WO2015106955A1

WO2015106955A1 - Verfahren zur steuerung einer videobildverarbeitung, bildverarbeitungssteuerungssoftware sowie video-endoskopiesystem

Info

Publication number: WO2015106955A1
Application number: PCT/EP2015/000013
Authority: WO
Inventors: Thorsten JÜRGENS; Peter Schouwink; Ilja KIPERMANN
Original assignee: Olympus Winter and Ibe GmbH
Current assignee: Olympus Winter and Ibe GmbH
Priority date: 2014-01-17
Filing date: 2015-01-07
Publication date: 2015-07-23
Anticipated expiration: 2016-07-17
Also published as: DE102014200833A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Videobildverarbeitung in einem Video-Endoskopiesystem (10) mit einem Videoendoskop (20), einer, insbesondere in ihrer Helligkeit steuerbaren, Lichtquelle und einem Videobildaufnehmer, in dem auf Videosignale des Videobildaufnehmers eine automatische Verstärkungssteuerung (AGC) und/oder eine Rauschunterdrückung (NR) und/oder eine Bildverbesserung (IE), insbesondere in Form einer Strukturverstärkung (SE) und/oder einer Kontrastverstärkung (CE), angewendet wird oder werden. Die Erfindung betrifft weiter eine Bildverarbeitungssteuerungssoftware mit Programmcodemitteln und ein Video-Endoskopiesystem (10). Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden ein Aktivierungsgrad der Rauschunterdrückung (NR) und ein Aktivierungsgrad der Bildverbesserung (IE), insbesondere ein Aktivierungsgrad der Strukturverstärkung (SE) und/oder ein Aktivierungsgrad der Kontrastverstärkung (CE), in Abhängigkeit von einer aktuellen Bildhelligkeit und/oder von einem aktuellen Verstärkungswert der automatischen Verstärkungssteuerung (AGC) und/oder von einem aktuellen Betrachtungsabstandsmaß automatisch angepasst.

Description

Verfahren zur Steuerung einer Videobildverarbeitung, Bildverarbei- tungssteuerungssoftware sowie Video-Endoskopiesystem

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Videobildverarbeitung in einem Video-Endoskopiesystem mit einem Videoendoskop, einer, insbesondere in ihrer Helligkeit steuerbaren, Lichtquelle und einem Videobildaufnehmer, in dem auf Videosignale des Videobildaufnehmers eine automatische Verstärkungssteuerung und/oder eine Rauschunterdrückung und/oder eine Bildverbesserung, insbesondere in Form einer Strukturverstärkung und/oder einer Kontrastverstärkung, angewendet wird oder werden. Die Erfindung betrifft weiter eine Bildverarbeitungssteuerungssoftware mit Programmcodemitteln und ein Video-Endoskopiesystem.

Video-Endoskopiesysteme mit Videoendoskopen umfassen üblicherweise mehrere weitere Komponenten. Da Endoskope zur Bild- gebung im Inneren des Körpers eingesetzt werden, ist eine Lichtquelle erforderlich. Das Videoendoskop selber umfasst entweder im distalen Bereich hinter der distalen Spitze einen Videobildaufneh- mer oder in einem Kamerakopf, der an einem Okular am Handgriff des Endoskops angebracht wird. Zur Anzeige eines Videobildes auf einem Monitor benötigen Video-Endoskopiesysteme eine Kontroll- und Versorgungseinheit, auch „Camera Control Unit" (CCU) genannt, welche die Signale des Bildaufnehmers wandelt und so verarbeitet, dass eine Ausgabe des Videobildes auf einem Anzeigegerät, üblicherweise einem Monitor, möglich ist, und die weiter den Bildaufnehmer ansteuert und mit Energie versorgt.

Die Kontroll- und Versorgungseinheit kann auch die Lichtquelle des Videoendoskops steuern. In modernen Systemen des Standes der Technik ist die Lichtquelle entweder in die Kontroll- und Versorgungseinheit integriert oder in das Videoendoskop und mit der Kontroll- und Versorgungseinheit über eine Datenverbindung verbunden. Letztere wird beispielsweise genutzt, um Steuersignale auszutauschen. Auf diese Weise kann die CCU die von der Lichtquelle abgegebene Lichtmenge steuern, um stets eine optimale Bildhelligkeit zu erzielen und eine Unter- oder Überbelichtung zu vermeiden.

Für den Fall, dass die von der Lichtquelle abgegebene Lichtmenge nicht ausreicht, verfügt eine CCU üblicherweise über die Möglichkeit, mit einer so genannten „Automatic Gain Control" (AGC) das Signal des Bildgebers so zu verstärken, dass ein hellerer Bildeindruck entsteht. Dies kann beispielsweise durch eine digitale Verstärkung des Helligkeitssignals oder auch durch die variable An- steuerung eines analogen Verstärkers geschehen, der das analoge Ausgangssignal eines CCD-Bildgebers verstärkt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass das die Bildinformation beinhaltende Nutzsignal eines Bildpunktes mit abnehmender Lichtmenge kleiner wird, während das Rauschsignal des Bildpunktes unverändert bleibt. Dadurch sinkt bei abnehmender Lichtmenge das Signal-zu-Rausch-Verhältnis („Signal-to-Noise-Ratio", SNR). Durch eine nachgelagerte Verstär- kung mittels AGC nimmt also das Bildrauschen im Ausgabebild zu.

Umgekehrt ist es nach dem Stand der Technik bei einigen Bildsensoren auch möglich, eine Überbelichtung zu vermeiden, indem die Belichtungsdauer des Bildaufnehmers im Vergleich zur eigentlichen Dauer eines Video-Frames reduziert wird. Dies wird als so genannter„Electrical Shutter" (ES) bezeichnet.

Moderne Kontroll- und Versorgungseinheiten (CCU) verfügen häufig über verschiedene Bildbearbeitungsoptionen. So ist häufig eine Rauschunterdrückung („Noise Reduction", NR) implementiert, mit der das Bildrauschen reduziert wird, das beispielsweise durch thermische, stochastische Effekte auf dem Bildgeber entsteht. Hierzu wird entweder ein so genannter zeitlicher bzw. temporaler Filter eingesetzt, bei dem das Rauschen durch Mittelung mehrerer überlagerter Video-Frames reduziert wird, oder ein örtlicher Filter wird angewendet. Da es sich bei dem Bildrauschen um einen stochasti- schen Effekt handelt, verbessert sich bei der zeitlichen Mittelung das Signal-zu-Rausch-Verhältnis mit der Quadratwurzel der Anzahl der überlagerten Video-Frames. Bei der örtlichen Filterung wird der Effekt genutzt, dass sich der Anteil des Rauschens zu einem bestimmten Zeitpunkt von Pixel zu Pixel unterscheidet. Somit lässt sich das Rauschen über einen örtlichen Tiefpassfilter reduzieren.

