JP5865606B2 - 内視鏡装置及び内視鏡装置の作動方法 - Google Patents
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Description
1.1.本実施形態の手法
まず本実施形態の概要について説明する。上記の特許文献1には、スコープ先端部の前方視野と側方視野を観察可能な対物光学系が開示されている。図1にこの対物光学系の構成例を示す。図1に示すように、前方視野からの光線LC1は面SF1から入射し、側方視野からの光線LC2は面SF3から入射する。これらの光線LC1、LC2が面SF1、SF2により屈折又は反射されることにより、前方視野と側方視野が結像される。
従来の調光処理について詳細に説明する。調光処理では、まず、被写体の明るさを測定する測光処理を行う。具体的には、撮像素子から順次得られる1フレーム分又は1フィールド分の画像信号中の輝度信号の平均値が算出される。ここで、測光領域としては、一般的に、画像信号の有効領域が用いられる。画像信号の有効領域とは、図2(B)に示される画像信号からマスク領域を除いた、前方領域と側方領域を指す。
2.1.内視鏡装置
上記のように撮像画像に注目領域を設定し、その注目領域の明るさを調光により制御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、後処理部415と、測光部416と、階調変換部419を含む。
階調変換部419が行う処理について詳細に説明する。図7に、階調変換部419の詳細な構成例を示す。階調変換部419は、領域分割部445と、ヒストグラム算出部446と、階調変換特性算出部447と、変換部448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、測光部416と制御部420が行う調光制御について詳細に説明する。
本実施形態では、上記のようにして設定した注目領域を拡大する変倍処理を行ってもよい。以下では、この変形例について詳細に説明する。
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を設定する第3の実施形態について説明する。
図20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。
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。
次に、注目領域設定処理や測光処理を行う画像処理部410について詳細に説明する。図22に、第3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、後処理部415と、測光部416と、階調変換部419を含む。なお、図6等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
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。
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測光処理を行うが、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)に基づいて測光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26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は測光部416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。
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32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、後処理部415、測光部416、階調変換部419を含む。なお、前処理部411と、階調変換部419と、後処理部415と、測光部416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34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、測光処理条件設定部459を含む。
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38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、後処理部415と、測光部416と、階調変換部419を含む。注目領域設定部413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42(A)〜図42(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。
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44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。
第9の実施形態における画像処理部410は、前処理部411と、同時化部412と、注目領域設定部413と、後処理部415と、測光部416と、階調変換部419を含む。なお、構成は、図17で説明した第2の実施形態と同様である。注目領域設定部413以外の動作や処理は第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48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50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51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53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 (27)
DB(x,y)
=|R0−B0(x,y)| (28)
ND(x,y)=DB(x,y)/(1+DRatio(x,y))×Rr
(29)
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、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、314,315 照明レンズ
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、
419 階調変換部、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、
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、445 領域分割部、
446 ヒストグラム算出部、447 階調変換特性算出部、
448 変換部、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、459 測光処理条件設定部、
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、700 形状検出部、701〜703 色フィルター、
704 回転モーター、
A,B 重み係数、a(m,n) 局所領域、B0(x,y) ブロック中心、
B2,G2 画像信号、DB(x,y) 距離、DRatio 距離比、
DS(x,y) 距離、ISb(x,y) 交点、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、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 (7)
- 光源部からの照明光を被写体に照射することにより得られた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、
設定された前記注目領域に基づいて、前記照明光の光量を調光制御する調光制御部と、
を含み、
前記画像取得部は、
スコープ先端部の前方視野及び側方視野が撮像された前記撮像画像を取得し、
前記注目領域設定部は、
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、前記スコープ先端部と生体との接触領域を設定する接触状態情報取得部を有し、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1において、
前記撮像画像は、
前記前方視野及び前記側方視野を結像する対物光学系により得られた画像であることを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項2において、
前記対物光学系は、
180°より大きい視野角を有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1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、
前記調光制御部は、
前記接触領域の円の外側の領域の調光制御を行う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、
前記接触領域の位置と大きさを表す情報を取得し、
前記注目領域設定部は、
前記接触領域の位置と大きさを表す前記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。 - 光源部からの照明光を被写体に照射することにより得られた被写体像を含み、スコープ先端部の前方視野及び側方視野が撮像された撮像画像を取得し、
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、前記スコープ先端部と生体との接触領域を設定し、
前記接触領域以外の領域を、前記撮像画像に対する注目領域に設定し、
設定された前記注目領域に基づいて、前記照明光の光量を調光制御する、
ことを特徴とする内視鏡装置の作動方法。
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