JP2011183055A - Endoscope processor, and endoscope unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内視鏡観察時に安定した明るさの画像を表示させる内視鏡プロセッサに関する。 The present invention relates to an endoscope processor that displays an image with stable brightness during endoscopic observation.
光が照射されない内部構造を観察するために、電子内視鏡を有する内視鏡ユニットが用いられている。内視鏡ユニットでは、光源から照明光が出射され、グラスファイバにより照明光が観察領域に伝達されることにより、観察領域に照明光が照射される。さらに、照明光に対する反射光の光学像が撮像素子により露光され、光学像に対応する画像信号が生成される。生成された画像信号に基づいて観察領域の光学像がモニタに表示され、観察可能となる。 An endoscope unit having an electronic endoscope is used to observe an internal structure that is not irradiated with light. In the endoscope unit, the illumination light is emitted from the light source, and the illumination light is transmitted to the observation region by the glass fiber, so that the observation region is irradiated with the illumination light. Further, the optical image of the reflected light with respect to the illumination light is exposed by the image sensor, and an image signal corresponding to the optical image is generated. Based on the generated image signal, an optical image of the observation region is displayed on the monitor and can be observed.
このような内視鏡ユニットによる被写体観察では、モニタに表示される画像の明るさが安定的であることが好ましい。しかし、光源からの出射光量の揺らぎや、観察される被写体の部位などによって、画像の明るさは変動する。そこで、取得する画像信号に基づいて画像の明るさを検知し、画像の明るさに基づいて絞りの開口量および撮像素子における露光時間を調整している(特許文献1参照)。 In such subject observation by the endoscope unit, it is preferable that the brightness of the image displayed on the monitor is stable. However, the brightness of the image varies depending on fluctuations in the amount of light emitted from the light source and the observed part of the subject. Therefore, the brightness of the image is detected based on the acquired image signal, and the aperture amount of the diaphragm and the exposure time in the image sensor are adjusted based on the brightness of the image (see Patent Document 1).
しかし、画像の明るさに応じて決定される露光時間で撮像素子が光学像を露光するまでには時間的な遅れが発生していた。このような遅れにより、モニタの表示画像の明るさを安定させるまでにも時間的な遅れが発生していた。さらに、同時に調整される絞りの開口量と、そのときの露光時間とが適切な組合わせにならないため、表示画像の明るさが震動することもあった。 However, there is a time delay until the image sensor exposes the optical image with the exposure time determined according to the brightness of the image. Due to such a delay, a time delay has occurred even before the brightness of the display image on the monitor is stabilized. Furthermore, the aperture of the diaphragm that is adjusted at the same time and the exposure time at that time are not an appropriate combination, and the brightness of the display image may oscillate.
したがって、本発明では、撮像素子の露光時間の決定後に、決定された露光時間での露光を実行するまでの時間的な遅れを解消する内視鏡プロセッサの提供を目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an endoscope processor that eliminates the time delay until the exposure with the determined exposure time is executed after the exposure time of the image sensor is determined.
本発明の内視鏡プロセッサは、被写体の光学像を受光する撮像素子に第1のフレームの画像信号を生成させるための第1の露光時間を決定する決定部と、撮像素子が第1の露光時間で画像信号を生成するフレームの第1のフレームからの遅延量に基づく第1のゲインを算出する第1の算出器と、第1のゲインを第1のフレームの画像信号に乗じる乗算器とを備えることを特徴としている。 An endoscope processor according to the present invention includes a determination unit that determines a first exposure time for causing an image sensor that receives an optical image of a subject to generate an image signal of a first frame, and the image sensor includes a first exposure. A first calculator that calculates a first gain based on a delay amount from the first frame of a frame that generates an image signal in time; and a multiplier that multiplies the image signal of the first frame by the first gain. It is characterized by having.
また、遅延量はフレームを単位とする遅延フレームであって、第1の算出器は第1のフレームから遅延フレーム分以前の第nのフレームの画像信号を生成させるために定められた露光時間である第nの露光時間に基づいて第1のゲインを算出することが好ましい。 The delay amount is a delay frame in units of frames, and the first calculator has an exposure time determined to generate the image signal of the nth frame before the delay frame from the first frame. It is preferable to calculate the first gain based on a certain nth exposure time.
また、第1の算出器は第1の露光時間を第nの露光時間で除すことにより第1のゲインを算出することが好ましい。 Further, it is preferable that the first calculator calculates the first gain by dividing the first exposure time by the nth exposure time.
また、遅延量を接続される内視鏡から取得する受信器を備えることが好ましい。 Moreover, it is preferable to provide the receiver which acquires delay amount from the connected endoscope.
