DE112018001730T5

DE112018001730T5 - Elektronisches Endoskopsystem

Info

Publication number: DE112018001730T5
Application number: DE112018001730.3T
Authority: DE
Inventors: Takao Makino
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2018-03-26
Publication date: 2020-01-09
Also published as: CN110381806A; JPWO2018181156A1; JP6850871B2; WO2018181156A1; US10939801B2; CN110381806B; US20200008652A1

Abstract

Ein elektronisches Endoskopsystem enthält: ein elektronisches Endoskop, das einen Bildsensor enthält, der ein lebendes Gewebe abbildet; einen Prozessor, der eine Bildbearbeitung an einem Bild durchführt, das durch Abbilden des lebenden Gewebes erhalten wird; und eine Anzeige, die das Bild, an dem die Bildbearbeitung durchgeführt wurde, anzeigt. Der Prozessor enthält: eine Kenngrößenberechnungseinheit, die als Kenngröße ein Verhältnis zwischen Unterschieden von Werten von zwei Farbsignalen aus einer Vielzahl von Farbsignalen jedes der Pixel des Bildes zu einem Referenzwert berechnet; und eine Bildverstärkungsbearbeitungseinheit, die zum Verstärken des Bildes einen Grad der Erhöhung oder Verringerung mindestens eines der Werte der beiden Farbsignale auf der Basis des berechneten Verhältnisses definiert, um so eine Verstärkungsbearbeitung an dem Bild durchzuführen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Endoskopsystem, das eine Bildverstärkungsbearbeitung durchführt.
Stand der Technik
Elektronische Endoskope werden zur Beobachtung oder Behandlung von lebendem Gewebe im menschlichen Körper eingesetzt. In vielen Fällen sind Bilder von lebendem Gewebe, die von einem elektronischen Endoskop abgebildet und auf einer Anzeige angezeigt werden, Bilder, an denen eine Bildbearbeitung durchgeführt worden ist, um eine bessere Sichtbarkeit in einem gesamten lebenden interessierenden Gewebe oder in einem Teil eines lebenden interessierenden Gewebes verglichen mit anderen Teilen erreichen zu können. Die Bildbearbeitung umfasst eine Kontrastverstärkungsbearbeitung, eine Gesamtbildaufhellungsbearbeitung, eine Tönungsänderungsbearbeitung und eine Verstärkungsbearbeitung, die eine Farbtonumwandlung einschließt, um die Anzahl an Farbtönen in einem vorbestimmten Farbtonstufenbereich zu erweitern.
Beispielsweise wird in vielen Fällen eine Tonkurve zum Ändern und Ausgeben der Farbtonstufe eines eingegebenen Bildes bei der Verstärkungsbearbeitung eingestellt. Eine solche Tonkurve wird vorab gespeichert und vorgehalten, und die gespeicherte und vorgehaltene Tonkurve wird bei der Verstärkungsbearbeitung abgerufen, um eine Verstärkungsbearbeitung an einem Bild durchzuführen, das durch das elektronische Endoskop erhalten wurde.
Demzufolge wird die Art der durchzuführenden Verstärkungsbearbeitung von der Tonkurve bestimmt.
Beispielsweise ist eine bekannte Technologie einer elektronischen Endoskopvorrichtung imstande, ein Bild zu erhalten, in dem ein Blutgefäß selbst bei Verwendung von Weißlicht ausreichend verstärkt wird (Patentdokument 1).
Diese Technologie umfasst einen RGB-Konverter zum Umwandeln von Bildsignalen in RGB-Signale, einen R-Signal-Verstärker zum Erhöhen oder Verringern von R-Signalen von RGB-Signalen mit einer festen Verstärkung, und einen GB-Signal-Verstärker, der eine nichtlineare Erhöhung oder Verringerung von G-Signalen und B-Signalen der RGB-Signale durchführt. Derzeit werden Verstärkungen in dem R-Signal-Verstärker und dem GB-Signal-Verstärker als eindeutige Werte für jede der zu beobachtenden Stellen gespeichert, und die Verstärkung wird auf der Basis der zu beobachtenden Stelle ausgewählt.
Dokument aus dem Stand der Technik
Patentdokument
Patentdokument 1: JP 5006759 B2
Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Bei der oben genannten Technologie wird die Verstärkungsauswahl in dem R-Signal-Verstärker und dem GB-Signal-Verstärker durch Auswählen einer voreingestellten Tonkurve durchgeführt. Das heißt, die oben beschriebene Technologie stellt in einem Farbraum, der durch RGB-Farbsignale gebildet ist, eine Tonkurve getrennt für Farbsignale eines Abschnittes, der eine charakteristische Farbtönung hat, wie z. B. Blutgefäße, in einem Bild aus völlig rötlichem lebendem Gewebe, beispielsweise das G-Signal oder das B-Signal, und für die anderen Farbsignale, beispielsweise das R-Signal, ein und vergrößert dann einen Unterschied zwischen den Farbsignalwerten des zu verstärkenden charakteristischen Abschnitts, um eine Bildverstärkungsbearbeitung durchzuführen.
Diese Verstärkungsbearbeitung hat jedoch einen Nachteil. Das heißt, es wäre möglich, in einem Abschnitt, in dem der Farbsignalwert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, die Verstärkung durch Erhöhen des Unterschieds zwischen den Werten durch Vergrößern eines Erhöhungsbetrags des Wertes zur Verstärkung durchzuführen, wenn der Farbsignalwert zunimmt. In einem Abschnitt jedoch, in dem der Farbsignalwert außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, würde der Unterschied zwischen den Farbsignalwerten komprimiert werden und zur Erzeugung eines verlustbehafteten Bildes für diesen Abschnitt führen, der auf einem Anzeigebild nicht unterscheidbar wäre.
Zusätzlich wird bei der Verstärkungsbearbeitung unter Verwendung der Tonkurve eine Farbtonumwandlung an der Farbtonstufe des Farbsignals unter Verwendung einer Nachschlagetabelle angewandt, und die Farbtonstufe nach der Farbtonumwandlung wird ausgegeben. Aus diesem Grund ist es zur Benutzung einer Vielzahl von Tonkurven erforderlich, eine Vielzahl von Nachschlagetabellen für jedes der drei RGB-Farbsignale zu erstellen. Da die Verstärkung auf der Basis der zu beobachtenden Stelle ausgewählt wird, ist es in der oben beschriebenen Technologie darüber hinaus erforderlich, eine Nachschlagetabelle für jede der Stellen zu erstellen. Aus diesem Grund benötigt der Prozessor, der die Bildbearbeitung durchführt, einen großen Speicher zum Speichern und Vorhalten der Nachschlagetabelle, und dies kann bei der Implementierung einer einfachen Gerätekonfiguration ein Problem sein.
Insbesondere in einem Fall, in dem ein Bild eines charakteristischen Abschnittes mit einer Farbkomponente vorliegt, die sich von der der anderen Abschnitte unterscheidet, und dieser charakteristische Abschnitt aufgrund seiner Position in einem dunklen Teil schwer zu unterschieden ist, ist es wünschenswert, eine Verstärkungsbearbeitung durchzuführen, um eine Unterscheidung dieses charakteristischen Abschnittes zu ermöglichen und eine Unterdrückung eines Zustandes zu ermöglichen, in dem die Anzahl der Farbtöne des Bildes in den anderen Abschnitten komprimiert und nicht zu unterscheiden ist. Mit anderen Worten ist es wünschenswert, an einem Bild den Grad der Verstärkungsbearbeitung zwischen einem charakteristischen Abschnitt mit einer charakteristischen Farbkomponente in dem Bild und anderen Abschnitten als dem charakteristischen Abschnitt in dem Bild zu ändern.
