JP6378846B2

JP6378846B2 - 画像処理装置

Info

Publication number: JP6378846B2
Application number: JP2017558508A
Authority: JP
Inventors: 山崎　隆一; 隆一山崎
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2016-06-23
Filing date: 2017-06-09
Publication date: 2018-08-22
Anticipated expiration: 2037-06-09
Also published as: US20190082936A1; JPWO2017221738A1; WO2017221738A1

Description

本発明は、画像処理装置に関する。

従来、医療分野においては、被検体内部の観察のために内視鏡システムが用いられている。内視鏡は、一般に、患者等の被検体内に細長形状をなす可撓性の挿入部を挿入し、この挿入部先端から光源装置によって供給された照明光を照明し、この照明光の反射光を挿入部先端の撮像部で受光することによって体内画像を撮像する。このように内視鏡の撮像部によって撮像された体内画像は、内視鏡システムの処理装置において所定の画像処理を施された後に、内視鏡システムのディスプレイに表示される。医師等のユーザは、ディスプレイに表示される体内画像に基づいて、被検体の臓器の観察を行う。

内視鏡検査においては、観察目的や観察部位に応じて様々な内視鏡が使い分けられている。内視鏡システムでは、内視鏡の撮像素子に応じて画像処理の内容が異なるため、複数の画像処理回路を処理装置内に設ける、或いは、処理装置自体を内視鏡の種別に対応させてそれぞれ個別のものとする等により対応してきた。このため、より簡単な構成の１台の処理装置で、複数種の内視鏡に対応できるようにしたいという要望があった。

この要望を満たすため、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）を用いて処理装置の画像処理回路を構成するとともに、各内視鏡に、それぞれ対応するプログラムデータを記憶させたメモリを設け、内視鏡の接続時に、処理装置が内視鏡内のプログラムデータをＦＰＧＡに読み込ませて、接続された内視鏡の撮像素子に対応した内容の画像処理を実行可能である論理回路に書き換えさせる内視鏡システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−１５０６６６号公報

しかしながら、特許文献１記載の技術では、異なる種別の内視鏡に差し替えられてリコンフィグレーションする場合に、画像信号の処理に関するプログラムデータのほか、表示用の画像処理にかかるプログラムデータもコンフィグレーションされる。このため、コンフィグレーションに時間を要したり、コンフィグレーション中にディスプレイに画像が表示されなかったりするという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コンフィグレーションに要する時間を短縮し、かつコンフィグレーション中でもディスプレイに画像を表示することができる画像処理装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる画像処理装置は、接続された内視鏡が撮像した画像信号に対して信号処理を施す画像処理装置であって、書き換え可能な論理回路を用いて構成されており、前記内視鏡の種別に応じて前記画像信号の信号処理を行う画像信号処理部と、前記画像信号処理部によって信号処理が施された処理信号に対して、表示装置の表示態様に応じた表示用の画像処理を行うとともに、該画像処理によって生成した内視鏡画像の表示領域を含む表示画像を生成する表示用画像処理部と、当該画像処理装置に接続された前記内視鏡の種別を判定し、判定した前記種別に応じて前記画像信号処理部が行う信号処理の内容に対応したプログラムデータのコンフィグレーションを前記画像信号処理部に行わせるコンフィグレーション制御部と、前記表示用画像処理部により生成された前記表示画像を表示装置に表示させる表示制御部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる画像処理装置は、上記発明において、前記表示用画像処理部は、書き換え可能な論理回路を用いて構成されており、前記コンフィグレーション制御部は、当該画像処理装置の起動時、前記画像信号処理部および前記表示用画像処理部にコンフィグレーションを行わせ、該コンフィグレーション後に前記内視鏡が接続された場合に、前記画像信号処理部にコンフィグレーションを行わせることを特徴とする。

また、本発明にかかる画像処理装置は、上記発明において、前記内視鏡の種別に応じた前記プログラムデータを記憶するプログラムデータ記憶部をさらに備え、前記コンフィグレーション制御部は、前記画像信号処理部に、接続されている内視鏡に応じた前記プログラムデータを読み出させ、前記コンフィグレーションを行わせることを特徴とする。

また、本発明にかかる画像処理装置は、上記発明において、前記コンフィグレーション制御部は、前記画像信号処理部に、接続されている内視鏡から前記プログラムデータを読み出させ、前記コンフィグレーションを行わせることを特徴とする。

また、本発明にかかる画像処理装置は、上記発明において、前記画像信号処理部は、互いに異なる信号処理を行う書き換え可能な複数の論理回路を用いて構成されていることを特徴とする。

