DE102022114208A1

DE102022114208A1 - Selbständige Adaption eines Bildaufnahmesystems auf einen Monitor

Info

Publication number: DE102022114208A1
Application number: DE102022114208.6A
Authority: DE
Inventors: Joachim Jauss; Patrick SPRING
Original assignee: Schoelly Fiberoptic GmbH
Current assignee: Schoelly Fiberoptic GmbH
Priority date: 2022-02-01
Filing date: 2022-06-03
Publication date: 2023-08-03
Also published as: DE102022117173A1

Abstract

Zur Verbesserung der Farbechtheit der Farbwiedergabe von mit einem Bildaufnahmesystem (1) in einem Farbbildaufnahme-Modus (15) aufgenommenen Farbbildern auf einem externen Monitor (4) wird vorgeschlagen, dass das Bildaufnahmesystem (1) in einen Testbild-Modus (16) versetzt wird, in welchem das Bildaufnahmesystem (1) auf Basis wenigstens eines sensorisch erfassten / aufgenommenen digitalen Abbilds (7) eines auf dem Monitor (4) angezeigten Farbtestbilds (6) wenigstens einen Farbkompensationsparameter (20) bestimmt und dass das Bildaufnahmesystem (1) nachfolgend in den Farbbildaufnahme-Modus (15) versetzt wird und in diesem Farbbildaufnahme-Modus (15) Bildsignale (8a), die aus mit einem Bildsensor (2) des Bildaufnahmesystems (1) aufgenommenen Farbbildern erzeugt werden, auf Basis des im Testbild-Modus (16) ermittelten Farbkompensationsparameters (20) anpasst, noch bevor diese angepassten Bildsignale (8b) an den Monitor (4) übermittelt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiedergabe von (typischerweise digitalen und monochromen oder farbigen) Bildern, insbesondere Farbbildern, die mit einem Bildsensor eines Bildaufnahmesystems aufgenommen werden. Hierzu werden die in einem Bildaufnahme-Modus, insbesondere einem Farbbildaufnahme-Modus, aufgenommenen Bilder/Farbbilder auf einem Monitor, insbesondere in Falschfarbendarstellung, wiedergegeben, damit der Benutzer die Bilder/Farbbilder betrachten kann. Eine Bildverarbeitungs-einheit des Bildaufnahmesystems erzeugt hierzu aus den Bildern/Farbbildern jeweilige Bildsignale, die einem Bildsignaleingang (Monitoreinang) des Monitors zugeführt werden, um die Bilder/Farbbilder auf dem Monitor wiederzugeben bzw. anzuzeigen. Die Bildsignale können dabei insbesondere in Form von Videosignalen an den Monitor übertragen werden.
Ferner betrifft die Erfindung ein zugehöriges Bildaufnahmesystem, das insbesondere als ein Endoskop / ein endoskopisches Bildaufnahmesystem ausgestaltet sein kann. Das Bildaufnahmesystem umfasst einen Bildsensor (zum Beispiel als Teil des Endoskops oder aber in einem separatem Kamerakopf angeordnet) und eine Bildverarbeitungseinheit (insbesondere angeordnet in einer zugehörigen Kamerasteuerungseinheit (camera control unit - CCU)) zur Ausgabe eines Bildsignals an einen externen Monitor.
Verfahren wie eingangs beschrieben sind bekannt und werden beispielsweise in der Endoskopie eingesetzt, um in einer OP-Situation einem Operateur ein mit einem Endoskop aufgenommenes Bild auf einem Monitor anzuzeigen. Gerade wenn die aufgenommenen Bilder farblich aufbereitet werden, besteht oftmals der Wunsch, dass die Farbeinstellung oder Farbverteilung auf dem Monitorbild nicht verfälscht wird. Eine solche farbechte Wiedergabe ist insbesondere dann wichtig, wenn der Operateur anhand der auf dem Monitor angezeigten Farben eine Entscheidung treffen soll, etwa um welchen mit Fluoreszenzmarkern farblich markierten Gewebetyp es sich handelt, den er gerade mit dem Endoskop beobachtet. Bei den angezeigten Farben kann es sich insbesondere um Falschfarben handeln, die eine Kamerasteuerungseinheit des Bildaufnahmesystems vorgibt. Aber auch sonstige Bildwiedergabeparameter des Monitors sollten in solchen Situationen optimal für das jeweilige wiederzugebende Bild eingestellt sein, damit der Operateur die Leistungsfähigkeit des Bildaufnahmesystems voll ausnutzen kann und nicht durch eine sub-optimale Bildwiedergabe des Monitors eingeschränkt wird. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die Genauigkeit und Sicherheit eines operativen Eingriffs oftmals davon abhängen, wie viele und wie gut der Operateur relevante Details in dem auf dem Monitor angezeigten Bild des Operationsgebiets ausmachen kann.
Es hat sich nun herausgestellt, dass dann, wenn der Anwender ein solches Endoskopiesystem nicht immer mit demselben Monitor, sondern auch mit wechselnden Monitoren verwendet, oftmals Farben nicht optimal wiedergegeben werden oder sonstige Einstellungen des Monitors nicht optimal sind. Denn die physikalischen Eigenschaften des Monitors, insbesondere die verwendete Technologie (OLED, LED, LCD) für die Farbwiedergabe, haben direkten Einfluss auf die Darstellung des Videobilds und damit auf den subjektiven Eindruck des Benutzers, der das Videobild auf dem Monitor/Display betrachtet. Mit anderen Worten können unterschiedliche Monitore insbesondere in Bezug auf das wiedergebbare Farbspektrum variieren und/oder in Bezug auf weitere Parameter, die die Bildwiedergabe des Monitors beeinflussen. Bei Verwendung verschiedener Monitore kommt es daher - ohne Anpassung des Videosignals, d.h. bei gleichbleibendem Videosignal - zu Variationen der ausgegebenen Farben, d.h. des subjektiven Farbeindrucks, und der Tonwertkurve. Aber auch weitere Bildwiedergabeparameter, etwa eine Bandbreite an darstellbaren Helligkeitsstufen oder ein Bildkontrast oder eine Bildauflösung, können bei Verwendung unterschiedlicher Monitore starken Schwankungen unterliegen. Die besagten Farbstiche oder unzufriedenstellende Helligkeitswahrnehmungen können somit entstehen, wenn das Videosignal nicht optimal auf den Monitor angepasst ist. Hierbei können auch nicht beabsichtige Bildartefakte entstehen, die zu Fehleinschätzungen des Operateurs führen können.
Um dennoch eine farbechte und möglichst realitätsnahe Wiedergabe zu ermöglichen, ist es daher üblich geworden, anhand von Testbildern am Monitor manuell Einstellungen vorzunehmen, um eine möglichst gute Übereinstimmung des tatsächlich angezeigten Bildes mit einer Sollvorgabe (z.B. reales Testbild) zu erreichen. Ein solches manuelles Einstellungsverfahren ist jedoch in der Regel kompliziert und langwierig, unter anderem, weil es eine genaue Kenntnis der Menüs des Monitors zur Einstellung der Farbdarstellung erfordert sowie eine gewisse Übung, Geduld und vor allem Zeit.
Ausgehend hiervor besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die Anwenderfreundlichkeit eines wie eingangs erläuterten Verfahrens zu verbessern, insbesondere durch Vereinfachung des beschriebenen Einstell-Prozesses am Monitor. Eine weitere Zielstellung der Erfindung besteht darin, die Farbtreue, den Helligkeitseindruck und insgesamt die Wiedergabetreue und Qualität der vom Monitor wiedergegebenen Bilder zu verbessern.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß bei einem Bildwiedergabeverfahren die Merkmale von Anspruch 1 vorgesehen. Insbesondere wird somit erfindungsgemäß zur Lösung der Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass vor der eigentlichen Wiedergabe der Bilder auf dem Monitor eine für die Bildwiedergabe relevante Information vom Monitor abgerufen wird. Hierbei kann die Information auch mehrere Parameter umfassen. Das Abrufen der Information kann insbesondere von einer Kamerasteuerungseinheit des Bildaufnahmesystems durchgeführt werden. Ferner ist vorgesehen, dass die abgerufene Information (vorzugsweise erneut von der Kamerasteuerungseinheit) zur Anpassung der im Bildaufnahme-Modus erzeugten Bildsignale verwendet wird, noch bevor diese Bildsignale an den Monitor übertragen werden. Die abgerufene Information kann beispielsweise einen Einstellungs- oder sonstigen Parameter der Monitors beschreiben, der die Darstellung der Bildsignale als Bilder auf dem Monitor beeinflusst beziehungsweise determiniert oder mit diesen in Zusammenhang steht.
Mit anderen Worten wird also vorgeschlagen (dies kann ergänzend oder alternativ zu den Merkmalen von Anspruch 1 vorgesehen sein), dass das Bildaufnahmesystem, entweder selbständig oder in Reaktion auf eine Benutzereingabe, noch vor der eigentlichen Bildwiedergabe im Bildaufnahme-Modus, in einem Abfrage-Modus aktiv eine Information vom Monitor abruft. Auf Basis dieser Information kann das Bildaufnahmesystem dann selbständig die Bildsignale anpassen, die anschließend im Bildaufnahme-Modus an den Monitor übertragen werden. Dadurch kann die Qualität der Wiedergabe der mit dem Bildaufnahmesystem erfassen Bilder auf dem Monitor verbessert werden, weil sich das Bildaufnahmesystem so adaptiv und autonom auf den vom Benutzer verwendete Monitor anpassen kann. Das Vornehmen manueller Einstellungen am Monitor kann so in vielen Fällen verzichtbar/nicht notwendig sein, denn diese Kalibrierung/Justage am Monitor wird typischerweise durch die adaptive Anpassung des Bildaufnahmesystems überflüssig.
Die besagte Information kann beispielsweise mittels einer, vorzugsweise bidirektionalen, Schnittstelle, insbesondere mittels einer HDMI-Schnittstelle, vom Monitor abgerufen werden. Somit kann vorgesehen sein, dass das Bildaufnahmesystem, insbesondere die Kamerasteuerungseinheit, die Information über eine Kommunikationsschnittstelle vom Monitor abruft. Dies kann vorzugsweise geschehen, indem das Bildaufnahmesystem / die Kamerasteuerungseinheit (noch vor der eigentlichen Wiedergabe der Bilder auf dem Monitor im Bildaufnahme-Modus) über die Kommunikationsschnittstelle elektronisch eine Anfrage an den Monitor sendet. Der Monitor kann dann nämlich in Reaktion auf die Anfrage die Information an das Bildaufnahmesystem über die Kommunikationsschnittstelle übermitteln.
Das Verfahren kann nun so ausgestaltet sein, dass auf Basis der vom Monitor abgerufenen Information wenigstens ein Bildkompensationsparameter (insbesondere zum Beispiel wenigstens ein Farbkompensationsparameter) von dem Bildaufnahmesystem bestimmt und nachfolgend im Farbbildaufnahme-Modus zur Anpassung der erzeugten Bildsignale verwendet wird, noch bevor diese Bildsignale an den Monitor übertragen werden.
Die vom Monitor abgerufene Information kann zum Beispiel wenigstens einen, vorzugsweise mindestens zwei, der folgenden Monitorparameter umfassen: Herstellercode, Produkt-Identifikationsnummer oder Seriennummer, Herstellungsdatum, Bildschirmgröße, Bildschirm-Aspektverhältnis, Produktkennzeichnung. Hat das Bildaufnahmesystem den Monitor anhand eines solchen Parameters identifiziert, kann es beispielsweise eine hinterlegte Anpassung der Bildsignale vornehmen, die für die Verwendung mit diesem Monitor vorgesehen sind. Eine solche hinterlegte Anpassung kann beispielsweise in einem internen Speicher des Bildaufnahmesystems hinterlegt sein und/oder in einem Monitor-Test im Labor mit dem besagten Monitor vorab festgelegt worden sein.
Es können aber auch (ergänzend oder alternativ zum Abrufen eines Monitorparameters) wenigstens einer, vorzugsweise zwei der folgenden Bildwiedergabeparameter vom Monitor abgerufen werden: voreingestellter Gammafaktor, Farbcharakteristik, Farbraumgröße, Bildschirmauflösung, Timing-Charakteristik, Bildwiederholfrequenz, Pixeltakt, Zeilenfrequenz.
Die Abfrage kann beispielsweise auch so implementiert sein, dass das Bildaufnahmesystem anhand eines (wie oben beschriebenen) vom Monitor abgerufenen Monitorparameters den verwendeten Monitor identifiziert und wenigstens einen Bildwiedergabeparameter (etwa einen der obigen Bildwiedergabeparameter) anhand einer in einem Speicher des Bildaufnahmesystems hinterlegten Information (z.B. in Form von Tabellen mit Parametern zu bestimmten Monitoren) zu dem identifizierten Monitor ermittelt. Das Bildaufnahmesystem kann dann anhand des so (indirekt) ermittelten Bildwiedergabeparameters ebenfalls die Bildsignale, die im Bildaufnahme-Modus erzeugt werden und an den Monitor übertragen werden, anpassen. Der Speicher des Bildaufnahmesystems kann dabei in regelmäßigen Abständen im Sinne eines update neu beschrieben werden, um so die Informationen zu unterschiedlichen am Markt erhältlichen und möglicherweise vom Benutzer verwendeten Monitoren stets auf dem aktuellen Stand zu halten. Identifiziert das Bildaufnahmesystem beispielsweise den Herstellercode eines aktuellen neuen Monitors, kann es auch für diesen Monitor die relevanten Bildwiedergabeparameter aus dem Speicher abrufen und bei der Anpassung der Bildsignale berücksichtigen.
