JPWO2017168986A1 - 制御装置、内視鏡撮像装置、制御方法、プログラムおよび内視鏡システム - Google Patents
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Abstract
Description
1.第1の実施形態
1.1.システム構成例
1.2.機能構成例
1.3.変形例
2.第2の実施形態
2.1.システム構成例
2.2.機能構成例
2.3.変形例
3.第3の実施形態
3.1.システム構成例
3.2.機能構成例
3.3.変形例
4.第4の実施形態
4.1.システム構成例
4.2.機能構成例
4.3.変形例
5.むすび
本開示の第1の実施形態について説明する。
まず、本開示の第1の実施形態に係る内視鏡システム(以下、「内視鏡装置」とも言う。)の構成例について説明する。図1は、本開示の第1の実施形態に係る内視鏡システムの構成例を示す図である。図1に示したように、本開示の第1の実施形態に係る内視鏡システム1Aは、制御装置(CCU:Camera Control Unit)10A、カメラヘッド20、照明装置30、硬性鏡(以下、「スコープ」とも言う。)40およびモニタ(表示装置)50を備える。
以上、図2〜図4を参照しながら、内視鏡システム1Aの基本的な機能について説明した。ここで、上記したように、本開示の実施形態においては、光軸角度が可変である場合が想定されている。かかる場合には、光路変化に伴って生じる光学特性劣化に起因して、撮像素子21によって撮像される画像の画質が劣化してしまうことがある。本開示の実施形態においては、可変視野内視鏡装置によって撮像される画像の画質劣化を低減することが可能な技術を主に提案する。
本開示の第1の実施形態には、様々な変形例が適用され得る。例えば、上記においては、Deconvolutionによって補正後画像D32−1を得る手法について説明した。しかし、Deconvolutionによって補正後画像D32−1を得る手法は、上記した例に限定されない。すなわち、本開示の第1の実施形態においては、補正後画像D32−1を得るために、あらゆる周知のDeconvolutionが適用され得る。
続いて、本開示の第2の実施形態について説明する。
まず、本開示の第2の実施形態に係る内視鏡システムの構成例について説明する。図13は、本開示の第2の実施形態に係る内視鏡システムの構成例を示す図である。図1を参照すると、内視鏡システム1Aは制御装置10Aを備えるのに対し、図13を参照すると、内視鏡システム1Bは制御装置10Bを備える点において、本開示の第1の実施形態と本開示の第2の実施形態とは異なっている。その他の構成は、本開示の第1の実施形態と本開示の第2の実施形態とにおいて実質的に同一である。そこで、本開示の第2の実施形態においては、制御装置10Bについて主に説明する。
本開示の第2の実施形態においても、可変視野内視鏡装置によって撮像される画像の画質劣化を低減することが可能な技術を主に提案する。より具体的には、本開示の第1の実施形態においても説明したように、折り曲げ角度および回転角度に依存して画質が劣化し得る。本開示の第2の実施形態においては、このような折り曲げ角度および回転角度に依存して生じる画質劣化(特に、形状歪み)を低減する技術を主に提案する。
本開示の第2の実施形態には、様々な変形例が適用され得る。例えば、上記においては、直線に対して生じた歪みに対する補正(いわゆるディストーション補正)の例を示した。しかし、用途によっては立体物の歪みに着目したボリューム歪像補正がより好適である場合もある。図20Aは、ボリューム歪像補正による補正後画像D32B−1の例を示す図である。また、図20Bは、ディストーション補正による補正後画像D32B−2の例を示す図である。ここで意味する歪み補正は形態補正方法すべての総称であり、ディストーション補正とボリューム歪像補正とは理論上両立できないが、場合によっては両者を適度な比率でミックスして本開示の第2の実施形態を実施することも可能である。
続いて、本開示の第3の実施形態について説明する。
