JPWO2018016002A1 - 画像処理装置、内視鏡システム、プログラム及び画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1.1 システム構成例
本発明の第1の実施形態に係る内視鏡システムについて、図1を参照して説明する。本実施形態に係る内視鏡システムは、光源部100と、撮像部200と、画像処理部300と、表示部400と、外部I/F部500を備えている。
GNR(x,y) = we_cur×Gcur(x,y) + (1-we_cur)×Gpre{x+Vx(x,y),y+Vy(x,y)} …(1)
内視鏡画像では、生体構造(血管、腺管)に基づいて相関が高いブロックを探索することになる。その際、高精度な動きベクトルを検出するためには、画像の中周波数帯域〜高周波数域に分布する微細な生体構造(毛細血管など)の情報に基づいてブロックを探索することが望ましい。しかし、ノイズが多い場合には、微細な生体構造がノイズにより消失し、動きベクトルの検出精度が低下すると共に誤検出が増加する。一方、特許文献1のように一律にノイズ低減処理(LPF処理)を施してしまうと、ノイズが少なく微細な生体構造が残っている領域まで処理対象となるため、微細な生体構造がぼけてしまう。結果として、本来高精度での動きベクトル検出が可能であった領域において、検出精度が低下してしまう。
Ycur(x,y) = {Rcur(x,y) + 2×Gcur(x,y) + Bcur(x,y)}/4
Ypre(x,y) = {Rpre(x,y) + 2×Gpre(x,y) + Bpre(x,y)}/4 …(2)
Vx'(x,y) = m_min
Vy'(x,y) = n_min …(6)
Vx(x,y) = C×{Vx'(x,y) - Gx} + Gx
Vy(x,y) = C×{Vy'(x,y) - Gy} + Gy …(7)
上述の例では、輝度特定情報として輝度信号を用いた。具体的には低域Y画像の画素値であるY_LPFcur(x,y)に基づいて、評価値の算出処理や、動きベクトルの補正処理を切り替える例を示した。しかし本実施形態における輝度特定情報とは、画像の輝度(明るさ)を特定できる情報であればよく、輝度信号そのものには限定されない。
2.1 システム構成例
本発明の第2の実施形態に係る内視鏡システムについて説明する。画像処理部300の動きベクトル検出部320以外は、第1の実施形態と同一のため説明を省略する。以降の説明においても、上述の構成と同一のものについては適宜説明を省略する。
輝度画像算出部321、グローバル動きベクトル算出部3213、及び動きベクトル算出部325は第1の実施形態と同様であるため詳細な説明は省略する。
Vx(x,y) = {1-MixCoefV(x,y)}×Gx + MixCoefV(x,y)×Vx'(x,y)
Vy(x,y) = {1-MixCoefV(x,y)}×Gy + MixCoefV(x,y)×Vy'(x,y) …(8)
本実施形態では、評価値算出に用いる動き検出用画像を平滑化処理で生成するものとしたが、これに限定されない。例えば、任意のバンドパスフィルタを用いて生成した高域画像と、平滑化処理で生成した平滑化画像(低域画像)を合成した合成画像を用いて評価値を検出する構成も可能である。輝度信号が小さい場合に、低域画像の合成率を大きくすることでノイズ耐性を向上できる。
3.1 システム構成例
本発明の第3の実施形態に係る内視鏡システムについて説明する。画像処理部300の動きベクトル検出部320以外は、第1の実施形態と同一のため説明を省略する。
低域画像生成部329は、例えばガウシアンフィルタ(図11(B))を用いて輝度画像に平滑化処理を施し、生成した低域画像を評価値算出部324bに出力する。
Vx(x,y) = {1-MixCoef(x,y)}×VxL(x,y) + MixCoef(x,y)×VxH(x,y)
Vy(x,y) = {1-MixCoef(x,y)}×VyL(x,y) + MixCoef(x,y)×VyH(x,y) …(9)
210…ライトガイドファイバ、220…照明レンズ、230…集光レンズ、
240…撮像素子、250…メモリ、300…画像処理部、310…補間処理部、
320…動きベクトル検出部、321…輝度画像算出部、322…低域画像算出部、
323…減算割合算出部、324a,324b,324b’…評価値算出部、
325,325’…動きベクトル算出部、326a,326b…動きベクトル補正部、
327…フィルタ係数決定部、328…フィルタ処理部、329…低域画像生成部、
330…ノイズ低減部、340…フレームメモリ、350…表示画像生成部、
390…制御部、400…表示部、500…外部I/F部、3210…高域画像生成部、
3211a,3211b…合成割合算出部、3212…動きベクトル合成部、
3213…グローバルベクトル算出部
Claims (15)
- 画像を時系列に取得する画像取得部と、
前記画像の画素値に基づく輝度特定情報を求め、前記画像及び前記輝度特定情報に基づいて、動きベクトルを検出する動きベクトル検出部と、
を含み、
前記動きベクトル検出部は、
前記輝度特定情報により特定される輝度が小さいほど、前記動きベクトルの検出処理における、前記画像の高域周波数成分に対する低域周波数成分の相対的な寄与度を高くすることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
前記動きベクトル検出部は、
前記動きベクトルの検出処理に用いる動き検出用画像を、前記画像に基づき生成し、
前記輝度特定情報により特定される前記輝度が小さい場合は、前記輝度が大きい場合に比べて、前記動き検出用画像に含まれる前記低域周波数成分の割合を高くすることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項2において、