また、接続される内視鏡を識別する識別器と、接続される内視鏡毎の遅延量を記憶するメモリと、識別器により識別された内視鏡に対応する遅延量を第1の算出器に出力する選択器とを備えることが好ましい。 Also, a discriminator for identifying a connected endoscope, a memory for storing a delay amount for each connected endoscope, and a delay amount corresponding to the endoscope identified by the discriminator are first calculated. It is preferable to provide the selector which outputs to a device.
また、画像信号に基づいて撮像素子の受光量を算出する第2の算出器を備え、決定部は撮像素子の受光量に基づいて第1の露光時間を決定することが好ましい。 In addition, it is preferable that a second calculator that calculates the amount of light received by the image sensor based on the image signal is provided, and the determination unit determines the first exposure time based on the amount of light received by the image sensor.
また、被写体を照射する照射光の光量を調整する光量調整器を備え、決定部は撮像素子の受光量に基づいて第1の露光時間とともに照射光の光量を決定することが好ましい。 In addition, it is preferable that a light amount adjuster that adjusts the light amount of the irradiation light that irradiates the subject is provided, and the determination unit determines the light amount of the irradiation light together with the first exposure time based on the light reception amount of the image sensor.
また、照射光を出射する光源を備え、光量調整器は光源に供給する電力を調整することにより照射光の光量を調整することが好ましい。 Moreover, it is preferable to provide the light source which irradiates irradiation light, and a light quantity adjuster adjusts the light quantity of irradiation light by adjusting the electric power supplied to a light source.
また、照射光を出射する光源とを備え、光量調整器は光源から出射される照射光の光路上に設けられ光路からの変位に応じて開口量の変わる絞りであることが好ましい。 The light amount adjuster is preferably a diaphragm provided on the optical path of the irradiation light emitted from the light source and having an opening amount that changes according to the displacement from the optical path.
また、本発明の内視鏡ユニットは、内視鏡と内視鏡プロセッサとを有する内視鏡ユニットであって、内視鏡プロセッサに設けられ被写体の光学像を受光する撮像素子に第1のフレームの画像信号を生成させるための第1の露光時間を決定する決定部と、内視鏡および内視鏡プロセッサの少なくとも一方に設けられ撮像素子が第1の露光時間で画像信号を生成するフレームの第1のフレームからの遅延量を記憶するメモリと、内視鏡プロセッサに設けられ遅延量に基づく第1のゲインを算出する第1の算出器と、内視鏡プロセッサに設けられ第1のゲインを第1のフレームの画像信号に乗じる乗算器とを備えることを特徴としている。 An endoscope unit according to the present invention is an endoscope unit having an endoscope and an endoscope processor, and is provided in the endoscope processor as a first imaging element that receives an optical image of a subject. A determination unit that determines a first exposure time for generating an image signal of a frame, and a frame that is provided in at least one of the endoscope and the endoscope processor and that generates an image signal with the first exposure time. A memory for storing a delay amount from the first frame, a first calculator provided in the endoscope processor for calculating a first gain based on the delay amount, and a first calculator provided in the endoscope processor. And a multiplier for multiplying the image signal of the first frame by the gain.
本発明によれば、決定された露光時間での露光を実行するまでの時間的な遅れを、生成された画像信号への処理により解消することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to eliminate the time delay until the exposure with the determined exposure time is executed by processing the generated image signal.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態を適用した内視鏡プロセッサを有する内視鏡ユニットの内部構成を概略的に示すブロック図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an internal configuration of an endoscope unit having an endoscope processor to which the first embodiment of the present invention is applied.
