JP2012085720A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光量に対するＣＣＤセンサの出力特性によらず、高精度に、撮像素子が撮影した画像の感度ムラ補正を行なうことができる内視鏡装置を提供する。
【解決手段】感度ムラ補正の補正パラメータとして、複数の照度領域の、それぞれに対応する補正パラメータを有し、画像の照度に応じて、対応する補正パラメータを用いて感度ムラ補正を行なうことにより、前記課題を解決する。
【選択図】図５

Description

本発明は、（固体）撮像素子を用いて画像を撮影する内視鏡装置の技術分野に属し、詳しくは、撮像素子の出力特性によらず、適正な感度ムラ補正を行なうことができる内視鏡装置に関する。

生体に病変部が有るか、どの程度、病変部が進行しているかの診断などに、内視鏡（電子内視鏡）が使用されている。
内視鏡では、生体の一部に光を照射して、反射してくる光をＣＣＤセンサ等の撮像素子で撮影して、撮影した画像をディスプレイに表示することにより、生体表面の色、明るさ、構造等の変化を観察し、その観察によって医師が病変部の状態を判断する。

周知のように、画像を撮影する撮像素子は、画像を撮影する画素（光量の測定点）を二次元的に配列してなるものである。
ここで、撮像素子の各画素は、完全に均一な特性を有するものではなく、例えば、画素毎に、感度のムラ（感度バラツキ）等を有する。また、各画素の感度ムラは、撮像素子の特性のみならず、レンズの特性（周辺の光量低下など）、撮像素子の受光面の状態、レンズ面の状態等によっても生じる。

このような撮像素子の特性のムラ（個体ムラ（バラツキ））を有する状態で画像を撮影しても、適正な画像を得ることはできない。特に、医療用の用途に用いられる内視鏡では、不適正な画像での診断は、診断ミス等にも繋がる重大な問題となる。
そのため、特許文献１や特許文献２に示されるように、内視鏡では、撮像素子で撮影した画像に、感度ムラ補正を行って、個々の画素の個体ムラ等に起因する画質劣化の無い、適正な画像を出力できるようにしている。

特開２００５−２１１２３１号公報 特開昭６３−１１７７２７号公報

内視鏡において、感度ムラ補正は、通常、予め、各画素毎に感度ムラ補正用の補正パラメータを算出して記憶しておき、撮影した画像に対して、各画素の画像データを、対応する補正パラメータで補正（処理）することによって行なう。

ここで、前述のように、撮像素子の特性ムラは、撮像素子の特性のみならず、レンズや撮像素子の受光面等の状態にも起因する。従って、感度ムラ補正は、レンズを実装した状態で行なう必要がある。
そのため、特許文献１や特許文献２に記載されるように、感度ムラ補正用の補正パラメータは、一例として、内視鏡によって白色被写体等の全面的に均一な濃度を有する被写体を撮影して、この画像を解析し、全画面で均一な画像が出力できるような補正パラメータを、各画素毎に生成する。

ここで、撮像素子は、全ての光量に対して直線状（リニア）の出力特性を有するとは限らない。例えば、受光量が低光量（低照度）の領域よりも、高光量の領域の方が、相対的に出力値が高い場合や、逆に、低い場合が有る。

撮像素子の出力特性が直線状である場合には、前述のように感度ムラ補正を行なうことで、撮像素子の特性ムラを適正に補正して、好適な画像を出力することができる。ところが、撮像素子の出力特性が、非直線状である場合には、精度が良い感度ムラ補正を行なうことができず、逆に、補正によって、撮像素子の感度ムラに起因する画像のムラが大きくなってしまう場合も有る。

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、撮像素子によって画像を撮影して診断を行なう内視鏡装置において、撮像素子の出力特性によらず、全ての照度領域（全ての濃度領域）域で、適正な感度ムラ補正を行なうことができ、撮像素子の感度ムラが好適に補正された、適正な診断を可能にする画像を、安定て出力できる内視鏡装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の内視鏡装置は、撮像素子によって画像を撮影する内視鏡装置であって、感度ムラ補正パラメータを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された感度ムラ補正パラメータを用いて前記撮像素子の感度ムラ補正を行なう感度ムラ補正手段とを有し、かつ、前記記憶手段は、異なる複数の照度領域のそれぞれに応じて、前記感度ムラ補正パラメータを記憶するものであり、また、前記感度ムラ補正手段は、補正する画像の照度に応じた前記感度ムラ補正パラメータを用いて、前記感度ムラ補正を行なうことを特徴とする内視鏡装置を提供する。

このような本発明の内視鏡装置において、前記感度ムラ補正パラメータは、前記撮像素子が撮影した画像を用いて補正用画像を作成し、この補正用画像のムラを補正するように生成されたものであり、前記補正用画像として、各照度領域に応じた画像を作成して、各画像を用いて、前記各照度領域に応じた画像のそれぞれに応じた感度ムラ補正パラメータを生成するのが好ましい。
この際において、前記補正用画像を作成するための撮影おいて、観察光の強度を変更することにより、前記各照度領域に応じた画像を作成するのが好ましく、もしくは、前記補正用画像を作成するための撮影において、撮像素子の露光時間を変更することにより、前記各照度領域に応じた画像を作成するのが好ましく、もしくは、前記補正用画像を作成するために、異なる濃度の画像を撮影することにより、前記各照度領域に応じた画像を作成するのが好ましい。

