DE102016012147A1

DE102016012147A1 - Verfahren zur Kalibrierung einer Endoskopkamera

Info

Publication number: DE102016012147A1
Application number: DE102016012147.5A
Authority: DE
Inventors: Sébastien Weitbruch; Martin Böhning
Original assignee: Schoelly Fiberoptic GmbH
Current assignee: Schoelly Fiberoptic GmbH
Priority date: 2016-10-13
Filing date: 2016-10-13
Publication date: 2018-04-19

Abstract

Verfahren zur Bildkorrektur einer Endoskopanordnung (1) mit einem Endoskop (2) und eines damit wechselbar verbundenen Kamerakopfes (3), wobei die Bildbearbeitungsvorschrift zur Entzerrung des Kamerabildes (9) als optisch auslesbare Korrekturinformation (12) am Endoskop (2) angeordnet ist, die durch die Kamera des Kamerakopfes (3) ohne aufgesetztes Endoskop (2) auslesbar ist (vgl. 2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Kalibrierverfahren für eine Endoskop-Kamera-Anordnung, wobei die Endoskop-Kamera-Anordnung ein Endoskop und einen lösbar mit diesem verbindbaren Kamerakopf aufweist und wobei eine Bildbearbeitungseinrichtung zur Bearbeitung eines mit einer Kamera des Kamerakopfes aufgenommenen Bilddatenstroms anhand einer Bildbearbeitungsvorschrift eingerichtet ist.
Derartige Anordnungen sind bekannt und werden zu unterschiedlichen medizinischen und nicht-medizinischen Zwecken verwendet.
Aufgrund von Fertigungstoleranzen und durch die Optik des Endoskops können Verzeichnungen und/oder andere Abbildungsfehler in den Bildern auftreten. Diese müssen durch eine nachträgliche Korrektur des Bildes durch eine Bildbearbeitungsvorschrift in der Bildbearbeitungseinrichtung korrigiert werden.
Da die Abbildungsfehler individuell von vielen Faktoren abhängen können, ist für jede Endoskop-Anordnung eine eigene, individuelle Korrektur notwendig.
Hierbei ist es üblich geworden, die notwendige Bildbearbeitungsvorschrift in einem Kalibrierschritt für das konkret verwendete Endoskop zu ermitteln und der Bildbearbeitungseinrichtung vorzugeben.
Bei Kameraendoskopen ist es jedoch üblich, dass die Kamera vom Endoskop getrennt tauschbar ist. So können beispielsweise verschiedene Endoskope für verschiedene Anwendungen an einer Kamera verwendet werden. Oder verschiedene Kameras an einem Endoskop. Aufgrund der individuellen Abweichungen ist für jede Endoskopanordnung aus Kamera und Endoskop eine andere Bildkorrektur notwendig.
Um auch bei sich wechselnden Endoskopanordnungen eine Kalibrierung zu erreichen ist es bekannt, der Endoskopanordnung eine Tafel zu präsentieren, auf der Kalibrierungsobjekte angeordnet sind. In der Bildbearbeitungseinrichtung oder der Kamera sind diese Kalibrierobjekte als Normale hinterlegt. Aus der Abweichung des aufgenommenen Bildes zu dem Normal kann eine individuelle Korrektur berechnet und somit eine Bildbearbeitungsvorschrift aus einer Testmessung abgeleitet werden. Nachteil dieser Methode ist, dass eine definierte Messsituation geschaffen werden muss, um diese Kalibrierung zutreffend durchzuführen. Dies ist in Operationsbedingungen in der Regel nicht der Fall.
Damit nicht bei jedem Wechsel eine Kalibrierung durchgeführt werden muss, ist es auch bekannt, die Kalibrierungswerte für bestimmte Endoskopanordnungen vorher zu bestimmen und in einer Datenbank zu hinterlegen. Solche Datenbanken können beispielsweise von einem Hersteller unterhalten werden, der darin die Kalibrierungswerte für seine eigenen Produkte unterhält. Es können auch Herstellerübergreifende Datenbanken existieren. Endoskope können dazu jeweils mit einem eindeutigen Kennzeichen versehen sein, das entweder manuell oder auch maschinell auslesbar ist.