In Anbetracht des Vorstehenden ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein elektronisches Endoskopsystem vorzusehen, das imstande ist, den Grad der Verstärkungsbearbeitung zwischen einem charakteristischen Abschnitt mit einer charakteristischen Farbkomponente in dem Bild und anderen Abschnitten in dem Bild als dem charakteristischen Abschnitt ohne Verwendung einer Vielzahl von Nachschlagetabellen zu ändern.
Lösung des Problems
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektronisches Endoskopsystem. Das elektronische Endoskopsystem umfasst:

ein elektronisches Endoskop, das einen Bildsensor enthält, der ein lebendes Gewebe abbildet;
einen Prozessor, der eine Bildbearbeitung an einem Bild durchführt, das durch Abbildung des lebenden Gewebes erhalten wurde; und
eine Anzeige, die das Bild, an dem die Bildbearbeitung durchgeführt wurde, anzeigt,
wobei der Prozessor umfasst: eine Kenngrößenberechnungseinheit, die als Kenngröße ein Verhältnis zwischen Unterschieden von Werten von zwei Farbsignalen aus einer Vielzahl von Farbsignalen jedes Pixels des Bildes zu einem Referenzwert berechnet; und eine Bildverstärkungsbearbeitungseinheit, die zur Verstärkung des Bildes einen Grad einer Erhöhung oder Verringerung mindestens eines der Werte der beiden Farbsignale auf der Basis des berechneten Verhältnisses definiert, um so eine Verstärkungsbearbeitung an dem Bild durchzuführen.

Die beiden Farbsignale sind ein erstes Farbsignal und ein zweites Farbsignal, das Verhältnis ist ein Verhältnis eines zweiten Unterschieds eines Wertes des zweiten Farbsignals zu dem Referenzwert, der dem zweiten Farbsignal entspricht, in Bezug auf einen ersten Unterschied eines Wertes des ersten Farbsignals zu dem Referenzwert, der dem ersten Farbsignal entspricht, und die Bildverstärkungsbearbeitungseinheit führt vorzugsweise das Vergrößern eines Erhöhungsbetrags des Wertes des zweiten Farbsignals und/oder das Vergrößern eines Verringerungsbetrags des Wertes des ersten Farbsignals aus, wenn das Verhältnis größer wird.
Der Referenzwert umfasst einen ersten Referenzwert für das erste Farbsignal und einen zweiten Referenzwert für das zweite Farbsignal, und sowohl der erste Referenzwert als auch der zweite Referenzwert ist vorzugsweise ein veränderbarer Wert.
Beim Verändern des Referenzwertes ist es wünschenswert, dass die Kenngrößenberechnungseinheit die Änderungsbeträge des ersten Referenzwertes und des zweiten Referenzwertes zueinander verschieden einstellt.
Es ist wünschenswert, dass die Kenngrößenberechnungseinheit den Referenzwert in Übereinstimmung mit der Verteilung der beiden Farbsignale über das gesamte Bild oder einer Luminanzinformation bezüglich des gesamten Bildes einstellt.
Es ist wünschenswert, dass
das Bild ein Bild aus einem Bewegtbild eines lebenden Gewebes ist,
die Kenngrößenberechnungseinheit und die Bildverstärkungsbearbeitungseinheit sequentiell jedes der Bilder des Bewegtbildes bearbeiten, und
die Luminanzinformation, die zum Einstellen des Referenzwertes verwendet wird, eine Luminanzinformation eines gesamten Bildes unmittelbar vor dem Bild, an dem die Verstärkungsbearbeitung in einer Zeitreihe durchgeführt wird, aus dem Bewegtbild ist.
Es ist wünschenswert, dass die Kenngrößenberechnungseinheit den Referenzwert auf einen Eingabewert einstellt, der von einer Bedienperson für ein auf der Anzeige angezeigtes Bild empfangen wird, und dass die Bildverstärkungsbearbeitungseinheit den eingestellten Referenzwert verwendet, um die Verstärkungsbearbeitung an dem Bild durchzuführen.
Es ist wünschenswert, dass
die Farbsignale RGB-Farbsignale sind,
und dass das Verhältnis eines einschließt aus einem Verhältnis eines Unterschieds eines Wertes eines G-Signals zu dem Referenzwert, der dem G-Signal entspricht, in Bezug auf einen Unterschied eines Wertes eines R-Signals zu dem Referenzwert, der dem R-Signal entspricht, oder einem Verhältnis eines Unterschieds eines Wertes eines B-Signals zu dem Referenzwert, der dem B-Signal entspricht, in Bezug auf den Unterschied des Wertes des R-Signals zu dem Referenzwert, der dem R-Signal entspricht.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß dem oben beschriebenen elektronischen Endoskopsystem ist es möglich, den Grad der Verstärkungsbearbeitung zwischen einem charakteristischen Abschnitt mit einer charakteristischen Farbkomponente in einem Bild und anderen Abschnitten in dem Bild als dem charakteristischen Abschnitt ohne Verwendung einer Vielzahl von Nachschlagetabellen zu ändern.
Figurenliste

1 ist eine äußere perspektivische Ansicht eines Beispiels für ein elektronisches Endoskopsystem des vorliegenden Ausführungsbeispiels.
2 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels für das elektronische Endoskopsystem des vorliegenden Ausführungsbeispiels.
3(a) und 3(b) sind Diagramme, die ein Beispiel für die Verstärkungsbearbeitung zeigen, die von dem elektronischen Endoskopsystem des vorliegenden Ausführungsbeispiels durchgeführt wird.
4 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel für eine Verstärkungsbearbeitung zeigt, die von dem elektronischen Endoskopsystem des vorliegenden Ausführungsbeispiels durchgeführt wird.
5 ist ein Beispiel für einen Ablauf der Verstärkungsbearbeitung, die von dem elektronischen Endoskopsystem des vorliegenden Ausführungsbeispiels durchgeführt wird.
6 ist ein Diagramm, das die Verstärkungsbearbeitung zeigt, die von einem herkömmlichen elektronischen Endoskopsystem durchgeführt wird.
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Ergebnis einer Verstärkungsbearbeitung zeigt, die von dem elektronischen Endoskopsystem des vorliegenden Ausführungsbeispiels durchgeführt wurde.
8 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel für ein Ergebnis einer Verstärkungsbearbeitung zeigt, die von dem elektronischen Endoskopsystem des vorliegenden Ausführungsbeispiels durchgeführt wurde.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen
(Konfiguration eines elektronischen Endoskopsystems)
Nachstehend wird ein elektronisches Endoskopsystem des vorliegenden Ausführungsbeispiels detailliert beschrieben. 1 ist eine äußere perspektivische Ansicht eines elektronischen Endoskopsystems 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels. 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Hauptkonfiguration des elektronischen Endoskopsystems 1 zeigt.
Das elektronische Endoskopsystem 1 enthält in erster Linie einen Prozessor 2, eine Lichtquellenvorrichtung 3, ein elektronisches Endoskop 4 und eine Anzeige 5. Die Lichtquellenvorrichtung 3, das elektronische Endoskop 4 und die Anzeige 5 sind jeweils mit dem Prozessor 2 verbunden. Obgleich die Lichtquellenvorrichtung 3 und der Prozessor 2 getrennt konfiguriert sind, kann die Lichtquellenvorrichtung 3 in dem Prozessor 2 vorgesehen werden.
