DE10164297B4

DE10164297B4 - Elektronisches Endoskopsystem

Info

Publication number: DE10164297B4
Application number: DE10164297A
Authority: DE
Inventors: Masaru Takeshige; Hiroyuki Kobayashi
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2012-01-26
Anticipated expiration: 2021-12-29
Also published as: US20020085091A1; US6778208B2; DE10164297A1; JP2002200038A; JP3961765B2

Abstract

Elektronisches Endoskopsystem mit
einer Bildsignalverarbeitungseinheit zum Verarbeiten von Bildsignalen, die mit einem an die Bildsignalverarbeitungseinheit anschließbaren und von diesem lösbaren Beobachtungsgerät erhalten werden,
mindestens einem Ausgabegerät, das zur Ausgabe der Bildsignale an die Bildsignalverarbeitungseinheit angeschlossen ist,
einem Mittel zum Spezifizieren des Gerätemodells des mindestens einen Ausgabegerätes,
einer Datenbank, in der Charakteristikdaten, die auf die Ausgabecharakteristik jedes Gerätemodells des mindestens einen Ausgabegerätes bezogen sind, gespeichert sind,
einem Mittel zum Ermitteln der Charakteristikdaten auf Grundlage des spezifizierten Gerätemodells aus der Datenbank und
einem Mittel zum Vornehmen einer Kompensation der Bildsignale unter Anwendung der Charakteristikdaten,
wobei die Charakteristikdaten Daten sind, die auf die Bildqualität eines von dem Ausgabegerät wiedergegebenen Bildes bezogen sind, und
unter Anwendung dieser Daten eine Kompensation der Farbcharakteristik vorgenommen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Endoskopsystem, in dem Bilddaten, die über ein elektronisches Beobachtungsgerät erhalten werden, bestimmten Operationen unterzogen und von einem Ausgabegerät wiedergegeben werden.
Üblicherweise wird eine medizinische Untersuchung mittels eines elektronischen Endoskopsystems wie folgt vorgenommen. Ein elektronisches Endoskop, d. h. Beobachtungsgerät wird in ein Verdauungsorgan eingeführt, worauf Bildsignale über einen Bildsensor erhalten werden, der an der Spitze des elektronischen Endoskops angeordnet ist. Die Bildsignale werden in einer Bildsignalverarbeitungseinheit, die an das elektronische Beobachtungsgerät angeschlossen ist, einer vorbestimmten Bildverarbeitung unterzogen. Die Bildsignalverarbeitungseinheit gibt die verarbeiteten Bildsignale an ein Ausgabegerät, z. B. einen Monitor und einen Drucker, aus. Eine Bedienperson bedient von Hand das elektronische Beobachtungsgerät, wobei sie Bilder aus dem Inneren des Verdauungsorgans betrachtet, die auf dem Monitor wiedergegeben werden. Falls erforderlich, werden auf dem Monitor wiedergegebene Einzelbilder verletzter Körperteile auf den Drucker ausgegeben.
In der vorstehend erläuterten medizinischen Untersuchung beurteilt die Bedienperson den Zustand des Patienten, indem sie die Farbe der Innenwand des Verdauungsorgans betrachtet und daraus abschätzt, ob eine Verletzung vorliegt oder nicht. In dem elektronischen Endoskopsystem muss deshalb das von dem Ausgabegerät wiedergegebene Bild hinsichtlich seiner Farbe eine gewisse Stabilität aufweisen.
Farbton und Helligkeit des auf dem Monitor und dem Druckblatt wiedergegebenen Bildes hängen von der Charakteristik des Monitor- und Druckertyps ab, die an die Bildsignalverarbeitungseinheit angeschlossen sind. Selbst wenn identische Bildsignale von identischen Bildsignalverarbeitungseinheiten ausgegeben werden, unterscheidet sich nämlich der Farbzustand eines wiedergegebenen Bildes in Abhängigkeit des Typs des Ausgabegerätes. Deshalb kommt es zu Unterschieden in der Bildqualität in Abhängigkeit des Typs des Ausgabegerätes.
Die Bedienperson muss deshalb die Bildqualität des wiedergegebenen Bildes entsprechend den Eigenschaften des Ausgabegerätes einstellen, das an die Bildsignalverarbeitungseinheit angeschlossen ist. Es ist jedoch schwierig, diese Einstellung vorzunehmen, während gleichzeitig das elektronische Beobachtungsgerät in dem Körper des Patienten von Hand betätigt wird. Das Einstellen des Ausgabegerätes stellt so eine Belastung für die Bedienperson dar. Wird diese Einstellung jedoch nicht vorgenommen, so können die Farben der über den Bildsensor erhaltenen Bilder von dem Ausgabegerät nicht genau wiedergegeben werden, so dass die Bedienperson möglicherweise verletzte Körperteile übersieht.
Aus dem Dokument DE 199 31 816 A1 ist eine Bilderzeugungseinheit bekannt, bei der zur Reduzierung des Flackerns eines Bildschirms in Abhängigkeit des verwendeten Bildschirms die Frequenz, mit der von einem CCD die Bilddaten aufgenommen werden, verändert wird.
Aus dem Dokument US 5 776 050 A ist ein endoskopisches System bekannt, bei dem zusätzlich zu den mit Hilfe des Endoskops aufgenommenem Videosignal ein Computermodell einer anatomischen Struktur angezeigt wird.