Mit diesem Kennzeichen ist das Endoskop in der Datenbank eindeutig identifizierbar und der hinterlegte Kalibrierungswert kann ausgelesen werden. Dazu ist jedoch eine Anbindung an eine solche Datenbank notwendig, die in der Regel in einer Operationsumgebung nicht vorhanden ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Verfahren zur einfachen Kalibrierung von Endoskopen zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das in Anspruch 1 beschriebene Verfahren gelöst. Insbesondere sieht die Erfindung vor, dass eine maschinell auslesbare Korrekturinformation an dem Endoskop angebracht wird, dass die Korrekturinformation mit dem Kamerakopf ausgelesen und digital bereitgestellt und zur Einrichtung der Bildbearbeitungsvorschrift für die Bildbearbeitungseinrichtung verwendet wird.
Die Korrekturinformation kann beispielsweise in Form eines Speicherbausteins am Endoskop angeordnet sein, welcher in Betriebsstellung durch eine Ausleseeinrichtung des Kamerakopfes auslesbar ist. Dazu kann eine elektrische Schnittstelle mit Kontakten oder eine berührungslose Schnittstelle, wie RFID oder dergleichen, vorhanden sein.
Auf diese Weise kann für jedes Endoskop eine individuelle Korrekturinformation direkt auf dem Endoskop angebracht werden. Diese kann beispielsweise direkt nach der Herstellung des Endoskops ermittelt werden.
Die Korrekturinformation kann beispielsweise eine Bildbearbeitungsvorschrift sein, die bei der Einrichtung eine bisherige in der Bildbearbeitungseinrichtung hinterlegte Bildbearbeitungsvorschrift vollständig ersetzt. Die Bildbearbeitungsvorschrift beinhaltet alle für die Bildkorrektur notwendigen Berechnungsschritte.
Die Korrekturinformation kann auch nur Teile einer Bildbearbeitungsvorschrift enthalten, mit denen die in der Bildbearbeitungseinrichtung hinterlegte Bildbearbeitungsvorschrift angepasst wird. Die Korrekturinformation kann dabei beispielsweise Korrekturparameter, Formeln oder Transformationskoeffizienten enthalten, die bei der Einrichtung in bestehende Berechnungsvorschriften eingesetzt werden.
Bei der Bearbeitungsvorschrift kann es sich beispielsweise um eine geometrische Bildkorrektur zur Reduzierung von Abbildungsfehlern oder um eine Farbwertkorrektur von chromatischen Abbildungsfehlern handeln.
Die Korrekturinformation kann beispielsweise als Polynom in einer, zwei oder mehr als zwei Kontakten in einem Textstring hinterlegt oder kodiert sein. Von Vorteil ist dabei, dass eine große Vielzahl von unterschiedlichen Korrekturinformationen abbildbar ist, ohne für ungenutzte Freiheitsgrade unter den Korrekturinformationen unnötig Speicherplatz belegen zu müssen. Bevorzugt ist das Polynom diejenige Rechenvorschrift, welche direkt auf die aufgenommenen Bilder anzuwenden sind.
Beispiele für mögliche Bildkorrekturen, die auf diese Weise einrichtbar sind:

Verzeichnungskorrektur - hierbei handelt es sich um eine Korrektur von geometrischen Verzeichnungen wie Kissen- oder Tonnenverzeichnung.
Cromatic Aberation Correction (chromatische Aberration) (3 x Distortion Correctur) - hier handelt es sich um eine unabhängige geometrische Korrektur der 3 Grundfarben.
Vignetting Correction (Vignettierung)- hier handelt es sich um eine Korrektur von Randabschattungen, wobei diese auch farbabhängig sein können.
Center Position - Die Optik des Endoskops kann zu Exzentrizität des aufgenommenen Bild führen. Die Korrektur ist möglich, in dem die Bildmitte verschoben wird.
CRA (Chief-Ray-Angle) - Korrektur von Farbverschiebungen zwischen Bildzentrum und Bildrändern.
Optical Fiber Correction - Bei Faseroptiken kann dadurch beispielsweise das typische Raster entfernt werden. Dazu ist die Faseranzahl und eventuell -dichte wichtig.
