信息以及所述图像传感器100的曝光时间，确定所述图像传感器100在单个帧周期内的曝光时间段，包括：

根据所述相邻两帧图像中的前一帧图像的帧尾同步标志位信息、所述相邻两帧图像中的后一帧图像的帧头同步标志位信息以及所述图像传感器100的曝光时间，确定所述图像传感器100在单个帧周期内的曝光时间段。

具体地，图像传感器100本质上是一个光电转换的传感器，其成像过程分为三个阶段，在采集一帧图像之前，首先复位传感器上的每个像元，将上次成像过程中每个像元收集的电荷清零，接下来根据设置的曝光时间，开始曝光，在曝光过程中图像传感器100将光能量转化为电荷并收集，等到达曝光时间后，停止感光，最后，将收集的电荷转化为数字信息，从图像传感器100中输出。由此可知，根据所述相邻两帧图像中的前一帧图像的帧尾同步标志位信息可以确定出相邻两帧图像中的前一帧图像的终止数据读出时刻，根据所述相邻两帧图像中的后一帧图像的帧头同步标志位信息可以确定出相邻两帧图像中的后一帧图像的开始数据读出时刻，由此，根据所述相邻两帧图像中的前一帧图像的帧尾同步标志位信息、所述相邻两帧图像中的后一帧图像的帧头同步标志位信息以及所述图像传感器100的曝光时间，可以准确地确定出所述图像传感器100在单个帧周期内的曝光时间段。

在一些示范性的实施方式中，所述根据所述相邻两帧图像中的前一帧图像的帧尾同步标志位信息、所述相邻两帧图像中的后一帧图像的帧头同步标志位信息以及所述图像传感器100的曝光时间，确定所述图像传感器100在单个帧周期内的曝光时间段，包括：

根据所述相邻两帧图像中的前一帧图像的帧尾同步标志位信息、所述相邻两帧图像中的后一帧图像的帧头同步标志位信息，确定所述图像传感器100的帧间间隔时间；

根据所述图像传感器100的帧间间隔时间和所述图像传感器100的曝光时间，确定所述图像传感器100在单个帧周期内的曝光时间段。

具体地，由于根据所述相邻两帧图像中的前一帧图像的帧尾同步标志位信息可以确定出相邻两帧图像中的前一帧图像的终止数据读出时刻，根据所述相邻两帧图像中的后一帧图像的帧头同步标志位信息可以确定出相邻两帧图像中的后一帧图像的开始数据读出时刻，而相邻两帧图像中的前一帧图像的终止数据读出时刻与相邻两帧图像中的后一帧图像的开始数据读出时刻之间的时间段是没有图像数据输出的，由此，根据所述相邻两帧图像中的前一帧图像的帧尾同步标志位信息、所述相邻两帧图像中的后一帧图像的帧头同步标志位信息，可以准确地确定出图像传感器100的帧间间隔时间(即图像传感器100在单个帧帧周期内没有图像数据输出的时间，包括复位时间、曝光时间以及相邻两帧图像的消隐时间)，从而根据所述图像传感器100的帧间间隔时间和所述图像传感器100的曝光时间，即可准确地确定出所述图像传感器100在单个帧周期内的曝光时间段。