Aus dem Dokument US 4 962 418 A ist eine Anzeigevorrichtung bekannt, die einen Sensor zur Detektion von Bildmerkmalen eines Bildschirms umfasst, wobei diese detektierten Bildmerkmale mit voreingestellten Soll-Werten verglichen werden. In Abhängigkeit dieses Vergleichs werden Korrekturwerte ermittelt und die Bildsignaldaten zur Ansteuerung des Bildschirms entsprechend korrigiert.
Aus dem Dokument JP 06 197 863 A ist ein elektronisches Endoskop bekannt, bei dem ein Videosignal an ein angeschlossenes Peripheriegerät angepasst wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bildsignalverarbeitungseinheit anzugeben, die gut mit unterschiedlichen Ausgabegeräten zusammenarbeitet.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch das elektronische Endoskopsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung angegeben.
Die Erfindung sieht vor, an den mit dem Beobachtungsgerät erhaltenen Bildsignalen eine Kompensation entsprechend der Charakteristik des Ausgabegerätes vorzunehmen, das an die Bildsignalverarbeitungseinheit angeschlossen ist. So ist selbst dann, wenn ein Ausgabegerät, dessen Bildqualitätscharakteristik von der eines anderen verschieden ist, an die Bildsignalverarbeitungseinheit angeschlossen ist, eine gleichbleibende Bildqualität im wiedergegebenen Bild sichergestellt. Die Bedienperson ist deshalb nicht gezwungen, während der medizinischen Untersuchung die Bildqualität unter Berücksichtigung der Charakteristik des angeschlossenen Ausgabegerätes einzustellen, wodurch sie entlastet wird.
Ist die Datenbank in einem austauschbaren Speichermedium gespeichert, so kann sie in der Bildsignalverarbeitungseinheit des elektronischen Endoskopsystems einfach aktualisiert werden, indem ein neues Speichermedium installiert wird, in dem die aktualisierte Datenbank gespeichert ist. So gestaltet sich die Datenbankpflege besonders einfach. Auch ist eine besonders sichere Datenbankpflege möglich, indem das Speichermedium entsprechend sorgfältig und vorsichtig gehandhabt wird.
Indem die Bildsignalverarbeitungseinheit so an das Kommunikationsnetzwerk angeschlossen wird, dass auf sie über eine an das Kommunikationsnetzwerk angeschlossene fernbetätigte Endgeräteinheit zugegriffen werden kann, ist es möglich, die Datenbank an einem Ort handzuhaben, an dem das elektronische Endoskopsystem nicht installiert ist. So kann auf Personal für die Handhabung und Pflege der Datenbank verzichtet werden.
Die Charakteristikdaten sind nicht beschränkt auf Kompensationskoeffizienten für die Umrisskorrektur, den Wert des Farbabgleichs, den in der Gammakorrektur genutzten Ausgangspegelwert und den für die Schwarzpegelklemmung genutzten Ausgangspegelwert.
Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines elektronischen Endoskopsystems gemäß erstem Ausführungsbeispiel,
2 ein Blockdiagramm mit dem Aufbau einer Endstufen-Bildsignalverarbeitungsschaltung und weiterer daran angeschlossener Elemente,
3 ein Beispiel für ein Untermenü zum Auswählen des Ausgabegerätetyps,
4 ein Beispiel für Eintragungen einer Kompensationskoeffiziententabelle, die für die Umrisskorrektur genutzt wird,
5 ein Beispiel für Eintragungen einer Farbabgleichstabelle, die für den Farbabgleich genutzt wird,
6 Beispiele für Eintragungen einer Gammakorrekturtabelle, die für die Gammakorrektur genutzt wird,
7 einen Graphen mit Gammakorrekturkurven,
8 eine Tabelle mit Beispielen für eine Schwarzpegeleinstellung, die für die Schwarzpegelklemmung genutzt wird,
9 einen Graphen mit der durch die Schwarzpegelklemmung erhaltenen Verstärkungscharakteristik,
10 ein Flussdiagramm einer Prozedur für die Kompensation von Bildsignalen in dem ersten Ausführungsbeispiel,
11 eine Vorderansicht einer Ausgabegerät-Wähleinheit eines elektronischen Endoskopsystems gemäß zweitem Ausführungsbeispiel,
12 eine vergrößerte Darstellung eines Drehschalters der Ausgabegerät-Wählvorrichtung, und
13 ein Blockdiagramm mit dem Aufbau einer Endstufen-Bildsignalverarbeitungsschaltung und weiterer daran angeschlossener Elemente in einem elektronischen Endoskopsystem gemäß drittem Ausführungsbeispiel.