Die Lichtquellenvorrichtung 3 emittiert Weißlicht oder Licht einer Vielzahl von Wellenlängenbändern. Die Lichtquellenvorrichtung 3 enthält beispielsweise eine Weißlichtquelle, wie z. B. eine Hochintensitätslampe, die eine Leuchtdioden-(LED)-Lichtquelle enthält, eine Halogenlampe und eine Metallhalogenlampe. Die Lichtquellenvorrichtung 3 kann eine Konfiguration haben, in der eine sich drehende Platte mit einer Vielzahl von optischen Filtern gedreht wird, um die optischen Filter, die durch einen optischen Pfad des aus der Weißlichtquelle emittierten Lichts hindurchgehen, zu schalten, um so sequentiell das von jedem der optischen Filter gefilterte Licht auszugeben. In diesem Fall enthält die Lichtquellenvorrichtung 3 Elemente (nicht gezeigt), wie z. B. einen Lampentreiber, eine Lichtquelle, eine Kondensorlinse, einen Filterrevolver, einen Motor und einen Motortreiber. Die Lichtquellenvorrichtung 3 kann eine Vielzahl von Halbleiter-Leuchtelementen wie z. B. lichtemittierenden Dioden oder Laserdioden einschließen, die Licht verschiedener Wellenlängenbänder emittieren.
Wie in 1 gezeigt, enthält das elektronische Endoskop 4 an seinem distalen Ende einen Einführungsabschnitt 42, der Flexibilität hat und in den menschlichen Körper eingeführt werden soll. Der Einführungsabschnitt 42 enthält in der Nähe seines distalen Endes einen Biegeabschnitt 45, der in Antwort auf eine Fernsteuerung aus einer Handbetätigungseinheit 44, die mit einem proximalen Ende des Einführungsabschnittes 42 gekoppelt ist, biegbar ist. Der Biegemechanismus des Biegeabschnittes 45 ist ein bekannter Mechanismus, der in einem allgemeinen Endoskop aufgenommen ist. Die Biegestruktur ist so vorgesehen, dass sie den Biegeabschnitt 45 durch Ziehen eines Betätigungsdrahtes biegt, der mit einer Drehbetätigung eines an der Handbetätigungseinheit 44 vorgesehenen Biegebetätigungsknopfes gekoppelt ist. Das distale Ende des Biegeabschnitts 45 ist ferner mit einem distalen Endabschnitt 46 gekoppelt, der mit einem Bildsensor 46A ausgestattet ist (siehe 2). Die Richtung des distalen Endabschnittes 46 kann zusammen mit der Biegebetätigung des Biegeabschnitts 45 durch die Drehbetätigung des Biegebetätigungsknopfes geändert werden, und diese Richtungsänderung ermöglicht eine Bewegung eines Abbildungsbereiches des elektronischen Endoskops 4.
Das elektronische Endoskop 4 enthält eine Lichtführung 48 (siehe 2), die im Wesentlichen über der gesamten Länge von der Verbindungseinheit 49 zu dem distalen Endabschnitt 46 angeordnet ist. Die Lichtführung 48 ist ein Lichtwellenleiterbündel und leitet Bestrahlungslicht, das aus der Lichtquellenvorrichtung 3 zugeführt wird, bis zu dem distalen Endabschnitt 46 des elektronischen Endoskops 4.
Der distale Endabschnitt 46 des elektronischen Endoskops 4 enthält: eine Lichtverteilungslinse (nicht gezeigt), die vor dem distalen Ende der Lichtführung 48 vorgesehen ist; eine Objektivlinse 46B (siehe 2) zum Bilden eines Bildes eines lebenden Gewebes; den Bildsensor 46A (siehe 2) zum Empfangen des gebildeten Bildes; und einen Verstärker (nicht gezeigt), der ein aus dem Bildsensor 46A ausgegebenes Bildsignal verstärkt.
Die Lichtverteilungslinse ist so angeordnet, dass sie einer distalen Endfläche der Lichtführung 48 gegenübersteht, und ermöglicht dem Bestrahlungslicht, das aus der distalen Endfläche der Lichtführung 48 emittiert wird, zu divergieren und das lebende Gewebe als Objekt zu beleuchten.
Die Objektivlinse 46B sammelt Streulicht oder reflektiertes Licht aus dem lebenden Gewebe, um ein Bild des Objekts auf einer Lichtempfangsfläche des Bildsensors 46A zu bilden.
Beispiele für den entsprechend eingesetzten Bildsensor 46A umfassen einen CCD-Bildsensor oder einen CMOS-Bildsensor.
Ein aus dem Bildsensor 46A ausgegebenes Abbildungssignal wird von einem Verstärker (nicht gezeigt) verstärkt und dann sequentiell an die Verbindungseinheit 49 übertragen.
Die Verbindungseinheit 49 ist mit dem Prozessor 2 verbunden. Die Verbindungseinheit 49 kann eine Schaltung enthalten, die die folgenden Funktionen hat. Beispielsweise kann die Verbindungseinheit 49 eine Schaltung enthalten, die ein Antriebssignal an den Bildsensor 46A liefert, um den Bildsensor 46A anzutreiben, ein analoges aus dem Bildsensor 46A ausgegebenes Signal in ein digitales Signal umwandelt und das Signal an den Prozessor 2 als Signal eines aufgenommenen Bildes überträgt. Zusätzlich kann die Schaltung eine Funktion eines Zugreifens auf einen Speicher (nicht gezeigt) umfassen, der in der Verbindungseinheit 49 vorgesehen ist, eines Auslesens einer eindeutigen Information des elektronischen Endoskops 4 und eines Ausgebens der Information an den Prozessor 2.
Der Prozessor 2 ist eine Vorrichtung, die das Signal des aufgenommenen Bildes, das durch Abbilden des lebenden Gewebes durch den Bildsensor 46A des elektronischen Endoskops erhalten wird, weiterverarbeitet und das bearbeitete Signal der Anzeige 5 zuführt.
Der Prozessor 2 enthält eine weitere Verbindungseinheit (nicht gezeigt) zur Verbindung mit dem elektronischen Endoskop 4. Eine mechanische Verbindung der Verbindungseinheit und der Verbindungseinheit 49 ermöglicht eine elektronische Verbindung zwischen dem elektronischen Endoskop 4 und dem Prozessor 2, sowie eine optische Verbindung zwischen der Lichtquellenvorrichtung 3 und dem elektronischen Endoskop 4.
Der Prozessor 2 enthält eine Bildeingabebearbeitungseinheit 21, einen Bildspeicher 22, eine Ergebnisanzeigeeinheit 23, eine Systemsteuerung 24 und eine Recheneinheit 25. 2 zeigt eine Konfiguration, die eine austauschbare Lichtquellenvorrichtung 3 in einem Gehäuse enthält, in dem der Prozessor 2 vorgesehen ist.
Die Systemsteuerung 24 verwaltet und steuert den Betrieb der Bildeingabebearbeitungseinheit 21, des Bildspeichers 22, der Ergebnisanzeigeeinheit 23 und der Recheneinheit 25 und steuert den Betrieb der Lichtquellenvorrichtung 3 und des elektronischen Endoskops 4. Der Prozessor 2 enthält zusätzlich zu dem Bildspeicher 22 einen Speicher (nicht gezeigt), der Informationen und Daten speichert.
Die Bildeingabebearbeitungseinheit 21 ist eine Einheit, die eine vorbestimmte Signalbearbeitung wie z. B. eine Farbkorrektur und eine Matrix-Operation an einem Signal eines Bildes eines lebenden Gewebes durchführt. Videosignale, an denen eine Signalbearbeitung durchgeführt wurde, werden als aufgenommenes Bild Pixel für Pixel an den Bildspeicher 22 übertragen, der ein Einzelbildspeicher ist, und temporär gespeichert.
Das in dem Bildspeicher 22 gespeicherte Bild wird zur Verstärkungsbearbeitung abgerufen und an die Recheneinheit 25 über die Systemsteuerung 24 in Übereinstimmung mit einer Anweisung aus der Systemsteuerung 24 übertragen. Die Bearbeitung in der Recheneinheit 25 wird nachstehend beschrieben.
Das von der Recheneinheit 25 bearbeitete Bild wird erneut an den Bildspeicher 22 übertragen und gespeichert.
