DE112015005595T5

DE112015005595T5 - Bildverabeitungsvorrichtung, Verfahren zum Bedienen der Bildverarbeitungsvorrichtung, Programm zum Bedienen der Bildverarbeitungsvorrichtung und Endoskopvorrichtung

Info

Publication number: DE112015005595T5
Application number: DE112015005595.9T
Authority: DE
Inventors: Jumpei Takahashi
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2015-01-20
Filing date: 2015-01-20
Publication date: 2017-09-28
Also published as: JPWO2016117036A1; CN107113405A; JP6401800B2; WO2016117036A1; CN107113405B; US20170296033A1; US10765295B2

Abstract

Eine Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Bewegungserfassungsbilderzeugungseinheit (411), die dafür konfiguriert ist, Mittelungsverarbeitung auf Pixelwerten von Pixeln auszuführen, die in einer Gruppe einer Mehrzahl von Pixeln mit unterschiedlichen Farbfiltern enthalten sind, um einen Signalwert zum Erzeugen von Bewegungserfassungsbildern zu erlangen und die Bewegungserfassungsbilder zur Erfassung von Bewegung zwischen aufgenommenen Bildern zu unterschiedlichen Zeitpunkten auf Grundlage des durch die Mittelungsverarbeitung erlangten Signalwertes derart zu erzeugen, dass bei der Weißlichtbildgebung ein Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem Filter zur Passage von Licht einer Luminanzkomponente eines aufgenommenen Bildes bei der Weißlichtbildgebung derart eingestellt wird, dass es größer oder gleich einem Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem anderen Typ von Filter ist, während bei der Schmalbandbildgebung ein Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem Filter zur Passage von Licht einer Luminanzkomponente eines aufgenommenen Bildes bei der Schmalbandbildgebung derart eingestellt wird, dass es größer oder gleich einem Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem anderen Typ von Filter ist; und eine Bewegungserfassungsverarbeitungseinheit (412), die dafür konfiguriert ist, auf Grundlage der Bewegungserfassungsbilder die Bewegung zwischen zwei der Bewegungserfassungsbilder zu erfassen, die auf Grundlage der aufgenommenen Bilder zu den unterschiedlichen Zeitpunkten erzeugt werden.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bildverarbeitungsvorrichtung zum Ausführen von Signalverarbeitung auf einem Abbildungssignal, das von einem Bildsensor erzeugt wird, um ein Bildsignal zu erzeugen. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Bedienen der Bildverarbeitungsvorrichtung, ein Programm zum Bedienen der Bildverarbeitungsvorrichtung und eine Endoskopvorrichtung, die die Bildverarbeitungsvorrichtung umfasst.
Hintergrund
In der verwandten Technik wurden Endoskopvorrichtungen umfassend für verschiedene Tests auf dem medizinischen Gebiet und dem industriellen Gebiet verwendet. Von diesen sind Endoskopvorrichtungen für medizinische Zwecke beliebt, da sie In-vivo-Bilder eines Subjekts ohne die Notwendigkeit eines Einschnitts in den Patienten erlangen können durch Einführung einer länglichen, biegbaren Einführeinheit, die mit einem Bildsensor vorgesehen ist, der eine Mehrzahl von Pixeln an einem distalen Ende davon umfasst, in das Subjekt, wie beispielsweise einen Patienten, wodurch die Belastung des Subjekts reduziert wird.
Als Bildgebungsverfahren solcher Endoskopvorrichtungen sind Weißlichtbildgebung (WLI) unter Verwendung von Weißbeleuchtungslicht und Schmalbandbildgebung (NBI) unter Verwendung von Beleuchtungslicht, das aus zwei Typen von Schmalbandlicht gebildet ist (Schmalbandbeleuchtungslicht), die jeweils in einem blauen und einem grünen Wellenlängenband enthalten sind, bereits umfassend bekannt in dem betroffenen technischen Gebiet. Betrachtet man solche Bildgebungsverfahren von Endoskopvorrichtungen, ist es wünschenswert, die Beobachtung auszuführen, während man zwischen der Weißlichtbildgebung (WLI-Modus) und der Schmalbandbildgebung (NBI-Modus) wechselt. Der WLI-Modus hat Eigenschaften, dass für die Diagnose wichtige biologische Strukturen (Blutgefäße, Schleimhäute etc.) durch ein Signal einer grünen Komponente dargestellt werden (G-Signal). Im Gegensatz dazu hat der NBI-Modus Eigenschaften, dass biologische Strukturen durch ein Signal einer blauen Komponente angezeigt werden (B-Signal).
Um ein Farbbild durch das vorstehend beschriebene Bildgebungsverfahren zu erzeugen und anzuzeigen, ist ein Farbfilter, wo eine Mehrzahl von Filtern in einer Matrixform in der Einheit einer Filteranordnung angeordnet ist, die allgemein als eine Bayer-Matrix bezeichnet wird, auf einer Licht-empfangenden Fläche eines Bildsensors vorgesehen, um ein von dem Bildsensor einer Einzelplatte aufgenommenes Bild zu erlangen. Die Bayer-Matrix ist durch Anordnen von vier Filtern gebildet, durch die Licht von Wellenlängenbändern von Rot (R), Grün (G), Grün (G), und Blau (B) entsprechend in 2×2 passiert, wobei die G-Filter zur Passage von Licht eines grünen Wellenlängenbands diagonal angeordnet sind. Jedes der Pixel empfängt Licht eines Wellenlängenbands, das den Filter passiert, und der Bildsensor erzeugt ein elektrisches Signal einer Farbkomponente, die einer Farbe dieses Wellenlängenbands entspricht.
Als eine Technik zur Reduzierung von in einem Farbbild enthaltenem Rauschen, ist eine Bildverarbeitungsvorrichtung bekannt, die einen Bewegungsvektor zwischen zeitlich kontinuierlichen Bildern erfasst und das Rauschen in dem Bild gemäß dem erfassten Bewegungsvektor reduziert (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
Als eine Technik zur Erfassung eines Bewegungsvektors zwischen Bildern, die unter Verwendung eines Bildsensors erzeugt werden, der einen Farbfilter der Bayer-Matrix umfasst, wird eine Bewegungsvektorerfassungsvorrichtung verwendet, die einen Bewegungsvektor unter Verwendung eines Luminanzsignals (Y-Signal) erfasst, das durch Ableiten eines arithmetischen Mittels von vier von der Bayer-Matrix erzeugten Farbsignalen erzeugt wird (siehe beispielsweise Patentliteratur 2).
Literaturliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 2005-150903 A
Patentliteratur 2: Japanische Patent-Nr. 4630174

