JP2019005096A - プロセッサ装置及びその作動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光源装置又はプロセッサ装置に適合しない内視鏡が接続された場合において、ユーザーに負担をかけることなくホワイトバランスの補正を行うことができるプロセッサ装置及びその作動方法を提供する。【解決手段】補正係数取得部５６は、内視鏡１３ａ又は内視鏡１３ｂから補正係数を取得する。ホワイトバランス制御部６３は、取得補正係数を参照し、取得補正係数を用いてホワイトバランスの補正を行う第１ホワイトバランス処理、又は、第１の変換係数を取得補正係数に乗算することにより得られる第１の乗算済補正係数を用いてホワイトバランスの補正を行う第２ホワイトバランス処理のいずれかを選択して実行する。【選択図】図１

Description

本発明は、観察対象の撮像により得られるカラー画像のホワイトバランスの補正を行うプロセッサ装置及びその作動方法に関する。

医療分野においては、光源装置、内視鏡、及びプロセッサ装置を備える内視鏡システムが普及している。内視鏡システムにおいては、光源装置から発せられる照明光を、内視鏡を介して、観察対象に照明する。内視鏡は、照明光によって照明された観察対象を、撮像素子を用いて撮像することにより、観察対象の画像を取得する。取得した観察対象の画像は、プロセッサ装置において各種の画像処理が施される。各種の画像処理が施された観察対象の画像は、モニタに出力されて表示される。

以上のような、光源装置に設けられる光源や内視鏡に設けられる撮像素子などについては、製造過程において個体差が生ずることがある。このような光源装置や内視鏡の個体差は、観察対象の画像の画質、特に、ホワイトバランスに影響を及ぼすことになる。そこで、内視鏡においては、光源装置や内視鏡の個体差によって生ずるホワイトバランスのズレを補正する補正係数を記憶するようにしている。そして、内視鏡を光源装置及びプロセッサ装置に接続した場合に、内視鏡から補正係数を読み出して、読み出した補正係数を観察対象の画像に掛け合わせることによって、ホワイトバランスのズレを補正している。

ホワイトバランスの補正の用いる補正係数は、内視鏡と同じ機種の光源装置又はプロセッサ装置に内視鏡を接続した場合など、光源装置又はプロセッサ装置に適合する内視鏡を接続した場合に、有効である。そのため、例えば、内視鏡とは異なる機種の光源装置やプロセッサ装置に内視鏡を接続した場合など、光源装置又はプロセッサ装置に適合しない内視鏡を接続した場合には、内視鏡に記憶した補正係数は、ホワイトバランスの補正を正確に行うことができない。

そこで、特許文献１では、内視鏡が光源装置又はプロセッサ装置に接続された場合に、内視鏡に記憶した補正係数を参照し、光源装置又はプロセッサ装置に適合しない内視鏡が接続された場合には、白色被写体を撮像して、新規に補正係数を算出するキャリブレーション処理を行うようにしている。このような補正係数を用いることにより、内視鏡と光源装置又はプロセッサ装置がそれぞれ異なる機種である場合にも、ホワイトバランスの補正を正確に行うことができるようになる。

特開２００２−２４８０７７号公報

ここで、内視鏡と光源装置又はプロセッサ装置とがそれぞれ異なる機種である場合であっても、光源装置やプロセッサ装置の特性が、内視鏡に対応する機種の光源装置やプロセッサ装置の特性とそれほど変わらない場合には、ホワイトバランスのズレもそれほど変わらないことになる。このような場合においても、特許文献１のように、キャリブレーション処理により、白色被写体を撮像して新規に補正係数を算出することは、ユーザーにとって負担をかけることになる。

本発明は、光源装置又はプロセッサ装置に適合しない内視鏡が接続された場合において、ユーザーに負担をかけることなくホワイトバランスの補正を行うことができるプロセッサ装置及びその作動方法を提供することを目的とする。

本発明は、観察対象を撮像して得られたカラー画像のホワイトバランスを補正する補正係数を記憶する内視鏡が接続され、内視鏡から取得したカラー画像に対してホワイトバランスの補正を行うプロセッサ装置において、内視鏡から補正係数を取得する補正係数取得部と、補正係数取得部によって取得された補正係数である取得補正係数を参照し、取得補正係数を用いてホワイトバランスの補正を行う第１ホワイトバランス処理、又は、予め設定された第１の変換係数を取得補正係数に乗算することによって得られた第１の乗算済補正係数を用いてホワイトバランスの補正を行う第２ホワイトバランス処理のいずれかを選択して実行する制御を行う。

ホワイトバランス制御部は、取得補正係数を参照して、内視鏡との組み合わせが適合すると判定した場合には、第１ホワイトバランス処理を選択して実行し、取得補正係数を参照して、内視鏡との組み合わせが適合しないと判定し、且つ、取得補正係数が、第１の変換係数によりホワイトバランスの補正を可能にする第１の設定範囲に入っている場合には、第２ホワイトバランス処理を選択して実行することが好ましい。