Die Information, die das Bildaufnahmesystem vom Monitor abruft, kann einen Gammafaktor und/oder eine Farbcharakteristik des Monitors umfassen. Eine Ausgestaltung schlägt daher vor, dass das Bildaufnahmesystem hieraus einen Farbkompensationsparameter errechnet, und zur Anpassung (also insbesondere zur Farbkorrektur) der im Bildaufnahme-Modus erzeugten Bildsignale verwendet. Dadurch kann die Qualität der Farbwiedergabe, insbesondere die Farbtreue von Falschfarben, die vom Monitor für den Benutzer korrekt dargestellt werden sollen, verbessert werden. Die Farbtreue von Falschfarben ist zum Beispiel in Anwendungen wichtig, in denen ein Benutzer des Systems unterschiedliche Gewebetypen anhand der vom Monitor wiedergegebenen Falschfarben voneinander unterscheiden muss.
Eine weitere Möglichkeit, die zur Anpassung der Bildsignale benötigte Information vom Monitor abzurufen, besteht darin, diese Information durch sensorische Erfassung eines Testbilds zu gewinnen, das von dem Monitor angezeigt wird. In diesem Fall erfolgt das Abrufen somit indirekt durch optisches Auslesen eines Testbilds, welches der Monitor darstellt.
Zu diesem Zweck kann beispielsweise vorgesehen sein, dass noch vor der eigentlichen Wiedergabe der Bilder zunächst ein digitales Testbild auf dem Monitor angezeigt wird und ein digitales Abbild des auf dem Monitor angezeigten Testbilds aufgenommen wird. Hierbei bietet es sich an, das Abbild mit dem Bildsensor des Bildaufnahmesystems aufzunehmen. Besonders bevorzugt ist es dabei ferner, wenn der Bildsensor hierbei in einem Testbild-Modus betrieben wird. Dieser Testbild-Modus kann sich in wenigstens einer Einstellung von dem späteren Bildaufnahme-Modus unterscheiden.
Die benötigte Information kann dann aus dem aufgenommenen Abbild gewonnen werden, beispielsweise durch Ermittlung einer Abweichung zwischen dem Abbild und dem ursprünglichen digitalen Testbild. Alternativ oder ergänzend hierzu kann auch vorgesehen sein, dass die Information durch Bildanalyse des Abbilds, insbesondere von mehreren Abbildern des Monitors, gewonnen wird. So kann beispielsweise ein Bildwiedergabeparameter, wie etwa eine Bildauflösung und/oder eine Bildwiederholfrequenz und/oder ein 3D-pitch (bei Darstellung von 3D-Bildern als digitale Testbilder auf dem Monitor), aus dem Abbild gewonnen werden. Ein solcher Bildwiedergabeparameter kann somit ebenfalls eine abgerufene Information im Sinne der Erfindung darstellen. Es versteht sich, dass gerade solche Parameter wertvoll sind, um eine geeignete Anpassung der Bildsignale im späteren Bildaufnahme-Modus zu ermöglichen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann das auf dem Monitor angezeigte Testbild wenigstens ein 3D-Bild sein, also insbesondere eine Serie von 3D-Bildern. In diesem Fall kann aus dem Abbild ein 3D-pitch des wenigstens einen 3D-Bilds als Bildwiedergabeparameter bzw. als die abgerufene Information ermittelt werden. Auch auf Basis einer solchen Information lassen sich später die Bildsignale anpassen, die an den Monitor im Bildaufnahme-Modus übertragen werden.
Diese alternative Möglichkeit, die auch ergänzend zu einer direkten Abfrage der Information eingesetzt werden kann, benötigt somit keine aktive Anfrage an den Monitor. Allerdings muss der Monitor in der Lage sein, das Testbild anzuzeigen. Dies kann zum Beispiel der Fall sein, wenn der Monitor über einen eigenen Speicher verfügt, in dem das Testbild hinterlegt ist. Oder aber, das Bildaufnahmesystem übermittelt das Testbild in Form von Bildsignalen an den Monitor (im Testbild-Modus) übermittelt, damit der Monitor das Testbild anzeigt.
Wie bereits eingangs erwähnt, können die Bilder, die auf dem Monitor wiedergegeben werden sollen, insbesondere Farbbilder sein. In einem solchen Fall kann der Bildaufnahme-Modus somit ein Farbbildaufnahme-Modus sein. Somit kann eine Bildverarbeitungseinheit des Bildaufnahmesystems (die beispielsweise in der besagten Kamerasteuerungseinheit angeordnet sein kann) aus den aufgenommenen Farbbildern jeweilige Bildsignale erzeugen, die einem Bildsignaleingang des Monitors zugeführt werden, um die Farbbilder auf dem Monitor wiederzugeben.
In solchen Fällen kann alternativ oder ergänzend zu den Merkmalen von Anspruch 1 auch vorgesehen sein, dass vor der eigentlichen Wiedergabe der Farbbilder (im Farbbildaufnahme-Modus) auf dem Monitor ein digitales Farbtestbild auf dem Monitor angezeigt wird, dass ein digitales Abbild des auf dem Monitor angezeigten Farbtestbilds aufgenommen wird und mit dem ursprünglichen Farbtestbild verglichen wird, dass in Abhängigkeit einer ermittelten Abweichung zwischen dem Abbild und dem ursprünglichen digitalen Farbtestbild wenigstens ein Farbkompensationsparameter bestimmt wird, und dass schließlich nachfolgend im Farbbildaufnahme-Modus der wenigstens eine Farbkompensationsparameter zur Anpassung der im Farbbildaufnahme-Modus erzeugten Bildsignale verwendet wird und zwar noch bevor diese Bildsignale an den Monitor übertragen werden. Diese Merkmale können somit angewandt werden, sowohl wenn parallel eine Abfrage einer Information vom Monitor erfolgt ist (wie in Anspruch 1 beschrieben) aber auch dann, wenn keine solche Abfrage vorgenommen wurde/wird.
Das Wiedergeben des Farbtestbilds auf dem Monitor als auch die Bestimmung des wenigstens einen Farbkompensationsparameters kann in einem Testbild-Modus erfolgen, der sich von dem Farbbildaufnahme-Modus unterscheiden kann, wie noch erläutert wird.
Unter „Aufnehmen des angezeigten Farbtestbilds“ kann hier insbesondere eine sensorische Erfassung des auf dem Monitor angezeigten Farbtestbilds mittels eines Bildsensors, insbesondere des Bildaufnahmesystems, verstanden werden.
Das oder die Farbtestbilder kann/können beispielsweise in einem internen Speicher einer Kamerasteuerungseinheit des Bildaufnahmesystems hinterlegt sein. Die Kamerasteuerungseinheit kann das Farbtestbild an den Monitor übermitteln, um das Farbtestbild auf dem Monitor anzeigen zu lassen. Dadurch kann das digitale Abbild des auf dem Monitor angezeigten Farbtestbilds aufgenommen werden, insbesondere mit dem Bildsensor des Bildaufnahmesystems.
Die Bestimmung beziehungsweise Veränderung des Farbkompensationsparameters kann insbesondere durch eine erstmalige Berechnung oder eine Neuberechnung erfolgen.
Mit dem Verfahren ist es möglich, eine farbechte Wiedergabe zu erzielen. Hierunter kann eine Wiedergabe verstanden werden, die den gewünschten Farbeindruck, der mit den Farbbildern erzeugt werden soll, nicht verfälscht, sondern ohne Farbabweichung wiedergibt. D.h. das Verfahren kann beispielsweise ermöglichen, dass eine bestimmte Falschfarbe, die einem bestimmten Bildbereich zugeordnet wird (etwa durch eine entsprechende Bildverarbeitung, die von der Kamerasteuerungseinheit durchgeführt wird) auf dem Monitor korrekt, das heißt mit möglichst geringer Farbabweichung, wiedergegeben wird.
Die technischen Vorteile des Verfahrens liegen darin, dass eine manuelle Justage des Monitors (manchmal auch als Kalibrierung bezeichnet) durch den Anwender zum Zwecke einer farbechten Darstellung der Farbbilder auf dem Monitor vermeidbar ist. Mit anderen Worten kann also stets eine gewünschte Farbwiedergabe auf dem Monitor erzeugt werden, unabhängig davon, welcher Monitor gerade vom Anwender mit dem Bildaufnahmesystem verwendet wird.
Ein erfindungsgemäß eingerichtetes Bildaufnahmesystem kann somit mit unterschiedlichen Monitoren stets eine gleichbleibend hohe Qualität der Farbwiedergabe erzielen. Die Voraussetzung hierfür ist lediglich, dass die Bildausgabe des jeweiligen Monitors zuvor mit Hilfe des Bildaufnahmesystems oder einer sonstigen Kamera unter Anwendung des beschriebenen Verfahrens vermessen wird (durch sensorische Erfassung des auf dem Monitor angezeigten Farbtestbilds) und dass der wenigstens eine Farbkompensationsparameter ermittelt wird, um so die Bildsignale (noch vor Übertragung an den Monitor) optimal an den momentan mit dem Bildaufnahmesystem verwendeten Monitor anpassen zu können.
Kennzeichnend für ein erfindungsgemäßes Verfahren kann demnach sein, dass das Bildsignal (das insbesondere ein Videosignal sein kann), welches an den Monitor übermittelt wird, auf Basis eines ermittelten Farbkompensationsparameters angepasst wird, sodass der angeschlossene Monitor ein gewünschtes Farbbild ausgibt und zwar unabhängig von den gerade zufällig eingestellten Justage-Parametern des Monitors. Denn die momentan (zufällig) eingestellten Justage-Parameter des Monitors (die der Anwender möglicherweise sogar händisch oder unabsichtlich verstellt hat) werden durch die sensorische Erfassung des auf dem Monitor angezeigten Farbtestbilds bereits (vorab) berücksichtigt und sind daher weitgehend unerheblich. Entsprechend kann eine manuelle Anpassung der Justageparameter in den allermeisten Fällen entfallen.
Mit anderen Worten kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine farbechte Bildwiedergabe auf dem verwendeten Monitor insbesondere auch dann erzeugt werden, wenn keinerlei Anpassung am Monitor selbst vorgenommen wird, da es oftmals ausreichend ist, lediglich die Bildsignale mit Hilfe des ermittelten Farbkompensationsparameters anzupassen, die dann an den Monitor zum Zweck der Bildwiedergabe übertragen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise mit einem simplen SDI-Videoanschluss realisiert werden, der sich dadurch auszeichnet, dass keinerlei Steuersignale und auch kein Audiosignal, sondern lediglich ein Videosignal an den Monitor übermittelt wird. Denn auch ein solcher Anschluss erlaubt es, die Bild-/Videosignale, die von der Kamerasteuerungseinheit an den Monitor übertragen werden, noch vor der Übertragung anzupassen, wie eingangs beschrieben. Mit anderen Worten muss die Bildübertragungsschnittstelle, die zwischen der Kamerasteuerungseinheit und dem Monitor zur Übermittlung der Bildsignale verwendet wird, nicht zwingend eine Möglichkeit bieten, auch Steuersignale an den Monitor zu übertragen. Eine solche Übermittlung von Steuersignalen beziehungsweise Justageparametern kann aber ergänzend vorgesehen sein, wie noch genauer erläutert wird.
Das besagte Bildsignal kann insbesondere ein Videosignal sein, d.h. das Bildaufnahmesystem kann insbesondere ein, insbesondere endoskopisches, Videoaufnahmesystem sein.
Die Ermittlung der Abweichung oder der Abweichungen zwischen Farbtestbild und aufgenommenem Abbild kann bevorzugt automatisiert durch das Bildaufnahmesystem selbst, insbesondere durch eine Bildverarbeitungseinheit, erfolgen. Diese kann insbesondere selbsttätig / automatisch die Veränderung / Berechnung des wenigstens einen Farbkompensationsparameters vornehmen.
Das Farbtestbild kann auch mehrere Farbfelder mit unterschiedlichen Farben umfassen, sodass mehrere Farben gleichzeitig vermessen werden können. Es kann zudem auch eine ganze Serie an Farbtestbildern eingesetzt und vermessen werden. Diese Farbtestbilder können beispielsweise in schneller Abfolge auf dem Monitor angezeigt und mit einem Bildsensor aufgenommen werden, um so größere Farbräume in kurzer Zeit präzise vermessen zu können und entsprechende Farbkompensationsparameter für verschiedene Farben zu ermitteln.