Aperture - Falls im Endoskop eine Blende vorhanden ist, ist diese im Bild zu sehen. Diese kann durch eine digitale Blende überlagert werden, so dass sie im Bild nicht mehr sichtbar ist. Die Korrekturinformation kann dann beispielsweise die Größe der Blende beinhalten. Ebenso kann dadurch die Formaterkennung verbessert werden.
Spezieller integrierter Farbfilter - hierdurch ist es möglich, die Bildbearbeitung an spezielle optische Filter, wie Fluoreszenzfilter, die eventuell im Endoskop verbaut sind, anzupassen.
0° oder 30° - Merkmale wie 180° Drehung usw. machen nur Sinn wenn eine Optik verwendet ist, die nicht 0° ist. Damit kann das Merkmal ein- und ausgeschaltet werden.

Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Information sich darauf bezieht, ob ein 3D- oder ein 2D-Endoskop angeschlossen ist. Sofern ein 3D-Endoskop angeschlossen ist, kann die Bildbearbeitungsvorschrift dann vorsehen, dass unterschiedliche Teilbereiche eines Bildsensors unterschiedlich bearbeitet und möglicherweise interpoliert werden, um aus dem in den unterschiedlichen Teilbereichen aufgenommenen Einzelbildern zwei vollwertige rechte und linke Bilder zu erzeugen.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber den bekannten Systemen, bei denen Identifikationsinformationen ausgelesen und über eine Datenbankverbindung mit der zugehörigen Bildbearbeitungsvorschrift abgeglichen werden, den Vorteil, dass keine derartige Datenverbindung erforderlich ist. Denn derartige Datenverbindungen wären zum einen in typischen Operationsumgebungen nicht vorhanden und zum anderen müssten sie auf eine sehr umfangreiche Datenbank zurückgreifen, wenn tatsächlich nicht nur eine typenspezifische, sondern eine spezifische Information für das konkret verwendete Endoskop zurückgegriffen werden soll. Stattdessen beinhaltet bereits die Korrekturinformation alle benötigten Daten.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass nach den geltenden Vorschriften der Kamerakopf mit der Bildbearbeitungseinheit oder -einrichtung immer redundant vorgehalten werden muss. Die Erfindung ermöglicht es hier bei einem Ausfall der Kamera diese durch eine neue Kamera einfach zu ersetzen, wobei die Kalibrierung der Bildbearbeitungseinrichtung schnell und auch unter Operationsbedingungen durchgeführt werden kann.
Insbesondere vorteilhaft ist es dabei, wenn die Korrekturinformation optisch auslesbar ist und die Kamera zur Aufnahme eines Bildes ohne aufgesetztes Endoskop eingerichtet ist. Die Korrekturinformation wird dann mit der Kamera des vorzugsweise vom Endoskop abgenommenen Kamerakopf eingelesen und digital bereitgestellt, und zur Einrichtung der Bildbearbeitungsvorschrift für die Bildbearbeitungseinrichtung verwendet. Die optische Korrekturinformation kann robuster gegenüber Reinigungs- und Desinfektionsvorgängen sein, als ein mit elektrischen Kontakten behafteter Speicherbaustein.
In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die Korrekturinformation als Polynom oder als Gruppe von Polynomen hinterlegt. Die Polynome können direkt zur Berechnung der Bildkorrektur verwendet werden.
Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn die Bildbearbeitungsvorschrift als Lookup-Table hinterlegt ist und die Korrekturinformation nach dem Einlesen zur Erzeugung der jeweils geltenden Lookup-Table verwendet wird. In der Lookup-Table können beispielsweise Näherungswerte von trigonometrischen Berechnungen einer Drehmatrix oder andere vorberechnete Werte zum späteren Nachschlagen abgespeichert sein.
Durch eine Lookup-Table kann die Berechnung beschleunigt werden, indem beispielsweise immer wiederkehrende Berechnungen der Bildbearbeitungsvorschrift einmalig vorberechnet und gespeichert werden. Somit kann bei einer späteren Bildkorrektur auf eine wiederkehrende Berechnung verzichtet werden. Die Lookup-Table kann dann jedes Mal nach dem Einlesen einer neuen Korrekturinformation neu vorberechnet werden. Insbesondere für trigonometrische Berechnungen können in der Lookup-Table Näherungswerte gespeichert werden, so dass solche aufwändigen Rechnungen bei der Bildkorrektur entfallen. Dadurch kann die Bildverarbeitung um Größenordnungen beschleunigt werden. Auf diese Weise kann die Bildbearbeitungseinrichtung mit einem leistungsschwächeren Prozessor ausgestattet sein, wodurch die Kameraanordnung insgesamt kostengünstiger ist.
