JP2009165889A - 画像処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光源装置3は複数の照明光を出射可能で、選択された観察モードに対応して被写体8を照明し、FPGA39はデータROM47に格納された回路データを用いてプログラマブルに色強調回路等を構築することにより、複数の観察モードに対応した信号処理を、少ない回路規模で実現すると共に、FPGA39により回路を構成中においては第2同時化メモリ43からフリーズ状態の静止画像を出力して静止画像の表示を行う。
【選択図】図1
Description
特に、光源装置から光学フィルタを通す等して赤、緑、青等の光を順次被写体に照射してモノクロの撮像素子で受光し、プロセッサ内で信号処理を行ってカラー画像として表示装置に出力する面順次式の内視鏡装置は国内で広く普及している。
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、その目的は、複数の観察光に対応した信号処理を、少ない回路規模で実現することと、プログラミング可能な論理素子の構成中においても、観察画像の静止画表示を可能にする画像処理装置を提供することにある。
前記撮像手段における前記第1の撮像モードと前記第2の撮像モードとを切り替え指示可能な切り替え指示手段と、
前記撮像手段の出力信号に基づいた静止画像を生成可能な静止画像生成手段と、
前記切り替え指示手段の指示に応じて、前記撮像手段の撮像モードを切り替える撮像モード切り替え手段と、
前記切り替え指示手段の指示に応じて、前記撮像手段におけるモード切り替え前に前記静止画像生成手段により生成された静止画像を表示手段に表示させるとともに、前記撮像手段の撮像モード切り替え後に、前記撮像手段からの撮像信号に基づく被写体像を前記表示手段に表示させる表示制御手段と、
を具備したことを特徴とする。
(第1の実施の形態)
図1ないし図12は本発明の第1の実施の形態に係り、図1は第1の実施の形態を備えた内視鏡装置の全体構成を示し、図2は帯域切替フィルタを示し、図3は回転フィルタ板を示し、図4は通常・蛍光観察フィルタ、赤外観察フィルタの透過特性を示し、図5は狭帯域光観察フィルタの透過特性を示し、図6はR,G,Bフィルタの透過特性を示し、図7は励起、G′、R′フィルタの透過特性を示し、図8は励起光カットフィルタの透過特性を示し、図9はフィルタ切替時の動作説明を示し、図10は通常光及び赤外光観察時にFPGAで構成される色強調回路の構成を示し、図11は蛍光観察時にFPGAにより構成されるノイズ除去回路の構成を示し、図12は狭帯域光観察時にFPGAにより構成される色変換回路の機能を示す。
図1に示すように本発明の第1の実施の形態を備えた電子内視鏡装置1は、体腔内に挿入可能で、体腔内の患部等の被写体8を撮像する電子内視鏡(以下、スコープと略記)2と、このスコープ2が着脱自在に接続され、観察用の照明光を発生する光源装置3と、スコープ2が着脱自在に接続され、撮像された画像信号に対する信号処理等を行うプロセッサ4と、このプロセッサ4と接続され、プロセッサ4から出力される映像信号が入力され、この映像信号に対応する画像を表示するモニタ5と、プロセッサ4に接続され、データやコマンド等を入力するキーボード6と、フットスイッチ7とより構成される。
また、このスコープ2の操作部12には、フィルタ切替による照明光の切替えを指示するフィルタ切替スイッチ20が設けてある。
このデータROM47には、通常観察、蛍光観察、狭帯域光観察、赤外観察のそれぞれの観察モードに対応した合計4つの回路データが記憶されており、選択された回路データがFPGA39にロードされてその回路データに対応した回路が構築される。
図2に示すように帯域切替フィルタ22は、通常・蛍光観察用フィルタ48、赤外観察用フィルタ49、狭帯域光観察用フィルタ50が配置されている。
また、回転フィルタ板24における内周には540〜560nmの光を透過するG′フィルタ54、390〜450nmの励起光を透過する励起フィルタ55、600〜620nmの光を透過するR′フィルタ56が配置されている。
光源装置3のランプ21からは、被写体を照明するための光が放射される。ランプ21から放射された光は、帯域切替フィルタ22、回転フィルタ板24を通過した後、集光レンズ27により集光されてスコープ2のライトガイドファイバ14に入射される。
プリプロセス回路34から出力された信号はA/D変換回路35によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。A/D変換回路35から出力された信号は、カラーバランス補正回路36に入力される。
特殊光選択スイッチ32は、使用者がスイッチを押す毎に蛍光観察→狭帯域光観察→赤外観察→蛍光観察…のように3つの特殊観察モードの中の1つが選択される。
まず、CPU45は第2同時化メモリ43を制御してモニタ5に出力されるRGB信号全てに同じ信号(G信号)を割り当てることにより、モノクロ画像を出力するようにする(ステップS1)。
色強調回路60では、まず入力される入力画像信号(具体的にはRin、Gin、Bin)を基に、色素量算出回路61において色素量を算出する。この色素量算出回路61では、通常観察時にはヘモグロビン量を、赤外観察時にはICG量を画素ごとに算出する。
IHb=log(R/G)
で表され、ICG量IIcgを求める式は
IIcg=log(B/R)
で表される。
α=IHb−Ave(IHb)