Wie noch genauer erläutert werden wird, unterscheidet die Erfindung zwischen Farbkompensationsparametern, Monitorparametern und Justageparametern: Ein Farbkompensationsparameter im Sinne der Erfindung kann dazu dienen, eine Farbanpassung der Bildsignale vorzunehmen, die an den Monitor übertragen werden. Monitorparameter können hingegen Parameter sein, die momentan im Monitor eingestellt sind (und die Bildwiedergabe beeinflussen) und vom Monitor abgefragt werden können. Unter Justageparametern können hier Einstellwerte verstanden werden, die an den Monitor übermittelt werden, mit dem Zweck, die Bildwiedergabe auf dem Monitor für ein gegebenes Bildsignal (insbesondere zusätzlich zur vorherigen Anpassung des Bildsignals) anzupassen/zu verändern. Durch Übermittlung eines Justageparameters kann beispielsweise auch ein Monitorparameter veränderbar sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich insbesondere für folgende konkrete Anwendung einsetzen: In Abstimmung mit Anwendern können Farbmatrizen entwickelt werden, um die mit dem Bildaufnahmesystem (z.B. endoskopisches Kamerasystem) aufgenommenen Gewebearten mit Falschfarben darzustellen und so dem Operateur die Erkennung unterschiedlicher Gewebetypen anhand eindeutiger Farben zu ermöglichen. Hierzu kann ein von dem Bildaufnahmesystem bereitgestelltes Videosignal über eine Videoschnittstelle ausgegeben und an einen angeschlossenen Monitor weitergeleitet werden, um das Videosignal auf dem Monitor darzustellen. Der Monitor verarbeitet das Videosignal, um hieraus Bilddaten zu generieren, die dem Anzeigen von Einzelbildern auf dem Monitor dienen. Diese vom Monitor durchgeführte Verarbeitung des Videosignals aber auch die physikalischen Eigenschaften des Monitors haben einen großen Einfluss darauf, wie das Videobild vom Monitor wiedergegeben wird und welcher subjektive Farbeindruck dadurch beim Benutzer entsteht. Je nachdem, welchen Monitor der Anwender gerade verwendet, kann es vorkommen, dass Farben, ein Weißpunkt, oder etwa eine Tonwertkurve vom Monitor nicht optimal wiedergegeben werden. In diesem Fall wird der Anwender einen Farbstich bemerken und/oder es kann beispielsweise ein unzufriedenstellender Helligkeitseindruck entstehen (= Farbabweichungen im Monitorbild). Wird nun ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt, um die Bildsignale noch vor der Übertragung an den gerade verwendeten Monitor anzupassen, können solche Farbabweichungen vermieden werden. Im Ergebnis wird dem Operateur auf dem Monitor dann stets eine korrekte Darstellung der Falschfarben der Farbmatrix dargestellt, und zwar weitgehend unabhängig davon, welcher Monitor gerade mit dem endoskopischen Bildaufnahmesystem verwendet wird und wie dieser Monitor gerade (zufällig) justiert / kalibriert ist.
Beispielsweise kann eine Kamerasteuerungseinheit (CCU) des verwendeten Bildaufnahmesystems den Bildkompensationsparameter automatisiert ermitteln und anschließend auf Basis des ermittelten Bildkompensationsparameters ein Videosignal, welches an den Monitor übertragen wird, automatisiert anpassen, um eine optimale Farbwiedergabe zu ermöglichen. Eine manuelle Justage des Monitors durch den Anwender kann dann gerade vermeidbar / nicht mehr notwendig sein.
Bevorzugt kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass bei im Rahmen der Anpassung der im Farbbildaufnahme-Modus erzeugten Bildsignale mit Hilfe des wenigstens einen Farbkompensationsparameters, insbesondere vorab, eine Kontrastkalibrierung und/oder eine Tonwertkurvenanpassung durchgeführt wird. Diese Schritte können somit noch vor der Bestimmung des wenigstens einen Farbkompensationsparameters oder aber erst im Rahmen der Anpassung der Bildsignale mit Hilfe des ermittelten wenigstens einen Farbkompensationsparameters geschehen. Denn eine korrekte Kontrast- beziehungsweise Tonwertwiedergabe ist oftmals eine Voraussetzung für eine sinnvolle nachfolgend durchgeführte Anpassung der an den Monitor zu übermittelnden Bildsignale. Unter einer Tonwertkurve kann hier insbesondere die Beziehung zwischen einer Eingabefarbe (ursprüngliche Farbe eines aufgenommenen Objekts) und der zugehörigen Ausgabefarbe (Wiedergabe der Eingangsfarbe im Monitor-Bild) verstanden werden. Bei einer Normalfarbendarstellung ist die Tonwertkurve typischerweise eine gerade Linie; bei einer Falschfarbendarstellung kann diese Tonwertkurve aber auch nichtlinear sein.
Ist beispielsweise das Modell des verwendeten Monitors genau bekannt, etwa aufgrund einer mittels der CCU durchgeführten elektronischen Abfrage (z.B. über DDC) oder aufgrund einer vom Benutzer vorgenommenen Auswahl des Monitor-Modells aus einem elektronisch im Bildaufnahmesystem hinterlegten Katalog, dann kann bereits auf Basis dieser Information, eine erste, insbesondere grobe, Vor-Korrektur der an den Monitor auszugebenden Bildsignale erfolgen. Im Anschluss an eine solche Abfrage oder Benutzereingabe kann dann in einem nachfolgenden Schritt das erfindungsgemäße Verfahren angewandt werden (inklusive sensorischer Erfassung eines auf dem Monitor angezeigten Farbtestbilds), um die Farbwiedergabe des Monitors weiter zu korrigieren, also insbesondere um eine finale FeinKorrektur der Farbwiedergabe durchzuführen. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die manuelle Benutzereingabe und/oder die vom Bildaufnahmesystem durchgeführte (insbesondere automatische) elektronische Abfrage übersprungen werden kann. In diesem Fall wird also direkt das erfindungsgemäße Verfahren angewandt und Grob- sowie Feinjustage automatisch in einem Schritt durch entsprechende Anpassung der Bildsignale erledigt. Eine erfindungsgemäße Anpassung von Bildsignalen kann dabei Kontrasteinstellungen und Farbanpassungen umfassen.
Erfindungsgemäß kann die Aufgabe auch durch weitere vorteilhafte Ausführungen gemäß den Unteransprüchen gelöst werden.
Beispielsweise kann das Farbtestbild auf dem Monitor angezeigt werden, indem das Farbtestbild der Bildverarbeitungseinheit des Bildaufnahmesystems zugeführt wird. Hierbei kann insbesondere das Bildaufnahmesystem selbst das Farbtestbild bereitstellen. Die Bildverarbeitungseinheit kann dann aus dem Farbtestbild entsprechende Bildsignale erzeugen, die an den Monitor übermittelt werden, um das Farbtestbild anzuzeigen. Das Farbtestbild (oder die Farbtestbilder) kann beispielsweise in einem internen Speicher des Bildaufnahmesystems abgelegt sein und/oder vom Bildaufnahmesystem von einer externen Quelle abgerufen werden. Alternativ hierzu kann das Farbtestbild aber auch vom Benutzer selbst zur Verfügung gestellt werden. Wichtig ist nur, dass das (bzw. ein genau bekanntes) Farbtestbild vom Monitor wiedergeben wird, der später mit dem Bildaufnahmesystem verwendet werden soll.
Das besagte Abbild des auf dem Monitor angezeigten Farbtestbilds kann zum Beispiel mit dem Bildsensor des Bildaufnahmesystems aufgenommen werden. Je nach verwendetem Endoskopiesystem kann beispielsweise ein Chip-in-tip-Endoskop verwendet werden, dessen distal angeordneter Bildsensor den Monitor vermisst oder aber ein separater Kamerakopf, wie er bei Endoskopen verwendet wird, die distal lediglich eine Abbildungsoptik und im Endoskopschaft eine entsprechende Relais-Optik aufweisen.
Beim Aufnehmen des auf dem Monitor angezeigten Farbtestbilds kann der Bildsensor bzw. das Bildaufnahmesystem hierbei bevorzugt in einem Testbild-Modus betrieben werden. Dieser kann sich von dem im normalen Betrieb verwendeten Farbbildaufnahme-Modus unterscheiden. Beispielsweise kann der Testbild-Modus so ausgelegt sein, dass die im Testbild-Modus mit dem Bildsensor aufgenommenen Bilder gerade nicht an den Monitor übertragen werden, sondern lediglich von der Bildverarbeitungseinheit verarbeitet werden, um den wenigstens einen Farbkompensationsparameter zu ermitteln. D.h. in diesem Fall ist die normale Bildübertragungskette vom Bildsensor zum Monitor unterbrochen, anders als im normalen Farbbildaufnahme-Modus, in welchem die mit dem Bildsensor erfassten Bilder an den Monitor als Bildsignale übergeben und somit live auf dem Monitor angezeigt werden können.
Es ist aber auch möglich, das Abbild mit einem separaten Bildsensor aufzunehmen. In diesem Fall kann das Abbild nachfolgend an die Bildverarbeitungseinheit übertragen werden. Anstatt das auf dem Monitor angezeigte Farbtestbild mit dem Bildsensor des Bildaufnahmesystems aufzunehmen, kann also grundsätzlich ein separater Bildsensor / eine separate Kamera verwendet werden; diese/dieser kann beispielsweise direkt, mit Hilfe eines Adapters oder z.B. einer kabellosen Übertragungstechnik (z.B. per Funk oder optisch) mit dem Bildaufnahmesystem verbunden werden, also insbesondere an eine Kamerasteuerungseinheit des Bildaufnahmesystem angeschlossen werden, um das Abbild elektronisch an das Bildaufnahmesystem zu übertragen.
Alternativ hierzu wäre aber auch vorstellbar, mit einem separaten Bildsensor, der beispielsweise über eine Schnittstelle an die Kamerasteuerungseinheit angeschlossen wird, die Wiedergabe der Testbilder auf dem Monitor zu vermessen. In beiden Fällen gelangen somit aber die Messdaten eines bereits vorbekannten Bildsensors (dessen genaue physikalischen Daten / Eigenschaften bekannt sind) zur Kamerasteuerungseinheit, die diese aufgenommenen Messdaten verarbeitet. Ergebnis dieser Verarbeitung ist die Feststellung einer Abweichung zwischen einer gewünschten Darstellung des Farbtestbilds und der real gemessenen Wiedergabe auf dem Monitor, die der zu diesem Zeitpunkt an die Kamerasteuerungseinheit angeschlossene Monitor erzeugt. Verständlicherweise wird diese Wiedergabe also variieren, je nachdem welcher Monitor gerade an die Kamerasteuerungseinheit angeschlossen ist und wie dieser Monitor gerade justiert ist.
Der wenigstens eine Farbkompensationsparameter kann das Bildsignal beispielsweise derart verändern, dass ein Farbunterschied, der zwischen der Wiedergabe des Farbtestbilds auf dem Monitor und dem (zugrundeliegenden digitalen) Farbtestbild für einen Benutzer besteht, reduziert wird.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Bildverarbeitungseinheit, insbesondere in dem normalen Farbbildaufnahme-Modus, die Bildsignale unter Berücksichtigung des wenigstens einen Farbkompensationsparameters erzeugt. Hierbei kann im Farbbildaufnahme-Modus insbesondere der ermittelte wenigstens eine Farbkompensationsparameter unverändert beibehalten werden, zum Beispiel unabhängig von dynamischen Veränderungen der mit dem Bildsensor aufgenommenen Farbbilder.
Nach Durchführen der Farbtestbildmessung in einem Testbild-Modus kann das Bildaufnahmesystem somit nachfolgend in den normalen Farbbildaufnahme-Modus wechseln oder in einen solchen versetzt werden, um in diesem Farbbildaufnahme-Modus auf Basis des mit der Farbtestbildmessung ermittelten wenigstens einen Farbkompensationsparameters farbechte Bilder mit dem momentan angeschlossenen und gerade vermessenen Monitor wiederzugeben.
Eine weitere Variante des Verfahrens sieht vor, dass nach Bestimmung des wenigstens einen Bildkompensationsparameters, ein aus dem Testbild generiertes Bildsignal mit Hilfe des wenigstens einen Bildkompensationsparameters angepasst wird, um eine angepasste Wiedergabe des Testbilds auf dem Monitor zu erzeugen. Anschließend kann dann ein erneutes Abbild des auf dem Monitor angezeigten angepassten Testbilds mit dem Bildsensor aufgenommen werden und die Bestimmung des wenigstens einen Bildkompensationsparameters kann wiederholt werden. Dies bedeutet somit ein iteratives, mehrfaches Durchlaufen einer Bildkompensationsparameterbestimmung auf Basis einer jeweiligen Testbildmessung. Das heißt, die zuvor beschriebenen Schritte können iterativ durchlaufen werden, bis ein Abbruchkriterium erreicht ist. Beispielsweise kann die Iteration so lange wiederholt werden, bis die Abweichung zwischen Abbild und ursprünglichem Testbild eine (vorab) gesetzte Anforderung unterschreitet. Hierbei kann das ursprüngliche Testbild die ganze Zeit unverändert verwendet werden.
Eine spezifische Untervariante des Verfahrens sieht vor, dass nach Bestimmung des wenigstens einen Farbkompensationsparameters, ein aus dem Farbtestbild generiertes Bildsignal mit Hilfe des wenigstens einen Farbkompensationsparameters angepasst wird, um eine angepasste Wiedergabe des Farbtestbilds auf dem Monitor zu erzeugen. Anschließend kann dann ein erneutes Abbild des auf dem Monitor angezeigten angepassten Farbtestbilds mit dem Bildsensor aufgenommen werden und die Bestimmung des wenigstens einen Farbkompensationsparameters kann wiederholt werden. Dies bedeutet somit ein iteratives, mehrfaches Durchlaufen einer Farbkompensationsparameter-bestimmung auf Basis einer jeweiligen Farbtestbildmessung. Das heißt, die zuvor beschriebenen Schritte können iterativ durchlaufen werden, bis ein Abbruchkriterium erreicht ist. Beispielsweise kann die Iteration so lange wiederholt werden, bis die Abweichung zwischen Abbild und ursprünglichem Farbtestbild eine (vorab) gesetzte Anforderung unterschreitet. Hierbei kann das ursprüngliche Farbtestbild die ganze Zeit unverändert verwendet werden.
Der zuvor erläuterte Ansatz beschreibt somit eine zusätzliche Schleife, die während der Testbild/Farbtestbildmessung durchlaufen werden kann, um die Bildwiedergabe, insbesondere den Farbfehler der Wiedergabe des Farbtestbilds, auf dem Monitor schrittweise, durch jeweiliges Anpassen des an den Monitor übermittelten Bildsignals, anzupassen. Im normalen Betriebsmodus (Bildaufnahme-Modus) kann dann der Bild-/Farbkompensationsparameter, beziehungsweise ein Satz an Bild-/Farbkompensationsparametern, weiterverwendet werden, der bei Abbruch der Schleife ermittelt wurde.