また、特殊光観察の機能を有してもよい。
さらに、前記補正用画像を作成するために撮像素子が撮影した画像を、所定数ずつ間引いて選択し、選択した所定数の画像を用いて、前記補正用画像を作成するのが好ましい。この際において、前記選択した画像の所定領域の平均画像データが規定範囲を外れる場合には、この画像は前記補正用画像の作成に使用しないのが好ましく、さらに、選択した画像が、所定の判定画像に対して、所定の閾値以上変動していない場合には、この画像は補正用画像の作成に使用しないのが好ましい。

上記構成を有する本発明の内視鏡装置によれば、感度ムラ補正（感度バラツキ補正）を行なうための感度ムラ補正パラメータを、高照度領域、中照度領域、および、低照度領域の、それぞれに対応して有し、撮像素子の照度（出力強度（画像濃度））に応じて、対応する照度領域の感度ムラ補正パラメータを用いて、感度ムラ補正を行なう。
そのため、本発明によれば、ＣＣＤセンサ等の撮像素子の出力特性が直線状ではない場合であっても、各照度領域に対応じて、精度よく感度ムラ補正を行なうことができ、適正な診断を可能にする画像を、安定して出力することができる。

本発明の内視鏡装置の一例を概念的に示す図である。 （Ａ）は、内視鏡のスコープ部の構成を概念的に示すブロック図、（Ｂ）は、同ビデオコネクタの構成を概念的に示すブロック図である。 図１に示す内視鏡装置の構成を概念的に示すブロック図である。 補正用画像の作成方法を説明するためのフローチャートである。 （Ａ）は、従来の感度ムラ補正を、（Ｂ）は、本発明における感度ムラ補正を、それぞれ説明するための概念図である。

以下、本発明の内視鏡装置について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。

図１に、本発明の内視鏡装置の一例を概念的に示す。
図１に示す内視鏡装置１０は、一例として、内視鏡１２と、内視鏡１２が撮影した画像の処理等を行なうプロセッサ装置１４と、内視鏡での撮影（観察）を行なうための照明光を供給する光源装置１６と、内視鏡が撮影した画像を表示する表示装置１８と、各種の指示等を入力するための入力装置２０とを有する。

図１に示すように、内視鏡１２は、通常の内視鏡と同様、挿入部２６と、操作部２８と、ユニバーサルコード３０と、コネクタ３２と、ビデオコネクタ３６とを有するものである。また、通常の内視鏡と同様、挿入部２６は、基端側の長尺な軟性部３８と、ＣＣＤセンサ４８等が配置される先端のスコープ部（内視鏡先端部）４２と、軟性部３８とスコープ部４２との間の湾曲部（アングル部）４０とを有し、さらに、操作部２８には、湾曲部４０を湾曲させる、操作ノブ２８ａ等が設けられる。

図２（Ａ）に、スコープ部４２の構成をブロック図で概念的に示す。
図２（Ａ）に示すように、スコープ部４２には、撮像レンズ４６、ＣＣＤセンサ（（固体）撮像素子）４８、照明用レンズ５０、および、光ガイド５２が配置される。
なお、図示は省略するが、スコープ部４２には、鉗子等の各種の処置具を挿通するための鉗子チャンネルおよび鉗子口、吸引、送気、送水等を行うための送気／送水チャンネルおよび送気／送水口等も設けられる。鉗子チャンネルは、湾曲部４０および軟性部３８を通って操作部２８に設けられる鉗子挿入口に連通し、送気／送水チャンネルは、湾曲部４０、軟性部３８、操作部２８、およびユニバーサルコード３０を通って、コネクタ３２の吸引手段、送気手段、送水手段との接続部に連通する。

光ガイド５２は、湾曲部４０、軟性部３８、操作部２８、およびユニバーサルコード３０を通って、光源装置１６に接続されるコネクタ３２まで挿通されている。
後述する光源装置１６が照射した照明光は、コネクタ３２から光ガイド５２に入射して、光ガイド５２によって伝搬されて、スコープ部４２において、光ガイド５２の先端部から照明用レンズ５０に入射して、照明用レンズ５０によって観察部位に照射される。

また、照明光が照射された観察部位の画像は、撮像レンズ４６によってＣＣＤセンサ４８の受光面に結像される。
ＣＣＤセンサ４８の出力信号は、信号線によって、スコープ部４２から湾曲部４０、軟性部３８、操作部２８、ユニバーサルコード３０、およびコネクタ３２を通ってビデオコネクタ３６（後述する信号処理部５４）に送られる。

内視鏡１２は、通常の観察時（診断時）には、ビデオコネクタ３６をプロセッサ装置１４の接続部１４ａに、コネクタ３２を光源装置１６の接続部１６ａに、それぞれ接続して、使用される。
なお、コネクタ３２には、通常の内視鏡と同様、さらに、観察部位の吸引や送気を行なう吸引手段や送気手段、観察部位に水を噴射するための吸水手段等が接続される。