Weiter verfügt eine CCU nach dem Stand der Technik häufig über eine so genannte Strukturverstärkung („Structural Enhancement", SE) oder eine Kontrastverstärkung („Contrast Enhancement", CE), die auch zusammenfassend als Bildverbesserung („Image Enhancement", IE) bezeichnet werden. So lassen sich beispielsweise bei einer Strukturverstärkung durch Einsatz eines Kantenfilters bestimmte Strukturen, beispielsweise Vaskularisierungsmuster, hervorheben. Die im Stand der Technik genutzten Bildverbesserungsoptionen sind bei den bestehenden Systemen nicht vernetzt. Dies kann zu Problemen führen, da einige Funktionen zueinander gegenläufige Effekte bewirken. So führt beispielsweise eine aktivierte Bildverbesserungsfunktion je nach Stärke der Einstellung zu einem stärker wahrgenommenen Bildrauschen, da beispielsweise ein Kantenfilter die aufgrund des Rauschens vorhandenen Unterschiede in den Signalamplituden benachbarter Pixel verstärkt. Andererseits führt eine Rauschunterdrückung durch eine Tiefpassfilterung bzw. durch Artefakte aufgrund bei einer Bewegung ungenau überlagerter Bilder zu einer Reduktion der wahrnehmbaren Auflösung des Systems.

Die jeweils optimale Einstellung dieser Bearbeitungsoptionen ist von Bildsituation zu Bildsituation unterschiedlich. In einem Fall, in dem das Bild ausreichend beleuchtet ist, wird eine Signalverstärkung mittels AGC nicht benötigt. Es kann dann auch die Rauschunterdrückung reduziert werden, während eine Bildverbesserung, beispielsweise eine Kontrastverstärkung, ohne oder mit nur einem geringen nachteiligen Effekt auf das wahrgenommene Rauschen aktiviert werden kann. Eine Rauschunterdrückung ist in einem solchen Fall in der Regel nicht notwendig und würde nur das theoretisch mögliche Auflösungsvermögen verschlechtern.

Im Gegensatz dazu ist bei einer ungenügenden Beleuchtung und daraus resultierender maximaler AGC-Verstärkung eine Aktivierung einer Bildverbesserungsoption, beispielsweise einer Kontrastverstärkung, nachteilig. Eine solche Situation tritt beispielsweise auf, wenn ein großer Beobachtungsabstand, gegebenenfalls in Kombination mit einer unzureichenden Beleuchtung vorliegt. In einem solchen Fall können keine feinen Details im Operationsfeld aufgelöst werden, und das vorhandene Rauschen würde stark verstärkt. In einem solchen Fall wäre es daher vorteilhaft, eine Rauschunterdrückung zu aktivieren.

Die Bedienung der unterschiedlichen und teilweise gegenläufigen Funktionen ist je nach Ausgestaltung der Benutzeroberfläche für den Operateur sehr umständlich und muss üblicherweise über mehre Menüpunkte angewählt werden. Weiter ist ein gewisses Grundverständnis über die genannten technisch-physikalischen Zusammenhänge erforderlich, das bei einem durchschnittlichen Operateur, der üblicherweise ein Mediziner ist, nicht immer vorhanden ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung einer Videobildverarbeitung, einer Bildver- arbeitungssteuerungssoftware sowie ein Video-Endoskopiesystem zur Verfügung zu stellen, mit denen die zuvor beschriebenen Nachteile behoben werden.

Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung einer Videobildverarbeitung in einem Video- Endoskopiesystem mit einem Videoendoskop, einer, insbesondere in ihrer Helligkeit steuerbaren, Lichtquelle und einem Videobildaufnehmer, in dem auf Videosignale des Videobildaufnehmers eine automatische Verstärkungssteuerung und/oder eine Rauschunterdrückung und/oder eine Bildverbesserung, insbesondere in Form einer Strukturverstärkung und/oder einer Kontrastverstärkung, angewendet wird oder werden, gelöst, das dadurch weitergebildet ist, dass ein Aktivierungsgrad der Rauschunterdrückung und ein Aktivierungsgrad der Bildverbesserung, insbesondere ein Aktivierungsgrad der Strukturverstärkung und/oder ein Aktivierungsgrad der Kontrastverstärkung, in Abhängigkeit von einer aktuellen Bildhelligkeit und/oder von einem aktuellen Verstärkungswert der automatischen Verstärkungssteuerung und/oder von einem aktuellen Betrach- tungsabstandsmaß automatisch angepasst werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird dem Operateur die Aufgabe abgenommen, zusätzlich zu seiner eigentlichen Tätigkeit, der endoskopischen Untersuchung oder Behandlung eines Patienten, auch noch sämtliche Einstellungen zur Bildverarbeitung vornehmen zu müssen. Dazu werden in der CCU bestimmte Parameter miteinander verknüpft, die die aktuelle Bildsituation und das gewünschte Ergebnis beschreiben, so dass der Anwender eine optimale Kombination aus Bildverbesserungsfunktionen, AGC- Verstärkungseinstellung und Rauschfilterung erreicht und eine Fehlbedienung durch den Anwender vermieden wird. Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter einer Verstärkung oder AGC-Verstärkung eine Signalverstärkung verstanden, während Bildverbesserungsoptionen als Strukturverstärkung oder Kontrastverstärkung bezeichnet werden.

Dadurch, dass die CCU anhand der entsprechenden Parameter eine automatische Anpassung der Aktivierungsgrade für Bildverbesserung und Rauschunterdrückung in Abhängigkeit der Objektausleuch- tung und des Beobachtungs- bzw. Betrachtungsabstands vornimmt, wird gewährleistet, dass der Anwender stets ein für ihn hinsichtlich der Bildsituation (Helligkeit, Betrachtungsabstand) optimiertes Bild erhält. So wird eine unnötige Limitierung der Ortsauflösung, beispielsweise durch eine starke Rauschunterdrückung, bei ausreichender Bildhelligkeit und daraus resultierender guter SNR vermieden und andererseits Artefakte und eine Verstärkung des Bildrauschens bei einer schlechten SNR durch Reduktion von Bildverbesserungsfunktionen bei gleichzeitiger Aktivierung bzw. Verstärkung einer Rauschunterdrückung vermieden. Die Bildsituation äußert sich für den Operateur augenfällig in der aktuellen Bildhelligkeit, die unter anderem von Beleuchtung, Beobachtungsabstand und unter- suchtem Gewebe abhängig ist. Diese Parameter werden einzeln oder kumulativ verwendet, um die Aktivierungsgrade der Bildverbesserungsoptionen und gegebenenfalls den Verstärkungsfaktor der automatischen Verstärkungssteuerung automatisch einzustellen.