また、本発明にかかる画像処理装置は、上記発明において、前記コンフィグレーション制御部は、当該画像処理装置の起動時、前記表示用画像処理部のコンフィグレーションを、前記画像信号処理部のコンフィグレーションよりも先に行わせ、前記表示用画像処理部は、当該画像処理装置の起動後、前記画像信号処理部よりも先に起動することを特徴とする。

本発明によれば、コンフィグレーションに要する時間を短縮し、かつコンフィグレーション中でもディスプレイに画像を表示することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の一実施の形態にかかる内視鏡システムの概略構成を示す図である。図２は、本発明の一実施の形態にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。図３は、図２に示す処理装置に装着可能である内視鏡を説明するための図である。図４は、本発明の一実施の形態にかかる処理装置が行う画像処理を示すフローチャートである。図５は、本発明の実施の形態の変形例にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を説明する。実施の形態では、本発明にかかる画像処理装置を含むシステムの一例として、患者等の被検体内の画像を撮像して表示する医療用の内視鏡システムについて説明する。また、この実施の形態により、この発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態にかかる内視鏡システムの概略構成を示す図である。図２は、本実施の形態にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。なお、図２では、実線の矢印が画像にかかる電気信号の伝送を示し、破線の矢印が制御にかかる電気信号の伝送を示している。

図１および図２に示す内視鏡システム１は、被検体内に先端部を挿入することによって被検体内の画像（以下、内視鏡画像ともいう）を撮像する内視鏡２と、内視鏡２の先端から出射する照明光を発生する光源部３ａを有し、内視鏡２が撮像した画像信号に所定の信号処理を施すとともに、内視鏡システム１全体の動作を統括的に制御する処理装置３と、処理装置３の信号処理により生成された内視鏡画像を表示する表示装置４と、を備える。

内視鏡２は、可撓性を有する細長形状をなす挿入部２１と、挿入部２１の基端側に接続され、各種の操作信号の入力を受け付ける操作部２２と、操作部２２から挿入部２１が延びる方向と異なる方向に延び、処理装置３（光源部３ａを含む）に接続する各種ケーブルを内蔵するユニバーサルコード２３と、を備える。

挿入部２１は、光を受光して光電変換を行うことにより信号を生成する画素が２次元状に配列された撮像素子２４４を内蔵した先端部２４と、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部２５と、湾曲部２５の基端側に接続され、可撓性を有する長尺状の可撓管部２６と、を有する。挿入部２１は、被検体の体腔内に挿入され、外光の届かない位置にある生体組織等の被写体を撮像素子２４４によって撮像する。

先端部２４は、グラスファイバ等を用いて構成されて光源部３ａが発光した光の導光路をなすライトガイド２４１と、ライトガイド２４１の先端に設けられた照明レンズ２４２と、集光用の光学系２４３と、光学系２４３の結像位置に設けられ、光学系２４３が集光した光を受光して電気信号に光電変換して所定の信号処理を施す撮像素子２４４（撮像部）と、を有する。

光学系２４３は、一または複数のレンズを用いて構成され、画角を変化させる光学ズーム機能および焦点を変化させるフォーカス機能を有する。

撮像素子２４４は、光学系２４３からの光を光電変換して電気信号（画像信号）を生成する。具体的には、撮像素子２４４は、光量に応じた電荷を蓄積するフォトダイオードや、フォトダイオードから転送される電荷を電圧レベルに変換するコンデンサ等をそれぞれ有する複数の画素がマトリックス状に配列され、各画素が光学系２４３からの光を光電変換して電気信号を生成する受光部２４４ａと、受光部２４４ａの複数の画素のうち読み出し対象として任意に設定された画素が生成した電気信号を順次読み出して、画像信号として出力する読み出し部２４４ｂと、を有する。受光部２４４ａには、カラーフィルタが設けられ、各画素が、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の各色成分の波長帯域のうちのいずれかの波長帯域の光を受光する。撮像素子２４４は、処理装置３から受信した駆動信号に従って先端部２４の各種動作を制御する。撮像素子２４４は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサを用いて実現される。また、撮像素子２４４は、単板のイメージセンサであってもよいし、例えば３板方式等の複数のイメージセンサを用いるものであってもよい。

