JPWO2017086010A1 - 検査装置、画像処理装置、補正値算出方法、画像処理方法、検査プログラムおよび補正プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
CLP_a(n)=(CLP_temp(n、m)−AVE_ob)×k
+AVE_ob ・・・(1)
ここで、kは、0≦k≦1を満たす。
CLP_a1(n)=(CLP_temp1(n、m1)−AVE_ob)×k1+(AVE_ob÷2) ・・・(2)
CLP_a2(n)=(CLP_temp2(n、m1)−AVE_ob)×k2+(AVE_ob÷2) ・・・(3)
CLP_a(n)=CLP_a1(n)+CLP_a2(n)・・・(4)
ここで、k1は、0≦k1≦1の条件を満たし、k2は、0≦k2≦1の条件を満たす。
k1+k2=1 ・・・(5)
〔検査システムの構成〕
図1は、本発明の実施の形態1に係る検査システムの全体構成を模式的に示す図である。図1に示す検査システム1は、内視鏡2と、検査装置6と、を備える。
図2に示すように、内視鏡2は、撮像部20と、伝送ケーブル3と、コネクタ部5と、を備える。撮像部20は、第1チップ21(撮像素子)と、第2チップ22と、を備える。
次に、検査装置6の詳細な構成について説明する。検査装置6は、電源部61と、クロック生成部62と、記録部63と、画像処理部64と、を備える。
次に、上述した第1チップ21の詳細な構成について説明する。
図3は、図2に示す第1チップの詳細な構成を示すブロック図である。図4は、第1チップ21の構成を示す回路図である。
次に、従来の横筋ノイズの補正方法について説明する。図6Aは、従来の横筋ノイズの補正方法の概要を模式的に示す図である。図6Bは、従来の横筋ノイズの補正方法によって補正された画像の一例を示す図である。図7Aは、従来の横筋ノイズの補正方法で横筋ノイズが補正できない場合を模式的に示す図である。図7Bは、従来の横筋ノイズの補正方法によって横筋ノイズが補正できない場合の画像の一例を示す図である。なお、図7Aでは、画像の上半分に横筋ノイズが1行毎にわたって均一に発生しているものとし、画像の下半分にOB画素にのみ横筋ノイズが発生しているものとする。
図8Aは、撮像部20が生成した暗時画像データに対応する暗時画像を模式的に示す図である。図8Bは、暗時画像データに含まれる横筋ノイズを補正した補正画像を模式的に示す図である。図8Cは、撮像部20における行毎の画素値の平均値を模式的に示す図である。
次に、検査装置6が実行する詳細な処理について説明する。図9Aおよび図9Bは、検査装置6が実行する撮像部20の固有値を算出する処理の概要を示すフローチャートである。
CLP_a(n)=(CLP_temp(n、m)−AVE_ob)×k
+AVE_ob ・・・(1)
ここで、kは、0≦k≦1を満たす。
次に、上述した内視鏡2を備えた内視鏡システムについて説明する。図11は、内視鏡システムの全体構成を模式的に示す図である。図12は、内視鏡システムの機能構成を示すブロック図である。
次に、プロセッサ9の処理について説明する。図13は、プロセッサ9が実行する処理の概要を示すフローチャートである。
次に、図13のステップS202において説明した横筋ノイズ補正処理の概要について説明する。図14は、図13の横筋ノイズ補正処理の概要を示すフローチャートである。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態2は、上述した実施の形態1と同様の構成を有し、検査装置が実行する処理およびプロセッサが実行する横筋ノイズ補正処理が異なる。以下においては、本実施の形態2に係る検査装置およびプロセッサの各々が実行する処理について説明する。なお、上述した実施の形態1に係る検査システム1および内視鏡システム1aの構成と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
まず、本実施の形態2に係る検査装置6が実行する処理について説明する。図15Aおよび図15Bは、本実施の形態2に係る検査装置6が実行する撮像部20の固有値を算出する処理の概要を示すフローチャートである。図16は、本実施の形態2に係る検査装置6が実行する撮像部20の固有値を算出する算出方法を模式的に示す図である。図15において、本実施の形態2では、検査装置6は、上述した実施の形態1における図9のステップS104、ステップS110、ステップS111、ステップS112、ステップS113、およびステップS121〜S127に替えて、ステップS104a、ステップS110a、ステップS111a、ステップS112a、ステップS113a、ステップS121a〜S130aを実行する。さらに、図15Aにおいては、ステップS112b〜ステップS112eを実行する。それ以外は、上述した図9の処理と同様のため、説明を省略する。
