JP6027351B2 - Color adjustment system for electronic endoscope - Google Patents
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Description
本発明は、電子内視鏡において色調調整を行うためのシステムに関し、特にホワイトバランス調整を行うためのシステムに関する。 The present invention relates to a system for performing color tone adjustment in an electronic endoscope, and more particularly to a system for performing white balance adjustment.
電子内視鏡のホワイトバランス調整では、ユーザが白色の基準となるホワイトバランス調整筒に挿入部先端を挿入するとともにホワイトバランス調整筒の底面の画像を撮影することで行われる。しかし、このようなホワイトバランス調整処理では、ユーザが挿入部先端をホワイトバランス調整筒に挿入する際、筒開口部にその先端をぶつけて破損させてしまうことがある。このような問題に対しては、ホワイトバランス調整筒とホワイトバランス調整を開始するボタンの配置を工夫することで、挿入部先端の筒内への挿入を容易にするとともに挿入部を把持したままその手でボタン操作ができるようにすることで、筒開口部への挿入部先端の衝突を防止した構成が提案されている(特許文献1参照)。 In the white balance adjustment of the electronic endoscope, the user inserts the distal end of the insertion portion into the white balance adjustment cylinder serving as a white reference and takes an image of the bottom surface of the white balance adjustment cylinder. However, in such a white balance adjustment process, when the user inserts the distal end of the insertion section into the white balance adjustment cylinder, the distal end of the insertion section may hit the cylinder opening and be damaged. To solve this problem, the arrangement of the white balance adjustment cylinder and the button for starting the white balance adjustment can be devised to facilitate the insertion of the distal end of the insertion section into the cylinder and to hold the insertion section while holding the insertion section. A configuration has been proposed in which a button operation can be performed by hand to prevent collision of the distal end of the insertion portion with the cylinder opening (see Patent Document 1).
しかし、ホワイトバランス調整では、ユーザが挿入部先端をホワイトバランス調整筒内へと挿入するときにだけ注意が必要なのではない。例えば、ホワイトバランス調整では、モニタの映像から挿入部先端の筒底面から距離を把握し、その距離をホワイトバランス調整にとって適切な距離に維持したままホワイトバランス調整開始ボタンを操作する必要がある。そのためユーザは、挿入部を把持する手の位置、モニタ画面、操作パネル上のボタンの位置等に対して同時に注意を払う必要がある。特に内視鏡挿入部は滅菌処理を施しているためその先端が筒の底面や内壁に接触することは望ましくない。 However, in white balance adjustment, it is not necessary to pay attention only when the user inserts the distal end of the insertion portion into the white balance adjustment cylinder. For example, in white balance adjustment, it is necessary to grasp the distance from the bottom of the cylinder at the distal end of the insertion portion from the monitor image and operate the white balance adjustment start button while maintaining the distance at an appropriate distance for white balance adjustment. Therefore, the user needs to pay attention simultaneously to the position of the hand holding the insertion portion, the monitor screen, the position of the button on the operation panel, and the like. In particular, since the endoscope insertion portion is sterilized, it is not desirable that the distal end of the endoscope insertion portion contacts the bottom surface or the inner wall of the cylinder.
本発明は、ホワイトバランス調整を含む色調調整におけるユーザの負担を軽減することを課題としている。 An object of the present invention is to reduce a user's burden in color tone adjustment including white balance adjustment.
本発明の電子内視鏡用色調調整システムは、調整筒を用いた色調調整を行うための電子内視鏡の色調調整システムであって、調整筒内の画像に基づいて電子内視鏡挿入部先端から調整筒底面までの距離を把握する距離把握手段とを備え、この距離が所定距離にあるときに色調調整を開始することを特徴としている。 The color adjustment system for an electronic endoscope of the present invention is a color adjustment system for an electronic endoscope for performing color adjustment using an adjustment cylinder, and includes an electronic endoscope insertion unit based on an image in the adjustment cylinder Distance grasping means for grasping the distance from the tip to the bottom surface of the adjustment cylinder, and color adjustment is started when the distance is within a predetermined distance.