Im einfachsten Fall realisiert das erfindungsgemäße Verfahren eine vollautomatische Steuerung der Bildbearbeitung. Dies bedeutet, dass in jeder Situation in der Entscheidungslogik der CCU entschieden wird, abhängig von den Parametern Bildhelligkeit, AGC- Verstärkungsfaktor und/oder aktuellem Betrachtungsabstand, mit welchen Aktivierungsgraden die Bildverbesserungsoptionen betrieben werden, um in jeder Situation ein deutliches Bild zu erhalten.

Vorzugsweise werden die Aktivierungsgrade der Rauschunterdrückung und der Bildverbesserung gegenläufig zueinander verändert. Damit wird vermieden, dass die Effekte der Bildverbesserung und der Rauschunterdrückung sich gegenseitig negativ beeinflussen. Es wird, je nach Bildsituation, ein stärkeres Gewicht auf die Rauschunterdrückung oder die Bildverbesserung gelegt und der jeweils andere Parameter nur abgeschwächt eingesetzt, bis in extremen Situationen nur noch eine Option durchgeführt wird.

Bevorzugt sind Kennlinien der Verläufe der Aktivierungsgrade der Rauschunterdrückung und der Bildverbesserung linear oder nichtlinear oder sind die Verläufe der Aktivierungsgrade der Rauschunterdrückung und der Bildverbesserung als Werte in einer Lookup-Table hinterlegt. Lineare Kennlinien sind besonders einfach zu parametri- sieren, nichtlineare Kennlinien können nichtlineare Effekte in der Bildverarbeitung besser kompensieren.

Zur Steuerung der Bildhelligkeit wird oder werden vorzugsweise ein Beleuchtungswert der Lichtquelle als Maß für eine relative Lichtab- gäbe und/oder eine Belichtungsdauer mittels eines elektrischen Shutters und/oder ein Verstärkungsfaktor der automatischen Verstärkungssteuerung eingestellt.

Um die Bildhelligkeit zu ermitteln, überwacht die CCU beispielsweise die mittlere Ausgangsspannung des CCD über das gesamte Bild oder in einem bestimmten Teil des Bildes, einer so genannten„Area of Interest". Gegebenenfalls kann auch direkt die Ansteuerung der AGC als Ersatzgröße für die Bildhelligkeit gewählt werden.

Um den Betrachtungsabstand abzuschätzen, kann die CCU die folgende Berechnung durchführen. Zunächst liest die CCU einen Wert, der als Maß für die relative Lichtabgabe der Lichtquelle dienen kann, beispielsweise die Blendenöffnung, den aktiven Lichtmodus („high",„low"), die gewählte Betriebsspannung bzw. den gewählten Betriebsstrom des Leuchtmittels oder das Tastverhältnis, mit der das verwendete Leuchtmittel angesteuert wird, aus der Lichtquelle aus. Weiter wertet die CCU die Ansteuerung des „Electrical Shutters" aus sowie die Bildhelligkeit über das Bild bzw. in einer bestimmten„Area of Interest".

Dabei werden vorzugsweise als Maß zur Abschätzung des aktuellen Beobachtungsabstands der Beleuchtungswert und/oder die Belichtungsdauer und/oder der Verstärkungsfaktor einerseits sowie die aktuelle Bildhelligkeit im gesamten Videobild oder in einem Teilbereich des Videobilds andererseits ausgewertet und aus dem Unterschied zwischen einer erwarteten Bildhelligkeit und der gemessenen Bildhelligkeit wird der aktuelle Beobachtungsabstand ermittelt, insbesondere wird ein Verhältnis aus erwarteter und gemessener Bildhelligkeit als Beobachtungsabstandsmaß gebildet. Der Beobachtungsabstand kann auch als Funktion des Beleuchtungszustands, der Belichtungseinstellungen und der tatsächlich beobachteten Bildhelligkeit parametrisiert sein, was zu einer Verhältnisbildung aus tatsächlicher und erwarteter Bildhelligkeit äquivalent ist, da beide modellbasiert sind.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine automatische gleichzeitige und wechselseitig abhängige Einstellung von Verstärkungsfaktor, Aktivierungsgrad der Rauschunterdrückung, Aktivierungsgrad der Strukturverstärkung und Aktivierungsgrad der Kontrastverstärkung weiter in Abhängigkeit wenigstes eines benutzerwählbaren Parameters erfolgt, insbesondere eines Darstellungsparameters mit einer Auswahl voreingestellter Werte. Hiermit wird die Möglichkeit eröffnet, verschiedene Szenerien bzw. Gewichtungsauswahlen zu treffen. Die Auswahl voreingestellter Werte für den Darstellungsparameter kann beispielsweise Voreinstellungen für die Wiedergabe von detaillierten Strukturen, für die Wiedergabe einer Übersicht mit wenigen Strukturen und eine Voreinstellung für ein balanciertes Mittelmaß zwischen einer strukturarmen Übersicht und einer detailreichen Darstellung umfassen. Für jede dieser Voreinstellungen werden die Parameter AGC, NR und IE bzw. SE und CE jeweils verschieden gewichtet und dann wieder individuell an die vorhandene Bildsituation angepasst.

Um die Bedienung für den Anwender weiter zu vereinfachen, ist in einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen, dass der Verstärkungsfaktor und die Aktivierungsgrade der Rauschunterdrückung, der Strukturverstärkung und der Kontrastverstärkung auf einem Koordinatenkreuz dargestellt sind, wobei der Verstärkungsfaktor und der Aktivierungsgrad der Kontrastverstärkung auf der positiven und negativen Seite einer ersten Achse des Koordinatenkreuzes verzeichnet sind und die Aktivierungsgrade der Strukturverstärkung und der Rauschunterdrückung auf der positiven und negativen Seite einer zweiten Achse des Koordinatenkreuzes verzeichnet sind, wo- bei ein benutzerwählbarer Parameter ein Zentrum eines Auswahlkreises oder Auswahlkreuzes oder einer Auswahlellipse und gegebenenfalls ein weiterer benutzerwählbarer Parameter ein Radius des Auswahlkreises oder die Längen der Halbachse des Auswahlkreuzes oder der Auswahlellipse sind, wobei Schnittpunkte des Auswahlkreises mit den positiven und negativen Seiten der Achsen des Koordinatenkreuzes oder Extremwerte des Auswahlkreises in Richtung der Achsen des Koordinatenkreuzes oder die Endpunkte der Halbachsen des Auswahlkreuzes oder der Auswahlellipse die relativen Stärken oder Gewichtungen der automatischen Verstärkung und der Aktivierungsgrade der Rauschunterdrückung, der Strukturverstärkung und der Kontrastverstärkung bilden.

