DE3621668C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Endoskopgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein derartiges Endoskopgerät, das sich durch kleine Abmessungen auszeichnen soll und dennoch gute Farbabbildungen zu liefern vermag, ist aus der US-PS 44 91 865 bekannt.

Weiterhin ist aus der DE-OS 32 30 942 ein Verfahren zur Verbesserung des Nutz-Störsignalverhältnisses bzw. Rauschabstandes bei der Auswertung der Inhalte von Videosignalen bekannt. Dieses Verfahren wird insbesondere bei der Prüfung von Walzwerkprofilen auf Oberflächenfehler eingesetzt. Dabei werden jeweils N aufeinanderfolgende, eine Gruppe bildende Zeilen nacheinander in einem Speicher aufsummiert. Der Speicherinhalt wird nach Eingabe eines Zeileninhaltes, und insbesondere nach Abschluß der Summierung auf die Signalmerkmale Impulsbreite und -höhe untersucht, und nach der N-ten Zeile wird der Speicherinhalt gelöscht.

Bei einem Endoskop, das in eine Körperhöhle eines Patienten eingeführt wird, um einen zu untersuchenden Bereich zu beobachten oder betrachten, besteht der Einführteil aus einem Bündel optischer Fasern bzw. einem Lichtleitfaserbündel. Gleichzeitig mit dem Betrachten wird das Bild mittels z. B. einer Farbfernsehkamera aufgenommen und dabei in ein Farbvideosignal umgewandelt, das überwacht oder aufgezeichnet wird. Außerdem kann das Farbvideosignal in ein in einem Speicher abspeicherbares digitales Videosignal umgesetzt werden. In diesem Fall kann das Bild beliebig "eingefroren" bzw. angehalten und als Stehbild wiedergegeben werden, das dann mittels einer Stehbildkamera aufgenommen werden kann.

In den letzten Jahren sind Festkörper-Farbbildaufnahmevorrichtungen unter Verwendung eines Ladungsverschiebe- (CCD-)-Elements, eines Metalloxidhalbleiter- oder MOS- Bildsensors, eines Statikinduktionstransistors (SIT) od. dgl. entwickelt worden. Diese Entwicklungsarbeit führte zur Einführung eines Endoskopgeräts mit einer solchen, am distalen Ende des Einführteils montierten Festkörper-Farbbildaufnahmevorrichtung. Ein mittels letzterer gewonnenes Videosignal wird dabei über ein Leiterkabel übertragen. Bei dieser Vorrichtung umfaßt der Einführteil im wesentlichen das Leitkabel, die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung und einen aus einem Lichtleitfaserbündel bestehenden Lichtleiter zum Leiten von Licht von einer Lichtqukelle für die Beleuchtung der Körperhöhle. Das mittels der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung gewonnene Videosignal wird für Wiedergabe­ und/oder Aufzeichnungszwecke benutzt; es kann aber auch in ein in einem Speicher abspeicherbares Digitalsignal umgesetzt werden, so daß ein "angehaltenes" oder Stehbild des Videosignals wiedergegeben und photographisch aufgenommen werden kann.

Bei einem bisherigen Endoskopgerät dieser Art entspricht das Stehbild einem Einzelbild in einem eine Vielzahl aufeinanderfolgender Einzelbilder aufweisenden Videosignal. Die als Stehbild erzeugte Bildinformation besitzt daher einen niedrigen Rauschabstand. Dieser niedrige Rauschabstand beruht auf folgenden Ursachen: Zum ersten ist eine Störsignalkomponente in einem Stehbild auffälliger als in einem sich bewegenden oder Laufbild. Da das Farbvideosignal ein breites Frequenzband aufweist, können sich zum zweiten Störsignale damit vermischen, wobei das Videosignal dann durch die Störsignalkomponenten beeinflußt wird. Da zum dritten der Untersuchungsbereich durch eine Feinlochapertur betrachtet wird, um eine große Schärfentiefe zu erzeilen, ist die die Meßfläche als Aufnahmeteil der Fernsehkamera erreichende Lichtmenge gering, und der Pegel des resultierenden Videosignals ist daher niedrig.

Das Stehbild zeigt daher einen geringen Rauschabstand, und es läßt sich nicht ohne weiteres als klares oder scharfes Bild auf einen Film belichten. Derzeit wird in der Praxis der belichtete Film von mehreren Ärzten zu verschiedenen Zeiten betrachtet, wobei manche Ärzte wegen der mangelhaften Bildgüte wichtige Diagnosedaten übersehen können.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Endoskopgeräts zur Lieferung eines klaren bzw. scharfen Stehbilds, das praktisch keine Bildbereiche mangelhafter Bildgüte, die zu einer Fehldiagnose führen könnten, enthält.