距離把握手段は、画像に含まれる基本図形の少なくとも大きさ、コントラスト、光量、パターンの何れか1つを用いて上記距離を把握することが好ましい。また、色調調整は、上記距離が所定距離にあることに加え、画像全体が所定の均一性を有するときに開始されることが好ましい。また上記色調調整は例えばホワイトバランス調整である。色調調整システムは、電子内視鏡挿入部先端の位置を誘導する位置誘導手段を更に備えることが好ましい。 It is preferable that the distance grasping means grasps the distance using at least one of the basic figure included in the image, the contrast, the light amount, and the pattern. Further, it is preferable that the color tone adjustment is started when the entire image has a predetermined uniformity in addition to the predetermined distance. The color tone adjustment is, for example, white balance adjustment. It is preferable that the color tone adjustment system further includes position guiding means for guiding the position of the distal end of the electronic endoscope insertion portion.
本発明の電子内視鏡システムは、上記色調調整システムを備えたことを特徴としている。 An electronic endoscope system according to the present invention includes the above-described color tone adjustment system.
本発明によれば、ホワイトバランス調整を含む色調調整におけるユーザの負担を軽減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the burden on the user in color tone adjustment including white balance adjustment.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1実施形態である色調調整システムを適用した電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electronic endoscope system to which a color tone adjustment system according to a first embodiment of the present invention is applied.
電子内視鏡システム10は、スコープ11とプロセッサ装置12、モニタ13を備える。スコープ11は、可撓管からなる挿入部を備え、その先端には例えばCCDなどの撮像素子14が配置される。撮像素子14は、スコープ11のコネクタ部に設けられた撮像素子駆動回路15によって駆動され、撮像素子駆動回路15は、プロセッサ装置12内のシステムコントローラ16によって制御される。
The
撮像素子14から出力される画像信号は、例えばスコープ11のコネクタ部に設けられたAFE(アナログフロントエンド)17を介してプロセッサ装置12内の映像信号処理回路18に入力され、所定の処理が施された後、例えばモニタ13などの出力装置に出力される。映像信号処理回路18は、システムコントローラ16によって制御され、システムコントローラ16は、映像信号処理回路18から画像データを取得可能であるとともに映像信号処理回路18に画像信号を出力可能である。
An image signal output from the
更にシステムコントローラ16にはプロセッサ装置12のフロントパネル19が接続されており、システムコントローラ16は、フロントパネル19に設けられたスイッチ類の操作に基づいて各種処理を実行する。また、プロセッサ装置12内には光源部20が設けられ、照明光は光源部20からスコープ11内に設けられたライトガイド21を介してスコープ11の挿入部先端にまで伝送され、その先端から照射される。なお光源部20は、調光用の絞り(図示せず)を備え、それらの動きは例えばシステムコントローラ16によって制御される。
Further, a
図2には、ホワイトバランス調整処理において、ユーザによりスコープ11の挿入部22が把持され、その先端がホワイトバランス調整筒(色調調整筒)23に挿入されたときの様子が示される。なお、ホワイトバランス調整筒23は、筒状の補助具であり、例えばプロセッサ装置12を載置するラック(図示せず)等に取り付けられている。
FIG. 2 shows a state in which the
ホワイトバランス調整処理は、照明光を照射して撮像素子14での撮像を開始した状態で、ユーザが挿入部22の先端をホワイトバランス調整筒23内へと挿入することで行われる。基準色である白色とされたホワイトバランス調整筒23の内部は、光源部20からの光で照明され、その画像は撮像素子14において撮影される。撮影された画像は映像信号処理回路18へと送られ、モニタ13にも表示される。図3は、このとき撮影される筒内の画像の一例を示したものである。
The white balance adjustment process is performed when the user inserts the distal end of the
図3に示されるように、本実施形態においてホワイトバランス調整筒23は円筒形であり、撮影画像にはその底面である円Cが映し出される。第1実施形態では、例えばシステムコントローラ16において撮影された画像から円Cが抽出され、その大きさが所定の大きさか否かが判定される。本実施形態において、システムコントローラ16は抽出された円Cの大きさが所定の大きさである場合に、挿入部22の先端とホワイトバランス調整筒23の底面との距離が適正であると判断し、ホワイトバランス調整処理を開始する。すなわち、画像中の所定領域のRGB信号出力が所定の比率となるようにシステムコントローラ16は映像信号処理回路18のRGB信号のゲインを調整する。
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the white
図4は、第1実施形態のホワイトバランス調整モードにおける処理の流れを示すフローチャートである。ホワイトバランス調整モードは、例えばプロセッサ装置12のフロントパネル19に設けられたホワイトバランス・ボタン(図示せず)を操作することで開始される。
FIG. 4 is a flowchart showing the flow of processing in the white balance adjustment mode of the first embodiment. The white balance adjustment mode is started, for example, by operating a white balance button (not shown) provided on the