Kurzbeschreibung
Technisches Problem
Wenn ein Bewegungsvektor durch die in Patentliteratur 2 offenbarte Technik erfasst wird, wird ein Bildsensor einer Bayer-Matrix verwendet, wo ein Verhältnis von Pixeln, die mit einem G-Filter vorgesehen sind, der ein G-Signal erzeugt, groß ist (die Hälfte aller Pixel) und somit das G-Signal bei erzeugten Y-Signalen dominant ist. Aus diesem Grund kann in dem WLI-Modus, wo biologische Strukturen durch das G-Signal dargestellt werden, ein Bewegungsvektor mit einer hohen Genauigkeit erlangt werden. In dem NBI-Modus, wo biologische Strukturen durch das B-Signal dargestellt werden, kann jedoch eine Erfassungsgenauigkeit von Bewegungsvektoren unvorteilhafterweise nachlassen, da ein Verhältnis von Pixeln, die empfindlich gegenüber dem Schmalbandbeleuchtungslicht sind, das in einem blauen Wellenlängenband enthalten ist, klein ist (ein Viertel aller Pixel). Aus diesem Grund ist eine Technik erwünscht, die die Erfassung eines Bewegungsvektors mit einer hohen Genauigkeit bei beiden der Bildgebungsverfahren ermöglicht.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehend beschriebenen Situation erdacht und eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Bildverarbeitungsvorrichtung, die einen Bewegungsvektor mit hoher Genauigkeit der Auflösung bei jeder der Weißlichtbildgebung und der Schmalbandbildgebung erfassen kann, ein Verfahren zum Bedienen der Bildverarbeitungsvorrichtung, ein Programm zum Bedienen der Bildverarbeitungsvorrichtung und eine Endoskopvorrichtung bereitzustellen.
Lösung des Problems
Um das vorstehend beschriebene Problem und die Aufgabe zu lösen, ist eine Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß der Erfindung eine Bildverarbeitungsvorrichtung zum Erzeugen eines aufgenommenen Bildes auf Grundlage eines Signalwertes, der durch eine Mehrzahl von Pixeln gemäß einem von Weißbeleuchtungslicht bei Weißlichtbildgebung und Schmalbandbeleuchtungslicht bei Schmalbandbildgebung erzeugt wird, wobei das Weißbeleuchtungslicht rote, grüne und blaue Wellenlängenbänder umfasst, wobei das Schmalbandbeleuchtungslicht in einem des roten, grünen und blauen Wellenlängenbands enthalten ist. Die Bildverarbeitungsvorrichtung umfasst: eine Bewegungserfassungsbilderzeugungseinheit, die dafür konfiguriert ist, Mittelungsverarbeitung auf Pixelwerten von Pixeln auszuführen, die in einer Gruppe einer Mehrzahl von Pixeln mit unterschiedlichen Farbfiltern enthalten sind, um einen Signalwert zum Erzeugen von Bewegungserfassungsbildern zu erlangen und die Bewegungserfassungsbilder zur Erfassung von Bewegung zwischen aufgenommenen Bildern zu unterschiedlichen Zeitpunkten auf Grundlage des durch die Mittelungsverarbeitung erlangten Signalwertes derart zu erzeugen, dass bei der Weißlichtbildgebung ein Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem Filter zur Passage von Licht einer Luminanzkomponente eines aufgenommenen Bildes bei der Weißlichtbildgebung derart eingestellt wird, dass es größer oder gleich einem Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem anderen Typ von Filter ist, während bei der Schmalbandbildgebung ein Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem Filter zur Passage von Licht einer Luminanzkomponente eines aufgenommenen Bildes bei der Schmalbandbildgebung derart eingestellt wird, dass es größer oder gleich einem Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem anderen Typ von Filter ist; und eine Bewegungserfassungsverarbeitungseinheit, die dafür konfiguriert ist, auf Grundlage der von der Bewegungserfassungsbilderzeugungseinheit erzeugten Bewegungserfassungsbilder die Bewegung zwischen zwei der Bewegungserfassungsbilder zu erfassen, die auf Grundlage der aufgenommenen Bilder zu den unterschiedlichen Zeitpunkten erzeugt werden.
Zur Lösung des vorstehend beschriebenen Problems und der Aufgabe ist ein Verfahren zum Bedienen einer Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß der Erfindung ein Verfahren zum Bedienen einer Bildverarbeitungsvorrichtung zum Erzeugen eines aufgenommenen Bildes auf Grundlage eines Signalwertes, der durch eine Mehrzahl von Pixeln gemäß einem von Weißbeleuchtungslicht bei Weißlichtbildgebung und Schmal bandbeleuchtungslicht bei Schmalbandbildgebung erzeugt wird, wobei das Weißbeleuchtungslicht rote, grüne und blaue Wellenlängenbänder umfasst, wobei das Schmalbandbeleuchtungslicht in einem des roten, grünen und blauen Wellenlängenbands enthalten ist. Das Verfahren umfasst:
einen Bewegungserfassungsbilderzeugungsschritt der Ausführung, durch
eine Bewegungserfassungsbilderzeugungseinheit, von Mittelungsverarbeitung auf Pixelwerten von Pixeln, die in einer Gruppe einer Mehrzahl von Pixeln mit unterschiedlichen Farbfiltern enthalten sind, um einen Signalwert zum Erzeugen von Bewegungserfassungsbildern zu erlangen, und des Erzeugens der Bewegungserfassungsbilder zur Erfassung von Bewegung zwischen aufgenommenen Bildern zu unterschiedlichen Zeitpunkten auf Grundlage des durch die Mittelungsverarbeitung erlangten Signalwertes derart, dass bei der Weißlichtbildgebung ein Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem Filter zur Passage von Licht einer Luminanzkomponente eines aufgenommenen Bildes bei der Weißlichtbildgebung derart eingestellt wird, dass es größer oder gleich einem Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem anderen Typ von Filter ist, während bei der Schmalbandbildgebung ein Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem Filter zur Passage von Licht einer Luminanzkomponente eines aufgenommenen Bildes bei der Schmalbandbildgebung derart eingestellt wird, dass es größer oder gleich einem Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem anderen Typ von Filter ist; und einen Bewegungserfassungsverarbeitungsschritt des Detektierens, durch eine Bewegungserfassungsverarbeitungseinheit, auf Grundlage der von der Bewegungserfassungsbilderzeugungseinheit erzeugten Bewegungserfassungsbilder, der Bewegung zwischen zwei der Bewegungserfassungsbilder, die auf Grundlage der aufgenommenen Bilder zu den verschiedenen Zeitpunkten erzeugt werden.
Zur Lösung des vorstehend beschriebenen Problems und der Aufgabe ist ein Programm zum Bedienen einer Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß der Erfindung ein Programm zum Bedienen einer Bildverarbeitungsvorrichtung zur Erzeugung eines aufgenommenen Bildes auf Grundlage eines Signalwertes, der durch eine Mehrzahl von Pixeln gemäß einem von Weißbeleuchtungslicht bei Weißlichtbildgebung und Schmalbandbeleuchtungslicht bei Schmalbandbildgebung erzeugt wird, wobei das Weißbeleuchtungslicht rote, grüne und blaue Wellenlängenbänder umfasst, wobei das Schmalbandbeleuchtungslicht in einem des roten, grünen und blauen Wellenlängenbands enthalten ist. Das Programm bewirkt, dass die Bildverarbeitungsvorrichtung ausführt: einen Bewegungserfassungsbilderzeugungsschritt der Ausführung, durch
eine Bewegungserfassungsbilderzeugungseinheit, von Mittelungsverarbeitung auf Pixelwerten von Pixeln, die in einer Gruppe einer Mehrzahl von Pixeln mit unterschiedlichen Farbfiltern enthalten sind, um einen Signalwert zum Erzeugen von Bewegungserfassungsbildern zu erlangen, und des Erzeugens der Bewegungserfassungsbilder zur Erfassung von Bewegung zwischen aufgenommenen Bildern zu unterschiedlichen Zeitpunkten auf Grundlage des durch die Mittelungsverarbeitung erlangten Signalwertes derart, dass bei der bei der Weißlichtbildgebung ein Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem Filter zur Passage von Licht einer Luminanzkomponente eines aufgenommenen Bildes bei der Weißlichtbildgebung derart eingestellt wird, dass es größer oder gleich einem Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem anderen Typ von Filter ist, während bei der Schmalbandbildgebung ein Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem Filter zur Passage von Licht einer Luminanzkomponente eines aufgenommenen Bildes bei der Schmalbandbildgebung derart eingestellt wird, dass es größer oder gleich einem Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem anderen Typ von Filter ist; und einen Bewegungserfassungsverarbeitungsschritt des Detektierens, durch eine Bewegungserfassungsverarbeitungseinheit, auf Grundlage der von der Bewegungserfassungsbilderzeugungseinheit erzeugten Bewegungserfassungsbilder, der Bewegung zwischen zwei der Bewegungserfassungsbilder, die auf Grundlage der aufgenommenen Bilder zu den verschiedenen Zeitpunkten erzeugt werden.
Zur Lösung des vorstehend beschriebenen Problems und der Aufgabe ist eine Endoskopvorrichtung gemäß der Erfindung eine Endoskopvorrichtung zur Ausführung von Weißlichtbildgebung und Schmalbandlichtbildgebung. Die Endoskopvorrichtungen umfasst: eine Lichtquelleneinheit, die dafür konfiguriert ist, eines von einem Weißbeleuchtungslicht und einem Schmalbandbeleuchtungslicht auszustrahlen, wobei das Weißbeleuchtungslicht rote, grüne und blaue Wellenlängenbänder umfasst, das Schmalbandbeleuchtungslicht zwei Schmalbänder umfasst, die in einem der Wellenlängenbänder von Luminanzkomponenten bei der Weißlichtbildgebung und der Schmalbandlichtbildgebung enthalten sind; einen Bildsensor mit einer Mehrzahl von in einer Matrixform angeordneten Pixeln, wobei die Mehrzahl von Pixeln dafür konfiguriert ist, Licht zu empfangen und photoelektrische Wandlung auf dem empfangenen Licht auszuführen, um ein elektrisches Signal zu erzeugen; einen Farbfilter mit einer Mehrzahl von Filtereinheiten, die auf einer Lichtempfangenden Fläche des Bildsensors angeordnet sind, wobei jede der Mehrzahl von Filtereinheiten einen ersten Filter, einen zweiten Filter und einen dritten Filter umfasst, wobei der erste Filter für die Passage von Licht von Wellenlängenbändern einer Luminanzkomponente bei der Weißlichtbildgebung und einer Luminanzkomponente bei der Schmalbandlichtbildgebung konfiguriert ist, der zweite Filter für die Passage von Licht eines Wellenlängenbands der Luminanzkomponente bei der Weißlichtbildgebung konfiguriert ist und der dritte Filter für die Passage von Licht eines Wellenlängenbands der Luminanzkomponente bei der Schmalbandlichtbildgebung konfiguriert ist; und die Bildverarbeitungsvorrichtung.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der Erfindung ist es möglich, einen Bewegungsvektor mit einer hohen Genauigkeit bei jeder der Weißlichtbildgebung und der Schmalbandbildgebung zu erfassen.
Kurze Beschreibung von Zeichnungen
1 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer Endoskopvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein schematisches Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer Endoskopvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration von Pixeln gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist ein schematisches Diagramm, das eine beispielhafte Konfiguration eines Farbfilters gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist ein Diagramm, das beispielhafte Eigenschaften der entsprechenden Filter der Farbfilter gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt sowie das Diagramm, das die Beziehung zwischen der Wellenlänge von Licht und der Übertragung der entsprechenden Filter zeigt.
6 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Wellenlänge und der Lichtmenge von Beleuchtungslicht zeigt, das von einer Beleuchtungseinheit der Endoskopvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestrahlt wird.
7 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Wellenlänge und der Übertragung von Beleuchtungslicht durch einen Schaltfilter zeigt, der in der Beleuchtungseinheit der Endoskopvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten ist.
8 ist ein Diagramm, das die von einer Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit der Endoskopvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführte Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitung erläutert.
9 ist ein Diagramm, das die von der Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit der Endoskopvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführte Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitung erläutert.
10 ist ein Diagramm, das die von der Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit der Endoskopvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführte Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitung erläutert.
11 ist ein Diagramm, das die von der Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit der Endoskopvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführte Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitung erläutert.
12A ist ein Diagramm, das die von der Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit der Endoskopvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführte Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitung erläutert.
12B ist ein Diagramm, das die von der Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit der Endoskopvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführte Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitung erläutert.
13 ist ein Diagramm, das die von der Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit der Endoskopvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführte Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitung erläutert
14 ist ein Diagramm, das die von der Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit der Endoskopvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführte Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitung erläutert.
15 ist ein Diagramm, das die von der Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit der Endoskopvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführte Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitung erläutert.
16 ist ein Diagramm, das die von der Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit der Endoskopvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführte Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitung erläutert.
17 ist ein Diagramm, das schematisch die Bewegung zwischen Bildern zu unterschiedlichen Abbildungszeiten erläutert, die von einer Bewegungserfassungsverarbeitungseinheit der Endoskopvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgenommen werden.
18 ist ein Ablaufdiagramm, das Signalverarbeitung zeigt, die von einem Prozessor der Endoskopvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
19 ist ein Diagramm, das die von der Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit der Endoskopvorrichtung gemäß einer vierten Modifizierung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführte Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitung erläutert.
20 ist ein Diagramm, das die von der Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit der Endoskopvorrichtung gemäß der vierten Modifizierung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführte Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitung erläutert.
21 ist ein Diagramm, das die von der Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit der Endoskopvorrichtung gemäß der vierten Modifizierung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführte Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitung erläutert.
22 ist ein Diagramm, das die von der Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit der Endoskopvorrichtung gemäß der vierten Modifizierung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführte Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitung erläutert.
23 ist ein Diagramm, das die von der Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit der Endoskopvorrichtung gemäß einer fünften Modifizierung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführte Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitung erläutert.
