JP5855358B2 - 内視鏡装置及び内視鏡装置の作動方法 - Google Patents
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Description
2.1.内視鏡装置
上記のように撮像画像の画角を維持しながら注目領域を拡大表示する本実施形態の内視鏡装置について詳細に説明する。
図6に、第1の実施形態における画像処理部410の詳細な構成例を示す。画像処理部410は、前処理部411と、同時化部412と、注目領域設定部413と、変倍処理部414と、後処理部415と、を含む。
注目領域設定部413が行う処理について詳細に説明する。注目領域設定部413は、同時化処理された画像信号から、処置具の像を有した画素からなる処置具領域を検出し、検出した処置具領域に基づいて注目領域を設定する。以下では、鉗子等の高反射性の金属の処置具を検出する場合を例にとり説明する。
次に、変倍処理部414が行う処理について詳細に説明する。変倍処理部414は、設定された注目領域と中心画素(x0,y0)に基づいて、画像信号を局所的に変倍処理する。なお、注目領域設定部413により注目領域が設定されていない場合は、変倍処理は行われず、入力された画像信号がそのまま後処理部415に出力される。
なお本実施形態では、画像処理部410の各部が行う処理の一部または全部をソフトウェアで構成することとしてもよい。この場合、例えば図72等で後述するコンピュータシステムのCPUが画像処理プログラムを実行する。
なお、注目領域として設定する円(円形領域)は、真円に限定されず、円状の領域であればよい。例えば、楕円等であってもよい。
処置具の挿入をセンシングして注目領域を設定する第2の実施形態について説明する。
4.1.内視鏡装置
スコープの湾曲角度又は湾曲動き量に基づいて注目領域や変倍率を設定する第3の実施形態について説明する。
図25に、第3の実施形態における状態情報取得部430の詳細な構成例を示す。状態情報取得部430は、湾曲角度検出部431及び湾曲動き量検出部432の少なくとも一方を含む。
変倍処理部414が行う処理について詳細に説明する。図27(A)に示すように、前方視野領域の半径をC1とし、側方視野領域と前方視野領域を合わせた全体の領域の半径からC1を引いた距離をC2とする。図27(B)に示すように、変倍処理部414は、側方視野領域をΑ倍(Α≧1)に拡大し、前方視野領域をΒ倍(Β≦1)に縮小する。倍率Aは、湾曲角度が大きいほど大きい値が設定される。
Β=1+(1−Α)・C2/C1 (8)
1≦Α≦1+C1/C2 (9)
Α=(θ/θmax)*(C1/C2)+1 (10)
x1’=Β・x1,
・・・
xi’=Β・xi,
・・・
xd’=Β・xd,
xd+1’=xr−Α・(r−(d+1)),
・・・
xj’=xr−Α・(r−j),
・・・
xr’=xr (11)
次に、湾曲動き量検出部432が行う処理について詳細に説明する。操作量検出センサー203は、湾曲操作レバー201の単位時間当たりの回転操作量を検出する。湾曲動き量検出部432は、検出された回転操作量から湾曲動き量を求める。
5.1.内視鏡装置
光源の出射光量から推定した被写体までの距離情報に基づいて注目領域を設定する第4の実施形態について説明する。
被写体までの距離を推定し、その距離に基づいて注目領域を設定する手法について詳細に説明する。
Lc=Ybase/Yd (13)
注目領域設定部413は、制御部420の制御信号に基づいて光源絞り102の開口面積を取得する。上述のように、挿入部300の先端を被写体に近接させて観察する場合、調光処理が稼働し光源絞り102の開口面積が小さくなる。そのため、注目領域設定部413は、開口面積が所定の閾値よりも小さい場合、前方視野又は側方視野を注目領域に設定する。具体的には、注目領域設定部413は、測光モードが「前方モード」の場合、前方視野を注目領域に設定し、測光モードが「側方モード」の場合、側方視野を注目領域に設定する。注目領域設定部413は、設定した注目領域を変倍処理部414へ転送する。
上記の実施形態では、光源絞り102の開口状況に応じて適応的に変倍処理するが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、LED光源を用いて、そのLED光源の光量制御情報(例えば駆動電流)に基づいて変倍処理を行ってもよい。
6.1.内視鏡装置
画像の明るさから推定した被写体までの距離情報に基づいて注目領域を設定する第5の実施形態について説明する。
図36に、第5の実施形態における注目領域設定部413の詳細な構成例を示す。注目領域設定部413は、輝度換算部441、加算部442、特定部443を含む。同時化部412は、輝度換算部441へ接続する。輝度換算部441は加算部442へ接続する。加算部442は特定部443へ接続する。特定部443は変倍処理部414へ接続している。制御部420は、輝度換算部441、加算部442、特定部443と双方向に接続している。
なお本実施形態では、画像処理部410の各部が行う処理の一部または全部をソフトウェアで構成することとしてもよい。この場合、例えば図72等で後述するコンピュータシステムのCPUが画像処理プログラムを実行する。