Die Darstellung der verschiedenen Parameter, nämlich der Aktivierungsgrade der Bildbearbeitungsoptionen und der AGC-Verstärkung auf den positiven und negativen Seiten der beiden Achsen, ermöglicht eine sehr einfache Handhabung und die sehr einfache Realisierung des Ausgleichs gegenläufiger Effekte der verschiedenen Bildbearbeitungsoptionen. Aus diesem Grund sind Verstärkungsfaktor und Kontrastverstärkung einerseits auf einer Achse gegenläufig und Strukturverstärkung und Rauschunterdrückung andererseits auf der anderen Achse gegenläufig zueinander angeordnet. Durch die Verschiebung des Auswahlkreises und gegebenenfalls eine Anpassung des Radius des Auswahlkreises kann die Bildverarbeitungssteuerung in Richtung von mehr Detail, mehr Übersicht usw. im Wesentlichen stufenlos eingestellt werden. Dabei muss sich der Operateur nicht darüber Gedanken machen, mit welchem Aktivierungsgrad er die vier verschiedenen Optionen jeweils einzeln einstellen muss, sondern es werden alle vier Parameter gleichzeitig eingestellt, so dass vermieden wird, dass zwei verschiedene Parameter so eingestellt werden, dass sich ihre Effekte gegenseitig aufheben oder eine negative Beeinflussung eintritt. Gleichbedeutend mit dem Auswahlkreis ist ein Auswahlkreuz, dessen Zentrum verschoben wird. Dies ist das Gleiche wie der Fall, dass die Extremwerte des Auswahlkreises verwendet werden. Die Extremwerte sind im Rahmen der vorliegenden Anmeldung zu verstehen als in Richtung der beiden Achsen des Koordinatenkreuzes die Werte bei 0°, 90°, 180° und 270° des Kreises, gesehen von der positiven horizontalen Achse, als 0°-Richtung. Auch das Auswahlkreuz hat die gleiche Ausrichtung wie das Koordinatenkreuz. Die Halbachsen des Auswahlkreuzes bzw. -kreises können auch unterschiedlich lang sein, so dass sich beispielsweise eine Ellipse statt eines Kreises ergibt.

In der graphischen Darstellung des Koordinatenkreuzes ergibt sich mit den gewählten Parametern ein meistens unregelmäßiges Viereck, dessen Form die gewählten Parameter wiedergibt.

Welche der beiden Achsen des Koordinatenkreuzes die vertikale Achse und welche die horizontale Achse ist, ist eine Frage der Konvention.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch eine Bildverarbeitungssteuerungssoftware mit Programmcodemitteln gelöst, bei deren Ausführung in einer Bildverarbeitungskontrolleinheit eines Video-Endoskopiesystems mit einem Videoendoskop, einer, insbesondere in ihrer Helligkeit steuerbaren, Lichtquelle und einem Videobildaufnehmer das zuvor beschriebene erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt wird, wobei die Programmcodemittel Programmroutinen zur in ihrer Stärke steuerbaren Rauschunterdrückung, zur in ihrer Stärke steuerbaren Bildverbesserung, insbesondere Strukturverstärkung und/oder Kontrastverstärkung, zur automatischen Verstärkungssteuerung (AGC), zur Beleuchtungssteue- rung und/oder zur Einstellung eines elektrischen Shutters aufweisen. Mit dieser Bildverarbeitungssteuerungssoftware, die in der Bildverarbeitungskontrolleinheit, also der CCU des Video-Endo- skopiesystems, gespeichert und ausgeführt wird, wird die zuvor beschriebene Simplifizierung der Bedienung und Vermeidung von Fehlbedienungen mit der Konsequenz verschlechterter Bildwiedergabe vermieden.

Vorzugsweise ist ein, insbesondere grafisches, User Interface um- fasst, mittels dessen einem Benutzer eine Auswahl voreingestellter oder manuell einstellbarer benutzerwählbarer Parameter zu Bildhelligkeit und Bildverarbeitung anzeigbar ist.

Weiter vorzugsweise ist mittels des User Interface auswählbar, ob die Bildhelligkeit automatisch oder manuell angepasst wird, wobei insbesondere bei Auswahl einer manuellen Anpassung der Bildhelligkeit ein bedienbarer Bildhelligkeitsregler angezeigt wird.

Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn mittels des User Interface voreingestellte Bildverarbeitungseinstellungen auswählbar sind und/oder eine zentrale Auswahl zur gleichzeitigen manuellen Einstellung der Bildverarbeitungsparameter, insbesondere einer Gewichtung der automatischen Verstärkung und der Aktivierungsgrade der Rauschunterdrückung, der Strukturverstärkung und der Kontrastverstärkung, angezeigt wird.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Video-Endoskopiesystem mit einem Videoendoskop gelöst, einer, insbesondere in ihrer Helligkeit steuerbaren, Lichtquelle und einem Videobildaufnehmer, weiter umfassend eine Bildverarbeitungskon- trolleinheit, die als Datenverarbeitungsanlage ausgebildet ist, die mit dem Videoendoskop verbunden ist und auf der eine zuvor be- schriebene erfindungsgemäße Bildverarbeitungssteuerungssoftware gespeichert ist, sowie eine Bildwiedergabeeinheit, die mit der Bild- verarbeitungskontrolleinheit verbunden ist und zur Anzeige von von der Bildverarbeitungskontrolleinheit bearbeiteten und übermittelten endoskopischen Video-Bilddaten ausgebildet ist. Die Bildwiedergabeeinheit kann auch in die CCU integriert sein.

Vorzugsweise ist eine Bedieneinheit umfasst, die zur Anzeige des User Interface und zur Eingabe eines oder mehrerer benutzerwählbarer Parameter durch einen Benutzer ausgebildet ist, insbesondere als Touch-Display oder Multi-Touch-Display oder als Anzeigeeinheit mit Tastaturelementen.

Die zu dem erfindungsgemäßen Verfahren genannten Verfahren Vorteile, Eigenschaften und Merkmale gelten auch für die erfindungsgemäße Bildverarbeitungssteuerungssoftware und das erfindungsgemäße Video-Endoskopiesystem in gleicher Weise, und umgekehrt.

Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsge- mäßen Video-Endoskopiesystems,

Fig. 2 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen funktionalen Abhängigkeit von Aktivierungsgraden verschiedener automatischer Bildbearbeitungsoptionen von einer Bildhelligkeit,

Fig. 3 a), b) weitere Darstellungen erfindungsgemäßer funktionaler Abhängigkeiten von Aktivierungsgraden verschiedener automatischer Bildbearbeitungsoptionen,

Fig. 4 eine Darstellung eines Koordinatenkreuzes mit Kenngrößen verschiedener Voreinstellungen für automatische Bildbearbeitungsoptionen, ein Hauptmenü einer graphischen Benutzerschnittstelle,

Fig. 6 a), b) schematische Darstellungen einer erfindungsgemäßen manuellen Einstellmöglichkeit für automatische Bildbearbeitungsoptionen und

Fig. 7 a)-c) weitere Darstellungen verschiedener Menüpunkte der graphischen Benutzerschnittstelle.