Arten zur Ausführung der vorliegenden Erfindung (nachstehend als „Ausführungsform(en)” bezeichnet), sind nachstehend beschrieben. In den Ausführungsformen wird als eine beispielhafte Vorrichtung, die eine Bildverarbeitungsvorrichtung umfasst, auf eine Endoskopvorrichtung für medizinische Zwecke Bezug genommen, die In-vivo-Bilder eines Patienten oder dergleichen aufnimmt und anzeigt. Die vorliegende Erfindung ist nicht durch die Ausführungsformen beschränkt. Die gleichen Bezugszeichen werden zur Bezeichnung der gleichen Elemente in allen Zeichnungen verwendet.
(Ausführungsformen)
1 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer Endoskopvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist ein schematisches Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer Endoskopvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine in 1 und 2 gezeigte Endoskopvorrichtung 1 umfasst: ein Endoskop 2, das ein In-vivo-Bild eines beobachteten Bereichs durch Einführung einer Einführeinheit 21 in ein Subjekt aufnimmt und ein elektrisches Signal erzeugt; eine Lichtquelleneinheit 3, die Beleuchtungslicht erzeugt, das von einem distalen Ende des Endoskops 2 ausgestrahlt wird; einen Prozessor 4, der vorbestimmte Bildverarbeitung auf dem von dem Endoskop 2 erlangten elektrischen Signal ausführt und die Gesamtsteuerung der Endoskopvorrichtung 1 ausführt; und eine Anzeigeeinheit 5, die das In-vivo-Bild anzeigt, auf dem die Bildverarbeitung von dem Prozessor 4 ausgeführt wurde. Die Endoskopvorrichtung 1 erlangt ein In-vivo-Bild in einem Subjekt durch Einführung der Einführeinheit 21 in das Subjekt wie beispielsweise einen Patienten. Eine Bedienungsperson, wie beispielsweise ein Arzt, betrachtet das aufgenommene In-vivo-Bild und untersucht dadurch, ob es eine zu erfassende blutende Stelle oder Tumorstelle gibt.
Das Endoskop 2 umfasst: die Einführeinheit 21, die biegbar und länglich ist; eine Bedienungseinheit 22, die mit einer proximalen Endseite der Einführeinheit 21 verbunden ist und die Eingabe verschiedener Betätigungssignale empfängt; und ein Universalkabel 23, das sich in eine andere Richtung erstreckt als die Richtung, in die sich die Einführeinheit 21 von der Bedienungseinheit 22 erstreckt, und verschiedene Kabel enthält, die mit der Lichtquelleneinheit 3 und dem Prozessor 4 verbunden sind.
Die Einführeinheit 21 umfasst: einen distalen Endteil 24, der einen Bildsensor 202 umfasst, in dem Pixel (Photodioden) zum Empfangen von Licht und zum Ausführen von photoelektrischer Wandlung auf dem empfangenen Licht zur Erzeugung eines Abbildungssignales in einer Matrixform angeordnet sind; einen Biegeteil 25, der biegbar ist und aus einer Mehrzahl von Biegeteilen gebildet ist; und einen länglichen biegbaren Schlauchteil 26, der mit einer proximalen Endseite des Biegeteils 25 verbunden ist.
Die Bedienungseinheit 22 umfasst: Einen Biegeknopf 221, der bewirkt, dass der Biegeteil 25 sich in die vertikale Richtung und die horizontale Richtung biegt; eine Behandlungsinstrumenteinführeinheit 222 zur Einführung eines Behandlungsinstruments, wie beispielsweise eines Forceps, eines elektrischen Skalpells und einer Untersuchungssonde, in ein Subjekt; und eine Mehrzahl von Schaltern 223 zur Eingabe eines Befehlssignals, um zu bewirken, dass die Lichtquelleneinheit 3 einen Schaltvorgang von Beleuchtungslicht ausführt, ein Bedienungsbefehlssignal für eine externe Vorrichtung, die mit einem Behandlungsinstrument oder dem Prozessor 4 verbunden ist, ein Wasserzufuhrbefehlssignal zur Zufuhr von Wasser, ein Saugbefehlssignal zur Ausführung eines Saugvorgangs oder sonstige Befehlssignale. Ein von der Behandlungsinstrumenteinführeinheit 222 eingeführtes Behandlungsinstrument liegt frei von einem Öffnungsteil (nicht gezeigt) über einen Behandlungsinstrumentkanal (nicht gezeigt), der in einem distalen Ende des distalen Endteils 24 enthalten ist.
Das Universalkabel 23 umfasst mindestens einen Lichtleiter 203 und ein Sammelkabel, wo einer oder mehrere Signalkabel gebündelt sind. Das Sammelkabel umfasst Signalkabel zum Senden und Empfangen eines Signals zu und von dem Endoskop 2, der Lichtquelleneinheit 3 und dem Prozessor 4 und umfasst einen Signaldraht zum Senden und Empfangen von Einstelldaten, einen Signaldraht zum Senden und Empfangen eines Bildsignals, einen Signaldraht zum Senden und Empfangen eines Zeitsignals zum Treiben des Bildsensors 202 und andere Signalkabel.
Das Endoskop 2 umfasst ein optisches Bildgebungssystem 201, den Bildsensor 202, den Lichtleiter 203, eine Beleuchtungslinse 204, einen A/D-Wandler 205 und eine Bildgebungsinformationsspeichereinheit 206.
Das optische Bildgebungssystem 201 ist am distalen Endteil 24 vorgesehen und konzentriert Licht von mindestens einem beobachteten Bereich. Das optische Bildgebungssystem 201 ist aus einer oder mehreren Linsen gebildet. Das optische Bildgebungssystem 201 kann einen optischen Zoommechanismus, der den Betrachtungswinkel ändert, und einen Fokusmechanismus, der den Fokus ändert, umfassen.
Der Bildsensor 202 ist bezüglich einer optischen Achse des optischen Bildgebungssystems 201 vertikal angeordnet und erzeugt ein elektrisches Signal (Bildsignal) durch photoelektrische Wandlung eines Bildes von von dem optischen Bildgebungssystem 201 gebildeten Licht. Der Bildsensor 202 ist durch Verwendung eines ladungsgekoppelten Bauelement(CCD)-Bildsensors, eines sich ergänzenden Metall-Oxid-Halbleiter(CMOS)-Bildsensors oder anderen Sensoren implementiert.
3 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration von Pixeln des Bildsensors 202 zeigt. In dem Bildsensor 202 ist die Mehrzahl von Pixeln zum Empfangen von Licht von dem optischen Bildgebungssystem 201 in einer Matrixform angeordnet. Der Bildsensor 202 erzeugt ferner ein elektrisches Signal (auch als ein Bildsignal bezeichnet) durch Ausführung von photoelektrischer Wandlung auf von jedem der Pixel empfangenem Licht. Dieses elektrische Signal umfasst einen Pixelwert (Luminanzwert) jedes der Pixel, Positionsinformation der Pixel oder sonstige Informationen. In 3 ist ein Pixel, das in einer Spalte i und in einer Reihe j angeordnet ist, als Pixel P_ij bezeichnet, wobei i und j natürliche Zahlen einschließlich null sind.
Der Bildsensor 202 umfasst einen Farbfilter 202a, der zwischen dem optischen Bildgebungssystem 201 und dem Bildsensor 202 vorgesehen ist und eine Mehrzahl von Filtern hat, die jeweils Licht eines Wellenlängenbands übertragen, das separat auf jeden der Filter eingestellt ist. Der Farbfilter 202a ist auf einer Lichtempfangenden Fläche des Bildsensors 202 enthalten.
4 ist ein schematisches Diagramm, das eine beispielhafte Konfiguration des Farbfilters 202a zeigt. In dem Farbfilter 202a sind Filtereinheiten U1, die jeweils von vier Filtern gebildet werden, die in einer 2×2 Matrixform angeordnet sind, in einer Matrixform angeordnet, die einer Anordnung eines Pixels P_ij entspricht. Mit anderen Worten wird eine Filteranordnung der Filtereinheit U1 als ein Basismuster betrachtet und ist das Basismuster in dem Farbfilter 202a wiederholt angeordnet. Eine Licht-empfangende Fläche jedes der Pixel ist mit einem Filter angeordnet, durch den Licht eines vorbestimmten Wellenlängenbands passiert. Deshalb passiert das mit dem Filter vorgesehene Pixel P_ij Licht des Wellenlängenbands, das durch den Filter passiert. Beispielsweise empfängt ein mit einem Filter durch den Licht eines grünen Wellenlängenbands passiert, vorgesehenes Pixel P_ij, Licht des grünen Wellenlängenbands. Nachstehend wird ein Pixel P_ij, das Licht des grünen Wellenlängenbands empfängt, als ein G-Pixel bezeichnet. Auf ähnliche Weise wird ein Pixel, das Licht eines blauen Wellenlängenbands empfängt, als ein B-Pixel bezeichnet und ein Pixel, das Licht eines roten Wellenlängenbands empfängt, als ein R-Pixel bezeichnet.
Durch die Filtereinheit U1 passiert Licht des blauen (B) Wellenlängenbands (H_B), des grünen (G) Wellenlängenbands (H_G) und des roten (R) Wellenlängenbands (H_R). Ferner ist die Filtereinheit U1 aus einem blauen Filter (B-Filter), durch den Licht des Wellenlängenbands H_B passiert, einen grünen Filter (G-Filter), durch den Licht des Wellenlängenbands H_G passiert und einen roten Filter (R-Filter) durch den Licht des Wellenlängenbands H_R passiert, gebildet. Die beiden G-Filter sind diagonal angeordnet, während der B-Filter und der R-Filter diagonal angeordnet sind, wodurch sie eine sogenannte Bayer-Matrix bilden. In der Filtereinheit U1 ist die Dichte der G-Filter höher als die Dichte der B-Filter oder der R-Filter. Mit anderen Worten ist die Dichte der G-Pixel höher als die Dichte der B-Pixel oder der R-Pixel in dem Bildsensor 202. Das rote, grüne und blaue Wellenlängenband H_B, H_G und H_R sind beispielsweise entsprechend 380 nm bis 500 nm, 480 nm bis 600 nm, und 580 nm bis 650 nm.
5 ist ein Diagramm, das beispielhafte Eigenschaften der entsprechenden Filter des Farbfilters gemäß der Ausführungsform so wie ein Diagramm zeigt, das die Beziehung zwischen der Wellenlänge von Licht und der Übertragung der entsprechenden Filter zeigt. In 5 sind Übertragungskurven normalisiert, sodass der maximale Wert der Übertragung jedes der Filter äquivalent wird. Eine in 5 gezeigte Kurve L_b (durchgezogene Linie) stellt eine Übertragungskurve des B-Filters dar, eine Kurve L_g (gestrichelte Linie) stellt eine Übertragungskurve des G-Filters dar und eine Kurve L_r (abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie) stellt eine Übertragungskurve des G-Filters dar. Wie in 5 gezeigt, passiert durch den B-Filter das Licht des Wellenlängenbands H_B, durch den G-Filter Licht des Wellenlängenbands H_G und durch den R-Filter Licht des Wellenlängenbands H_R.
Jetzt wieder mit Bezugnahme auf die Beschreibungen in 1 und 2 ist/der Lichtleiter 203 aus einer Glasfaser oder dergleichen gebildet und bildet dadurch einen Strahlenleitgang von Licht, das von der Lichtquelleneinheit 3 ausgestrahlt wird.
Die Beleuchtungslinse 204 ist an einem distalen Ende des Lichtleiters 203 vorgesehen und diffundiert von dem Lichtleiter 203 geleitetes Licht und gibt das Licht außerhalb des distalen Endteils 24 aus.
Der A/D-Wandler 205 führt A/D-Wandlung auf dem von den Bildsensor 202 erzeugten elektrischen Signal aus und gibt das umgewandelte elektrische Signal an den Prozessor 4 aus. Der A/D-Wandler 205 wandelt das von dem Bildsensor 202 erzeugte elektrische Signal in digitale Daten (Abbildungssignal) von beispielsweise zwölf Bits um.
Die Bildgebungsinformationsspeichereinheit 206 speichert Daten, die verschiedene Programme enthalten, um den Betrieb des Endoskops 2 zu bewirken, verschiedene Parameter, die für den Betrieb des Endoskops 2 erforderlich sind, eine Identifikationsinformation des Endoskops 2. Außerdem umfasst die Bildgebungsinformationsspeichereinheit 206 eine Identifikationsinformationsspeichereinheit 261, die Identifikationsinformation speichert. Identifikationsinformation umfasst spezielle Information (ID) des Endoskops 2, Herstellungsjahr, Spezifikationsinformation, Übertragungsverfahren, Information über die Filteranordnung des Farbfilters 202a etc. Die Bildgebungsinformationsspeichereinheit 206 ist durch einen Flashspeicher oder dergleichen implementiert.
Als nächstes wird eine Konfiguration der Lichtquelleneinheit 3 beschrieben. Die Lichtquelleneinheit 3 umfasst eine Beleuchtungseinheit 31 und eine Beleuchtungssteuereinheit 32.
Die Beleuchtungseinheit 31 schaltet zwischen einer Mehrzahl von Strahlen von Beleuchtungslicht mit unterschiedlichen Wellenlängenbändern um und strahlt das Beleuchtungslicht unter Steuerung durch die Beleuchtungssteuereinheit 32 aus. Die Beleuchtungseinheit 31 umfasst eine Lichtquelle 31a, einen Lichtquellentreiber 31b, einen Schaltfilter 31c, eine Treibereinheit 31d, einen Treiber 31e und eine Kondensorlinse 31f.
Die Lichtquelle 31a strahlt Weißbeleuchtungslicht, das Licht des roten, grünen und blauen Wellenlängenbands H_R, H_G, H_B umfasst, unter Steuerung durch die Beleuchtungssteuereinheit 32 aus. Von der Lichtquelle 31a erzeugtes Weißbeleuchtungslicht wird außerhalb des distalen Endteils 24 über den Schaltfilter 31c, die Kondensorlinse 31f und den Lichtleiter 203 ausgestrahlt. Die Lichtquelle 31a ist durch eine Lichtquelle, die Weißlicht ausstrahlt, wie beispielsweise eine weiße LED oder eine Xenophon-Lampe, implementiert.
Der Lichtquellentreiber 31b führt der Lichtquelle 31a unter Steuerung durch die Beleuchtungssteuereinheit 32 einen Strom zu und bewirkt dadurch, dass die Lichtquelle 31a Weißbeleuchtungslicht ausstrahlt.
Durch den Schaltfilter 31c passiert nur blaues Schmalbandlicht und grünes Schmalbandlicht von dem von der Lichtquelle 31a ausgestrahlten Weißbeleuchtungslicht. Der Schaltfilter 31c ist auf einem Strahlengang des von der Lichtquelle 31a ausgestrahlten Weißbeleuchtungslichts frei einfügbar und entfernbar unter Steuerung durch die Beleuchtungssteuereinheit 32 angeordnet. Durch den Schaltfilter 31c passieren nur zwei Arten von Schmalbandlicht, wenn er auf dem Strahlengang des Weißbeleuchtungslichts angeordnet ist. Insbesondere passiert durch den Schaltfilter 31c Schmalbandbeleuchtungslicht, das von dem Licht eines Schmalbandes T_B gebildet wird (beispielsweise 400 nm bis 445 nm), das in dem Wellenlängenband H_B enthalten ist, und Licht eines Schmalbandes T_G (beispielsweise 530 nm bis 550 nm), das in dem Wellenlängenband H_G enthalten ist. Diese Schmalbänder T_B und T_G sind Wellenlängenbänder von blauem Licht und grünem Licht, die wahrscheinlich von Hämoglobin im Blut absorbiert werden. Das Schmalband T_B muss nur mindestens 405 nm bis 425 nm umfassen. Licht, das ausgestrahlt wird, während es auf diese Bänder beschränkt ist, wird als Schmalbandbeleuchtungslicht bezeichnet, und die Bildgebung durch das Schmalbandbeleuchtungslicht wird als eine Schmalbandbildgebung (NBI-Modus) bezeichnet.
Die Treibereinheit 31d ist aus einem Schrittmotor, einem Gleichstrommotor oder sonstigen Motoren gebildet und bewirkt, dass der Schaltfilter 31c in den Strahlengang der Lichtquelle 31a eingefügt oder daraus entfernt wird.
Der Treiber 31e führt der Treibereinheit 31d unter Steuerung durch die Beleuchtungssteuereinheit 32 einen vorbestimmten Strom zu.
Die Kondensorlinse 31f konzentriert von der Lichtquelle 31a ausgestrahltes Weißbeleuchtungslicht oder Schmalbandbeleuchtungslicht, das den Schaltfilter 31c passiert, und strahlt das Licht außerhalb der Lichtquelleneinheit 3 (an den Lichtleiter 203) aus.
Die Beleuchtungssteuereinheit 32 steuert den Lichtquellentreiber 31b, um eine Ein/Aus-Betätigung der Lichtquelle 31a zu bewirken, und steuert den Treiber 31e, um zu bewirken, dass der Schaltfilter 31c in den Strahlengang der Lichtquelle 31a eingefügt oder daraus entfernt wird, wodurch die Art (das Band) des von der Beleuchtungseinheit 31 ausgestrahlten Beleuchtungslichts gesteuert wird.
Insbesondere bewirkt die Beleuchtungssteuereinheit 32, dass der Schaltfilter 31c in den Strahlengang der Lichtquelle 31a eingefügt oder daraus entfernt wird, um das Umschalten des von der Beleuchtungseinheit 31 ausgestrahlten Beleuchtungslichts zwischen Weißbeleuchtungslicht und Schmalbandbeleuchtungslicht zu steuern. Mit anderen Worten steuert die Beleuchtungssteuereinheit 32 das Umschalten zwischen der Weißlichtbildgebung (WLI), die Weißbeleuchtungslicht verwendet, das Licht der Wellenlängenbänder H_B, H_G, und H_R umfasst, und der Schmalbandbildgebung (NBI-Modus), die Schmalbandbeleuchtungslicht verwendet, das aus Licht der Schmalbänder T_B und T_G gebildet wird.