操作部２２は、湾曲部２５を上下方向および左右方向に湾曲させる湾曲ノブ２２１と、被検体の体腔内に生検鉗子、電気メスおよび検査プローブ等の処置具を挿入する処置具挿入部２２２と、処理装置３に加えて、送気手段、送水手段、画面表示制御等の周辺機器の操作指示信号を入力する操作入力部である複数のスイッチ２２３と、を有する。処置具挿入部２２２から挿入される処置具は、先端部２４の処置具チャンネル（図示せず）を経由して開口部（図示せず）から表出する。

ユニバーサルコード２３は、ライトガイド２４１と、一または複数の信号線をまとめた集合ケーブル２４５と、を少なくとも内蔵している。集合ケーブル２４５は、画像信号を伝送するための信号線や、撮像素子２４４を駆動するための駆動信号を伝送するための信号線、内視鏡２（撮像素子２４４）に関する固有情報等を含む情報を送受信するための信号線を含む。なお、本実施の形態では、信号線を用いて電気信号を伝送するものとして説明するが、光信号を伝送するものであってもよいし、無線通信により内視鏡２と処理装置３との間で信号を伝送するものであってもよい。

また、内視鏡２には、内視鏡２の識別情報を示す識別情報メモリ２７を有する。識別情報メモリ２７は、内視鏡２の識別情報を記録するメモリであって、内視鏡２の処理装置３への装着時に処理装置３との通信処理によって内視鏡２の識別情報を処理装置３に出力する。或いは、内視鏡２の識別情報に対応した規則に従ってコネクタ２３ａに接続ピンが設けてあり、処理装置３は、内視鏡２の装着時に処理装置３側の接続ピンと内視鏡２側の接続ピンとの接続状態をもとに内視鏡２の識別情報を認識する場合もある。

次に、処理装置３の構成について説明する。処理装置３は、画像信号処理部３１と、表示用画像処理部３２と、ＯＳＤ（On Screen Display）処理部３３と、入力部３４と、記憶部３５と、制御部３６と、を備える。なお、本発明にかかる画像処理装置は、少なくとも画像信号処理部３１と、表示用画像処理部３２と、記憶部３５と、制御部３６と、を用いて構成される。

画像信号処理部３１は、内視鏡２から、撮像素子２４４が撮像した内視鏡画像を表す画像データである画像信号を受信する。画像信号処理部３１は、内視鏡２からアナログの画像信号を受信した場合はＡ／Ｄ変換を行ってデジタルの画像信号を生成する。また、画像信号取得部３１は、内視鏡２から光信号として画像信号を受信した場合は光電変換を行ってデジタルの画像信号を生成する。

画像信号処理部３１は、内視鏡２から入力された画像信号に対し、画素欠陥補正、光学補正、色補正、オプティカルブラック減算等の前処理と、前処理によって生成された信号に対してノイズリダクション、ホワイトバランス調整、補間処理等の信号処理と、ＲＧＢの輝度を予め設定されているフォーマットに合わせる共通化処理とを施す。画素欠陥補正は、欠陥画素の周囲の画素の画素値に基づいて、欠陥画素の画素値を付与する。光学補正は、レンズの光学歪み等の補正を行う。色補正は、色温度の補正や、色偏差の補正を行う。画像信号処理部３１は、上述した信号処理により生成された補正画像を含む処理信号を生成する。画像信号処理部３１は、生成した処理信号を、表示用画像処理部３２に入力する。

表示用画像処理部３２は、画像信号処理部３１から入力される信号に対して、表示装置４で表示可能な態様の信号となるような信号処理を施して、表示用の画像信号を生成する。具体的に、表示用画像処理部３２は、画像信号に対して、ズーム処理、エンハンス処理、または圧縮処理等を行って、表示用の画像信号を生成する。表示用画像処理部３２は、画像信号処理部３１から入力された処理信号に応じた内視鏡画像を、ＯＳＤ処理部３３から入力され、内視鏡画像に関する文字情報等を重畳した合成画像（後述する）に嵌め込んで表示画像を生成する。表示用画像処理部３２は、生成した表示画像を含む表示用の画像信号を表示装置４に送信する。

画像信号処理部３１および表示用画像処理部３２は、コンフィグレーションに応じて処理内容を書き換え可能なプログラマブルロジックデバイスであるＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）を用いて、後述するコンフィグレーション制御部３６２の制御に基づいて入力されたプログラムデータを読み込み、論理回路の書き換え（リコンフィグレーション）を行う。なお、表示用画像処理部３２は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて構成してもよい。