ホワイトバランス制御部は、取得補正係数を参照して、内視鏡との組み合わせが適合しないと判定し、且つ、取得補正係数が、第１の変換係数によりホワイトバランスの補正を可能にする第１の設定範囲に入っていない場合には、第１の変換係数と異なる第２の変換係数を新規に算出するキャリブレーション処理を実行し、第２の変換係数を取得補正係数に乗算することによって得られた第２の乗算済補正係数を用いてホワイトバランスの補正を行う第３ホワイトバランス処理を実行することが好ましい。キャリブレーション処理は、内視鏡にて基準白板を撮像して得られた白色画像に基づいて、第２の変換係数を算出することが好ましい。キャリブレーション処理は、白色画像から補正係数として算出される白色画像用補正係数と取得補正係数との比を、第２の変換係数として算出することが好ましい。

第２の変換係数を用いてホワイトバランスの補正を可能にする第２の設定範囲を設定する範囲設定部と、第２の設定範囲と第２の変換係数とを対応付けて記憶する変換係数記憶部とを備え、ホワイトバランス制御部は、取得補正係数を参照して、内視鏡との組み合わせが適合しないと判定し、且つ、取得補正係数が第２の設定範囲に入っている場合には、第３ホワイトバランス処理を実行することが好ましい。

カラー画像はＲ画像、Ｇ画像、及びＢ画像であり、補正係数は、Ｒ画像、Ｇ画像、及びＢ画像に対してそれぞれ掛け合わされるＲゲイン係数、Ｇゲイン係数、及びＢゲイン係数のうちの２つのゲイン係数であることが好ましい。カラー画像はＲ画像、Ｇ画像、及びＢ画像であり、補正係数は、Ｒ画像、Ｇ画像、及びＢ画像に対してそれぞれ掛け合わされるＲゲイン係数、Ｇゲイン係数、及びＢゲイン係数のうちの２つのゲイン係数であり、第１の設定範囲は、Ｒゲイン係数、Ｇゲイン係数、及びＢゲイン係数のうち２つのゲイン係数から定められる範囲であることが好ましい。

本発明は、観察対象を撮像して得られたカラー画像のホワイトバランスを補正する補正係数を記憶する内視鏡が接続され、内視鏡から取得したカラー画像に対してホワイトバランスの補正を行うプロセッサ装置の作動方法において、補正係数取得部が、内視鏡から補正係数を取得する補正係数取得ステップと、ホワイトバランス制御部が、補正係数取得部によって取得された補正係数である取得補正係数を参照し、取得補正係数を用いてホワイトバランスの補正を行う第１ホワイトバランス処理、又は、予め設定された第１の変換係数を取得補正係数に乗算することによって得られる第１の乗算済補正係数を用いてホワイトバランスの補正を行う第２ホワイトバランス処理のいずれかを選択して実行する制御を行うホワイトバランス制御ステップとを有する。

ホワイトバランス制御ステップは、取得補正係数を参照して、内視鏡との組み合わせが適合すると判定した場合には、第１ホワイトバランス処理を選択して実行し、取得補正係数を参照して、内視鏡との組み合わせが適合しないと判定し、且つ、取得補正係数が、第１の変換係数によりホワイトバランスの補正を可能にする第１の設定範囲に入っている場合には、第２ホワイトバランス処理を選択して実行するステップを含むことが好ましい。

本発明によれば、光源装置又はプロセッサ装置に適合しない内視鏡が接続された場合においても、ユーザーに負担をかけることなくホワイトバランスの補正を行うことができる。

内視鏡システムのブロック図である。 光源装置又はプロセッサ装置に適合する内視鏡が接続された場合における内視鏡システムのブロック図である。 光源装置又はプロセッサ装置に適合しない内視鏡が接続された場合における内視鏡システムのブロック図である。 第１の設定範囲を示す説明図である。 基準白板ＳＴを用いてキャリブレーション処理を行う場合における内視鏡システムのブロック図である。 第２の設定範囲を示す説明図である。 内視鏡を接続した場合に行われるホワイトバランスの設定方法の流れを示すフローチャートである。

図１に示すように、内視鏡システム１０は、光源装置１２と、プロセッサ装置１４とを備える。また、内視鏡システム１０においては、光源装置１２又はプロセッサ装置１４に対して、光源装置１２又はプロセッサ装置１４と同じ機種の内視鏡１３ａが接続される他、光源装置１２又はプロセッサ装置１４と異なる機種の内視鏡１３ｂが接続される。