Bei der Weißlichtbildgebung (WLI) bildet eine grüne Komponente (Wellenlängenband H_G) eine Luminanzkomponente (erste Luminanzkomponente), während bei der Schmalbandbildgebung (NBI) eine blaue Komponente (Schmalband T_B) eine Luminanzkomponente (zweite Luminanzkomponente) bildet. Eine Luminanzkomponente bezieht sich in der vorliegenden Erfindung auf eine Farbkomponente, die die Hauptkomponente eines Luminanzsignals bildet, beispielsweise in einem XYZ-kolorimetrischen System, das später beschrieben wird. Beispielsweise bildet bei der Weißlichtbildgebung eine grüne Komponente, die den höchsten relativen Leuchtkraftfaktor für das menschliche Auge hat und deutlich Blutgefäße oder Drüsenstrukturen eines lebendigen Körpers zeigt, eine Luminanzkomponente. Währenddessen ist bei der Schmalbandlichtbildgebung eine ausgewählte Luminanzkomponente je nach einem Objekt eine andere. Es kann Fälle geben, in denen eine grüne Komponente wie bei der Weißlichtbildgebung ausgewählt wird, oder Fälle, in denen sich eine Luminanzkomponente von der bei der Weißlichtbildgebung unterscheidet. Insbesondere umfassen repräsentative Beispiele, in denen eine blaue Komponente oder eine rote Komponente eine Luminanzkomponente in der Schmalbandlichtbildgebung bildet, die vorstehend beschriebene NBI. In diesem Fall bildet eine blaue Komponente, die deutlich Blutgefäße oder Drüsenstrukturen in einer Oberflächenschicht eines lebendigen Körpers zeigt, eine Luminanzkomponente. In der Ausführungsform wird eine grüne Komponente als die Luminanzkomponente bei der Weißlichtbildgebung betrachtet und wird eine blaue Komponente als die Luminanzkomponente bei der Schmalbandlichtbildgebung betrachtet.
6 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Wellenlänge und der Lichtmenge von Beleuchtungslicht, das von der Beleuchtungseinheit 31 der Endoskopvorrichtung 1 ausgestrahlt wird, gemäß der Ausführungsform zeigt. 7 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Wellenlänge und der Übertragung von Beleuchtungslicht durch einen Schaltfilter 31c zeigt, der in der Beleuchtungseinheit der Endoskopvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform enthalten ist. Wenn der Schaltfilter 31c aus dem Strahlengang der Lichtquelle 31a durch Steuerung durch die Beleuchtungssteuereinheit 32 entfernt wird, strahlt die Beleuchtungseinheit 31 Weißbeleuchtungslicht aus, das Licht der Wellenlängenbänder H_B, H_G, und H_R umfasst (siehe 6). Im Gegensatz dazu strahlt, Wenn der Schaltfilter 31c durch Steuerung durch die Beleuchtungssteuereinheit 32 in den Strahlengang der Lichtquelle 31a eingeführt wird, die Beleuchtungseinheit 31 Schmalbandbeleuchtungslicht aus, das Licht der Wellenlängenbänder T_B und T_G umfasst (siehe 7).
Als nächstes wird eine Konfiguration des Prozessors 4 beschrieben. Der Prozessor 4 umfasst eine Bildverarbeitungseinheit 41, eine Eingabeeinheit 42, eine Speichereinheit 43 und eine Steuereinheit 44.
Die Bildverarbeitungseinheit 41 führt vorbestimmte Bildverarbeitung auf Grundlage des Bildsignals von dem Endoskop 2 (A/D-Wandler 205) aus, um ein Anzeigebildsignal zu erzeugen, das von der Anzeigeeinheit 5 angezeigt werden soll. Die Bildverarbeitungseinheit 41 umfasst eine Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit 411, eine Bewegungserfassungsverarbeitungseinheit 412, eine Rauschreduzierungsverarbeitungseinheit 413, einen Einzelbildspeicher 414, eine Demosaicing-Verarbeitungseinheit 415 und eine Anzeigebilderzeugungsverarbeitungseinheit 416.
Die Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit 411 führt Umwandlungsverarbeitung auf einem von dem A/D-Wandler 205 ausgegebenen nicht synchronisierten Bild (gegenwärtiges Bild) und einem in dem Einzelbildspeicher 414 gespeicherten vorherigen Bild aus und erzeugt dadurch ein Bewegungserfassungsbild. Die Umwandlungsverarbeitung ist später beschrieben. Das hier erwähnte vorherige Bild bezieht sich auf ein Bild nach der Rauschreduzierungsverarbeitung, das unmittelbar vor einem Bild des letzten Einzelbildes (gegenwärtiges Bild) erlangt wurde, wie beispielsweise eines Bildes ein Einzelbild vor dem letzten Einzelbild. Die Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit 411 bezieht Bildgebungsmodusinformation über ein Bildgebungsverfahren von der Steuereinheit 44 und führt Umwandlungsverarbeitung gemäß dem Bildgebungsverfahren aus. Die Umwandlungsverarbeitung gemäß der Ausführungsform bezieht sich auf eine Mittelungsverarbeitung von Pixelwerten von Pixeln, die in einer Gruppe einer Mehrzahl von Pixeln mit unterschiedlichen Farbfiltern enthalten sind, während ermöglicht wird, das die Gewichtung eines Pixelwertes eines Pixels mit einem Filter, der Licht einer Luminanzkomponente eines aufgenommenen Bildes (derzeitiges Bild oder vorheriges Bild) überträgt, bei der Weißlichtbildgebung größer oder gleich ist wie die Gewichtung eines Pixelwertes eines Pixels mit einem anderen Typ von Filter, wenn Beleuchtungslicht der Weißlichtbildgebung verwendet wird, und eine Gewichtung eines Pixelwertes eines Pixels mit einem Filter, der Licht einer Luminanzkomponente eines aufgenommenen Bildes bei der Schmalbandbildgebung überträgt, größer oder gleich ist wie die Gewichtung eines Pixelwertes eines Pixels mit einem anderen Typ von Filter, wenn die Schmalbandbildgebung verwendet wird.
Die Bewegungserfassungsverarbeitungseinheit 412 erfasst Bewegung in einem Bild als einen Bewegungsvektor unter Verwendung des Bewegungserfassungsbildes, das von der Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit 411 erzeugt wird. Mit anderen Worten erfasst die Bewegungserfassungsverarbeitungseinheit 412 Bewegung in Bildern zwischen Bewegungserfassungsbildern mit unterschiedlichen Abbildungszeiten in einer Zeitreihe als einen Bewegungsvektor.
Die Rauschreduzierungsverarbeitungseinheit 413 reduziert eine Rauschkomponente des momentanen Bildes (Abbildungssignal) gemäß dem Erfassungsergebnis durch die Bewegungserfassungsverarbeitungseinheit 412 und eine gewichtete Mittelungsverarbeitung zwischen Bildern unter Verwendung des momentanen Bildes und eines vorherigen Bildes. Das vorherige Bild wird durch Ausgeben des in dem Einzelbildspeicher 414 gespeicherten vorherigen Bildes erlangt. Die Rauschreduzierungsverarbeitungseinheit 413 gibt ferner das momentane Bild nach der Rauschreduzierungsverarbeitung an den Einzelbildspeicher 414 aus.
Der Einzelbildspeicher 414 speichert Bildinformation eines Einzelbildes, das ein Bild (nicht synchronisiertes Bild) bildet. Insbesondere speichert der Einzelbildspeicher 414 Information des nicht synchronisierten Bildes nach der Rauschreduzierungsverarbeitung durch die Rauschreduzierungsverarbeitungseinheit 413. Wenn ein neues nicht synchronisiertes Bild von der Rauschreduzierungsverarbeitungseinheit 413 erzeugt wird, wird der Einzelbildspeicher 414 mit Informationen über das neu erzeugte nicht synchronisierte Bild aktualisiert. Ein nicht synchronisiertes Bild einer Mehrzahl von Einzelbildern kann gespeichert werden. Der Einzelbildspeicher 414 kann durch einen Halbleiterspeicher, wie beispielsweise einem Video Random Access Memory (VRAM) implementiert sein, oder kann durch einen Teil eines Speicherbereiches der Speichereinheit 43 implementiert sein.
Die Demosaicing-Verarbeitungseinheit 415 bestimmt eine Interpolationsrichtung aus der Korrelation von Farbinformation (Pixelwerten) einer Mehrzahl von Pixeln auf Grundlage des Abbildungssignals beispielsweise nach der Rauschreduzierungsverarbeitung durch die Rauschreduzierungsverarbeitungseinheit 413 und führt Interpolation auf Grundlage von Farbinformation von Pixeln aus, die in die vorbestimmte Interpolationsrichtung ausgerichtet sind, wodurch ein Farbbildsignal erzeugt wird.
Die Anzeigebilderzeugungsverarbeitungseinheit 416 führt Farbumwandlungsbearbeitung auf dem von der Demosaicing-Verarbeitungseinheit 415 erzeugten Farbbildsignal in beispielsweise einen Farbraum von sRGB (XYZ-kolorimetrisches System) aus, der ein Farbbereich der Anzeigeeinheit 5 ist, und führt ferner Tonumwandlung auf Grundlage von vorbestimmten Tonwandlungseigenschaften, Vergrößerungsverarbeitung, Strukturverbesserungsverarbeitung von Strukturen, wie beispielsweise Kapillargefäßen oder Schleimhautfeinmustern in der Schleimhautoberflächenschicht, oder sonstige Verarbeitung aus. Nach Ausführung der vorbestimmten Verarbeitung gibt die Anzeigebilderzeugungsverarbeitungseinheit 416 das Signal nach der Verarbeitung an die Anzeigeeinheit 5 als ein Anzeigebildsignal zur Anzeige aus.
Neben der vorstehend beschriebenen Demosaicing-Verarbeitung führt die Bildverarbeitungseinheit 41 OB-Klemmverarbeitung, Verstärkungsanpassungsverarbeitung oder sonstige Verarbeitung durch. Bei der OB-Klemmverarbeitung wird ein von dem Endoskop 2 (A/D-Wandler 205) eingegebenes elektrisches Signal mit einer Verarbeitung zur Korrektur einer Versatzmenge eines Schwarzpegels ausgeführt. Bei der Verstärkungsanpassungsverarbeitung wird eine Helligkeitspegelanpassung auf dem Bildsignal nach der Demosaicing-Verarbeitung ausgeführt.
Die Eingabeeinheit 42 ist eine Schnittstelle für einen Benutzer, um eine Eingabe in den Prozessor 4 auszuführen. Die Eingabeeinheit 42 umfasst: einen Leistungsschalter zum Ein- und Ausschalten von Strom; eine Modusumschaltschaltfläche zum Umschalten zwischen einem Aufnahmemodus und verschiedenen anderen Modi; und eine Beleuchtungslichtschaltfläche zum Umschalten von Beleuchtungslicht (Bildgebungsverfahren) der Lichtquelleneinheit 3.
Die Speichereinheit 43 speichert Daten, die verschiedene Programme umfassen, um den Betrieb der Endoskopvorrichtung 1 zu bewirken, und verschiedene Parameter, die für den Betrieb der Endoskopvorrichtung 1 erforderlich sind. Die Speichereinheit 43 kann Informationen im Zusammenhang mit dem Endoskop 2 speichern, beispielsweise eine Bezugstabelle von Identifikationsinformation (ID) des Endoskops 2 und Informationen über die Filteranordnung des Farbfilters 202a. Die Speichereinheit 43 ist durch einen Halbleiterspeicher implementiert, wie beispielsweise einen Flashspeicher oder einen Dynamic Random Access Memory (DRAM).
Die Steuereinheit 44 ist durch eine CPU oder dergleichen konfiguriert. Die Steuereinheit 44 führt Treibersteuerung der entsprechenden Komponenten, einschließlich des Endoskops 2 und der Lichtquelleneinheit 3, sowie Eingabe- und Ausgabesteuerung von Informationen mit den entsprechenden Komponenten aus. Die Steuereinheit 44 überträgt an das Endoskop 2 über ein vorbestimmtes Signalkabel in der Speichereinheit 43 aufgezeichnete Einstelldaten für Bildgebungssteuerung (beispielsweise zu lesende Pixel), ein Zeitsignal einer Abbildungszeitsteuerung oder sonstige Daten. Die Steuereinheit 44 gibt Farbfilterinformation (Identifikationsinformation), die über die Bildgebungsinformationsspeichereinheit 206 bezogen wurden, Bildgebungsmodusinformationen über einen Steuermodus (Bildgebungsmodus), der einem derzeit verwendeten Bildgebungsverfahren entspricht, oder sonstige Information an die Bildverarbeitungseinheit 41 aus und gibt auf Grundlage der Farbfilterinformationen Informationen über die Anordnung des Schaltfilters 31c an die Lichtquelleneinheit 3 aus.
Als nächstes wird die Anzeigeeinheit 5 beschrieben. Die Anzeigeeinheit 5 empfängt das von dem Prozessor 4 erzeugte Anzeigebildsignal über ein Videokabel und zeigt ein In-vivo-Bild an, das dem Anzeigebildsignal entspricht. Die Anzeigeeinheit 5 ist durch Flüssigkristalle oder organische Elektrolumineszenz (EL) konfiguriert.
Anschließend wird von den entsprechenden Einheiten des Prozessors 4 der Endoskopvorrichtung 1 ausgeführte Signalverarbeitung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 8–16 sind Diagramme, die von der Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit 411 der Endoskopvorrichtung 1 ausgeführte Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
<Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitung im WLI-Modus>
Die Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit 411 führt Mittelungsverarbeitung von vier Pixelwerten in einem Mittelungszielbereich aus, der eine Gruppe von vier Pixeln in dem momentanen Bild ist (beispielsweise Mittelungszielbereiche Q1, Q2, und Q3, gezeigt in 8), wobei eine Koordinate eines interessierenden Pixels (Pixel P_ij) durch (x, y) bezeichnet ist, und erzeugt dadurch einen Signalwert Y(x, y) eines Bewegungserfassungsbildes (siehe 9). Beispielsweise wird ein Signalwert Y(0, 0) zur Erzeugung eines Bewegungserfassungsbildes, der einem Signalwert G(0, 0) eines Pixels G₀₀ entspricht, durch den Mittelungszielbereich Q1 erzeugt. Ein Signalwert Y(0, 0) zur Erzeugung eines Bewegungserfassungsbildes, der einem Signalwert B(0, 1) eines Pixels B₀₁ entspricht, wird durch den Mittelungszielbereich Q2 erzeugt. Ein Signalwert Y(1, 0) zur Erzeugung eines Bewegungserfassungsbildes, der einem Signalwert R(1, 0) eines Pixels R₁₀ entspricht, wird durch den Mittelungszielbereich Q3 erzeugt. Wenn es keine benachbarten Pixel gibt, werden Pixel in Positionen nach der Rückkehr als der Mittelungszielbereich verwendet. Insbesondere berechnet die Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit 411 Signale Y₀₀ und Y₀₁ eines Bewegungserfassungsbildes gemäß den folgenden Formeln (1) und (2) (das gleiche gilt für andere Koordinaten). Y(0, 0) = 1 / 4{G(0, 0) + R(1, 0) + B(0, 1) + G(1, 1)} (1) Y(0, 1) = 1 / 4{B(0, 1) + G(1, 1) + G(0, 2) + R(1, 2)} (2)
Eine Phase (Schwerpunkt in 8) jedes der daraufhin erzeugten Y(x, y) Signalwerte wird um ein halbes Pixel sowohl in die horizontale Richtung als auch in die vertikale Richtung von der mittleren Position eines dementsprechenden Pixels verschoben (beispielsweise das Pixel G₀₀ in dem Fall das Signalwertes Y(0, 0)); die Phasen sind jedoch einheitlich angeordnet. Beispielsweise beträgt eine Phase eines Signalwertes Y(x, y), der dem Signalwert G(0, 0) entspricht, S11, beträgt eine Phase eines Signalwertes Y(0, 1), der dem Signalwert B(0, 1) entspricht, S12 und beträgt eine Phase eines Signalwertes Y(1, 0), der dem Signalwert R(1, 0) entspricht, S13 (Siehe 10). Außerdem beträgt ein Verhältnis zwischen RGB-Signalen, die einen Signalwert Y(k, l) bilden, R:G:B = 1:2:1, wobei ein Verhältnis von G-Signalen hoch ist (Gewicht des G-Signals ist groß).
Auf diese Weise hat der WLI-Modus Eigenschaften, dass biologische Strukturen durch das G-Signal dargestellt werden (Signal der Luminanzkomponente des WLI) und wird somit ein Verhältnis von Signalwerten der G-Komponente erhöht und wird dadurch ein Signalwert Y erzeugt, so dass die Phasen einheitlich werden.
<Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitung im NBI-Modus>
Der NBI-Modus hat Eigenschaften, dass biologische Strukturen durch das B-Signal dargestellt werden (Signal der Luminanzkomponente des NBI) und die Verwendung des Verfahrens für den WLI-Modus wie vorstehend beschrieben verschlechtert eine Genauigkeit der Bewegungserfassungsverarbeitung, da ein Verhältnis von B-Signalen, die in einem Y-Signal enthalten sind, klein ist. Außerdem ist keine R-Komponente in Schmalbandlicht in der Ausführungsform vorhanden und ist ein Signalwert R(1, 0) gleich null. Somit beträgt, wie in 11 gezeigt, eine Phase eines Signalwertes Y(0, 0) S31, beträgt eine Phase eines Signalwertes Y(0, 1) S32 und beträgt eine Phase eines Signalwertes Y(1, 0) S33, was insgesamt zu uneinheitlichen Phasen führt (schwarze Punkte in 11) (verschobene Phasen). Außerdem wird, wenn sich ein Objekt bewegt, eine Randform zwischen Bildern aufgrund eines Einflusses von verschobenen Phasen verformt, was zu einer reduzierten Genauigkeit der Bewegungserfassungsverarbeitung führt. Genauer wird von einem Signalwert G(x, y) und einem Signalwert B(x, y), die den Signalwert Y(x, y) bilden, eine Phase das Signalwerts B(x, y) uneinheitlich und wird somit eine Genauigkeit der Bewegungserfassungsverarbeitung reduziert. 12A und 12B sind Diagramme, die von der Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit 411 der Endoskopvorrichtung gemäß der Ausführungsform ausgeführte Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitung zeigen. 12A zeigt eine Phase Sg1 eines G-Signals bei einem Signalwert Y(1, 0) und eine Phase Sb1 eines B-Signals bei einem Signalwert Y(1, 0). 12B zeigt eine Phase Sg2 eines G-Signals bei einem Signalwert Y(2, 0) und eine Phase Sb2 eines B-Signals bei einem Signalwert Y(2, 0). Wie in Figuren und 12A und 12B gezeigt, variieren die Phasen Sg1 und Sg2 des G-Signals zwischen dem Signalwert Y(1, 0) und dem Signalwert Y(2, 0), während die Phasen Sb1 und Sb2 des B-Signals nicht variieren.
Auf diese Weise führt die Anwendung der Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitung des WLI-Modus auf den NBI-Modus zu den folgenden Situationen.