ＯＳＤ処理部３３は、表示用画像処理部３２が生成した内視鏡画像を嵌めこむ領域を有する背景画像、例えば黒色の背景に、文字情報を重畳した合成画像を生成する合成処理、いわゆるオンスクリーンディスプレイ（ＯＳＤ）処理を行う。文字情報は、患者情報、機器情報及び検査情報等を示す情報である。ＯＳＤ処理部３３は、例えば、接続される内視鏡２の種別に応じた機器情報や、撮像条件等に関する文字情報を生成し、背景画像に重畳して合成する。

ＯＳＤ処理部３３は、上述したＯＳＤ処理に関する情報、例えば、背景画像や、文字情報の重畳位置に関する情報等を記憶するＯＳＤ情報記憶部３３１を有する。ＯＳＤ情報記憶部３３１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等を用いて実現される。

入力部３４は、キーボード、マウス、スイッチ、タッチパネルを用いて実現され、内視鏡システム１の動作を指示する動作指示信号等の各種信号の入力を受け付ける。なお、入力部３４は、操作部２２に設けられたスイッチや、外部のタブレット型のコンピュータ等の可搬型端末を含んでいてもよい。

記憶部３５は、内視鏡システム１を動作させるための各種プログラム、および内視鏡システム１の動作に必要な各種パラメータ等を含むデータを記憶する。また、記憶部３５は、処理装置３の識別情報を記憶する。ここで、識別情報には、処理装置３の固有情報（ＩＤ）、年式およびスペック情報等が含まれる。

また、記憶部３５は、処理装置３の画像取得処理方法を実行するための画像取得処理プログラムを含む各種プログラムを記憶する。各種プログラムは、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して広く流通させることも可能である。なお、上述した各種プログラムは、通信ネットワークを介してダウンロードすることによって取得することも可能である。ここでいう通信ネットワークは、例えば既存の公衆回線網、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等によって実現されるものであり、有線、無線を問わない。

また、記憶部３５は、接続される内視鏡２の種別に応じたコンフィグレーション用の情報を記憶するコンフィグレーション情報記憶部３５１を有する。コンフィグレーション情報記憶部３５１は、内視鏡２から取得した識別情報をもとに、接続された内視鏡２の種別を判定する識別パラメータを記憶する識別パラメータ記憶部３５１ａと、処理装置３に装着対象の複数の内視鏡の撮像素子のそれぞれに対応する内容の画像処理に応じた複数のプログラムデータを記憶するプログラムデータ記憶部３５１ｂとを有する。

以上の構成を有する記憶部３５は、各種プログラム等が予めインストールされたＲＯＭ、および各処理の演算パラメータやデータ等を記憶するＲＡＭやハードディスク等を用いて実現される。

制御部３６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の汎用プロセッサやＡＳＩＣ等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて構成され、撮像素子２４４および光源部３ａを含む各構成部の駆動制御、および各構成部に対する情報の入出力制御等を行う。制御部３６は、記憶部３５に記憶されている撮像制御のための制御情報データ（例えば、読み出しタイミング等）を参照し、集合ケーブル２４５に含まれる所定の信号線を介して駆動信号として撮像素子２４４へ送信する。

制御部３６は、内視鏡２の接続を検出する検出部３６１と、画像信号処理部３１および表示用画像処理部３２におけるコンフィグレーションを制御するコンフィグレーション制御部３６２と、表示用画像処理部３２が生成した表示用の画像信号に応じた画像を表示装置４に表示させる制御を行う表示制御部３６３とを有する。

検出部３６１は、接続された内視鏡２と処理装置３との間の電気的な導通や、接続検出用のピンの押下または配列等を検出することによって、内視鏡２と処理装置３との接続を検出する。

コンフィグレーション制御部３６２は、内視鏡２から識別情報を取得して、識別パラメータ記憶部３５１ａに記憶されている識別パラメータと比較することによって、接続された内視鏡２の種別を判定する種別判定部３６２ａを有する。

続いて、光源部３ａの構成について説明する。光源部３ａは、照明部３０１と、照明制御部３０２と、を備える。照明部３０１は、照明制御部３０２の制御のもと、被写体（被検体）に対して、異なる露光量の照明光を順次切り替えて出射する。照明部３０１は、光源３０１ａと、光源ドライバ３０１ｂと、を有する。

光源３０１ａは、白色光を出射するＬＥＤ光源や、一または複数のレンズ等を用いて構成され、ＬＥＤ光源の駆動により光（照明光）を出射する。光源３０１ａが発生した照明光は、ライトガイド２４１を経由して先端部２４の先端から被写体に向けて出射される。また、光源３０１ａは、ＬＥＤ光源や、レーザー光源、キセノンランプ、ハロゲンランプ等のいずれかを用いて実現される。