在一些示范性的实施方式中，所述根据所述图像传感器100的帧间间隔时间和所述图像传感器100的曝光时间，确定所述图像传感器100在单个帧周期内的曝光时间段，包括：

根据所述图像传感器100的帧率，确定所述图像传感器100的帧周期；

根据所述图像传感器100的帧间间隔时间、所述图像传感器100的曝光时间以及所述图像传感器100的帧周期，确定所述图像传感器100在单个帧周期内的起始曝光时刻；

根据所述图像传感器100在单个帧周期内的起始曝光时刻以及所述图像传感器100的曝光时间，确定所述图像传感器100在单个帧周期内的曝光时间段。

具体地，根据所述图像传感器100的帧间间隔时间和所述图像传感器100的曝光时间，可以确定出图像传感器100在单个帧周期(即图像采集周期)内的复位时间与图像消隐时间之和，由此，根据所述图像传感器100的帧周期以及所述图像传感器100在单个帧周期内的复位时间与图像消隐时间之和，即可确定出所述图像传感器100在单个帧周期内的起始曝光时刻，同时根据所述图像传感器100的曝光时间以及所述图像传感器100的曝光方式(全局曝光或卷帘曝光)，可以确定出所述图像传感器100在单个帧周期内的总曝光时间，从而根据所述图像传感器100在单个帧周期内的起始曝光时刻和总曝光时间，即可确定出所述图像传感器100在单个帧周期内的曝光时间段。需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，关于如何根据所述图像传感器100的曝光时间以及所述图像传感器100的曝光方式，确定所述图像传感器100在单个帧周期内的总曝光时间的具体内容可以参考为本领域技术人员所悉知的相关技术，在此不在再进行赘述。

在一些示范性的实施方式中，所述根据所述图像传感器100在单个帧周期内的曝光时间段，控制光源200周期性地在所述曝光时间段内发射照明光，包括：

根据所述图像传感器100在单个帧周期内的曝光时间段，控制所述光源200周期性地在对应占空比的电平信号的驱动下在所述曝光时间段内发射照明光。

具体地，所述光源200的工作周期与所述图像传感器100的帧周期相一致，通过控制所述光源200周期性地在对应占空比的电平信号的驱动下在所述曝光时间段内发射照明光，可以有效保证所述光源200的打开时段与所述图像传感器100的曝光时段始终保持一致。

在一些示范性的实施方式中，在获取图像传感器100采集的相邻两帧图像之前，本发明提供的光源与图像帧的同步方法还包括：

接收图像传感器100的配置参数，并根据所述配置参数，对所述图像传感器100进行配置，所述配置参数包括曝光时间和帧率。

由此，在获取图像传感器100采集的相邻两帧图像之前，通过接收图像传感器100的配置参数，并根据所述配置参数对所述图像传感器100进行配置，可以使得本发明提供的光源与图像帧的同步方法能够实时根据图像传感器100的不同配置需求对光源200的打开时段(即处于打开状态的时间段，也即发射照明光的时间段)的长短和位置进行灵活改变，以更好地为图像数字宽动态提供有利条件。

具体地，关于如何根据所述配置参数对所述图像传感器100进行配置的相关内容可以参考下文中的光源与图像帧的同步装置300中的相关描述，在此先不展开说明。需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，所述图像传感器的配置参数还可以包括除曝光时间和帧率以外的其它参数，具体可以根据实际需求进行设置，本发明对此并不进行限定。

基于同一发明构思，本发明还提供一种光源与图像帧的同步装置300，请参考图2，其为本发明一实施方式提供的光源与图像帧的同步装置300的方框结构示意图。如图2所示，本发明提供的光源与图像帧的同步装置300包括图像获取模块310、时间对准模块320和光源动态调整模块330，其中，所述图像获取模块310配置为获取图像传感器100采集的相邻两帧图像；所述时间对准模块320配置为根据所述相邻两帧图像的帧同步信息以及所述图像传感器100的曝光时间，确定所述图像传感器100在单个帧周期内的曝光时间段；所述光源动态调整模块330，配置为根据所述图像传感器100在单个帧周期内的曝光时间段，控制光源200周期性地在所述曝光时间段内发射照明光。

由此可见，本发明提供的光源与图像帧的同步装置300可以准确控制光源200和图像传感器100的曝光步调一致，以使得当图像传感器100处于曝光阶段时，光源200工作，其它阶段则光源200熄灭，从而可以很大程度的降低光源200的工作时间，以达到降低光源200功率的目的，保证低温特性，有效防止镜头温度过高。同时也可以避免光源200处于常亮模式时无法将光源200亮度提升到足够亮度的缺陷。此外，由于光源200的打开时段的长短和位置可以根据图像传感器100的不同配置需求进行灵活改变，从而可以调整亮度和图像之间的关系，进而可以为图像数字宽动态提供有利条件。

