JP2012024450A - Image storage system for electronic endoscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子内視鏡挿入部の細径化技術に関わり、特に細径化された電子内視鏡に用いられる画像保存システムに関する。 The present invention relates to a technique for reducing the diameter of an electronic endoscope insertion portion, and more particularly to an image storage system used for a reduced diameter electronic endoscope.
電子内視鏡では、挿入部先端に設けられたイメージセンサからの映像信号を、長尺の挿入部、ユニバーサルコードを介してプロセッサ装置へと送り、所定の映像信号処理を施した後、モニタに表示する。また、挿入部先端には、例えばプロセッサ装置内の光源からユニバーサルコードおよび挿入部を通して配設されるライトガイドを通して照明光が伝送される。 In an electronic endoscope, a video signal from an image sensor provided at the distal end of an insertion portion is sent to a processor device through a long insertion portion and a universal cord, and after performing predetermined video signal processing, indicate. In addition, illumination light is transmitted to the distal end of the insertion portion through, for example, a light source disposed in the processor device through a universal cord and a light guide disposed through the insertion portion.
挿入部は長尺の可撓管として構成されるが、患者の負担軽減や、より狭い部位への応用を可能にするために常に細径化が求められる。挿入部の細径化のためには、ライトガイドの細径化が有効であるが、伝送される光量が低減するため十分な明るさの確保が困難になる。大きなイメージセンサを採用すれば受光感度を上げられるが、これは細径化の目的に反するため採用できない。また、イメージセンサの出力ゲインをアップさせることも考えられるが、この場合ノイズが増大されて内視鏡画像の視認性が悪化する。 Although the insertion portion is configured as a long flexible tube, the diameter of the insertion portion is always required to be reduced in order to reduce the burden on the patient and to enable application to a narrower part. In order to reduce the diameter of the insertion portion, it is effective to reduce the diameter of the light guide. However, since the amount of transmitted light is reduced, it is difficult to ensure sufficient brightness. If a large image sensor is used, the light receiving sensitivity can be increased, but this is contrary to the purpose of reducing the diameter and cannot be used. Although it is conceivable to increase the output gain of the image sensor, in this case, noise is increased and the visibility of the endoscopic image is deteriorated.
挿入部の径を太くすることなく光量を増大させるために、挿入部の先端部に、複数の照明管(光源)を可撓管手方向に沿って配置し、各照明管に接続されるライトガイドを先端で束ねて、これらの照明管の光を照射する構成も提案されている(特許文献1参照)。 In order to increase the amount of light without increasing the diameter of the insertion portion, a plurality of illumination tubes (light sources) are arranged along the flexible tube hand direction at the distal end portion of the insertion portion, and the light connected to each illumination tube A configuration has also been proposed in which guides are bundled at the tip and irradiated with light from these illumination tubes (see Patent Document 1).
しかし、特許文献1の構成では、先端部が大型化するともにその構造も複雑となり、柔軟性も悪化する。また光源を先端部に配置することで先端部の温度上昇も招く。 However, in the configuration of Patent Document 1, the tip portion is enlarged, the structure is complicated, and the flexibility is deteriorated. Moreover, the temperature rise of a front-end | tip part is caused by arrange | positioning a light source at a front-end | tip part.
本発明は、ライトガイドを細径化することで挿入部を細径化ながらもノイズの少ない明るい内視鏡画像を得るとともに超解像処理前の画像データの保存も可能にすることを課題としている。 An object of the present invention is to obtain a bright endoscopic image with less noise while reducing the diameter of the insertion portion by reducing the diameter of the light guide, and also enabling saving of image data before super-resolution processing. Yes.
本発明の電子内視鏡用画像保存システムは、1フレーム分の超解像処理前の画像データを保持可能な画像メモリと、超解像処理前の画像データに超解像処理を施す超解像処理部と、画像メモリまたは超解像処理部から出力される画像データの一方を択一的に入力し、入力される画像データを不揮発性メモリに保存する画像データ保存手段と、画像保存手段の入力の切替えを要求するための切替え要求手段とを備え、画像メモリから出力される画像データが、超解像処理部から出力されている画像データの1フレーム分前のデータであり、切替え要求が発生すると、超解像処理部から入力される画像データを不揮発性メモリに保存するとともに、次のフレームで、入力を1フレーム分画像メモリから入力される画像データに切替え不揮発性メモリに保存することを特徴としている。 An image storage system for an electronic endoscope according to the present invention includes an image memory that can store image data before super-resolution processing for one frame, and super-resolution that performs super-resolution processing on image data before super-resolution processing. An image processing unit, an image data storage unit for selectively inputting one of the image data output from the image memory or the super-resolution processing unit, and storing the input image data in a nonvolatile memory, and an image storage unit Switching request means for requesting switching of the input, and the image data output from the image memory is data one frame before the image data output from the super-resolution processing unit, and the switching request When this occurs, the image data input from the super-resolution processing unit is stored in the nonvolatile memory, and at the next frame, the input is switched to the image data input from the image memory for one frame. It is characterized in that you want to save to.