で表され、赤外観察時(ICG量算出時)の場合も上式のIHbの代わりにIIcgが入る以外は同様である。
Rout=Rin×exp(h×kR×α)
Gout=Gin×exp(h×kG×α)
Bout=Bin×exp(h×kB×α)
で表される。
このノイズ除去回路70は3×3のメディアンフィルタで構成されており、1クロック分遅延させるディレイ回路71(具体的には71a〜71f)、約1ライン分遅延させるラインメモリ72(具体的には72a、72b)によって、対象画素の近傍の9画素の画素値が中央値選択回路73に入力されるようにしている。
Rout=a1・Rin+b1・Gin+c1・Bin
Gout=a2・Rin+b2・Gin+c2・Bin
Bout=a3・Rin+b3・Gin+c3・Bin
で表される。
また、面順次式の内視鏡装置に限らず、同時式の内視鏡装置に応用することもできる。
観察光の切替に応じて、フィルタ切替中にプログラミング可能な論理素子を再構成するようにしたので、複数の観察光に対応した信号処理を、少ない回路規模で実現することができる。
本実施の形態の目的は複数の観察光に対応した信号処理を、少ない回路規模で実現することと、プログラミング可能な論理素子の構成中においても、観察画像の静止画表示を可能にする画像処理装置を提供することである。
次に本実施の形態の作用を説明する。
本実施の形態では、第1の実施の形態と観察光の切替時の動作が異なる。
まず、最初のステップS11において、CPU45は第2同時化メモリ43を制御してこの第2同時化メモリ43の書き込みを禁止することにより、その書き込み禁止直前に書き込まれた画像を繰り返し読み出す状態、つまりフリーズ状態の静止画像を出力するようにする。そして、次のステップS12で、モータ23、モータ26にフィルタ切替指示信号を送り、所定の観察光に切り替える。
観察光の切替に応じて、フィルタ切替中にプログラミング可能な論理素子を再構成するようにしたので、複数の観察光に対応した信号処理を、少ない回路規模で実現することができる。
1.波長帯域の異なる複数の照明光を選択的に供給する照明光供給装置と、
この照明光供給装置により照明された被写体を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子から出力される信号を信号処理するための、回路データに基づいて回路を構成することが可能なプログラマブル回路と、
前記回路データを前記複数の照明光に対応して複数記憶する回路データ記憶回路と、
前記複数の照明光を切り替えるための照明光切替指示手段と、
前記照明光切替指示手段の指示に応じて照明光を切り替えるとともに切り替え後の照明光に対応した前記回路データを読み出して前記プログラマブル回路にロードする制御回路を備えたことを特徴とする電子内視鏡装置。
前記バイパス回路を通過した信号を前記プログラマブル回路のロード中に前記表示装置に導くことを特徴とする電子内視鏡装置。
(付記2の目的)プログラミング可能な論理素子の構成中においても、観察画像の動画表示を可能にする電子内視鏡装置を提供すること。
前記静止画像記憶回路に記憶された静止画像信号を前記プログラマブル回路のロード中に表示装置に導くことを特徴とする電子内視鏡装置。
(付記3の目的)プログラミング可能な論理素子の構成中においても、観察画像の静止画表示を可能にする電子内視鏡装置を提供すること。
複数種類の回路データを保持する回路データ保持手段と、
前記照明光発生手段が発生する照明光に対応して前記プログラマブル回路手段が使用する回路データを前記回路データ保持手段が保持する複数種類の回路データから選択する制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
2…電子内視鏡(スコープ)
3…光源装置
4…プロセッサ
5…モニタ
6…キーボード
7…フットスイッチ
8…被写体
11…挿入部
14…ライトガイドファイバ
17…対物レンズ
18…CCD
19…励起光カットフィルタ
20…フィルタ切替スイッチ
21…ランプ
22…帯域切替フィルタ
23,25,26…モータ
24…回転フィルタ
31…通常光・特殊光切替スイッチ
32…特殊光選択スイッチ
39…FPGA
45…CPU
46…ロード制御回路
47…データROM
48…通常・蛍光観察用フィルタ
49…狭帯域光観察用フィルタ
50…赤外観察用フィルタ
51…Rフィルタ
52…Gフィルタ
53…Bフィルタ
54…G′フィルタ
55…励起フィルタ
56…B′フィルタ
Claims (1)
- 第1の波長領域の被写体像を撮像する第1の撮像モードと前記第1の波長領域とは異なる第2の波長領域の被写体像とを撮像する第2の撮像モードとを切り替えて撮像可能な撮像手段と、
前記撮像手段における前記第1の撮像モードと前記第2の撮像モードとを切り替え指示可能な切り替え指示手段と、
前記撮像手段の出力信号に基づいた静止画像を生成可能な静止画像生成手段と、
前記切り替え指示手段の指示に応じて、前記撮像手段の撮像モードを切り替える撮像モード切り替え手段と、
前記切り替え指示手段の指示に応じて、前記撮像手段におけるモード切り替え前に前記静止画像生成手段により生成された静止画像を表示手段に表示させるとともに、前記撮像手段の撮像モード切り替え後に、前記撮像手段からの撮像信号に基づく被写体像を前記表示手段に表示させる表示制御手段と、
を具備したことを特徴とする画像処理装置。
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