1 ist ein Blockdiagramm, das ein elektronisches Endoskopsystem zeigt, auf das ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung angewendet ist. Ein elektronisches Beobachtungsgerät 10 (elektronisches Endoskop) hat ein flexibles Rohr. Das elektronische Beobachtungsgerät 10 ist so an eine Bildsignalverarbeitungseinheit 20 angeschlossen, dass es an dieser angebracht und von dieser gelöst werden kann. Ein Bildsensor 11 ist an der Spitze des Beobachtungsgerätes 10 vorgesehen. Der Bildsensor 11 hat eine Objektivoptik und einen CCD-Bildsensor. Ein Lichtleiter 12, der aus einem Bündel besonders dünner Lichtleitfasern besteht, ist in das Beobachtungsgerät 10 eingesetzt. Das Austrittsende des Lichtleiters 12 ist an dem distalen Ende des Beobachtungsgerätes 10 angeordnet. Ein Steuerteil 13 des Beobachtungsgerätes 10 hat Steuertasten wie eine Einfriertaste, eine Kopiertaste, eine Aufzeichnungstaste etc. Bewegte Bilder werden durch Betätigen der Einfriertaste zu Standbildern angehalten. Die Standbilder werden durch Betätigen der Aufzeichnungstaste gespeichert. Bildsignale, die in der Bildsignalverarbeitungseinheit 20 verarbeitet werden, werden so durch Betätigen der Steuertasten aufgezeichnet.
Eine Systemsteuerung 21, z. B. ein Mikrocomputer, steuert das elektronische Endoskopsystem als Ganzes. Die Systemsteuerung 21 hat eine CPU, einen ROM, in dem Programme zum Ausführen von Routinen, Invariable und dergleichen gespeichert sind, sowie einen RAM zum Speichern temporärer Daten.
Wird das Beobachtungsgerät 10 an die Bildsignalverarbeitungseinheit 20 angeschlossen, so wird der CCD-Bildsensor des Bildsensors 11 über eine in 1 weggelassene CCD-Pufferschaltung mit einer Eingangsstufenschaltung 24, im folgenden kurz Eingangsstufenschaltung, der Einheit 20 verbunden. Das andere Ende des Lichtleiters, also das Eintrittsende, ist optisch an eine Lichtquelleneinheit 22 gekoppelt, die eine in 1 weggelassene Weißlichtquelle, z. B. eine Xenonlampe, eine Wolfram-Halogenlampe oder dergleichen enthält.
Eine Blende und eine Sammellinse, in 1 nicht dargestellt, befinden sich zwischen dem Eintrittsende des Lichtleiters 12 und der Lichtquelleneinheit 22. Über die Blende wird die Lichtmenge gesteuert, die in das Eintrittsende des Lichtleiters 12 tritt. Das von der Weißlichtquelle ausgesendete Licht wird auf das Eintrittsende des Lichtleiters 12 geleitet.
Die Bildsignalverarbeitungseinheit 20 hat eine Frontplatte 23. Die Frontplatte 23 hat Schalter, z. B. einen Speiseschalter zum Steuern des EIN/AUS-Zustandes der Hauptenergieversorgung (in 1 nicht gezeigt) der Bildsignalverarbeitungseinheit 20, einen Lichtschalter zum Steuern des EIN/AUS-Zustandes der Lichtquelleneinheit 22 etc.
Die Systemsteuerung 21 gibt auf Grundlage eines Signals, das ihr von dem Lichtschalter zugeführt wird, ein Steuersignal an eine in 1 weggelassene Lampenspeiseschaltung der Lichtquelleneinheit 22 aus. Auf Grundlage dieses Steuersignals der Systemsteuerung 21 wird die elektrische Energieversorgung der Weißlichtquelle durch die Lampenspeiseschaltung gesteuert.
Auf der Austrittsseite der Weißlichtquelle der Lichtquelleneinheit 22 ist ein in 1 nicht gezeigtes rotierendes RGB-Farbfilter angeordnet. Das rotierende RGB-Farbfilter hat ein rotes (R) Farbfilter, ein grünes (G) Farbfilter und ein blaues (B) Farbfilter. Die Farbfilter sind in regelmäßigen Abständen voneinander an einem kreisförmigen Plattenelement gehalten.
Das RGB-Farbfilter wird von einem Antriebsmotor, z. B. einem Servomotor, einem Schrittmotor oder dergleichen gedreht. Wird das RGB-Farbfilter bei eingeschalteter Weißlichtquelle gedreht, so wird von dem Austrittsende des Lichtleiters 12 nacheinander rotes Licht, grünes Licht und blaues Licht ausgesendet, so dass ein betrachtetes Objekt nacheinander mit rotem Licht, grünem Licht und blauem Licht beleuchtet wird. Die Objektivoptik bildet das optische Bild des betrachteten Objektes in der jeweiligen RGB-Farbe auf dem CCD-Bildsensor ab.
Der Bildsensor 11 wandelt das Bild für jede RGB-Farbe auf fotoelektrischem Wege um und erzeugt analoge Pixelsignale, die auf ein einzelnes Bild bezogen sind. Das analoge Pixelsignal für jede RGB-Farbe gibt der Bildsensor 11 über einen CCD-Treiber 14 aus, der in dem Beobachtungsgerät 10 vorgesehen ist.
Unter der Steuerung des CCD-Treibers 14 wird das analoge Pixelsignal jeder RGB-Farbe ausgelesen und der Eingangsstufenschaltung 24 zugeführt. Die Eingangsstufenschaltung 24 hat einen Vorverstärker, ein Bandpass-Videofilter etc. An den zugeführten analogen Pixelsignale werden vorbestimmte Signalverarbeitungen vorgenommen, beispielsweise eine Verstärkung.