ライトガイドが配設されたスコープ本体と、スコープ本体が接続されるプロセッサ装置とを備える電子内視鏡装置において、超解像処理部および画像メモリは、プロセッサ装置に設けられる。このときスコープ本体は、例えば識別情報を記録する記録手段を備え、超解像処理部ではこの識別情報に基づく超解像処理が超解像処理前の画像データに施される。また、超解像処理部および画像メモリはスコープ本体に設けられてもよい。 In an electronic endoscope apparatus including a scope main body in which a light guide is disposed and a processor device to which the scope main body is connected, a super-resolution processing unit and an image memory are provided in the processor device. At this time, the scope body includes, for example, a recording unit that records identification information, and the super-resolution processing unit performs super-resolution processing based on the identification information on the image data before the super-resolution processing. Further, the super-resolution processing unit and the image memory may be provided in the scope body.
本発明の電子内視鏡システムは、上記電子内視鏡用画像保存システムを備えたことを特徴としている。 An electronic endoscope system according to the present invention includes the above-described electronic endoscope image storage system.
本発明によれば、ライトガイドを細径化することで挿入部を細径化ながらもノイズの少ない明るい内視鏡画像を得るとともに超解像処理前の画像データの保存も可能にすることができる。 According to the present invention, by reducing the diameter of the light guide, it is possible to obtain a bright endoscopic image with little noise while reducing the diameter of the insertion portion, and also to save image data before super-resolution processing. it can.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1実施形態である電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the electronic endoscope system according to the first embodiment of the present invention.
電子内視鏡システムは主に、スコープ本体10と、スコープ本体10が着脱自在に接続され各種画像処理を行うプロセッサ装置11と、このプロセッサ装置に接続されスコープ本体10で撮影された映像を表示するモニタ装置12などから構成される。
The electronic endoscope system mainly displays a scope
スコープ本体10は、体内や管孔内に挿入される可撓性を有する長尺管状の挿入部と、挿入部が接続されユーザにより把持・操作される操作部と、操作部とプロセッサ装置11を連結するユニバーサルコードから構成される。挿入部の先端部13には撮像レンズ14およびイメージセンサ15が設けられ、イメージセンサ15は例えば操作部に設けられたドライバ/信号処理部16によって駆動される。また、イメージセンサ15で検出された画像信号は、ドライバ/信号処理部16で所定の処理を施された後、ユニバーサルコードを介してプロセッサ装置11へと送出される。
The
また、本実施形態のプロセッサ装置11にはランプ17が設けられ、ランプ17からの光は集光レンズ18を通してスコープ本体10のライトガイド19に入射される。ライトガイド19は、ユニバーサルコード、操作部、挿入部を介して先端部13にまで配設され、入射された光は照明レンズ20を介して照射される。
Further, the
なお、本実施形態では、挿入部の細径化を図るためにライトガイド19のファイバ数を減らすとともに、イメージセンサ15に総画素数が少なく各フォトダイオードの面積が大きいものを採用する。すなわち、本実施形態では、ライトガイド19の細径化により減った光量をイメージセンサ15の各画素の感度を向上することで相殺する。そして、画素数が減ったことによる解像度の低下は、以下の構成に示されるように超解像技術によって補われる。
In this embodiment, in order to reduce the diameter of the insertion portion, the number of fibers of the
すなわち、プロセッサ装置11では、ドライバ/信号処理部16からの画像信号がまず前段信号処理部21において所定の前段処理が施され、画像処理部22において更に所定の画像信号処理が施された後、超解像処理部23および揮発性の画像メモリ24へ出力される。画像信号(画像データ)は、超解像処理部23において超解像技術を用いて解像度が高められ、画像メモリ24では、入力される1フレーム分の画像データが保持される。
That is, in the
超解像処理部23において超解像処理が施された画像信号は、画像セレクタ25に出力され、このとき略同時に画像メモリ24に保持された1フレーム分前の画像信号が画像セレクタ25に出力される。画像セレクタ25は、システムコントローラ26の指示に基づいて、超解像処理部23または画像メモリ24から入力される画像信号の一方を択一的に入力し、後段映像信号処理部27、あるいは後段映像信号処理部27および/または保存画像用信号処理部28に出力する。