请继续参考图2，如图2所示，在一些示范性的实施方式中，所述同步装置300还包括数据处理模块340，所述数据处理模块340配置为检测所述相邻两帧图像中的前一帧图像的帧尾同步标志位信息并将该帧尾同步标志位信息发送至所述时间对准模块320，以及配置为检测所述相邻两帧图像中的后一帧图像的帧头同步标志位信息并将该帧头同步标志位信息发送至所述时间对准模块320。

对应地，所述时间对准模块320配置为根据所述相邻两帧图像中的前一帧图像的帧尾同步标志位信息、所述相邻两帧图像中的后一帧图像的帧头同步标志位信息以及所述图像传感器100的曝光时间，确定所述图像传感器100在单个帧周期内的曝光时间段。

具体地，关于所述数据处理模块340如何检测所述相邻两帧图像中的前一帧图像的帧尾同步标志位信息以及如何检测所述相邻两帧图像中的后一帧图像的帧头同步标志位信息的具体内容可以参考为本领域技术人员所悉知的相关技术，在此不再进行赘述。

在一些示范性的实施方式中，所述时间对准模块320配置为在接收到所述相邻两帧图像中的前一帧图像的帧尾同步标志位信息时开始计时，直至接收到所述相邻两帧图像中的后一帧图像的帧头同步标志位信息，以确定出所述图像传感器100的帧间间隔时间，并根据所述图像传感器100的帧间间隔时间和所述图像传感器100的曝光时间，确定所述图像传感器100在单个帧周期内的曝光时间段。

在一些示范性的实施方式中，所述时间对准模块320配置为通过以下步骤确定所述图像传感器100在单个帧周期内的曝光时间段：

根据所述图像传感器100的帧率，确定所述图像传感器100的帧周期；

根据所述图像传感器100的帧间间隔时间、所述图像传感器100的曝光时间以及所述图像传感器100的帧周期，确定所述图像传感器100在单个帧周期内的起始曝光时刻；

根据所述图像传感器100在单个帧周期内的起始曝光时刻以及所述图像传感器100的曝光时间，确定所述图像传感器100在单个帧周期内的曝光时间段。

在一些示范性的实施方式中，所述光源动态调整模块330配置为根据所述图像传感器100在单个帧周期内的曝光时间段，周期性地产生对应占空比的电平信号，以驱动所述光源200周期性地在所述曝光时间段内发射照明光。

请继续参考图2，如2图所示，在一些示范性的实施方式中，所述同步装置300还包括图像处理模块350，所述图像处理模块350配置为对所述图像传感器100所采集的图像进行白平衡处理、去马赛克处理、降噪处理以及宽动态处理中的至少一者，并将处理后的图像发送至客户端400进行显示。由此，通过对所述图像传感器100所采集的图像进行白平衡处理，可以使得在客户端400所显示的图像更加真实和自然；通过对所述图像传感器100所采集的图像进行去马赛克处理，可以有效提高图像质量；通过对所述图像传感器100所采集的图像进行降噪处理，可以有效去除图像中的噪声，进一步提高图像质量；通过对所述图像传感器100所采集的图像进行宽动态处理，可以有效提升图像的动态范围，以为医生的诊断带来极大的便利。

需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，关于所述图像处理模块350如何对所述图像传感器100所采集的图像进行白平衡处理、去马赛克处理、降噪处理、宽动态处理的具体内容可以参考为本领域技术人员所悉知的相关技术，在此不再一一进行赘述。

请继续参考图2，如图2所示，在一些示范性的实施方式中，所述同步装置300还包括图像传感器配置模块360，所述图像传感器配置模块360配置为接收图像传感器100的配置参数，并根据所述配置参数，对所述图像传感器100进行配置，所述配置参数包括曝光时间和帧率。

具体地，本发明提供的光源与图像帧的同步装置300是基于嵌入式系统设计的。请继续参考图3，其为本发明一实施方式提供的光源与图像帧的同步装置300的工作流程示意图。如图3所示，客户端400根据具体需求，配置图像传感器100的曝光时间、帧率等参数(即图像传感器100的配置参数)，图像传感器配置模块360根据所述配置参数将对应的配置命令写入图像传感器100的寄存器，完成图像传感器100的配置。配置成功后，图像传感器100开始数据读出，此时启动时间对准模块320，以确定所述图像传感器100在单个帧周期内的曝光时间段，从而使得光源动态调整模块330可以根据此曝光时间段，调整光源200的开关时间及频率，以使得光源200的打开时段和图像传感器100的曝光时段保持一致。需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，所述图像传感器配置模块360与图像传感器100和客户端400通信连接。