内視鏡ユニット10は、内視鏡プロセッサ20、電子内視鏡30、およびモニタ11によって構成される。内視鏡プロセッサ20は、電子内視鏡30、およびモニタ11に接続される。
The
内視鏡プロセッサ20から被写体を照明するための照明光が電子内視鏡30に供給される。照明光を照射された被写体が電子内視鏡30により撮像される。電子内視鏡30の撮像により生成する画像信号が内視鏡プロセッサ20に送られる。
Illumination light for illuminating the subject is supplied from the
内視鏡プロセッサ20では、電子内視鏡30から得られた画像信号に対して所定の信号処理が施される。所定の信号処理を施した画像信号はモニタ11に送信され、送信された画像信号に相当する画像がモニタ11に表示される。
In the
次に、内視鏡プロセッサ20の構成について説明する。内視鏡プロセッサ20には光源システム21、プロセッサ画像処理回路22、乗算器23、およびシステムコントローラ24(決定部、第1の算出器、第2の算出器、識別器、選択器、受信器)などが設けられる。
Next, the configuration of the
後述するように、光源システム21からは電子内視鏡30に供給する照明光が出射される。プロセッサ画像処理回路22では、電子内視鏡30が生成する画像信号に対して所定の信号処理が施される。乗算器23では、後述するように、システムコントローラ24で決定されたゲインが画像信号に乗じられ、モニタ11に表示される画像の明るさが調整される。また、システムコントローラ24により内視鏡ユニット20の各部位の動作が制御される。
As will be described later, illumination light to be supplied to the
内視鏡プロセッサ20と電子内視鏡30とを接続すると、光源システム21と電子内視鏡30に設けられるライトガイド31とが光学的に接続される。また、内視鏡プロセッサ20と電子内視鏡30とを接続すると、プロセッサ画像処理回路22と電子内視鏡30に設けられる内視鏡画像処理回路33とが、またシステムコントローラ24と電子内視鏡30に設けられる内視鏡メモリ32およびスコープコントローラ34とが電気的に接続される。
When the
次に、光源システム21の構成について説明する。光源システム21は、光源21a、メカ絞り機構21b(光量調整器)、および絞り駆動回路21cによって構成される。光源21aは例えばキセノンランプであり、高輝度の白色光が照明光として出射される。光源21aから出射された照明光をライトガイド31の入射端に導くための光路中に集光レンズ21dおよびメカ絞り機構21bが設けられる。光源21aから出射された照明光は、集光レンズ21dに集光され、メカ絞り機構21bで光量が調整され、ライトガイド31の入射端に入射される。
Next, the configuration of the
メカ絞り機構21bには、光路からの変位に応じて開口量が変わる絞り(図示せず)が設けられる。開口量を調整することにより、照明光のライトガイド31への供給光量が調整される。絞りの開口量はメカ絞り機構21bに設けられるモータ(図示せず)を駆動することにより調整される。モータによる絞りの駆動は、絞り駆動回路21cにより制御される。絞り駆動回路21cはシステムコントローラ24を介してプロセッサ画像処理回路22に接続される。
The
後述するように撮像素子35において生成する画像信号に基づき、撮像した画像の輝度がプロセッサ画像処理回路22によって検出される。検出された画像の輝度はデータとして、システムコントローラ24に送信される。システムコントローラ24では画像の輝度に応じて絞りの開口量が算出され、算出された開口量となるように絞り駆動回路21cにモータを駆動させる。
As will be described later, the brightness of the captured image is detected by the processor
次に電子内視鏡30の構成について説明する。電子内視鏡30には、ライトガイド31、内視鏡メモリ32、内視鏡画像処理回路33、スコープコントローラ34、および撮像素子35などが設けられる。
Next, the configuration of the
ライトガイド31は、内視鏡プロセッサ20と接続されるコネクタ36から挿入管37の先端まで延設される。光源システム21から出射した照明光がライトガイド31の入射端に入射される。入射端に入射した照明光は出射端まで伝達される。出射端に伝達された照明光が、配光レンズ38を介して挿入管37の先端方向の被写体に照射される。
The
照明光が照射された被写体の反射光による光学像が、挿入管37の先端に設けられた対物レンズ39により、撮像素子35の受光面に結像する。コネクタ36内に設けられるスコープコントローラ34によって、撮像素子35は制御され、一定の周期、例えば、1/60秒毎に1フレームの画像信号を生成するように駆動される。
An optical image of the reflected light of the subject irradiated with the illumination light is formed on the light receiving surface of the
なお、撮像素子35には電気シャッタ機能が設けられ、1フレームの画像信号を生成するときの撮像素子35への露光時間を変更することが可能である。露光時間はスコープコントローラ34によって制御される。
The
生成された画像信号は、コネクタ36内に設けられる内視鏡画像処理回路33に送信される。内視鏡画像処理回路33において、画像信号に対して相関二重サンプリング処理、A/D変換処理などの所定の信号処理が施される。所定の信号処理が施された画像信号は、プロセッサ画像処理回路22に送信される。
The generated image signal is transmitted to an endoscope
内視鏡メモリ32には、電子内視鏡30の種類、必要な光量、および後述する遅延時間などのデータが格納される。これらのデータは、電子内視鏡30の内視鏡プロセッサ20への接続時にシステムコントローラ24に読出される。システムコントローラ24では、読出したデータに基づいて、内視鏡ユニット10の各部位の動作を制御する。
The
プロセッサ画像処理回路22では、受信した画像信号に所定の画像処理が施される。所定の画像処理が施された画像信号は、乗算器23に送信される。
The processor
また、プロセッサ画像処理回路22では、画像全体の輝度が算出される。なお、画像全体の輝度は、全画素の輝度を平均化することにより算出される。画像全体の輝度の代わりに中心部分の輝度、すなわち中心部分の全画素の輝度の平均値などのように画像の輝度の代表となる値が算出されてもよい。算出された輝度は輝度データとしてシステムコントローラ24に送信される。
The processor