The image signal that has been subjected to the super-resolution processing in the
後段映像信号処理部27は、入力された画像信号を所定規格の画像信号に変換してモニタ12に出力する。一方、保存画像用信号処理部28は、システムコントローラ26からの指令に従って、入力された画像信号を所定の画像フォーマットでプロセッサ装置11に装着された不揮発性の外部メモリ29へ保存する(プロセッサ装置に内蔵されるメモリでもよい)。
The post-stage video
画像セレクタ25の切替えは、例えばスコープ本体10の操作部に設けられた静止画保存用のスイッチ30が操作されたことをプロセッサ装置11に設けられたシステムコントローラ26が検知したときに行われる(後述)。なお、ドライバ/信号処理部16やプロセッサ装置11内の各デバイスの動作タイミングは、プロセッサ装置11のタイミングコントローラ31からの各種クロック信号によって制御される。
The
また、スコープ本体10に、例えばスコープ本体10の型番やIDなど記録したメモリ32を設けてもよく、超解像処理部23における超解像処理を、この型番やIDに対応して選択する構成とすることもできる。型番やIDの記録はディップスイッチ、バーコードなどでもよく、その場合プロセッサ装置11には対応する読み取り手段が設けられる。また、スイッチ30は、プロセッサ装置11のフロントパネルなど、操作部以外の場所に設けてもよい。
Further, the scope
次に図1、図2を参照して、静止画保存用のスイッチ30が操作されたときに実行される本実施形態における静止画像保存動作について説明する。なお図2は、静止画像保存動作の処理を説明するための各コンポーネントにおけるフレーム画像データの入出力タイミングを概略的に示すタイミングチャートである。 Next, with reference to FIGS. 1 and 2, a still image storage operation in the present embodiment that is executed when the still image storage switch 30 is operated will be described. FIG. 2 is a timing chart schematically showing the input / output timing of the frame image data in each component for explaining the processing of the still image saving operation.
図2(a)には6フレーム分の垂直同期信号が示され、図2(b)には、このときイメージセンサ15から出力される第1〜第6フレームの画像データの出力タイミングが示され、図2(c)には画像処理部22から出力される第1〜第6フレームの画像データの出力タイミングが示される。また、図2(d)、(e)には、超解像処理部23および画像メモリ24から出力される各フレームの画像データの出力タイミングが示される。なお、図2において、斜線が施された矩形領域の各々は、超解像処理が施された各フレームの画像データを示す。また、図2(d)、(e)のタイミングは略同時であるものの、図2(b)〜(d)のタイミングの間には実際には順次遅れが存在する。
FIG. 2A shows vertical synchronization signals for six frames, and FIG. 2B shows output timings of image data of the first to sixth frames output from the
一方、図2(f)には、スイッチ30が操作されたことにより生成される静止画像データ取り込み(保存)要求信号の一例が示される。また、図2(g)には、図2(f)の要求が発せられたときに外部メモリ29に保存されるフレーム画像データのタイミングが示される。
On the other hand, FIG. 2 (f) shows an example of a still image data capturing (storing) request signal generated when the switch 30 is operated. FIG. 2G shows the timing of the frame image data stored in the
図2(f)の例では、イメージセンサ15から第2フレームの読み出しが行われている最中の後半部分で、静止画像データの取り込み要求が発せられた場合が示される。このとき、超解像処理後の第3フレームの画像データがまず外部メモリ29に保存され、その次のフレームで画像メモリ24に保持された第3フレームの画像データが外部メモリ29に保存される。
In the example of FIG. 2 (f), a case where a request for capturing still image data is issued in the latter half of the middle of reading out the second frame from the
すなわち、画像セレクタ25は、通常は超解像処理部23からの画像信号を後段映像信号処理部27にのみ出力し、モニタ12には、超解像処理が施された内視鏡画像が表示されている。しかし、スイッチ30が操作され、システムコントローラ26により静止画像データ取り込み要求が発せられると、画像セレクタ25は、次のフレームの画像データ(超解像処理済みデータ)を保存画像用信号処理部28にも出力し、このときの画像データが外部メモリ29に保存される。また、画像セレクタ25は、更に次のフレームで、画像メモリ24からの入力に切替え、保存画像用信号処理部28に出力する。これにより、外部メモリ29には、画像メモリ24に保持された画像データが保存される。
That is, the