Die Ergebnisanzeigeeinheit 23 ruft das in dem Bildspeicher 22 gespeicherte Bild ab, führt eine Signalbearbeitung (y-Korrektur oder dergleichen) an dem Signal des Bildes durch, um ein Bildsignal zur Monitoranzeige zu erzeugen, und wandelt dann das erzeugte Bildsignal in ein vorbestimmtes Signal im Videoformat um. Das umgewandelte Videoformat-Signal wird an die Anzeige 5 ausgegeben. Mit dieser Konfiguration wird ein Bild des lebenden Gewebes als Bewegtbild auf einem Anzeigeschirm der Anzeige 5 angezeigt.
In einem solchen Prozessor 2 führt die Recheneinheit 25 eine Bildverstärkungsbearbeitung an einem Bild eines lebenden Gewebes durch. Wie in 2 gezeigt, enthält die Recheneinheit 25 eine Kenngrößenberechnungseinheit 25A und eine Bildverstärkungsbearbeitungseinheit 25B.
Die Kenngrößenberechnungseinheit 25A berechnet ein Verhältnis zwischen Unterschieden von Werten von zwei Farbsignalen aus einer Vielzahl von Farbsignalen des Bildes zu Referenzwerten.
Insbesondere berechnet die Kenngrößenberechnungseinheit 25A das Verhältnis zwischen den Unterschieden von Werten von zwei Signalen, beispielsweise dem R-Signal und dem G-Signal, aus den RGB-Signalen jedes der Pixel, die das Bild bilden, zu den Referenzwerten. Die Kenngrößenberechnungseinheit 25A kann das R-Signal und das B-Signal als die beiden Signale verwenden und kann das Verhältnis zwischen den Unterschieden der Werte des R-Signals und des B-Signals zu den Referenzwerten berechnen.
Die. 3(a) und 3(b) sind Diagramme, die ein Beispiel für eine Verstärkungsbearbeitung zeigen, die von dem Prozessor 2 des elektronischen Endoskopsystems 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels durchgeführt wird. 3(a) zeigt das zur Verstärkungsbearbeitung verwendete Verhältnis. In dem in 3(a) gezeigten Beispiel stellt die Kenngrößenberechnungseinheit 25Ain dem von dem R-Signal und dem G-Signal gebildeten Farbraum einen Ursprungs des Farbraums, d.h. Wert des R-Signals = Wert des G-Signals = 0, als Referenzwert Sv ein und verwendet diesen Referenzwert Sv, um das Verhältnis zwischen dem Unterschied des Wertes des R-Signals zu dem Referenzwert Sv und dem Unterschied des Wertes des G-Signals zu dem Referenzwert Sv zu berechnen. Die Verteilung von „•“ in 3(a) und 3(b) gibt die Verteilung von R- und G-Signalen bei Pixeln in dem Bild an. Das Verhältnis eines Pixels S1, das in 3(a) gezeigt ist, ist klein, während das Verhältnis eines Pixels S2 groß ist. Ein Bild eines lebenden Gewebes enthält eine große Anzahl von Pixeln mit hoher Rötlichkeit und einem im Grunde großen R-Signal-Wert, während Abschnitte, die verstärkt werden sollen, wie z. B. eine Läsion oder ein Blutgefäß in einem lebenden Gewebe, verglichen mit anderen Teilen eine relativ geringe Menge an G-Komponente und B-Komponente enthalten. Folglich vergrößert die Kenngrößenberechnungseinheit 25A den Erhöhungsbetrag der G-Signal- oder B-Signal-Werte in den Pixeln, die das große Verhältnis haben, und verringert den Erhöhungsbetrag der G-Signal- oder B-Signal-Werte in den Pixeln, die das kleine Verhältnis haben, um so die Signalwerte anzupassen, um den Unterschied zwischen den Werten des G-Signals und des B-Signals zwischen den Pixeln, die verschiedene G-Signal- oder B-Signal-Werte haben, zu vergrößern. Diese Anpassung macht es möglich, das Bild eines Abschnittes, in dem die Anzahl an Farbtönen in der G-Komponente und der B-Komponente klein ist, was ein verlustbehaftetes Bild verursacht hatte, erkennbar zu verstärken.
Um eine solche Verstärkungsbearbeitung durchzuführen, berechnet die Kenngrößenberechnungseinheit 25A das Verhältnis zwischen den Unterschieden der Werte der beiden Farbsignale zu dem Referenzwert Sv. Dieses Verhältnis kann als Indikator der Kenngröße von lebendem Gewebe definiert sein. Der Unterschied im Verhältnis gibt den Unterschied in der Farbkomponenteneigenschaft an, die dem Farbsignal entspricht. Folglich können Pixel mit einem kleinen Verhältnis, die einen Abschnitt in dem lebenden Gewebe enthalten, der verstärkt werden soll, wie z. B. eine Läsion oder ein Blutgefäß, als charakteristischer Abschnitt definiert werden, der von den anderen Pixeln unterschieden werden kann. Um ein Bild zu erzeugen, in dem der charakteristische Abschnitt unterschieden werden kann, ist es demzufolge wünschenswert, diesen charakteristischen Abschnitt zu verstärken, damit er sich von den anderen Abschnitten abhebt. Für die Abschnitte, in denen die G-Komponente oder die B-Komponente verglichen mit anderen Abschnitten relativ niedrig ist, wie z. B. eine Läsion oder ein Blutgefäß in einem lebenden Gewebe, würde ein Verringern des Erhöhungsbetrags in dem G-Signal- oder B-Signal-Wert den Abschnitt in dem Bild gegenüber den anderen Abschnitten leichter erkennbar machen. Auf diese Weise können charakteristische Abschnitte wie z. B. eine Läsion oder ein Blutgefäß in einem lebenden Gewebe deutlich verstärkt werden.
Die Bildverstärkungsbearbeitungseinheit 25B definiert den Grad der Erhöhung oder Verringerung mindestens eines der beiden Farbsignale auf der Basis des Verhältnisses, das von der Kenngrößenberechnungseinheit 25Aberechnet wurde, um eine Bildverstärkungsbearbeitung durchzuführen.
In dem in 3(b) gezeigten Beispiel wird das G-Signal derart angepasst, dass je größer das berechnete Verhältnis ist, umso größer ist der Erhöhungsbetrag. Es gibt keine besondere Einschränkung, wie der Wert des Signals erhöht wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein Ergebnis einer Multiplikation des Verhältnisses mit einem konstanten Koeffizienten zu dem Wert des G-Signals addiert, um einen angepassten Wert zu erhalten. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein Ergebnis einer Multiplikation des Verhältnisses mit einem konstanten Koeffizienten mit dem Wert des G-Signals multipliziert, um einen angepassten Wert zu erhalten. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein Wert, wenn ein Ergebnis, das durch Multiplikation des obigen Verhältnisses mit einem konstanten Koeffizienten als Exponent verwendet werden soll, beispielweise ein Wert a^x mit einem Exponenten x und einer Basis a, mit dem Wert des G-Signals multipliziert, und dann soll der multiplizierte Wert als angepasster Wert verwendet werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird der Ausgabewert unter Verwendung eines funktionalen Ausdrucks berechnet, der einen größeren Ausgabewert zusammen mit einer Erhöhung des Verhältnisses liefert, und ein Wert, der durch Multiplizieren dieses Ausgabewertes mit dem Wert des G-Signals erhalten wird, soll als angepasster Signalwert verwendet werden.
In dem in 3(b) gezeigten Beispiel ist es so, dass je größer das Verhältnis des Pixels ist, umso größer stellt die Bildverstärkungsbearbeitungseinheit 25B den Wert des Farbsignals ein. Selbst wenn der Wert des G-Signals klein ist, wird aus diesem Grund ein Abschnitt, in dem der Wert des G-Signals relativ größer als der Wert des R-Signals ist (Abschnitt mit einem großen Verhältnis), verstärkt, um einen größeren Wert zu haben.