7.1.内視鏡装置
特殊光により病変領域を検出し、検出した病変領域を注目領域として設定する第6の実施形態について説明する。
図43に、第6の実施形態における画像処理部410の詳細な構成例を示す。画像処理部410は、第1の前処理部411、第2の前処理部418、第1の同時化部412、第2の同時化部417、注目領域設定部413、変倍処理部414、後処理部415を含む。なお、前処理部411と、変倍処理部414と、後処理部415の処理は、第1の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
図45に、第6の実施形態における注目領域設定部413の詳細な構成例を示す。注目領域設定部413は、局所領域設定部451と、特徴量算出部452と、病変領域検出部453と、ラベリング処理部454と、領域選出部455と、座標算出部456と、対応付け部457と、変倍処理条件設定部458を含む。
なお本実施形態では、画像処理部410の各部が行う処理の一部または全部をソフトウェアで構成することとしてもよい。この場合、例えば図72等で後述するコンピュータシステムのCPUが画像処理プログラムを実行する。
8.1.内視鏡装置
スコープIDに基づいて注目領域を設定する第7の実施形態について説明する。
図51に、第7の実施形態における画像処理部410の詳細な構成例を示す。画像処理部410は、前処理部411と、同時化部412と、注目領域設定部413と、変倍処理部414と、後処理部415を含む。注目領域設定部413と、変倍処理部414以外の処理は第1の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
9.1.注目領域設定部
画像から被写体の動き量(広義には動き情報)を算出し、その動き量に基づいて注目領域を設定する第8の実施形態について説明する。
図55(A)〜図55(D)を用いて、抜去状態の判定手法について説明する。まず、代表点における動きベクトルに基づいて、動きベクトルの消失点を検出する。
なお本実施形態では、画像処理部410の各部が行う処理の一部または全部をソフトウェアで構成することとしてもよい。この場合、例えば図72等で後述するコンピュータシステムのCPUが画像処理プログラムを実行する。
10.1.内視鏡装置
形状検出部により被写体の形状情報を取得し、その形状情報に基づいて注目領域を設定する第9の実施形態について説明する。
図60に、第9の実施形態における状態情報取得部430の詳細な構成例を示す。状態情報取得部430は、被写体情報取得部436と、観察情報取得部437を含む。形状検出部700は、検出した内視鏡形状情報を、被写体情報取得部436と、観察情報取得部437に出力する。被写体情報取得部436は、注目領域設定部413に接続される。観察情報取得部437は、注目領域設定部413に接続される。
図61に、第9の実施形態における画像処理部410の詳細な構成例を示す。画像処理部410は、前処理部411と、同時化部412と、注目領域設定部413と、変倍処理部414と、後処理部415を含む。注目領域設定部413以外の構成は第2の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
11.1.概要
画像から赤玉領域を検出し、その赤玉領域以外の領域を注目領域に設定する第10の実施形態について説明する。
次に、本実施形態の赤玉領域を検出する手法と、赤玉領域以外の領域を注目領域に設定する手法について詳細に説明する。
図65に、第10の実施形態における注目領域設定部413の詳細な構成例を示す。注目領域設定部413は、色変換部461と、赤玉領域候補検出部462と、デフォーカス検出部463と、赤玉領域判定部464と、変倍パラメーター設定部465を含む。
図67に、赤玉領域候補検出部462の詳細な構成例を示す。赤玉領域候補検出部462は、領域分割部481と、統計量算出部482と、特定色領域判定部483と、メモリー484を含む。
図68に、デフォーカス検出部463の詳細な構成例を示す。デフォーカス検出部463は、領域分割部491と、周波数成分生成部492と、高周波有無判定部493を含む。
図70に、変倍パラメーター設定部465の詳細な構成例を示す。変倍パラメーター設定部465は、赤玉領域パラメーター算出部495と、ブロック変倍パラメーター算出部496を含む。
DRatio(x,y)
=|ISb(x,y)−Rb(x,y)|/|R0−Rb(x,y)|
=|ISb(x,y)−Rb(x,y)|/Rr (31)
DB(x,y)
=|R0−B0(x,y)| (32)
ND(x,y)=DB(x,y)/(1+DRatio(x,y))×Rr
(33)
上記の本実施形態では、画像処理部410を構成する各部をハードウェアで構成することとしたが、これに限定されるものではない。例えば、カプセル内視鏡などの撮像装置を用いて予め取得された画像に対して、CPUが各部の処理を行う構成とし、CPUがプログラムを実行することによってソフトウェアとして実現することとしてもよい。あるいは、各部が行う処理の一部をソフトウェアで構成することとしてもよい。あらかじめ取得された画像は、例えば、A/D変換部305が出力するベイヤ配列の出力画像を、RAWファイルとして記録媒体に記録した画像である。