画像メモリ24には、1フレーム遅れた画像データが保持されているので、上記処理により、外部メモリ29には同じフレームの超解像処理後の画像データと超解像処理前の画像データとが保存される。なお、外部メモリ29に画像データを保存する際には、何れが超解像処理後の画像データで、何れが超解像処理前の画像データであるかを判別するために例えば画像ファイルのEXIFデータに超解像処理であるか超解像処理前の画像データであるかを示すインデックスを記録してもよく、あるいは、図3に示されるように、内視鏡画像の電子マスク領域(黒く塗られた領域)にその旨を示すインデックスを重畳した形で外部メモリ29に保存してもよい。
Since the
以上のように、第1実施形態の構成によれば、ライトガイドを細径化しながらも明るさおよび解像度を維持した内視鏡画像の取得、表示が可能である。また、本実施形態では、超解像処理を利用しながらも超解像処理前の画像データも簡単に保存できる。更に、静止画像保存する際、超解像処理が施された画像データの他、超解像処理が施される前の同一フレームの超解像処理前の画像データも保存できる。これにより、超解像処理において不適切な処理が施されたと思われる場合にも超解像処理前の画像データを確認することができ、また後でコンピュータにおいてより適切な画像処理を施すことも可能になる。 As described above, according to the configuration of the first embodiment, it is possible to acquire and display an endoscopic image while maintaining the brightness and resolution while reducing the diameter of the light guide. In the present embodiment, image data before super-resolution processing can be easily saved while using super-resolution processing. Furthermore, when storing a still image, in addition to image data that has been subjected to super-resolution processing, image data before super-resolution processing of the same frame before being subjected to super-resolution processing can also be stored. This makes it possible to check image data before super-resolution processing even when it is thought that inappropriate processing has been performed in super-resolution processing, and to perform more appropriate image processing later on a computer. It becomes possible.
次に図4、5を参照して、本発明の第2実施形態の電子内視鏡システムについて説明する。なお、図4は、第2実施形態の電子内視鏡システムの概略を示すブロック図であり、図5は、第1実施形態の図2に対応するタイミングチャートである。 Next, an electronic endoscope system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a block diagram showing an outline of the electronic endoscope system of the second embodiment, and FIG. 5 is a timing chart corresponding to FIG. 2 of the first embodiment.
第2実施形態は、超解像処理部、超解像処理前の画像データを保持するメモリ、および画像セレクタがスコープ本体側に設けられた点が第1実施形態と異なるが、その他の構成は第1実施形態と同様である。したがって、第1実施形態と同様の構成に関しては同一参照符号を用いその説明を省略する。 The second embodiment is different from the first embodiment in that a super-resolution processing unit, a memory that holds image data before super-resolution processing, and an image selector are provided on the scope main body side. This is the same as in the first embodiment. Therefore, the same reference numerals are used for the same configurations as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
第2実施形態において、超解像処理部23、画像メモリ24、画像セレクタ42は、例えばスコープ本体40の操作部に設けられる。ドライバ/信号処理部16から出力される画像信号は、超解像処理部23および画像メモリ24に出力され、超解像処理部23では画像信号に対して超解像処理が施され、画像メモリ24には、入力された1フレーム分の画像データ(画像信号)が保持される。
In the second embodiment, the
画像信号は超解像処理部23での処理が終了すると、図5(c)に示されるように直ちに画像セレクタ42へと出力される。これと略同時に、画像メモリ24からは図5(d)に示されるように保持されていた1フレーム前の画像信号が画像セレクタ42へと出力される。画像セレクタ42は、プロセッサ装置41のシステムコントローラ26から発せられる図5(f)に示されるような静止画像データ取り込み要求信号に基づいて、超解像処理部23または画像メモリ24の何れか一方からの入力を択一的に受け入れる。また、画像セレクタ42は、択一的に入力された画像信号を順次プロセッサ装置41の前段信号処理部21へと出力する。
When the processing in the