図２（Ｂ）に、ビデオコネクタ３６の構成をブロック図で概念的に示す。
図示例の内視鏡装置１０においては、好ましい態様として、内視鏡１２のビデオコネクタ３６（ビデオコネクタ３６が有する電子回路基板）に、信号処理部５４、画像補正部５６、およびメモリ５８が配置されており、ビデオコネクタ３６において、ＣＣＤセンサ４８の出力信号に対して、所定の処理を行う。

すなわち、ＣＣＤのセンサ４８の出力信号は、信号処理部５４に供給され、信号処理部５４において、増幅、Ａ／Ｄ変換、ｌｏｇ変換等の所定の信号処理を行われる。
信号処理部５４で処理された画像は、次いで、画像補正部５６において、所定の画像補正が行なわれ、接続部１４ａからプロセッサ装置１４に供給される。画像補正部５６には、感度ムラ補正を行なう感度ムラ補正部５６ａが設けられる。

内視鏡１２において、ビデオコネクタ３６の画像補正部５６で施す画像補正には、特に限定はなく、各種の画像補正（画像処理）が例示される。
一例として、感度ムラ補正部５６ａで行なう感度ムラ補正（感度バラツキ補正（ゲインムラ補正））以外に、オフセット補正、欠陥画素補正、ホワイトバランス調整、色相彩度補正、および、ガンマ補正（階調補正）等が例示される。
さらに、実施する画像補正の種類によっては、必要に応じて、メモリ５４に、特殊光観察と白色光観察とで、それぞれに対応する補正パラメータを記憶しておき、画像補正部５２が、観察光に応じた補正パラメータを用いて、画像補正を行なうようにしてもよい。

ここで、本発明の内視鏡装置にかかる内視鏡１２では、感度ムラ補正部５６ａで行なう感度ムラ補正は、撮影した画像の照度（ＣＣＤセンサの画素が受けた照度（光量）、すなわち出力信号強度）に応じて、高照度領域、中照度領域、および、低照度領域で、それぞれの照度に対応する感度ムラ補正パラメータによって行なう。
この点に関しては、後に詳述する。

メモリ５８は、画像補正部５６における画像の補正を行なうための補正パラメータを記憶するものである。
ここで、図２（Ｂ）に概念的に示すように、メモリ５８は、感度ムラ補正パラメータを記憶する領域６０が設けられている。この領域６０において、領域６０Ｈには高照度領域に対応する感度ムラ補正パラメータＨが、領域６０Ｍには中照度領域に対応する感度ムラ補正パラメータＭが、領域６０Ｌには低照度領域に対応する感度ムラ補正パラメータＬが、それぞれ、記憶される。
画像補正部５６における各補正は、いずれも、予め生成してメモリ５８に記憶しておいた補正パラメータ等を用いて、画像データを処理する、公知の方法で行えばよい。感度ムラ補正も、感度ムラ補正パラメータを用いた感度ムラ補正の処理自体は、基本的に、公知の感度ムラ補正と同様に行なえばよい。

なお、メモリ５８に記憶される補正パラメータは、いずれも、起動時、１日１回、１週間に１回等、所定の間隔で更新される（内視鏡１２の較正が行なわれる）。内視鏡１２の較正も、同様に、公知の方法で行なえばよい。
しかしながら、本発明は、これに限定はされない。例えば、内視鏡１２およびプロセッサ装置１４が補正パラメータの生成手段を有さず、後述するような、画像補正部５２における補正パラメータを生成する、専用の装置を用いる構成であれば、工場出荷時などに、この専用の装置によって補正パラメータを生成して、内視鏡１２のビデオコネクタ３６のメモリ５４等に供給／記憶するようにしてもよい。
また、補正パラメータの更新は、必ずしも、上記のように定期的に行なう必要はなく、任意のタイミングで、補正パラメータの更新を行なえばよい。

なお、図示例の装置は、内視鏡１２のビデオコネクタ３６に、信号処理部５４、画像補正部５６、および、メモリ５８が配置されているが、本発明は、これに限定はされない。
例えば、内視鏡１２のビデオコネクタ３６以外の部位、一例として、可能であれば、信号処理部５４をスコープ部４２に配置して、画像補正部５６およびメモリ５８をビデオコネクタ３６に配置にもよく、もしくは、スコープ部４２に、信号処理部５４、画像補正部５６およびメモリ５８が配置してもよい。
また、信号処理部５４、画像補正部５６、および、メモリ５８は、ビデオコネクタ３８ではなく、コネクタ３２が有してもよい。あるいは、信号処理部５４、画像補正部５６、および、メモリ５８を、操作部２８が有してもよい。
もしくは、信号処理部５４をコネクタ３２に配置し、画像補正部５６およびメモリ５８をビデオコネクタ３６に配置する構成、信号処理部５４を操作部２８に配置し、画像補正部５６およびメモリ５８をコネクタ３２に配置する構成など、操作部２８、コネクタ３２およびビデオコネクタ３８に、各部位を分割して配置してもよい。