システムコントローラ24には、ワークメモリとして機能するSDRAM(図示せず)が接続される。プロセッサ画像処理回路22から受信した輝度データはSDRAMに格納される。最新のフレームの画像信号に基づく輝度データをSDRAMに格納すると、システムコントローラ24は直近の複数のフレーム、例えば3フレームの画像信号に基づく輝度データをSDRAMから読出して、輝度の平均値を算出する。
An SDRAM (not shown) that functions as a work memory is connected to the
また、システムコントローラ24には、内視鏡ユニット10の各部位を制御するためのデータを格納したEEPROM25が接続される。EEPROM25には、予め定められた画像の輝度の理想値がデータとして格納されている。システムコントローラ24では、算出された輝度の平均値と輝度の理想値との差が算出される。
The
システムコントローラ24では、輝度の平均値と輝度の理想値との差に基づいて、絞りの開口量および撮像素子35の露光時間の変化量Δo、Δetが算出される。
The
なお、開口量および露光時間の変化量Δo、Δetは、他の変数も考慮して算出される。例えば、照明光による被写体への熱エネルギーの過度の供給を抑えるように絞りの開口量は調整され、被写体の動きによるブレを抑えるように露光時間が調整される。このように、他の変数や制約を満たしながら、理想値の差に対応する変化量の組合せΔo、Δetが算出される。 Note that the opening amounts and exposure time variations Δo and Δet are calculated in consideration of other variables. For example, the aperture amount of the diaphragm is adjusted so as to suppress excessive supply of thermal energy to the subject due to illumination light, and the exposure time is adjusted so as to suppress blur due to the movement of the subject. Thus, the variation combinations Δo and Δet corresponding to the difference between the ideal values are calculated while satisfying other variables and constraints.
システムコントローラ24では、プロセッサ画像処理回路22が受信した最新の画像信号を生成するときの開口量oおよび露光時間etそれぞれに、算出した変化量Δo、Δetを加算した絞りの開口量(o+Δo)および撮像素子35の露光時間(et+Δet)が、設定すべき開口量および露光時間として決定される。
In the
算出された絞りの開口量(o+Δo)は、制御信号として絞り駆動回路21cに送信される。前述のように、絞り駆動回路21cは、絞りの開口量が受信した開口量(o+Δo)となるようにモータを駆動する。
The calculated aperture opening amount (o + Δo) is transmitted as a control signal to the
また、算出された撮像素子35の露光時間(et+Δet)は、制御信号としてスコープコントローラ34に送信される。スコープコントローラ34は受信した露光時間(et+Δet)で撮像素子35による被写体の光学像の露光を実行させる。
Further, the calculated exposure time (et + Δet) of the
なお、システムコントローラ24から絞り駆動回路21cまでの絞りの開口量(o+Δo)の送信時間は十分に短く、プロセッサ画像処理回路22に受信された画像信号の次のフレームの画像信号生成時には新たに算出された開口量となるように絞りは駆動される。
The transmission time of the aperture opening amount (o + Δo) from the
一方、システムコントローラ24による算出後、算出された露光時間(et+Δet)で撮像素子35が露光するまでには、無視出来ない遅延が生じる。遅延は、内視鏡プロセッサ20および電子内視鏡30の間の通信遅延と、スコープコントローラ34および撮像素子35間の通信遅延に起因しており、接続される電子内視鏡30毎に一定である。
On the other hand, after the calculation by the
システムコントローラ24による算出後から撮像素子35が露光するまでの遅延時間は、例えば製造時などに予め検知され、データとして内視鏡メモリ32に格納されている。なお、遅延時間は、算出した露光時間を設定すべき理想のフレームから、実際に撮像素子32が算出した露光時間で露光するように制御されるフレームまでのフレーム間隔として格納される。
The delay time from the calculation by the
前述のように、システムコントローラ24では、画像の輝度を理想の輝度に近付ける絞りの開口量および撮像素子35の露光時間の組が算出される。しかし、算出した開口量への調整および算出した露光時間による露光の時期にズレが生じる。それゆえ、システムコントローラ24では、このズレを補正する補正ゲインが、以下に説明するように算出される。
As described above, the
図2に示すように、撮像素子35における受光量は撮像素子35の露光時間に比例する。それゆえ、基準となる基準露光時間stで露光させた画像の基準輝度値slおよび現在露光時間ctで露光させた画像の現在輝度値clは、以下の(1)式の関係を満たす。
As shown in FIG. 2, the amount of light received by the
ct/st=cl/sl (1) ct / st = cl / sl (1)
したがって、撮像素子35の露光時間を現在露光時間ctにした画像の画像信号は、基準露光時間stにおける画像信号に、現在露光時間ctと基準露光時間stとの比(ct/st)を乗じた画像信号に実質的に等しい。
Therefore, an image signal of an image in which the exposure time of the
それゆえ、設定すべき露光時間itを実際の露光時間rtで除すことにより、上述のズレを補正する補正ゲインが算出される。 Therefore, a correction gain for correcting the above-described deviation is calculated by dividing the exposure time it to be set by the actual exposure time rt.