その後、画像信号は前段信号処理部21、画像処理部22を介し、更に後段映像信号処理部27および保存画像用信号処理部28へと出力される。後段映像信号処理部27は、入力された画像信号を所定規格の画像信号に変換してモニタ12に出力し、保存画像用信号処理部28は、システムコントローラ26からの指令に従って、入力された画像信号を所定の画像フォーマットでプロセッサ装置11に装着された外部メモリ29へ保存する。
Thereafter, the image signal is further output to the subsequent-stage video
画像セレクタ42は、超解像処理部23からの入力を通常受け入れているが、静止画像データ取り込み要求信号を受けると、次の次の1フレーム分の入力を画像メモリ24からの入力に切替え、その後再び超解像処理部23からの入力に切替える。したがって、図5(e)、(f)に示されるように、例えば第2フレームの読み出し中に静止画像データ取り込み要求が発生すると、画像セレクタ42からは、超解像処理済みの第2、第3フレームの画像信号が出力された後、画像メモリ24からの第3フレームに対応する超解像処理前の画像データが出力され、その後超解像処理済の第5、第6フレーム画像信号が順次出力される。
The
また、保存画像用信号処理部28では、図5(f)、(g)に示されるように静止画像データ取り込み要求信号が発せれた次のフレームの画像信号を外部メモリ29に保存するとともに、その次のフレームの画像信号も外部メモリ29に保存する。
The saved image
以上のように、第2実施形態においても第1実施形態と同様の効果を得ることができる。 As described above, also in the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
なお、ここまで画像を外部メモリ29に保存する電子内視鏡システムについて説明してきたが、操作者の要求に応じて超解像処理前の画像をモニタに出力するように構成することもできる。例えば第1実施形態にこれを適用する場合、図示しないスイッチによりモニタ12に出力する画像を超解像処理前の画像に切替える要求が発生すると、システムコントローラ26からの指示により画像セレクタ25(第2実施形態では画像セレクタ42)は超解像処理部23および画像メモリ24を通らないバイパス回路により超解像処理前の画像を後段映像信号処理部27(第2実施形態では前段処理回路21)に出力する。また、超解像処理前の画像をモニタ12に表示している間、そのことが分かるように、内視鏡画像の電子マスク領域にその旨を示すインデックスを表示する。操作者が再度画像の切り替え要求をすることにより、超解像画像に復帰する。このようなバイパス回路を設けることで、外部メモリ29に保存する画像をモニタにて確認することができる。
Although the electronic endoscope system that stores images in the
10、40 スコープ本体(電子内視鏡)
11、41 プロセッサ装置
12 モニタ
15 イメージセンサ
17 ランプ
19 ライトガイド
23 超解像処理部
24 画像メモリ
25、42 画像セレクタ
26 システムコントローラ
28 保存画像用信号処理部
29 外部メモリ
30 静止画像保存用スイッチ
10, 40 Scope body (electronic endoscope)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
超解像処理前の画像データに超解像処理を施す超解像処理部と、
前記画像メモリまたは前記超解像処理部から出力される画像データの一方を択一的に入力し、入力される画像データを不揮発性メモリに保存する画像データ保存手段と、
前記画像保存手段の入力の切替えを要求するための切替え要求手段とを備え、
前記画像メモリから出力される画像データが、前記超解像処理部から出力されている画像データの1フレーム分前の画像データであり、前記切替え要求が発生すると、前記超解像処理部から入力される画像データを前記不揮発性メモリに保存するとともに、次のフレームで、前記入力を1フレーム分前記画像メモリから入力される画像データに切替え前記不揮発性メモリに保存する
ことを特徴とする電子内視鏡用画像保存システム。 An image memory capable of holding image data before super-resolution processing for one frame;
A super-resolution processing unit that performs super-resolution processing on image data before super-resolution processing;
Image data storage means for selectively inputting one of the image data output from the image memory or the super-resolution processor and storing the input image data in a nonvolatile memory;
Switching request means for requesting input switching of the image storage means,
The image data output from the image memory is image data one frame before the image data output from the super-resolution processing unit. When the switching request is generated, the image data is input from the super-resolution processing unit. The image data to be stored is stored in the nonvolatile memory, and in the next frame, the input is switched to image data input from the image memory for one frame and stored in the nonvolatile memory. Endoscopic image storage system.
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