Das Verfahren lässt sich weiter verbessern, wenn der Bildsensor (insbesondere mittels eines Weißabgleichs) kalibriert wird, kurz bevor das Abbild aufgenommen wird. Bevorzugt ist es jedoch, wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Bildsensor zum Einsatz kommt, der über eine Absolut-Kalibrierung verfügt, die beispielsweise bereits bei der Herstellung des Bildsensors durchgeführt worden sein kann. In diesem Fall kann auf eine Kalibrierung vor Aufnahme des Abbilds verzichtet werden.
Wie bereits erläutert wurde, kann der wenigstes eine Bildkompensationsparameter / Farbkompensationsparameter insbesondere ein Satz von Bild-/Farbkompensationsparametern sein. Bevorzugt umfasst ein solcher Satz wenigsten zwei der folgenden Parameter: Farb-Tonwert bzw. Tonwertkurve; Gammafaktor für Farbgammakorrektur; Bildkontrast; Bildhelligkeit; Farbmatrizwert, insbesondere HSV-Wert; Farbkorrekturwert; Farbsättigung; Farbprofil; insbesondere ICC Profil; Bildschärfe. Auf Basis solcher, entweder aus der Messung des auf dem Monitor angezeigten Farbtestbilds ermittelter Farbkompensationsparameter oder auf Basis eines Bildkompensationsparameters, der direkt oder indirekt aus der vom Monitor abgerufenen Information gewonnen wurde, können die Bildsignale, die im Bild/-Farbbildaufnahme-Modus an den Monitor übertragen werden, noch vor der Übertragung angepasst werden. Ergibt sich beispielsweise aus dem Vergleich des Abbilds mit dem ursprünglichen Testbild/Farbtestbild, dass der Monitor ein bestimmtes vorbekanntes Farbprofil oder eine bestimmte Tonwertkurve oder einen sonstigen bestimmten Bildwiedergabeparameter wie etwa eine bestimmte Bildauflösung oder Bildwiederholfrequenz verwendet, so können diese Parameter von der Bildverarbeitungseinheit bei der Erzeugung der Bildsignale im Bild-/Farbbildaufnahme-Modus berücksichtigt werden.
Hierzu kann auch vorgesehen sein, dass in der Kamerasteuerungseinheit ein Satz an vorbekannten Farbwiedergabeprofilen hinterlegt ist, die jeweils eine Farbwiedergabe charakterisieren, die ein bestimmter (vorbekannter) Monitor-Typ liefert. Die Kamerasteuerungseinheit, genauer die Bildverarbeitungseinheit, kann dann aus der ermittelten Abweichung zwischen dem Abbild und dem ursprünglichen digitalen Farbtestbild dasjenige Farbwiedergabeprofil auswählen, welches dem angeschlossenen Monitor am nächsten kommt, im Sinne einer „best-match“-Selektion. Alternativ oder ergänzend kann die Auswahl des bestmöglichen Farbwiedergabeprofils auch anhand der Information erfolgen, die vom Monitor abgerufen wurde. Die Ermittlung des Farbkompensationsparameters kann dann (in beiden Fällen) auf Basis des ausgewählten best-match Farbwiedergabeprofils erfolgen.
Es kann also bei der Bestimmung des wenigstens einen Farbkompensationsparameters auf einen hinterlegten Satz an Monitor-Farbprofilen zurückgegriffen werden, die jeweils eine Farbwiedergabe charakterisieren, die ein bestimmter Monitor-Typ liefert. Ferner kann auf Basis der ermittelten Abweichung zwischen dem Abbild und dem ursprünglichen digitalen Farbtestbild und/oder auf Basis der vom Monitor abgerufenen Information eines der hinterlegten Farbwiedergabeprofile ausgewählt und zur Bestimmung des wenigstens einen Farbkompensationsparameters verwendet werden. Auch diese Schritte können - wie alle hierin erläuterten Verfahrensschritte - vollständig autonom von dem Bildaufnahmesystem ausgeführt werden.
Die Anpassung der Bildsignale, die dem Bildsignaleingang des Monitors zugeführt werden, um ein Farbbild auf dem Monitor darzustellen, kann insbesondere durch Anpassung hinterlegter Look-Up-Tables (LUT) geschehen, deren Werte bei der Generierung der Bildsignale (von der Bildverarbeitungseinheit) berücksichtigt werden. Beispielsweise können in solchen Tabellen Ausgangs-RGB-Werte hinterlegt sein, die einem bestimmten jeweiligen Eingangs-RGB-Wert (aus einem aufgenommenen Bild) zugeordnet werden.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren kann ferner vorgesehen sein, dass über eine Kommunikationsschnittstelle zwischen Bildaufnahmesystem und Monitor, beispielsweise auf Basis einer bidirektionalen HDMI DDC-Verbindung, wenigstens ein Monitorparameter vom Monitor abgefragt wird und der wenigstens eine Monitorparameter von der Bildverarbeitungseinheit bei der Erzeugung der Bildsignale berücksichtigt wird. Eine solche Abfrage kann insbesondere automatisiert von dem Bildaufnahmesystem, genauer von der Kamerasteuerungseinheit, durchgeführt werden, insbesondere im beschriebenen Testbild-Modus.
Der wenigstens eine Monitorparameter kann einen, vorzugsweise jedoch mindestens zwei, der folgenden Parameter umfassen: Herstellercode, Produkt-Identifikationsnummer oder Seriennummer, Herstellungsdatum, Bildschirmgröße, voreingestellter Gammafaktor, Farbcharakteristik, Farbraumgröße, Bildschirmauflösung, Timing-Charakteristik, Bildwiederholfrequenz, Pixeltakt, Zeilenfrequenz, Produktkennzeichnung.
Es kann also insbesondere vorgesehen sein, dass der Farbkompensationsparameter unter Berücksichtigung wenigstens eines abgefragten Monitorparameters, der vorab (insbesondere durch die Kamerasteuerungseinheit) vom Monitor abgefragt wurde, bestimmt wird.
Auf Basis des wenigstens einen (abgefragten) Monitorparameters und/oder der bestimmten Abweichung zwischen Abbild und Farbtestbild kann ein Farbwiedergabeprofil aus einem Satz an für verschiedene Monitore hinterlegten Farbwiedergabeprofilen selektiert werden. Anschließend können dann die Bildsignale auf Basis dieses selektierten Farbwiedergabeprofils im Farbbildaufnahme-Modus erzeugt werden. Hierbei ist es bevorzugt, wenn das selektierte Farbwiedergabeprofil auf Basis der bestimmten Abweichung zwischen Abbild und Farbtestbild weiter/genauer auf den tatsächlich verwendeten Monitor angepasst wird. Dadurch kann die Farbechtheit der Wiedergabe auf dem Monitor noch weiter gesteigert werden. Diese Verfahrensschritte können bevorzugt automatisiert von der Bildverarbeitungseinheit ausgeführt werden. Die beschriebene Verfeinerung eines selektierten Farbwiedergabeprofils ermöglicht also eine noch bessere Farbwiedergabe insbesondere dann, wenn das tatsächliche Farbwiedergabeprofil des gerade verwendeten Monitors noch gewisse Abweichungen zeigt von dem selektierten Farbwiedergabeprofil (das einen best-match in Bezug auf den gerade verwendeten Monitor entsprechen kann, aber nicht notwendigerweise identisch sein muss zu dem tatsächlichen Farbwiedergabeprofil des gerade angeschlossenen Monitors).
Das Verfahren kann insbesondere so ausgelegt sein, dass die Bildverarbeitungseinheit eine jeweilige Falschfarbendarstellung der Farbbilder errechnet, ausgehend von mit dem Bildsensor aufgenommenen Bilddaten und/oder auf Basis wenigstens einer hinterlegten Falschfarbe. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn das Farbtestbild eine solche hinterlegte Falschfarbe aufweist, die für die Falschfarbendarstellung verwendet wird. Denn dadurch kann die farbechte Wiedergabe dieser Falschfarbe sehr genau erzielt werden.
In Abhängigkeit der Abweichung zwischen dem Abbild und dem ursprünglichen Farbtestbild kann auch wenigstens ein Justageparameter an den Monitor übermittelt werden, mit dem sich die Farbwiedergabe des Monitors - für ein gegebenes Bildsignal - anpassen lässt. Diese Anpassung kann insbesondere zusätzlich zur Veränderung der Bildsignale erfolgen, die durch die Bildverarbeitungseinheit bereits vor deren Übertragung an den Monitor vorgenommen wird.
Der wenigstens eine Justageparameter kann hierbei einen, vorzugsweise mindestens zwei, der folgenden Parameter umfassen: Monitorprofil, Farbraum, Farbsättigung, Kontrast, Gamma backlight. Mit anderen Worten, kann somit die Kamerasteuerungseinheit dazu eingerichtet sein, auf Basis der ermittelten Abweichung automatisiert Justageparameter des Monitors anzupassen, sodass die Farbwiedergabe eines gegebenen Bildsignals auf dem Monitor verändert wird. Dies entspricht einer manuellen Justage des Monitors durch den Benutzer, hat aber den Vorteil, dass diese vom Bildaufnahmesystem selbst durchgeführt werden kann.
Beispielsweise existiert ein sogenanntes Monitor Control Command Set (MCCS), welches ein binäres Protokoll definiert zur Steuerung der Eigenschaften eines Monitors mittels eines Host-Geräts wie einem PC oder etwa einer Kamerasteuerungseinheit. Ein solches Protokoll kann etwa im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden, um Justageparameter an den Monitor zu übermitteln. Solche Justageparameter können beispielsweise auch über eine bidirektionale Schnittstelle (z.B. HDMI-Verbindung) von der Kamerasteuerungseinheit and den Monitor übergeben werden, insbesondere um so zusätzlich zur Anpassung der Bildsignale die Bildwiedergabe auf dem Monitor zu verändern/anzupassen.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens schlägt vor, dass das Farbtestbild in Form einer Serie von unterschiedlichen Farbtestbildern auf dem Monitor wiedergegeben wird. Dies kann innerhalb weniger Sekundenbruchteile erfolgen, wenn der Sensor, mit dem Farbtestbilder aufgezeichnet werden, eine entsprechend hohe Bildfrequenz liefert. Das Farbtestbild oder die Farbtestbilder können auch Farbbalken zur Ermittlung von Kontrast- und/oder Tonwerten aufweisen. Es kann auch vorgesehen sein, dass beispielsweise jedes der Farbtestbilder jeweils nur eine bestimmte Farbe enthält.
Das Farbtestbild oder eines der Farbtestbilder kann aber auch mehrere Farben aufweisen, insbesondere angeordnet in geometrischen Farbfeldern. Gerade in einem solchen Fall ist es dann vorteilhaft, wenn das jeweilige Farbtestbild eine geometrische Struktur, beispielsweise ein Kreuz enthält, die eine Extraktion der Farbwiedergabe des Farbtestbilds innerhalb des Abbilds (das neben dem Monitorbild auch die sonstige Umgebung umfassen kann) mittels eines Bilderkennungsalgorithmus erlaubt. Denn eine solche Struktur kann diese Extraktion auch dann noch ermöglichen, wenn das Abbild eine Unschärfe aufweist.
Die Ermittlung der Abweichung zwischen Abbild und Farbtestbild kann einen Plausibilitätsüberprüfungsschritt umfassen. Hierzu kann das Bildaufnahmesystem vorzugsweise anhand einer Auswertung von Bilddaten des Abbilds, insbesondere einer Helligkeitsverteilung, und/oder auf Basis einer Mustererkennung des Monitors in dem Abbild, dem Benutzer einen Hinweis zur Neuausrichtung des Bildsensors und/oder des Monitors geben, sofern die Plausibilitätsüberprüfung negativ ausfällt. Dadurch kann eine Fehlbedienung durch den Benutzer beim Aufnehmen des Abbilds und damit eine fehlerhafte Farbkompensation vermieden werden.
Die Ermittlung der Abweichung zwischen Abbild und Farbtestbild kann ferner einen Berechnungsschritt umfassen, der eine zeitliche Mittelung realisiert, insbesondere um so Bildschirmflimmern oder sonstige Variationen bei der Bildwiedergabe zu eliminieren. Alternativ oder ergänzend können auch einzelne fehlerhafte Pixel des Monitors, insbesondere durch Herausfiltern von Ausreißer-Pixeln, bei der Ermittlung der Abweichung unberücksichtigt bleiben.
Zur Lösung der Aufgabe sind erfindungsgemäß zudem die Merkmale des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs vorgesehen. Insbesondere wird somit erfindungsgemäß zur Lösung der Aufgabe bei einem Bildaufnahmesystem der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, dass das Bildaufnahmesystem, insbesondere dessen Bildverarbeitungseinheit, dazu eingerichtet ist, in einem Bildaufnahme-Modus (insbesondere in einem Farbbildaufnahme-Modus) das Bildsignal noch vor Übertragung an den Monitor mit Hilfe eines Bildkompensationsparameters / eines Farbkompensationsparameters anzupassen, der mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens, wie zuvor beschrieben und/oder nach einem der Verfahrensansprüche, bestimmt wurde.