次に、1/60秒毎に生成される1フレームの画像信号に対して、算出される補正ゲインについて、表1を用いて説明する。 Next, the correction gain calculated for one frame of image signal generated every 1/60 seconds will be described with reference to Table 1.
前述のように1/60秒毎に、…、第(n−1)、第n、第(n+1)、第(n+2)、第(n+3)、第(n+4)、…のフレームの画像信号が生成される。それぞれの画像信号が生成される前に、以前に生成された画像信号に基づいて設定されるべき露光時間が算出される。例えば、第nのフレームの画像信号に対して、第nの露光時間et(n)が設定されるべき露光時間として算出される。 As described above, the image signals of the (n−1) th, nth, (n + 1) th, (n + 2), (n + 3), (n + 4),... Frames are obtained every 1/60 seconds. Generated. Before each image signal is generated, an exposure time to be set is calculated based on the previously generated image signal. For example, the nth exposure time et (n) is calculated as the exposure time to be set for the image signal of the nth frame.
しかし、先述のように、算出した露光時間を用いるべきフレームから実際に撮像素子35が算出した露光時間による露光を実行するまでのフレームには遅延がある。本実施形態では、4フレームである。前述のように、遅延時間のフレーム間隔は内視鏡メモリ32に格納されており、電子内視鏡30と内視鏡プロセッサ20との接続時に、システムコントローラ24に読出される。
However, as described above, there is a delay in the frame from the frame in which the calculated exposure time should be used until the exposure with the exposure time actually calculated by the
遅延により、第nのフレームの画像信号は、4フレーム以前に設定すべき露光時間と認識された第(n−4)のフレームの画像信号に対して設定されるべき露光時間et(n−4)で光学像が露光され、第nのフレームの画像信号が生成される。 Due to the delay, the image signal of the nth frame is set to the exposure time et (n-4) to be set for the image signal of the (n-4) th frame recognized as the exposure time to be set before 4 frames. ), The optical image is exposed to generate an image signal of the nth frame.
したがって、画像の理想的な輝度値Liに対して、第nのフレームの画像信号の輝度値はLi×(et(n−4)/et(n))となる。それゆえ、第nのフレームの画像信号に対して、補正ゲインとして(et(n)/et(n−4))を乗じることにより、輝度値が理想的な輝度値Liに補正される。 Therefore, the luminance value of the image signal of the nth frame is Li × (et (n−4) / et (n)) with respect to the ideal luminance value Li of the image. Therefore, the luminance value is corrected to the ideal luminance value Li by multiplying the image signal of the nth frame by (et (n) / et (n-4)) as the correction gain.
同様に、第(n+1)のフレームの画像信号に、(et(n+1)/et(n−3))を補正ゲインとして乗じることにより、輝度値が理想値Liに補正される。以下、同様に、((設定されるべき露光時間)/(実際の撮像素子の露光時間))、すなわち、((設定されるべき露光時間)/(遅延フレーム分以前のフレームに対して設定されるべき露光時間))が補正ゲインとして算出される。 Similarly, the luminance value is corrected to the ideal value Li by multiplying the image signal of the (n + 1) th frame by (et (n + 1) / et (n-3)) as a correction gain. Hereinafter, similarly, ((exposure time to be set) / (actual exposure time of the image sensor)), that is, ((exposure time to be set) / (set to the frame before the delay frame) Exposure time)) to be calculated is calculated as a correction gain.
