JP6168879B2 - 内視鏡装置、内視鏡装置の作動方法及びプログラム - Google Patents
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Description
まず本実施形態の手法について説明する。上述したように内視鏡装置による生体内画像の撮像においては、太陽光等の環境光が被写体に到達しないため、内視鏡装置の照明部により照明光を照射する必要がある。その場合、観察すべき被写体に照射される光量が強すぎれば、当該被写体は撮像画像において明るく撮像されすぎる(例えば輝度値が高すぎて白飛びする)ため観察に適した状態と言えない。同様に、光量が弱すぎれば当該被写体は撮像画像において暗く撮像されすぎる(例えば輝度値が低すぎて黒つぶれする)ため観察に適した状態でない。つまり、照明光(照射光)の照射は観察部位が適正露光となるように行われる必要がある。
第1の実施形態について説明する。具体的には、本実施形態に係る内視鏡装置のシステム構成例を説明した後、距離情報に基づく配光パターンの決定処理、変形例について説明する。
図1に本実施形態に係る内視鏡装置のシステム構成例を示す。本実施形態の内視鏡装置は、内視鏡スコープ1と、プロセッサ部2と、表示部3と、光源部4とを含む。ただし、内視鏡装置、及び内視鏡装置の各部は図1の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
次に、配光パターンの決定処理について説明する。配光パターン決定部22は、距離情報取得部21から受信した距離情報に基づいて、距離マップを作成し、撮影画像に対して当該距離マップの値に応じて近距離、遠距離の検出を行う。配光パターン決定部22は、求めた検出結果に基づいて配光パターンを決定する。以下、配光パターン決定部22の具体的な動作について説明する。
なお、本実施形態は種々の変更が可能である。例えば、上述の説明では内視鏡スコープ1の照射口12a〜12eを、図3で示す5箇所としたが、照射口の数は5箇所に限定する必要はない。照射口の数が多いほどきめ細かい制御が可能となる。一方、少ない場合には光量制御が粗くなるが、本実施形態における階調補正部23が配光制御の粗さを補う働きをするため、大きな性能低下はない。また、照明口を少なくすることで、内視鏡スコープ1を細く構成すること等が可能になる。
以上の本実施形態では、内視鏡装置は図1に示したように、被写体を撮影する撮像部11と、被写体を照明する照射口12を有する照明部14とが先端部に設けられる内視鏡スコープ1と、内視鏡スコープ1の先端部から、被写体までの距離情報の取得処理を行う距離情報取得部21と、取得した距離情報に基づいて、照明部14から照射する照明光の配光パターンを決定する配光パターン決定部22と、撮像部11が取得した撮像画像に対して、階調補正処理を施す階調補正部23を含む。
第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、階調補正部23で求められるゲインマップを他の処理において利用する手法について説明する。ゲインマップとは、上述したように輝度値が小さい画素に対しては大きいゲイン値を設定し、輝度値が大きい画素に対しては小さいゲイン値を設定することで作成される情報であり、撮像画像に対するゲインアップ処理を決定するものである。ゲインマップは具体的には、ノイズ低減処理、配光パターンの決定処理、光源の光量制御等に用いられる。
図15に本実施形態に係る内視鏡装置のシステム構成例を示す。第1の実施形態と同一の機能を有するものに関しては、同一の符号を付与するとともに説明を省略する。本実施形態のプロセッサ部2は、第1の実施形態の構成に加えて、ノイズ低減部25を有している。ノイズ低減部25は、ステレオ画像データに重畳するランダムノイズを低減する機構を有している。
また、ゲインマップ情報を用いた処理はノイズ低減処理に限定されるものではない。図16にゲインマップを用いて光量制御を行う場合の内視鏡装置のシステム構成例を示す。
また、ゲインマップ情報を用いた配光パターン決定処理を行ってもよい。ゲインマップを用いた光量制御において上述したように、ゲイン値が大きい領域とは光量が足りていない領域であると推測することができる。逆にゲイン値が小さい領域とは充分な光量であると推測できる。
階調補正処理においては、各画素に作用されるゲイン値は、画像中の他の画素の画素値(例えば輝度値)等との関係に基づいて相対的に決定されるものである。つまり、各画素に対するゲイン値の集合であるゲインマップは、1枚の画像が作成されたタイミング以後でなければ作成することができない。
以上の本実施形態では、内視鏡装置は図15に示したように、撮像画像に含まれるノイズ成分を低減するノイズ低減部25をさらに含み、ノイズ低減部25は、階調補正部23が階調補正処理において算出したゲインマップに基づいて、ノイズ低減処理のレベル、及びノイズ低減処理の処理対象領域の少なくとも一方の決定処理を行う。
12 照射口、13 偏光手段、14 照明部、16 対物レンズ、
21 距離情報取得部、22 配光パターン決定部、23 階調補正部、