Die Korrekturinformation ist vorzugsweise in Form eines Barcodes dargestellt, insbesondere eines 2D-Barcodes, der eine wesentlich größere Datenmenge darstellen kann. Es sind auch QR-Codes vorteilhaft verwendbar.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung verfügt die Kamera zur Aufnahme der Korrekturinformation über eine Anpassungsoptik, welche es erlaubt, auch bei abgenommenem Endoskop ein Bild scharf aufzunehmen. Gegenüber den bisher bekannten Systemen ist zusätzlich von Vorteil, dass keine weiteren Lesegeräte für die einzulesende optische Information erforderlich sind. Die Erfindung ist daher insbesondere zum Einsatz im OP-Bereich besonders geeignet.
Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn die Anpassungsoptik eine Zoomfunktion und/oder eine Scharfstelloption hat. Damit kann sichergestellt werden, dass die Korrekturinformation ohne aufgesetztes Endoskop in vielen Situationen gelesen werden kann.
Insbesondere ermöglicht es die Erfindung, dass die Korrekturinformation außerhalb eines mit dem Gesichtsfeld des jeweiligen Endoskops erreichbaren Raumes präsentiert ist.
Insbesondere zweckmäßig kann es sein, wenn die Korrekturinformation am Endoskop an der Schnittstelle zur Kamera angeordnet ist, so dass sie im Betrieb der zusammengesetzten Anordnung auslesbar bleibt. Die Korrekturinformation kann dabei im Sichtbereich der Kamera liegen, aber außerhalb des Bildbereichs des Endoskops liegen, so dass die Korrekturinformation gleichzeitig und während dem Betrieb auslesbar ist.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Kamerakopf oder eine Kamera zwei Betriebsmodi aufweist, wobei in dem ersten Modus eine Bildaufnahme in der bekannten Weise erfolgt und in dem zweiten Modus das aufgenommene Bild zur Einrichtung der Bildbearbeitung ausgewertet wird. Die Umschaltung der Betriebsmodi kann automatisch oder manuell durch einen Benutzer erfolgen.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann die Korrekturinformation auf die Abbildungsoptik eingraviert sein, wobei die Gravur im normalen Betrieb außerhalb des Fokus liegt und daher nicht sichtbar ist. In dem Betriebsmodus zum Einlesen der Korrekturinformation wird dann auf diese Gravurebene fokusiert, so dass sie scharf durch den Bildsensor erkannt wird.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die optisch auslesbare Korrekturinformation dauerhaft an einer Außenseite des Endoskops angebracht ist, insbesondere mit einer Lasergravur oder in einem Ätzvorgang. Auf diese Weise ist die Korrekturinformation robust gegenüber Reinigungsvorgängen und Wiederaufbearbeitungsvorgängen für das Endoskop.
In einer zweckmäßigen Alternative der Erfindung weist das Endoskop ein Okular auf, in dem ein Realbild als Zwischenbildebene erzeugt wird, auf das ein Kamerakopf abgestimmt ist. Die Kamera zeichnet in diesem Fall das Realbild des Okulars auf. Auf diese Weise ist eine Betrachtung durch das Okular und eine gleichzeitige Aufnahme mit einer Kamera möglich.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Kamerakopf eine Tiefenschärfe aufweist, die über die Zwischenbildebene hinausgeht, um so ein Auslesen der optischen Korrekturinformation auch jenseits der Zwischenbildebene zu ermöglichen.