算出された補正ゲインは、データとして乗算器23に送信される。乗算器23には、前述のように、画像信号が送信される。乗算器23において、画像信号に補正ゲインが乗じられる。
The calculated correction gain is transmitted to the
補正ゲインにより補正された画像信号がモニタ11に送信される。モニタ11には、受信した画像信号に相当する画像が表示される。
The image signal corrected by the correction gain is transmitted to the
前述のように、撮像素子35は1/60秒毎に画像信号を生成するように駆動され、モニタ11にも1/60秒毎に画像信号が送信される。1/60秒毎に表示する画像を切換えることにより、モニタ11には動画像が表示される。
As described above, the
なお、モニタ11に動画像を表示中に入力部(図示せず)に静止画像観察のコマンドを入力すると、画像信号のモニタ11への送信を停止し、被写体の静止画像をモニタ11に表示することも可能である。
If a still image observation command is input to an input unit (not shown) while a moving image is being displayed on the
次に、リアルタイム動画像の撮影時にシステムコントローラ24により実行される各部位の動作の制御を図3のフローチャートを用いて説明する。撮影時における制御は、電子内視鏡30を内視鏡プロセッサ20に接続した状態で主電源をONにしたときに開始される。また、撮影における制御は、主電源がOFFになるときに終了する。
Next, control of the operation of each part executed by the
ステップS100において、遅延時間を含む接続された電子内視鏡30固有のデータを、接続された内視鏡メモリ32から読出す。固有のデータを読出すと、ステップS101に進む。
In step S <b> 100, data unique to the connected
ステップS101では、内視鏡ユニット20の各部位の初期化を実行させる。例えば、絞りの開口率の初期設定、露光時間の初期設定、補正ゲインの初期値の設定を実行させる。初期化終了後、ステップS102に進む。
In step S101, initialization of each part of the
ステップS102では、スコープコントローラ34を介して撮像素子35に1フレームの画像信号を生成させる。画像信号の生成後ステップS103に進み、生成された画像信号をSDRAMに格納する。SDRAMへの格納後、ステップS104に進む。
In step S <b> 102, the
ステップS104では、SDRAMに格納された最新の画像信号に対して所定の画像処理を施すようにプロセッサ画像処理回路22を駆動する。所定の画像処理後、ステップS105に進む。
In step S104, the processor
ステップS105では、設定された補正ゲインを画像信号に乗じさせ、画像信号の輝度成分を補正させる。なお、補正ゲインの算出前には、ステップS101で設定した補正ゲインの初期値を用いて、画像信号を補正させる。画像信号の輝度補正後、ステップS106に進む。 In step S105, the image signal is multiplied by the set correction gain to correct the luminance component of the image signal. Before calculating the correction gain, the image signal is corrected using the initial value of the correction gain set in step S101. After the luminance correction of the image signal, the process proceeds to step S106.
ステップS106では、輝度補正が行われた画像信号をモニタ11に送信させる。画像信号のモニタ11への送信後、ステップS107に進む。
In step S106, the image signal on which the luminance correction has been performed is transmitted to the
ステップS107では、SDRAMに格納した最新の3フレームの画像信号を読出し、各画像信号の輝度の平均値を算出する。輝度の平均値の算出後、ステップS108に進む。 In step S107, the latest three frames of image signals stored in the SDRAM are read, and the average value of the luminance of each image signal is calculated. After calculating the average value of luminance, the process proceeds to step S108.
ステップS108では、EEPROM25から輝度の理想値を読出す。また、ステップS107で算出した輝度の平均値と輝度の理想値との差を算出する。差の算出後、ステップS109に進む。
In step S108, the ideal luminance value is read from the
ステップS109では、ステップS108で算出した差に基づいて、設定すべき絞りの開口量および撮像素子35の露光時間を算出する。設定すべき開口量および露光時間の算出後、ステップS110に進む。なお、算出した露光時間をSDRAMに格納する。
In step S109, the aperture amount to be set and the exposure time of the
ステップS110では、ステップS100で読出した固有のデータの中の遅延フレーム間隔分前のフレーム用に算出された露光時間をSDRAMから読出す。なお、露光時間が格納されていない場合には、露光時間の初期設定値を読出す。さらに、読出した露光時間と、ステップS109で算出した露光時間に基づいて、補正ゲインを算出する。補正ゲインの算出後、ステップS111に進む。 In step S110, the exposure time calculated for the frame before the delay frame interval in the unique data read in step S100 is read from the SDRAM. If the exposure time is not stored, the initial setting value of the exposure time is read. Further, a correction gain is calculated based on the read exposure time and the exposure time calculated in step S109. After calculating the correction gain, the process proceeds to step S111.