光源装置１２は、観察対象に対して照明光を発生する。プロセッサ装置１４は、内視鏡システム１０のシステム制御及び画像処理等を行う。内視鏡１３ａ、１３ｂは、観察対象を照明光によって照明し、照明光によって照明された観察対象の撮像を行う。内視鏡１３ａ、１３ｂによって得られた観察対象の画像は、プロセッサ装置１４に送られる。プロセッサ装置１４において画像処理等が施された観察対象の画像は、モニタ１８に表示される。なお、プロセッサ装置１４等への設定入力等は、コンソール１９により行われる。

光源装置１２は、照明光を発光する光源部２０と、光源部２０の駆動を制御する光源制御部２２と、を備える。光源部２０は、例えば、中心波長または波長帯域が異なる光を発光する複数のＬＥＤ(Light Emitting Diode)を光源として備えている。各ＬＥＤの発光または点灯、及び、光量の調節等により、波長が異なる複数種類の照明光を発光することができる。

例えば、光源部２０は、波長帯域が比較的広い広帯域な紫色光、青色光、緑色光、及び赤色光を、それぞれ照明光として発光できる。特に、光源部２０は、広帯域な紫色光、青色光、緑色光、及び赤色光の他に、狭帯域（波長帯域が１０ｎｍから２０ｎｍ程度の範囲であることをいう）な紫色光、青色光、緑色光、及び赤色光を照明光として発光できる。また、光源部２０は、照明光として、中心波長が約４００ｎｍの狭帯域紫色光、中心波長が約４５０ｎｍの第１狭帯域青色光、中心波長が約４７０ｎｍの第２狭帯域青色光、中心波長が約５４０ｎｍの狭帯域緑色光、及び、中心波長が約６４０ｎｍの狭帯域赤色光を発光できる。この他、光源部２０は、広帯域または狭帯域な紫色光、青色光、緑色光、及び赤色光を組み合わせることにより、白色光を照明光として発光することができる。なお、赤色光を無くして、紫色光、青色光、及び緑色光の３色の光によって白色光を発光するようにしてもよい。

なお、光源部２０には、ＬＥＤの代わりに、ＬＤ(Laser Diode)と蛍光体と帯域制限フィルタとの組み合わせや、キセノンランプ等のランプと帯域制限フィルタの組み合わせ等を用いることができる。もちろん、光源部２０をＬＥＤにより構成する場合も、蛍光体または帯域制限フィルタを組み合わせて使用することができる。

光源制御部２２は、光源部２０を構成する各光源の点灯または消灯のタイミング、及び、点灯時の発光量等をそれぞれ独立に制御する。その結果、光源部２０は、波長が異なる複数種類の照明光を発光することができる。また、光源制御部２２は、イメージセンサ４８の撮像のタイミング（いわゆるフレーム）に合わせて光源部２０を制御する。

内視鏡１３ａは、光源部２０が発光した照明光を導光するライトガイド４１を備える。ライトガイド４１は、照明光を内視鏡１３ａの先端部まで伝搬する。なお、ライトガイド４１としては、マルチモードファイバを使用できる。一例として、コア径１０５μｍ、クラッド径１２５μｍ、外皮となる保護層を含めた径がφ０．３〜０．５ｍｍの細径なファイバケーブルを使用できる。

内視鏡１３ａの先端部には、照明光学系３０ａと撮像光学系３０ｂが設けられている。照明光学系３０ａは、照明レンズ４５を有しており、この照明レンズ４５を介して照明光を観察対象に向けて出射する。撮像光学系３０ｂは、対物レンズ４６、及びイメージセンサ４８を有している。イメージセンサ４８は、対物レンズ４６を介して、観察対象から戻る照明光の反射光等（反射光の他、散乱光、観察対象が発する蛍光、または、観察対象に投与等した薬剤に起因した蛍光等を含む）を用いて観察対象を撮像する。なお、対物レンズ４６とイメージセンサ４８との間には、観察対象を拡大または縮小するズームレンズを設けてもよい。

イメージセンサ４８は、例えば原色系のカラーフィルタを有するカラーセンサであり、青色カラーフィルタを有するＢ画素（青色画素）、緑色カラーフィルタを有するＧ画素（緑色画素）、及び、赤色カラーフィルタを有するＲ画素（赤色画素）の３種類の画素を備える。青色カラーフィルタは、主として紫色から青色の光を透過する。緑色カラーフィルタは、主として緑色の光を透過する。赤色カラーフィルタは、主として赤色の光を透過する。上記のように原色系のイメージセンサ４８を用いて観察対象を撮像することにより、Ｂ画素から得るＢ画像（青色画像）、Ｇ画素から得るＧ画像（緑色画像）、及び、Ｒ画素から得るＲ画像（赤色画像）からなる３色のカラー画像を同時に得ることができる。