CLP_a1(n,m1)=(CLP_temp1(n、m1)−AVE_ob)×k1+(AVE_ob÷2) ・・・(2)
ここで、k1は、0≦k1≦1を満たす。
CLP_a2(n,m2)=(CLP_temp2(n、m2)−AVE_ob)×k2+(AVE_ob÷2) ・・・(3)
ここで、k2は、0≦k2≦1を満たす。
CLP_a(n)=CLP_a1(n,m1)+CLP_a2(n,m2)
・・・(4)
次に、プロセッサ9が実行する横筋ノイズ補正処理について説明する。図17は、プロセッサ9が実行する横筋ノイズ補正処理の概要を示すフローチャートである。ステップ401〜ステップS406は、上述した図14のステップS301〜ステップS306にそれぞれ対応する。
本発明の実施の形態2では、横筋ノイズを補正する際に用いる係数k1が0≦k1≦1の条件を満たし、k2が0≦k2≦1の条件を満たしていたが、以下の条件(5)であってもよい。
k1+k2=1 ・・・(5)
この場合、第7算出部643cは、上述した式(2)〜式(4)より、以下の式(6)が成り立つ。
CLP_a(n)=(CLP_temp1(n、m1))×k1
+(CLP_temp2(n、m2))×k2
・・・(6)
従って、上述した条件(5)より、以下の式(7)が成り立つ。
CLP_a(n)=(CLP_temp1(n、m1))×k1
+(CLP_temp2(n、m2))×(1−k1)
・・・(7)
なお、本実施の形態では、画像処理部64が検査装置6内に設けられていたが、内視鏡2のコネクタ部5または内視鏡2の操作部4に設けても良い。
1a 内視鏡システム
2 内視鏡
3 伝送ケーブル
4 操作部
5 コネクタ部
6 検査装置
7 光源装置
8 表示装置
9 プロセッサ
20 撮像部
21 第1チップ
22 第2チップ
23 受光部
24 読み出し部
25 タイミング生成部
27 バッファ
28 ヒステリシス部
31 出力部
51 AFE部
52 撮像信号処理部
53 コネクタ記録部
54 駆動信号生成部
61 電源部
62 クロック生成部
63 記録部
64 画像処理部
91 画像処理部
100 挿入部
101 先端
102 基端
230 単位画素
231 光電変換素子
233 電荷変換部
234 転送トランジスタ
236,236a 画素リセット部
237,237a 画素ソースフォロアトランジスタ
239 垂直転送線
241 垂直走査部
242,257 定電流源
243 ノイズ除去部
244 列ソースフォロアトランジスタ
245 水平走査部
246,246a,246b 基準電圧生成部
247 ダミー画素
252 転送容量
253 クランプスイッチ
254 列選択スイッチ
256 水平リセットトランジスタ
258 水平転送線
291,292 抵抗
293 マルチプレクサ
294 スイッチ
531 固有値情報記録部
641 取得部
642 第1生成部
643 第4算出部
643a 第5算出部
643b 第6算出部
643c 第7算出部
644 クランプ処理部
645 第2生成部
646 第1算出部
647 第2算出部
648 第3算出部
649 記録制御部
650 撮像制御部
911 取得部
912 平均値算出部
913 クランプ値算出部
914 補正部
A100 遮光キャップ
C1 コンデンサ
Claims (16)
- 二次元マトリクス状に配置され、外部から光を受光し、受光量に応じた撮像信号を生成して出力する複数の有効画素と、前記複数の有効画素の配置における水平ライン毎に設けられ、前記撮像信号の補正処理に用いられるダミー信号を生成して出力する1または複数の補正画素と、を備えた撮像素子が生成した画像データに含まれる横筋ノイズを補正する補正値を算出する検査装置であって、
前記撮像素子が遮光された状態で、前記撮像素子が生成した複数の暗時画像データを前記撮像素子から取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記複数の暗時画像データを加算して該暗時画像データのフレーム数によって除算することによって加算平均画像データを生成する第1生成部と、
水平ライン毎における前記複数の補正画素と前記複数の有効画素との相関の度合いに基づいて補正した前記画像データから前記第1生成部によって生成された前記加算平均画像データを減算した差画像データをフレーム毎に生成する第2生成部と、