ステップS100では、スコープ11で取得される画像のホワイトバランスを調整するために、撮影画像の1フィールド分あるいは1フレーム分の画像が、例えば映像信号処理回路18からシステムコントローラ16に読み込まれる。ステップS102では、タイムアウト時間内であるか、すなわちホワイトバランス調整モードが選択されてから所定時間以内かが判定される。所定時間が既に経過しており、タイムアウトしていると判定される場合には、ステップS110においてホワイトバランス調整用画像の取得に失敗したことを示すエラーメッセージをモニタ13に表示し、ホワイトバランス調整モードは直ちに終了して処理は通常のモードに復帰する。
In step S100, in order to adjust the white balance of the image acquired by the
タイムアウト時間以内であると判定されると、ステップS100において読み込まれたホワイトバランス調整用の画像の略全体が、一定の均一性をもった白色の画像であるか否かがステップS104で判定される。例えば、全画素の色度座標(x,y)が所定の領域内に収まっているか否かが判定される。取得された画像が一定の均一性をもたないと判定されると、処理はステップS100に戻り、次のフィールドまたはフレーム画像がホワイトバランス調整用画像として読み込まれ、同様の処理が繰り返される。 If it is determined that the time is within the time-out period, it is determined in step S104 whether or not substantially the entire white balance adjustment image read in step S100 is a white image having a certain uniformity. . For example, it is determined whether or not the chromaticity coordinates (x, y) of all the pixels are within a predetermined area. If it is determined that the acquired image does not have a certain uniformity, the process returns to step S100, the next field or frame image is read as a white balance adjustment image, and the same process is repeated.
一方、ステップS104において取得画像が一定の均一性をもった白色画像であると判定されると、ステップS106において、取得画像から例えば輝度情報に基づき図2の円C(調整筒底面の輪郭)が抽出され、その大きさが所定の大きさであるか否かが判定される。すなわち、取得画像中に映し出されるホワイトバランス調整筒23の底面の大きさは、挿入部先端が底面に近づくにつれて大きくなるため、第1実施形態では、この底面(円C)の大きさをモニタすることにより、挿入部先端がホワイトバランス調整にとって適正な距離にあるか否かを判定する。
On the other hand, if it is determined in step S104 that the acquired image is a white image having a certain uniformity, in step S106, a circle C (the contour of the bottom surface of the adjustment cylinder) in FIG. It is extracted, and it is determined whether or not the size is a predetermined size. That is, since the size of the bottom surface of the white
取得画像に映し出されたホワイトバランス調整筒23の底面(円C)の大きさが所定の大きさではない(例えば半径が所定の範囲に入っていない)と判定されると、処理はステップS100に戻り、次のフィールドまたはフレーム画像がホワイトバランス調整用画像として読み込まれ、同様の処理が繰り返される。一方、ステップS106においてホワイトバランス調整筒23の底面の大きさが所定の大きさであると判定されると、ステップS108において従来周知のホワイトバランス調整処理が開始される。ホワイトバランス調整が完了するとこのホワイトバランス調整モードは終了する。
If it is determined that the size of the bottom surface (circle C) of the white
すなわち、本実施形態において、ホワイトバランス調整処理(ステップS108)は、取得画像全体が略均一で、かつ映し出されたホワイトバランス調整筒23の大きさが所定の大きさのときに、挿入部先端がホワイトバランス調整筒23の中に挿入され、かつ適正な位置(距離)に配置されたものとして、ホワイトバランス調整処理を自動的に開始する。
That is, in this embodiment, the white balance adjustment process (step S108) is performed when the entire acquired image is substantially uniform and the projected white
以上のように、第1実施形態によれば、ユーザはホワイトバランス・ボタンを押してホワイトバランス調整モードを起動した後、挿入部先端をホワイトバランス調整筒に挿入し、モニタを見ながら先端が筒内壁に接触しないようにするだけでよく、先端が適正位置にあるかを判断し、かつ適正位置にあると判断されるときにホワイトバランス調整処理を開始するためのスイッチ操作などを行う必要がない。これによりホワイトバランス調整におけるユーザが同時に注意しなければならない項目が減り、作業の負担が軽減される。 As described above, according to the first embodiment, after the user presses the white balance button to activate the white balance adjustment mode, the distal end of the insertion portion is inserted into the white balance adjustment cylinder, and the distal end is the inner wall of the cylinder while looking at the monitor. It is not necessary to perform a switch operation or the like for starting the white balance adjustment process when it is determined whether the tip is in the proper position and when it is determined that the tip is in the proper position. This reduces the items that the user must pay attention to at the same time in white balance adjustment, thereby reducing the work burden.