Da herkömmliche Verfahren mittlere Farbtonstufen in vielen Fällen einheitlich verstärken, war es schwierig, eine Verstärkungsbearbeitung für eine spezifische Farbe in einem dunklen Teil durchzuführen, selbst wenn ein zu verstärkender Abschnitt in einem Teil vorhanden ist, der dunkler als die mittlere Farbtonstufe in dem Bild ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird jedoch der Grad der Verstärkung auf der Basis des Verhältnisses sogar in einem dunklen Teil eingestellt, wodurch es möglich ist, eine Verstärkungsbearbeitung sogar in dem dunklen Teil durchzuführen.
Das Verhältnis ist ein Verhältnis eines zweiten Unterschieds eines Wertes des zweiten Farbsignals zu dem Referenzwert Sv, der dem zweiten Farbsignal entspricht, in Bezug auf einen ersten Unterschied eines Wertes des ersten Farbsignals zu dem Referenzwert Sv, der dem ersten Farbsignal entspricht, aus zwei Farbsignalen jedes Pixels. Je größer das Verhältnis ist, umso mehr vergrößert die Bildverstärkungsbearbeitungseinheit 25B den Erhöhungsbetrag des Wertes des zweiten Farbsignals. Alternativ dazu wäre es jedoch gemäß einem Ausführungsbeispiel ebenso wünschenswert, dass die Bildverstärkungsbearbeitungseinheit 25B den Verringerungsbetrag des Wertes des ersten Farbsignals vergrößert, während der Wert des zweiten Farbsignals beibehalten oder der Erhöhungsbetrag des Wertes des zweiten Farbsignals vergrößert wird. Eine solche Bearbeitung vergrößert in einem bearbeiteten Abschnitt den Unterschied in den Werten des ersten Farbsignals, um die Änderung in der Farbtönung des Pixels zu verstärken, wodurch die Verstärkung dieses Abschnittes erreicht werden kann.
Es wird angemerkt, dass wie oben beschrieben, zu verstärkende Abschnitte wie z. B. eine Läsion oder ein Blutgefäß in einem lebenden Gewebe weniger G-Komponenten und B-Komponenten als andere Abschnitte haben. Demgemäß werden die G-Signale und B-Signale so angepasst, dass sie einen relativ größeren Unterschied zwischen großen und kleinen Signalwerten relativ zu den R-Signalen haben, wodurch es möglich wird, das Bild des Abschnittes der G-Komponente oder der B-Komponente, das eine kleine Anzahl von Farbtönen hat und somit ein verlustbehaftetes Bild war, deutlich zu verstärken. In einem Fall, in dem das Farbsignal ein RGB-Farbsignal in einem Bild eines lebenden Gewebes ist, ist es deshalb wünschenswert, dass das in der Verstärkungsbearbeitung zu verwendende Verhältnis mindestens eines ist aus einem Verhältnis eines Unterschieds eines Wertes des G-Signals zu dem Referenzwert Sv, der dem G-Signal entspricht, in Bezug auf einen Unterschied eines Wertes des R-Signals zu dem Referenzwert Sv, der dem R-Signal entspricht, oder einem Verhältnis eines Unterschieds eines Wertes des B-Signals zu dem Referenzwert Sv, der dem B-Signal entspricht, in Bezug auf einen Unterschied des Wertes des R-Signals zu dem Referenzsignal Sv, der dem R-Signal entspricht, aus den RGB-Farbsignalen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel enthält ferner der Referenzwert Sv, der zum Berechnen des Verhältnisses verwendet wird, einen ersten Referenzwert für das erste Farbsignal und einen zweiten Referenzwert für das zweite Farbsignal. Zu diesem Zeitpunkt ist sowohl der erste Referenzwert als auch der zweite Referenzwert vorzugsweise ein veränderbarer Wert. Das heißt, dass in dem in 3(a) gezeigten Beispiel der Wert des Ursprungs (Wert des R-Signals = Wert des G-Signals = 0) in dem Farbraum von zwei Farbsignalen (R-Signal und G-Signal) als Referenzwert Sv definiert ist. Wie in 4 gezeigt, ist jedoch die Kenngrößenberechnungseinheit 25A vorzugsweise imstande, sowohl den ersten Referenzwert, der dem ersten Farbsignal entspricht, als auch den zweiten Referenzwert, der dem zweiten Farbsignal entspricht, zu ändern. Beispielsweise wird ein Punkt, der vom Ursprung O bewegt wird, um weg von oder näher zu der Verteilung von Pixeln in dem Farbraum zu sein, als Referenzpunkt Sp definiert, und eine Koordinatenposition des ersten Farbsignals des Referenzpunktes Sp und eine Koordinatenposition des zweiten Farbsignals des Referenzpunktes Sp sind als erster Referenzwert bzw. zweiter Referenzwert definiert. In einem Fall, in dem der Referenzpunkt Sp an einer Position angeordnet ist, die von der Verteilung der Pixel in Bezug auf den Ursprung O wegbewegt ist, ist die Änderung des Verhältnisses an jedem Pixel gering, was zu einem niedrigen Grad der Bildverstärkungsbearbeitung zwischen den Pixeln führt. Im Gegensatz dazu ist in einem Fall, in dem der Referenzpunkt Sp an einer Position angeordnet ist, die näher an die Verteilung der Pixel in Bezug auf den Ursprung O bewegt wurde, die Änderung des Verhältnisses an jedem Pixel groß, was zu einem hohen Grad einer Bildverstärkungsbearbeitung zwischen Pixeln führt, was einen höheren Kontrast in dem Bild bedeutet. Eine Bewegung des Referenzpunktes Sp derart, dass er näher der Verteilung der Pixel ist, wäre effektiv bei der Änderung des Grades der Verstärkungsbearbeitung in Übereinstimmung mit einer Kenngröße (Verhältnis) des Pixels in einem Bild mit weniger Helligkeitsschwankungen (Bild mit gleichförmiger Helligkeit). Da der erste Referenzwert und der zweite Referenzwert veränderbar sind, kann auf diese Weise der Grad der Verstärkung flexibel angepasst werden. Der erste Referenzwert und der zweite Referenzwert für eine solche Anpassung können auf Werte eingestellt werden, die von einer Bedienperson eingegeben werden, oder können automatisch in Übereinstimmung mit der Verteilung, im Farbraum, von Pixeln in dem Bild oder der Luminanzinformation des Bildes eingestellt werden. In einem Fall, in dem eine Bedienperson den ersten Referenzwert und den zweiten Referenzwert eingibt, ist es wünschenswert, es so zu konfigurieren, dass die Bedienperson den ersten Referenzwert und den zweiten Referenzwert temporär manuell eingibt, während sie ein nicht bearbeitetes Standbild, das auf der Anzeige 5 angezeigt wird, betrachtet, und dass ein bearbeitetes Bild, an dem eine Verstärkungsbearbeitung basierend auf dem ersten Referenzwert und dem zweiten Referenzwert durchgeführt wurde, jedes Mal angezeigt wird, wenn die Bedienperson eine temporäre Eingabeeinstellung durchführt. In diesem Fall ist es wünschenswert, dass die Bedienperson den ersten und den zweiten Referenzwert durch die Versuchs-und-Irrtums-Methode herausfindet und optimal einstellt, während sie das bearbeitete Bild betrachtet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist es beim Ändern des Referenzwertes Sv wünschenswert, dass die Kenngrößenberechnungseinheit 25A die Änderungsbeträge des ersten Referenzwerts und des zweiten Referenzwerts zueinander verschieden einstellt. 4 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel für eine Verstärkungsbearbeitung zeigt, in dem der Referenzpunkt Sp von dem Ursprung O weg in eine Position in eine negative Koordinatenachsenrichtung des G-Signals im Farbraum der R- und G-Signale bewegt wurde.