ステップS111では、ステップS109で算出した絞りの開口量、撮像素子35の露光時間、およびステップS110で算出した補正ゲインそれぞれを信号として、絞り駆動回路21c、スコープコントローラ34、および乗算器23に送信する。送信された信号に基づいて、絞りの開口量、撮像素子35の露光時間、および乗算器23の補正ゲインの設定が更新される。信号の送信後、ステップ102に戻る。
In step S111, the aperture opening amount calculated in step S109, the exposure time of the
以上のように、第1の実施形態を適用した内視鏡プロセッサによれば、設定すべき露光時間で実際に露光されるまでの遅延によるモニタ11に表示される画像の明るさ調整の遅れを解消することが可能である。
As described above, according to the endoscope processor to which the first embodiment is applied, the brightness adjustment delay of the image displayed on the
また、第1の実施形態では、画像の明るさ調整の遅れが解消されるので、開口量調整と露光時間の調整の不適合も解消される。それゆえ、表示画像の明るさの揺らぎが改善される。 Further, in the first embodiment, since the delay in adjusting the brightness of the image is eliminated, the incompatibility between the aperture amount adjustment and the exposure time adjustment is also eliminated. Therefore, the brightness fluctuation of the display image is improved.
次に、本発明の第2の実施形態を適用した内視鏡プロセッサについて説明する。第2の実施形態の内視鏡プロセッサは、遅延時間をメモリに格納している点において第1の実施形態と異なる。以下、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。なお、第1の実施形態と同じ機能を有する部位には、同じ符号を付す。 Next, an endoscope processor to which the second embodiment of the present invention is applied will be described. The endoscope processor according to the second embodiment is different from the first embodiment in that the delay time is stored in the memory. Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the first embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part which has the same function as 1st Embodiment.
第2の実施形態における電子内視鏡30、内視鏡プロセッサ20、およびモニタ11の構成および機能は、内視鏡メモリ32に遅延時間が記憶されていないこと、およびEEPROM25に様々な種類の電子内視鏡の遅延時間が記憶されていることを除いて第1の実施形態と同じである。
The configurations and functions of the
第1の実施形態と同様に、電子内視鏡30を内視鏡プロセッサ20に接続すると、電子内視鏡30の種類および必要な光量などのデータがシステムコントローラ24に読出される。第1の実施形態と異なり、システムコントローラ24は接続された電子内視鏡30の種類に対応する遅延時間をEEPROM25から選択して、読出す。
As in the first embodiment, when the
システムコントローラ24は、EEPROM25から読出した遅延時間に基づいて、第1の実施形態と同様に補正ゲインを算出する。算出した補正ゲインは、第1の実施形態と同じく、乗算器23に送信され、画像信号の輝度補正に用いられる。
The
以上のように、第2の実施形態を適用した内視鏡プロセッサ20によれば、第1の実施形態と同じく、設定すべき露光時間で実際に露光されるまでの遅延によるモニタ11に表示される画像の明るさ調整の遅れを解消することが可能である。
As described above, according to the
また、第2の実施形態によれば、内視鏡プロセッサ20に用いる電子内視鏡30毎の遅延時間が記憶されているので、遅延情報を記憶していない電子内視鏡を用いる場合であっても、画像の明るさ調整の遅れを解消することが可能である。
Further, according to the second embodiment, since the delay time for each
なお、第1、第2の実施形態において、設定されるべき露光時間を、遅延フレーム分以前のフレームに対して設定されるべき露光時間で除すことにより、補正ゲインを算出する構成であるが、他の方法により補正ゲインを算出してもよい。設定されるべき露光時間で実際に露光が行われるまでの遅延時間に基づいて遅延による明るさの差異を解消可能な方法により補正ゲインを算出すれば、第1、第2の実施形態と同様の効果を得ることが可能である。 In the first and second embodiments, the correction gain is calculated by dividing the exposure time to be set by the exposure time to be set for the frame before the delay frame. The correction gain may be calculated by other methods. If the correction gain is calculated by a method capable of eliminating the difference in brightness due to the delay based on the delay time until the actual exposure is performed with the exposure time to be set, the same as in the first and second embodiments. An effect can be obtained.