24 画像処理部、25 ノイズ低減部、41 ライトガイドケーブル、
102 距離センサ、301 光量制御部
Claims (17)
- 被写体を撮影する撮像部と、前記被写体を照明する照射口を有する照明部とが先端部に設けられる内視鏡スコープと、
前記内視鏡スコープの前記先端部から、前記被写体までの距離情報の取得処理を行う距離情報取得部と、
取得した前記距離情報に基づいて、前記照明部から照射する照明光の配光パターンを決定する配光パターン決定部と、
前記撮像部が取得した撮像画像に対して、階調補正処理を施す階調補正部と、
前記撮像画像に含まれるノイズ成分を低減するノイズ低減部と、
を含み、
前記ノイズ低減部は、
前記階調補正部が前記階調補正処理において算出したゲインマップに基づいて、ノイズ低減処理のレベル、及び前記ノイズ低減処理の処理対象領域の少なくとも一方の決定処理を行うことを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項1において、
前記ノイズ低減部は、
前記ゲインマップにより表されるゲイン値が大きい領域に対する前記ノイズ低減処理の前記レベルを、前記ゲイン値が小さい領域に対する前記ノイズ低減処理の前記レベルに比べて高くする処理、及び、
前記ゲイン値が大きい領域と、前記ゲイン値が小さい領域のうち、前記ゲイン値が大きい領域を前記ノイズ低減処理の前記処理対象領域とする処理の少なくとも一方の処理を行うことを特徴とする内視鏡装置。 - 被写体を撮影する撮像部と、前記被写体を照明する照射口を有する照明部とが先端部に設けられる内視鏡スコープと、
前記内視鏡スコープの前記先端部から、前記被写体までの距離情報の取得処理を行う距離情報取得部と、
取得した前記距離情報に基づいて、前記照明部から照射する照明光の配光パターンを決定する配光パターン決定部と、
前記撮像部が取得した撮像画像に対して、階調補正処理を施す階調補正部と、
を含み、
前記配光パターン決定部は、
前記階調補正部が前記階調補正処理において算出したゲインマップと、前記距離情報とに基づいて、前記照明光の前記配光パターンを決定することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項3において、
前記配光パターン決定部は、
前記ゲインマップにより表されるゲイン値が大きい領域に対して、前記ゲイン値が小さい領域に比べて、照射される前記照明光の光量が大きくなるように前記配光パターンを決定することを特徴とする内視鏡装置。 - 被写体を撮影する撮像部と、前記被写体を照明する照射口を有する照明部とが先端部に設けられる内視鏡スコープと、
前記内視鏡スコープの前記先端部から、前記被写体までの距離情報の取得処理を行う距離情報取得部と、
取得した前記距離情報に基づいて、前記照明部から照射する照明光の配光パターンを決定する配光パターン決定部と、
前記撮像部が取得した撮像画像に対して、階調補正処理を施す階調補正部と、
前記照明光の光源の光量制御を行う光量制御部と、
を含み、
前記光量制御部は、
前記階調補正部が前記階調補正処理において算出したゲインマップに基づいて、前記光源の前記光量制御を行うことを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項5において、
前記光量制御部は、
前記ゲインマップにより表されるゲイン値が所与のゲイン閾値よりも大きい領域が、所与の領域閾値に比べて大きい場合に、前記光源の光量を大きくする前記光量制御を行うことを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項1乃至6のいずれかにおいて、
前記照明部は、
少なくとも二つ以上の照明口を有し、
前記配光パターン決定部は、
前記二つ以上の照明口の各照射口から照射される前記照明光の光量を調整する情報を、前記距離情報に基づいて、前記配光パターンとして決定することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項7において、
前記照明部は、
前記撮像画像の第1の領域に撮像される前記被写体に対して、第1の照明光を前記照明光として照射する第1の照明口と、
前記撮像画像のうち前記第1の領域とは異なる第2の領域に撮像される前記被写体に対して、第2の照明光を前記照明光として照射する第2の照明口を有し、
前記配光パターン決定部は、
前記第1の照明口から照射される前記第1の照明光の光量と、前記第2の照明口から照射される前記第2の照明光の光量を調整する情報を、前記距離情報に基づいて、前記配光パターンとして決定することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項7において、
前記照明部は、
前記内視鏡スコープの前記先端部において、前記撮像部に対して第1の方向側に設けられ、第1の照明光を前記照明光として照射する第1の照明口と、
前記内視鏡スコープの前記先端部において、前記撮像部に対して前記第1の方向側とは異なる第2の方向側に設けられ、第2の照明光を前記照明光として照射する第2の照明口を有し、