In dem in 4 gezeigten Beispiel führte eine Bewegung des Referenzpunktes Sp weg von dem Ursprung O dazu, dass der Änderungsbetrag des zweiten Referenzwertes, der dem G-Signal entspricht, größer ist als der Änderungsbetrag des ersten Referenzwertes, der dem R-Signal entspricht. Da ferner das Verhältnis eines Pixels S3, das kleine R-Signal- und G-Signalwerte hat, größer als das Verhältnis eines Pixels S4 ist, das große R-Signal- und G-Signalwerte hat. Demzufolge ist der Erhöhungsbetrag in dem G-Signalwert zur Verstärkungsbearbeitung für das Pixel S3 größer als der Erhöhungsbetrag in dem G-Signalwert zur Verstärkungsbearbeitung für das Pixel S4. Das heißt, die G-Komponente ist in dem Pixel S3 und seinen peripheren Pixeln in einem dunklen Teil höher als im Pixel S4 und seinen peripheren Pixeln in einem hellen Abschnitt. Dies führt zu einer Verstärkung, um den Unterschied zwischen den Signalwerten im Pixel S3 und seinen peripheren Pixeln zu vergrößern, wodurch eine Verstärkungsbearbeitung durchgeführt werden kann, um das Bild des dunklen Teils so zu ändern, dass es unterscheidbar ist, während der dunkle Teil aufgehellt wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird eine solche Bewegung des Referenzpunkts Sp vorzugsweise in mindestens einem der Farbräume durchgeführt, d.h. dem Farbraum des R-Signals und des G-Signals oder dem Farbraum des R-Signals und des B-Signals.
Auf diese Weise würde gemäß der Verstärkungsbearbeitung an dem Bild des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein flexibles Bewegen des Referenzpunkts Sp in Übereinstimmung mit dem zu verstärkenden Farbsignal es ermöglichen, den Kontrastgrad einzustellen. Darüber hinaus kann ein Bild, das derzeit in einem dunklen Teil vorhanden und schwierig zu unterscheiden ist, selektiv aufgehellt und verstärkt werden, um unterscheidbar zu werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel stellt die Kenngrößenberechnungseinheit 25A vorzugsweise den Referenzwert Sv in Übereinstimmung mit der Verteilung der beiden Farbsignale des gesamten Bildes ein (Verteilung von Pixeln auf den Farbraum von R-Signal und G-Signal oder Verteilung von Pixeln auf den Farbraum von R-Signal und B-Signal) oder in Übereinstimmung mit der Luminanzinformation des gesamten Bildes. Wenn die Farbtönung der R-Komponente in dem gesamten Bild hoch ist (wenn das Verhältnis der Anzahl von Pixeln, in denen der R-Signalwert einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, zur Gesamtpixelanzahl eine vorbestimmte Zahl oder höher ist), ist es wünschenswert, wie in 4 gezeigt, die Kenngrößenberechnungseinheit 25A so zu konfigurieren, dass sich der Referenzpunkt Sp automatisch bewegt, um den Grad der Verstärkung des G-Signalwertes und des B-Signalwertes in Bezug auf den Wert des R-Signals anzupassen, und den in dem rötlichen Bild eingebetteten Abschnitt unterscheidbar anzuzeigen. In einem Fall, in dem ein zu verstärkender Abschnitt in einem dunklen Teil vorhanden ist, in dem die Luminanzinformation bezüglich des gesamten Bildes, beispielsweise der durchschnittliche Luminanzwert des Bildes, kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, kann darüber hinaus die Kenngrößenberechnungseinheit 25A vorzugsweise derart konfiguriert sein, dass sie den Referenzpunkt Sp automatisch in eine vorbestimmte Richtung um eine vorbestimmte Strecke bewegt, um den Referenzwert Sv in Übereinstimmung mit dem durchschnittlichen Luminanzwert einzustellen. Aufgrund der Begrenzung der Ausbreitung des Beleuchtungslichts neigt beispielsweise ein Bild, das durch Abbilden eines lebenden Gewebes in einem großen Raum in einem menschlichen Körper erhalten wird, dazu, einen dunklen Teil zu haben, der in einem Bereich außerhalb des zentralen Abschnittes des Bildes gebildet ist. Zu verstärkende Bilder sind in einigen Fällen in einem solchen dunklen Teil vorhanden. Es wird angemerkt, dass die Luminanz von einer linearen Summe aus einzelnen Werten des R-Signals, des G-Signals und des B-Signals dargestellt wird.
(Ablauf der Bildverstärkungsbearbeitung)
5 ist ein Beispiel für einen Ablauf der Verstärkungsbearbeitung, die von dem elektronischen Endoskopsystem 1 durchgeführt wird. Das in 5 gezeigte Beispiel zeigt ein Beispiel für eine Verstärkungsbearbeitung, die an jedem Bild in einem Bewegtbild durchgeführt wird.
Die Kenngrößenberechnungseinheit 25A erfasst ein Bild, das das RGB-Signal des aktuellen Einzelbildes enthält, das in dem Bildspeicher 22 gespeichert ist (Schritt ST10).
Nach Erfassung des Bildes liest die Kenngrößenberechnungseinheit 25A einen Lichtdurchschnittswert des Bildes des vorherigen Einzelbildes aus, das in dem Speicher gespeichert ist (Schritt ST12). Wie oben beschrieben, verwendet die Kenngrößenberechnungseinheit 25A den durchschnittlichen Luminanzwert, um die Position des Referenzwertes Sv (Referenzpunkt Sp) zu bestimmen, der, wie oben beschrieben, das Verhältnis bestimmt. Das heißt, die Kenngrößenberechnungseinheit 25Apasst automatisch die Position des Referenzpunktes Sp (Referenzwert Sv) in Übereinstimmung mit dem Durchschnittsluminanzwert an, wie in 4 gezeigt (Schritt ST14).
Die Kenngrößenberechnungseinheit 25A definiert jedes Pixel eines Bildes als ein interessierendes Pixel und berechnet eine Kenngröße für jedes interessierende Pixel. Das heißt, die Kenngrößenberechnungseinheit 25A berechnet ein Verhältnis G/R eines Unterschieds eines Wertes des G-Signals zu dem Referenzwert Sv, der dem G-Signal entspricht, in Bezug auf einen Unterschied eines Wertes des R-Signals zu dem Referenzwert Sv, der dem R-Signal entspricht, oder ein Verhältnis B/R eines Unterschieds eines Wertes des B-Signals zu dem Referenzwert Sv, der dem B-Signal entspricht, in Bezug auf einen Unterschied des Wertes des R-Signals zu dem Referenzwert Sv, der dem R-Signal entspricht (Schritt ST16).
Die Bildverstärkungsbearbeitungseinheit 25B definiert den Erhöhungsbetrag der B-Signal- und G-Signal-Werte des interessierenden Pixels auf der Basis des Verhältnisses G/R und des Verhältnisses B/R und erhöht die G-Signal- und B-Signal-Werte (Schritt ST18).
Die Bildverstärkungsbearbeitungseinheit 25B definiert den Verringerungsbetrag eines R-Signal-Wertes des interessierenden Pixels auf der Basis des Verhältnisses G/R und des Verhältnisses B/R und verringert den R-Signal-Wert (Schritt ST20).
Die Bildverstärkungsbearbeitungseinheit 25B bestimmt, ob die Berechnung für jedes der gesamten Pixel in dem Bild als ein interessierendes Pixel abgeschlossen wurde (Schritt ST22). Die Recheneinheit 25 wiederholt die Schritte ST16 bis ST20 bis die Berechnung für alle Pixel abgeschlossen ist.
Wenn die Berechnung aller Pixel abgeschlossen ist, berechnet die Kenngrößenberechnungseinheit 25A den durchschnittlichen Luminanzwert des Bildes vor der Verstärkungsbearbeitung in dem aktuellen Einzelbild und speichert den berechneten Wert in dem Speicher (Schritt ST24).