なお、イメージセンサ４８としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサを利用可能である。また、本実施形態のイメージセンサ４８は、原色系のカラーセンサであるが、補色系のカラーセンサを用いることもできる。補色系のカラーセンサは、例えば、シアンカラーフィルタが設けられたシアン画素、マゼンタカラーフィルタが設けられたマゼンタ画素、イエローカラーフィルタが設けられたイエロー画素、及び、グリーンカラーフィルタが設けられたグリーン画素を有する。補色系カラーセンサを用いる場合に上記各色の画素から得る画像は、補色−原色色変換をすれば、Ｂ画像、Ｇ画像、及びＲ画像に変換できる。また、カラーセンサの代わりに、カラーフィルタを設けていないモノクロセンサをイメージセンサ４８として使用できる。この場合、ＢＧＲ等各色の照明光を用いて観察対象を順次撮像することにより、上記各色の画像を得ることができる。

内視鏡１３ａには、カラー画像のホワイトバランスを補正するための補正係数Ｋｘを記憶する補正係数記憶部４９ａが設けられている。この補正係数Ｋｘによって、内視鏡１３ａの個体差、又は内視鏡１３ａと同機種の光源装置１２の個体差によって生ずるホワイトバランスのズレを補正することができる。内視鏡１３ａの個体差としては、例えば、ライトガイド４１の光学特性のバラツキ、イメージセンサ４８の分光感度のバラツキなどがある。光源装置１２の個体差としては、例えば、光源部２０から発せられる照明光の分光放射強度のバラツキなどがある。なお、後述するプロセッサ装置１４のホワイトバランス制御部６３の補正係数記憶部６３ａにおいても、光源装置１２またはプロセッサ装置１４に適合する内視鏡１３ａが接続されたか否かを判断するために、補正係数Ｋｘを記憶している。

例えば、補正係数Ｋｘとして、カラー画像のＲ画像に掛け合わされるＲゲイン係数Ｇｒｘと、カラー画像のＢ画像に掛け合わされるＢゲイン係数Ｇｂｘとが用いられる。なお、補正係数Ｋｘは、Ｒゲイン係数ＧｒｘとＢゲイン係数Ｇｂｘの組合せであることが好ましいが、これに代えて、カラー画像のＧ画像に掛け合わされるＧゲイン係数ＧｇｘとＲゲイン係数Ｇｒｘの組合せ、または、Ｂゲイン係数ＧｂｘとＧゲイン係数Ｇｇｘの組合せとしてもよい。後述の補正係数Ｋｙについても同様である。

内視鏡１３ｂは、内視鏡１３ａとほぼ同様の構成を有する。ただし、内視鏡１３ｂは内視鏡１３ａと機種が異なるので、各部の特性がそれぞれ異なっている場合がある。また、この内視鏡１３ｂにも、カラー画像のホワイトバランスを補正するための補正係数Ｋｙを記憶する補正係数記憶部４９ｂが設けられている。この補正係数Ｋｙによって、内視鏡１３ｂの個体差、又は内視鏡１３ｂと同機種の光源装置１２の個体差によって生ずるホワイトバランスのズレを補正することができる。補正係数Ｋｙとしては、カラー画像のＲ画像に掛け合わされるＲゲイン係数Ｇｒｙと、カラー画像のＢ画像に掛け合わされるＢゲイン係数Ｇｂｙとが用いられる。

プロセッサ装置１４は、中央制御部５２と、画像取得部５４と、補正係数取得部５６と、画像処理部６１と、表示制御部６６と、を有する。中央制御部５２は、照明光の照射タイミングと撮像のタイミングの同期制御等の内視鏡システム１０の統括的な制御を行う。また、コンソール１９等を用いて、各種設定の入力等をした場合には、中央制御部５２は、その設定を、光源制御部２２、イメージセンサ４８、または画像処理部６１等の内視鏡システム１０の各部に入力する。

画像取得部５４は、イメージセンサ４８から、カラー画像を取得する。補正係数取得部５６は、内視鏡１３ａ又は内視鏡１３ｂから補正係数を取得する。補正係数取得部５６によって取得した補正係数を取得補正係数という。画像取得部５４が取得したカラー画像と取得補正係数は、画像処理部６１に送られる。

画像処理部６１はカラー画像に対して各種の画像処理を施す。本実施形態では、画像処理部６１は、カラー画像のホワイトバランスの補正などを行うホワイトバランス制御部６３を備えている。ホワイトバランス制御部６３の詳細については後述する。画像処理部６１において各種の画像処理が施されたカラー画像は、表示制御部６６に送られる。表示制御部６６は、カラー画像をモニタ１８に表示する制御を行う。

なお、画像処理部６１においては、ホワイトバランスの補正の他に、必要に応じて欠陥補正処理、オフセット処理、ゲイン補正処理、リニアマトリクス処理、ガンマ変換処理、デモザイク処理、ＹＣ変換処理、及びノイズ低減処理等の各種処理を施すことが好ましい。