Diese Aufgabe wird bei einem Endoskopgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsdgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 9.

Zum Anhalten ("Einfrieren") eines Bilds werden also Bildinformationsignale aus einer Anzahl aufeinanderfolgender Bilder (Einzel- oder Teilbilder) im Videosignal addiert und einander überlagert. Die Verschiebung der Videosignale zwischen den Bildern wird zur Feststellung einer Bewegung eines Aufnahmebereichs diskriminiert, und das Addieren der Videosignale wird bei Feststellung einer Bewegung des Aufnahmebereichs augenblicklich beendet und damit ein Stehbild aus einer Anzahl von durch Addieren und Überlagern der Informationssignale gewonnenen aufeinanderfolgenden Bildinformationssignalen und mithin ein klares oder scharfes Stehbild zu gewinnen, das praktisch frei ist von irgendwelchen Bildbereichen mangelhafter Bildgüte, die zu einer Fehldiagnose Anlaß geben könnten.

Beim erfindungsdgemäßen Endoskopgerät erlaubt der sequentielle Vergleich einander benachbarter bzw. aneinandergrenzender Bilder aus der Vielzahl der aufeinanderfolgenden Bildinformationssignale im Videosignal die Feststellung einer Bewegung des Bilds, wobei die Informationssignale für das Stehbild zur Lieferung eines Stehbilds addiert und einander überlagert werden. Das resultierende Stehbild ist daher frei von Störsignalen, Unschärfe und Artefakten. Anhand eines solchen Stehbilds kann daher eine genaue Diagnose erfolgen.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Endoskopgeräts gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Addiersteuerung beim Gerät nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Darstellung eines auf einer Aufnahme-Anzeigeeinheit wiedergegebenen Bilds zur Erläuterung eines Deckungsabweichungs- oder Lagenfehler- Erfassungsbereichs beim Gerät nach Fig. 1,

Fig. 4A bis 4C graphische Darstellungen zur Erläuterung der Lagenfehlererfassung beim Gerät nach Fig. 1, wobei im einzelnen zeigen: Fig. 4A ein einem Einzeilenbild entsprechendes Videosignal, Fig. 4B das von einem sich bewegenden Objekt gewonnene und dieselbe Adresse wie das unbewegliche Objekt besitzende Einzeilen-Videosignal und Fig. 4C die Differenz zwischen den Videosignalen nach Fig. 4B,

Fig. 5 ein Blockschaltbild eines Hauptteils einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 ein Blockschaltbild eines Hauptteils einer dritten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 7 eine graphische Darstellung der spektralen Empfindlichkeit der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung.

Gemäß Fig. 1 umfaßt ein Endoskopgerät gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung Rot-, Grün- und Blaufilter 1 a, 1 b bzw. 1 c, Festkörper-Bildsensoren 2 a, 2 b, 2 c, einen Einschub- oder Einführteil 3, einen Verstärkerteil 4, einen Analog/Digital- oder A/D-Wandlerteil 5, einen Digital/Analog- oder D/A-Wandlerteil 9, einen Farbsignalmischer 10, eine Monitor-Anzeige(einheit) 11, eine Aufnahme-Anzeige(einheit) 12, eine Stehbildkamera 13, eine Addiersteuerung 14, eine Schaltersteuerung 15, einen "Einfrier"- oder Anhalteschalter 16, einen Addierspeicher 18 und eine Lichtquelle 51.

Der Einführteil 3 umfaßt ein Dreifarbfilter aus Rot-, Grün- und Blaufiltern 1 a, 1 b bzw. 1 c sowie Bildsensoren 2 a, 2 b und 2 c, wie ladungsgekoppelte Vorrichtungen bzw. Ladungsverschiebe- oder CCD-Elemente zum Umwandeln von optischen Signalen in elektrische Signale. Die drei Farbfilter und (die) Bildsensoren sind am distalen Ende des Einführteils 3 angeordnet. Im Inneren des Einführteils 3 befinden sich Kabel zur Übertragung der Videosignale von den Bildsensoren 2 a bis 2 c längs verschiedener Kanäle. Außerdem erstreckt sich im Inneren des Einführteils 3 von seinem proximalen Ende zu seinem distalen Ende ein Lichtleiter 50 zur Übertragung von Licht von der Lichtquelle 51 zum distalen Ende des Einführteils 3. Letzterer ist langgestreckt und flexibel bzw. biegsam, so daß er ohne weiteres in eine Körperhöhle eines Patienten einführbar ist.

Der Verstärkerteil 4 umfaßt Videoverstärker 4 a bis 4 c zum Verstärken der Farbvideosignale von den Bildsensoren 2 a bis 2 c im Einführteil 3.