Nach der von der Eingangsstufenschaltung 24 vorgenommenen Signalverarbeitung werden die analogen Pixelsignale für jede Farbe über einen in 1 nicht gezeigten A/D-Wandler in digitale Pixelsignale gewandelt und die digitalen Pixelsignale für jede Farbe in dem Bildspeicher 25 gespeichert. Aus dem Speicher 25 wird für jede Farbe das digitale Pixelsignal ausgelesen und einer Endstufen-Bildsignalverarbeitungsschaltung 26, im folgenden Endstufenschaltung, zugeführt.
In der Endstufenschaltung 26 wird das digitale Pixelsignal für jede RGB-Farbe unter Bezugnahme auf eine Bildsignal-Verarbeitungsdatenbank 28, im folgenden Bildsignaldatenbank, vorbestimmten Operationen unterzogen und dann an einen Drucker 30 und einen Fernsehmonitor 31 gesendet. Das Bild des betrachteten Objektes kann so von dem Drucker 30 gedruckt werden, wobei es auf dem Fernsehmonitor 31 als Farbbild wiedergegeben wird. Die zeitliche Steuerung, d. h. das Timing der A/D-Wandlung, der Speicherung der Pixelsignale in dem Bildspeicher 25, der Erzeugung des Synchronsignals etc. werden von einer Zeitsignalsteuerung 27 gesteuert. Die von der Endstufenschaltung 26 vorgenommenen Operationen werden im Folgenden erläutert.
Eine Tastatur 40 oder ein Befehlseingabegerät ist an die Bildsignalverarbeitungseinheit 20 angeschlossen. Beispielsweise wird ein Befehl zur Feineinstellung der Darstellung auf dem Fernsehmonitor 31 über die Tastatur 40 in die Systemsteuerung 21 eingegeben. Die Systemsteuerung 21 überträgt ein Signal, das diesem Befehl entspricht, auf den Fernsehmonitor 31, so dass eine Feineinstellung, z. B. eine Steuerung der Beleuchtungsstärke der Darstellung, vorgenommen wird.
2 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau der Endstufenschaltung 26 und weiterer daran angeschlossener Elemente zeigt. Der Bildspeicher 25 enthält Bildspeicher 25R, 25G und 25B. Die Bildsignale für R werden in dem Bildspeicher 25R, die Bildsignale für G in dem Bildspeicher 25G und die Bildsignale für B in dem Bildspeicher 25B gespeichert. Die Bildsignaldatenbank 28 enthält eine Umrisskompensationstabelle 281, eine Farbabgleichstabelle 282, eine Gammakorrekturtabelle 283 und eine Schwarzpegeltabelle 284.
Die von den Bildspeichern 25R, 25G und 25B ausgelesenen Bildsignale werden Verarbeitungsschaltungen 261R, 261G bzw. 261B zugeführt. Dagegen wird der Modellname des Ausgabegerätes, das an die Bildsignalverarbeitungseinheit 20 angeschlossen ist, der Systemsteuerung 21 über die Tastatur 40 zugeführt. Im Folgenden wird erläutert, wie das Modell des Ausgabegerätes spezifiziert wird. Unter der Kontrolle der Systemsteuerung 21 werden die oben genannten Tabellen der Bildsignaldatenbank 28 unter Anwendung des eingegebenen Modellnamens des Ausgabegerätes als Suchschlüssel gesucht, und es werden Korrekturdaten für die Bildsignale entsprechend der Ausgabechararakteristik des Ausgabegerätes erhalten. Diese Korrekturdaten werden dann als Farbsteuersignale R, G und B an die Verarbeitungsschaltungen 261R, 281G bzw. 261B ausgegeben. In den Verarbeitungsschaltungen 261R, 261G und 261B werden auf Grundlage der Farbsteuersignale Operationen zur Signalverarbeitung entsprechend der Ausgabecharakteristik des Ausgabegerätes vorgenommen.
In Zeichenschaltungen 262R, 262G und 262B werden Zeichendaten, die zusammen mit den wiedergegebenen Bildern auf dem Fernsehmonitor 31 dargestellt werden, den digitalen RGB-Pixelsignalen überlagert. In D/A-Wandlern 263R, 263G und 263E werden die digitalen RGB-Pixelsignale in zugehörige analoge RGB-Pixelsignale gewandelt.
Die analogen RGB-Pixelsignale, die von den D/A-Wandlern 263R, 263G und 263E ausgegeben werden, werden über Ausgangsanschlüsse 265R, 265G bzw. 265B ausgegeben, nachdem sie einen Leitungstreiber 264 durchlaufen haben.
Ferner werden die analogen RGB-Pixelsignale, die von den D/A-Wandlern 263R, 263G und 263B ausgegeben werden, einem Codierer 266 zugeführt. In dem Codierer 266 werden auf Grundlage der analogen RGB-Pixelsignale ein Luminanzsignal (Y-Signal), ein Farbsignal (C-Signal) und ein zusammengesetztes Videosignal des NTSC-Systems erzeugt, wobei NTSC für ”National Television System Committee” steht. Das zusammengesetzte Videosignal, das Y-Signal und das C-Signal werden von Ausgangsanschlüssen 268, 269Y bzw. 269C ausgegeben, nachdem sie einen Leitungstreiber 267 durchlaufen haben.