1. Ein Verhältnis von B-Signalen, die biologische Strukturen in der Oberflächenschicht eines lebendigen Körpers darstellen, ist klein.
2. Phasen eines Bewegungserfassungsbildes werden uneinheitlich.

Für den Umgang mit den vorstehend beschriebenen Situationen 1 und 2 erzeugt die Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit 411 einen Signalwert Y(x, y) unter Verwendung der folgenden Formel (3) in dem WLI-Modus. Ein Signalwert R(x, y) wird nicht verwendet, da der Wert null wird. Ein Koeffizient für einen Signalwert B_tmp(x, y) wird multipliziert (2 in Formel 3) ist ein Gewichtungswert zur Gewichtung einer B-Komponente, die eine Luminanzkomponente ist. Y(x, y) = 1 / 3{2 × B_tmp(x, y) + G_tmp(x, y)} (3)
Insbesondere erzeugt, wenn ein Signalwert Y(0, 1) zur Erzeugung eines Bewegungserfassungsbildes, der einem Signalwert B(0, 1) eines Pixels B₂₁ entspricht, erzeugt wird, die Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit 411 Signalwerte B_tmp(0, 1) und G_tmp(0, 1) durch die folgenden Formeln (4) bzw. (5) auf Grundlage von Signalwerten von fünf Pixeln in einem in 13 gezeigten Mittelungszielbereich Q11 und erzeugt danach den Signalwert Y(0, 1) durch Formel (3). Eine Phase das Signalwertes Y(0, 1) ist S21, gezeigt in 13. B_tmp(0, 1) = 1 / 2B(0, 1) + 1 / 4{B(2, 1) + B(0, 3)} (4) G_tmp(0, 1) = 1 / 2{G(1, 1) + G(0, 2)} (5)
Außerdem erzeugt, wenn ein Signalwert Y(2, 1) zur Erzeugung eines Bewegungserfassungsbildes, der einem Signalwert B(2, 1) eines Pixels B₂₁ entspricht, erzeugt wird, die Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit 411 Signalwerte B_tmp(2, 1) und G_tmp(2, 1) durch die folgenden Formen (6) bzw. (7) auf Grundlage von Signalwerten von fünf Pixeln in einem in 14 gezeigten Mittelungszielbereich Q12 und erzeugt danach den Signalwert Y(2, 1) durch Formel (3). Eine Phase des Signalwertes Y(2, 1) ist S22, gezeigt in 14. B_tmp(2, 1) = 1 / 2B(2, 1) + 1 / 4{B(0, 1) + B(2, 3)} (6) G_tmp(2, 1) = 1 / 2{G(1, 1) + G(2, 2)} (7)
Um einen Signalwert Y(0, 3) zur Erzeugung eines Bewegungserfassungsbildes zu erzeugen, der einem Signalwert B(0, 3) eines Pixels B₀₃ entspricht, erzeugt die Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit 411 Signalwerte B_tmp(0, 3) und G_tmp(0, 3) durch die folgenden Formen (8) bzw. (9) auf Grundlage von Signalwerten von fünf Pixeln in einem in 15 gezeigten Mittelungszielbereich Q13 und erzeugt danach den Signalwert Y(0, 2) durch Formel (3). Eine Phase das Signalwertes Y(0, 3) ist S23, gezeigt in 15. B_tmp(0, 3) = 1 / 2B(0, 3) + 1 / 4{B(0, 1) + B(2, 3)} (8) G_tmp(0, 3) = 1 / 2{G(0, 2) + G(1, 3)} (9)
Außerdem erzeugt, wenn ein Signalwert Y(2, 3) zur Erzeugung eines Bewegungserfassungsbildes, der einem Signalwert B(2, 3) eines Pixels B₂₃ entspricht, erzeugt wird, die Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit 411 Signalwerte B_tmp(2, 3) und G_tmp(2, 3) durch die folgenden Formen (10) bzw. (11) auf Grundlage von Signalwerten von fünf Pixeln in einem in 16 gezeigten Mittelungszielbereich Q14 und erzeugt danach den Signalwert Y(2, 3) durch Formel (3). Eine Phase das Signalwertes Y(0, 3) ist S24, gezeigt in 16. B_tmp(2, 3) = 1 / 2B(2, 3) + 1 / 4{B(2, 1) + B(0, 3)} (10) G_tmp(2, 3) = 1 / 2{G(2, 2) + G(1, 3)} (11)
Der NBI-Modus hat Eigenschaften, dass biologische Strukturen durch das B-Signal dargestellt werden (Signal der Luminanzkomponente des NBI) und somit ermöglicht die Verwendung eines Pixels, das einen Signalwert Y und eine Mehrzahl von B-Pixeln und ein G-Pixel in der Nähe davon erzeugt, die Erzeugung eines Bewegungserfassungsbildes mit einheitlichen Phasen. Insbesondere ermöglicht die Verwendung von Signalwerten in einem Mittelungszielbereich, der drei B-Pixel und zwei G-Pixel von Pixeln in einer Nähe in die horizontale Richtung und in die vertikale Richtung von einer Pixelposition umfasst, der einen Signalwert Y als einen Bezugswert erzeugt, die Erzeugung eines Bewegungserfassungsbildes mit einheitlichen Phasen. In dem vorstehend beschriebenen Beispiel wurde die Berechnung eines Signalwertes Y an einer B-Pixel-Position erläutert. Es ist vorzuziehen, dass die Berechnung auf eine ähnliche Weise auch mit einer G-Pixel-Position ausgeführt wird. Auf diese Weise wird die Erzeugung eines Signalwertes Y(x, y) durch Signalwerte in einem Mittelungszielbereich derart eingestellt, dass ein Verhältnis des B-Signals groß wird, und ermöglicht, dass die Phasen der Signalwerte Y(x, y) einheitlich sind, was eine Genauigkeit der Bewegungserfassungsverarbeitung verbessert. Ein Bewegungserfassungsbild mit einheitlichen Phasen kann durch Verwendung eines Pixels, das einen Signalwert Y erzeugt, und einer Mehrzahl von G-Pixeln in der Nähe davon in dem WLI-Modus und durch Verwendung eines Pixels, das einen Signalwert Y erzeugt, und einer Mehrzahl von B-Pixeln in der Nähe davon in dem NBI-Modus erzeugt werden.
Als nächstes wird die von der Bewegungserfassungsverarbeitungseinheit 412 und der Rauschreduzierungsverarbeitungseinheit 413 ausgeführte Verarbeitung beschrieben. 17 ist ein Diagramm, das schematisch die Bewegung zwischen Bildern bei unterschiedlichen Abbildungszeiten erläutert, die von der Bewegungserfassungsverarbeitungseinheit 412 der Endoskopvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgenommen werden. Wie in 17 gezeigt, erfasst die Bewegungserfassungsverarbeitungseinheit 412 als einen Bewegungsvektor durch ein bekanntes Block-Anpassungsverfahren unter Verwendung eines Blocks B1 als eine Vorlage einen Bildbewegungsbetrag Y1 zwischen einem ersten Bewegungserfassungsbild F1 und einem zweiten Bewegungserfassungsbild F2 unter Verwendung des ersten Bewegungserfassungsbildes F1 auf Grundlage eines vorherigen Bildes und des zweiten Bewegungserfassungsbildes F2 auf Grundlage des zu verarbeitenden momentanen Bildes. Das erste Bewegungserfassungsbild F1 und das zweite Bewegungserfassungsbild F2 sind Bilder auf der Grundlage von Abbildungssignalen von zwei aufeinanderfolgenden Einzelbildern in einer Zeitreihe.
Die Bewegungserfassungsverarbeitungseinheit 412 erfasst einen Bewegungsvektor für jedes Pixel (Signalwert Y) von dem von der Bewegungserfassungsbilderzeugungseinheit 411 erzeugten Bewegungserfassungsbild unter Verwendung des Block-Anpassungsverfahrens. Nachstehend wird eine Koordinate eines Pixels M1 als (x, y) bezeichnet und eine x-Komponente und eine y-Komponente eines Bewegungsvektors an der Koordinate (x, y) wird als Vx(x, y) bzw. Vy(x, y) bezeichnet. Wenn eine Koordinate eines Pixels M1' in dem ersten Bewegungserfassungsbild F1 als (x', y') bezeichnet wird, werden x' und y' von den folgenden Formeln (12) bzw. (13) definiert. Eine Blockanpassungsverarbeitungseinheit 412b gibt erfasste Bewegungsvektorinformation (einschließlich der Positionen der Pixel M1 und M1') an die Rauschreduzierungsverarbeitungseinheit 413 aus. x' = x + Vx(x, y) (12) y' = y + Vy(x, y) (13)
Die Rauschreduzierungsverarbeitungseinheit 413 reduziert Rauschen in dem momentanen Bild durch gewichtete Mittelungsverarbeitung zwischen dem momentanen Bild und einem vorherigen Bild. Nachstehend wird ein Signal nach Rauschreduzierungsverarbeitung an einem interessierenden Pixel, beispielsweise Pixel M1 (Koordinate (x, y)), als Inr(x, y) bezeichnet. Die Rauschreduzierungsverarbeitungseinheit 413 bezieht sich auf Bewegungsvektorinformation, bestimmt, ob ein Bezugspixel, das dem interessierenden Pixel entspricht, die gleiche Farbe hat, und führt eine unterschiedliche Verarbeitung zwischen den Fällen aus, in denen die Pixel die gleiche Farbe haben und unterschiedliche Farben haben. Die Rauschreduzierungsverarbeitungseinheit 413 bezieht sich auf Information eines in dem Einzelbildspeicher 414 gespeicherten vorherigen Bildes beispielsweise, bezieht Informationen (Signalwert oder Farbinformation von übertragenem Licht) des Pixels M1' (Koordinaten (x', y')) als das Bezugspixel, das dem Pixel M1 entspricht, und bestimmt, ob das Pixel M1' die gleiche Farbe hat wie das Pixel M1.