Die Erfindung umfasst weiter eine Kamera, an welche ein Endoskop anschließbar ist, wobei die Kamera über Bilderkennungsmittel zur Erkennung einer optisch auslesbaren Korrekturinformation verfügt und eine Bildbearbeitungseinrichtung zur Bildkorrektur anhand einer Bildbearbeitungsvorschrift, wobei die Bildbearbeitungsvorschrift durch die eingelesene optische Korrekturinformation einrichtbar ist. Dabei kann die Korrekturinformation Teile einer Bildbearbeitungsvorschrift enthalten, die in die Bildbearbeitungsvorschrift der Bildbearbeitungseinrichtung einsetzbar sind. Oder die Korrekturinformation enthält die gesamte Bildbearbeitungsvorschrift, die die Bildbearbeitungsvorschrift der Bildbearbeitungseinrichtung ersetzt.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Endoskopanordnung mit einem Endoskop, einem Kamerakopf und einer Bildbearbeitungseinrichtung, und den jeweiligen Bildern,
2 eine erfindungsgemäße Endoskopanordnung mit einem Endoskop, einem Kamerakopf und einer Bildbearbeitungseinrichtung,
3 ein Endoskop mit eine Korrekturinformation an der Kamera-Schnittstelle, und
4 eine beispielhafte Korrektur einer Kissenverzerrung.

Die 1 zeigt eine allgemeine Endoskopanordnung 1 mit einem Endoskop und einem mit dem Endoskop 2 verbundenen Kamerakopf 3. Im Kamerakopf 3 ist eine Kamera oder ein Bildsensor angeordnet, der zur Aufnahme von Bilden eingerichtet ist. Der Kamerakopf 3 weist eine Schnittstelle zur Ankopplung des Endoskops auf. Diese Schnittstelle kann beispielsweise eine Bajonettkupplung oder eine andere lösbare Verbindung aufweisen. Der Kamerakopf 3 ist über eine Daten- oder Signalleitung 4 mit einer Bildbearbeitungseinrichtung 5 verbunden. An der Bildbearbeitungseinrichtung 5 ist ein Monitor 6 zur Darstellung der mit der Kamera aufgenommenen Bilder angeschlossen.
Im Bild links ist ein exemplarisches Objekt 7 dargestellt, das durch das Endoskop 2 betrachtet wird. Im Endoskop 2 tritt aufgrund der verwendeten Optik und/oder aufgrund von Fertigungstoleranzen eine Verzeichnung des Bildes auf. Im Beispiel tritt im Endoskop 2 eine tonnenförmige Verzeichnung auf, wobei das zugehörige Endoskopbild 8 des Objekts 7 unterhalb des Endoskops 2 dargestellt ist. Im Kamerakopf 3 befindet sich ein Bildsensor, der aufgrund seiner Eigenschaften das Bild weiter verzeichnen kann. Im Beispiel ist das Kamerabild 9 des Objekts 7 oberhalb des Kamerakopfes 3 dargestellt. In der Bildbearbeitungseinrichtung 5 ist eine Bildbearbeitungsvorschrift 10 hinterlegt, mit der ein Bildprozessor 17 die Verzeichnung korrigieren kann. Am Ausgang der Bildbearbeitungseinrichtung 5 liegt wieder ein verzeichnisärmeres oder verzeichnisfreies Abbild 11 des Objekts 7 vor, das auf dem Monitor 6 dargestellt ist.
Die Art der Verzeichnung ist eine Eigenschaft des Endoskops 2 und der Kamera 3, so dass für die Korrektur individuelle Bildbearbeitungsvorschriften notwendig sind.
Die 2 zeigt eine erfindungsgemäße Endoskopanordnung 1, die im Wesentlichen der 1 entspricht.
Am Außenumfang 13 des Endoskops 2 ist hier eine optisch auslesbare Korrekturinformation 12 angeordnet. Diese Korrekturinformation 12 ist mit der Kamera des Kamerakopfes 3 ohne aufgesetztes Endoskop 2 auslesbar. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, enthält die Korrekturinformation 12 eine individuell zu diesem Endoskop 2 gehörende Bildbearbeitungsvorschrift 10. Diese Bildbearbeitungsvorschrift 10 wird nach dem Einlesen der Korrekturinformation 12 in der Bildbearbeitungseinrichtung 5 zur Bildkorrektur eingerichtet, so dass die Verzeichnungen des Endoskops 2 verringert oder eliminiert werden.
Die Korrekturinformation 12 ist im Beispiel als 2D-Code ausgebildet, beispielsweise einem Aztec-Code oder QR-Code.