前記第2生成部が生成したフレーム毎の前記差画像データの統計値を横筋ノイズ指数として算出する第1算出部と、
前記第1算出部がフレーム毎に算出した複数の前記横筋ノイズ指数を前記相関の度合い毎に算出する第2算出部と、
前記第2算出部が前記相関の度合い毎に算出した複数の前記横筋ノイズ指数のうち最小値になる前記相関の度合いを前記補正値として算出する第3算出部と、
前記第3算出部が算出した前記補正値を前記撮像素子に設けられた記録部に記録する記録制御部と、
を備えたことを特徴とする検査装置。 - 前記相関の度合いに基づいて、前記複数の有効画素の各々の前記撮像信号を補正するためのクランプ値を水平ライン毎に算出する第4算出部と、
前記複数の有効画素の各々の前記撮像信号から前記第4算出部によって算出された前記クランプ値を減算するクランプ処理を水平ライン毎に行うクランプ処理部と、
をさらに備え、
前記第2生成部は、前記クランプ処理部が前記クランプ処理を行った前記画像データから前記第1生成部によって生成された前記加算平均画像データを減算することによって前記差画像データをフレーム毎に生成することを特徴とする請求項1に記載の検査装置。 - 前記第1算出部は、前記第2生成部が生成した前記差画像データに対応する差画像の水平ライン毎における前記撮像信号の平均値を算出し、
前記第2算出部は、前記第1算出部が算出した水平ライン毎の前記撮像信号の平均値に基づく統計値を前記横筋ノイズ指数としてフレーム毎に算出することを特徴とする請求項2に記載の検査装置。 - 前記第4算出部は、
前記取得部が取得した前記暗時画像データに対応する暗時画像における前記補正画素の各々が出力したダミー信号の平均値をフレーム毎に算出する第5算出部と、
前記取得部が取得した前記暗時画像データに対応する暗時画像における補正対象の水平ラインを含み、該水平ラインを基準に上下方向の水平ラインの範囲における前記補正画素の各々が出力したダミー信号の平均値を算出する第6算出部と、
補正対象の水平ラインをn、前記範囲をm、前記暗時画像における前記補正画素の各々が出力したダミー信号の平均値をAVE_ob、前記範囲における前記補正画素の各々が出力したダミー信号の平均値をCLP_temp(n、m)、前記相関の度合いを示す係数をk、前記クランプ値をCLP_a(n)とした場合、以下の式(1)によって、CLP_a(n)を算出する第7算出部と、
を有することを特徴とする請求項2または3に記載の検査装置。
CLP_a(n)=(CLP_temp(n、m)−AVE_ob)×k
+AVE_ob ・・・(1)
ここで、kは、0≦k≦1を満たす。 - 前記第4算出部は、
前記取得部が取得した前記暗時画像データに対応する暗時画像における前記補正画素の各々が出力したダミー信号の平均値をフレーム毎に算出する第5算出部と、
前記取得部が取得した前記暗時画像データに対応する暗時画像における補正対象の水平ラインを含み、該水平ラインを基準に上下方向の水平ラインの範囲における前記補正画素の各々が出力したダミー信号の平均値を算出する第6算出部と、
補正対象の水平ラインをn、互いに異なる前記範囲をm1、m2、前記暗時画像における前記補正画素の各々が出力したダミー信号の平均値をAVE_ob、互いに異なる前記範囲における前記補正画素の各々が出力したダミー信号の平均値をCLP_temp1(n、m1)、CLP_temp2(n、m2)、互いに異なる前記相関の度合いを示す係数をk1、k2、前記クランプ値をCLP_a(n)とした場合、以下の式(2)〜(4)によって、CLP_a(n)を算出する第7算出部と、
を有することを特徴とする請求項2または3に記載の検査装置。
CLP_a1(n)=(CLP_temp1(n、m1)−AVE_ob)×k1
+(AVE_ob÷2) ・・・(2)
CLP_a2(n)=(CLP_temp2(n、m2)−AVE_ob)×k2
+(AVE_ob÷2) ・・・(3)
CLP_a(n)=CLP_a1(n)+CLP_a2(n) ・・・(4)
ここで、k1は、0≦k1≦1の条件を満たし、k2は、0≦k2≦1の条件を満たす。 - 前記k1およびk2は、以下の条件(5)を満たすことを特徴とする請求項5に記載の検査装置。
k1+k2=1 ・・・(5) - 前記相関の度合いは、水平ライン毎における前記複数の補正画素の各々が出力するダミー信号と前記複数の有効画素の各々が出力する撮像信号との差であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の検査装置。