まず、本開示の第3の実施形態に係る内視鏡システムの構成例について説明する。図22は、本開示の第3の実施形態に係る内視鏡システムの構成例を示す図である。図1を参照すると、内視鏡システム1Aは制御装置10Aを備えるのに対し、図22を参照すると、内視鏡システム1Cは制御装置10Cを備える点において、本開示の第1の実施形態と本開示の第3の実施形態とは異なっている。その他の構成は、本開示の第1の実施形態と本開示の第3の実施形態とにおいて実質的に同一である。そこで、本開示の第3の実施形態においては、制御装置10Cについて主に説明する。
本開示の第3の実施形態においても、可変視野内視鏡装置によって撮像される画像の画質劣化を低減することが可能な技術を主に提案する。より具体的には、光軸角度(折り曲げ角度および回転角度)毎に角度調節部分での光路が微妙に変化し、例えば、光軸のずれによりレンズの周辺光量落ちの影響の受け方が変化したり、同じ像面での光路長変化により空間的に透過する光量が変化したりするため、光学的輝度ムラが発生し得る。本開示の第3の実施形態においては、このような折り曲げ角度および回転角度に依存して生じる画質劣化(特に、輝度ムラ)を低減する技術を主に提案する。
本開示の第3の実施形態には、様々な変形例が適用され得る。例えば、上記においては、輝度ムラの補正手法の一例を説明したが、輝度ムラの補正手法は特に限定されない。また、輝度の定義も特に限定されない。例えば、輝度は、例えば、輝度の定義も、YCbCrのYであってもよいし、CIELABのLであってもよいし、他の信号であってもよい。また、上記においては、画面内の輝度が平均輝度に合うように補正を行う例を説明したが、画面内の輝度が平均輝度とは異なる所定の基準輝度に合うように補正が行われてもよい。
続いて、本開示の第4の実施形態について説明する。
まず、本開示の第4の実施形態に係る内視鏡システムの構成例について説明する。図29は、本開示の第4の実施形態に係る内視鏡システムの構成例を示す図である。図1を参照すると、内視鏡システム1Aは制御装置10Aを備えるのに対し、図29を参照すると、内視鏡システム1Dは制御装置10Dを備える点において、本開示の第1の実施形態と本開示の第4の実施形態とは異なっている。その他の構成は、(上記したように、本開示の第4の実施形態においては、照明装置30の光源角度が可変であるという点を除いて)本開示の第1の実施形態と本開示の第4の実施形態とにおいて実質的に同一である。そこで、本開示の第4の実施形態においては、制御装置10Dについて主に説明する。
本開示の第4の実施形態においても、可変視野内視鏡装置によって撮像される画像の画質劣化を低減することが可能な技術を主に提案する。より具体的には、光軸角度(折り曲げ角度および回転角度)の変化に伴って照明装置30から発せられる光の被写体への当たり具合が変化するため、配光ムラが発生し得る。本開示の第4の実施形態においては、このような折り曲げ角度および回転角度に依存して生じる画質劣化(特に、配光ムラ)を低減する技術を主に提案する。
本開示の第4の実施形態には、様々な変形例が適用され得る。例えば、上記においては、配光ムラを補正する手法を説明したが、配光ムラの補正と輝度ムラの補正とが組み合わされて実行されてもよい。すなわち、本開示の第3の実施形態と本開示の第4の実施形態とは組み合わされて実行されてもよい。例えば、照明装置30の制御によって配光ムラの補正を行った後、画像処理によって輝度ムラの補正を行ってもよい。同様に、上記した本開示の第1の実施形態から本開示の第4の実施形態までのいずれかは、適宜に組み合わされて実行されてもよい。
以上説明したように、本開示の実施形態によれば、内視鏡のスコープ軸を基準とする光軸角度情報と、撮像素子によって取得した画像信号とに基づき、表示用画像の画質を制御する画質制御部、を備える、制御装置が提供される。かかる構成によれば、可変視野内視鏡装置によって撮像される画像の画質劣化を低減することが可能となる。
(1)
内視鏡のスコープ軸を基準とする光軸角度情報と、撮像素子によって取得した画像信号とに基づき、表示用画像の画質を制御する画質制御部、