Statt auf dem Außenumfang 13 kann die Korrekturinformation 12 auch auf der Stirnseite 14 oder der Schnittstellenseite des Endoskops 2 angeordnet sein, wie ein 3 gezeigt. Dadurch kann die Korrekturinformation 12 bei entsprechender Gestaltung des Kamerakopfes 3 auch in Betriebsstellung ausgelesen werden, das bedeutet wenn das Endoskop 2 auf dem Kamerakopf 3 aufgesetzt ist. Die Korrekturinformation 12 ist bei dieser Ausführung außerhalb des Bildbereichs 15 des Endoskops 2 angeordnet, so dass die normale Bilderfassung nicht beeinträchtigt ist.
Die 4 zeigt beispielhaft eine Kissenverzeichnung des Endoskopbildes 8. Die Korrektur dieser Verzeichnung kann beispielsweise durch ein Polynom vierten Grades erfolgen.
Das Korrekturpolynom hat im Beispiel die folgende Form. $y = 11,567 x^{4} - 10,234 x^{3} + 4,356 x^{2} + 0,568 x$
Wobei x die Pixelposition normiert auf die Bilddiagonale ausgehend von der Bildmitte ist. y stellt dann die korrigierte normierte Pixelposition dar.
Zur Korrektur sind daher in diesem Beispiel vier Polynomkoeffizienten notwendig. Diese oder das gesamte Polynom können in der Korrekturinformation 12 enthalten sein. Alternativ kann die Korrektur auch durch ein Polynom mit geringerem oder höherem Grad erfolgen, wobei dann mehr oder weniger Polynomkoeffizienten notwendig sind. Es hat sich jedoch gezeigt, dass vier Polynomkoeffizienten ein guter Kompromiss zwischen Genauigkeit und Rechenaufwand darstellen.
Durch Einlesen der Korrekturinformation 12 für diese Verzeichnung wird die Bildbearbeitungseinrichtung 5 für die Bildkorrektur eingerichtet, in dem die Polynomfunktion in die Bildbearbeitungsvorschrift 10 eingesetzt wird oder die Polynomfunktion die bestehende Bildbearbeitungsvorschrift 10 ersetzt. Die Bildkorrektur kann dadurch umgehend durch Berechnungen mit dem eingelesenen Polynom erfolgen, ohne dass eine Datenverbindung oder dergleichen notwendig wäre, um Korrekurinformationen erst in einer Datenbank nachzuschlagen.
Prinzipiell ist es möglich auf diese Weise auch Korrekturinformationen für andere oder weitere Verzeichnungen einzulesen, die dann direkt zur Berechnung verwendet werden.
Um die Bildkorrektur zu beschleunigen, kann nach dem Einlesen der Korrekturinformation 12 eine näherungsweise Vorberechnung durchgeführt werden, wobei die einzelnen Werte in einer Lookup-Table 16 (2) gespeichert werden. Die Bildkorrektur arbeitet dadurch wesentlich schneller und effizienter.
Es ist auch möglich, dass für bestimmte Verzeichnungen Hardwarealgorithmen bereitgestellt werden, etwa in einem FPGA, wodurch die Berechnung wesentlich beschleunigt und der Mikroprozessor entlastet wird.
Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Bildkorrektur einer Endoskopanordnung 1 mit einem Endoskop 2 und eines damit wechselbar verbundenen Kamerakopfes 3, wobei die Bildbearbeitungsvorschrift zur Entzerrung des Kamerabildes 9 als optisch auslesbare Korrekturinformation 12 am Endoskop 2 angeordnet ist, die durch die Kamera des Kamerakopfes 3 ohne aufgesetztes Endoskop 2 auslesbar ist.