In einem Fall, in dem das Bild, an dem die Verstärkungsbearbeitung durchgeführt wird, ein Bild aus dem Bewegtbild des lebenden Gewebes ist, bearbeiten auf diese Weise die Kenngrößenberechnungseinheit 25Aund die Bildverstärkungsbearbeitungseinheit 25B sequentiell jedes der Bilder des Bewegtbildes. Zu diesem Zeitpunkt ist die Luminanzinformation (durchschnittlicher Luminanzwert), die zum Einstellen des Referenzwerts Sv verwendet wird, vorzugsweise die Luminanzinformation (durchschnittlicher Luminanzwert) eines gesamten Bildes unmittelbar vor dem Bild, an dem die Verstärkungsbearbeitung in Zeitreihe durchgeführt wird, aus dem Bewegtbild. Es gibt keine große Luminanzveränderung zwischen Bildern aufeinanderfolgender Einzelbilder in einem Bewegtbild, und so ermöglicht es die effektive Nutzung der Luminanzinformation (durchschnittlicher Luminanzwert) des Bildes des vorherigen Einzelbildes, den Wert des Referenzwertes Sv, der für die Verstärkungsbearbeitung verwendet wird, in einer kurzen Zeit einzustellen.
Das Bild, an dem die Verstärkungsbearbeitung in der Recheneinheit 25 durchgeführt wurde, wird in dem Bildspeicher 22 über die Systemsteuerung 24 gesteuert. Danach verwendet die Ergebnisanzeigeeinheit 23 eine Nachschlagetabelle und wandelt den Wert jedes Pixels des Bildes in jede Farbtonstufe um und verwandelt ferner die Stufe in ein Signal zur Bildanzeige. Ein Signal zur Bildanzeige wird an die Anzeige 5 übertagen. Die Anzeige 5 zeigt das Bild, an dem die Verstärkungsbearbeitung durchgeführt wurde, als ein Einzelbild eines Bewegtbildes an (Schritt ST26).
Die Recheneinheit 25 bestimmt, ob das Bewegtbild fertiggestellt wurde (Schritt ST28), und die Recheneinheit 25 wiederholt die Schritte ST10 bis ST28, bis das Bewegtbild fertig ist.
Auf diese Weise berechnet die Recheneinheit 25 des Prozessors 2 das Verhältnis der Unterschiede zwischen den Werten der beiden Farbsignale der Vielzahl von Farbsignalen jedes der Pixel des Bildes zu dem Referenzwert Sv, definiert einen Grad der Erhöhung oder Verringerung (Erhöhungs- oder Verringerungsbetrag) mindestens eines der beiden Farbsignalwerte auf der Basis des berechneten Verhältnisses und führt dadurch die Bildverstärkungsbearbeitung durch. Deshalb ist es möglich, den Grad der Verstärkungsbearbeitung an einem charakteristischen Abschnitt mit charakteristischen Farbkomponenten in dem Bild und anderen Abschnitten als dem charakteristischen Abschnitt flexibel zu ändern, ohne eine große Anzahl von Nachschlagetabellen zu erstellen, die eine Tonkurve definieren, wie bei den herkömmlichen Technologien. Selbst wenn ein zu verstärkender Abschnitt in einem dunklen Teil des Bildes vorhanden ist, kann deshalb die Verstärkungsbearbeitung an dem entsprechenden Abschnitt durchgeführt werden, während der dunkle Teil aufgehellt wird.
6 ist ein Diagramm, das den von einem herkömmlichen elektronischen Endoskopsystem durchgeführten Verstärkungsprozess zeigt. In dem in 6 gezeigten Beispiel befindet sich ein zu verstärkender charakteristischer Abschnitt in einem dunklen Teil. Da die Verstärkungsbearbeitung zum Vergrößern einer mittleren Farbtonstufe IL an dem gesamten Bild durchgeführt wird, ist jedoch die Anzahl der Farbtöne in dem dunklen Teil (untere Farbtonstufe LL) verringert, was zu Schwierigkeiten beim Unterscheiden des zu verstärkenden charakteristischen Abschnittes führt. Andererseits würde das Durchführen der Verstärkungsbearbeitung durch Erhöhen der Anzahl von Farbtönen der unteren Farbtonstufe LL an dem gesamten Bild die Anzahl der Farbtöne in dem hellen Teil verringern, was eine Unterscheidung schwierig macht. Mit der herkömmlichen Verstärkungsbearbeitung ist es deshalb sehr schwierig, eine Bearbeitung durch Erhöhen der Anzahl der Farbtöne des dunklen Teils durchzuführen (untere Farbtonstufe LL), während die Unterscheidung des hellen Teils beibehalten wird. Mit anderen Worten wäre ein lokales und selektives Verstärken von charakteristischen Abschnitten in dem Bild durch die herkömmliche Verstärkungsbearbeitung sehr schwierig.
Die 7 und 8 sind Diagramme, die ein Beispiel für ein Ergebnis einer Verstärkungsbearbeitung zeigen, die von dem elektronischen Endoskopsystem 1 durchgeführt wird.
Das in 7 gezeigte Beispiel zeigt ein Beispiel für ein Ergebnis einer Verstärkungsbearbeitung, die gemäß dem in 5 gezeigten Ablauf an einem Bild durchgeführt wird, das einen zu verstärkenden Abschnitt Ob 1 in dem hellen Teil des Bildes hat. In diesem Fall wird die Verstärkungsbearbeitung mit dem Referenzpunkt Sp durchgeführt, der als Ursprung in dem Farbraum eingestellt wird. Der Abschnitt Ob 1 in dem hellen Teil in dem unbearbeiteten Bild wird als ein Teil wiedergegeben, der durch die Verstärkungsbearbeitung in dem bearbeiteten Bild deutlicher unterschieden werden kann. Das Zeichen TC in 7 gibt ein Diagramm an, das eine Eingabe-Ausgabe-Beziehung in dem R-Signal, dem G-Signal und dem B-Signal zwischen dem unbearbeiteten Bild und dem bearbeiteten Bild zeigt. Diese Eingabe-Ausgabe-Beziehung entspricht einer herkömmlichen Tonkurve. Auf diese Weise entspricht die Eingabe-Ausgabe-Beziehung der Verstärkungsbearbeitung des vorliegenden Ausführungsbeispiels, das in 7 gezeigt ist, den Bearbeitungsergebnissen unter Verwendung verschiedener Tonkurven statt einer Tonkurve. Das heißt, die Verstärkung der Verstärkungsbearbeitung wird in Übereinstimmung mit der Kenngröße (Verhältnis) des Pixels bei der Verstärkungsbearbeitung des vorliegenden Ausführungsbeispiels, das in 7 gezeigt ist, geändert, und so entspricht dies der Verwendung einer Vielzahl von verschiedenen Tonkurven gemäß der Kenngröße in dem Bild. Das in 7 gezeigte Beispiel ist ein Vergleich zwischen der Ausgabe-Stufe in der Eingabe-Ausgabe-Beziehung des R-Signals und der Ausgabe-Stufe in der Eingabe-Ausgabe-Beziehung des G-Signals und des B-Signals. Dieser Vergleich gibt einen Zustand an, der eine kleine Anzahl von Farbtönen bei unteren bis mittleren Farbtonstufen des R-Signals hat (Verringern der Anzahl von Farbtönen für das Eingabesignal mit Farbtonstufen in unteren bis mittleren Bereichen und Erzeugen eines Ausgabesignals), und einen Zustand, der eine relativ große Anzahl von Farbtönen bei unteren bis mittleren Farbtonstufen des G-Signals und B-Signals hat (Erhöhen der Anzahl von Farbtönen für das Eingabesignal mit Farbtönen in unteren bis mittleren Bereichen und Erzeugen eines Ausgabesignals).