Der A/D-Wandlerteil 5 umfaßt A/D-Wandler 5 a bis 5 d zum Umwandeln der Ausgangssignale von den Videoverstärkern 4 a bis 4 c in Digitalsignale.

Der Addierspeicher 18 besteht aus Addierstufen 6 a bis 6 c, Bildspeichern 7 a bis 7 c, Schaltern 8 a bis 8 c und Vervielfacher- oder Multiplizierstufen 40 a bis 40 c. Die Digitalsignale von den A/D-Wandlern 5 a bis 5 c werden jeweils über die Addierstufen 6 a bis 6 c in den Bildspeichern 7 a bis 7 c abgespeichert. Die Schalter 8 a bis 8 c dienen zum Wählen von Ausgangssignalen der Bildspeicher 7 a bis 7 c oder von Masse und zum Anschließen der Ausgangssignale oder der Masse an die Addierstufen 6 a bis 6 c. Wenn die Schalter 8 a bis 8 c an Masse liegen, werden den Addierstufen 6 a bis 6 c Daten entsprechend "Null" geliefert. Wenn die Schalter 8 a bis 8 c dagegen mit den Bildspeichern 7 a bis 7 c verbunden sind, werden die betreffenden Speicherinhalte von den Bildspeichern 7 a bis 7 c zu den jeweiligen Addierstufen 6 a bis 6 c übertragen. Die Addierstufen 6 a bis 6 c addieren die mittels der Schalter 8 a bis 8 c gewählten Daten zu den von den A/D-Wandlern 5 a bis 5 c gelieferten Daten. Die Summendaten bzw. die Datensumme werden bzw. wird sodann in den Bildspeichern 7 a bis 7 c abgespeichert. Die Multiplizierstufen 40 a bis 40 c multiplizieren die aus den Bildspeichern 7 a bis 7 c ausgelesenen Daten mit einem Koeffizienten 1/n entsprechend der Zahl der Additionen n von der Addiersteuerung 14. Der D/A-Wandlerteil 9 umfaßt D/A-Wandler 9 a bis 9 c zum Umsetzen der Videosignale von den Speichern 7 a bis 7 c in Analogsignale. Der Farbsignalmischer 10 empfängt und mischt die Analogsignale von den Wandlern 9 a bis 9 c zwecks Erzeugung eines Farbsignalgemischs für jedes Bild (z.B. ein Einzelbild). Die Monitor- und die Aufnahme-Anzeige 11 bzw.12 geben ein Farbbild des Patienten (bzw. des Untersuchungsbereichs) nach Maßgabe des Farbsignalgemisches vom Mischer 10 wieder. Die Aufnahmetakte oder -zeitpunkte der Stehbildkamera 13 werden durch eine Schaltersteuerung 15 so gesteuert, daß die Stehbildkamera 13 das auf der Aufnahme-Anzeige 12 wiedergegebene Farbbild aufnimmt. Der Anhalteschalter 16 gibt ein Bildanhalte-Befehlssignal in das Endoskopgerät ein. Die Addiersteuerung 14 ruft Digitalsignale von den Addierstufen 6 a bis 6 c, das Anhalte-Befehlssignal und ein Schaltersteuersignal von der Schaltersteuerung 15 (noch zu beschreiben) ab und steuert den Einschreib- oder Einlesezugriff zu den Speichern 7 a bis 7 c nach Maßgabe dieser Signale. Die Addiersteuerung 14 liefert ein Additions-Endesignal zur Schaltersteuerung 15. Der Koeffizient 1/n entsprechend der Zahl der Additionen n wird von der Addiersteuerung 14 zu den Multiplizierstufen 40 a bis 40 c übertragen. Die Schaltersteuerung 15 liefert Steuersignale zur Addiersteuerung 14, zu den Schaltern 8 a bis 8 c und zur Stehbildkamera 13 in Abhängigkeit vom "Additionsende"- Signal von der Addiersteuerung 14. Die Stehbildkamera 13 nimmt in Abhängigkeit von diesem Steuersignal das auf der Anzeige 12 wiedergegebene Bild auf.

Die Anordnung der Addiersteuerung 14 ist im folgenden anhand von Fig. 2 erläutert. Zur Vereinfachung der Darstellung ist in Fig. 2 nur ein System der drei Farbsignalsysteme veranschaulicht. Die in Fig. 2 mit dem angehängten Buchstaben a bezeichneten Teile sind Einzelteile bei jedem der drei Farbsysteme, während die nicht mit einem zusätzlichen Buchstaben a bezeichneten Teile allen Systemen gemeinsam sind.