- 前記統計値は、標準偏差であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載の検査装置。
- 前記補正画素は、光が遮光されたOB画素に相当するダミー信号を生成するダミー画素であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一つに記載の検査装置。
- 前記補正画素は、光が遮光されたOB画素であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載の検査装置。
- 前記撮像素子は、被検体を撮像する内視鏡の挿入部の先端に配置されてなり、
前記記録部は、前記挿入部と連なってなり、前記画像データに対して画像処理を行うプロセッサに接続可能なコネクタ部の内部に配置されてなることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一つに記載の検査装置。 - 二次元マトリクス状に配置され、外部から光を受光し、受光量に応じた撮像信号を生成して出力する複数の有効画素と、前記複数の有効画素の配置における水平ライン毎に設けられ、前記撮像信号の補正処理に用いられるダミー信号を生成して出力する1または複数の補正画素と、を有する撮像素子と、撮像素子が生成した画像データに含まれる横筋ノイズを補正する際に用いる補正値であって、補正対象の水平ラインを含み、該水平ラインを基準に上下方向の水平ラインの範囲と、水平ライン毎における前記補正画素と前記複数の有効画素との相関の度合いを示す係数と、を含む補正値を記録する記録部と、を備えた撮像装置が接続される画像処理装置であって、
前記記録部から前記補正値および前記撮像素子が生成した前記画像データの各々を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記画像データに対応する画像における前記補正画素の各々が出力したダミー信号の平均値を算出する平均値算出部と、
前記平均値算出部が算出した前記補正画素の各々が出力したダミー信号の平均値と、前記水平ラインの範囲と前記係数とに基づいて、前記複数の有効画素の各々の前記撮像信号を補正するためのクランプ値を水平ライン毎に算出するクランプ値算出部と、
前記クランプ値算出部が算出した前記水平ライン毎の前記クランプ値に基づいて、補正対象の水平ラインにおける前記複数の有効画素の各々の前記撮像信号を補正する補正部と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。 - 二次元マトリクス状に配置され、外部から光を受光し、受光量に応じた撮像信号を生成して出力する複数の有効画素と、前記複数の有効画素の配置における水平ライン毎に設けられ、前記撮像信号の補正処理に用いられるダミー信号を生成して出力する1または複数の補正画素と、を備えた撮像素子が生成した画像データに含まれる横筋ノイズを補正する際に用いる補正値を算出する検査装置が実施する補正値算出方法であって、
前記撮像素子が遮光された状態で、前記撮像素子が生成した複数の暗時画像データを前記撮像素子から取得する取得ステップと、
前記取得ステップにおいて取得した前記複数の暗時画像データを加算して該暗時画像データのフレーム数によって除算することによって加算平均画像データを生成する第1生成ステップと、
水平ライン毎における前記補正画素と前記複数の有効画素との相関の度合いに基づいて補正した前記画像データから前記第1生成ステップによって生成された前記加算平均画像データを減算した差画像データをフレーム毎に生成する第2生成ステップと、
前記第2生成ステップにおいて生成したフレーム毎の前記差画像データの統計値を横筋ノイズ指数として算出する第1算出ステップと、
前記第1算出ステップにおいてフレーム毎に算出した複数の前記横筋ノイズ指数を前記相関の度合い毎に算出する第2算出ステップと、
前記第2算出ステップにおいて前記相関の度合い毎に算出した複数の前記横筋ノイズ指数のうち最小値になる前記相関の度合いを前記補正値として算出する第3算出ステップと、
前記第3算出ステップにおいて算出した前記補正値を前記撮像素子に設けられた記録部に記録する記録制御ステップと、