1) Wenn das interessierende Pixel und das Bezugspixel die gleiche Farbe haben

Wenn das interessierende Pixel und das Bezugspixel die gleiche Farbe haben (die Pixel empfangen Licht mit der gleichen Farbkomponente), führt die Rauschreduzierungsverarbeitungseinheit 413 gewichtete Mittelungsverarbeitung, während sie ein Pixel in jedem eines nicht synchronisierten Bildes und ein zyklisches Pixel verwendet, unter Verwendung der folgenden Formel (14) aus und erzeugt dadurch ein Signal Inr(x, y). Inr(x, y) = coef × I(x, y) + (1 – coef) × I'(x', y') (14) wobei I(x, y): Signalwert des interessierenden Pixels in dem momentanen Bild und
I'(x', y): Signalwert des Bezugspixels in einem vorherigen Bild.
Ein Koeffizient coef ist jegliche echte Zahl, die 0 < coef < 1 erfüllt. Der Koeffizient coef kann im Voraus als ein vorbestimmter Wert eingestellt werden oder kann über die Eingabeeinheit 42 durch einen Nutzer auf jeglichen Wert eingestellt werden.

2) Wenn das interessierende Pixel und das Bezugspixel unterschiedliche Farben haben

Wenn das interessierende Pixel und das Bezugspixel unterschiedliche Farben haben (die Pixel empfangen Licht mit unterschiedlichen Farbkomponenten), interpoliert die Rauschreduzierungsverarbeitungseinheit 413 einen Signalwert auf das Bezugspixel des vorherigen Bildes von Pixeln der gleichen Farbe, die dieses umgeben. Die Rauschreduzierungsverarbeitungseinheit 413 erzeugt das Signal Inr(x, y) nach Rauschreduzierungsverarbeitung unter Verwendung beispielsweise der folgenden Formel (15).
wobei w(x' + i, y' + j) gleich 1 ist, wenn I(x, y) und I(x' + i, y' + j) Signalwerte der gleichen Farbkomponente sind, und w(x' + i, y' + j) gleich 0 ist, wenn I(x, y) und I(x' + i, y' + j) Signalwerte verschiedener Farbkomponenten sind.
In Formel (15) ist w(x' + i, y' + j) eine Funktion zur Extraktion der gleichen Farbkomponente und ist gleich 1, wenn ein umliegendes Pixel (x' + i, y' + j) die gleiche Farbe hat wie das interessierende Pixel (x, y) und ist gleich Null, wenn sie unterschiedliche Farben haben. K ist ein Parameter zur Einstellung der Größe eines umliegenden Bereiches, auf den Bezug genommen werden soll. Der Parameter K wird eingestellt auf 1 (K = 1) für ein G-Pixel und wird eingestellt auf 2 (K = 2) für ein B-Pixel oder ein R-Pixel. K = 2 kann für ein G-Pixel eingestellt werden und K = 4 kann für ein B-Pixel oder ein R-Pixel eingestellt werden.
Danach führt die Demosaicing-Verarbeitungseinheit 415 Interpolationsverarbeitung auf Grundlage eines Signals (Signal Inr(x, y)) durch, die mit Rauschreduzierungsverarbeitung von der Rauschreduzierungsverarbeitungseinheit 413 durchgeführt wird, und erzeugt dadurch ein Farbbildsignal. Die Demosaicing-Verarbeitungseinheit 415 bestimmt eine Interpolationsrichtung aus der Korrelation von Farbinformation (Pixelwerten) einer Mehrzahl von Pixeln auf Grundlage eines Signalwertes einer Luminanzkomponente, die beispielsweise einem Bildgebungsverfahren entspricht, führt Interpolation auf Grundlage von Farbinformation von in die bestimmte Interpolationsrichtung ausgerichteten Pixeln aus und erzeugt dadurch ein Farbbildsignal. Alternativ kann als ein anderes Verfahren bi-cubische Interpolation verwendet werden.
Die Demosaicing-Verarbeitungseinheit 415 führt Interpolationsverarbeitung aus und erzeugt dadurch ein Farbbildsignal, das ein Farbbild (synchronisiertes Bild) enthält, das einem Signalwert zugeordnet ist, der RGB-Komponenten oder GB-Komponenten für jede Pixel Positionen enthält. Die Demosaicing-Verarbeitungseinheit 415 ordnet jedem der RGB-Kanäle ein Signal der Luminanzkomponente oder eine Farbkomponente zu. Beziehungen zwischen einem Kanal und einem Signal in den Bildgebungsverfahren (WLI/NBI) sind nachstehend gezeigt. In der Ausführungsform wird ein Signal der Luminanzkomponente dem G-Kanal zugeordnet

WLI NBI

R-Kanal:R-Signal G-Signal

G-Kanal:G-Signal B-Signal

B-Kanal:B-Signal B-Signal
Anschließend wird von dem Prozessor 4 mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration ausgeführte Signalverarbeitung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 18 ist ein Ablaufdiagramm, das von dem Prozessor 4 der Endoskopvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform ausgeführte Signalverarbeitung zeigt. Die Steuereinheit 44 bezieht ein elektrisches Signal von dem Endoskop 2 und liest dann das momentane Bild (nicht synchronisierte Bild), das in dem elektrischen Signal enthalten ist (Schritt S101). Das elektrische Signal von dem Endoskop 2 wird von dem Bildsensor erzeugt und umfasst nicht synchronisierte Bilddaten, die von dem A/D-Wandler 205 in ein Digitalsignal umgewandelt werden.
Nach Lesen des momentanen Bildes bezieht sich die Steuereinheit 44 auf die Identifikationsinformationsspeichereinheit 261, um Steuerinformation (beispielsweise Information im Zusammenhang mit dem Beleuchtungslicht (Bildgebungsverfahren) oder Anordnungsinformation des Farbfilters 202a) zu beziehen, und gibt die Steuerinformation an die Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit 411 und die Demosaicing-Verarbeitungseinheit 415 aus (Schritt S102).
Die Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit 411 bestimmt auf Grundlage der Steuerinformation (welches Bildgebungsverfahren eingestellt ist, durch welches Bildgebungsverfahren der bezogenen Weißlichtbildgebung (WLI) und der Schmalbandbildgebung (NBI-Modus) das elektrische Signal (gelesenes nicht synchronisiertes Bild) erzeugt wird,) und erzeugt auf Grundlage der Bestimmung ein Bewegungserfassungsbild (Schritt S103): Bewegungserfassungsbilderzeugungsschritt). Die Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit 411 erzeugt ein Bewegungserfassungsbild auf Grundlage des momentanen Bildes und eines in dem Einzelbildspeicher 414 gespeicherten vorherigen Bildes und gibt das erzeugte Bewegungserfassungsbild an die Bewegungserfassungsverarbeitungseinheit 412 und den Einzelbildspeicher 414 aus.
Bei Bezug des Bewegungserfassungsbildes von der Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit 411 erfasst die Bewegungserfassungsverarbeitungseinheit 412 einen Bewegungsvektor auf Grundlage des Bewegungserfassungsbildes, das dem momentanen Bild entspricht, und des Bewegungserfassungsbildes, das dem vorherigen Bild entspricht (S104: Bewegungserfassungsverarbeitungsschritt). Die Bewegungserfassungsverarbeitungseinheit 412 gibt den erfassten Bewegungsvektor an die Rauschreduzierungsverarbeitungseinheit 413 aus.
Die Rauschreduzierungsverarbeitungseinheit 413 führt Rauschreduzierungsverarbeitung auf dem elektrischen Signal (in Schritt S101 gelesenes momentanes Bild) unter Verwendung des momentanen Bildes, des vorherigen Bildes und des von der Bewegungserfassungsverarbeitungseinheit 412 erfassten Bewegungsvektors aus (Schritt S105). Das nach der Rauschreduzierungsverarbeitung in dem vorliegenden Schritt S105 erzeugte elektrische Signal (nicht synchronisierte Bild) wird an die Demosaicing-Verarbeitungseinheit 415 ausgegeben und wird auch in dem Einzelbildspeicher 414 als ein vorheriges Bild gespeichert (aktualisiert) (Schritt S106).
Bei Eingabe mit dem elektrischen Signal nach der Rauschreduzierungsverarbeitung durch die Rauschreduzierungsverarbeitungseinheit 413 führt die Demosaicing-Verarbeitungseinheit 415 auf Grundlage des elektrischen Signals Demosaicing-Verarbeitung aus (Schritt S107). Die Demosaicing-Verarbeitungseinheit 415 interpoliert eine Luminanzkomponente bei einer Pixelposition einer anderen Farbkomponente als der Luminanzkomponente und erzeugt dadurch ein Bildsignal, das ein Teil eines Bildes bildet, wo jedes Pixel einen Pixelwert oder einen interpolierten Wert der Luminanzkomponente hat. Danach erzeugt die Demosaicing-Verarbeitungseinheit 415 ein Bildsignal, das ein Teil eines Bildes bildet mit einem Pixelwert oder einem interpolierten Wert jeder der RGB-Farbkomponenten auf Grundlage von einem Pixelwerte und einem interpolierten Wert der Luminanzkomponente sowie einem Pixelwert eines Pixels einer anderen Farbkomponente als der Luminanzkomponente. Die Demosaicing-Verarbeitungseinheit 415 erzeugt dann ein Farbbildsignal, das ein Farbbild bildet, unter Verwendung jedes Bildsignales jeder der Farbkomponenten. Die Demosaicing-Verarbeitungseinheit 415 erzeugt ein Farbbildsignal unter Verwendung eines Bildsignals einer roten Komponente, einer grünen Komponente und einer blauen Komponente in dem WLI-Modus und erzeugt ein Farbbildsignal unter Verwendung eines Bildsignals einer grünen Komponente und einer blauen Komponente in dem NBI-Modus.
Nach Erzeugung des Farbbildsignals durch die Demosaicing-Verarbeitungseinheit 415 führt die Anzeigebilderzeugungsverarbeitungseinheit 416 Farbumwandlungsverarbeitung auf beispielsweise einem Farbraum von sRGB (XYZ kolorimetrisches System) aus, der ein Farbbereich der Anzeigeeinheit 5 ist, und führt ferner Tonumwandlung auf Grundlage von vorbestimmten Tonwandlungseigenschaften, Vergrößerungsverarbeitung oder sonstige Verarbeitung aus. Nach Ausführung der vorbestimmten Verarbeitung gibt die Anzeigebilderzeugungsverarbeitungseinheit 416 das Signal nach der Verarbeitung an die Anzeigeeinheit 5 als ein Anzeigebildsignal zur Anzeige aus.
Wenn das Anzeigebildsignal von der Anzeigebilderzeugungsverarbeitungseinheit 416 erzeugt wird, wird Bildanzeigeverarbeitung gemäß dem Anzeigebildsignal ausgeführt (Schritt S109). Die Bildanzeigeverarbeitung ermöglicht, das ein Bild, das dem Anzeigebildsignal entspricht, auf der Anzeigeeinheit 5 angezeigt wird.
Nach der Verarbeitung des Erzeugens des Anzeigebildsignals und der Bildanzeigeverarbeitung durch die Anzeigebilderzeugungsverarbeitungseinheit 416 bestimmt die Steuereinheit 44, ob das Bild das letzte Bild ist (Schritt S110). Die Steuereinheit 44 beendet die Verarbeitung, wenn die Serie der Verarbeitung auf allen Bildern abgeschlossen ist (Schritt S110: ja) und wenn noch ein unverarbeitetes Bild übrig ist, geht die Steuereinheit 44 zu Schritt S101 über und fährt mit einer ähnlichen Verarbeitung fort (Schritt S110: nein).
In der Ausführungsform ist jedes Element, das den Prozessor 4 bildet, durch Hardware zur Ausführung der Verarbeitung konfiguriert; die CPU kann jedoch die Verarbeitung der entsprechenden Einheiten ausführen und die vorstehend beschriebene Signalverarbeitung kann durch Software durch Ausführung eines Programms durch die CPU implementiert sein. Beispielsweise kann die Signalverarbeitung dadurch implementiert sein, dass die CPU die vorstehend beschriebene Software auf einem Bild ausführt, das im Voraus von einem Bildsensor, wie beispielsweise einem Kapselendoskop, aufgenommen wurde. Außerdem kann ein Teil der von den entsprechenden Einheiten ausgeführten Verarbeitung durch Software konfiguriert sein. In diesem Fall führt die CPU Signalverarbeitung entsprechend dem vorstehend beschriebenen Ablaufdiagramm aus.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform erzeugt die Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit 411 einen Signalwert Y mit einheitlichen Phasen unabhängig von Bildgebungsverfahren (WLI-Modus und WLI-Modus) und erfasst die Bewegungserfassungsverarbeitungseinheit 412 einen Bewegungsvektor auf Grundlage der Signalwertes Y. Aus diesem Grund kann ein Bewegungsvektor mit hoher Genauigkeit sowohl bei der Weißlichtbildgebung als auch bei der Schmalbandbildgebung erfasst werden. Insbesondere erzeugt die Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit 411 in dem WLI-Modus einen Signalwert Y, der auf vier Signalwerten in einem Mittelungszielbereich basiert, wo ein Verhältnis von Signalwerten der G-Komponente als die Luminanzkomponente groß ist, und erzeugt im NBI-Modus einen Signalwert Y durch Einstellen eines Mittelungszielbereich derart, dass ein Verhältnis der Signale der B-Komponente als die Luminanzkomponente groß wird, oder durch Gewichtung eines Signalwertes. Außerdem werden Phasen der Signalwerte Y einheitlich. Dadurch kann die anschließende Bewegungsvektorerfassungsverarbeitung mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden.
(Erste Modifizierung der Ausführungsform)
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden die Bewegungsvektorerfassungsverarbeitung und die Rauschreduzierungsverarbeitung auf dem von dem A/D-Wandler 205 ausgegebenen momentanen Bild ausgeführt; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. In der ersten Modifizierung werden die Bewegungsvektorerfassungsverarbeitung und die Rauschreduzierungsverarbeitung auf einem Farbbildsignal nach der Interpolationsverarbeitung ausgeführt. In diesem Fall wird das von einem A/D-Wandler 205 erlangte momentane Bild an eine Demosaicing-Verarbeitungseinheit 415 ausgegeben. Ein von der Demosaicing-Verarbeitungseinheit 415 erzeugtes Farbbildsignal wird an eine Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit 411 und an eine Rauschreduzierungsverarbeitungseinheit 413 ausgegeben.
Die Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit 411 erzeugt ein Bewegungserfassungsbild unter Verwendung der folgenden Formeln (16) oder (17) je nach dem Bildgebungsverfahren. Signalwerte Ri(x, y), Gi(x, y), und Bi(x, y) in den folgenden Formeln (16) oder (17) sind Signalwerte einer Farbkomponente, die durch Interpolation an einer Pixelposition erzeugt wird, die einem Signalwert Y(x, y) entspricht. In Formeln (16) und (17) wird ein Signalwert der Luminanzkomponente jedes der Bildgebungsverfahren gewichtet.
<Im WLI-Modus>