Die Addiersteuerung 14 enthält eine Speichersteuerung 20, welche das Anhalte-Befehlssignal vom Anhalteschalter 16 und das Steuersignal von der Schaltersteuerung 15 abnimmt und zwei verschiedene (noch zu beschreibende) Einschreib- oder Einlese-Steuersignale zu den betreffenden Bauteilen im Bildspeicher 7 a und in der Addiersteuerung 14 sowie ein Steuersignal zu einem Betriebs-Startschalter 30 in der Addiersteuerung 14 überträgt. Die Speichersteuerung 20 zählt die Zahl der Additionen n der Bildinformationssignale und liefert den Zählstand n zu einer 1/n-Operationseinheit 41, die anhand des Zählstands n (den Koeffizienten) 1/n berechnet und den Koeffizienten 1/n zur Multiplizierstufe 40 a liefert. Ein erster Zeilenpuffer 21 a wird durch ein vorbestimmtes Einschreib-Steuersignal von der Speichersteuerung 20 angesteuert, um ein vom A/D-Wandler 5 a über die Addierstufe 6 a und den Schalter 30 a geliefertes Digitalsignal zu speichern. Ein durch ein vorbestimmtes Einschreib-Steuersignal von der Speichersteuerung 20 angesteuerter zweiter Zeilenpuffer 22 a speichert ein vom A/D-Wandler 5 a über die Addierstufe 6 a und den Schalter 30 a geliefertes Digitalsignal. Eine Subtrahierstufe 23 a berechnet die Differenz zwischen den Speicherinhalten der Zeilenpuffer 21 a und 22 a und gibt eine Absolutgröße dieser Differenz aus. Ein erster Bezugsdatenspeicher 24 speichert eine Bezugsgröße in der Größenordnung von 0. Ein erster Komparator 25 a vergleicht das Ausgangssignal von der Subtrahierstufe 23 a mit der Bezugsgröße vom Speicher 24 und gibt eine Größe aus, die der Differenz zwischen diesem Ausgangssignal und der Bezugsgröße entspricht. Wenn das Ausgangssignal von der Subtrahierstufe 23 a kleiner ist als die Bezugsgröße vom Speicher 24, gibt der Komparator 25 a eine Größe "0" aus. Ein Verriegelungsglied 27 a nimmt das Ausgangssignal vom ersten Komparator 25 a über eine Addierstufe 26 a ab und verriegelt dieses Ausgangssignal vorrübergehend. Die verriegelte Größe wird zur Addierstufe 26 a zurückgeführt oder rückgekoppelt. Ein zweiter Bezugsdatenspeicher 28 speichert eine zuverlässige Vorgabegröße, d.h. eine zweite Bezugsgröße. Ein zweiter Komparator 29 a vergleicht die durch das Verriegelungsglied 27 a verriegelten Daten mit der Bezugsgröße vom zweiten Bezugsdatenspeicher 28. Wenn die vom Verriegelungsglied 27 a gelieferte Größe die Bezugsgröße vom Speicher 28 übersteigt, liefert der Komparator 29 a das "Additionsende"-Signal zur Schaltersteuerung 15.

Die Speichersteuerung 20 enthält vorabgespeichert Adreßsignale entsprechend dem Einzeilen-Abschnitt 102 als dem zentralen Abschnitt des Bilds 101, das auf der Monitor- oder Aufnahme-Anzeige 11 bzw. 12 wiedergegeben wird (vgl. Fig. 3). Wenn die Speicheradresse des Bildspeichers 7 a auf diejenige entsprechend dem zentralen Abschnitt 102 aktualisiert wird, werden unabhängige (getrennte) Einschreibsteuersignale zu erstem und zweitem Zeilenpuffer 21 a bzw. 22 a geliefert.

Hierbei werden die Bildspeicher 7 b und 7 c durch die Addiersteuerung 14 auf dieselbe Weise wie der Bildspeicher 7 a gemäß Fig. 2 angesteuert.

Das Endoskopgerät mit dem beschriebenen Aufbau arbeitet wie folgt: Zur Vereinfachung der Darstellung ist die folgende Beschreibung auf die Digitalsignalverarbeitung bezüglich des Bildspeichers 7 a beschränkt. Die Signalverarbeitung für die anderen Bildspeicher 7 b und 7 c wird nur so weit beschrieben, wie dies erforderlich ist, da sie dieselbe ist wie beim Bildspeicher 7 a.

Der Einführteil 3 wird in eine Körperhöhle des Patienten eingeführt. Ein Bild des über den Lichtleiter 50 mit dem von der Lichtquelle 51 übertragenen Licht beleuchteten Untersuchungsbereichs wird von den Festkörper-Bildsensoren 2 a bis 2 c als über die Filter 1 a bis 1 c übertragene optische Signale erfaßt. Die optischen Signale werden dabei in elektrische Signale umgewandelt. Die elektrischen Signale, d.h. die Farbsignale, werden jeweils durch die Videoverstärker 4 a bis 4 c verstärkt. Die verstärkten Signale werden jeweils durch die A/D-Wandler 5 a bis 5 c in Digitalsignale umgesetzt.