また、第1、第2の実施形態において、画像の輝度に基づいて絞りの開口量と撮像素子35の露光時間を算出する構成であるが、絞りの開口量を算出しなくてもよい。絞りの開口量を露光時間とともに調整する構成でなくても、画像の明るさ調整の遅れを解消する効果を得ることは可能である。
In the first and second embodiments, the aperture amount of the diaphragm and the exposure time of the
また、第1、第2の実施形態において、被写体に照射する照明光の光量は絞りの開口量を調整することにより調整される構成であるが、他の方法により調整されてもよい。例えば、光源21aからの照明光の出射光量を直接調整してもよい。例えば、LEDなどを光源として用いれば、キセノンランプなどに比べて出射光量の調整が十分に可能である。
In the first and second embodiments, the amount of illumination light applied to the subject is adjusted by adjusting the aperture of the diaphragm, but may be adjusted by other methods. For example, the amount of light emitted from the
また、第1、第2の実施形態において、撮像素子35の露光時間は画像の輝度に基づいて決定される構成であるが、他の方法により決定してもよい。例えば、被写体に照射される照明光の光量を検出し検出した光量に基づいて露光時間を決定してもよいし、撮像素子35とは別の受光センサを用いて被写体の明るさを検出して、露光時間を決定してもよい。
In the first and second embodiments, the exposure time of the
また、第1の実施形態では内視鏡メモリ32に遅延時間が記録され、第2の実施形態ではEEPROM25に遅延時間が記録される構成であるが、内視鏡メモリ32およびEEPROM25の両方に遅延時間が記録される構成であってもよい。なお、遅延時間が内視鏡メモリ32およびEEPROM25に格納されている場合には、いずれか一方から読出されてもよいし、両者から読出して平均化などの所定の式により算出してもよい。
In the first embodiment, the delay time is recorded in the
10 内視鏡ユニット
20 内視鏡プロセッサ
21a 光源
21b メカ絞り機構
21c 絞り駆動回路
22 プロセッサ画像処理回路
23 乗算器
24 システムコントローラ
25 EEPROM
30 電子内視鏡
32 内視鏡メモリ
34 スコープコントローラ
35 撮像素子
DESCRIPTION OF
30
Claims (10)
前記撮像素子が前記第1の露光時間で前記画像信号を生成するフレームの前記第1のフレームからの遅延量に基づく第1のゲインを算出する第1の算出器と、
前記第1のゲインを前記第1のフレームの画像信号に乗じる乗算器とを備える
ことを特徴とする内視鏡プロセッサ。 A determination unit that determines a first exposure time for causing an image sensor that receives an optical image of a subject to generate an image signal of a first frame;
A first calculator that calculates a first gain based on a delay amount from the first frame of a frame in which the imaging element generates the image signal at the first exposure time;
An endoscope processor, comprising: a multiplier that multiplies the image signal of the first frame by the first gain.
前記第1の算出器は、前記第1のフレームから前記遅延フレーム分以前の第nのフレームの画像信号を生成させるために定められた露光時間である第nの露光時間に基づいて前記第1のゲインを算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡プロセッサ。 The delay amount is a delay frame in units of frames,
The first calculator is based on an nth exposure time that is an exposure time determined to generate an image signal of an nth frame before the delay frame from the first frame. The endoscope processor according to claim 1, wherein the gain of the endoscope is calculated.
前記接続される内視鏡毎の前記遅延量を記憶するメモリと、
前記識別器により識別された前記内視鏡に対応する前記遅延量を前記第1の算出器に出力する選択器とを備える
ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の内視鏡プロセッサ。 An identifier for identifying the endoscope to be connected;
A memory for storing the delay amount for each of the connected endoscopes;
The selector which outputs the said delay amount corresponding to the said endoscope identified by the said discriminator to a said 1st calculator is provided. Any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. The described endoscope processor.
前記光量調整器は、前記光源から出射される前記照射光の光路上に設けられ、前記光路からの変位に応じて開口量の変わる絞りである
ことを特徴とする請求項7に記載の内視鏡プロセッサ。 A light source for emitting the irradiation light,
The endoscope according to claim 7, wherein the light amount adjuster is a stop provided on an optical path of the irradiation light emitted from the light source, and an aperture amount is changed according to a displacement from the optical path. Mirror processor.
前記内視鏡プロセッサに設けられ、被写体の光学像を受光する撮像素子に第1のフレームの画像信号を生成させるための第1の露光時間を決定する決定部と、
前記内視鏡および前記内視鏡プロセッサの少なくとも一方に設けられ、前記撮像素子が前記第1の露光時間で前記画像信号を生成するフレームの前記第1のフレームからの遅延量を、記憶するメモリと、
前記内視鏡プロセッサに設けられ、前記遅延量に基づく第1のゲインを算出する第1の算出器と、
前記内視鏡プロセッサに設けられ、前記第1のゲインを前記第1のフレームの画像信号に乗じる乗算器とを備える
ことを特徴とする内視鏡ユニット。 An endoscope unit having an endoscope and an endoscope processor,
A determination unit that is provided in the endoscope processor and determines a first exposure time for causing an image sensor that receives an optical image of a subject to generate an image signal of a first frame;
A memory that is provided in at least one of the endoscope and the endoscope processor, and stores a delay amount from the first frame of a frame in which the image sensor generates the image signal at the first exposure time. When,
A first calculator provided in the endoscope processor for calculating a first gain based on the delay amount;
An endoscope unit, comprising: a multiplier provided in the endoscope processor for multiplying the image signal of the first frame by the first gain.
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