光源ドライバ３０１ｂは、照明制御部３０２の制御のもと、光源３０１ａに対して電流を供給することにより、光源３０１ａに照明光を出射させる。

照明制御部３０２は、制御部３６からの制御信号（調光信号）に基づいて、光源３０１ａに供給する電力量を制御するとともに、光源３０１ａの駆動タイミングを制御する。

表示装置４は、映像ケーブルを介して処理装置３（表示用画像処理部３２）から受信した画像信号に対応する表示画像を表示する。表示装置４は、液晶または有機ＥＬ（Electro Luminescence）等のモニタを用いて構成される。

内視鏡システム１において、処理装置３には、異なる種別の内視鏡２を接続することが可能である。図３は、図２に示す処理装置に装着可能である内視鏡を説明するための図である。例えば、処理装置３には、図３に示すように、種別が異なる内視鏡２Ａ〜２Ｃのうちのいずれかが接続される。内視鏡２Ａ〜２Ｃは、互いに種別の異なる撮像素子２４４_１〜２４４_３と、当該内視鏡を識別させるための識別情報を記憶する識別情報メモリ２７_１〜２７_３とをそれぞれ備えている。撮像素子２４４_１〜２４４_３は、受光部２４４ａ_１〜２４４ａ_３と、読み出し部２４４ｂ_１〜２４４ｂ_３とをそれぞれ有している。

コンフィグレーション制御部３６２は、図３に示す内視鏡２Ａが装着された場合には、撮像素子２４４_１に応じて行われる信号処理の内容に対応したプログラムデータを画像信号処理部３１に読み込ませて、コンフィグレーションさせる。これによって、画像信号処理部３１は、内視鏡２Ａが出力した画像信号に対する画像処理を実行可能となる。また、コンフィグレーション制御部３６２は、内視鏡２Ｂが装着された場合には、撮像素子２４４_２に応じて行われる信号処理の内容に対応したプログラムデータを画像信号処理部３１に読み込ませて、コンフィグレーションさせ、内視鏡２Ｂが出力した画像信号に対する画像処理を実行可能とさせる。そして、コンフィグレーション制御部３６２は、内視鏡２Ｃが装着された場合には、撮像素子２４４_３に応じて行われる信号処理の内容に対応したプログラムデータを画像信号処理部３１に読み込ませて、コンフィグレーションさせ、内視鏡２Ｃが出力した画像信号に対する画像処理を実行可能とさせる。したがって、それぞれ画像処理の内容が異なる内視鏡２Ａ〜２Ｃのいずれもが、処理装置３に装着可能となる。

このように、内視鏡システム１では、処理装置３のプログラムデータ記憶部３５１ｂに、処理装置３に装着対象の複数の内視鏡の撮像素子のそれぞれに対応する内容の画像処理に応じた複数のプログラムデータを記憶させることによって、いずれの内視鏡が装着されても、装着された内視鏡の撮像素子に対応する画像処理に応じた論理回路を画像信号処理部３１に再構築させることができる。

なお、図３では、３種の内視鏡２Ａ〜２Ｃが装着可能である例を示したが、もちろんこれに限らない。本実施の形態では、装着対象の内視鏡２は複数種であればよく、各内視鏡の撮像素子に対応する画像処理の内容にそれぞれ対応したプログラムデータをプログラムデータ記憶部３５１ｂに予め記憶させておけばよい。

続いて、内視鏡システム１が行う画像処理について説明する。図４は、本発明の一実施の形態にかかる処理装置が行う画像処理を示すフローチャートである。以下、制御部３６の制御のもと、各部が動作するものとして説明する。また、図４に示すフローチャートは、例えば、図３に示す内視鏡２Ａが接続された後、処理装置３に電源が投入されたものとして説明する。

まず、処理装置３に電源が投入されると、コンフィグレーション制御部３６２が、表示用画像処理部３２のコンフィグレーションを行う（ステップＳ１０１）。コンフィグレーション制御部３６２は、プログラムデータ記憶部３５１ｂに記憶されているプログラムデータを表示用画像処理部３２に読み込ませて、コンフィグレーションさせる。なお、表示用画像処理部３２がＡＳＩＣにより構成されている場合は、ステップＳ１０１を行わないようにしてもよい。