Ein solches Bildaufnahmesystem kann auch wenigstens zwei Monitore umfassen, was in zahlreichen Anwendungen von Vorteil ist. Hierbei können die wenigstens zwei Monitore an einer zentralen Kamerakontrolleinheit (CCU) des Systems angeschlossen und mittels dieser steuerbar sein. In einem solchen Fall kann jeder der wenigstens zwei Monitore mittels des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens im Testbild-Modus optisch vermessen werden, um so für jeden der wenigstens zwei Monitore wenigstens einen (für den jeweiligen Monitor spezifischen) Bild-/Farbkompensationsparameter vorab zu ermitteln. Im nachfolgenden Bild-/Farbbildaufnahme-Modus können die mit dem Bildsensor erzeugten Bildsignale dann auf Basis des (jeweiligen) wenigstens einen Bild-/Farbkompensationsparameters für den jeweiligen Monitor angepasst werden, noch bevor diese (dann angepassten) Bildsignale an den jeweiligen Monitor übertragen werden.
Werden beispielsweise unterschiedliche Monitore im Bildaufnahmesystem eingesetzt, kann so für jeden Monitor die Wiedergabe von Farben, insbesondere von vorab definierten Falschfarben, optimiert werden, d.h. der Farbfehler jedes Monitors kann reduziert werden. Eine aufwändige manuelle Justage bzw. Kalibration von jedem einzelnen der Monitore kann somit entfallen.
Bevorzugt ist das Bildaufnahmesystem, insbesondere die Bildverarbeitungseinheit, dazu eingerichtet, zumindest einzelne Verfahrensschritte, bevorzugt jedoch alle Verfahrensschritte, des zuvor erläuterten Verfahrens (insbesondere automatisiert) auszuführen. Hierbei kann das Bildaufnahmesystem den Anwender durch eine entsprechende (z.B. optische oder akustische) Benutzerausgaben beim Aufnehmen des Abbilds des auf dem Monitor angezeigten Farbtestbilds anleiten, insbesondere dann, wenn der Benutzer das Abbild mit dem Bildsensor des Bildaufnahmesystems aufnimmt. Der Wechsel zwischen Testbild-Modus und normalem Bild-/Farbbildaufnahme-Modus kann durch eine Benutzereingabe an das Bildaufnahmesystem erfolgen. Die Bildverarbeitungseinheit kann bevorzugt in einer Kamerasteuerungseinheit des Bildaufnahmesystems angeordnet sein.
Vorzugweise weist die Kamerasteuerungseinheit des Bildaufnahmesystems ferner eine Berechnungseinheit auf zur Ermittlung des wenigstens einen Bild-/Farbkompensationsparameters. Die Kamerasteuerungseinheit kann bevorzugt auch über einen internen Speicher verfügen, in dem wenigstens ein Testbild/Farbtestbild und/oder die beschriebenen Farbwiedergabeprofile hinterlegt ist/sind.
Das Bildaufnahmesystem kann ferner dazu eingerichtet sein, eine im Bildaufnahme-Modus/Farbbildaufnahme-Modus verwendete Beleuchtung automatisch auszuschalten, wenn gerade ein Testbild/Farbtestbild von der Kamerasteuerungseinheit im Testbild-Modus an den Monitor übermittelt wird. Dies ermöglicht es, das Abbild des auf dem Monitor angezeigten Testbilds/Farbtestbilds mit dem Bildaufnahmesystem ohne störende Licht-Reflexe aufzunehmen.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, ist aber nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausbildungen der Erfindung können aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der allgemeinen Beschreibung, den Ansprüchen sowie den Zeichnungen gewonnen werden.
Bei der folgenden Beschreibung verschiedener bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung erhalten in ihrer Funktion übereinstimmende Elemente auch bei abweichender Gestaltung oder Formgebung übereinstimmende Bezugszahlen.
Es zeigt:

1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Bildaufnahmesystems mit angeschlossenem externen Monitor, wobei das Bildaufnahmesystem gerade in einem Testbild-Modus betrieben wird,
2 ein schematisches Ablaufdiagramm, dass einzelne Verfahrensschritte eines erfindungsgemäßen Bildaufnahmeverfahrens illustriert,
3 mögliche Ausgestaltungen der Verbindung zwischen Kamerasteuerungseinheit des Bildaufnahmesystem aus 1 und angeschlossenem Monitor
4 das Bildaufnahmesystem aus 1 während des normalen Farbbildaufnahme-Modus und
5 ein weiteres Bildaufnahmesystem mit einer zentralen Kamerasteuerungseinheit die zwei separate Monitore A und B über jeweilige Kabel mit Bildsignalen versorgen kann.

Die 4 zeigt ein erfindungsgemäßes Bildaufnahmesystem 1, welches einen Bildsensor 2 als Teil eines Endoskops 10 und eine Bildverarbeitungseinheit 3 zur Ausgabe eines Bildsignals 8 an einen externen, über ein Übertragungskabel 18 angeschlossenen, Monitor 4, aufweist. Das Bildaufnahmesystem 1 kann dabei vom Anwender mit verschiedensten Monitoren 4 verwendet werden, was in der Praxis Herausforderungen mit sich bringt, da normalerweise der Monitor 4 erst aufwändig auf das Bildaufnahmesystem 1 angepasst werden muss (oftmals mittels einer manuellen Kalibration), um eine optimale Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems in Bezug auf die Qualität der Bildwiedergabe zu ermöglichen.
Die Erfindung beschreitet hier einen vollständig anderen Weg. Denn das Bildaufnahmesystem 1 ist in der Lage, sich selbständig auf den gerade verwendeten Monitor 4 zu adaptieren, wodurch eine zeitraubende und komplizierte manuelle Justage des Monitors 4 oftmals entfallen kann, wie im Folgenden erläutert wird:
Im Beispiel der 4 ist die Bildverarbeitungseinheit 3 in einer Kamerasteuerungseinheit 9 angeordnet, die zwischen dem Endoskop 10 und dem Monitor 4 vermittelt. In der in 4 gezeigten Situation wird das Bildaufnahmesystem 1 gerade in einem Bildaufnahme-Modus 15 betrieben, der dem normalen Betriebsmodus entspricht. Dabei werden mit dem Bildsensor 2 digitale Bilder des mit dem Endoskop 10 beobachteten Objekts 19 aufgezeichnet und live auf dem Monitor 4 als Video wiedergegeben. Dies könnten beispielsweise monochrome Bilder sein, insbesondere überlagert von einer Falschfarbendarstellung, oder zum Beispiel Farbbilder des Objekts 19.
Die in 4 über das linke Übertragungskabel 18 vom Endoskops 10 an die Kamerasteuerungseinheit 9 übertragenen Bildsignale 8a werden von der Kamerasteuerungseinheit 9, genauer von deren Bildverarbeitungseinheit 3, verarbeitet und in aufbereitete Bildsignale 8b gewandelt. Die Bildsignale 8b werden über das rechte Übertragungskabel 18 an den Monitor 4 übertragen, um dort dem Benutzer angezeigt zu werden. Wie noch genauer erläutert werden wird, sind die Bildsignale 8b nicht nur aufbereitet, sondern zudem auch farblich auf den verwendeten Monitor 4 angepasst, d.h. die Bildsignale 8b unterscheiden sich in Ihrem Farbspektrum von den ursprünglichen Bildsignalen 8a, die das Endoskop 10 liefert.
Um die Bildwiedergabe der Bildsignale 8b auf dem Monitor 4 zu verbessern, kann die Kamerasteuerungseinheit 9 vom Benutzer in einen Abfrage-Modus 16, insbesondere als Teil eines Testbild-Modus 15, versetzt werden. Im Abfrage-Modus sendet die Kamerasteuerungseinheit 9 über das Kabel 18, welches eine bidirektionale Kommunikationsschnittstelle 14 zum Monitor 4 realisiert, eine Anfrage an den Monitor 4. Der Monitor 4 beantwortet die Anfrage durch Übersenden einer Reihe von Monitorparametern, die den Monitor 4 kennzeichnen, nämlich Herstellercode, Seriennummer und Bildschirmgröße, über das Kabel 18 an die Kamerasteuerungseinheit 9. Die Kamerasteuerungseinheit 9 empfängt diese vom Monitor 4 abgerufenen Informationen und gleicht diese mit einer Tabelle ab, die in einem internen Speicher 12 hinterlegt sind. Dadurch kann die Kamerasteuerungseinheit 9 selbständig für den anhand der abgefragten Monitorparameter genau identifizierten Monitor 4 Wiedergabeparameter aus der Tabelle ermitteln, etwa die vom Monitor eingesetzte Farbcharakteristik, insbesondere den voreingestellten Gammafaktor, aber auch weitere Größen wie Bildschirmauflösung, eingesetzte Bildwiederholfrequenz oder bestimmte zeitliche Charakteristiken der Bildwiedergabe auf dem Monitor 4. Die notwendige Voraussetzung hierfür ist lediglich, dass diese Parameter für den besagten Monitor 4 in der Tabelle hinterlegt sein müssen, wobei die Tabelle durch updates der Kamerasteuerungseinheit 9 auf dem aktuellen Stand gehalten werden kann. Auf Basis dieser (indirekt aus der vom Monitor 4 abgerufenen Information ermittelten) Parameter passt die Kamerasteuerungseinheit 9 dann nachfolgend die Bildsignale 8b in geeigneter Weise an, sobald der Benutzer in den normalen Bildaufnahme-Modus 15 wechselt. D.h. im Bildaufnahme-Modus sendet die Kamerasteuerungseinheit 9 dann Bildsignale 8b' aus, die auf den verwendeten Monitor 4 optimal angepasst sind, etwa in Bezug auf Bildwiederholfrequenz oder Bildauflösung.
Falls es der Monitor 4 ermöglicht, kann die Kamerasteuerungseinheit 9 auch direkt über die Kommunikationsschnittelle 14 (die z.B. auch drahtlos ausgebildet werden kann) Bildwiedergabeparameter als eine Information vom Monitor 4 abrufen. Zum Beispiel kann der Monitor 4 der Kamerasteuerungseinheit 9 so mitteilen, welcher Gammafaktor am Monitor 4 gerade eingestellt ist oder welche Bildwiederholfrequenz der Monitor 4 zum Ausgeben von Bildern verwendet. Die Kamerasteuerungseinheit 9 kann dann wenigstens einen Bildkompensationsparameter 20, insbesondere einen Farbkompensationsparameter 20, auf Basis solcher Informationen bestimmen und diesen zur Korrektur/Anpassung der Bildsignale 8b im Bildaufnahme-Modus 15 einsetzen. Beispielsweise kann die Kamerasteuerungseinheit 9 auf Basis einer solchen vom Monitor 4 abgerufenen Information ein in dem Speicher 12 hinterlegtes Farbwiedergabeprofil selektieren, welches der Farbwiedergabe des gerade verwendeten Monitors 4 am besten entspricht und die Anpassung der Bildsignale 8b dann auf Basis dieses Farbwiedergabeprofils vornehmen.
In dem internen Speicher 12 sind auch eine ganze Serie von unterschiedlichen und vorbekannten Testbildern 6, insbesondere Farbtestbilder 6a, 6b, 6c, hinterlegt.
Mittels einer Benutzereingabe 24 (Vgl. 2) kann der Benutzer das Bildaufnahmesystem 1 von dem in 4 gezeigten Farbbildaufnahme-Modus 15 in einen sogenannten Testbild-Modus 16 versetzen, der in 1 illustriert ist: In diesem zweiten Modus 16 kann der Benutzer den Bildsensor 2 des Endoskops 10 dazu verwenden, ein digitales Abbild 7 des Monitors 4 und damit des gerade im Monitor 4 angezeigten Monitor-Live-Bilds aufzuzeichnen. Der Bildsensor 2 wird dabei im Testbild- Modus 16 in einer geringeren Bildaufnahmefrequenz betrieben und zudem werden mehrere aufgezeichnete Bilder elektronisch gemittelt, um Bildrauschen zu vermindern. Solche Einstellungen wären im normalen Farbbildaufnahme-Modus 15 nicht optimal, führen aber bei einem stehenden Testbild 6 zu einer verbesserten sensorischen Erfassung, zum Beispiel der Farben, wie sie der Monitor 4 tatsächlich ausgibt. Daneben werden auch weitere Bildaufnahmeparameter im Testbild-Modus 16 im Vergleich zum Bildaufnahme-Modus 15 verändert: so wird etwa keine Beleuchtung verwendet und es werden einzelne Standbilder aufgezeichnet und somit kein Videobilddatenstrom wie im normalen Bildaufnahme-Modus 15.
Die Kamerasteuerungseinheit 9 ermittelt nun einerseits aus einer ganzen Reihe von aufgenommenen Abbildern 7 die vom Monitor 4 verwendete Bildauflösung und Bildwiederholfrequenz (sofern diese nicht bereits zuvor direkt abgefragt werden konnte). Auch diese anhand der Abbilder 7 vom Monitor 4 abgerufene Information kann die Kamerasteuerungseinheit 9 somit verwenden, um die Bildsignale 8b später für eine verbesserte Bildwiedergabe anzupassen, etwa indem sie die Bildauflösung und Wiederholfrequenz des an den Monitor 4 übertragenen Videosignals mittels entsprechender Bildkompensationsparameter 20 auf den Monitor 4 abstimmt.
Um nun die Farbechtheit der Wiedergabe von mit dem Bildsensor 2 aufgenommenen Farbbildern auf dem Monitor 4 zu verbessern, wird vor der eigentlichen Wiedergabe der Farbbilder auf dem Monitor 4 in einem Farbbildaufnahme-Modus 15 (wie zuvor mit Bezug auf die 4 beschrieben), zunächst ein digitales Farbtestbild 6, welches in dem internen Speicher 12 der Kamerasteuerungseinheit 9 hinterlegt ist, auf dem Monitor 4 angezeigt. Hierzu wird (wie in 1 anhand der Pfeile illustriert) das Farbtestbild 6 aus dem internen Speicher 12 bezogen und (eingangsseitig) der Bildverarbeitungseinheit 3 zugeführt, die hieraus entsprechende Bildsignale 8b erzeugt, die dem Bildsignaleingang 5 des Monitors 4 zugeführt werden.