请继续参考图2，如图2所示，在一些示范性的实施方式中，所述同步装置300还包括光源配置模块370，配置为接收光源配置参数，并根据所述光源配置参数对所述光源200进行配置，所述光源配置参数包括工作模式和输出电流。

具体地，请参考图4，其为本发明一实施方式提供的光源200配置流程示意图。如图4所示，客户端400根据具体需求，配置光源200的工作模式、输出电流等参数(即光源配置参数)，光源配置模块370根据所述光源配置参数对光源200进行配置。光源200配置完成后，会产生一种反馈校验信号，用于通知光源200当前配置模式及状态，以提高同步装置300的稳定性。基于此反馈机制，以下两种情况可以认为当前配置失败，一种是直接反馈配置失败，一种是等待10ms无应答信号，若当前配置失败，则需要重新配置光源200，直到光源200配置成功。需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，光源200的工作模式包括但不限于常亮模式、闪烁模式、低功耗模式等。需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，所述光源配置模块370与所述光源动态调整模块330和所述客户端400通信连接。还需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，所述光源配置参数还可以包括除工作模式和输出电流以外的其它参数，具体可以根据实际需求进行设置，本发明对此并不进行限定。

基于同一发明构思，本发明还提供一种光源控制方法，请参考图5，其为本发明一实施方式提供的光源控制方法的流程示意图。如图5所示，本发明提供的光源控制方法包括以下步骤：

步骤S210、获取图像传感器在单个帧周期内的曝光时间段。

步骤S220、根据所述曝光时间段以及所述图像传感器的帧周期，调整光源的开关时间及频率，以使得光源的打开时段与所述图像传感器的曝光时段保持一致。

由此，本发明提供的光源控制方法可以准确控制光源和图像传感器的曝光步调一致，以使得当图像传感器处于曝光阶段时，光源工作，其它阶段则光源熄灭，从而可以很大程度的降低光源的工作时间，以达到降低光源功率的目的，保证低温特性，有效防止镜头温度过高。同时也可以避免光源处于常亮模式时无法将光源亮度提升到足够亮度的缺陷。此外，由于光源的打开时段的长短和位置可以根据图像传感器的不同配置需求进行灵活改变，从而可以调整亮度和图像之间的关系，进而可以为图像数字宽动态提供有利条件。

具体地，关于如何获取图像传感器在单个帧周期内的曝光时间段的相关内容可以参考上文中的相关描述，在此不再进行赘述。

基于同一发明构思，本发明还提供一种成像系统，请参考图6，其为本发明一实施方式提供的成像系统的方框结构示意图。如图6所示，本发明提供的成像系统包括图像传感器100、光源200以及上文所述的光源与图像帧的同步装置300，所述图像传感器100和所述光源200均与所述光源与图像帧的同步装置300通信连接。由于本发明提供的成像系统包括本发明提供的光源与图像帧的同步装置300，由此，本发明提供的成像系统可以准确控制光源200和图像传感器100的曝光步调一致，以使得当图像传感器100处于曝光阶段时，光源200工作，其它阶段则光源200熄灭，从而可以很大程度的降低光源200的工作时间，以达到降低光源200功率的目的，保证低温特性，有效防止镜头温度过高。同时也可以避免光源200处于常亮模式时无法将光源200亮度提升到足够亮度的缺陷。此外，由于光源200的打开时段的长短和位置可以根据图像传感器100的不同配置需求进行灵活改变，从而可以调整亮度和图像之间的关系，进而可以为图像数字宽动态提供有利条件。