ステップＳ１０１に続くステップＳ１０２において、コンフィグレーションした表示用画像処理部３２を起動する。これにより、表示用画像処理部３２において、ＯＳＤ処理部３３により生成された合成画像であって、内視鏡２により取得された内視鏡画像が表示される領域が空欄の、例えばこの領域がブラックアウトした合成画像が表示画像として生成される。この表示画像は、表示制御部３６３による制御のもと、表示装置４に表示可能である。この表示画像において、接続されている内視鏡２Ａに関する情報が文字情報として表示されるようにしてもよい。

ステップＳ１０２に続くステップＳ１０３において、種別判定部３６２ａが、当該処理装置３に接続されている内視鏡２Ａの種別の判定を行う。種別判定部３６２ａは、内視鏡２Ａから識別情報を取得して、識別パラメータ記憶部３５１ａに記憶されている識別パラメータと比較することによって、接続された内視鏡２Ａの種別を判定する。

ステップＳ１０３に続くステップＳ１０４において、コンフィグレーション制御部３６２は、画像信号処理部３１のコンフィグレーションを行う。コンフィグレーション制御部３６２は、内視鏡２Ａの撮像素子２４４_１に応じて行われる信号処理の内容に対応したプログラムデータを画像信号処理部３１に読み込ませて、コンフィグレーションさせる。

ステップＳ１０４に続くステップＳ１０５において、コンフィグレーションした画像信号処理部３１を起動する。起動後、内視鏡２Ａから取得した画像信号に基づく内視鏡画像を含む画像情報と、該画像情報に関する文字情報とを重畳した合成画像である表示画像を、表示制御部３６３による制御のもと、表示装置４に表示することが可能となる。

その後、検出部３６１が、内視鏡の接続の検出を行う（ステップＳ１０６）。ここでは、検出部３６１が検出することによって、これまで処理装置３に接続されていた内視鏡２Ａが差し替えられたか否かが判断される。ここで、検出部３６１が内視鏡２Ａの差し替えを検出していない場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、接続検出を繰り返す。これに対し、検出部３６１が内視鏡２Ａの差し替えを検出した場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０７に移行する。ここでは、例えば、内視鏡２Ｂに差し替えられたものとして説明する。

ステップＳ１０７において、種別判定部３６２ａが、当該処理装置３に接続されている内視鏡２Ｂの種別の判定を行う。種別判定部３６２ａは、内視鏡２Ｂから識別情報を取得して、識別パラメータ記憶部３５１ａに記憶されている識別パラメータと比較することによって、接続された内視鏡の種別を判定する。

ステップＳ１０７に続くステップＳ１０８において、コンフィグレーション制御部３６２は、画像信号処理部３１のリコンフィグレーションを行う。コンフィグレーション制御部３６２は、内視鏡２Ｂの撮像素子２４４_２に応じて行われる信号処理の内容に対応したプログラムデータを画像信号処理部３１に読み込ませて、リコンフィグレーションさせる。

なお、ステップＳ１０６において単に内視鏡２Ａが抜き差しされただけの場合、ステップＳ１０８において、コンフィグレーション制御部３６２は、画像信号処理部３１のコンフィグレーションを行わないようにしてもよい。

ステップＳ１０８に続くステップＳ１０９において、コンフィグレーションした画像信号処理部３１を起動する。起動後、内視鏡２Ｂから取得した画像信号に基づく内視鏡画像を含む画像情報と、該画像情報に関する文字情報とを重畳した合成画像である表示画像を、表示装置４に表示することが可能となる。

ステップＳ１０９に続くステップＳ１１０において、制御部３６は、処理装置３の動作を終了する旨の指示があるか否かを判断する。制御部３６は、例えば、入力部３４により処理装置３の動作を終了する旨の指示入力が受け付けられていないと判断すると（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、ステップＳ１０６に戻って上述した処理を繰り返し、入力部３４により処理装置３の動作を終了する旨の指示入力が受け付けられたと判断すると（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、上述したコンフィグレーションを終了する。

上述した本発明の一実施の形態によれば、処理装置３において、内視鏡が接続されてリコンフィグレーションする際に、コンフィグレーション制御部３６２による制御のもと、接続された内視鏡の撮像素子に応じて行われるプログラムデータをコンフィグレーションし、表示画像のためのプログラムデータはコンフィグレーションしないようにしたので、コンフィグレーションに要する時間を短縮することができる。

また、本発明の一実施の形態によれば、起動時に表示用画像処理部３２のコンフィグレーションおよび起動を、画像信号処理部３１のコンフィグレーションおよび起動よりも先に行うとともに、内視鏡が差し替えられた際に、内視鏡の撮像素子に応じて行われるプログラムデータをリコンフィグレーションし、表示画像のためのプログラムデータはリコンフィグレーションしないようにした。これにより、画像信号処理部３１がリコンフィグレーション中であってもディスプレイに文字情報等の表示画像を表示装置４に表示させることができる。