を備える、制御装置。
(2)
前記光軸角度情報は、角度検出装置によって検出した情報、または撮像装置によって制御された光源角度情報を取得した情報である、
前記(1)に記載の制御装置。
(3)
前記画質制御部は、前記光軸角度情報に対応する補正用データと前記画像信号とに基づき、前記表示用画像の画質を制御する、
前記(1)または(2)に記載の制御装置。
(4)
前記制御装置は、更に補正用データ生成部を有し、
前記補正用データ生成部は、所定のチャートを撮影して得たチャート画像信号に基づいて、前記補正用データの生成を行う、
前記(3)に記載の制御装置。
(5)
前記画質制御部は、被写体までの距離を示す距離情報と、前記光軸角度情報に対応する補正用データと前記画像信号に基づき、前記表示用画像の画質を制御する、
前記(1)〜(4)のいずれか一項に記載の制御装置。
(6)
前記画質制御部は、前記画像信号がR信号、G信号、B信号を有する場合、それぞれの画像信号に基づき、表示用画像の画質を制御する、
前記(1)〜(5)のいずれか一項に記載の制御装置。
(7)
前記画質制御部は、前記表示用画像のぼけムラ、歪み、または輝度ムラの少なくともひとつを制御する、
前記(1)〜(6)のいずれか一項に記載の制御装置。
(8)
前記補正用データ生成部は、
前記チャート画像信号に基づいて、空間位置に依存して変化するぼけ関数を推定し、前記ぼけ関数からぼけムラを制御するための補正用データを生成する、
前記(4)に記載の制御装置。
(9)
前記画質制御部は、前記光軸角度情報に基づき光源装置を調整し、前記表示用画像の画質を制御する、
前記(1)〜(8)のいずれか一項に記載の制御装置。
(10)
前記画質制御部は、前記表示用画像の配光ムラを制御する、
前記(9)に記載の制御装置。
(11)
前記補正用データ生成部は、
前記チャート画像信号に基づいて、照明装置の光源角度ごとの配光ムラ評価値を算出し、前記配光ムラ評価値から配光ムラを制御するための補正用データを生成する、
前記(4)に記載の制御装置。
(12)
内視鏡のスコープ軸を基準とする光源角度を制御する角度制御部と、
術中に体腔内の被写体を撮像し画像信号を得る撮像部と、
を具備し、
制御装置に対して、前記光源角度を示す情報および前記画像信号を出力する、
内視鏡撮像装置。
(13)
前記内視鏡撮像装置は、更に距離情報算出部を有し、
前記被写体までの距離情報を算出する、
前記(12)に記載の内視鏡撮像装置。
(14)
前記距離情報は、撮像装置条件、または前記画像信号から算出される
前記(13)に記載の内視鏡撮像装置。
(15)
前記撮像部は、R信号、G信号、B信号それぞれの画像信号を得て、
前記制御装置に対して、前記R信号、前記G信号および前記B信号を出力する、
前記(12)〜(14)のいずれか一項に記載の内視鏡撮像装置。
(16)
前記撮像部は、所定のチャートを撮像し、
前記制御装置に対して、前記撮像したチャート画像信号を出力する、
前記(12)〜(15)のいずれか一項に記載の内視鏡撮像装置。
(17)
内視鏡のスコープ軸を基準とする光軸角度情報と、撮像素子によって取得した画像信号とに基づき、表示用画像の画質を制御すること、
を含む、制御方法。
(18)
コンピュータを、
内視鏡のスコープ軸を基準とする光軸角度情報と、撮像素子によって取得した画像信号とに基づき、表示用画像の画質を制御する画質制御部、
を備える制御装置として機能させるためのプログラム。
(19)
内視鏡のスコープ軸を基準とする光軸角度情報と、撮像素子によって取得した画像信号とに基づき、表示用画像の画質を制御する画質制御部、を含む、制御装置と、
前記内視鏡のスコープ軸を基準とする光源角度を制御する角度制御部と、
術中に体腔内の被写体を撮像し画像信号を得る撮像部と、
を具備し、
前記制御装置に対して、前記光源角度を示す情報および前記画像信号を出力する、
内視鏡撮像装置と、
を有する、内視鏡システム。
10A〜10D 制御装置
110A〜110D 補正用データ生成部
120 角度検出部
121 収差検出部
122 収差比較部
123 収差データベース