Das in 8 gezeigte Beispiel zeigt ein Beispiel für ein Ergebnis der Ausführung einer Verstärkungsbearbeitung, die in 5 gezeigt ist, an einem Bild, das einen zu verstärkenden Abschnitt Ob2 in einem dunklen Teil des Bildes hat. In diesem Fall wird die Verstärkungsbearbeitung in einem Zustand durchgeführt, in dem der Referenzpunkt Sp in Bezug auf den Ursprung im Farbraum zu einem Punkt bewegt wurde, der einer Position entspricht, die eine Farbtonstufe von -20 in Axialrichtung des R-Signals hat, bei einer Umwandlung zu der Anzahl von 256 Farbtönen des R-Signals und mit einer Farbtonstufe von -40 in Axialrichtung des G-Signals bei der Anzahl von 256 Farbtönen des G-Signals. Der Abschnitt Ob2 in dem dunklen Teil in dem unbearbeiteten Bild wird heller und wird als verstärkter Abschnitt wiedergegeben, der durch die Verstärkungsbearbeitung in dem bearbeiteten Bild viel deutlicher unterschieden werden kann. Das Zeichen TC in 8 gibt ein Diagramm an, das eine Eingabe-Ausgabe-Beziehung in dem R-Signal, dem G-Signal und dem B-Signal zwischen dem unbearbeiteten Bild und dem bearbeiteten Bild zeigt. Diese Eingabe-Ausgabe-Beziehung entspricht einer herkömmlichen Tonkurve. Auf diese Weise entspricht die Eingabe-Ausgabe-Beziehung der Verstärkungsbearbeitung des in 8 gezeigten vorliegenden Ausführungsbeispiels Bearbeitungsergebnissen, die eher verschiedene Tonkurven als eine Tonkurve verwenden. Das heißt, die Verstärkung der Verstärkungsbearbeitung wird in Übereinstimmung mit der Kenngröße (Verhältnis) des Pixels in der Verstärkungsbearbeitung des in 8 gezeigten vorliegenden Ausführungsbeispiels geändert, und so entspricht dies der Verwendung einer Vielzahl von verschiedenen Tonkurven gemäß der Kenngröße in dem Bild. Das in 8 gezeigte Beispiel gibt einen Zustand an, in dem die Anzahl von Farbtönen der unteren Farbtonstufe an der Ausgabe-Stufe in der Eingabe-Ausgabe-Beziehung jedes R-Signals, G-Signals und B-Signals erhöht wird, um so den dunklen Teil aufzuhellen, und in dem die Anzahl von Farbtönen des G-Signals und des B-Signals stärker als die Anzahl von Farbtönen des R-Signals in der unteren Farbtonstufe erhöht wird.
Vorstehend wurde das elektronische Endoskopsystem der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben. Das elektronische Endoskopsystem der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt und kann selbstverständlich auf verschiedene Arten in einem Bereich modifiziert oder geändert werden, der nicht von dem Umfang und dem Geist der vorliegenden Erfindung abweicht.
Bezugszeichenliste

1: Endoskopsystem
2: Prozessor
3: Lichtquellenvorrichtung
4: Endoskop
5: Anzeige
21: Bildeingabebearbeitungseinheit
22: Bildspeicher
23: Ergebnisanzeigeeinheit
24: Systemsteuerung
25: Recheneinheit
25A: Kenngrößenberechnungseinheit
25B: Bildverstärkungsbearbeitungseinheit
42: Einführungsabschnitt
44: Handbetätigungseinheit
45: Biegeabschnitt
46: distaler Endabschnitt
46A: Objektivlinse
46B: Bildsensor
48: Lichtführung
49: Verbindungseinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5006759 B2 [0007]

Claims

Elektronisches Endoskopsystem, umfassend: ein elektronisches Endoskop, das einen Bildsensor enthält, der ein lebendes Gewebe abbildet; einen Prozessor, der eine Bildbearbeitung an einem Bild durchführt, das durch Abbilden des lebenden Gewebes erhalten wird; und eine Anzeige, die das Bild anzeigt, an dem die Bildbearbeitung durchgeführt wurde, wobei der Prozessor enthält: eine Kenngrößenberechnungseinheit, die als Kenngröße ein Verhältnis zwischen Unterschieden von Werten von zwei Farbsignalen aus einer Vielzahl von Farbsignalen jedes Pixels des Bildes zu einem Referenzwert berechnet; und eine Bildverstärkungsbearbeitungseinheit, die zur Verstärkung des Bildes einen Grad der Erhöhung oder Verringerung mindestens eines der Werte der beiden Farbsignale auf der Basis des berechneten Verhältnisses definiert, um so eine Verstärkungsbearbeitung an dem Bild durchzuführen.
Elektronisches Endoskopsystem nach Anspruch 1, wobei die beiden Farbsignale ein erstes Farbsignal und ein zweites Farbsignal sind; das Verhältnis ein Verhältnis eines zweiten Unterschieds eines Wertes des zweiten Farbsignals zu dem Referenzwert ist, der dem zweiten Farbsignal entspricht, in Bezug auf einen ersten Unterschied eines Wertes des ersten Farbsignals zu dem Referenzwert, der dem ersten Farbsignal entspricht, und die Bildverstärkungsbearbeitungseinheit das Vergrößern eines Erhöhungsbetrags des Wertes des zweiten Farbsignals und/oder das Vergrößern eines Verringerungsbetrags des Wertes des ersten Farbsignals durchführt, wenn das Verhältnis größer wird.
Elektronisches Endoskopsystem nach Anspruch 2, wobei der Referenzwert einen ersten Referenzwert für das erste Farbsignal und einen zweiten Referenzwert für das zweite Farbsignal enthält, und sowohl der erste Referenzwert als auch der zweite Referenzwert ein veränderbarer Wert ist.
Elektronisches Endoskopsystem nach Anspruch 3, wobei beim Ändern des Referenzwertes die Kenngrößenberechnungseinheit zueinander verschiedene Änderungsbeträge für den ersten Referenzwert und den zweiten Referenzwert einstellt.
Elektronisches Endoskopsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Kenngrößenberechnungseinheit den Referenzwert in Übereinstimmung mit der Verteilung der beiden Farbsignale über das gesamte Bild oder einer Luminanzinformation bezüglich des gesamten Bildes einstellt.
Elektronisches Endoskopsystem nach Anspruch 5, wobei das Bild ein Bild aus einem Bewegtbild eines lebenden Gewebes ist, die Kenngrößenberechnungseinheit und die Bildverstärkungsbearbeitungseinheit sequentiell jedes der Bilder des Bewegtbildes bearbeiten, und die Luminanzinformation, die zum Einstellen des Referenzwertes verwendet wird, eine Luminanzinformation eines gesamten Bildes unmittelbar vor dem Bild, an dem die Verstärkungsbearbeitung in Zeitreihe durchgeführt wird, aus dem Bewegtbild ist.
Elektronisches Endoskopsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Kenngrößenberechnungseinheit den Referenzwert auf einen Eingabewert einstellt, der von einer Bedienperson für ein auf der Anzeige angezeigtes Bild empfangen wird, und die Bildverstärkungsbearbeitungseinheit den eingestellten Referenzwert verwendet, um eine Verstärkungsbearbeitung an dem Bild durchzuführen.
Elektronisches Endoskopsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Farbsignale RGB-Farbsignale sind, und das Verhältnis eines einschließt aus einem Verhältnis eines Unterschieds eines Wertes eines G-Signals zu dem Referenzwert, der dem G-Signal entspricht, in Bezug auf einen Unterschied eines Wertes eines R-Signals zu dem Referenzwert, der dem R-Signal entspricht, oder einem Verhältnis eines Unterschieds eines Wertes eines B-Signals zu dem Referenzwert, der dem B-Signal entspricht, in Bezug auf den Unterschied des Wertes des R-Signals zu dem Referenzwert, der dem R-Signal entspricht.