In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Video-Endoskopiesystem 10 dargestellt, das ein Videoendoskop 20, eine Bildverarbeitungskon- trolleinheit 30 (CCU) und einen Monitor 40 zur Wiedergabe der en- doskopischen Bilder umfasst, und die jeweils über Leitungen 29, 41 miteinander verbunden sind, die zur Stromversorgung, Datenübermittlung und Steuerung dienen.

Das Videoendoskop 20 ist ein seitwärts blickendes Endoskop und weist einen Handgriff 21 mit einem Schiebeschalter 22 zur Einstellung eines seitlichen Blickwinkels auf sowie ein Drehrad 23, mittels dessen der Azimutwinkel des Bildwinkels geändert werden kann. Das Videoendoskop 20 verfügt über einen längserstreckten starren Schaft 24, an dessen distalem Ende 25 ein distaler Bereich 26 mit nicht dargestellten optischen Komponenten und einem CCD als Bildnehmer angeordnet sind, sowie ein Sichtfenster 27 und eine steuerbare Lichtquelle 28. Die Lichtquelle 28 kann auch außerhalb des Endoskops 20 angeordnet sein und mit diesem über ein Lichtleitkabel verbunden sein.

Über ein Verbindungskabel 29 ist das Videoendoskop 20 mit der Bildverarbeitungskontrolleinheit 30 verbunden, das an seiner Vorderseite über eine Bedieneinheit 32 in Form eines Touchscreens verfügt, auf dem eine graphische Benutzerschnittstelle („Graphical User Interface", GUI) dargestellt ist, auf das im Folgenden noch näher eingegangen wird. Die Bildverarbeitungskontrolleinheit 30 wendet auf die Bilddaten vom Bildgeber im Videoendoskop 20 verschiedene Bearbeitungsoptionen an, wie beispielsweise Rauschunterdrückung, Kontrastverstärkung oder Ähnliches. Das so bearbeitete Bild wird über ein Bildsignalkabel 41 an den Monitor 40 gesendet, auf dem das bearbeitete Bild angezeigt wird.

Die CCU kann auch in dem Monitor 40 integriert sein oder umgekehrt. Die CCU steuert auch die Bildaufnahme in dem Videoendoskop 20, beispielsweise durch Ansteuerung des„Electrical Shutters" und der automatischen Verstärkungssteuerung (AGC). In Fig. 2 ist der funktionale Zusammenhang des Aktivierungsgrades verschiedener Bildverbesserungsoptionen mit der Bildhelligkeit dargestellt. Bei minimaler Bildhelligkeit ist die Rauschunterdrückung maximal, da eine geringe Bildhelligkeit mit einem starken Rauschen und einem geringen Signal-zu-Rausch-Verhältnis einhergeht. Die Kennlinie für die Rauschunterdrückung ist in Fig. 2 linear dargestellt. Umgekehrt ist eine Kontrastverstärkung ebenfalls linear, aber ansteigend dargestellt. Bei minimaler Bildhelligkeit gibt es wenig Kontraste, die zu verstärken sind, und eine Kontrastverstärkung würde zu einer Verstärkung der Wahrnehmung des Bildrauschens führen.

Eine Strukturverstärkung ist ebenfalls bei minimaler Helligkeit abgeschaltet und bei maximaler Bildhelligkeit mit einem maximalen Aktivierungsgrad versehen, wobei hierfür jedoch eine nichtlineare Kennlinie vorgesehen ist. Die SE-Funktion („Structural Enhancement", Strukturverstärkung) hebt durch Einsatz eines Kantenfilters bestimmte Strukturen hervor, beispielsweise Vaskularisierungsmuster. Diese Funktion wird bei geringer Helligkeit zunächst weniger stark aktiviert als die Kontrastverstärkung, verläuft jedoch ab mittlerer Helligkeit sehr schnell zu ihrem maximalen Aktivierungsgrad. Dies liegt daran, dass die Strukturverstärkung weniger rauschanfällig ist als die Kontrastverstärkung bzw. weniger zu einer Verrauschung des Bildes beiträgt.

In Fig. 3a) und 3b) sind die funktionellen Abhängigkeiten eines erfindungsgemäßen Beispiels der Kontrastverstärkung („Contrast Enhancement"), Rauschunterdrückung („Noise Reduction") und Strukturverstärkung („Structural Enhancement") gegen die AGC- Verstärkung in Fig. 3a) und gegen den Betrachtungsabstand in Fig. 3b) aufgetragen. Wie aus Fig. 3a) zu entnehmen ist, sind, wie auch in Fig. 2 dargestellt ist, die Kennlinien der Kontrastverstärkung und der Rauschunterdrückung linear, wobei in Fig. 3a) die Abhängigkeit von der AGC-Verstärkung als Maß der Bildhelligkeit dargestellt ist. In diesem Fall ist die AGC-Verstärkung auf der linken Seite mit„Off" minimal. Es handelt sich also um eine hohe vorhandene Lichtmenge, die zu einem gutem Signal-zu-Rausch-Verhältnis führt, so dass geringe Rauschunterdrückung notwendig ist und eine hohe Kontrastverstärkung möglich ist. Bei abnehmender zur Verfügung stehender Lichtmenge wird die AGC-Verstärkung gesteigert und es vermindert sich das Signal-zu-Rausch-Verhältnis. Das versteckte Rauschen muss durch eine erhöhte Rauschunterdrückung abgefangen werden und weiterhin durch eine verringerte Kontrastverstärkung.

In Fig. 3b) ist gezeigt, dass die Strukturverstärkung nicht linear vom Betrachtungsabstand abhängt. Bei einem sehr geringen Betrachtungsabstand („Near Point") ist eine stark aktivierte Strukturverstärkung zu verzeichnen. Bei mittlerem Abstand ist dieser Parameter auf einem Plateau auf einem mittleren Niveau und wird zu einem hohen Abstand hin („Far Point") wieder stark minimiert. Damit wird dem Umstand Rechnung getragen, dass eine Hervorhebung feiner Strukturen bei einer Übersichtsdarstellung, die bei einer Betrachtung mit großem Betrachtungsabstand gegeben ist, nicht sinnvoll ist. Erst bei geringem Abstand zum untersuchten Gebiet werden die feinen Strukturen, die verstärkt werden sollen, interessant, so dass in diesem Bereich die Strukturverstärkung besonders stark angewandt wird.