104 回転色フィルター、105 回転駆動部、106 集光レンズ、
107 光源制御部、200 操作部、201 湾曲操作レバー、
202 挿入口、203 操作量検出センサー、300 挿入部、
301 ライトガイドファイバー、302 照明レンズ、303 対物光学系、
304 撮像素子、305 A/D変換部、306 湾曲操作ワイヤー、
307 挿通チャンネル、308 処置具センサー、309 ハーフミラー、
310 撮像素子、311 A/D変換部、312 磁気コイル、
313 メモリー、400 制御装置、410 画像処理部、
411 前処理部、412 同時化部、413 注目領域設定部、
414 変倍処理部、415 後処理部、416 測光部、417 同時化部、
418 前処理部、420 制御部、430 状態情報取得部、
431 湾曲角度検出部、432 湾曲動き量検出部、433 輝度換算部、
434 加算部、435 調整係数算出部、436 被写体情報取得部、
437 観察情報取得部、441 輝度換算部、442 加算部、
443 特定部、451 局所領域設定部、452 特徴量算出部、
453 病変領域検出部、454 ラベリング処理部、455 領域選出部、
456 座標算出部、457 対応付け部、458 変倍処理条件設定部、
461 色変換部、462 赤玉領域候補検出部、
463 デフォーカス検出部、464 赤玉領域判定部、
465 変倍パラメーター設定部、471 歪み補正部、
472 画像メモリー、473 動き検出部、474 設定部、
481 領域分割部、482 統計量算出部、483 特定色領域判定部、
484 メモリー、491 領域分割部、492 周波数成分生成部、
493 高周波有無判定部、495 赤玉領域パラメーター算出部、
496 ブロック変倍パラメーター算出部、500 表示部、
550 外部I/F部、600 コンピュータシステム、610 本体部、
611 CPU、612 RAM、613 ROM、614 HDD、
615 CD−ROMドライブ、616 USBポート、
617 I/Oインターフェース、618 LANインターフェース、
620 ディスプレイ、621 表示画面、630 キーボード、640 マウス、
650 モデム、660 CD−ROM、670 USBメモリー、681 PC、
682 サーバ、683 プリンタ、
700 形状検出部、701〜703 色フィルター、704 回転モーター、
A,B 倍率、a(m,n) 局所領域、B0(x,y) ブロック中心、
B2,G2 画像信号、C1 半径、C2 距離、CL 境界線、
DB(x,y) 距離、DRatio 距離比、DS(x,y) 距離、
ISb(x,y) 交点、L 距離、LC1,LC2 光線、LW 長さ、
N,M 横幅の画素数、(N/2,M/2) 画像中心の座標、
nB,nG 色フィルター、N1 広域エリアネットワーク、N3 公衆回線、
R 半径、rd 距離、R0 中心位置、Rb(x,y) 交点、Rr 半径、
Rs 半径、SF1〜SF3 面、(x,y) 座標、
(x0,y0) 注目領域中心画素の座標、α 拡大率、β 縮小率、θ 湾曲角度
Claims (17)
- 被写体像を含む撮像画像を取得する画像取得部と、
前記撮像画像に対して注目領域を設定する注目領域設定部と、
前記撮像画像の画角を維持しながら前記注目領域を他の領域よりも相対的に拡大する局所的な変倍処理を行う変倍処理部と、
を含み、
前記撮像画像は、
生体内が撮像された画像であり、
前記注目領域設定部は、
スコープ先端部と前記生体との接触状態情報を、前記撮像画像に基づいて取得する接触状態情報取得部を有し、
前記注目領域設定部は、
前記接触状態情報に基づいて前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項1において、
前記接触状態情報取得部は、
前記撮像画像において特定の色範囲の色を有する特定色領域を検出し、前記特定色領域に基づいて接触領域を設定し、
前記注目領域設定部は、
前記接触領域以外の領域を前記注目領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項2において、
前記接触状態情報取得部は、
前記特定色領域の画像を空間周波数成分に変換し、変換された前記空間周波数成分の振幅値が所定値以上となる最高周波数が第1の閾値以下、或いは前記空間周波数成分の振幅値の総和が第2の閾値以下であると判定した場合、前記特定色領域を前記接触領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項2において、
前記接触状態情報取得部は、
前記特定色領域を含む円を設定し、前記円の内側を前記接触領域に設定し、
前記変倍処理部は、
前記接触領域の円の中心と前記撮像画像の外周を結ぶ直線において、前記中心から円周までの距離と前記円周から前記外周までの距離の比に基づいて、前記注目領域の拡大率を設定することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項2において、
前記接触状態情報は、