欠陥補正処理は、イメージセンサ４８の欠陥画素に対応する画素の画素値を補正する処理である。オフセット処理は、欠陥補正処理を施した画像から暗電流成分を低減し、正確な零レベルを設定する処理である。リニアマトリクス処理は、オフセット処理をした画像の色再現性を高める処理であり、ガンマ変換処理は、リニアマトリクス処理後の画像の明るさや彩度を整える処理である。デモザイク処理（等方化処理や同時化処理とも言う）は、欠落した画素の画素値を補間する処理であり、ガンマ変換処理後の画像に対して施す。欠落した画素とは、カラーフィルタの配列に起因して（イメージセンサ４８において他の色の画素を配置しているため）、画素値がない画素である。

例えば、Ｂ画像はＢ画素において観察対象を撮像して得る画像なので、Ｇ画素やＲ画素に対応する位置の画素には画素値がない。デモザイク処理は、Ｂ画像を補間して、イメージセンサ４８のＧ画素及びＲ画素の位置にある画素の画素値を生成する。ＹＣ変換処理は、デモザイク処理後の画像を、輝度チャンネルＹと色差チャンネルＣｂ及び色差チャンネルＣｒに変換する処理である。

ノイズ低減処理は、輝度チャンネルＹ、色差チャンネルＣｂ及び色差チャンネルＣｒに対して、例えば、移動平均法またはメディアンフィルタ法等を用いてノイズ低減処理を施す。なお、ノイズ低減処理後の輝度チャンネルＹ、色差チャンネルＣｂ及び色差チャンネルＣｒは、再びＢＧＲの各色の画像に再変換される。

ホワイトバランス制御部６３は、取得補正係数を参照して、取得補正係数を用いてカラー画像のホワイトバランスの補正を行う第１ホワイトバランス処理、又は、取得補正係数に第１の変換係数α１をすることによって得られる第１の乗算済補正係数を用いて、カラー画像のホワイトバランスの補正を行う第２ホワイトバランス処理の少なくともいずれかの選択を行う。なお、第１の変換係数α１は、変換係数記憶部６３ｃに予め記憶されている。

図２に示すように、内視鏡１３ａが光源装置１２又はプロセッサ装置１４に接続されると、内視鏡１３ａから取得補正係数として、補正係数Ｋｘを取得する。この補正係数Ｋｘは、プロセッサ装置１４側の補正係数記憶部６３ａに記憶されている補正係数Ｋｘと一致するため、光源装置１２又はプロセッサ装置１４に適合する内視鏡１３ａが接続された（内視鏡との組み合わせが適合する）と判定される。この場合には、ホワイトバランス制御部６３は、第１ホワイトバランス処理を選択して実行を行う。第１ホワイトバランス処理では、補正係数ＫｘであるＲゲイン係数Ｇｒｘ、及びＢゲイン係数Ｇｂｘを用いる。そして、これらＲゲイン係数Ｇｒｘ、及びＢゲイン係数Ｇｂｘをそれぞれカラー画像のＲ画像、及びＢ画像に掛け合わせる。これにより、第１ホワイトバランス処理が完了する。

一方、図３に示すように、内視鏡１３ｂが光源装置１２又はプロセッサ装置１４に接続されると、内視鏡１３ｂから取得補正係数として、補正係数Ｋｙを取得する。この補正係数Ｋｙは、プロセッサ装置１４側の補正係数記憶部６３ａに記憶されている補正係数Ｋｘと一致しないため、光源装置１２又はプロセッサ装置１４に適合しない内視鏡１３ｂが接続された（内視鏡との組み合わせが適合しない）と判定される。この場合には、ホワイトバランス制御部６３は、補正係数Ｋｙが、第１の設定範囲に入っている場合に、補正係数Ｋｙに第１の変換係数α１を乗算することによって得られる第１の乗算済補正係数「α１×Ｋｙ」を用いる第２ホワイトバランス処理を選択して実行を行う。ここで、第１の設定範囲とは、光源装置１２又はプロセッサ装置１４の特性に対応させる第１の変換係数α１によって取得補正係数を変換することによって、光源装置１２又はプロセッサ装置１４に適合しない内視鏡１３ｂが接続された場合であっても、ホワイトバランスの補正を可能にできる範囲のことをいう。

例えば、図４に示すように、第１の設定範囲は、第１のＲゲイン設定範囲と第１のＢゲイン設定範囲からなり、取得補正係数である補正係数ＫｙのうちＲゲイン係数Ｇｒｙが第１のＲゲイン設定範囲に入っており、且つＢゲイン係数Ｇｂｙが第１のＢゲイン設定範囲に入っている場合に、補正係数Ｋｙが、第１の設定範囲に入っているとされる。なお、図４においては、横軸はＲゲイン係数Ｇｒｙを表しており、右側ほど、Ｒゲイン係数Ｇｒｙが大きくなる。また、縦軸はＢゲイン係数Ｇｂｙを表しており、上側ほど、Ｂゲイン係数Ｇｂｙが大きくなる。これは図６においても同様である。