Als Beispiel sei das Digitalsignal vom A/D-Wandler 5 a betrachtet. Dieses Digitalsignal wird zur Addierstufe 6 a übertragen. Wenn der Stehbildmodus nicht gewählt ist, liegt der durch die Schaltersteuerung 15 angesteuerte Schalter 8 a an Masse. Dabei sendet der Schalter 8 a die Daten "0" zur Addierstufe 6 a. Das Digitalsignal wird sodann durch das Einschreib-Steuersignal von der Speichersteuerung 20 gesteuert und im Bildspeicher 7 a abgespeichert. In Abhängigkeit vom Einschreibzugriff wird der Speicherinhalt des Bildspeichers 7 a ausgelesen und über die Multiplizierstufe 40 a zum D/A-Wandler 9 a geliefert.

Die Digitalsignale von den anderen A/D-Wandlern 5 b und 5 c werden in die Bildspeicher 7 b bzw. 7 c eingeschrieben oder eingelesen, aus diesen ausgelesen und über die Multiplizierstufen 40 b bzw. 40 c auf dieselbe Weise wie das Digitalsignal vom A/D-Wandler 5 a den D/A-Wandlern 9 b bzw. 9 c zugeführt.

Die aus den Bildspeichern 7 a bis 7 c über die Multiplizierstufen 40 a bis 40 c ausgelesenen Digitalsignale (im vorausgesetzten Fall erfolgt keine Addition, so daß die Zahl der Additionen n gleich 1 und der Koeffizient 1/n entsprechend gleich 1 sind) werden durch die D/A-Wandler 9 a bis 9 c in analoge Videosignale der verschiedenen Farben umgesetzt. Diese analogen Videosignale werden durch den Farbsignalmischer 10 gemischt, und das Farbvideosignalgemisch wird zu den Anzeigen 11 und 12 geliefert und an diesen (als Bild) wiedergegeben.

Wenn eine Bedienungsperson bei Betrachtung des Bilds auf der Monitor-Anzeige 11 einen aufzunehmenden Abschnitt oder Bereich auffindet, betätigt sie den Anhalteschalter 16 zur Lieferung des Anhaltebefehlssignals (Aufnahmebefehlssignals) zur Schaltersteuerung 15 und zur Addiersteuerung 14.

Die Schaltersteuerung 15 liefert das Steuersignal nach Maßgabe des Anhaltebefehlssignals zu den Schaltern 8 a bis 8 c, um diese auf die Seite ihrer zugeordneten Bildspeicher 7 a bis 7 c zu setzen bzw. umzuschalten (d.h. in den Zustand zu versetzen, in welchem die Ausgangssignale von den Bildspeichern 7 a bis 7 c zu den jeweiligen Addierstufen 6 a bis 6 c übertragbar sind). Gleichzeitig wird das Steuersignal auch zur Speichersteuerung 20 übertragen. Die Schaltersteuerung 20 liefert ein Steuersignal zum Betriebs-Startschalter 30 a nach Maßgabe des Anhaltesignals und des Schaltersteuersignals. Infolgedessen wird der Schalter 30 a geschlossen.

Das Digitalsignal vom A/D-Wandler 5 a wird durch die Addierstufe 6 a zu dem vom Bildspeicher 7 a über den Schalter 8 a gelieferten Digitalsignal hinzuaddiert. Das Summensignal wird zum Aktualisieren des Speicherinhalts in den Bildspeicher 7 a eingeschrieben. Das Ausgangssignal von der Addierstufe 6 a wird ebenfalls über den Schalter 30 a erstem und zweitem Zeilenpuffer 21 a bzw. 22 a zugeführt.

Wenn das Einschreibsteuersignal für den Bildspeicher 7 a mit der vorbestimmten Adresse des Bildspeichers 7 a koinzidiert, d.h. mit der Adresse entsprechend dem Einzeilen-Mittelbereich des auf der Anzeige 11 oder 12 wiedergegebenen Bilds gemäß Fig. 3, liefert die Speichersteuerung 20 nach Maßgabe des vorher registrierten Adreß-Signals das Einschreibsteuersignal zum ersten Zeilenpuffer 21 a. Die Daten (Zeilendaten) entsprechend einer Zeile des Mittelbereichs des Bilds (Bild der 1. Seite) unmittelbar nach der Lieferung des Anhaltebefehls von der Addierstufe 6 a werden im Zeilenpuffer 21 a abgespeichert. Der Zustand der im Zeilenpuffer 21 a abgespeicherten Zeilendaten ist durch die ausgezogene Linie in Fig. 4A veranschaulicht.