Die Einstellung des Aktivierungsgrads von Rauschunterdrückung, Kontrastverstärkung und Strukturverstärkung kann jeweils in Abhängigkeit der Bildhelligkeit, der AGC-Verstärkung und/oder des Betrachtungsabstandes automatisch eingestellt werden. So kann beispielsweise die Strukturverstärkung vor allem als Funktion des Betrachtungsabstands und nachgeordnet als Funktion der Helligkeit parametrisiert sein, wobei die verschiedenen Funktionalitäten multi- plikativ oder additiv oder in sonstiger geeigneter Weise miteinander verknüpft werden. Rauschunterdrückung und Kontrastverstärkung können als Parametrisierung aus Helligkeit und/oder AGC- Verstärkungsfaktor gewonnen werden, wobei die Bildhelligkeit entweder im Gesamtbild oder in einem interessierenden Teilbereich analysiert wird. Die Parameter aus AGC-Verstärkungsfaktor und Bildhelligkeit können multiplikativ oder additiv miteinander verknüpft werden oder es kann ein Mittelwert mit geeigneter Gewichtung der verschiedenen Beiträge gebildet werden. Die Mittelwertbildung mit geeigneter Gewichtung stellt auch eine Möglichkeit zur Berechnung des Aktivierungsgrades der Strukturverstärkung als Funktion von Betrachtungsabstand und Bildhelligkeit dar.

In Fig. 4 ist ein Koordinatenkreuz 60 dargestellt. Auf dessen horizontaler Achse 62 ist in positiver Richtung ein in diesem Fall mit „AGC-Limit" bezeichneter einstellbarer Grenzwert für einen AGC- Verstärkungsfaktor aufgetragen und auf der negativen Seite einzustellende maximale Kontrastverstärkung. Auf der vertikalen Achse 64 ist in positiver Richtung die Strukturverstärkung („Enhance") und in negativer Richtung die Rauschunterdrückung aufgezeichnet.

Auf dem Koordinatenkreuz 60 sind drei verschiedene Kombinationen entsprechend drei verschiedener Voreinstellungen in Form von unregelmäßigen Vierecken gezeigt, wobei deren Eckpunkte jeweils die maximalen Aktivierungsgrade für die verschiedenen Voreinstellungen zeigen. Die erfindungsgemäße Steuerung steuert die Aktivierungsgrade der Optionen dann zwischen Null und dem gewählten Maximum, abhängig von der Bildsituation; Mit„D" ist eine Voreinstellung „Detail" gezeigt, bei der eine starke Kontrastverstärkung und eine starke Strukturverstärkung mit einer sehr geringen Rauschunterdrückung und einem vergleichsweise geringen AGC-Limit einhergehen. Diese Voreinstellung zeigt bei ausreichender Lichtmenge und geringem Betrachtungsabstand sehr feine Strukturen. Mit„B" ist eine Voreinstellung„Balanced" gezeigt, bei der alle vier Parameter im mittleren Bereich liegen. Hiermit wird ein ausgewogenes Bildergebnis mit weniger Strukturen und stärkerer Rauschunterdrückung erzielt. Schließlich ist mit„O" eine Voreinstellung „Overview" für eine Überblicksdarstellung gezeigt, die insbesondere bei großem Betrachtungsabstand anzuwenden ist. In diesem Fall ist aufgrund des großen Betrachtungsabstands die Lichtmenge relativ gering, so dass eine starke Verstärkung (AGC-Limit) und eine starke Rauschunterdrückung notwendig sind, während die Strukturverstärkung („Enhance") und Kontrastverstärkung stark zurückgefahren sind.

Fig. 5 zeigt die graphische Benutzerschnittstelle („Graphical User Interface", GUI) der Bedieneinheit 32 der Bildverarbeitungskontrol- leinheit 30. Die GUI ist horizontal in zwei Bereiche aufgeteilt, nämlich ein Bedienfeld 33 mit allgemeinen Einstellungen und ein Bedienfeld 34 mit der Möglichkeit zur Auswahl vorbelegter Szenen bzw. der manuellen Einstellung der Bildbearbeitung. In diesem Bedienfeld 34 sind im oberen Bereich„Scene Preset" drei vorbelegte Einstellungen 35, nämlich„D",„B" und„O" auswählbar, die denen aus Fig. 4 entsprechen. Im Bedienfeld „Manual" ist eine manuelle Einstellung 36 mit dem Buchstaben„M" auswählbar. Die Option„O" ist aktiviert.

Im rechten Bedienfeld 33 sind drei Menüpunkte zu sehen, nämlich ein Helligkeitseinstellfeld 37, ein Belichtungsauswahlfeld 38 und ein Spezialauswahlfeld 39. Das Helligkeitseinstellfeld 37 verfügt über ein aktiviertes Auswahlfeld„Auto", mit dem die angezeigte Helligkeit automatisch angepasst wird, sowie über einen virtuellen Schieberegler, mit dem ein Anwender die angezeigte Helligkeit des Bildes selber einstellen kann. Eine Betätigung des virtuellen Schiebereglers führt zu einer Deaktivierung der automatischen Helligkeitsregelung.

Das Belichtungsauswahlfeld 38 bietet drei Möglichkeiten, die Belichtung zu steuern. Dabei ist mit „Peak" ein Modus auswählbar, bei dem die hellsten Bereiche des Bildes den Ausschlag dafür geben, wie die Belichtung eingestellt wird. Mit„AVG" (Average) wird auf die gemittelte Bildhelligkeit abgestellt. Mit„HDR" (High Dynamic Range) wird ein hoher Kontrastumfang angezeigt, indem überstrahlte Bildbereiche im Intensitätsverlauf abgedunkelt werden und dunkle, ausgeschwärzte Bereiche in der Helligkeit angehoben werden. Dies kann entweder dadurch geschehen, dass der Bildaufnehmer einen höheren dynamischen Umfang aufnimmt, als vom Monitor wiedergegeben werden kann, so dass genügend dynamische Reserve besteht, um die dynamische Helligkeitsverlaufskurve entsprechend anzupassen, oder es werden Bilder mit jeweils Unterbelichtung und Überbelichtung abwechselnd aufgenommen, um den dynamischen Bereich auf diese Weise auszudehnen und aus diesen abwechselnd aufgenommenen Bildern jeweils ein dynamisch komprimiertes Bild berechnet.

Das Spezialauswahlfeld 39 ist optional und enthält einige Sonderfunktionen. So bedeutet„NBI" Narrow Band Imaging, wobei spezifische blaue und grüne Wellenlängen verwendet werden, um bestimmte Details des Bildes hervorzuheben. Dies wird insbesondere benutzt, um Blutgefäße dunkel darzustellen und andere Details demgegenüber hervorzuheben. „PDD" steht für photodynamische Diagnose und beruht auf einer Fluoreszenzdiagnostik. Mit „ICG" wird eine auf Indocyaningrün (ICG) basierende fluoreszenzgestützte Perfusionsbeurteilung im nahen Infrarotbereich angestoßen, sofern das Endoskop hierfür ausgestattet ist.