そして、第２ホワイトバランス処理では、第１の乗算済補正係数として、第１の変換係数α１を乗算したＲゲイン係数（α１×Ｇｒｙ）を、Ｒ画像に掛け合わせる。同様にして、第１の乗算済補正係数として、第１の変換係数α１を乗算したＢゲイン係数（α１×Ｇｂｙ）を、Ｂ画像に掛け合わせる。これにより、第２ホワイトバランス処理が完了する。以上のように、光源装置１２又はプロセッサ装置１４に適合しない内視鏡１３ｂが接続された場合であっても、第１の変換係数αを用いることによって、後述するキャリブレーション処理を行うことなく、ホワイトバランスの補正が可能となる。なお、第１の変換係数α１は、Ｒゲイン係数ＧｒｘとＢゲイン係数Ｇｂｘについて共通の係数とするのではなく、Ｒゲイン係数ＧｒｘとＢゲイン係数Ｇｂｘについてそれぞれ別々の係数を用いるようにしてもよい。

また、光源装置１２又はプロセッサ装置１４に適合しない内視鏡１３ｂが接続された（内視鏡との組み合わせが適合しない）と判定され、且つ、補正係数Ｋｙが、第１の設定範囲に入ってない場合には、第１の変換係数α１では、ホワイトバランスの補正を正確に行うことができない。そこで、ホワイトバランス制御部６３は、補正係数Ｋｙを用いてホワイトバランスの補正を正確に行うことができるように、新規に第２の変換係数α２を算出するキャリブレーション処理を行う。

キャリブレーション処理では、図５に示すように、内視鏡１３ｂにて基準白板ＳＴを撮像して得られた白色画像を用いて、第２の変換係数α２の算出を行う。例えば、白色画像から、ホワイトバランスを補正するための白色画像用補正係数を算出する。白色画像用補正係数は、例えば、Ｒゲイン係数Ｇｒｗ、Ｂゲイン係数Ｇｂｗからなる。そして、補正係数ＫｙのＲゲイン係数Ｇｒｙと白色画像用補正係数であるＲゲイン係数Ｇｒｗの比（Ｇｒｗ／Ｇｒｙ）から、第２の変換係数α２を算出する。

なお、補正係数ＫｙのＢゲイン係数Ｇｂｙと白色画像用補正係数であるＧｂｗの比（Ｇｂｗ／Ｇｂｙ）から、第２の変換係数α２を算出するようにしてもよい。また、第２の変換係数α２は、Ｒゲイン係数ＧｒｙとＢゲイン係数Ｇｂｙについて共通の係数とするのではなく、Ｒゲイン係数ＧｒｙとＢゲイン係数Ｇｂｙについてそれぞれ別々の係数を用いるようにしてもよい。

第２の変換係数α２の算出後は、ホワイトバランス制御部６３は、補正係数Ｋｙに第２の変換係数α２を乗算することによって得られる第２の乗算済補正係数「α２×Ｋｙ」を用いて、カラー画像のホワイトバランスの補正を行う第３ホワイトバランス処理を行うようにする。また、ホワイトバランス制御部６３は、範囲設定部６３ｂによって、補正係数Ｋｙの大きさを参照して、第２の変換係数α２によってホワイトバランスの補正を可能にする第２の設定範囲を設定する。この設定した第２の設定範囲と第２の変換係数α２とは対応付けて、変換係数記憶部６３ｃに記憶される。

例えば、図６に示すように、補正係数ＫｙのＲゲイン係数Ｇｒｙが、第１のＲゲイン設定範囲の下限値よりも小さく、Ｂゲイン係数Ｇｂｙが、第１のＢゲイン設定範囲の上限値よりも大きい場合には、範囲設定部６３ｂは、第１の設定範囲と異なる第２の設定範囲を設定する。第２の設定範囲において、第２のＲゲイン設定範囲はＲゲイン係数Ｇｒｙの大きさに応じて決められ、第２のＢゲイン設定範囲はＢゲイン係数Ｇｂｙの大きさに応じて決められる。

このように第２の設定範囲を設けておくことで、内視鏡１３ｂと機種は異なるものの、同じように第２の設定範囲に収まる補正係数を持つ内視鏡が光源装置１２またはプロセッサ装置１４に接続された場合に、第２の変換係数α２をそのまま用いることができる。これにより、キャリブレーション処理を行うことなく、簡便にホワイトバランスの補正を行うことができる。なお、図６のような場合には、第２の設定範囲の他に、第３〜第９の変換係数α３〜α９に対応する第３〜第９の設定範囲を設けることができる。第３〜第９の変換係数α３〜α９の算出と第３〜第９の設定範囲の設定については、第２の変換係数α２の算出方法と第２の設定範囲の設定方法と同様である。