あるいは、信号処理部５４、画像補正部５６、および、メモリ５８が、全て、プロセッサ装置１４に配置される構成でもよい。あるいは、信号処理部５４のみ、ビデオコネクタ３６（ビデオコネクタ３６やコネクタ３２などの内視鏡１２内部）に配置され、画像補正部５６およびメモリ５８が、プロセッサ装置１４に配置される構成でもよい。
また、信号処理部５４の一部の処理機能が、ビデオコネクタ３６（同前）に配置され、信号処理部５４の残りの処理機能、ならびに、画像補正部５６およびメモリ５８が、プロセッサ装置１４に配置される構成でもよい。さらに、信号処理部５４と、画像補正部５６の一部の補正機能とがビデオコネクタ３６（同前）に配置され、画像補正部５６の残りの補正機能が、プロセッサ装置１４に配置される構成でもよい。

図３に、内視鏡装置１０の構成をブロック図で概念的に示す。
光源装置１６は、内視鏡１２による観察を行なうための照明光を照射する、公知の照明装置である。図３に示すように、図示例の光源装置１６は、通常観察を行なうための白色光発生部６２に加えて、狭帯域観察を行なうための狭帯域光発生部６４を有する。
なお、本発明において、光源装置１６は、この構成に限定はされず、白色光発生部６２のみを有するものであってもよく、狭帯域光発生部６４に変えて、あるいは狭帯域光発生部６４に加えて、赤外光を発生する赤外光発生部など、狭帯域光観察以外の特殊光観察を行なうための観察光の発生部を有してもよい。

白色光発生部６２が発生した白色光は光ガイド６２ａによって、他方、狭帯域光発生部６４が発生した狭帯域光は光ガイド６４ｂによって、共に、接続部１６ａに伝搬される。
両観察光は、共に、接続部１６ａに内視鏡１２のコネクタ３２が接続されることによって、接続部１６ａから、内視鏡１２の光ガイド５２に伝搬され、さらに光ガイド５２によってスコープ部４２まで伝搬されて、観察光レンズ５０から観察部位に照射される。

プロセッサ装置１４は、内視鏡１２が撮影した画像に所定の処理を施して、表示装置１８に表示させるものであり、画像処理部６８と、条件設定部７０と、制御部７４とを有して構成される。
内視鏡１２が撮影した画像（画像データ）は、ビデオコネクタ３６からプロセッサ装置１４に供給され、プロセッサ装置１４（画像処理部６８）において、各種の画像処理を施された後、表示装置１８に表示される。
なお、プロセッサ装置１４および光源装置１６は、図示した部位以外にも、記憶装置や電源装置など、公知の内視鏡装置のプロセッサ装置および光源装置が有する各種の部位を有してもよいのは、もちろんである。

制御部７４は、プロセッサ装置１４の制御、および、内視鏡装置１０の全体の制御を行なう部位である。

画像処理部６８は、内視鏡１２が撮影した画像に、入力装置２０によって入力された指示に応じた処理等、各種の画像処理を行なって、表示装置１８による表示用の画像（画像データ）とするものである。
なお、画像処理部６８で行なう画像処理には、特に限定はなく、ノイズ除去、輪郭強調（シャープネス処理）等の公知の画像処理が、各種、利用可能である。また、これらの画像処理は、いずれも、内視鏡装置で行なわれている公知の方法で行なえばよい。

条件設定部７０は、ビデオコネクタ３６の画像補正部５６で行なう画像補正に用いる補正パラメータ（画像補正条件）の生成や欠陥画素の検出、画像処理部６８における画像処理条件等を設定するものである。
なお、本発明において、感度ムラ補正以外の、画像処理部６８における画像処理条件の設定や、画像補正部５６における補正パラメータの生成、欠陥画素の検出等は、実施する処理に応じて、公知の方法で行なえばよい。
なお、図示例のように、画像補正部５６がビデオコネクタ３６（内視鏡１２）、に配置される場合には、画像補正部５６における補正パラメータの生成手段も、ビデオコネクタ３６（ビデオコネクタ３６やコネクタ３２等の内視鏡１２内部）に設けてもよい。あるいは、内視鏡１２もプロセッサ装置１４も、画像補正部５６における補正パラメータの生成手段を有さず、画像補正部５６における補正パラメータの生成を行なう、パーソナルコンピュータ等で構成される専用の装置を有してもよい。

前述のように、条件設定部７０には、感度ムラ補正パラメータ生成部７２を有する。
感度ムラ補正パラメータ生成部７２は、ビデオコネクタ３６の画像補正部５６の感度ムラ補正部５６ａで行なう感度ムラ補正の補正パラメータを生成するものである。
ここで、本発明の内視鏡装置１０において、感度ムラ補正は、ＣＣＤセンサ４８（（固体）撮像素子）の各画素毎に生成された１つの感度ムラ補正パラメータで行なうのではなく、各画素毎に、画像の照度（ＣＣＤセンサが受けた光量（出力強度／画像濃度））に応じて、高照度領域、中照度領域および低照度領域のそれぞれに対応して生成された感度ムラ補正パラメータを用いて、感度ムラ補正を行なう。