（実施の形態の変形例）
本変形例では、内視鏡が備える撮像素子に応じて行われる信号処理を行う画像信号処理部を複数のＦＰＧＡにより構成し、各信号処理の内容に対応したプログラムデータを、それぞれリコンフィグレーションする。図５は、本発明の実施の形態の変形例にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。図５では、実線の矢印が画像にかかる電気信号の伝送を示し、破線の矢印が制御にかかる電気信号の伝送を示している。

本変形例にかかる内視鏡システム１Ａは、被検体内に先端部を挿入することによって被検体内の内視鏡画像を撮像する内視鏡２と、内視鏡２の先端から出射する照明光を発生する光源部３ａを有し、内視鏡２が撮像した画像信号に所定の信号処理を施すとともに、内視鏡システム１Ａ全体の動作を統括的に制御する処理装置３Ａと、処理装置３Ａの信号処理により生成された内視鏡画像を表示する表示装置４と、を備える。すなわち、内視鏡システム１Ａは、上述した内視鏡システム１Ａの処理装置３に代えて、処理装置３Ａを備える。

処理装置３Ａは、画像信号処理部３１Ａと、表示用画像処理部３２と、ＯＳＤ処理部３３と、入力部３４と、記憶部３５と、制御部３６と、を備える。

画像信号処理部３１Ａは、内視鏡２から、撮像素子２４４が撮像した内視鏡画像を表す画像データである画像信号を受信する。画像信号処理部３１Ａは、内視鏡２から入力された画像信号に対し、撮像素子に応じた画素欠陥補正、光学補正、色補正、オプティカルブラック減算等の前処理を行う専用前処理部３１１と、前処理によって生成された信号に対して、接続される内視鏡が備える撮像素子に応じたノイズリダクション、ホワイトバランス調整、補間処理等の信号処理を行う専用処理部３１２と、ＲＧＢの輝度を予め設定されているフォーマットに合わせる共通化処理を行う共通化処理部３１３と、を有する。画像信号処理部３１Ａは、共通化処理部３１３の共通化処理により生成された処理信号を、表示用画像処理部３２に入力する。

専用前処理部３１１、専用処理部３１２および共通化処理部３１３は、ＦＰＧＡを用いて構成され、コンフィグレーション制御部３６２の制御に基づいて入力されたプログラムデータを読み込み、論理回路の書き換え（リコンフィグレーション）を行う。

本変形例においても、図４に示すフローチャートに沿ってコンフィグレーションが行われる。本変形例では、ステップＳ１０４およびＳ１０８において、専用前処理部３１１、専用処理部３１２および共通化処理部３１３のコンフィグレーションが行われる。本変形例のように、画像信号処理部３１Ａを細分化して、各部のコンフィグレーションを行うようにしてもよい。

本変形例においてコンフィグレーションを行う際、プログラムデータが共通である場合は、該当するブロックのコンフィグレーションを行わないようにしてもよい。例えば、共通化処理部３１３のプログラムデータが、接続され得る内視鏡において共通であれば、共通化処理部３１３のコンフィグレーションを行わなくてもよい。これにより、コンフィグレーションに要する時間を短縮し、処理負荷を軽減することができる。

なお、上述した実施の形態において、一つのＦＰＧＡにおいて、パーシャルコンフィグレーションを行うことによって、画像信号処理部３１，３１Ａの一部のコンフィグレーションを行うようにしてもよい。

上述した実施の形態では、表示用画像処理部３２のコンフィグレーションおよび起動を、画像信号処理部３１，３１Ａのコンフィグレーションおよび起動よりも先に行うものとして説明したが、画像信号処理部３１，３１Ａのコンフィグレーションおよび起動を、表示用画像処理部３２のコンフィグレーションおよび起動よりも先に行うようにしてもよい。

また、上述した実施の形態では、コンフィグレーション情報記憶部３５１が、処理装置３に設けられているものとして説明したが、内視鏡２の識別データやコンフィグレーションにかかるプログラムデータが外部の記憶装置に記憶され、処理装置３が、この外部の記憶装置から情報を取得するものであってもよいし、コンフィグレーション情報記憶部３５１を内視鏡に設けるようにしてもよい。