In dem ersten Ausführungsbeispiel hat das elektronische Endoskopsystem für jedes der analogen RGB-Signale, das zusammengesetzte Videosignal des NTSC-Systems und das Y/C-Komponentensignal zwei Sätze von Ausgangsanschlüssen. In 2 ist für jedes dieser Signale aus Gründen der einfacheren Darstellung nur ein Satz Ausgangsanschlüsse gezeigt.
Das von der Zeitsignalsteuerung 27 ausgegebene Synchronsignal wird von dem Verstärker 270 verstärkt und von einem Ausgangsanschluss 272 ausgegeben, nachdem es einen Kabeltreiber 271 durchlaufen hat.
In dem ersten Ausführungsbeispiel werden in 3 gezeigte Untermenüs oder Listen der Modelle des Ausgabegerätes auf der Anzeige des Fernsehmonitors 31 dargestellt. Es gibt ein Untermenü entsprechend jedem der auf der Rückseite der Bildsignalverarbeitungseinheit 20 zugeteilten Ausgangsanschlüsse. Das Untermenü mit der Bezeichnung ”RGB-Ausgang Satz 1” dient der Auswahl eines Gerätes, das mit den Ausgangsanschlüssen der analogen RGB-Videosignale verbunden ist. Das Untermenü mit der Bezeichnung ”S-Video-Ausgang Satz 1” dient der Auswahl eines Gerätes, das mit dem Ausgangsanschluss des zusammengesetzten NTSC-Videosignals verbunden ist. Das Untermenü mit der Bezeichnung ”Y/C-Ausgang Satz 1” dient der Auswahl eines Gerätes, das mit den Ausgangsanschlüssen der Y/C-Komponentensignale verbunden ist.
Wie in jedem dieser Untermenüs gezeigt, können an das elektronische Endoskopsystem des ersten Ausführungsbeispiels drei Modelle von Ausgabegeräten (dargestellt durch die Buchstaben A, B, C) für jeden Typ von Fernsehmonitor, Drucker und Videokassettenrecorder, kurz VCR, angeschlossen werden. In jedem der Untermenüs gibt das Symbol ”*” an, dass das rechts davon angeordnete Element ausgewählt ist. Die Bedienperson wählt den Modellnamen des Ausgabegerätes, das an den entsprechenden Ausgangsanschluss angeschlossen ist, mittels Pfeiltasten der Tastatur 40 und durch Positionieren des Symbols ”*” aus.
Beispielsweise gibt in 3 die Positionierung des Symbols ”*” an, dass der Monitor B an den Ausgangsanschluss des RGB-Ausgangs 1, der Drucker A an den Ausgangsanschluss des S-Video-Ausgangs 1 und der VCR-C an den Ausgangsanschluss des Y/C-Ausgangs 1 angeschlossen ist.
Wie oben erläutert, hat die Bildsignalverarbeitungseinheit 20 zwei Sätze Ausgangsanschlüsse für jedes der analogen RGB-Signale, das zusammengesetzte Videosignal des NTSC-Systems und die Y/C-Signale. Folglich werden tatsächlich zwei Untermenüs an der Anzeige des Fernsehmonitors 31 entsprechend jedem der analogen RGB-Videosignale, dem zusammengesetzten NTSC-Videosignal und den Y/C-Komponentensignalen dargestellt. Es wird also ein weiterer Satz Untermenüs ähnlich den in 3 gezeigten Untermenüs auf der Anzeige dargestellt.
Im Folgenden werden die Tabellen der Bildsignaldatenbank 28 erläutert. 4 zeigt einige Eintragungen der Umrisskompensations-Tabelle 281, auf die Bezug genommen wird, um einen Kompensationskoeffizienten α zu erhalten, der für die in den oben beschriebenen Verarbeitungsschaltungen 261R, 261G und 261B vorgenommenen Umrisskompensation genutzt wird. Zur Umrisskompensation werden folgende Prozesse vorgenommen: ein ursprüngliches Bildsignal wird um ein Pixel verschoben; die Differenz zwischen ursprünglichem Bildsignal und verschobenem Bildsignal wird berechnet; die führende und die nachlaufende Flanke des ursprünglichen Bildsignals werden durch Multiplizieren der Differenz mit dem Kompensationskoeffizienten α verstärkt.
Wie in der zweiten Spalte von links angegeben, ist in dem ersten Ausführungsbeispiel ein Standardwert des Kompensationskoeffizienten α für das digitale Pixelsignal R, das digitale Pixelsignal G und das digitale Pixelsignal B auf 1 gesetzt. Entsprechend ist der Kompensationskoeffizient α für den Monitor A für die digitalen Pixelsignale R, G, B auf 1 gesetzt. Für den Monitor B ist der Kompensationskoeffizient α für das digitale Pixelsignal R auf 2 und für die digitalen Pixelsignale G und B auf 1 gesetzt. Der Kompensationskoeffizient α für den Monitor C ist für die digitalen Pixelsignale R, G, B auf 0,5 gesetzt.
5 zeigt einige Eintragungen der Farbabgleichs-Tabelle 282, auf die Bezug genommen wird, um einen Kompensationswert zu erhalten, der für die Einstellung des Farbabgleichs in den Verarbeitungsschaltungen 261R, 261G und 261B genutzt wird. Wie aus 5 hervorgeht, wird für den Monitor 8 die Einstellung des Farbabgleichs nicht vorgenommen. Für den Monitor B wird der Pegel der R-Komponente um 2 erhöht und der Pegel der G-Komponente um 1 verringert. Für den Monitor C werden die Pegel der RGB-Komponenten um 2 verringert.