以下、条件設定部７０および感度ムラ補正パラメータ設定部７２の作用を説明することにより、本発明の内視鏡装置１０について、より詳細に説明する。

感度ムラ補正パラメータを生成する際（内視鏡の較正を行なう際）には、まず、感度ムラ補正パラメータ（あるいはさらに、それ以外の補正の補正パラメータ）を生成するための補正用画像を作成する。
図４に、補正用画像の作成方法の一例のフローチャートを示す。

入力装置２０等によって、感度ムラ補正の補正パラメータの生成指示（内視鏡１２の較正を行なう指示）が出されたら、制御手段７４が、表示装置１８に、補正用画像を作成するための撮影を行なう旨の指示を表示する。
補正用画像は、一例として、内視鏡１２によって、白色の被写体等の一様濃度の被写体等を撮影することで作成される。あるいは、専用の一様濃度の被写体を用いずに、内視鏡１２による観察中に撮影した画像（通常画像）を用いて、補正用画像を作成してもよい。
以下に示す補正用画像の作成方法は、特に、通常画像を用いて補正用画像を作成する際に、特に好適な方法である。従って、一様濃度の被写体等を撮影して補正用画像を作成する場合には、単純に、複数枚の撮影画像の平均画像を、補正用画像とする方法も、好適に利用可能である。
補正用画像の作成のために撮影された画像は、条件設定部７０に供給され、後述する処理が行なわれる。なお、この際には、ビデオコネクタ３６の信号処理部５４で処理された画像（画像データ）は、画像補正部５６では何の処理もされることなく、信号処理手段５０でのみ処理された状態の画像が、プロセッサ装置１４の条件設定部７０に供給される。

なお、感度ムラ補正の補正パラメータを生成するための撮影に先立ち、あるいは、後で、オフセット補正（暗時補正）用の補正パラメータを生成するために、スコープ部４２を完全に遮光した状態で撮影を行い、この画像を条件設定部７０に供給して、オフセット補正パラメータ（offset）を生成してもよい。オフセット補正パラメータの生成は、公知の方法によれば良いのは、前述のとおりである。
生成したオフセット補正パラメータは、ビデオコネクタ３６のメモリ５８に供給され、所定の領域に記憶される。

ここで、補正用画像は、１画像（１フレーム）から作成してもよいが、適宜、設定された所定枚数（所定フレーム数）の画像から作成するのが好ましい。
特に、補正用画像に被写体の構造が取り込まれるのを防止して、内視鏡１２が有する感度ムラ（バラツキ）を適正に反映した画像を得るために、連続する画像から所定数を間引いて画像を選択し、選択した所定枚数の画像から、補正画像を作成するのが好ましい。また、被写体の構造の影響を、より好適に排除するために、表示装置１８に、被写体の異なる部位を撮影する旨の表示をしてもよい。
例えば、２画像を間引くとすれば、１枚目および２枚目の画像を間引いて３枚目を選択し、４枚目および５枚目を間引いて６枚目を選択し、以下、同様に、９枚目、１２枚目、１５枚目……と、２画像を間引いた後の画像を選択する。なお、間引きの数は、２に限定はされず、適宜、設定すればよく、また、間引き０（全画像選択）でもよいが、少なくとも１枚は間引くのが好ましい。

次いで、条件設定部７０は、選択した画像の輝度レベル（光量レベル）を検出して、所定の輝度で撮影が行なわれているか否か（ＮＧ／ＯＫ）を確認する。なお、この輝度の確認は、後述する、高照度、中照度、および、低照度の各補正用画像で異なる。
輝度レベルは、一例として、画像を３×３で９分割して、中央領域の平均輝度（平均信号強度／平均濃度）を算出して、この平均輝度が所定の範囲に入っている場合はＯＫ、所定範囲外の場合にはＮＧとし、ＮＧの場合には、この画像は、補正用画像の作成には用いない。

なお、選択した画像がＮＧであった場合には、次の画像を選択してもよく、あるいは、変更を行なわずに間引き／選択を繰り返してもよい。
例えば、上記２枚間引きの例で、選択した６枚目の画像がＮＧであって場合には、７枚目を選択して、それ以降、同様に、２枚ずつの間引きを行なって選択（すなわち、１０枚目、１３枚目……を選択）するようにしてもよく、もしくは、選択する画像を変更することなく、先と同様に９枚目、１２枚目…を選択してもよい。
この点に関しては、次の画像移動量の検出でも、同様である。

選択した画像の輝度レベルが適正である場合には、次いで、画像移動量を検出する。
画像移動量とは、すなわち、画像の変化量である。図示例においては、ある程度、異なる画像（変化の有る画像）を選択して、補正用画像を作成することにより、先の間引きと同様に、補正用画像に、被写体の構造が取り込まれるのを防止して、感度ムラ等を適正に反映した補正用画像を作成している。