Das heißt in dem in 1 gezeigten Beispiel stellt das Bildaufnahmesystem 1 das Farbtestbild 6 (oder auch ein sonstiges Testbild 6) selbst zur Verfügung. Denkbar wäre aber etwa auch, dass das Farbtestbild 6 in dem Monitor 4 oder in einem sonstigen Speicher hinterlegt ist, auf welchen der Monitor 4 zugreifen kann. Um das erfindungsgemäße Verfahren ausführen zu können, ist lediglich entscheidend, dass ein vorbekanntes Farbtestbild mit genau bekannter Farbcharakteristik auf dem Monitor 4 angezeigt wird und anschließend sensorisch mit einem Bildsensor 2 aufgezeichnet wird. Das auf dem Monitor 4 angezeigte Farbtestbild 6 müsste somit auch nicht zwingend mit dem Bildsensor 2 des Bildaufnahmesystems 1 aufgezeichnet werden; vielmehr wäre es auch möglich, hierfür einen separaten Bildsensor zu verwenden.
Um nun genauere Informationen zu der Farbwiedergabe des Monitors 4 zu erhalten, wird das digitale Abbild 7 (Vgl. die gestrichelte Box in 1), welches mit dem Bildsensor 2 des Endoskops 10 aufgenommen wurde und welches - wie in 1 illustriert - neben der Umgebung des Monitors 4 und dem Monitor 4 selbst auch das vom Monitor 4 angezeigte Farbtestbild 6` (also die reale Wiedergabe des Farbtestbilds 6) zeigt, mit dem ursprünglichen Farbtestbild 6 verglichen, so wie es in dem internen Speicher 12 hinterlegt ist. Hierzu weist die Kamerasteuerungseinheit 9 eine Berechnungseinheit 11 auf, die einerseits das ursprüngliche digitale Farbtestbild 6 aus dem internen Speicher 12 beziehen kann und andererseits das digitale Abbild 7, welches mit dem Bildsensor 2 gerade aufgezeichnet wurde. Die Berechnungseinheit 11 ermittelt dann in Abhängigkeit einer Abweichung, die sie zwischen dem Abbild 7 und dem ursprünglichen digitalen Farbtestbild 6 ermittelt, wenigstens einen Farbkompensationsparameter 20. Diesen ermittelten Farbkompensationsparameter 20 speichert die Berechnungseinheit 11 in einem Speicher.
Wie in 1 zu erkennen, ist somit im gezeigten Testbild-Modus 16 die Bildübertragungskette vom Bildsensor 2 bis zum Monitor 4 unterbrochen, da das vom Bildsensor 2 gelieferte (noch nicht aufbereitete) Bildsignal 8a nur der Berechnungseinheit 11 zugeführt wird, nicht aber der Bildverarbeitungseinheit 3. Letztere verarbeitet vielmehr lediglich das Farbtestbild 6, in Form des Bildsignals 8c, um daraus das Bildsignal 8b zu erzeugen, welches im Testbild-Modus 16 dem Monitor 4 zugeführt wird. In 1 erzeugt die Bildverarbeitungseinheit 3 somit aus dem Farbtestbild 6 Bildsignale 8b, die an den Monitor 4 übermittelt werden, um das Farbtestbild 6 anzuzeigen.
In der in 1 gezeigten Situation schaltet das Bildaufnahmesystem 1 zudem die Beleuchtung aus, die normalerweise von dem Endoskop 10 ausgeht, wenn (wie in 4) Farbbilder im normalen Farbbildaufnahme-Modus 15 aufgenommen werden. Dadurch wird gerade erreicht, dass keine störenden Lichtreflexe auf dem Monitor 4 beobachtet werden, wenn mit dem Endoskop 10 das auf dem Monitor 4 angezeigte Farbtestbild 6` aufgezeichnet wird, wie in 1 gezeigt.
Im normalen Farbbildaufnahme-Modus 15, der in 4 illustriert ist, ist die Bildübertragungskette hingegen intakt, sodass dort die Bildsignale 8a vom Bildsensor 2 zur Bildverarbeitungseinheit 3 der Kamerasteuerungseinheit 9 gelangen. Kennzeichnend für das hier vorgestellte erfindungsgemäße Bildwiedergabeverfahren ist nun aber gerade, dass der Farbkompensationsparameter 20, der gemäß 1 im Testbild-Modus 16 bestimmt wurde, nun nachfolgend im Farbbildaufnahme-Modus 15 gemäß 4 zur Anpassung der Bildsignale 8a verwendet wird, die in diesem Modus 15 vom Bildsensor 2 erzeugt werden und eingangsseitig zur Bildverarbeitungseinheit 3 gelangen. Diese Anpassung wird von der Bildverarbeitungseinheit 3 geleistet, wobei diese auf den mindestens einen Farbkompensationsparameter 20 zurückgreift, der ihr von der Berechnungseinheit 11 im Farbbildaufnahme-Modus 15 bereitgestellt wird, wie anhand des Pfeils 20 in 4 illustriert ist.
Bei normalem Betrieb im Farbbildaufnahme-Modus 15 muss also das Bildaufnahmesystem 1 nicht länger auf das (weiterhin im Speicher 12 hinterlegte) Farbtestbild 6 zurückgreifen. Wie in 4 illustriert, werden die Bildsignale 8a mit dem mindestens einen Farbkompensationsparameter 20 in die neuen (farbkorrigierten) Bildsignale 8b angepasst, noch bevor letztere an den Monitor 4 mit Hilfe des rechten Übertragungskabels 18 übermittelt werden.
Das in den 1 und 4 gezeigte Bildaufnahmesystem 1 zeichnet sich also dadurch aus, dass seine Bildverarbeitungseinheit 3 dazu eingerichtet ist, in dem in 4 gezeigten Farbbildaufnahme-Modus 15 das vom Bildsensor 2 gelieferte Bildsignal 8a noch vor Übertragung an den Monitor 4 mit Hilfe des (zuvor ermittelten und zwischenzeitlich abgespeicherten) Farbkompensationsparameters 20 anzupassen, der wie zuvor beschrieben auf Basis eines erfindungsgemäßen Verfahrens, nämlich im Testbild-Modus 16, ermittelt wurde.
Durch die mit Hilfe des Farbkompensationsparameters 20 vorgenommene Anpassung des Bildsignals 8 wird letzteres so verändert, dass die Farben, die der Monitor 4 anzeigt, sehr viel besser denjenigen (realen) Farben entsprechen, die von dem Bildsensor 2 im Farbbildaufnahme-Modus 15 aufgezeichnet werden. Mit anderen Worten wird also der Farbunterschied verringert zwischen der Wiedergabe eines Farbbilds und dem eigentlichen Farbbild bzw. dem zugehörigen Objekt 19, welches vom Bildsensor 2 im Farbbildaufnahme-Modus 15 erfasst wird. Dies gilt aber insbesondere auch für das Farbtestbild 6, wenn dieses wie in 1 gezeigt mit dem Bildsensor 2 des Endoskops 10 aufgezeichnet wird, sobald der berechnete Farbkompensationsparameter 20 zur Anpassung der an den Monitor 4 zu übertragenden Bildsignale 8b eingesetzt wird.
Solange der Farbmonitor 4 somit weder ausgetauscht noch dejustiert wird, kann es beispielsweise ausreichend sein, im Farbbildaufnahme-Modus 15 den zuvor ermittelten wenigstens einen Farbkompensationsparameter 20 unverändert beizubehalten, sodass dann die Bildverarbeitungseinheit 3 die eingangsseitigen Bildsignale 8a stets auf die gleiche Art und Weise anpasst, also insbesondere unabhängig von Änderungen in den Farbbildern, die gerade mit dem Bildsensor 2 aufgezeichnet werden. Wird hingegen der Monitor 4 beispielsweise ausgetauscht, so kann das Farbtestbild 6 durch Anwendung des Testbild-Modus 16 (wie in 1 illustriert) erneut auf dem Monitor 4 angezeigt werden und das erfindungsgemäße Verfahren kann erneut durchlaufen werden, umso einen aktualisierten Farbkompensationsparameter 20 zu ermitteln. Dieser aktualisierte (neue) Farbkompensationsparameter 20 kann dann von dem zuvor verwendeten Farbkompensationsparameter abweichen. Dadurch kann die implementierte neue Farbkompensation besser auf den neuen Monitor 4 angepasst sein, sodass die Farbwiedergabe, die durch den neuen Monitor 4 (mehr oder weniger stark) verfälscht wird, mittels des Farbkompensationsparameters 20 verbessert werden kann. Ein solches Vorgehen bietet sich auch nach gewissen Zeiträumen an, da sich die Farbwiedergabe des Monitors 4 über die Zeit verändern kann, etwa aufgrund von Alterungsprozessen. Es versteht sich, dass es das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, die Farbwiedergabe auf dem Monitor 4 in allen diesen Fällen zu verbessern, insbesondere ohne dass dafür steuernd auf den Monitor 4 zugegriffen werden muss.
Die 3 zeigt zwei mögliche Ausgestaltungen (a) und (b) einer Übermittlung der Bildsignale 8 von der Kamerasteuerungseinheit 9 zum Monitor 4: Bei der Variante (a) erfolgt die Übermittlung der Bildsignale 8 und weiterer Steuersignale 21 zum Ansteuern des Monitors 4 über ein Videokabel 23 mit nur einer Leitung, wobei die Signale 8, 21 seriell übertragen werden. Dies ist zum Beispiel möglich, wenn die Kamerasteuerungseinheit 9 über einen sogenannten Serializer verfügt. Bei der Variante (b) ist hingegen neben einer Bildsignalübertragungsleitung 24 eine separate Steuerleitung 22 vorgesehen, über die Steuersignale 21 parallel zu den Bildsignalen 8 übertragen werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann aber beispielsweise auch dann angewendet werden, wenn überhaupt keine Steuersignale 21 vom Bildaufnahmesystem 1 an den Monitor 4 übertragen werden. Denn zur Anpassung der Farbwiedergabe auf dem Monitor 4 reicht es bereits aus, die zu übertragenden Bildsignale 8 noch vor ihrer Übermittlung an den Monitor 4 mit Hilfe des vorab ermittelten Farbkompensationsparameters 20 anzupassen. Ein steuernder Zugriff auf den Monitor 4 muss daher nicht zwingend erfolgen und kann somit sogar gänzlich entfallen.
Wie die gestrichelte Linie am Bezugseichen 20 in 1 illustriert, kann optional vorgesehen sein, dass ein Bildsignal 8c, welches aus dem Farbtestbild 6 generiert wurde, mit Hilfe des zuvor ermittelten wenigstens einen Farbkompensationsparameters 20 angepasst wird, um so eine angepasste Wiedergabe 6' des Farbtestbilds 6 auf dem Monitor 4 zu erzeugen. Dies ermöglicht es nämlich gerade, dass anschließend erneut ein Abbild 7 des nun auf dem Monitor 4 angezeigten angepassten Farbtestbilds 6'' mit dem Bildsensor 2 des Endoskops 10 aufgenommen werden kann. Dieses angepasste Farbtestbild 6'' beruht dann auf einem Bildsignal 8b, welches aus dem Bildsignal 8c unter Berücksichtigung des Farbkompensationsparameters 20 von der Bildverarbeitungseinheit 3 erzeugt wurde (vgl. 1). Durch ein solches Vorgehen kann die Farbwiedergabe auf dem Monitor 4 Schritt für Schritt so angepasst werden, dass die Abweichung zwischen ursprünglichem Testbild 6 und tatsächlicher Wiedergabe 6` auf dem Monitor 4 schrittweise verringert wird.
Die zuvor erläuterten Verfahrensschritte können somit von dem Bildaufnahmesystem 1 iterativ durchlaufen werden, etwa bis ein Abbruchkriterium erreicht ist, wie dies in 2 dargestellt ist. Die dortigen Verfahrensschritte sind wie folgt:

A) Starten des Farbabgleichs durch Wechsel in den Testbild-Modus 16;
B) Übermitteln des Testbilds 6 von der Kamerasteuerungseinheit 9 an den Monitor 4;
C) Aufzeichnen des auf dem Monitor 4 angezeigten Testbildes 6 mittels des Bildsensors 2 des Endoskops 10 (oder mittels eines sonstigen Bildsensors);
D) Ermittlung der Abweichung zwischen dem aufgenommenen digitalen Abbild 7 des auf dem Monitor 4 angezeigten Farbtestbilds 6` und dem ursprünglichen digitalen Farbtestbild 6 (durch die Berechnungseinheit 11);
E) Bestimmung des wenigstens einen Farbkompensationsparameters 20 aus der ermittelten Abweichung zwischen Abbild 7 und Farbtestbild 6;
F) Ausgabe von mittels des Farbkompensationsparameters 20 angepassten Bildsignalen 8b an den Monitor 4 im Farbbildaufnahme-Modus 15;

Wie in 2 illustriert, kann der Wechsel zwischen den beiden Modi 15 und 16 etwa durch eine manuelle Benutzereingabe 24 am Bildaufnahmesystem 1 initiiert werden. Wie die gestrichelte Linie illustriert, kann aber auch die Schleife der Verfahrensmerkmale A) bis E) iterativ (also mehrmals) durchlaufen werden, wenn im Schritt E) ein Abbruchkriterium noch nicht erreicht worden ist, etwa weil die ermittelte Abweichung zwischen dem Farbtestbild 6 und dem Abbild 7 noch zu groß ist. Wie zuvor erläutert kann bei diesem iterativen Durchlaufen der Prozessschritte A) bis E) das aus dem Farbtestbild 6 erzeugte Bildsignal 8c mithilfe eines zuvor ermittelten Farbkompensationsparameters 20 angepasst werden, um so bereits die Darstellung des Testbilds 6 auf dem Monitor 4 anzupassen und damit beispielsweise den Farbabstand zwischen Farbtestbild 6 und dem Abbild 7 (welches die Bildwiedergabe 6' auf dem Monitor 4 widerspiegelt) zu verringern.