次に図5を参照して第2実施形態のホワイトバランス調整システムについて説明する。第1実施形態では、ホワイトバランス調整筒の底面の輪郭形状を抽出し、その大きさに基づいてホワイトバランス調整処理を自動的に開始した。一方、第2実施形態では、例えばホワイトバランス調整筒の底面の略中央に図5に示されるような白黒の図形Sを配置し、そのコントラストからスコープ11の挿入部先端がホワイトバランス調整処理にとっての適正な位置に存在するか否かが判定される。
Next, a white balance adjustment system according to a second embodiment will be described with reference to FIG. In the first embodiment, the contour shape of the bottom surface of the white balance adjustment cylinder is extracted, and the white balance adjustment process is automatically started based on the size. On the other hand, in the second embodiment, for example, a black and white figure S as shown in FIG. 5 is arranged at substantially the center of the bottom surface of the white balance adjustment cylinder, and the tip of the insertion portion of the
すなわち第2実施形態では、第1実施形態の図4のステップS106における調整筒底面の輪郭Cの抽出とその大きさの評価に替えて、同ステップにおいて取得画像に対して画像全体のコントラスト値を計算し、その値が所定値以上のときにステップS108のホワイトバランス調整処理を開始する構成とされる。なお、その他の構成は第1実施形態と同様である。 That is, in the second embodiment, instead of extracting the contour C of the bottom surface of the adjustment cylinder and evaluating its size in step S106 of FIG. 4 of the first embodiment, the contrast value of the entire image is obtained with respect to the acquired image in the same step. The white balance adjustment process in step S108 is started when the calculated value is equal to or greater than a predetermined value. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
以上のように、第2実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。 As described above, also in the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
次に図6〜図8を参照して本発明の第3実施形態のホワイトバランス調整システムについて説明する。図6は、第1実施形態の説明における図4に対応するフローチャートであり、第3実施形態のホワイトバランス調整モードにおける処理の流れを示す。 Next, a white balance adjustment system according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a flowchart corresponding to FIG. 4 in the description of the first embodiment, and shows the flow of processing in the white balance adjustment mode of the third embodiment.
ステップS200〜S206、S210、S214は、それぞれ、図4のステップS100〜S106、S108、S110に対応し、対応する各ステップでは同様の処理が実行される。すなわち、ステップS200では、スコープ11で撮影された画像がシステムコントローラ16(図1)に読み込まれ、ステップ204では取得画像が、略均一な白色画像であるか(調整筒内部の画像か)否かが判定される。略均一な白色でないと判断される場合にはステップS200に戻り次の画像が取得され、略均一であると判断される場合にはステップS206において取得画像からホワイトバランス調整筒23の底面輪郭が抽出されてその大きさが所定値以内であるか否かが判定される。また、ステップS210では従来周知のホワイトバランス調整処理が実行され、ステップS214では、タイムアウトエラーの表示が行われる。
Steps S200 to S206, S210, and S214 correspond to steps S100 to S106, S108, and S110 of FIG. 4, respectively, and similar processing is executed in the corresponding steps. That is, in step S200, an image captured by the
第3実施形態では、第1実施形態の処理に加え、ステップS206の判定の後、ユーザが保持する挿入部先端を適正位置に誘導するためのマークがモニタ13(図1)に表示される。すなわち、第3実施形態ではステップS206において取得画像に所定の大きさの円Cが含まれないと判断されると、システムコントローラ16はステップS212において、例えば点滅する誘導マークを取得画像に重畳してモニタ13へ出力する。
In the third embodiment, in addition to the processing of the first embodiment, after the determination in step S206, a mark for guiding the distal end of the insertion portion held by the user to an appropriate position is displayed on the monitor 13 (FIG. 1). That is, in the third embodiment, when it is determined in step S206 that the acquired image does not include the circle C having a predetermined size, the
一方、ステップS206において取得画像に所定の大きさの円Cが含まれると判断されると、ステップS208において、誘導マークの点滅表示が中止され、変わりに例えば「OK」のメッセージが表示される。そしてステップS210においてホワイトバランス調整処理が実行され、この処理は終了する。 On the other hand, if it is determined in step S206 that the acquired image includes the circle C having a predetermined size, the blinking display of the guidance mark is stopped in step S208, and for example, an “OK” message is displayed instead. In step S210, white balance adjustment processing is executed, and this processing ends.