また、上述した実施の形態では、処理装置３が、ＲＧＢの各色成分が付与された画像を含む処理信号を生成するものとして説明したが、ＹＣｂＣｒ色空間に基づいて輝度（Ｙ）成分および色差成分を含むＹＣｂＣｒ色空間を有する処理信号を生成するものであってもよいし、色相（Hue）、彩度（Saturation Chroma）、明度（Value Lightness Brightness）の三つの成分からなるＨＳＶ色空間や、三次元空間を用いるＬ^*ａ^*ｂ^*色空間等を用いて、色と輝度とに分けた成分を有する処理信号を生成するものであってもよい。

また、上述した実施の形態では、光源部３ａからＲＧＢの各色成分を含む白色の照明光が出射され、受光部が照明光による反射光を受光する同時式の照明／撮像方式であるものとして説明したが、光源部３ａが、各色成分の光を個別に順次出射して、受光部が、各色成分の光をそれぞれ受光する面順次式の照明／撮像方式であってもよい。

また、上述した実施の形態では、光源部３ａが内視鏡２とは別体で構成されているものとして説明したが、例えば、内視鏡２の先端に半導体光源を設ける等、光源装置を内視鏡２に設けた構成であってもよい。さらに、内視鏡２に処理装置３の機能を付与してもよい。

また、上述した実施の形態では、光源部３ａが、処理装置３とは一体であるものとして説明したが、光源部３ａおよび処理装置３が別体であって、例えば処理装置３の外部に照明部３０１および照明制御部３０２が設けられているものであってもよい。また、光源３０１ａが先端部２４の先端に設けられているものであってもよい。

また、上述した実施の形態では、本発明にかかる内視鏡システムは、観察対象が被検体内の生体組織等である軟性の内視鏡２を用いた内視鏡システム１であるものとして説明したが、硬性の内視鏡や、材料の特性を観測する工業用の内視鏡、カプセル型の内視鏡、ファイバースコープ、光学視管等の光学内視鏡の接眼部にカメラヘッドを接続したものを用いた内視鏡システムであっても適用できる。

以上のように、本発明にかかる画像処理装置は、コンフィグレーションに要する時間を短縮し、かつコンフィグレーション中でもディスプレイに画像を表示するのに有用である。

１内視鏡システム
２内視鏡
３処理装置
３ａ光源部
４表示装置
２１挿入部
２２操作部
２３ユニバーサルコード
２４先端部
２５湾曲部
２６可撓管部
３１，３１Ａ画像信号処理部
３２表示用画像処理部
３３ＯＳＤ処理部
３４入力部
３５記憶部
３６制御部
３０１照明部
３０２照明制御部
３１１専用前処理部
３１２専用処理部
３１３共通化処理部
３３１ＯＳＤ情報記憶部
３５１コンフィグレーション情報記憶部
３５１ａ識別パラメータ記憶部
３５１ｂプログラムデータ記憶部
３６１検出部
３６２コンフィグレーション制御部
３６３表示制御部

Claims

接続された内視鏡が撮像した画像信号に対して信号処理を施す画像処理装置であって、
書き換え可能な論理回路を用いて構成され、前記内視鏡の種別に応じて前記画像信号の信号処理を行う画像信号処理部と、
書き換え可能な論理回路を用いて構成され、前記画像信号処理部によって信号処理が施された処理信号に基づいて、表示装置の表示態様に応じた表示用の画像信号を生成する表示用画像処理部と、
前記画像処理装置の起動時において表示用画像処理のコンフィグレーションを行わせるともに、当該画像処理装置に接続された前記内視鏡の種別に応じて前記画像処理部に対してコンフィグレーションを行わせ、前記画像信号処理部および前記表示用画像処理部によるコンフィグレーション実行後、前記内視鏡の差し替えが検出された場合に、前記内視鏡の種別に応じて前記画像信号処理部に対してのみリコンフィグレーションを行わせるコンフィグレーション制御部と、
前記表示用画像処理部により生成された前記表示用の画像信号に応じた表示画像を表示装置に表示させる表示制御部と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
前記画像処理装置に接続される前記内視鏡の種別に対応する画像処理の内容に応じたプログラムデータを記憶するプログラムデータ記憶部、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記画像信号処理部は、互いに異なる信号処理を行う書き換え可能な複数の論理回路を用いて構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記表示用画像処理部が生成した表示用の画像信号を嵌め込む領域を有する背景画像に対して文字情報を重畳した合成処理を行うオンスクリーンディスプレイ処理部、
をさらに備え、
前記表示制御部は、前記表示用画像処理部が起動した後、前記オンスクリーンディスプレイ処理部で合成処理された画像を前記表示画像として表示装置に表示させる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。