Eine weitere Variante sieht vor, dass die Bildverarbeitungseinheit 3 bei der Bestimmung des wenigstens einen Farbkompensationsparameters 20 auf einen hinterlegten Satz an Farbwiedergabeprofilen zurückgreift; hierbei charakterisiert jedes der Farbwiedergabeprofile die Farbwiedergabe eines bestimmten Monitor-Typs. Das heißt die Bildverarbeitungseinheit 3 kann anhand der zuvor ermittelten Abweichung zwischen dem Abbild 7 und dem Farbtestbild 6 bestimmen, welches der hinterlegten Farbwiedergabeprofile dem momentan angeschlossenen Monitor 4 am besten entspricht und somit dieses Farbwiedergabeprofil berücksichtigen bei der Anpassung der Bildsignale 8 im Farbbildaufnahme-Modus 15.
Mit dem in 3 gezeigten Übertragungskabel 18 zwischen der Kamerasteuerungseinheit 9 und dem Monitor 4 kann eine Kommunikationsschnittstelle 14 zwischen dem Bildaufnahmesystem 1 und dem Monitor 4 realisiert sein, die zum Beispiel als eine HDMI-DDC-Verbindung ausgestaltet sein kann. Dadurch wird das Bildaufnahmesystem 1, genauer die Kamerasteuerungseinheit 9, in die Lage versetzt, Monitorparameter vom Monitor 4 aktiv abzufragen, um so weitere Informationen über den Monitor 4 und damit zu seiner Farbwiedergabe zu erhalten. Solche Monitorparameter können beispielsweise ein bestimmter Herstellercode, eine Produktidentifikationsnummer oder aber auch ein voreingestellter Gammafaktor oder eine sonstige Farbcharakteristik sein. Solche Monitorparameter können hilfreich sein, damit die Bildverarbeitungseinheit 3 aus den hinterlegten Farbwiedergabeprofilen dasjenige Profil auswählt, dass dem Monitor 4 am besten entspricht und/oder um die Bildsignale 8b bestmöglich auf den Monitor 4 anzupassen.
Besonders bevorzugt ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, wenn aus dem Vergleich zwischen dem als Abbild 7 aufgenommenen Farbtestbild 6` und dem ursprünglichen digitalen Farbtestbild 6 ein ganzer Satz an Farbkompensationsparametern 20 extrahiert wird, der zur Anpassung der Bildsignale 8b im Farbbildaufnahme-Modus 15 verwendet wird. Beispielsweise können in der Bildverarbeitungseinheit 3 hinterlegte Look-up-Tables mit Farbwerten, zum Beispiel HSV-Werten, auf Basis der ermittelten Abweichung zwischen Abbild 7 und Farbtestbild 6 angepasst werden, um so die beobachtete Farbabweichung möglichst zu verringern/zu beseitigen. Eine erfindungsgemäße Anpassung von Bildsignalen 8 kann darüber hinaus aber auch beispielsweise die Anpassung eines Bildkontrasts, einer Bildhelligkeit oder einer Bildschärfe umfassen.
Neben dem Abfragen von Monitorparametern kann die Bildverarbeitungseinheit 3 auch dazu eingerichtet sein, wenigstens einen Justageparameter an den Monitor 4 zu übermitteln, um dadurch direkt die Farbwiedergabe des Monitors 4 zu verändern, die der Monitor 4 beispielsweise für ein bestimmtes Bildsignal 8, dass einer bestimmten Bildfarbe entsprechen kann, erzeugt. In diesem Fall greift das Bildaufnahmesystem 1 also (insbesondere zusätzlich zur Anpassung der gelieferten Bildsignale 8) aktiv auf den Monitor 4 steuernd zu und verändert somit die physikalische Farbwiedergabe des Monitors 4 für ein gegebenes Bildsignal 8, d.h. die Farbe, die der Monitor 4 für dieses Bildsignal 8 ausgibt.
Um eine möglichst optimale Anpassung der Farbwiedergabe des Monitors 4 zu ermöglichen ist es zudem vorteilhaft, wenn eine ganze Serie von unterschiedlichen Farbtestbildern 6 auf dem Monitor 4 wiedergegeben werden und jeweils mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens auf Abweichungen hin untersucht werden, beispielweise um so für unterschiedliche Farben jeweilige Farbkompensationsparameter 20 zu bestimmen. Weist das jeweilige Farbtestbild 6 dabei eine bestimmte geometrische Struktur auf, die von dem Bildaufnahmesystem 1 in dem Abbild 7 erkannt werden kann, so kann, beispielsweise durch Anwendung einfacher Bilderkennungsalgorithmen, die Farbwiedergabe 6` des Farbtestbilds 6, die der Monitor 4 erzeugt, innerhalb des Abbilds 7 extrahiert werden. Denn das Abbild 7 umfasst in der Regel, wie in 1 gezeigt, neben dem Monitor 4 auch noch die sonstige Umgebung.
Um den Testbild-Modus 16 gemäß 1 anwenderfreundlich zu gestalten, kann bei der Ermittlung der Abweichung zwischen Abbild 7 und Farbtestbild 6 auch ein Plausibilitätsüberprüfungsschritt durchgeführt werden, der dem Benutzer eine Rückmeldung gibt, wenn der Bildsensor 2 nicht korrekt auf den Monitor 4 ausgerichtet ist.
Zudem kann die Ermittlung der Abweichung zwischen Abbild 7 und Farbtestbild 6 auch noch weitere Berechnungsschritte umfassen, wie etwa eine zeitliche Mittelung zwischen unterschiedlichen Abbildern 7 und/oder das Herausfiltern von einzelnen Pixeln des Monitors 4, die beispielsweise als fehlerhaft erkannt werden von dem Bildaufnahmesystem 1.
Die 5 schließlich zeigt den möglichen Fall, dass ein erfindungsgemäßes Bildaufnahmesystem 1 wenigsten zwei separate Monitore 4 A und B aufweist, die insbesondere parallel / synchron im Farbbildaufnahme-Modus 15 mit optimierter Farbwiedergabe betrieben werden können. Hierzu kann, wie in der 5 angedeutet, vorab zunächst seriell jeder Monitor A und B einzeln mit Hilfe des Bildsensors 2 optisch vermessen und auf Basis des jeweils aufgenommenen Abbilds 7 wenigstens ein Farbkompensationsparameter 20 für den gerade vermessenen Monitor 4 A oder B ermittelt werden. Sind die Farbkompensationsparameter 20 für beide Monitore A und B ermittelt, so können diese anschließend im Farbbildaufnahme-Modus 15 (also dann wenn eine auf den beiden Monitoren wiederzugebende Szene mit dem Bildaufnahmesystem 1 aufgezeichnet wird) eingesetzt werden, um die jeweiligen Bildsignale 8aA und 8aB (die zur Übertragung an den jeweiligen Monitor A/B vorgesehen sind) in die Bildsignale 8bA und 8bB anzupassen (wie in 4 für einen Monitor 4 illustriert).
Ein typisches Prozedere zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens könnte im Fall der 5 zum Beispiel so aussehen: jeweiliges Farbtestbild 6A/6B auf Monitor A und B anzeigen; digitales Abbild 7 des jeweiligen Monitors A aufzeichnen; für jeden Monitor A/B: Vergleichen des jeweiligen aufgezeichneten Abbilds 7A / 7B mit dem ursprünglichen Farbtestbild 6A/6B und Ermittlung der jeweiligen Abweichung zwischen 6A/7A bzw. zwischen 6B/7B; Ermittlung von wenigstens einem Farbkompensationsparameter 20 aus der jeweiligen Abweichung; Verwenden des jeweiligen Farbkompensationsparameters 20 im normalen Farbbildaufnahme-Modus 15, um das jeweilige Bildsignal 8bA/8bB anzupassen, welches an den jeweiligen Monitor 4 A bzw. B übertragen werden soll. Bei einem solchen Vorgehen können die Farbtestbilder 6A/6B identisch oder aber unterschiedlich sein, je nachdem, für welche Farbdarstellung der jeweilige Monitor 4 eingesetzt werden soll. Aber auch bei identischen Farbtestbildern 6 kann die jeweilige ermittelte Abweichung und damit der jeweilige (mindestens eine) Farbkompensationsparameter 20A/20B unterschiedlich sein, z.B. wenn nur einer der Monitore A/B gerade dejustiert ist oder eine sonstige Abweichung in seiner Farbwiedergabe zeigt.
Zusammenfassend wird zur Verbesserung der Farbwiedergabe von mit einem Bildaufnahmesystem 1 in einem Farbbildaufnahme-Modus 15 aufgenommenen Farbbildern auf einem externen Monitor 4 vorgeschlagen, dass das Bildaufnahmesystem 1 in einen Testbild-Modus 16 versetzt wird, in welchem das Bildaufnahmesystem 1 auf Basis wenigstens eines sensorisch erfassten / aufgenommenen digitalen Abbilds 7 eines auf dem Monitor 4 angezeigten Farbtestbilds 6 wenigstens einen Farbkompensationsparameter 20 bestimmt und dass das Bildaufnahmesystem 1 nachfolgend in den Farbbildaufnahme-Modus 15 versetzt wird und in diesem Farbbildaufnahme-Modus 15 Bildsignale 8a, die aus Farbbildern erzeugt werden, die mit einem Bildsensor 2 des Bildaufnahmesystems 1 aufgenommen werden, auf Basis des im Testbild-Modus 16 ermittelten Farbkompensationsparameters 20 anpasst, und zwar noch bevor diese angepassten Bildsignale 8b an den Monitor 4 übermittelt werden (vgl. die 1 und 4).
Bezugszeichenliste

1: Bildaufnahmesystem
2: Bildsensor
3: Bildverarbeitungseinheit
4: Monitor
5: Bildsignaleingang
6: Testbild, insbesondere Farbtestbild
7: digitales Bild/Abbild (von 4)
8: Bildsignal (erzeugt von 3, zur Übermittlung von digitalen Bildern an 4, insbesondere zur Übermittlung von 6)
9: Kamerasteuerungseinheit
10: Endoskop
11: Berechnungseinheit
12: interner Speicher
13: Bildsignalleitung (zur Übermittlung von Bildsignalen von 1/3 an 4)
14: Kommunikationsschnittstelle (zwischen 1 und 4)
15: Bildaufnahme-Modus, insbesondere Farbbildaufnahme-Modus
16: Abfrage-Modus und/oder Testbild-Modus
17: Abbildungsoptik
18: Übertragungskabel
19: Objekt
20: Bildkompensationsparameter, insbesondere Farbkompensationsparameter
21: Steuersignale
22: Steuerleitung
23: Videokabel
24: Benutzereingabe (an 1, insbesondere an 10/3)

Claims

Verfahren zur Wiedergabe von digitalen Bildern auf einem Monitor (4), insbesondere in Falschfarbendarstellung, - wobei die Bilder mit einem Bildsensor (2) eines Bildaufnahmesystems (1) in einem Bildaufnahme-Modus (15) aufgenommen werden und - wobei eine Bildverarbeitungseinheit (3) des Bildaufnahmesystems (1) aus den Bildern jeweilige Bildsignale (8) erzeugt, die einem Bildsignaleingang (5) des Monitors (4) zugeführt werden, um die Bilder auf dem Monitor (4) wiederzugeben, dadurch gekennzeichnet, - dass vor der eigentlichen Wiedergabe der Bilder auf dem Monitor (4) eine für die Bildwiedergabe relevante Information vom Monitor (4), insbesondere von einer Kamerasteuerungseinheit (9) des Bildaufnahmesystems (1), abgerufen wird, und - dass die abgerufene Information, vorzugsweise von der Kamerasteuerungseinheit (9), zur Anpassung der im Bildaufnahme-Modus (15) erzeugten Bildsignale (8) verwendet wird, noch bevor diese Bildsignale (8) an den Monitor (4) übertragen werden.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Bildaufnahmesystem (1), insbesondere die Kamerasteuerungseinheit (9), die Information über eine, vorzugsweise bidirektionale, Kommunikationsschnittstelle (14) vom Monitor (4) abruft, - vorzugsweise indem das Bildaufnahmesystem (1) / die Kamerasteuerungseinheit (9) über die Kommunikationsschnittstelle (14) elektronisch eine Anfrage an den Monitor (4) sendet, - insbesondere wobei der Monitor (4) in Reaktion auf die Anfrage die Information an das Bildaufnahmesystem (1) über die Kommunikationsschnittstelle (14) übermittelt.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, - vorzugsweise wobei auf Basis der vom Monitor (4) abgerufenen Information wenigstens ein Bildkompensationsparameter, insbesondere wenigstens ein Farbkompensationsparameter (20), von dem Bildaufnahmesystems (1) bestimmt und nachfolgend im Bildaufnahme-Modus (15) zur Anpassung der erzeugten Bildsignale (8) verwendet wird, noch bevor diese Bildsignale (8) an den Monitor (4) übertragen werden.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Information - wenigstens einen, vorzugsweise mindestens zwei, der folgenden Monitorparameter umfasst: Herstellercode, Produkt-Identifikationsnummer oder Seriennummer, Herstellungsdatum, Bildschirmgröße, Bildschirm-Aspektverhältnis, Produktkennzeichnung und/oder - wenigstens einen, vorzugsweise mindestens zwei, der folgenden Bildwiedergabeparameter umfasst: voreingestellter Gammafaktor, Farbcharakteristik, Farbraumgröße, Bildschirmauflösung, Timing-Charakteristik, Bildwiederholfrequenz, Pixeltakt, Zeilenfrequenz, und/oder - wobei das Bildaufnahmesystem (1) anhand eines abgerufenen Monitorparameters den verwendeten Monitor (4) identifiziert und wenigstens einen Bildwiedergabeparameter anhand einer in einem Speicher des Bildaufnahmesystems (1) hinterlegten Information zu dem identifizierten Monitor (4) ermittelt und wobei das Bildaufnahmesystem (1) die Bildsignale (8) anhand des so indirekt ermittelten Bildwiedergabeparameters anpasst.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vom Monitor (4) abgerufene Information einen Gammafaktor und/oder eine Farbcharakteristik des Monitors (4) umfasst, und wobei das Bildaufnahmesystem (1) hieraus einen Farbkompensationsparameter errechnet, und zur Anpassung, insbesondere zur Farbkorrektur, der im Bildaufnahme-Modus erzeugten Bildsignale (8) verwendet.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vor der eigentlichen Wiedergabe der Bilder auf dem Monitor (4) ein digitales Testbild (6) auf dem Monitor (4) angezeigt wird, - dass ein digitales Abbild (7) des auf dem Monitor (4) angezeigten Testbilds (6) aufgenommen wird, - vorzugsweise wobei das Abbild (7) mit dem Bildsensor (2) aufgenommen wird, der hierzu in einem Testbild-Modus (16) betrieben wird, - insbesondere wobei als vom Monitor (4) abgerufene Information ein Bildwiedergabeparameter, insbesondere eine Bildauflösung und/oder eine Bildwiederholfrequenz, des Monitors (4) dem Abbild (7) bestimmt wird.