Wenn das dem zweiten Bild entsprechende Digitalsignal nach der Lieferung des Anhaltebefehls geliefert wird, wird es zum ersten Bild vom Bildspeicher 7 a hinzuaddiert, wobei der Speicherinhalt des Bildspeichers 7 a aktualisiert wird. Erster und zweiter Zeilenpuffer 21 a bzw. 22 a arbeiten sodann auf die oben beschriebene Weise.

In diesem Fall liefert die Speichersteuerung 20 das Einschreibsteuersignal zum zweiten Zeilenpuffer 22 a, und zwar auf dieselbe Weise wie das Digitalsignal des ersten Bilds. Aus diesem Grund werden Daten für eine Zeile, entsprechend dem zentralen Abschnitt oder Mittelbereich des Bilds im Digitalsignal nach der Addition, im zweiten Zeilenpuffer 22 a abgespeichert. Sodann wird durch die Subtrahierstufe 23 a die Differenz zwischen den in erstem und zweitem Zeilenpuffer 21 a bzw. 22 a gespeicherten Zeilendatensignalen berechnet. Fall in diesem Fall kein Stellungs- oder Lagenfehler zwischen erstem und zweitem Bild vorhanden ist, wie dies durch die ausgezogenen Linien in Fig. 4A und 4B dargestellt ist, beträgt das Ausgangssignal von der Subtrahierstufe 23 a praktisch "0" (mit geringem Störsignalanteil). Diese Größe wird durch den ersten Komparator 25 mit der im ersten Bezugsdatenspeicher 24 gespeicherten, nahezu "0" betragenden Größe vergleichen. Da in diesem Fall die Absolutgröße der Ausgangsdaten von der Subtrahierstufe 23 (23 a) die Ausgangsgröße vom Speicher 24 nicht übersteigt, wird das Ausgangssignal vom ersten Komparator 25 zu "0". Diese Größe wird sodann durch das Verriegelungsglied 27 über die Addierstufe 26 verriegelt.

Die Additionen des dritten Bilds, des vierten Bilds, usw. erfolgen sequentiell bzw. fortlaufend, um den Bildspeicher 7 a und die Einzeilen-Daten des zweiten Zeilenpuffers 22 a für jede (mit jeder) Addition zu aktualisieren. Wenn das N-te Bild lagenmäßig vom ersten Bild abweicht, wie dies durch die gestrichelte Linie in Fig. 4B dargestellt ist, ist die Differenz dazwischen, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 4B angegeben, ausreichend größer als "0". Die Absolutgröße dieser Differenz wird von der Subtrahierstufe 23 a zum ersten Komparator 25 a geliefert. Der Komparator 25 a gibt daraufhin eine Größe entsprechend dem Ausgangssignal von der Subtrahierstufe 23 a aus. Diese Größe wird durch die Addierstufe 26 a zur Ausgangsgröße vom Verriegelungsglied 27 a addiert. Die Summe wird wiederum durch das Verriegelungsglied 27 a verriegelt, so daß damit eine Aufhäufung oder Aufspeicherung erreicht wird.

Wenn die Ausgangsgröße des Verriegelungsglieds 27 a die im zweiten Bezugsdatenspeicher 28 vorabgespeicherte zulässige Größe übersteigt, wird das "Additionsende"- Signal vom zweiten Komparator 29 a zur Schaltersteuerung 15 geliefert. Als Ergebnis wird das Steuersignal von der Schaltersteuerung 15 zum Schalter 8 a und zur Speichersteuerung 20 übertragen. Die Reihe der Operationen der Addiersteuerung 14 wird, zusätzlich zum Digitalsignal vom A/D-Wandler 5 a, auch für die Digitalsignale von den A/D-Wandlern 5 b und 5 c durchgeführt.

In Abhängigkeit vom Steuersignal von der Schaltersteuerung 15 werden die Schalter 8 a bis 8 c auf die Masse-Seite umgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt deaktiviert die Speichersteuerung 20 den Betriebs-Startschalter 30 a und die mit den Addierstufen 6 b und 6 c verbundenen Betriebs-Startschalter 13 b bzw. 13 c (nicht dargestellt).

Die Addierstufen 6 a bis 6 c beenden die Addition der Daten und bleiben im angehaltenen Zustand. In diesem Fall werden die in den Bildspeichern 7 a bis 7 c gespeicherten und von Lagenfehlern freien Digitalsignale über die D/A-Wandler 9 a bis 9 c dem Farbsignalmischer 10 zugeführt. Die Digitalsignale werden auf diese Weise in ein Videosignalgemisch umgewandelt, das zu den Anzeigen 11 und 12 übertragen und auf diesen wiedergegeben wird. Gleichzeitig wird die Stehbildkamera 13 nach Maßgabe des Aufnahmesteuersignals synchron mit dem von der Schaltersteuerung 15 gelieferten Bildwiedergabetakt betätigt. Hierbei wird ein auf der Aufnahme-Anzeige 12 wiedergegebenes Bild mittels der Kamera 13 aufgenommen. Nach erfolgter Stehbildaufnahme stellt die Addiersteuerung 14 den initialisierten Zustand wieder her. Die Bildverarbeitung erfolgt kontinuierlich auf die oben beschriebene Weise.