6 zeigt einige Eintragungen der Gammakorrektur-Tabelle 283, auf die Bezug genommen wird, wenn in den Verarbeitungsschaltungen 261R, 261G und 261B die Gammakorrektur vorgenommen wird. Wie in 6 angegeben, sind die Ausgangspegel entsprechend den jeweiligen Eingangspegeln festgelegt. Bei der Standard-Gammakorrektur sind die Ausgangspegel der RGB-Komponenten auf gleichen Pegel gesetzt, wie in der zweiten Spalte von links angegeben ist. Der dem jeweiligen Eingangspegel entsprechende Ausgangspegel ist so festgelegt, dass die korrigierte Gammakurve die Charakteristik der in 7 angegebenen gestrichelten Linie S1 hat.
Entsprechend sind für die Gammakorrektur der Monitore A und C die Ausgangspegel der RGB-Komponenten auf gleichen Pegel gesetzt. Für den Monitor A ist der dem jeweiligen Eingangspegel entsprechende Ausgangspegel so festgelegt, dass die korrigierte Gammakurve die Charakteristik der in 7 gezeigten Linie A1 hat. Für den Monitor C ist der dem jeweiligen Eingangspegel entsprechende Ausgangspegel so festgelegt, dass die korrigierte Gammakurve die Charakteristik der in 7 gezeigten Linie C1 hat.
Für die Gammakorrektur in Abhängigkeit der Charakteristik des Monitors B sind die Ausgangspegel in der vierten bis sechsten Spalte von links angegeben. Die dem jeweiligen Eingangspegel entsprechenden Ausgangspegel werden in Abhängigkeit jedes der RGB-Bildsignale so festgelegt, dass die korrigierte Gammakurve für R oder B die Charakteristik der in 7 gezeigten Linie B1 hat.
8 zeigt einige Einträge der Schwarzpegel-Tabelle 284, auf die Bezug genommen wird, wenn die Schwarzpegelklemmung der Bildsignale vorgenommen wird. Der Klemmungspegel wird in den Verarbeitungsschaltungen 261R, 261G und 261B festgelegt. Entsprechend der oben beschriebenen Gammakorrektur-Tabelle 283 werden die Ausgangspegel entsprechend den jeweiligen Eingangspegeln festgelegt. Für den Standard-Klemmungspegel sind die Ausgangspegel der RGB-Komponentensignale auf gleichen Pegel gesetzt, wie in der zweiten Spalte von links angegeben ist. Dabei sind alle Ausgangspegel auf den gleichen Pegel wie der entsprechende Eingangspegel gesetzt. Die Verstärkungscharakteristik des Schwarzpegels ist in 9 durch die Linie S2 gegeben.
Die Klemmungspegel des Schwarzpegels in den an den Monitor A ausgegebenen Bildsignalen sind in der dritten Spalte von links angegeben. Für die Eingangspegel 0, 10, 30, 50, 70 und 90 sind die Klemmungspegel auf 30, 37, 51, 65, 79 bzw. 93 gesetzt. Die Verstärkungscharakteristik des Klemmungsschwarzpegels ist durch die in 9 gezeigte Linie A2 gegeben.
Die Klemmungspegel des Schwarzpegels in den an den Monitor B ausgegebenen Bildsignalen sind in der vierten bis sechsten Spalte von links angegeben. Für den Monitor B werden die dem jeweiligen Eingangspegel entsprechenden Klemmungspegel entsprechend jedem der RGB-Bildsignale so festgelegt, dass die Verstärkungscharakteristik für R durch die in 9 gezeigte Linie B2 gegeben ist.
Die Klemmungspegel des Schwarzpegels in den an den Monitor C ausgegebenen Bildsignalen sind in der ersten Spalte von rechts angegeben. Für den Monitor C sind die Ausgangspegel der RGB-Komponentensignale so auf gleichen Pegel gesetzt, dass die Verstärkungscharakteristik durch die in 9 gezeigte Linie C2 gegeben ist.
In den 4, 5, 6 und 8 sind nur die Eintragungen für jeden Monitortyp angegeben. Die vorstehend genannten Tabellen enthalten jedoch auch Eintragungen für jeden Drucker- und VCR-Typ.
In dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Bildsignaldatenbank 28, welche die Tabellen 281 bis 284 enthält, in dem ROM, d. h. in einem Nur-Lese-Speicher gespeichert. Werden zusätzliche Eintragungen eines neuen Ausgabegerätes der Bildsignaldatenbank 28 hinzugefügt oder einige der vorhandenen Eintragungen aktualisiert, so wird der alte ROM von dem Wartungspersonal des Endoskopsystems durch einen neuen ROM ersetzt.
10 zeigt ein Flussdiagramm mit einer Prozedur zum Korrigieren der Bildsignale in dem ersten Ausführungsbeispiel. Dieses Flussdiagramm gibt die Prozedur für einen Ausgangsanschluss an.