Y(x, y) = 1 / 4{Ri(x, y) + 2 × Gi(x, y) + Bi(x, y)} (16)

<Im NBI-Modus>

Y(x, y) = 1 / 3{2 × Bi(x, y) + Gi(x, y)} (17)

Die Rauschreduzierungsverarbeitungseinheit 413 muss nur ein rauschreduziertes Bild unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Formel (14) erzeugen und das Bild an die Anzeigebilderzeugungsverarbeitungseinheit 416 ausgeben. Gemäß diesem Verfahren ist die von der vorstehend beschriebenen Formel (15) gezeigte Interpolationsverarbeitung nach der Rauschreduzierungsverarbeitung nicht erforderlich, wodurch die Berechnungskosten reduziert werden können.
(Zweite Modifizierung der Ausführungsform)
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird der Signalwert Y (Bewegungserfassungsbild) durch ein einfaches arithmetisches Mittel von vier Pixeln in dem WLI-Modus erzeugt; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. In der zweiten Modifizierung wird ein Signalwert Y aus einem gewichteten Mittelwert von Signalwerten der RGB-Farbkomponenten erzeugt. Als ein Gewichtungswert kann ein im Voraus vorbestimmter Wert verwendet werden oder können eine Bedienungsperson oder andere Person jeglichen Wert über die Eingabeeinheit 42 einstellen. In jedem Fall ist es vorzuziehen, dass ein Verhältnis von Signalwerten der G-Komponente in den Signalwerten Y 50% oder mehr beträgt. Beispielsweise wird eine in der folgenden Formel (18) gezeigte Umwandlungsformel zur Berechnung eines Signalwertes Y verwendet Y(x, y) = 0.21 × R(x, y) + 0.72 × G(x, y) + 0.07 × B(x, y) (18)
In dem NBI-Modus wird ein Signalwert Y bei einem Verhältnis von B:G = 2:1 erzeugt; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Auch in diesem Fall können eine Bedienungsperson oder andere Person jeglichen Wert über die Eingabeeinheit 42 einstellen (B:G = 1:1 oder B:G = 3:1). Es ist vorzuziehen, dass ein Verhältnis von Signalwerten der B-Komponente auf 50% oder mehr eingestellt wird.
(Dritte Modifizierung der Ausführungsform)
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird der Signalwert Y (Bewegungserfassungsbild) unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Formeln (4), (6), (8) und (10) in dem NBI-Modus erzeugt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. In der dritten Modifizierung kann ein in der vorstehend beschriebenen Formel (3) gezeigter Wert B_tmp unter Verwendung der folgenden Formeln (19) bis (22) berechnet werden (Signalwerte von vier B-Pixeln, die ein interessierendes B-Pixel umgeben, werden verwendet). Obwohl die B-Pixel aus einem Pixelbereich von 3×3 ausgewählt werden, der das interessierende Pixel umgibt und enthält, können B-Pixel aus einem Pixelbereich von 5×5 ausgewählt werden. B_tmp(0, 1) = 5 / 8B(0, 1) + 1 / 8{B(2, 1) + B(0, 3) + B(2, 3)} (19) B_tmp(2, 1) = 5 / 8B(2, 1) + 1 / 8{B(0, 1) + B(2, 3) + B(0, 3)} (20) B_tmp(0, 3) = 5 / 8B(0, 3) + 1 / 8{B(0, 1) + B(2, 3) + B(2, 1)} (21) B_tmp(2, 3) = 5 / 8B(2, 3) + 1 / 8{B(2, 1) + B(0, 3) + B(0, 1)} (22)
(Vierte Modifizierung der Ausführungsform)
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform hat ein Bewegungserfassungsbild die gleiche Größe wie das momentane Bild und ein vorheriges Bild, wie in 8–10 gezeigt; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. In der vierten Modifizierung wird ein Bewegungserfassungsbild erzeugt, das auf die Hälfte der Größe des momentanen Bildes und eines vorherigen Bildes in die horizontale Richtung und die vertikale Richtung verkleinert wird. 19–22 sind Diagramme, die von einer Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit 411 ausgeführte Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitung einer Endoskopvorrichtung 1 gemäß der vierten Modifizierung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutern.
Die Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit 411 erzeugt ein Bewegungserfassungsbild unter Verwendung der folgenden Formeln (23)–(29) je nach dem Bildgebungsverfahren, wo ein Signalwert des Bewegungserfassungsbildes als Ys(x, y) bezeichnet wird.
<Im WLI-Modus>
Im WLI-Modus wird beispielsweise ein Signalwert Ys(x, y) unter Verwendung der folgenden Formeln (23) und (24) erzeugt (siehe 19). Ein Mittelungszielbereich wird derart eingestellt, dass ein Signalwert eines Pixels nicht mehrmals verwendet wird, beispielsweise die Mittelungszielbereiche Q21 und Q22, die in 19 gezeigt sind. Ys(0, 0) = G(0, 0) + R(1, 0) + B(0, 1) + G(1, 1) (23) Ys(0, 1) = G(0, 2) + R(1, 2) + B(0, 3) + G(1, 3) (24)
<Im NBI-Modus>
Im NBI-Modus wird ein Signalwert Ys(x, y) unter Verwendung der folgenden Formeln (25)–(29) erzeugt (siehe 20). Ein Mittelungszielbereich wird derart eingestellt, dass er von neun Pixeln gebildet wird, die ein B-Pixel in der Mitte umgeben und enthalten, beispielsweise die Mittelungszielbereiche Q31 und Q32, die 20 gezeigt sind. Ys(x, y) = 1 / 3{2 × B_tmp2(x, y) + G_tmp2(x, y)} (25)
Insbesondere erzeugt, wenn ein Signalwert Ys(1, 0) zur Erzeugung eines Bewegungserfassungsbildes erzeugt wird, die Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit 411 Signalwerte B_tmp2(1, 0) und G_tmp2(1, 0) durch die folgenden Formeln (26) bzw. (27) auf Grundlage von Signalwerten von fünf Pixeln (ausschließlich ein R-Pixel) in dem Mittelungszielbereich Q31, der in 20 gezeigt ist, und erzeugt danach den Signalwert Ys(1, 0) durch die Formel (25). Eine Phase eines Signalwertes Ys(1, 0) ist S41, wie in 21 gezeigt. B_tmp2(1, 0) = B(2, 1) (26) G_tmp2(1, 0) = 1 / 4{G(2, 0) + G(1, 1) + G(3, 1) + G(2, 2)} (27)
Insbesondere erzeugt, wenn ein Signalwert Ys(1, 1) zur Erzeugung eines Bewegungserfassungsbildes erzeugt wird, die Bewegungserfassungsbilderzeugungsverarbeitungseinheit 411 Signalwerte B_tmp(1, 1) und G_tmp(1, 1) durch die folgenden Formeln (28) bzw. (29) auf Grundlage von Signalwerten von sieben Pixeln (ausschließlich ein R-Pixel) in dem Mittelungszielbereich Q32, der in 20 gezeigt ist, und erzeugt danach den Signalwert Ys(1, 1) durch die Formel (25). Eine Phase eines Signalwertes Ys(1, 1) ist S42, wie in 22 gezeigt. B_tmp2(1, 1) = B(2, 3) (28) G_tmp2(1, 1) = 1 / 4{G(2, 2) + G(1, 3) + G(3, 3) + G(2, 4)} (29)
Gemäß der vierten Modifizierung wird ein Bewegungserfassungsbild verkleinert und somit können die für Blockanpassungsverarbeitung erforderlichen Berechnungskosten von einer Bewegungserfassungsverarbeitungseinheit 412 reduziert werden (die Schaltungsgröße kann reduziert werden). In der vierten Modifizierung verdoppelt die Bewegungserfassungsverarbeitungseinheit 412 die Größe eines erfassten Bewegungsvektors (Umwandlung in einen Bewegungsvektor in dem momentanen Bild) und dadurch die Ausgaben an die Rauschreduzierungsverarbeitungseinheit 413.
(Fünfte Modifizierung der Ausführungsform)
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform umfasst der Bildsensor 202 als ein Grundmuster eine (siehe 4) aus 2×2 Pixeln gebildete Filtereinheit U1; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Es kann beispielsweise eine aus 4×4 Pixeln gebildete Filtereinheit verwendet werden. 23 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration eines Farbfilters gemäß der fünften Modifizierung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die in 22 gezeigte Filtereinheit U2 umfasst acht G-Filter, sechs B-Filter und zwei R-Filter, die derart angeordnet sind, dass Filter der gleichen Farbe einander nicht in die horizontale Richtung und die vertikale Richtung benachbart sind. Die Verarbeitung der Erzeugung eines Bewegungserfassungsbildes mit der Filtereinheit U2 ist nachstehend beschrieben.
<Im WLI-Modus>
Im WLI-Modus wird ein Signalwert Y(x, y) eines Bewegungserfassungsbildes durch Mittelungsverarbeitung von vier Pixeln für das momentane Bild (ähnlich wie die 8) erzeugt. Beispielsweise werden Signalwerte Y(0, 0) und Y(0, 1) eines Bewegungserfassungsbildes unter Verwendung der vorstehenden Formeln (1) und (2) erzeugt (ähnlich auch auf andere Koordinaten angewendet).
<Im NBI-Modus>
Im NBI-Modus ist ein Signalwert eines R-Pixels gleich null und wird somit nicht wie vorstehend beschrieben verwendet. In diesem Fall werden beispielsweise vier Pixel oben links in der in 23 gezeigten Filtereinheit U2 nur durch G-Pixel und B-Pixel gebildet, ohne ein R-Pixel zu enthalten, und wird somit Y(0, 0) durch Mittelungsverarbeitung der vier Pixel wie vorstehend beschrieben mit der vorstehenden Formel (1) erzeugt. Währenddessen enthalten im Fall von Y(0, 1) vier Pixel (B21, G22, G31, und R32) das R-Pixel und ist es somit erforderlich, das Auftreten einer Phasenverschiebung unter Verwendung der vorstehenden Formeln (4) und (5) zu verhindern. Insbesondere werden beispielsweise die folgenden Formeln (30)–(33) verwendet. Koordinaten, die Signalwerten zugeordnet sind, sind ähnlich wie die vorstehend beschriebenen.
*wenn kein R-Pixel in einem Mittelungszielbereich vorhanden ist (beispielsweise im Fall eines Signalwertes Y(0, 0)) Y(0, 0) = G(0, 0) + B(1, 0) + B(0, 1) + G(1, 1) (30) *wenn ein R-Pixel in einem Mittelungszielbereich vorhanden ist (beispielsweise im Fall eines Signalwertes Y(0, 1)) Y(x, Y) = 1 / 3{2 × B_tmp(x, y) + G_tmp(x, y) (31) B_tmp(0, 1) = 1 / 2B(0, 1) + 1 / 4{B(2, 1) + B(0, 3)} (32) G_tmp(0, 1) = 1 / 2{G(1, 1) + G(0, 2)} (33)
Im NBI-Modus wird ein Signalwert Y je nach der Anordnung eines R-Pixels unter Verwendung der vorstehenden Formeln (30) bis (33) erzeugt.
Der Farbfilter 202a gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform muss nur Filtereinheiten haben, wenn die Anzahl von G-Filtern, die Licht des Wellenlängenbands H_G übertragen, größer ist als die Anzahl von B-Filtern, die Licht des Wellenlängenbands H_B übertragen, und die Anzahl von R-Filtern, die Licht des Wellenlängenbands H_R übertragen. Somit kann jegliche andere Anordnung als die vorstehend beschriebene Anordnung verwendet werden, die die vorstehend beschriebenen Bedingungen erfüllt. Die vorstehend beschriebene Filtereinheit hat eine Anordnung von 2 × 2 oder 4 × 4; die Anordnung in der Filtereinheit ist jedoch nicht darauf beschränkt.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Farbfilter 202a, der die Mehrzahl von Filtern umfasst, die jeweils Licht mit einem vorbestimmten Wellenlängenband übertragen, auf der Licht-empfangenden Oberfläche des Bildsensors 202 vorgesehen; es kann jedoch jeder der Filter auch separat für jedes Pixel des Farbsensors 202 vorgesehen sein.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist Schmalbandbeleuchtungslicht durch Licht des Schmalbands T_B, das in dem Wellenlängenband H_B enthalten ist, und Licht eines Schmalbandes T_G, das in dem Wellenlängenband H_G enthalten ist, gebildet. Das Schmalbandbeleuchtungslicht ist jedoch nicht auf diese Schmalbänder beschränkt. Beispielsweise kann Schmalbandbeleuchtungslicht durch Licht des Schmalbands T_R, das in dem Wellenlängenband H_R enthalten ist und Licht des Schmalbandes T_G, das in dem Wellenlängenband H_G enthalten ist, gebildet werden. Licht des Schmalbandes T_R, das in dem Wellenlängenband H_R enthalten ist, ermöglicht beispielsweise die Beobachtung von Blutgefäßen in der tiefen Schicht. Eine Luminanzkomponente bei der Schmalbandlichtbildgebung ist in diesem Fall eine rote Komponente. Ähnlich wie die Einstellung eines Bereiches auf Grundlage eines B-Pixels wie vorstehend beschrieben, wird ein Mittelungszielbereich auf der Grundlage eines R-Pixels eingestellt.
Die Endoskopvorrichtung 1 gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform schaltet von der Beleuchtungseinheit 31 ausgestrahltes Beleuchtungslicht zu einem des Weißbeleuchtungslichts und des Schmalbandbeleuchtungslichts durch Einfügen oder Entfernen des Schaltfilters 31c bezüglich von einer Lichtquelle 31a ausgestrahltem Weißlicht um. Jedoch kann das Umschalten zwischen zwei Lichtquellen verwendet werden, um eines des Weißbeleuchtungslichts und des Schmalbandbeleuchtungslichts auszustrahlen. Als eine Vorrichtung zum Wechseln zwischen den zwei Lichtquellen, um eines des Weißbeleuchtungslichts und des Schmalbandbeleuchtungslichts auszustrahlen, kann ein Kapselendoskop verwendet werden, das die Lichtquelleneinheiten, einen Farbfilter und einen Bildsensor umfasst und dafür konfiguriert ist, beispielsweise in ein Subjekt eingeführt zu werden.
Die Endoskopvorrichtung 1 gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform umfasst den A/D-Wandler 205 am distalen Endteil 24; der A/D-Wandler 205 kann jedoch in dem Prozessor 4 enthalten sein. Außerdem kann die Konfiguration im Zusammenhang mit der Bildverarbeitung in dem Endoskop 2, einem Verbinder, der das Endoskop 2 mit dem Prozessor 4 verbindet, oder der Bedienungseinheit 22 enthalten sein. Die vorstehend beschriebene Endoskopvorrichtung 1 identifiziert das mit dem Prozessor 4 verbundene Endoskop 2 unter Verwendung der Identifikationsinformation oder sonstigen in der Identifikationsinformationsspeichereinheit 261 gespeicherten Informationen; eine Identifikationseinheit kann jedoch an einem Verbindungsteil (Verbinder) zwischen dem Prozessor 4 und dem Endoskop 2 vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine PIN zur Identifikation (Identifikationseinheit) auf der Seite des Endoskops 2 enthalten sein, um das mit dem Prozessor 4 verbundene Endoskop 2 zu identifizieren.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie vorstehend beschrieben, sind die Bildverarbeitungsvorrichtung, das Verfahren zum Bedienen der Bildverarbeitungsvorrichtung, das Programm zum Bedienen der Bildverarbeitungsvorrichtung und die Endoskopvorrichtung gemäß der Erfindung nützlich zum Erlangen von Bildern mit hoher Auflösung bei jeder der Weißlichtbildgebung und der Schmalbandbildgebung.
Bezugszeichenliste