Verfahren gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei das auf dem Monitor (4) angezeigte Testbild (6) wenigstens ein 3D-Bild umfasst und wobei aus dem Abbild (7) ein 3D-pitch des wenigstens einen 3D-Bilds als Bildwiedergabeparameter / als die abgerufene Information ermittelt wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bilder Farbbilder sind und wobei der Bildaufnahme-Modus ein Farbbildaufnahme-Modus (15) ist, - insbesondere wobei eine Bildverarbeitungseinheit (3) des Bildaufnahmesystems (1) aus den aufgenommenen Farbbildern jeweilige Bildsignale (8) erzeugt, die einem Bildsignaleingang (5) des Monitors (4) zugeführt werden, um die Farbbilder auf dem Monitor (4) wiederzugeben.
Verfahren gemäß Anspruch 8, - wobei vor der eigentlichen Wiedergabe der Farbbilder auf dem Monitor (4) ein digitales Farbtestbild (6) auf dem Monitor (4) angezeigt wird, - dass ein digitales Abbild (7) des auf dem Monitor (4) angezeigten Farbtestbilds (6) aufgenommen wird und mit dem ursprünglichen Farbtestbild (6) verglichen wird und - dass in Abhängigkeit einer ermittelten Abweichung zwischen dem Abbild (7) und dem ursprünglichen digitalen Farbtestbild (6) wenigstens ein Farbkompensationsparameter (20) bestimmt wird und - dass nachfolgend im Farbbildaufnahme-Modus (15) der wenigstens eine Farbkompensationsparameter (20) zur Anpassung der im Farbbildaufnahme-Modus (15) erzeugten Bildsignale (8) verwendet wird, noch bevor diese Bildsignale (8) an den Monitor (4) übertragen werden.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das Farbtestbild (6) auf dem Monitor (4) angezeigt wird, indem das Farbtestbild (6) der Bildverarbeitungseinheit (3) des Bildaufnahmesystems (1) zugeführt wird, - insbesondere wobei das Bildaufnahmesystem (1) das Farbtestbild (6) bereitstellt, und die Bildverarbeitungseinheit (3) aus dem Farbtestbild (6) Bildsignale (8) erzeugt, die an den Monitor (4) übermittelt werden, um das Farbtestbild (6) anzuzeigen.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10, - wobei das Abbild (7) mit dem Bildsensor (2) des Bildaufnahmesystems (1) aufgenommen wird, vorzugsweise wobei der Bildsensor (2) hierbei in einem Testbild-Modus (16) betrieben wird, - insbesondere wobei sich der Testbild-Modus (16) in einer Bildaufnahmefrequenz oder in einem sonstigen Bildaufnahmeparameter von dem Bildaufnahme-Modus (15) unterscheidet, oder - wobei das Abbild (7) mit einem separaten Bildsensor (2) aufgenommen wird, vorzugsweise und an die Bildverarbeitungseinheit (3) übertragen wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Farbkompensationsparameter (20) das Bildsignal (8) derart verändert, dass ein Farbunterschied, der zwischen der Wiedergabe (6`) des Farbtestbilds (6) auf dem Monitor (4) und dem Farbtestbild (6) für einen Benutzer besteht, reduziert wird und/oder - wobei die Bildverarbeitungseinheit (3), insbesondere in dem Farbbildaufnahme-Modus (15), die Bildsignale (8) unter Berücksichtigung des wenigstens einen Farbkompensationsparameters (20) erzeugt, - insbesondere wobei im Farbbildaufnahme-Modus (15) der ermittelte wenigstens eine Farbkompensationsparameter (20) unverändert beibehalten wird, insbesondere unabhängig von dynamischen Veränderungen der mit dem Bildsensor (2) aufgenommenen Farbbilder.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei, nach Bestimmung des wenigstens einen Bildkompensationsparameters (20) / Farbkompensationsparameters (20), ein aus dem Testbild (6) / Farbtestbild (6) generiertes Bildsignal (8c) mit Hilfe des wenigstens einen Bildkompensationsparameters (20) Farbkompensationsparameters (20) angepasst wird, um eine angepasste Wiedergabe (6`) des Testbilds (6) / Farbtestbilds (6) auf dem Monitor (4) zu erzeugen, - insbesondere wobei anschließend ein erneutes Abbild (7) des auf dem Monitor (4) angezeigten angepassten Testbilds (6) / Farbtestbilds (6) mit dem Bildsensor (2) aufgenommen wird und die Bestimmung des wenigstens einen Bildkompensationsparameters (20) / Farbkompensationsparameters (20) wiederholt wird, - vorzugsweise wobei diese Schritte iterativ durchlaufen werden bis ein Abbruchkriterium erreicht ist, insbesondere bis die Abweichung zwischen Abbild (7) und ursprünglichem Testbild (6) / Farbtestbild (6) eine gesetzte Anforderung unterschreitet, - insbesondere wobei das Testbild (6) / Farbtestbild (6) nicht verändert wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei der wenigstes eine Bild-/Farbkompensationsparameter (20) ein Satz von Bild-/Farbkompensationsparametern (20) ist, - vorzugsweise der wenigsten zwei der folgenden Parameter umfasst: Farb-Tonwert bzw. Tonwertkurve, Gammafaktor für Farbgammakorrektur, Bildkontrast, Bildhelligkeit, Farbmatrizwert, insbesondere HSV-Wert, Farbkorrekturwert, Farbsättigung, Farbprofil, insbesondere ICC Profil, Bildschärfe.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei bei der Bestimmung des wenigstens einen Farbkompensationsparameters (20) auf einen hinterlegten Satz an Farbwiedergabeprofilen zurückgegriffen wird, die jeweils eine Farbwiedergabe charakterisieren, die ein bestimmter Monitor-Typ liefert, - insbesondere wobei auf Basis - der vom Monitor (4) abgerufenen Information und/oder - der ermittelten Abweichung zwischen dem Abbild (7) und dem ursprünglichen digitalen Farbtestbild (6) eines der hinterlegten Farbwiedergabeprofile ausgewählt wird und zur Bestimmung des wenigstens einen Farbkompensationsparameters (20) verwendet wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf Basis - der vom Monitor (4) abgerufenen Information und/oder - des wenigstens einen Monitorparameters und/oder - der bestimmten Abweichung zwischen Abbild (7) und Farbtestbild (6) ein Farbwiedergabeprofil aus einem Satz an für verschiedene Monitore hinterlegten Farbwiedergabeprofilen selektiert wird und die Bildsignale (8) auf Basis dieses selektierten Farbwiedergabeprofils erzeugt werden, - vorzugsweise wobei das selektierte Farbwiedergabeprofil auf Basis der bestimmten Abweichung zwischen Abbild (7) und Farbtestbild (6) weiter auf den tatsächlich verwendeten Monitor (4) angepasst wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bildverarbeitungseinheit (3) eine jeweilige Falschfarbendarstellung der Farbbilder errechnet ausgehend von mit dem Bildsensor (2) aufgenommenen Bilddaten und/oder auf Basis wenigstens einer hinterlegten Falschfarbe und - wobei das Farbtestbild (6) eine hinterlegte Falschfarbe aufweist, die für die Falschfarbendarstellung verwendet wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Abhängigkeit der Abweichung zwischen dem Abbild (7) und dem ursprünglichen Farbtestbild (6) wenigstens ein Justageparameter an den Monitor (4) übermittelt wird, mit dem sich die Farbwiedergabe des Monitors (4) für ein gegebenes Bildsignal (8) anpassen lässt, insbesondere zusätzlich zur Veränderung der Bildsignale (8) durch die Bildverarbeitungseinheit (3), - insbesondere wobei der wenigstens eine Justageparameter einen, vorzugsweise mindestens zwei, der folgenden Parameter umfasst: Monitorprofil, Farbraum, Farbsättigung, Kontrast, Gamma backlight.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Farbtestbild (6) in Form einer Serie von unterschiedlichen Farbtestbildern (6) auf dem Monitor (4) wiedergegeben wird und/oder - wobei das Farbtestbild (6) oder die Farbtestbilder (6) Farbbalken zur Ermittlung von Kontrast- und/oder Tonwerten aufweisen, - insbesondere wobei jedes der Farbtestbilder (6) jeweils nur eine bestimmte Farbe enthält und/oder - wobei das Farbtestbild (6) oder eines der Farbtestbilder (6) mehrere Farben, insbesondere angeordnet in geometrischen Farbfeldern, aufweist/aufweisen und/oder - wenigstens eine geometrische Struktur, beispielsweise ein Kreuz enthält, die eine Extraktion der Farbwiedergabe (6`) des Farbtestbilds (6) innerhalb des Abbilds (7) mittels eines Bilderkennungsalgorithmus erlaubt, vorzugsweise auch dann noch, wenn das Abbild (7) eine Unschärfe aufweist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ermittlung der Abweichung zwischen Abbild (7) und Farbtestbild (6) einen Plausibilitätsüberprüfungsschritt umfasst, - vorzugsweise wobei das Bildaufnahmesystem (1) anhand einer Auswertung von Bilddaten des Abbilds (7), insbesondere einer Helligkeitsverteilung, und/oder auf Basis einer Mustererkennung des Monitors (4) in dem Abbild (7), dem Benutzer einen Hinweis zur Neuausrichtung des Bildsensors (2) und/oder des Monitors (4) gibt, sofern die Plausibilitätsüberprüfung negativ ausfällt.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ermittlung der Abweichung zwischen Abbild (7) und Farbtestbild (6) einen Berechnungsschritt umfasst, - der eine zeitliche Mittelung realisiert, insbesondere um so Bildschirmflimmern oder sonstige Variationen bei der Bildwiedergabe zu eliminieren, und/oder - der einzelne fehlerhafte Pixel des Monitors (4), insbesondere durch Herausfiltern von Ausreißer-Pixeln, bei der Ermittlung der Abweichung unberücksichtigt lässt.
Bildaufnahmesystem (1), insbesondere endoskopisches Bildaufnahmesystem (1), umfassend - einen Bildsensor (2) und - eine Bildverarbeitungseinheit (3) zur Ausgabe eines Bildsignals (8) an einen externen Monitor (4) dadurch gekennzeichnet, - dass das Bildaufnahmesystem (1), insbesondere die Bildverarbeitungseinheit (3), dazu eingerichtet ist, in einem Bildaufnahme-Modus (15), insbesondere einem Farbbildaufnahme-Modus (15), das Bildsignal (8) noch vor Übertragung an den Monitor (4) mit Hilfe - einer zuvor vom Monitor (4) abgerufenen Information, die für die Bildwiedergabe relevant ist, und/oder - eines Farbkompensationsparameters (20) anzupassen, der mittels eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche bestimmt wurde.
Bildaufnahmesystem (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Bildverarbeitungseinheit (3) in einer Kamerasteuerungseinheit (9) des Bildaufnahmesystems (1) angeordnet ist, - vorzugweise wobei die Kamerasteuerungseinheit (9) eine Berechnungseinheit (11) zur Ermittlung des wenigstens einen Bildkompensationsparameters (20) / Farbkompensationsparameters (20) aufweist und/oder einen internen Speicher (12), in dem ein Testbild (6), insbesondere ein Farbtestbild (6), hinterlegt ist und/oder - wobei das Bildaufnahmesystem (1) dazu eingerichtet ist, eine im Bildaufnahme-Modus (15) verwendete Beleuchtung automatisch auszuschalten, wenn gerade ein Testbild (6), insbesondere ein Farbtestbild (6), von der Kamerasteuerungseinheit (9) an den Monitor (4) übermittelt wird.