を含むことを特徴とする補正値算出方法。 - 二次元マトリクス状に配置され、外部から光を受光し、受光量に応じた撮像信号を生成して出力する複数の有効画素と、前記複数の有効画素の配置における水平ライン毎に設けられ、前記撮像信号の補正処理に用いられるダミー信号を生成して出力する1または複数の補正画素と、を有する撮像素子と、撮像素子が生成した画像データに含まれる横筋ノイズを補正する際に用いる補正値であって、補正対象の水平ラインを含み、該水平ラインを基準に上下方向の水平ラインの範囲と、水平ライン毎における前記補正画素と前記複数の有効画素との相関の度合いを示す係数と、を含む補正値を記録する記録部と、を備えた撮像装置が接続される画像処理装置が実行する画像処理方法であって、
前記記録部から前記補正値および前記撮像素子が生成した前記画像データの各々を取得する取得ステップと、
前記取得ステップにおいて取得した前記画像データに対応する画像における前記補正画素の各々が出力したダミー信号の平均値を算出する平均値算出ステップと、
前記平均値算出ステップにおいて算出した前記補正画素の各々が出力したダミー信号の平均値と、前記水平ラインの範囲と前記係数とに基づいて、前記複数の有効画素の各々の前記撮像信号を補正するためのクランプ値を水平ライン毎に算出するクランプ値算出ステップと、
前記クランプ値算出ステップにおいて算出した前記水平ライン毎の前記クランプ値に基づいて、補正対象の水平ラインにおける前記複数の有効画素の各々の前記撮像信号を補正する補正ステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法。 - 二次元マトリクス状に配置され、外部から光を受光し、受光量に応じた撮像信号を生成して出力する複数の有効画素と、前記複数の有効画素の配置における水平ライン毎に設けられ、前記撮像信号の補正処理に用いられるダミー信号を生成して出力する1または複数の補正画素と、を備えた撮像素子が生成した画像データに含まれる横筋ノイズを補正する際に用いる補正値を算出する検査装置に、
前記撮像素子が遮光された状態で、前記撮像素子が生成した複数の暗時画像データを前記撮像素子から取得する取得ステップと、
前記取得ステップにおいて取得した前記複数の暗時画像データを加算して該暗時画像データのフレーム数によって除算することによって加算平均画像データを生成する第1生成ステップと、
水平ライン毎における前記補正画素と前記複数の有効画素との相関の度合いに基づいて補正した前記画像データから前記第1生成ステップによって生成された前記加算平均画像データを減算した差画像データをフレーム毎に生成する第2生成ステップと、
前記第2生成ステップにおいて生成したフレーム毎の前記差画像データの統計値を横筋ノイズ指数として算出する第1算出ステップと、
前記第1算出ステップにおいてフレーム毎に算出した複数の前記横筋ノイズ指数を前記相関の度合毎に算出する第2算出ステップと、
前記第2算出ステップにおいて前記相関の度合い毎に算出した複数の前記横筋ノイズ指数のうち最小値になる前記相関の度合いを前記補正値として算出する第3算出ステップと、
前記第3算出ステップにおいて算出した前記補正値を前記撮像素子に設けられた記録部に記録する記録制御ステップと、
を実行させることを特徴とする検査プログラム。 - 二次元マトリクス状に配置され、外部から光を受光し、受光量に応じた撮像信号を生成して出力する複数の有効画素と、前記複数の有効画素の配置における水平ライン毎に設けられ、前記撮像信号の補正処理に用いられるダミー信号を生成して出力する1または複数の補正画素と、を有する撮像素子と、撮像素子が生成した画像データに含まれる横筋ノイズを補正する際に用いる補正値であって、補正対象の水平ラインを含み、該水平ラインを基準に上下方向の水平ラインの範囲と、水平ライン毎における前記補正画素と前記複数の有効画素との相関の度合いを示す係数と、を含む補正値を記録する記録部と、を備えた撮像装置が接続される画像処理装置に、
前記記録部から前記補正値および前記撮像素子が生成した前記画像データの各々を取得する取得ステップと、
前記取得ステップにおいて取得した前記画像データに対応する画像における前記補正画素の各々が出力したダミー信号の平均値を算出する平均値算出ステップと、
前記平均値算出ステップにおいて算出した前記補正画素の各々が出力したダミー信号の平均値と、前記水平ラインの範囲と前記係数とに基づいて、前記複数の有効画素の各々の前記撮像信号を補正するためのクランプ値を水平ライン毎に算出するクランプ値算出ステップと、
前記クランプ値算出ステップにおいて算出した前記水平ライン毎の前記クランプ値に基づいて、補正対象の水平ラインにおける前記複数の有効画素の各々の前記撮像信号を補正する補正ステップと、
を実行させることを特徴とする補正プログラム。
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