次に、光源装置１２又はプロセッサ装置１４に対して内視鏡が接続した場合に行われるホワイトバランスの設定方法について、図７のフローチャートに沿って説明を行う。まず、内視鏡を光源装置１２及びプロセッサ装置１４に接続する。内視鏡が光源装置１２及びプロセッサ装置１４に接続されると、補正係数取得部５６は、内視鏡１３ａ又は内視鏡１３ｂから補正係数を取得する。ホワイトバランス制御部６３は、補正係数取得部５６によって取得した補正係数である取得補正係数を参照して、接続された内視鏡が光源装置１２又はプロセッサ装置１４に適合するか否かを判定する。

接続された内視鏡が内視鏡１３ａであれば、取得補正係数とプロセッサ装置１４側の補正係数記憶部６３ａに記憶した補正係数とは「Ｋｘ」で一致するため、接続された内視鏡は光源装置１２又はプロセッサ装置１４に適合する（内視鏡との組み合わせが適合する）と判定される。この場合には、補正係数Ｋｘを用いて第１ホワイトバランス処理を実行する。

一方、接続された内視鏡が内視鏡１３ｂの場合には、取得補正係数は「Ｋｙ」であるのに対して、プロセッサ装置１４側の補正係数記憶部６３ａに記憶した補正係数「Ｋｘ」で、両者は一致しないため、接続された内視鏡は光源装置１２又はプロセッサ装置１４に適合しない（内視鏡との組み合わせが適合しない）と判定される。この場合は、更に、取得補正係数である「Ｋｙ」が第１の設定範囲に入っているかどうかの判定が行われる。補正係数は「Ｋｙ」が第１の設定範囲に入っていると判定された場合には、補正係数「Ｋｙ」に第１の変換係数α１を乗算することよって得られる第１の乗算済補正係数「α１×Ｋｙ」を用いて第２のホワイトバランス処理を実行する。

これに対して、補正係数は「Ｋｙ」が第１の設定範囲に入っていないと判定された場合には、内視鏡１３ｂによって基準白板ＳＴを撮像し、白色画像を取得する。この白色画像と補正係数「Ｋｙ」を用いてキャリブレーション処理を行うことにより、第２の変換係数α２を算出する。第２の変換係数α２が算出されると、補正係数「Ｋｙ」に第２の変換係数α２を乗算することによって得られる第２の乗算済補正係数「α２×Ｋｙ」を用いて第３のホワイトバランス処理を実行する。また、範囲設定部６３ｂは、補正係数「Ｋｙ」の大きさを参照して、第２の設定範囲を設定する。第２の設定範囲が設定されたら、第２の変換係数α２と対応付けて、変換係数記憶部６３に記憶する。

上記実施形態において、中央制御部５２、画像取得部５４、補正係数取得部５６、画像処理部６１、ホワイトバランス制御部６３、範囲設定部６３ｂ、変換係数記憶部６３ｃ、表示制御部６６といった各種の制御や処理を実行する処理部（processing unit)のハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサ（processor）である。各種のプロセッサには、ソフトウエア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit)、ＦＰＧＡ (Field Programmable Gate Array) などの製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device:ＰＬＤ）、各種の処理を実行するために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路などが含まれる。

１つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの１つによって構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合せ（例えば、複数のＦＰＧＡや、ＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ）によって構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサによって構成してもよい。複数の処理部を１つのプロセッサによって構成する例としては、第１に、クライアントやサーバなどのコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウエアの組み合わせによって１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip:ＳｏＣ）などに代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップによって実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを１つ以上用いて構成される。

さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、例えば、半導体素子などの回路素子を組み合わせた形態の電気回路（circuitry）である。

１０ 内視鏡システム
１２ 光源装置
１３ａ 内視鏡
１３ｂ 内視鏡
１４ プロセッサ装置
１８ モニタ
１９ コンソール
２０ 光源部
２２ 光源制御部
３０ａ 照明光学系
３０ｂ 撮像光学系
４１ ライトガイド
４５ 照明レンズ
４６ 対物レンズ
４８ イメージセンサ
４９ａ 補正係数記憶部
４９ｂ 補正係数記憶部
５２ 中央制御部
５４ 画像取得部
５６ 補正係数取得部
６１ 画像処理部
６３ ホワイトバランス制御部
６３ａ 補正係数記憶部
６３ｂ 範囲設定部
６３ｃ 変換係数記憶部
６６ 表示制御部

Claims (10)