画像移動量は、例えば、選択した画像と判定画像との差の絶対値を取り、これが所定の閾値Ｔを超えている場合にはＯＫ、閾値Ｔ以下である場合にはＮＧとする。すなわち、
|(選択画像）−（判定画像)|＞Ｔ
ならばＯＫ、
|(選択画像）−（判定画像)|＜Ｔ
ならばＮＧとし、ＮＧの場合には、この画像は、補正用画像の作成には用いない。
なお、判定画像は、一例として、選択画像の１つ前（１フレーム前）の画像等が例示される。また、画像の比較は、平均輝度、全画素値の平均等で行なえばよい。

画像移動量が適正である場合には、この画像を、補正用画像を作成するための画像として取り込み、以下、取り込んだ画像の数が所定枚数となるまで、上記操作を繰り返す。
所定枚数の画像を取り込んだら、条件設定部７０は、次いで、取り込んだ画像の加算平均画像を作成し、これを補正用画像とする。なお、補正用画像を作成するための画像の取り込み枚数には、特に限定は無いが、１００〜１００００程度が好ましい。なお、以上の例では、輝度レベルと画像移動量の両方を判定して、画像を取り込んでいるが、本発明は、これに限定はされず、何れか一方のみの判定を行なうものでもよく、あるいは、両者共に判定を行なわなくてもよい。

ここで、本発明の内視鏡装置１０においては、このような補正用画像を、高照度の補正用画像、中照度の補正用画像、および、低照度の補正用画像の３種、作成する。
高照度の補正用画像とは、ＣＣＤセンサ４８に高い照度の光（高光量の光）が入射するようにして作成した補正用画像である。すなわち、この際には、ＣＣＤセンサ４８の各画素からの出力信号は大きく（強く）なり、画像濃度としては低濃度となる。
中照度（中間照度）の補正用画像とは、ＣＣＤセンサ４８に中間程度の照度の光（中光量の光）が入射するようにして作成した補正用画像である。すなわち、この際には、ＣＣＤセンサ４８の各画素からの出力信号は、ダイナミックレンジの中央領域となり、画像濃度としては中程度の濃度となる。
低照度の補正用画像とは、ＣＣＤセンサ４８に低照度の光（低光量の光）が入射するようにして作成した補正用画像である。すなわち、この際には、ＣＣＤセンサ４８の各画素からの出力信号は小さくなり、画像濃度として高濃度となる。

高照度、中照度、および、低照度の補正用画像の作成方法には、特に限定はない。
一例として、ＣＣＤセンサ４８（撮像素子）での露光時間（電子シャッタスピード）を調整することにより、高照度、中照度、および、低照度の補正用画像を作成する方法が例示される。
別の方法として、光源装置１６から照射する観察光の強度を調整することにより、高照度、中照度、および、低照度の補正用画像を作成する方法が例示される。
さらに別の方法として、補正用画像を作成するために内視鏡１２によって画像を撮影する被写体として、異なる濃度の３種の一様濃度画像（濃度の異なる３つの被写体でも可）を有する被写体を用いることにより、高照度、中照度、および、低照度の補正用画像を作成する方法が例示される。

条件設定部７０が高照度、中照度、および、低照度の補正用画像を作成したら、この補正用画像は、順次、感度ムラ補正パラメータ生成部７２に供給される。
感度ムラ補正パラメータ生成部７２は、高照度の補正用画像を用いて、ＣＣＤセンサ４８の各画素に対応して、高照度領域の画像の感度ムラ補正を行なうための感度ムラ補正パラメータＨを生成する。高光量領域の画像とは、前述のように、ＣＣＤセンサ４８の画素が受けた光量が高い領域であり、すなわち、画素の出力強度が高い領域（低濃度領域）である。
また、中照度の補正用画像を用いて、ＣＣＤセンサ４８の各画素に対応して、中照度領域の画像の感度ムラ補正を行なうための感度ムラ補正パラメータＭを生成する。中光量領域の画像とは、前述のように、ＣＣＤセンサ４８の画素が受けた光量が中程度の領域であり、すなわち、画素の出力強度が中程度の領域（中濃度領域）である。
さらに、低照度の補正用画像を用いて、ＣＣＤセンサ４８の各画素に対応して、低照度領域の画像の感度ムラ補正を行なうための感度ムラ補正パラメータＬを生成する。低光量領域の画像とは、前述のように、ＣＣＤセンサ４８の画素が受けた光量が低い領域であり、すなわち、画素の出力強度が低い領域（高濃度領域）である。

感度ムラ補正パラメータ生成部７２が生成した感度ムラ補正パラメータＨ、感度ムラ補正パラメータＭ、および、感度ムラ補正パラメータＬは、内視鏡１２のビデオコネクタ３６のメモリ５８に供給され、それぞれ、所定の領域に記憶される。
観察時（診断時）には、ビデオコネクタ３６の画像補正部５６は、撮影された画像の照度に応じて、メモリ５８から、対応する照度領域の感度ムラ補正パラメータを読み出して感度ムラ補正を行なう。

本発明の内視鏡装置１０は、このような構成を有することにより、ＣＣＤセンサ４８の出力強度が、光量に対して直線状ではない場合でも、全ての光量領域に対応して、適正な感度ムラ補正を行なうことを可能にしている。