前記接触領域の位置と大きさを表す情報であることを特徴とする内視鏡装置。 - 被写体像を含む撮像画像を取得する画像取得部と、
前記撮像画像に対して注目領域を設定する注目領域設定部と、
前記撮像画像の画角を維持しながら前記注目領域を他の領域よりも相対的に拡大する局所的な変倍処理を行う変倍処理部と、
を含み、
前記撮像画像は、
特定の波長帯域における情報を有する被写体像が撮像された特殊光画像と、白色光の波長帯域における情報を有する被写体像が撮像された通常光画像であり、
前記注目領域設定部は、
前記特殊光画像に基づいて特徴量を算出し、所定の特徴量を有する領域に基づいて前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項6において、
前記変倍処理部は、
設定された前記注目領域に基づいて、前記通常光画像を変倍処理することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項6において、
前記特定の波長帯域は、
前記白色の波長帯域よりも狭い帯域であることを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項8において、
前記特殊光画像及び通常光画像は、
生体内を撮像した生体内画像であり、
前記生体内画像に含まれる前記特定の波長帯域は、
血液中のヘモグロビンに吸収される波長の波長帯域であることを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項6において、
前記特殊光画像及び通常光画像は、
生体内を写した生体内画像であり、
前記生体内画像に含まれる前記特定の波長帯域は、
蛍光物質が発する蛍光の波長帯域であることを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項6において、
前記特殊光画像及び通常光画像は、
生体内を写した生体内画像であり、
前記生体内画像に含まれる前記特定の波長帯域は、
赤外光の波長帯域であることを特徴とする内視鏡装置。 - 被写体像を含む撮像画像を取得する画像取得部と、
状態情報取得部と、
前記撮像画像に対して注目領域を設定する注目領域設定部と、
前記撮像画像の画角を維持しながら前記注目領域を他の領域よりも相対的に拡大する局所的な変倍処理を行う変倍処理部と、
を含み、
前記状態情報取得部は、
前記被写体とスコープ先端部との間の距離を表す距離情報を、前記被写体を照明する光源部の出射光量に基づいて取得し、
前記注目領域設定部は、
前記距離情報に基づいて前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項12において、
前記注目領域設定部は、
前記距離が閾値よりも近いと判断された場合に、前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項12において、
前方視野に対応する領域の調光制御を行う第1の測光モード、又は側方視野に対応する領域の調光制御を行う第2の測光モードを設定するモード設定部と、
設定された測光モードにおいて調光制御される領域の明るさに基づいて前記光源部の絞りの開口面積を制御することにより、前記出射光量を制御する調光制御部を含み、
前記距離情報は、
前記調光制御部により制御された前記開口面積であり、
前記注目領域設定部は、
前記開口面積が閾値よりも小さいと判断された場合に、設定された測光モードにおいて調光制御される領域を前記注目領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。 - 被写体像を含む撮像画像を取得する画像取得部と、
状態情報取得部と、
前記撮像画像に対して注目領域を設定する注目領域設定部と、
前記撮像画像の画角を維持しながら前記注目領域を他の領域よりも相対的に拡大する局所的な変倍処理を行う変倍処理部と、
を含み、
内視鏡装置には、前方視野と側方視野を結像する対物光学系を有するスコープが着脱可能であり、
前記状態情報取得部は、
装着された前記スコープを識別する識別情報を取得し、
前記注目領域設定部は、
前記識別情報が下部消化管用のスコープを表す識別情報である場合、前記撮像画像の中の前記側方視野に対応する領域を前記注目領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項15において、
前記注目領域設定部は、
前記識別情報が上部消化管用のスコープを表す識別情報である場合、前記撮像画像の中の前記前方視野に対応する領域を前記注目領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。 - 被写体像を含む撮像画像を取得する処理を行い、
生体内が撮像された画像である前記撮像画像に基づいて、スコープ先端部と前記生体との接触状態情報を取得する処理を行い、
前記接触状態情報に基づいて、前記撮像画像に対して注目領域を設定する処理を行い、
前記撮像画像の画角を維持しながら前記注目領域を他の領域よりも相対的に拡大する局所的な変倍処理を行う、
ことを特徴とする内視鏡装置の作動方法。
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