130A〜130D 画質制御部
140 照明制御部
150A〜150C 補正処理部
20 カメラヘッド
21 撮像素子
30 照明装置
40 硬性鏡
41 レンズ
50 モニタ
Claims (19)
- 内視鏡のスコープ軸を基準とする光軸角度情報と、撮像素子によって取得した画像信号とに基づき、表示用画像の画質を制御する画質制御部、
を備える、制御装置。 - 前記光軸角度情報は、角度検出装置によって検出した情報、または撮像装置によって制御された光源角度情報を取得した情報である、
請求項1に記載の制御装置。 - 前記画質制御部は、前記光軸角度情報に対応する補正用データと前記画像信号とに基づき、前記表示用画像の画質を制御する、
請求項1に記載の制御装置。 - 前記制御装置は、更に補正用データ生成部を有し、
前記補正用データ生成部は、所定のチャートを撮影して得たチャート画像信号に基づいて、前記補正用データの生成を行う、
請求項3に記載の制御装置。 - 前記画質制御部は、被写体までの距離を示す距離情報と、前記光軸角度情報に対応する補正用データと前記画像信号に基づき、前記表示用画像の画質を制御する、
請求項1に記載の制御装置。 - 前記画質制御部は、前記画像信号がR信号、G信号、B信号を有する場合、それぞれの画像信号に基づき、表示用画像の画質を制御する、
請求項1に記載の制御装置。 - 前記画質制御部は、前記表示用画像のぼけムラ、歪み、または輝度ムラの少なくともひとつを制御する、
請求項1に記載の制御装置。 - 前記補正用データ生成部は、
前記チャート画像信号に基づいて、空間位置に依存して変化するぼけ関数を推定し、前記ぼけ関数からぼけムラを制御するための補正用データを生成する、
請求項4に記載の制御装置。 - 前記画質制御部は、前記光軸角度情報に基づき光源装置を調整し、前記表示用画像の画質を制御する、
請求項1に記載の制御装置。 - 前記画質制御部は、前記表示用画像の配光ムラを制御する、
請求項9に記載の制御装置。 - 前記補正用データ生成部は、
前記チャート画像信号に基づいて、照明装置の光源角度ごとの配光ムラ評価値を算出し、前記配光ムラ評価値から配光ムラを制御するための補正用データを生成する、
請求項4に記載の制御装置。 - 内視鏡のスコープ軸を基準とする光源角度を制御する角度制御部と、
術中に体腔内の被写体を撮像し画像信号を得る撮像部と、
を具備し、
制御装置に対して、前記光源角度を示す情報および前記画像信号を出力する、
内視鏡撮像装置。 - 前記内視鏡撮像装置は、更に距離情報算出部を有し、
前記被写体までの距離情報を算出する、
請求項12に記載の内視鏡撮像装置。 - 前記距離情報は、撮像装置条件、または前記画像信号から算出される
請求項13に記載の内視鏡撮像装置。 - 前記撮像部は、R信号、G信号、B信号それぞれの画像信号を得て、
前記制御装置に対して、前記R信号、前記G信号および前記B信号を出力する、
請求項12に記載の内視鏡撮像装置。 - 前記撮像部は、所定のチャートを撮像し、
前記制御装置に対して、前記撮像したチャート画像信号を出力する、
請求項12に記載の内視鏡撮像装置。 - 内視鏡のスコープ軸を基準とする光軸角度情報と、撮像素子によって取得した画像信号とに基づき、表示用画像の画質を制御すること、
を含む、制御方法。 - コンピュータを、
内視鏡のスコープ軸を基準とする光軸角度情報と、撮像素子によって取得した画像信号とに基づき、表示用画像の画質を制御する画質制御部、
を備える制御装置として機能させるためのプログラム。 - 内視鏡のスコープ軸を基準とする光軸角度情報と、撮像素子によって取得した画像信号とに基づき、表示用画像の画質を制御する画質制御部、を含む、制御装置と、
前記内視鏡のスコープ軸を基準とする光源角度を制御する角度制御部と、
術中に体腔内の被写体を撮像し画像信号を得る撮像部と、
を具備し、
前記制御装置に対して、前記光源角度を示す情報および前記画像信号を出力する、
内視鏡撮像装置と、
を有する、内視鏡システム。
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