従来の感度ムラ補正は、図５（Ａ）に概念的に示すように、ＣＣＤセンサなどの撮像素子の個々の画素（画素ａ〜画素ｃ）に対して、１つの感度ムラ補正パラメータを用いて、補正を行なうことにより、全ての画素で感度ムラ（感度バラツキ）の無い画像を出力しようとしている。
このような感度ムラ補正方法では、ＣＣＤセンサ４８の出力強度が、光量に対して直線状（リニア）である場合には、問題なく、適正な感度ムラ補正を行なうことができる。しかしながら、ＣＣＤセンサ４８の出力強度が、光量に対して非直線状である場合には、画像の照度によっては、適正な補正が出来ず、逆に、補正によって画像のムラ（バラツキ）が大きくなってしまう場合が有る。

これに対して、本発明の内視鏡装置１０では、図５（Ｂ）に概念的に示すように、高照度領域（領域Ｈ）、中照度領域（領域Ｍ）、および、低照度領域（領域Ｌ）の、それぞれに対応して、感度ムラ補正パラメータを有し、ＣＣＤセンサ４８が受けた光量（照度）に応じて、対応する照度領域の感度ムラ補正パラメータを用いて、感度ムラ補正を行なう。
そのため、本発明によれば、ＣＣＤセンサ４８（（固体）撮像素子）の出力特性が直線状ではない場合であっても、各照度領域に対応じて、精度よく感度ムラ補正を行なうことができ、適正な診断を可能にする画像を、安定て出力することができる。また、ＣＣＤセンサ４８の直線性が悪い場合でも、ダイナミックレンジを適正に改善し、良好なＳ／Ｎ比でＣＣＤセンサ４８を使用することができる。

本発明において、高照度領域、中照度領域、および、低照度領域には、特に限定はなく、ＣＣＤセンサ４８（（固体）撮像素子）の出力特性などに応じて、適宜、設定すればよい。
一例として、高照度領域は、ＣＣＤセンサ４８の飽和出力レベルの信号強度８０％超の領域が、中照度領域は、同８０％以下２０％超の領域が、低照度領域は、同２０％以下の領域が、それぞれ、例示される。
前述の高照度、中照度、および低照度の補正用画像は、補正用画像を作成する際にＣＣＤセンサ４８に入射する光が、各照度領域の中間程度（好ましくは中央の飽和出力レベルの±５％の範囲）の照度（光量）となるように、前述の露光時間、観察光強度、画像濃度などを調整／設定して、作成すればよい。

なお、本発明においては、照度領域を高照度領域、中照度領域、および、低照度領域の３つに分けるのに限定はされない。
例えば、低照度領域と高照度領域のように、照度領域を２つに分けてもよく、あるいは、４つ以上に照度領域を分けて、それぞれで、感度ムラ補正パラメータを有してもよい。

また、補正用画像を用いた感度ムラ補正パラメータの生成方法にも、特に限定はなく、内視鏡装置で利用可能な、公知の感度ムラ補正パラメータの生成方法が、各種、利用可能である。
一例として、高照度、中照度および低照度の各補正用画像において、全ての画素（好ましくは、欠陥画素を除く全画素）の平均値を算出する。次いで、全ての画素に対して、補正用画像の画素値に乗算することによって、各画素の画素値が前記平均値となる感度ムラ補正パラメータを算出する方法が、例示される。あるいは、平均値ではなく、全画素中の最高値や、最低値に合わせるように、感度ムラ補正パラメータを算出してもよい。

なお、本発明の内視鏡装置１０においては、補正用画像を作成したら、感度ムラ補正パラメータ生成部７２での、感度ムラ補正用のパラメータの生成に先立ち、欠陥画素の検出を行なってもよい。
欠陥画素の検出方法は、公知の方法が、各種、利用可能である。一例として、全画素の平均値を算出し、着目画素（欠陥画素か否かを判定する画素）の画素値を、算出した平均値で除して、この値が所定の範囲に入っている画素を適正な画素、所定の範囲外である画素を欠陥画素として、検出する。

このようにして欠陥画素を検出したら、その情報（位置情報）は、ビデオコネクタ３６のメモリ５８に供給され、記憶される。画像補正部５６は、この欠陥画素の情報を補正パラメータとして、欠陥画素補正を行なう。
なお、欠陥画素補正は、後述するような周辺画素を用いる補完等、公知の方法で行なえばよいのは、前述のとおりである。

このようにして、感度ムラ補正パラメータ生成部７２が感度ムラ補正パラメータを生成したら、生成した感度ムラ補正パラメータを、接続部１４ａから内視鏡１２のビデオコネクタ３６に供給する。
ビデオコネクタ３６に供給された各感度ムラ補正パラメータは、メモリ５８の所定領域に記憶される。すなわち、図２（Ｂ）に示すように、高照度領域に対応する感度ムラ補正パラメータＨはメモリ５８の領域６０Ｈに、中照度領域に対応する感度ムラ補正パラメータＭはメモリ５８の領域Ｍに、低照度領域に対応する感度ムラ補正パラメータＬはメモリ５８の領域６０Ｌに、それぞれ、記憶される。