Bezugszeichenliste

1: Endoskopanordnung
2: Endoskop
3: Kamerakopf
4: Kabel
5: Bildverarbeitungseinrichtung
6: Monitor
7: Objekt
8: Endoskopbild
9: Kamerabild
10: Bildbearbeitungsvorschrift
11: korrigiertes Abbild
12: Korrekturinformation
13: Außenumfang
14: Stirnseite
15: Bildbereich
16: Lookup-Table
17: Bildprozessor

Claims

Kalibrierverfahren für eine Endoskopanordnung (1), wobei die Endoskopanordnung (1) ein Endoskop (2) und einen lösbar mit diesem verbindbaren Kamerakopf (3) aufweist und wobei eine Bildbearbeitungseinrichtung (5) zur Bearbeitung der mit einer Kamera des Kamerakopfs (3) aufgenommenen Bilddaten anhand einer Bildbearbeitungsvorschrift (10) eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine maschinell auslesbare Korrekturinformation (12) an dem Endoskop (2) angebracht wird, dass die Korrekturinformation (12) mit dem Kamerakopf (3) ausgelesen und digital bereitgestellt und zur Einrichtung der Bildbearbeitungsvorschrift (10) für die Bildbearbeitungseinrichtung (5) verwendet wird.
Kalibrierverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als maschinell auslesbare Korrekturinformationen (12) eine optisch auslesbare Korrekturinformation (12) an dem Endoskop (2) angebracht wird, dass die Korrekturinformation (12) mit der Kamera des vorzugsweise vom Endoskop (2) abgenommenen Kamerakopf (3) eingelesen und digital bereitgestellt wird, und zur Einrichtung der Bildbearbeitungsvorschrift (10) für die Bildbearbeitungseinrichtung (5) verwendet wird.
Kalibrierverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturinformation (12) in Form eines Barcodes oder 2D-Codes dargestellt wird.
Kalibrierverfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera zur Aufnahme der Korrekturinformation (12) über eine Anpassungsoptik verfügt, welche es erlaubt, auch bei abgenommenem Endoskop ein Bild scharf aufzunehmen.
Kalibrierverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassungsoptik eine Zoomfunktion und/oder eine Scharfstelloption hat.
Kalibrierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturinformation (12) als Polynom oder als Gruppe von Polynomen hinterlegt wird.
Kalibrierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildbearbeitungsvorschrift (10) als Lookup-Table hinterlegt ist und die Korrekturinformation (12) nach dem Einlesen zur Erzeugung der jeweils geltenden Lookup-Table (16) verwendet wird.
Kalibrierverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturinformation (12) außerhalb eines mit dem Gesichtsfeld des jeweiligen Endoskops (2) erreichbaren Raumes präsentiert wird.
Kalibrierverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenseite (13) eines Endoskops (2) eine Bildbearbeitungsvorschrift zu einer Bildkorrektur dieses Endoskops optisch automatisch auslesbar angebracht wird.
Kalibrierverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kamerakopf (3) oder eine Kamera zwei Betriebsmodi aufweist, wobei in dem ersten Modus eine Bildaufnahme in der bekannten Weise erfolgt und in dem zweiten Modus das aufgenommene Bild zur Einrichtung der Bildbearbeitung ausgewertet wird.
Kalibrierverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch auslesbare Korrekturinformation (12) dauerhaft, insbesondere mit einer Lasergravur oder in einem Ätzvorgang, an einer Außenseite (13; 14) des Endoskops (2) angebracht wird.
Kalibrierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturinformation (12) an einer Schnittstelle zum Kamerakopf (3) angeordnet ist, so dass sie im Betrieb der zusammengesetzten Anordnung auslesbar bleibt.
Kalibrierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Endoskop (2) ein Okular aufweist, in dem ein Realbild als Zwischenbildebene erzeugt wird, und der Kamerakopf (3) das Zwischenbild aufnimmt.
Kalibrierverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera eine Tiefenschärfe aufweist, die über die Zwischenbildebene hinausgeht, um so ein Auslesen der optischen Korrekturinformation (12) auch jenseits der Zwischenbildebene zu ermöglichen.
Kamerakopf (3), an welchen ein Endoskop (2) anschließbar ist, wobei der Kamerakopf (3) über Bilderkennungsmittel zur Erkennung einer optisch auslesbaren Korrekturinformation (12) verfügt und eine Bildbearbeitungseinrichtung (5) zur Bildkorrektur anhand einer Bildbearbeitungsvorschrift (10) aufweist, wobei die Bildbearbeitungsvorschrift durch die eingelesene optische Korrekturinformation (12) einrichtbar ist und insbesondere zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüchen ausgebildet ist.