Die Erfindung ist keineswegs auf die spezielle, vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern verschiedenen Änderungen und Abwandlungen zugänglich.

Beispielsweise kann gemäß Fig. 5 die Addiersteuerung 14 so ausgelegt sein, daß sie nur das Ausgangssignal von der Addierstufe 6 a abnimmt und das Ausgangssignal von einem der drei Farbsysteme diskriminiert. Die Schaltersteuerung 15 kann dann entsprechend dieser Diskriminieroperation betätigt werden. Bei dieser Anordnung wird das Steuersignal gleichzeitig zu den Schaltern 8 a bis 8 c geliefert, so daß damit die Additionen der drei Farbsysteme gleichzeitig beendet werden.

Wahlweise können gemäß Fig. 6 jeweils getrennte Addiersteuerungen 14 für die drei Farbsignalsysteme vorgesehen sein, und die "Additionsende"-Steuerung kann mittels verschiedener, für die jeweiligen Farben vorgegebener Schwellenwerte erfolgen. In diesem Fall kann die spektrale Empfindlichkeit des Aufnahmesystems nach Maßgabe der Differenzen zwischen den Schwellenwerten für die jeweiligen Farbkomponenten korrigiert werden.

Die oben umrissene Ausführungsform ist nachstehend im einzelnen beschrieben.

Ein Bildsensor besitzt im allgemeinen für verschiedene Wellenlängen des einfallenden Lichts unterschiedliche Empfindlichkeitspegel. Gemäß Fig. 7 besitzt der erfindungsgemäß verwendete Festkörper-Bildsensor für die grünen und roten Lichtkomponenten jeweils praktisch identische Empfindlichkeitspegel, jedoch für die blaue Komponente einen um etwa 20% niedrigeren Empfindlichkeitspegel als für grüne oder rote Komponenten. Zum Korrigieren dieser verschiedenen Empfindlichkeitspegel wird die Zahl der Additionen für die blaue Komponente größer eingestellt als für grüne oder rote Komponente, so daß der Empfindlichkeitspegel für die blaue Komponente an denjenigen für grüne oder rote Komponente angepaßt ist.

Genauer gesagt, bestimmen sich die korrigierten Empfindlichkeitspegel Sg und Sb der grünen (oder roten) und blauen Komponenten wie folgt:

Sg = kng
Sb = 0,8 knb

dabei bedeuten k = Meßpegel der grünen oder roten Komponente für ein Einzelbild und ng und nb = Zahl der Additionen der grünen (oder roten) bzw. blauen Komponenten (d.h. Zahl der addierten Einzelbilder). Um der Bedingung Sg = Sb zu genügen, gilt:

kng = 0,8 knb

daher gilt:

nb/ng = 1/0,8 = 1,25

Nach Beendigung der Addition der grünen oder roten Komponente durch die Schaltersteuerung dauert die Addition der blauen Komponente an. Wenn die Addition der blauen Komponente mit dem 1,25-fachen derjenigen der grünen oder roten Komponente abgeschlossen ist, wird die Addition der blauen Komponente beendet.

Der dem Bilddatenvergleich in der Addiersteuerung unterworfene Abschnitt oder Bereich ist nicht auf eine Zeile entsprechend dem Mittelbereich des wiedergegebenen Bilds beschränkt, sondern kann auf eine Anzahl von Zeilen, eine beliebige Einzelzeile im wiedergegebenen Bild, eine vertikale Einzelzeile oder einen Abschnitt entsprechend einem vorbestimmten Bereich des wiedergegebenen Bilds ausgedehnt werden.

Der Bildspeicher kann zwei Bildspeichereinheiten umfassen, die zur Verbesserung der Datenauslese- und -einschreibwirksamkeit abwechselnd benutzt werden.

Das Aufnahmesystem umfaßt die Rot-, Grün- und Blaufilter, die getrennt eingesetzt werden. Diese drei Farbfilter können jedoch mosaikartig entsprechend den Pixels (oder Bildpunkten) der Bildaufnahmevorrichtung angeordnet sein. Wahlweise können für die Farbwiedergabe Gelb- und Rotfilter verwendet werden.

Der Lagenfehler-Erfassungsplan ist nicht auf einen solchen zum Berechnen einer Absolutgröße der Differenz zwischen den Bilddaten beschränkt, sondern kann auch auf einem Plan unter Heranziehung einer positiven oder negativen Differenz ausgedehnt werden.