1: ENDOSKOPVORRICHTUNG
2: ENDOSKOP
3: LICHTQUELLENEINHEIT
4: PROZESSOR
5: ANZEIGEEINHEIT
21: EINFÜHREINHEIT
22: BEDIENUNGSEINHEIT
23: UNIVERSALKABEL
24: DISTALER ENDTEIL
31: BELEUCHTUNGSEINHEIT
31a: LICHTQUELLE
31b: LICHTQUELLENTREIBER
31c: SCHALTFILTER
31d: TREIBEREINHEIT
31e: TREIBER
31f: KONDENSORLINSE
32: BELEUCHTUNGSSTEUEREINHEIT
41: BILDVERARBEITUNGSEINHEIT
42: EINGABEEINHEIT
43: SPEICHEREINHEIT
44: STEUEREINHEIT
201: OPTISCHES BILDGEBUNGSSYSTEM
202: BILDSENSOR
202A: FARBFILTER
203: LICHTLEITER
204: BELEUCHTUNGSLINSE
205: A/D-WANDLER
206: BILDGEBUNGSINFORMATIONSSPEICHEREINHEIT
261: IDENTIFIKATIONSINFORMATIONSSPEICHEREINHEIT
411: BEWEGUNGSERFASSUNGSBILDERZEUGUNGSVERARBEITUNGSEINHEIT
412: BEWEGUNGSERFASSUNGSVERARBEITUNGSEINHEIT
413: RAUSCHREDUZIERUNGSVERARBEITUNGSEINHEIT
414: EINZELBILDSPEICHER
415: DEMOSAICING-VERARBEITUNGSEINHEIT
416: ANZEIGEBILDERZEUGUNGSVERARBEITUNGSEINHEIT
U1, U2: FILTEREINHEIT

Claims

Bildverarbeitungsvorrichtung zum Erzeugen eines aufgenommenen Bildes auf Grundlage eines Signalwertes, der durch eine Mehrzahl von Pixeln gemäß einem von Weißbeleuchtungslicht bei Weißlichtbildgebung und Schmalbandbeleuchtungslicht bei Schmalbandbildgebung erzeugt wird, wobei das Weißbeleuchtungslicht rote, grüne und blaue Wellenlängenbänder umfasst, wobei das Schmalbandbeleuchtungslicht in einem des roten, grünen und blauen Wellenlängenbands enthalten ist, wobei die Bildverarbeitungsvorrichtung umfasst: eine Bewegungserfassungsbilderzeugungseinheit, die dafür konfiguriert ist, Mittelungsverarbeitung auf Pixelwerten von Pixeln auszuführen, die in einer Gruppe einer Mehrzahl von Pixeln mit unterschiedlichen Farbfiltern enthalten sind, um einen Signalwert zum Erzeugen von Bewegungserfassungsbildern zu erlangen und die Bewegungserfassungsbilder zur Erfassung von Bewegung zwischen aufgenommenen Bildern zu unterschiedlichen Zeitpunkten auf Grundlage des durch die Mittelungsverarbeitung erlangten Signalwertes derart zu erzeugen, dass bei der Weißlichtbildgebung ein Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem Filter zur Passage von Licht einer Luminanzkomponente eines aufgenommenen Bildes bei der Weißlichtbildgebung derart eingestellt wird, dass es größer oder gleich einem Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem anderen Typ von Filter ist, während bei der Schmalbandbildgebung ein Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem Filter zur Passage von Licht einer Luminanzkomponente eines aufgenommenen Bildes bei der Schmalbandbildgebung derart eingestellt wird, dass es größer oder gleich einem Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem anderen Typ von Filter ist; und eine Bewegungserfassungsverarbeitungseinheit, die dafür konfiguriert ist, auf Grundlage der von der Bewegungserfassungsbilderzeugungseinheit erzeugten Bewegungserfassungsbilder die Bewegung zwischen zwei der Bewegungserfassungsbilder zu erfassen, die auf Grundlage der aufgenommenen Bilder zu den unterschiedlichen Zeitpunkten erzeugt werden.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Luminanzkomponente bei der Weißlichtbildgebung eine grüne Komponente ist, die Luminanzkomponente bei der Schmalbandlichtbildgebung eine blaue Komponente ist, und die Bewegungserfassungsbilderzeugungseinheit dafür konfiguriert ist, die Mittelungsverarbeitung durch Gewichten des Pixelwertes der grünen Komponente bei der Weißlichtbildgebung auszuführen und die Mittelungsverarbeitung durch Gewichtung des Pixelwertes der blauen Komponente bei der Schmalbandlichtbildgebung auszuführen.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei Phasen des Signalwertes zum Erzeugen der Bewegungserfassungsbilder auf Grundlage einer Anordnung in der Gruppe der Mehrzahl von Pixeln einheitlich in den Bewegungserfassungsbildern angeordnet sind.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner umfasst: eine Rauschreduzierungsverarbeitungseinheit, die dafür konfiguriert ist, eine in den aufgenommenen Bildern enthaltene Rauschkomponente auf Grundlage der von der Bewegungserfassungsverarbeitungseinheit erfassten Bewegung zu reduzieren.
Verfahren zum Bedienen einer Bildverarbeitungsvorrichtung zum Erzeugen eines aufgenommenen Bildes auf Grundlage eines Signalwertes, der durch eine Mehrzahl von Pixeln gemäß einem von Weißbeleuchtungslicht bei Weißlichtbildgebung und Schmalbandbeleuchtungslicht bei Schmalbandbildgebung erzeugt wird, wobei das Weißbeleuchtungslicht rote, grüne und blaue Wellenlängenbänder umfasst, wobei das Schmalbandbeleuchtungslicht in einem des roten, grünen und blauen Wellenlängenbands enthalten ist, wobei das Verfahren umfasst: einen Bewegungserfassungsbilderzeugungsschritt der Ausführung, durch eine Bewegungserfassungsbilderzeugungseinheit, von Mittelungsverarbeitung auf Pixelwerten von Pixeln, die in einer Gruppe einer Mehrzahl von Pixeln mit unterschiedlichen Farbfiltern enthalten sind, um einen Signalwert zum Erzeugen von Bewegungserfassungsbildern zu erlangen, und des Erzeugens der Bewegungserfassungsbilder zur Erfassung von Bewegung zwischen aufgenommenen Bildern zu unterschiedlichen Zeitpunkten auf Grundlage des durch die Mittelungsverarbeitung erlangten Signalwertes derart, dass bei der Weißlichtbildgebung ein Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem Filter zur Passage von Licht einer Luminanzkomponente eines aufgenommenen Bildes bei der Weißlichtbildgebung derart eingestellt wird, dass es größer oder gleich einem Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem anderen Typ von Filter ist, während bei der Schmalbandbildgebung ein Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem Filter zur Passage von Licht einer Luminanzkomponente eines aufgenommenen Bildes bei der Schmalbandbildgebung derart eingestellt wird, dass es größer oder gleich einem Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem anderen Typ von Filter ist; und einen Bewegungserfassungsverarbeitungsschritt des Detektierens, durch eine Bewegungserfassungsverarbeitungseinheit, auf Grundlage der von der Bewegungserfassungsbilderzeugungseinheit erzeugten Bewegungserfassungsbilder, der Bewegung zwischen zwei der Bewegungserfassungsbilder, die auf Grundlage der aufgenommenen Bilder zu den verschiedenen Zeitpunkten erzeugt werden.
Programm zum Bedienen einer Bildverarbeitungsvorrichtung zur Erzeugung eines aufgenommenen Bildes auf Grundlage eines Signalwertes, der durch eine Mehrzahl von Pixeln gemäß einem von Weißbeleuchtungslicht bei Weißlichtbildgebung und Schmalbandbeleuchtungslicht bei Schmalbandbildgebung erzeugt wird, wobei das Weißbeleuchtungslicht rote, grüne und blaue Wellenlängenbänder umfasst, wobei das Schmalbandbeleuchtungslicht in einem des roten, grünen und blauen Wellenlängenbands enthalten ist, wobei das Programm bewirkt, dass die Bildverarbeitungsvorrichtung ausführt: einen Bewegungserfassungsbilderzeugungsschritt der Ausführung, durch eine Bewegungserfassungsbilderzeugungseinheit, von Mittelungsverarbeitung auf Pixelwerten von Pixeln, die in einer Gruppe einer Mehrzahl von Pixeln mit unterschiedlichen Farbfiltern enthalten sind, um einen Signalwert zum Erzeugen von Bewegungserfassungsbildern zu erlangen, und des Erzeugens der Bewegungserfassungsbilder zur Erfassung von Bewegung zwischen aufgenommenen Bildern zu unterschiedlichen Zeitpunkten auf Grundlage des durch die Mittelungsverarbeitung erlangten Signalwertes derart, dass bei der bei der Weißlichtbildgebung ein Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem Filter zur Passage von Licht einer Luminanzkomponente eines aufgenommenen Bildes bei der Weißlichtbildgebung derart eingestellt wird, dass es größer oder gleich einem Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem anderen Typ von Filter ist, während bei der Schmalbandbildgebung ein Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem Filter zur Passage von Licht einer Luminanzkomponente eines aufgenommenen Bildes bei der Schmalbandbildgebung derart eingestellt wird, dass es größer oder gleich einem Gewicht eines Pixelwertes eines Pixels mit einem anderen Typ von Filter ist; und einen Bewegungserfassungsverarbeitungsschritt des Detektierens, durch eine Bewegungserfassungsverarbeitungseinheit, auf Grundlage der von der Bewegungserfassungsbilderzeugungseinheit erzeugten Bewegungserfassungsbilder, der Bewegung zwischen zwei der Bewegungserfassungsbilder, die auf Grundlage der aufgenommenen Bilder zu den verschiedenen Zeitpunkten erzeugt werden.
Endoskopvorrichtung zur Ausführung von Weißlichtbildgebung und Schmalbandlichtbildgebung, wobei die Endoskopvorrichtung umfasst: eine Lichtquelleneinheit, die dafür konfiguriert ist, eines von einem Weißbeleuchtungslicht und einem Schmalbandbeleuchtungslicht auszustrahlen, wobei das Weißbeleuchtungslicht rote, grüne und blaue Wellenlängenbänder umfasst, das Schmalbandbeleuchtungslicht zwei Schmalbänder umfasst, die in einem der Wellenlängenbänder von Luminanzkomponenten bei der Weißlichtbildgebung und der Schmalbandlichtbildgebung enthalten sind; einen Bildsensor mit einer Mehrzahl von in einer Matrixform angeordneten Pixeln, wobei die Mehrzahl von Pixeln dafür konfiguriert ist, Licht zu empfangen und photoelektrische Wandlung auf dem empfangenen Licht auszuführen, um ein elektrisches Signal zu erzeugen; einen Farbfilter mit einer Mehrzahl von Filtereinheiten, die auf einer Lichtempfangenden Fläche des Bildsensors angeordnet sind, wobei jede der Mehrzahl von Filtereinheiten einen ersten Filter, einen zweiten Filter und einen dritten Filter umfasst, wobei der erste Filter für die Passage von Licht von Wellenlängenbändern einer Luminanzkomponente bei der Weißlichtbildgebung und einer Luminanzkomponente bei der Schmalbandlichtbildgebung konfiguriert ist, der zweite Filter für die Passage von Licht eines Wellenlängenbands der Luminanzkomponente bei der Weißlichtbildgebung konfiguriert ist und der dritte Filter für die Passage von Licht eines Wellenlängenbands der Luminanzkomponente bei der Schmalbandlichtbildgebung konfiguriert ist; und die Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1.