1. 観察対象を撮像して得られたカラー画像のホワイトバランスを補正する補正係数を記憶する内視鏡が接続され、前記内視鏡から取得した前記カラー画像に対して前記ホワイトバランスの補正を行うプロセッサ装置において、
   前記内視鏡から前記補正係数を取得する補正係数取得部と、
   前記補正係数取得部によって取得された前記補正係数である取得補正係数を参照し、前記取得補正係数を用いて前記ホワイトバランスの補正を行う第１ホワイトバランス処理、又は、予め設定された第１の変換係数を前記取得補正係数に乗算することによって得られる第１の乗算済補正係数を用いて前記ホワイトバランスの補正を行う第２ホワイトバランス処理のいずれかを選択して実行する制御を行うホワイトバランス制御部とを有するプロセッサ装置。
2. 前記ホワイトバランス制御部は、
   前記取得補正係数を参照して、前記内視鏡との組み合わせが適合すると判定した場合には、前記第１ホワイトバランス処理を選択して実行し、
   前記取得補正係数を参照して、前記内視鏡との組み合わせが適合しないと判定し、且つ、前記取得補正係数が、前記第１の変換係数により前記ホワイトバランスの補正を可能にする第１の設定範囲に入っている場合には、前記第２ホワイトバランス処理を選択して実行する請求項１記載のプロセッサ装置。
3. 前記ホワイトバランス制御部は、
   前記取得補正係数を参照して、前記内視鏡との組み合わせが適合しないと判定し、且つ、前記取得補正係数が、前記第１の変換係数により前記ホワイトバランスの補正を可能にする第１の設定範囲に入っていない場合には、前記第１の変換係数と異なる第２の変換係数を新規に算出するキャリブレーション処理を実行し、前記第２の変換係数を前記取得補正係数に乗算することによって得られた第２の乗算済補正係数を用いて前記ホワイトバランスの補正を行う第３ホワイトバランス処理を実行する請求項１または２記載のプロセッサ装置。
4. 前記キャリブレーション処理は、前記内視鏡にて基準白板を撮像して得られた白色画像に基づいて、前記第２の変換係数を算出する請求項３記載のプロセッサ装置。
5. 前記キャリブレーション処理は、前記白色画像から前記補正係数として算出される白色画像用補正係数と前記取得補正係数との比を、前記第２の変換係数として算出する請求項４記載のプロセッサ装置。
6. 前記第２の変換係数を用いて前記ホワイトバランスの補正を可能にする第２の設定範囲を設定する範囲設定部と、
   前記第２の設定範囲と前記第２の変換係数とを対応付けて記憶する変換係数記憶部とを備え、
   前記ホワイトバランス制御部は、
   前記取得補正係数を参照して、前記内視鏡との組み合わせが適合しないと判定し、且つ、前記取得補正係数が前記第２の設定範囲に入っている場合には、前記第３ホワイトバランス処理を実行する請求項３ないし５いずれか１項記載のプロセッサ装置。
7. 前記カラー画像はＲ画像、Ｇ画像、及びＢ画像であり、前記補正係数は、前記Ｒ画像、前記Ｇ画像、及び前記Ｂ画像に対してそれぞれ掛け合わされるＲゲイン係数、Ｇゲイン係数、及びＢゲイン係数のうちの２つのゲイン係数である請求項１ないし６いずれか１項記載のプロセッサ装置。
8. 前記カラー画像はＲ画像、Ｇ画像、及びＢ画像であり、前記補正係数は、前記Ｒ画像、前記Ｇ画像、及び前記Ｂ画像に対してそれぞれ掛け合わされるＲゲイン係数、Ｇゲイン係数、及びＢゲイン係数のうちの２つのゲイン係数であり、
   前記第１の設定範囲は、前記Ｒゲイン係数、前記Ｇゲイン係数、及び前記Ｂゲイン係数のうち２つのゲイン係数から定められる範囲である請求項２ないし６いずれか１項記載のプロセッサ装置。
9. 観察対象を撮像して得られたカラー画像のホワイトバランスを補正する補正係数を記憶する内視鏡が接続され、前記内視鏡から取得した前記カラー画像に対して前記ホワイトバランスの補正を行うプロセッサ装置の作動方法において、
   補正係数取得部が、前記内視鏡から前記補正係数を取得する補正係数取得ステップと、
   ホワイトバランス制御部が、前記補正係数取得部によって取得された前記補正係数である取得補正係数を参照し、前記取得補正係数を用いて前記ホワイトバランスの補正を行う第１ホワイトバランス処理、又は、予め設定された第１の変換係数を前記取得補正係数に乗算することによって得られる第１の乗算済補正係数を用いて前記ホワイトバランスの補正を行う第２ホワイトバランス処理のいずれかを選択して実行する制御を行うホワイトバランス制御ステップとを有するプロセッサ装置。
10. 前記ホワイトバランス制御ステップは、
    前記取得補正係数を参照して、前記内視鏡との組み合わせが適合すると判定した場合には、前記第１ホワイトバランス処理を選択して実行し、
    前記取得補正係数を参照して、前記内視鏡との組み合わせが適合しないと判定し、且つ、前記取得補正係数が、前記第１の変換係数により前記ホワイトバランスの補正を可能にする第１の設定範囲に入っている場合には、前記第２ホワイトバランス処理を選択して実行するステップを含む請求項９記載のプロセッサ装置。

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