Claims (9)

1. Endoskopgerät zur Lieferung eines durch Einführen eines Einführteils in eine Körperhöhle eines Patienten und photographisches Aufnehmen eines Untersuchungsbereichs gewonnenen Videosignals sowie zur Lieferung von dem Videosignal entsprechenden Bildinformationen zur Ermöglichung einer medizinischen Diagnose, mit einer Addierspeichereinheit (18) zum sequentiellen Addieren und Überlagern aufeinanderfolgender, das Videosignal bildender Bildinformationssignale und zum Speichern eines überlagerten oder Überlagerungssignals, gekennzeichnet durch

• - eine Detektoreinheit (14) zum sequentiellen Vergleichen der das Videosignal bildenden aufeinanderfolgenden Bildinformationssignale und zum Feststellen eines Lagenfehlers zwischen den Bildinformationssignalen in zumindest identischen Abschnitten von Bildbereichen,
• - Steuereinheiten (14, 15), um die Addierspeichereinheit (18) sequentielle Additionen nach Maßgabe eines externen Anhaltebefehls durchführen und sie die sequentiellen Additionen nach Maßgabe eines Meßsignals von der Lagenfehler-Detektoreinheit (14) beenden zu lassen, und
• - eine Anzeigeeinheit (12) zum Wiedergeben der in der Addierspeichereinheit (18) gespeicherten Bildinformationssignale.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Videosignal ein Farbvideosignal ist, daß die Addierspeichereinheit eine Einheit (18) zum Addieren und Speichern der aufeinanderfolgenden Bildinformationssignale in Einheiten von das Videosignal bildenden Farbkomponenten umfaßt und daß die Detektoreinheit eine Einheit (14) zum Erfassen des Lagenfehlersignals für mindestens eine vorbestimmte der Farbkomponenten der aufeinanderfolgenden Bildinformationssignale von Farbkomponenten umfaßt.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinheit (14) Differenzverarbeitungseinheiten (23; 23 a) zum Berechnen von Differenzdaten zwischen den Bildinformationssignalen eines vorbestimmten Bildbereichs und eine Lagenfehler-Diskriminiereinheit zum Diskriminieren eines Lagerfehlers nach Maßgabe der Differenzdaten aufweist.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagenfehler-Diskriminiereinheit Einrichtungen (25; 25 a) zum Vergleichen einer Größe der Differenzdaten mit einer vorbestimmten ersten Bezugsgröße zwecks Diskriminierung des Lagenfehlers aufweist.

5. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagenfehler-Diskriminiereinheit Bezugsgrößen-Vergleichseinrichtungen (24; 24 a, 25; 25 a) zum Vergleichen einer Größe der Differenzdaten mit einer vorbestimmten ersten Bezugsgröße und Einrichtungen (27; 27 a; 28; 28 a; 29; 29 a) zum Aufspeichern der Vergleichsergebnisse von den ersten Bezugsgrößen-Vergleichseinrichtungen (24; 24 a, 25; 25 a) und zum Vergleichen einer aufgespeicherten Größe mit einer vorbestimmten zweiten Bezugsgröße aufweist.

6. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Addierspeichereinheit (18) Speichereinrichtungen (7 a, 7 b, 7 c) zum Speichern mindestens eines Einzelbildinformationssignals und Addiereinrichtungen (6 a, 6 b, 6 c) zum Addieren des gespeicherten Einzelbildinformationssignals und eines nächsten Bildinformationssignals in Einheiten von Pixels und zum Aktualisieren des in den Speichereinrichtungen (7 a-7 c) gespeicherten Einzelbildinformationssignals durch Speichern einer durch die Addiereinrichtungen (6 a-6 c) berechneten Summe aufweist.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Addierspeichereinheit (18) ferner Einrichtungen (40; 40 a, 41; 41 a) zum Mitteln der aufgespeicherten Bildinformationssignale aufweist.

8. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stehbildkamera (13) zum Aufnehmen eines auf der Anzeigeeinheit (12) wiedergegebenen Stehbilds und eine Kamerasteuereinheit (15) zum Steuern eines Aufnahmevorgangs der Stehbildkamera nach Maßgabe der Kamerasteuereinheit (15) vorgesehen sind.

9. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagenfehler-Diskriminiereinheit Einrichtungen (24 a, 25 a) mit unterschiedlichen Diskriminierbezugsgrößen in Einheiten von Farbkomponenten umfaßt und eine Steuereinheit eine Einrichtung (15 a) zum Korrigieren der spektralen Empfindlichkeit des Videosignals durch Lieferung eines Additionssende-Befehls nach Maßgabe der Diskriminiereinrichtungen (24 a, 25 a) in Einheiten von Farbkomponenten umfaßt.