Fig. 6a) und Fig. 6b) zeigen das Prinzip der manuellen Einstellung der Aktivierungsgrade von Strukturverstärkung, Kontrastverstärkung, Rauschunterdrückung und AGC-Limit. Auf dem Koordinatenkreuz 60 ist ein Auswahlkreis 66 abgebildet, dessen Zentrum 67 verschiebbar ist. Mit einer Verschiebung des Zentrums des Kreises verschieben sich die Extrema des Auswahlkreises 66, d.h. die Endpunkte der Halbachsen des Kreuzes, das in den Auswahlkreis 66 eingezeichnet ist. Durch eine Verschiebung des Auswahlkreises 66 lassen sich somit sehr einfach alle vier Parameter, die auf dem Koordinatenkreuz 60 aufgetragen sind, abhängig voneinander einstellen, um das Schwergewicht entweder auf die Bildverbesserung oder auf Rauschunterdrückung oder Ähnliches zu legen. Wenn ein Operateur dieses während der Untersuchung macht, ist das Resultat unmittelbar für ihn auf dem Monitor 40 zu sehen und er kann, ohne sich über die Zusammenhänge Gedanke machen zu müssen, ein für seine Zwecke gutes Bild einstellen.

In Fig. 6a) ist eine Situation dargestellt, die der Vorausauswahl„Detail" aus Fig. 4 ähnelt, während in Fig. 6b) die Situation derjenigen der Voreinstellung„Overview" ähnelt.

In Fig. 7 sind verschiedene Ansichten des GUI auf der Bedieneinheit 32 dargestellt. Fig. 7a) zeigt das Koordinatenkreuz 60 in einem Auswahlfeld 70 für das Koordinatenkreuz 60 in dem Bereich des GUI, in dem in Fig. 5 noch die anderen Auswahlbereiche zu Bildhelligkeit, Belichtungsmodus und Spezialauswahl angezeigt waren. In Fig. 7a) ist mit„O" als aktive Einstellung 76 ein Overview-Modus selektiert, der eine Voreinstellung ist. Die entsprechenden Werte sind als unregelmäßiges Viereck auf dem Koordinatenkreuz 60 angezeigt. Mit einer Berührung des Ablehnungsfeldes 74 oder Abwahlfeldes 74 kann in die Darstellung der Fig. 5 zurückgewechselt werden.

Fig. 7b) zeigt, dass das manuelle Feld„M" als aktive Einstellung 76' gewählt worden ist. Im unregelmäßigen Viereck, das die aktuellen Einstellungswerte im Koordinatenkreuz 60 darstellt, ist der Mittelpunkt 67 des nicht dargestellten Auswahlkreises gezeigt, der auf dem Touchscreen durch Fingerberührung bewegt werden kann. Die ausgewählte Position entspricht in etwa derjenigen aus Fig. 6a).

Mit dem Annahmefeld 72 kann die manuell eingestellte Einstellung akzeptiert werden, mit dem Ablehnungsfeld 74 kann wieder auf eine Vorauswahl, beispielsweise „B" oder „O", zurückgesprungen werden. Beide Felder 72, 74 führen bei Betätigung zurück zum Ausgangsbildschirm, der in Fig. 7c) wiederum dargestellt ist. Dabei ist aus Fig. 7c) zu entnehmen, dass die Einstellung der Aktivierungsgrade der Bildverbesserungsoptionen manuell gewählt worden ist. Die angezeigte Helligkeit wird automatisch angepasst und der gewählte Belichtungsmodus ist„HDR".

Die Kombination des Belichtungsmodus„HDR" mit einem in Fig. 7b) sichtbaren großen Aktivierungsgrad der Kontrastverstärkung ist sinnvoll, da durch die Komprimierung des dynamischen Bereichs zwar sehr helle und sehr dunkle Bereiche nunmehr auch mit aufgelöster Dynamik dargestellt werden, Kontraste im angezeigten Bild dadurch aber verringert werden. Dieses wird durch eine stärkere Kontrastverstärkung teilweise wieder aufgefangen. Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombinati- on als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein. Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere" oder „vorzugsweise" gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.

Bezuqszeichenliste

10 Video-Endoskopiesystem

20 Video-Endoskop

21 Handgriff

22 Schiebeschalter

23 Drehrad

24 Endoskopschaft

25 distale Spitze

26 distaler Abschnitt

27 Sichtfenster

28 Lichtquelle

29 Verbindungskabel

30 Bild Verarbeitungskontrolleinheit

32 Bedieneinheit

33, 34 Bedienfeld

35 vorbelegte Einstellungen

36 manuelle Einstellung

37 Helligkeitseinstellfeld

38 Belichtungsauswahlfeld

39 Spezialauswahlfeld

40 Monitor

41 Bildsignalkabel

60 Koordinatenkreuz

62 horizontale Achse

64 vertikale Achse

66 Auswahlkreis

67 Zentrum

68 Radius

69 Extremum

70 Auswahlfeld für Koordinatenkreuz

72 Annahmefeld 74 Ablehnungsfeld 6' aktive Einstellung

B Modus„Balanced"

D Modus„Detail"

O Modus„Overview"

Claims

Verfahren zur Steuerung einer Videobildverarbeitung, Bildverarbei- tungssteuerungssoftware sowie Video-Endoskopiesystem Patentansprüche