前記動きベクトル検出部は、
前記輝度特定情報により特定される前記輝度が小さい場合は、前記画像に対して第1の平滑化度合いである第1のフィルタ処理を施すことで前記動き検出用画像を生成し、
前記輝度特定情報により特定される前記輝度が大きい場合は、前記画像に対して前記第1のフィルタ処理に比べて平滑化度合いが弱い第2のフィルタ処理を施すことで前記動き検出用画像を生成することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項2において、
前記動きベクトル検出部は、
前記画像に対し所定の平滑化フィルタ処理を施した平滑化画像を生成し、
前記輝度特定情報により特定される前記輝度が小さい場合は、前記画像から第1の減算割合で前記平滑化画像による減算を行うことで前記動き検出用画像を生成し、
前記輝度特定情報により特定される前記輝度が大きい場合は、前記画像から前記第1の減算割合に比べて大きい第2の減算割合で前記平滑化画像による減算を行うことで前記動き検出用画像を生成することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項2において、
前記動きベクトル検出部は、
前記画像に対し、前記高域周波数成分に対応する帯域を少なくとも通過域に含むフィルタ処理を施した高周波画像を生成し、
前記輝度特定情報により特定される前記輝度が小さい場合は、前記画像に対して第1の加算割合で前記高周波画像を加算することで前記動き検出用画像を生成し、
前記輝度特定情報により特定される前記輝度が大きい場合は、前記画像に対して前記第1の加算割合に比べて大きい第2の加算割合で前記高周波画像を加算することで前記動き検出用画像を生成することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
前記動きベクトル検出部は、
時系列に取得される複数の前記画像間の差分を評価値として算出し、前記評価値に基づき前記動きベクトルを検出し、
前記動きベクトル検出部は、
前記輝度特定情報により特定される輝度が小さいほど、前記評価値の算出処理における、前記画像の前記高域周波数成分に対する前記低域周波数成分の相対的な寄与度を高くすることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項6において、
前記動きベクトル検出部は、
所与の基準ベクトルが検出されやすくなるように、前記評価値を補正することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項7において、
前記動きベクトル検出部は、
前記輝度特定情報により特定される輝度が小さいほど、前記基準ベクトルが検出されやすくなるように、前記評価値を補正することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項6において、
前記動きベクトル検出部は、
前記評価値に基づき求められた前記動きベクトルに対する補正処理を行い、
前記動きベクトル検出部は、
前記輝度特定情報に基づいて、前記動きベクトルが所与の基準ベクトルに近づくように前記補正処理を行うことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項9において、
前記動きベクトル検出部は、
前記輝度特定情報により特定される輝度が小さいほど、前記動きベクトルが所与の基準ベクトルに近づくように前記補正処理を行うことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項7乃至10のいずれかにおいて、
前記基準ベクトルは、
前記評価値に基づき検出される前記動きベクトルに比べて、大域的な動きを表すグローバル動きベクトル、又は、ゼロベクトルであることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
前記動きベクトル検出部は、
前記画像に基づき、周波数成分の異なる複数の動き検出用画像を生成し、複数の前記動き検出用画像の各々から検出された複数の動きベクトルを合成することで前記動きベクトルを検出し、
前記動きベクトル検出部は、
前記輝度特定情報により特定される輝度が小さいほど、前記低域周波数成分に対応する前記動き検出用画像から検出した前記動きベクトルの合成率を相対的に大きくすることを特徴とする画像処理装置。 - 画像を時系列に撮像する撮像部と、
前記画像の画素値に基づく輝度特定情報を求め、前記画像及び前記輝度特定情報に基づいて、動きベクトルを検出する動きベクトル検出部と、
を含み、
前記動きベクトル検出部は、
前記輝度特定情報により特定される輝度が小さいほど、前記動きベクトルの検出処理における、前記画像の高域周波数成分に対する低域周波数成分の相対的な寄与度を高くすることを特徴とする内視鏡システム。 - 画像を時系列に取得し、
前記画像の画素値に基づく輝度特定情報を求め、
前記画像及び前記輝度特定情報に基づいて、動きベクトルを検出する、
ステップをコンピュータに実行させ、
前記動きベクトルの検出において、
前記輝度特定情報により特定される輝度が小さいほど、前記動きベクトルの検出処理における、前記画像の高域周波数成分に対する低域周波数成分の相対的な寄与度を高くすることを特徴とするプログラム。 - 画像を時系列に取得し、
前記画像の画素値に基づく輝度特定情報を求め、
前記画像及び前記輝度特定情報に基づいて、動きベクトルを検出し、
前記動きベクトルの検出において、
前記輝度特定情報により特定される輝度が小さいほど、前記動きベクトルの検出処理における、前記画像の高域周波数成分に対する低域周波数成分の相対的な寄与度を高くすることを特徴とする画像処理方法。
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