内視鏡１２による撮影（観察）を行なう際には、光源装置１６からの観察光の照射によって撮影したＣＣＤセンサ４８の出力信号は、まず、信号処理部５４で増幅やＡ／Ｄ変換等の所定の信号処理を施された後に、画像補正部５６において、オフセット補正やホワイトバランス調整等の所定の画像補正を行なわれる。
ここで、画像補正部５６の感度ムラ補正部５６ａは、撮影した画像の照度に応じて、各画素毎に、対応する照度領域の感度ムラ補正パラメータを用いて感度ムラ補正を行なう。すなわち、補正する画像の照度領域が高照度領域である場合には、メモリ５８の領域６０Ｈから対応する感度ムラ補正パラメータＨを読み出し、補正する画像の照度領域が中照度領域である場合には、メモリ５８の領域６０Ｍから対応する感度ムラ補正パラメータＭを読み出し、補正する画像の照度領域が低照度領域である場合には、メモリ５８の領域６０Ｌから対応する感度ムラ補正パラメータＬを読み出して、各画素毎に感度ムラ補正を行なう。
感度ムラ補正は、一例として、各画素の画像（画像データ）に、対応する感度ムラ補正パラメータを乗算することにより行なう。好ましくは、画像補正部５６は、ＣＣＤセンサのオフセットを考慮して、感度ムラ補正前の画像データをＧ、感度ムラ補正パラメータをＰ、感度ムラ補正後の画像データをＧ’として、暗時補正パラメータ（offset）を用いて、下記式によって感度ムラ補正を行なう。
Ｇ’＝（Ｇ−offset）Ｐ＋offset

画像補正部５６で補正された画像は、接続部１６ａからプロセッサ装置１４に供給され、画像処理部６８において所定の画像処理を施されて、表示装置１８に表示される。
ここで、この画像は、照度領域に応じた感度補正パラメータによる感度補正を行なわれている画像であるので、ＣＣＤセンサ４８の出力特性によらず、低照度から高照度（高濃度から低濃度）まで、高精度に感度ムラ補正がおこなわれた、高画質な画像である。

以上、本発明の内視鏡装置について説明したが、本発明は、上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんである。

内視鏡を利用する医療現場等で、好適に利用可能である。

１０ 内視鏡装置
１２ 内視鏡
１４ プロセッサ装置
１６ 光源装置
１８ 表示装置
２０ 入力装置
２６ 挿入部
２８ 操作部
３０ ユニバーサルコード
３２ コネクタ
３６ ビデオコネクタ
３８ 軟性部
４０ 湾曲部
４２ スコープ部
４６ 撮像レンズ
４８ ＣＣＤセンサ
５０ 照明用レンズ
５２ 光ガイド
５４ 信号処理部
５６ 画像補正部
５８ メモリ
６０ 領域
６２ 白色光発生部
６４ 狭帯域光発生部
６８ 画像処理部
７０ 条件設定部
７２ 感度ムラ補正パラメータ生成部

Claims (9)

1. 撮像素子によって画像を撮影する内視鏡装置であって、
   感度ムラ補正パラメータを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された感度ムラ補正パラメータを用いて前記撮像素子の感度ムラ補正を行なう感度ムラ補正手段とを有し、
   かつ、前記記憶手段は、異なる複数の照度領域のそれぞれに応じて、前記感度ムラ補正パラメータを記憶するものであり、また、前記感度ムラ補正手段は、補正する画像の照度に応じた前記感度ムラ補正パラメータを用いて、前記感度ムラ補正を行なうことを特徴とする内視鏡装置。
2. 前記感度ムラ補正パラメータは、前記撮像素子が撮影した画像を用いて補正用画像を作成し、この補正用画像のムラを補正するように生成されたものであり、
   前記補正用画像として、各照度領域に応じた画像を作成して、各画像を用いて、前記各照度領域のそれぞれに応じた感度ムラ補正パラメータを生成する請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記補正用画像を作成するための撮影おいて、観察光の強度を変更することにより、前記各照度領域に応じた画像を作成する請求項２に記載の内視鏡装置。
4. 前記補正用画像を作成するための撮影において、撮像素子の露光時間を変更することにより、前記各照度領域に応じた画像を作成する請求項２に記載の内視鏡装置。
5. 前記補正用画像を作成するために、異なる濃度の画像を撮影することにより、前記各照度領域に応じた画像を作成する請求項２に記載の内視鏡装置。
6. 特殊光観察の機能を有する請求項１〜５のいずれかに記載の内視鏡装置。
7. 前記補正用画像を作成するために撮像素子が撮影した画像を、所定数ずつ間引いて選択し、選択した所定数の画像を用いて、前記補正用画像を作成する請求項１〜６のいずれかに記載の内視鏡装置。
8. 前記選択した画像の所定領域の平均画像データが規定範囲を外れる場合には、この画像は前記補正用画像の作成に使用しない請求項７に記載の内視鏡装置。
9. 選択した画像が、所定の判定画像に対して、所定の閾値以上変動していない場合には、この画像は補正用画像の作成に使用しない請求項７または８に記載の内視鏡装置。

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