1. Verfahren zur Steuerung einer Videobildverarbeitung in einem Video-Endoskopiesystem (10) mit einem Videoendoskop (20), einer, insbesondere in ihrer Helligkeit steuerbaren, Lichtquelle und einem Videobildaufnehmer, in dem auf Videosignale des Videobildaufnehmers eine automatische Verstärkungssteuerung (AGC) und/oder eine Rauschunterdrückung (NR) und/oder eine Bildverbesserung (IE), insbesondere in Form einer Strukturverstärkung (SE) und/oder einer Kontrastverstärkung (CE), angewendet wird oder werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aktivierungsgrad der Rauschunterdrückung (NR) und ein Aktivierungsgrad der Bildverbesserung (IE), insbesondere ein Aktivierungsgrad der Strukturverstärkung (SE) und/oder ein Aktivierungsgrad der Kontrastverstärkung (CE), in Abhängigkeit von einer aktuellen Bildhelligkeit und/oder von einem aktuellen Verstärkungswert der automatischen Verstärkungssteuerung (AGC) und/oder von einem aktuellen Betrachtungsabstands- maß automatisch angepasst werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierungsgrade der Rauschunterdrückung (NR) und der Bildverbesserung (IE) gegenläufig zueinander verändert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Kennlinien der Verläufe der Aktivierungsgrade der Rauschunterdrückung (NR) und der Bildverbesserung (IE) linear oder nichtlinear sind oder die Verläufe der Aktivierungsgrade der Rauschunterdrückung (NR) und der Bildverbesserung (IE) als Werte in einer Lookup-Table hinterlegt sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung der Bildhelligkeit ein Beleuchtungswert der Lichtquelle als Maß für eine relative Lichtabgabe und/oder eine Belichtungsdauer mittels eines elektrischen Shutters und/oder ein Verstärkungsfaktor der automatischen Verstärkungssteuerung (AGC) eingestellt wird oder werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Maß zur Abschätzung des aktuellen Beobachtungsabstands der Beleuchtungswert und/oder die Belichtungsdauer und/oder der Verstärkungsfaktor einerseits sowie die aktuelle Bildhelligkeit im gesamten Videobild oder in einem Teilbereich des Videobilds andererseits ausgewertet werden und aus dem Unterschied zwischen einer erwarteten Bildhelligkeit und der gemessenen Bildhelligkeit der aktuelle Beobachtungsabstand ermittelt wird, insbesondere ein Verhältnis aus erwarteter und gemessener Bildhelligkeit als Beobachtungsabstandsmaß gebildet wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine automatische gleichzeitige und wechselseitig abhängige Einstellung von Verstärkungsfaktor (AGC), Aktivierungsgrad der Rauschunterdrückung (NR), Aktivierungsgrad der Strukturverstärkung (SE) und Aktivierungsgrad der Kontrastverstärkung (CE) weiter in Abhängigkeit wenigstes eines benutzerwählbaren Parameters erfolgt, insbesondere eines Darstellungsparameters mit einer Auswahl voreingestellter Werte.

Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsfaktor (AGC) und die Aktivierungsgrade der Rauschunterdrückung (NR), der Strukturverstärkung (SE) und der Kontrastverstärkung (CE) auf einem Koordinatenkreuz (60) dargestellt sind, wobei der Verstärkungsfaktor (AGC) und der Aktivierungsgrad der Kontrastverstärkung (CE) auf der positiven und negativen Seite einer ersten Achse (62) des Koordinatenkreuzes (60) verzeichnet sind und die Aktivierungsgrade der Strukturverstärkung (SE) und der Rauschunterdrückung (NR) auf der positiven und negativen Seite einer zweiten Achse (64) des Koordinatenkreuzes (60) verzeichnet sind, wobei ein benutzerwählbarer Parameter ein Zentrum (67) eines Auswahlkreises (66) oder Auswahlkreuzes oder einer Auswahlellipse und gegebenenfalls ein weiterer benutzerwählbarer Parameter ein Radius (68) des Auswahlkreises (66) oder die Längen der Halbachsen des Auswahlkreuzes oder der Auswahlellipse sind, wobei Schnittpunkte des Auswahlkreises (66) mit den positiven und negativen Seiten der Achsen (62, 64) des Koordinatenkreuzes (60) oder Extremwerte des Auswahlkreises (66) in Richtung der Achsen (62, 64) des Koordinatenkreuzes (60) o- der die Endpunkte der Halbachsen des Auswahlkreuzes oder der Auswahlellipse die relativen Stärken oder Gewichtungen der automatischen Verstärkung (AGC) und der Aktivierungsgrade der Rauschunterdrückung (NR), der Strukturverstärkung (SE) und der Kontrastverstärkung (CE) bilden.

8. Bildverarbeitungssteuerungssoftware mit Programmcodemitteln, bei deren Ausführung in einer Bildverarbeitungskontrol- leinheit (30) eines Video-Endoskopiesystems (10) mit einem Videoendoskop (20), einer, insbesondere in ihrer Helligkeit steuerbaren, Lichtquelle und einem Videobildaufnehmer das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgeführt wird, wobei die Programmcodemittel Programmroutinen zur in ihrer Stärke steuerbaren Rauschunterdrückung (NR), zur in ihrer Stärke steuerbaren Bildverbesserung (IE), insbesondere Strukturverstärkung (SE) und/oder Kontrastverstärkung (CE), zur automatischen Verstärkungssteuerung (AGC), zur Beleuchtungssteuerung und/oder zur Einstellung eines elektrischen Shutters aufweisen.

9. Bildverarbeitungssteuerungssoftware nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein, insbesondere grafisches, User Interface (Ul, GUI) umfasst ist, mittels dessen einem Benutzer eine Auswahl voreingestellter oder manuell einstellbarer benutzerwählbarer Parameter zu Bildhelligkeit und Bildverarbeitung anzeigbar ist.

10. Bildverarbeitungssteuerungssoftware nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des User Interface (Ul, GUI) auswählbar ist, ob die Bildhelligkeit automatisch oder manuell angepasst wird, wobei insbesondere bei Auswahl einer manuellen Anpassung der Bildhelligkeit ein bedienbarer Bildhelligkeitsregler angezeigt wird. Bildverarbeitungssteuerungssoftware nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des User Interface (Ul , GUI) voreingestellte Bildverarbeitungseinstellungen (B, D, O) auswählbar sind und/oder eine zentrale Auswahl zur gleichzeitigen manuellen Einstellung der Bildverarbeitungsparameter, insbesondere einer Gewichtung der automatischen Verstärkung (AGC) und der Aktivierungsgrade der Rauschunterdrückung (NR), der Strukturverstärkung (SE) und der Kontrastverstärkung (CE), angezeigt wird.

Video-Endoskopiesystem (10) mit einem Videoendoskop (20), einer, insbesondere in ihrer Helligkeit steuerbaren, Lichtquelle und einem Videobildaufnehmer, weiter umfassend eine Bild- verarbeitungskontrolleinheit (30), die als Datenverarbeitungsanlage ausgebildet ist, die mit dem Videoendoskop (20) verbunden ist und auf der eine Bildverarbeitungssteuerungssoft- ware nach einem der Ansprüche 8 bis 12 gespeichert ist, sowie eine Bildwiedergabeeinheit (40), die mit der Bildverarbeitungs- kontrolleinheit (30) verbunden ist und zur Anzeige von von der Bildverarbeitungskontrolleinheit (30) bearbeiteten und übermittelten endoskopischen Video-Bilddaten ausgebildet ist.

Video-Endoskopiesystem (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bedieneinheit (32) umfasst ist, die zur Anzeige des User Interface (Ul, GUI) und zur Eingabe eines oder mehrerer benutzerwählbarer Parameter durch einen Benutzer ausgebildet ist, insbesondere als Touch-Display oder Multi-Touch-Display oder als Anzeigeeinheit mit Tastaturelementen.