図7、図8は、ステップS212で表示される誘導マークの一例をそれぞれ示すものである。図7の例では、挿入部先端が適正位置に配置されたときのホワイトバランス調整筒23の底面輪郭形状Pが取得画像に重畳される。すなわち、図7の底面輪郭形状Pは、挿入部先端が調整筒23の底面から適正な距離に配置されるとともに、調整筒23の略円筒中心に配置されたときの底面輪郭の配置、大きさを示す。これによりユーザは、実際の底面輪郭Cが誘導マークである円Pよりも小さければ先端を更に底面に近づけ、大きければ遠ざければよいことが分かる。また円C、Pの中心のずれから先端を左右上下何れの方向に移動すればよいかも容易に理解できる。
7 and 8 respectively show examples of the guidance mark displayed in step S212. In the example of FIG. 7, the bottom surface contour shape P of the white
一方、図8の例は、輪郭形状である円Pそのものを表示するのではなく、底面輪郭を現す円Pの位置を示すために、例えば4つの角トンボマークT1〜T4を表示したものである。すなわち、挿入部先端の位置が適正位置にあれば、4つの角トンボマークT1〜T4の角はそれぞれ円筒底面の輪郭円Cに接触する。 On the other hand, the example of FIG. 8 does not display the circle P itself that is the contour shape, but displays, for example, four corner registration marks T1 to T4 in order to indicate the position of the circle P that expresses the bottom surface contour. . That is, if the position of the distal end of the insertion portion is in an appropriate position, the corners of the four corner registration marks T1 to T4 are in contact with the contour circle C on the bottom surface of the cylinder.
以上のように、第3実施形態においても第1実施形態と同様の効果を得ることができ、かつ誘導マークの表示によりユーザはより容易に挿入部先端を適正位置にまで移動することができる。 As described above, also in the third embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and the user can easily move the distal end of the insertion portion to an appropriate position by displaying the guidance mark.
なお、適正距離にあるか否かの自動判断は、本実施形態以外にも、例えば調光用絞りを固定するとともに取得画像全体の輝度(照明光の光量)を評価することで行ってもよく、またホワイトバランス調整筒内にパターンを描き、取得画像内に撮影されているパターンの形状を解析することによっても可能である。 In addition to this embodiment, the automatic determination of whether or not the distance is appropriate may be performed by, for example, fixing the dimming diaphragm and evaluating the brightness of the entire acquired image (the amount of illumination light). It is also possible to draw a pattern in the white balance adjustment cylinder and analyze the shape of the pattern photographed in the acquired image.
本実施形態においてホワイトバランス調整筒は円筒形であったが、調整筒の断面形状は円筒形に限定されるものではない。また、本実施形態ではホワイトバランス調整を例に説明を行ったが、例えば白色以外を基準色とする色調調整においても用いることができる。 In the present embodiment, the white balance adjustment cylinder is cylindrical, but the cross-sectional shape of the adjustment cylinder is not limited to the cylindrical shape. In the present embodiment, the white balance adjustment has been described as an example. However, for example, it can be used in the color tone adjustment using a color other than white as a reference color.
10 電子内視鏡システム
11 スコープ
12 プロセッサ装置
13 モニタ
14 撮像素子(CCD)
16 システムコントローラ
18 映像信号処理回路
19 フロントパネル
20 光源部
DESCRIPTION OF
16
Claims (5)
前記調整筒内の画像に基づいて、前記電子内視鏡挿入部先端から前記調整筒底面までの距離を把握する距離把握手段とを備え、
前記距離が所定距離にあり、前記画像全体が所定の均一性を有するときに前記色調調整を開始する
ことを特徴とする電子内視鏡用色調調整システム。 An electronic endoscope color tone adjustment system for performing color tone adjustment using an adjustment cylinder,
A distance grasping means for grasping the distance from the distal end of the electronic endoscope insertion portion to the bottom surface of the adjustment tube based on the image in the adjustment tube;
The distance Ri predetermined distance away, the electronic endoscope color tone adjustment system, characterized in that to start the color tone adjustment when the entire image has a predetermined uniformity.
An electronic endoscope system comprising the color tone adjustment system according to claim 1.
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