前記配光パターン決定部は、
前記第1の照明口から照射される前記第1の照明光の光量と、前記第2の照明口から照射される前記第2の照明光の光量を調整する情報を、前記距離情報に基づいて、前記配光パターンとして決定することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項1乃至9のいずれかにおいて、
前記撮像部は、複数の視点を有し、前記複数の視点のそれぞれに対応する前記撮像画像を複数取得するものであり、
前記距離情報取得部は、
取得された複数の前記撮像画像から得られる視差情報に基づいて、前記距離情報を取得することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項1乃至10のいずれかにおいて、
前記距離情報取得部は、
距離を測定する計測器からの前記距離情報を取得することを特徴とする内視鏡装置。 - 被写体を撮影する撮像部と、前記被写体を照明する照射口を有する照明部とが先端部に設けられる内視鏡スコープを含む内視鏡装置の作動方法であって、
前記内視鏡スコープの前記先端部から、前記被写体までの距離情報を取得する距離情報取得処理を行い、
取得した前記距離情報に基づいて、前記照明部から照射する照明光の配光パターンを決定する配光パターン決定処理を行い、
前記撮像部が取得した撮像画像に対して、階調補正処理を施し、
前記階調補正処理において算出したゲインマップに基づいて、ノイズ低減処理のレベル、及び前記ノイズ低減処理の処理対象領域の少なくとも一方の決定処理を行って、前記撮像画像に含まれるノイズ成分を低減することを特徴とする内視鏡装置の作動方法。 - 被写体を撮影する撮像部と、前記被写体を照明する照射口を有する照明部とが先端部に設けられる内視鏡スコープを含む内視鏡装置の作動方法であって、
前記内視鏡スコープの前記先端部から、前記被写体までの距離情報を取得する距離情報取得処理を行い、
取得した前記距離情報に基づいて、前記照明部から照射する照明光の配光パターンを決定する配光パターン決定処理を行い、
前記撮像部が取得した撮像画像に対して、階調補正処理を施し、
前記配光パターン決定処理において、
前記階調補正処理において算出したゲインマップと、前記距離情報とに基づいて、前記照明光の前記配光パターンを決定することを特徴とする内視鏡装置の作動方法。 - 被写体を撮影する撮像部と、前記被写体を照明する照射口を有する照明部とが先端部に設けられる内視鏡スコープを含む内視鏡装置の作動方法であって、
前記内視鏡スコープの前記先端部から、前記被写体までの距離情報を取得する距離情報取得処理を行い、
取得した前記距離情報に基づいて、前記照明部から照射する照明光の配光パターンを決定する配光パターン決定処理を行い、
前記撮像部が取得した撮像画像に対して、階調補正処理を施し、
前記階調補正処理において算出したゲインマップに基づいて、前記照明光の光源の光量制御を行うことを特徴とする内視鏡装置の作動方法。 - 被写体を撮影する撮像部と、前記被写体を照明する照射口を有する照明部とが先端部に設けられる内視鏡スコープを含む内視鏡装置を動作させるプログラムであって、
前記内視鏡スコープの先端から、前記被写体までの距離情報を取得するステップと、
取得した前記距離情報に基づいて、前記照明部から照射する照明光の配光パターンを決定するステップと、
前記撮像部が取得した撮像画像に対して、階調補正処理を施すステップと、
前記階調補正処理において算出したゲインマップに基づいて、ノイズ低減処理のレベル、及び前記ノイズ低減処理の処理対象領域の少なくとも一方の決定処理を行って、前記撮像画像に含まれるノイズ成分を低減するステップと、
を内視鏡装置に実行させるプログラム。 - 被写体を撮影する撮像部と、前記被写体を照明する照射口を有する照明部とが先端部に設けられる内視鏡スコープを含む内視鏡装置を動作させるプログラムであって、
前記内視鏡スコープの先端から、前記被写体までの距離情報を取得するステップと、
取得した前記距離情報に基づいて、前記照明部から照射する照明光の配光パターンを決定するステップと、
前記撮像部が取得した撮像画像に対して、階調補正処理を施すステップと、
を内視鏡装置に実行させ、
前記配光パターンを決定するステップにおいて、
前記階調補正処理において算出したゲインマップと、前記距離情報とに基づいて、前記照明光の前記配光パターンを決定するプログラム。 - 被写体を撮影する撮像部と、前記被写体を照明する照射口を有する照明部とが先端部に設けられる内視鏡スコープを含む内視鏡装置を動作させるプログラムであって、
前記内視鏡スコープの先端から、前記被写体までの距離情報を取得するステップと、
取得した前記距離情報に基づいて、前記照明部から照射する照明光の配光パターンを決定するステップと、
前記撮像部が取得した撮像画像に対して、階調補正処理を施すステップと、
前記階調補正処理において算出したゲインマップに基づいて、前記照明光の光源の光量制御を行うステップと、
を内視鏡装置に実行させるプログラム。
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