Wird der Modellname des Ausgabegerätes über die Tastatur 40 in den Untermenüs nach 3 spezifiziert, so wird in Schritt S100 dieser Modellname der Systemsteuerung 21 zugeführt. In Schritt S102 wird die Umrisskompensations-Tabelle 281 unter Anwendung des spezifizierten Modellnamens des Ausgabegerätes als Suchschlüssel gesucht. Aus einer Eintragung, die mit dem Modellnamen des Ausgabegerätes übereinstimmt, wird ein Wert für den Kompensationskoeffizienten α bestimmt. In Schritt S104 wird in entsprechender Weise die Farbabgleichs-Tabelle 282 gesucht und aus einer Eintragung, die mit dem spezifizierten Modellnamen des Ausgabegerätes übereinstimmt, ein Farbabgleichswert bestimmt. Entsprechend wird in Schritt S106 die Gammakorrektur-Tabelle 283 gesucht und aus einer Eintragung, die mit dem spezifizierten Modellnamen des Ausgabegerätes übereinstimmt, der Ausgangspegel ermittelt. In Schritt S108 wird entsprechend die Schwarzpegel-Tabelle 284 gesucht und aus einer Eintragung, die mit dem spezifizierten Modellnamen des Ausgabegerätes übereinstimmt, der Ausgangspegel bestimmt.
In den Schritten S102 bis S108 werden also die jeweiligen Tabellen der Bildsignaldatenbank 28 unter Anwendung des spezifizierten Modellnamens des Ausgabegerätes als Suchschlüssel ausgesucht und Kompensationsdaten bestimmt, die der Charakteristik des spezifizierten Modellnamens des Ausgabegerätes entsprechen.
Nachdem die Bildsignale für ein Bild den Verarbeitungsschaltungen 261R, 261G und 261B in Schritt S110 zugeführt worden sind, werden in Schritt S112 auf Grundlage der in den Schritten S102 bis S108 erhaltenen Kompensationsdaten die Kompensationsprozesse durchgeführt. In Schritt S114 werden die kompensierten RGB-Bildsignale den D/A-Wandlern 263R, 263G bzw. 263B zugeführt, um in digitale Bildsignale gewandelt zu werden, und die digitalen Bildsignale von den Ausgangsanschlüssen ausgegeben, an die die Ausgabegeräte angeschlossen sind. Die Operationen ausgehend von Schritt S110 bis Schritt S114 werden für die Bildsignale aller Bilder wiederholt durchgeführt.
Die oben erläuterte Prozedur wird für jeden der Ausgangsanschlüsse durchgeführt. Folglich werden die Bildsignale, die entsprechend den Charakteristiken der angeschlossenen Ausgabegeräte kompensiert sind, von den entsprechenden Ausgabegeräten ausgegeben.
Sind in dem ersten Ausführungsbeispiel, wie oben erläutert, mehrere Ausgabegeräte, die sich in ihren Charakteristiken voneinander unterscheiden, an die Bildsignalverarbeitungseinheit 20 angeschlossen, so ist es für die Bedienperson nicht erforderlich, die Bildqualität entsprechend jedem Ausgabegerät einzustellen.
11 zeigt eine Ausgabegerät-Wähleinheit 300 eines elektronischen Endoskopsystems gemäß zweitem Ausführungsbeispiel in der Vorderansicht. Der Aufbau des elektronischen Endoskopsystems des zweiten Ausführungsbeispiels ähnelt dem des in den 1 und 2 gezeigten Systems. Ferner entsprechen in dem zweiten Ausführungsbeispiel die Inhalte der Tabellen der für die Kompensation der Bildsignale verwendeten Bildsignaldatenbank 28 den in den 4, 5, 6 und 8 gezeigten Eintragungen.
Die Wähleinheit 300 ist beispielsweise an einer Rückplatte des Gehäuses der Bildsignalverarbeitungseinheit 20 vorgesehen. Die Wähleinheit 300 hat mehrere Drehschalter 310. In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Bildsignalverarbeitungseinheit 20 mit zwei Sätzen von Ausgangsanschlüssen für jedes der analogen RGB-Videosignale, die Y/C-Komponentensignale und das zusammengesetzte NTSC-Videosignal versehen. Dabei ist jeweils ein Drehschalter 310 einem der Ausgangsanschlüsse zugeordnet. Der Name des entsprechenden Ausgangsanschlusses ist oberhalb des jeweiligen Drehschalters 310 angegeben. Sämtliche Ausgangssignale der Drehschalter 310 werden der Systemsteuerung 21 zugeführt.
12 zeigt den Drehschalter 310 in vergrößerter Darstellung. Das Modell des Ausgabegerätes kann ausgewählt werden, indem ein Knopf 311 gedreht und die Spitze des an dem Knopf 311 angebrachten Pfeils auf den Modellnamen des Ausgabegerätes positioniert wird. Entsprechend den Untermenüs des ersten Ausführungsbeispiels können drei Ausgabegerätemodelle (A, B und C) für einen Monitor, einen Drucker und einen VCR eingestellt werden.
Das in 11 gezeigte Beispiel gibt an, dass der Monitor A an den Ausgangsanschluss 1 für die analogen RGB-Videosignale, der Monitor C an den Ausgangsanschluss 2 für die analogen RGB-Videosignale, der Drucker A an den Ausgangsanschluss 1 für die Y/C-Komponentensignale, der VCR A an den Ausgangsanschluss 2 für die Y/C-Komponentensignale, der Monitor B an den Ausgangsanschluss 1 (VIDEO 1) für das zusammengesetzte Videosignal und der Drucker C an den Ausgangsanschluss 2 (VIDEO 2) für das zusammengesetzte Videosignal angeschlossen ist.