请继续参考图6，如图6所示，在一些示范性的实施方式中，本发明提供的成像系统还包括与所述同步装置300通信连接的客户端400，所述客户端400配置为显示所述图像传感器100所采集的图像、配置所述图像传感器100的相关参数以及配置光源200的相关参数中的至少一者。由此，通过采用客户端400显示所述图像传感器100所采集的图像，可以便于用户查看图像；通过采用客户端400配置所述图像传感器100的相关参数(即图像传感器100的配置参数，包括但不限于曝光时间、帧率等)，可以更加便于所述同步装置300根据所述图像传感器100的配置参数完成对图像传感器100的配置；通过采用客户端400配置所述光源200的相关参数(即光源配置参数，包括但不限于工作模式、输出电流等)，可以更加便于所述同步装置300根据所述光源配置参数完成对所述光源200的配置。

在一些示范性的实施方式中，所述客户端400还配置为根据所接收的图像的亮暗调整所述图像传感器100的曝光时间和/或增益。由此，通过根据所接收的图像的亮暗调整所述图像传感器100的曝光时间和/或增益，可以有效调整所述图像传感器100所采集的图像的亮度，以进一步为图像数字宽动态提供有利条件。

基于同一发明构思，本发明还提供一种电子设备，请参考图7，其为本发明一实施方式提供的电子设备的方框结构示意图。如图7所示，所述电子设备包括处理器510和存储器530，所述存储器530上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器510执行时，实现上文所述的光源与图像帧的同步方法。由于本发明提供的电子设备与本发明提供的光源与图像帧的同步方法属于同一发明构思，因此本发明提供的电子设备至少具有本发明提供的光源与图像帧的同步方法的所有有益效果，具体可以参考上文中有关本发明提供的光源与图像帧的同步方法所具有的有益效果的相关描述，在此不再进行赘述。

如图7所示，所述电子设备还包括通信接口520和通信总线540，其中所述处理器510、所述通信接口520、所述存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。所述通信总线540可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线540可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。所述通信接口520用于上述电子设备与其他设备之间的通信。

本发明中所称处理器510可以是中央处理单元(Central ProcessingUnit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器510是所述电子设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分。

所述存储器530可用于存储所述计算机程序，所述处理器510通过运行或执行存储在所述存储器530内的计算机程序，以及调用存储在存储器530内的数据，实现所述电子设备的各种功能。所述存储器530可以包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

本发明还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可以实现上文所述的光源与图像帧的同步方法。由于本发明提供的可读存储介质与本发明提供的光源与图像帧的同步方法属于同一发明构思，因此本发明提供的可读存储介质至少具有本发明提供的光源与图像帧的同步方法的所有有益效果，具体可以参考上文中有关本发明提供的光源与图像帧的同步方法所具有的有益效果的相关描述，在此不再进行赘述。

本发明提供的可读存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机硬盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其组合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

综上所述，与现有技术相比，本发明提供的光源与图像帧的同步方法、同步装置、光源控制方法、成像系统、电子设备和可读存储介质具有以下

有益效果：

本发明通过先获取图像传感器100采集的相邻两帧图像；再根据所述相邻两帧图像的帧同步信息以及所述图像传感器100的曝光时间，确定所述图像传感器100在单个帧周期内的曝光时间段；最后根据所述图像传感器100在单个帧周期内的曝光时间段，控制光源200周期性地在所述曝光时间段内发射照明光，从而可以准确控制光源200和图像传感器100的曝光步调一致，以使得当图像传感器100处于曝光阶段时，光源200工作，其它阶段则光源200熄灭，从而可以很大程度的降低光源200的工作时间，以达到降低光源200功率的目的，保证低温特性，有效防止镜头温度过高。同时也可以避免光源200处于常亮模式时无法将光源200亮度提升到足够亮度的缺陷。此外，由于光源200的打开时段的长短和位置可以根据图像传感器100的不同配置需求进行灵活改变，从而可以调整亮度和图像之间的关系，进而可以为图像数字宽动态提供有利条件。

需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言-诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言-诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)连接到用户计算机，或者可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

应当注意的是，在本文的实施方式中所揭露的装置和方法，也可以通过其他的方式实现。以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本文的多个实施方式的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用于执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。另外，在本文各个实施方式中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

还应当注意的是，上述描述仅是对本发明较佳实施方式的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于本发明的保护范围。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若这些修改和变型属于本发明及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。