Ist jeder der Drehschalter 310 entsprechend dem Modell des an den zugehörigen Ausgangsanschluss angeschlossenen Ausgabegerätes eingestellt, so wird, wie oben erläutert, in Schritt S100 des Flussdiagramms nach 10 der Name des spezifizierten Modells des Ausgabegerätes der Systemsteuerung 21 zugeführt, und es werden die oben beschriebenen Operationen vorgenommen.
13 zeigt ein Blockdiagramm eines elektronischen Endoskopsystems als drittes Ausführungsbeispiel. In 13 sind Komponenten, die schon in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden und identisch mit diesen sind, mit den in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Bezugszeichen versehen. Die Systemsteuerung 21 hat einen Verbindungsanschluss 400. Über den Verbindungsanschluss 400 kann die Systemsteuerung 21 an ein lokales Netz, kurz LAN, angeschlossen werden, das in einem Krankenhaus installiert ist, in dem das elektronische Endoskopsystem eingesetzt wird.
In dem dritten Ausführungsbeispiel ist die oben beschriebene Bildsignaldatenbank 28 in einer in 13 nicht gezeigten Speichereinheit, beispielsweise einer Festplatte, in der Bildsignalverarbeitungseinheit 20 gespeichert. Indem von einer an das LAN angeschlossenen, fernbetätigten Endgeräteinheit aus über den Verbindungsanschluss 400 auf die Systemsteuerung 21 zugegriffen wird, kann die Bildsignaldatenbank 28 in dem Krankenhaus an entfernten Orten gehalten werden. Ist das LAN an ein Langstreckennetz, kurz WAN, angeschlossen, so kann auf die Datenbank 28 auch an entfernten Orten außerhalb des Krankenhauses zugegriffen werden.
Wie oben beschrieben, kann durch die Erfindung die Bildqualität in Bildern, die von verschiedenen Ausgabegeräten mit unterschiedlichen Charakteristiken wiedergegeben werden, auf gleichem Niveau gehalten werden

Claims

Elektronisches Endoskopsystem mit einer Bildsignalverarbeitungseinheit zum Verarbeiten von Bildsignalen, die mit einem an die Bildsignalverarbeitungseinheit anschließbaren und von diesem lösbaren Beobachtungsgerät erhalten werden, mindestens einem Ausgabegerät, das zur Ausgabe der Bildsignale an die Bildsignalverarbeitungseinheit angeschlossen ist, einem Mittel zum Spezifizieren des Gerätemodells des mindestens einen Ausgabegerätes, einer Datenbank, in der Charakteristikdaten, die auf die Ausgabecharakteristik jedes Gerätemodells des mindestens einen Ausgabegerätes bezogen sind, gespeichert sind, einem Mittel zum Ermitteln der Charakteristikdaten auf Grundlage des spezifizierten Gerätemodells aus der Datenbank und einem Mittel zum Vornehmen einer Kompensation der Bildsignale unter Anwendung der Charakteristikdaten, wobei die Charakteristikdaten Daten sind, die auf die Bildqualität eines von dem Ausgabegerät wiedergegebenen Bildes bezogen sind, und unter Anwendung dieser Daten eine Kompensation der Farbcharakteristik vorgenommen wird.
Endoskopsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildsignalverarbeitungseinheit mehrere Ausgangsanschlüsse hat, an die das mindestens eine Ausgabegerät anschließbar ist, und dass für jeden der Ausgangsanschlüsse das Gerätemodell durch das Spezifizierungsmittel spezifiziert wird.
Endoskopsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spezifizierungsmittel versehen ist mit einer Menüanzeige, die eine Liste der Gerätemodelle des mindestens einen Ausgabegerätes anzeigt, wobei diese Liste entsprechend jedem Ausgangsanschluss angezeigt wird, und mit einem Eingabemittel zum Auswählen eines der Gerätemodelle, das dem angeschlossenen Ausgabegerät zugeordnet ist, aus der Liste.
Endoskopsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spezifizierungsmittel ein für jeden der Ausgangsanschlüsse vorgesehener Drehschalter ist.
Endoskopsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenbank in einem austauschbaren Speichermedium gespeichert ist.
Endoskopsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildsignalverarbeitungseinheit an ein Kommunikationsnetzwerk anschließbar ist und die Datenbank über eine fernbetätigte Endgeräteinheit, die an das Kommunikationsnetzwerk angeschlossen ist, instand gehalten werden kann
Endoskopsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Ausgabegerät gegeben ist durch einen Monitor und einen Drucker, auf denen die Bildsignale wiedergegeben werden.
Endoskopsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Charakteristikdaten einen für eine Umrisskorrektur genutzten Kompensationskoeffizienten enthalten.
Endoskopsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Charakteristikdaten einen für die Einstellung des Farbabgleichs der Bildsignale genutzten Kompensationswert enthalten.
Endoskopsystem nach einem der vohergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Charakteristikdaten einen für die Gammakorrektur der Bildsignale genutzten Ausgangspegelwert enthalten.
Endoskopsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Charakteristikdaten einen für die Klemmung des Schwarzpegels der Bildsignale genutzten Ausgangspegelwert enthalten.