專利名稱：內(nèi)窺鏡裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于使用(固體)攝像元件來拍攝圖像的內(nèi)窺鏡裝置的技術(shù)領(lǐng)域，詳細地， 涉及與攝像元件的輸出特性無關(guān)而能進行適當?shù)撵`敏度不均勻校正的內(nèi)窺鏡裝置。
背景技術(shù)：
在診斷生物體是否有病變部或病變部發(fā)展到什么程度等時，使用內(nèi)窺鏡(電子內(nèi)窺鏡)。在內(nèi)窺鏡中，通過對生物體的一部分照射光，用CXD傳感器等攝像元件來拍攝反射回來的光，在顯示器上顯示拍攝的圖像，由此來觀察生物體表面的顏色、明亮度、構(gòu)造等的變化，根據(jù)該觀察由醫(yī)師來判斷病變部的狀態(tài)。眾所周知，拍攝圖像的攝像元件是將拍攝圖像的像素(光量測定點)二維排列而成的。在此，攝像元件的各像素并非具有完全均勻的特性，例如，在每個像素中存在靈敏度的不均勻(靈敏度偏差)等。另外，各像素的靈敏度不均勻不僅由于攝像元件的特性而產(chǎn)生，還由于透鏡的特性(周圍的光量降低等)、攝像元件的受光面的狀態(tài)、透鏡面的狀態(tài)
等而產(chǎn)生。在這樣的具有攝像元件的特性的不均勻(個體不均勻(偏差))的狀態(tài)下即使拍攝圖像，也不能得到適當?shù)膱D像。特別是在醫(yī)療用途中所使用的內(nèi)窺鏡中，用不適當?shù)膱D像來進行的診斷會導致診斷失誤等重大問題。因此，如專利文獻1、專利文獻2所示那樣，在內(nèi)窺鏡中，對用攝像元件所拍攝的圖像進行靈敏度不均勻校正，從而能輸出沒有因各個像素的個體不均勻等而引起的畫質(zhì)劣化的適當?shù)膱D像。專利文獻1 JP特開2005-211231號公報專利文獻2 JP特開昭63-117727號公報在內(nèi)窺鏡中，通常預先算出每個像素中的靈敏度不均勻校正用的校正參數(shù)并存儲，針對拍攝的圖像，用對應的校正參數(shù)來校正(處理)各像素的圖像數(shù)據(jù)，由此來進行靈敏度不均勻校正。在此，如前所述，攝像元件的特性不均勻不僅由于攝像元件的特性而產(chǎn)生，還由于透鏡或攝像元件的受光面等的狀態(tài)而產(chǎn)生。因此，靈敏度不均勻校正需要以安裝透鏡的狀態(tài)來進行。因此，如專利文獻1、專利文獻2所記載那樣，作為靈敏度不均勻校正用的校正參數(shù)的一例，通過內(nèi)窺鏡對白色被攝體等的整面具有均勻濃度的被攝體進行拍攝，并解析該圖像，按每個像素生成能在全畫面輸出均勻的圖像的校正參數(shù)。在此，攝像元件對于全部的光量具有直線狀(線性)的輸出特性，但不限于此。例如，存在受光量為高光量的區(qū)域比受光量為低光量(低照度)的區(qū)域，輸出值相對高的情況或反之相對低的情況。
在攝像元件的輸出特性為直線狀的情況下，如前所述通過進行靈敏度不均勻校正，能適當?shù)匦Ｕ龜z像元件的特性不均勻，輸出適合的圖像。但是在攝像元件的輸出特性為非直線狀的情況下，不能進行精度良好的靈敏度不均勻校正，反之，存在由于校正而導致由攝像元件的靈敏度不均勻引起的圖像的不均勻加劇的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于通過解決所述現(xiàn)有技術(shù)的問題點，提供一種內(nèi)窺鏡裝置，在通過攝像元件拍攝圖像來進行診斷的內(nèi)窺鏡裝置中，不依賴于攝像元件的輸出特性，能在全部的照度區(qū)域(全部的濃度區(qū)域)進行適當?shù)撵`敏度不均勻校正，能穩(wěn)定地輸出合理校正了攝像元件的靈敏度不均勻的、可進行適當診斷的圖像。為了達成所述目的，本發(fā)明的內(nèi)窺鏡裝置通過攝像元件來拍攝圖像，其特征在于， 具有存儲單元，其存儲靈敏度不均勻校正參數(shù)；以及靈敏度不均勻校正單元，其使用存儲于存儲單元的靈敏度不均勻校正參數(shù)來進行攝像元件的靈敏度不均勻校正，且，存儲單元按照不同的多個照度區(qū)域的每一個來存儲靈敏度不均勻校正參數(shù)，另外，靈敏度不均勻校正單元使用與校正的圖像的照度相應的靈敏度不均勻校正參數(shù)來進行靈敏度不均勻校正。優(yōu)選在這樣的本發(fā)明的內(nèi)窺鏡裝置中，靈敏度不均勻校正參數(shù)按照使用攝像元件所拍攝的圖像來創(chuàng)建校正用圖像，并校正該校正用圖像的不均勻的方式來生成，創(chuàng)建與各照度區(qū)域相應的圖像作為校正用圖像，并使用各圖像來生成分別與各照度區(qū)域相應的靈敏度不均勻校正參數(shù)。此時，優(yōu)選在用于創(chuàng)建校正用圖像的拍攝中，通過變更觀察光的強度來創(chuàng)建與各照度區(qū)域相應的圖像，或者優(yōu)選在用于創(chuàng)建校正用圖像的拍攝中，通過變更攝像元件的曝光時間來創(chuàng)建與各照度區(qū)域相應的圖像，或者優(yōu)選為了創(chuàng)建校正用圖像，通過拍攝不同濃度的圖像，來創(chuàng)建與各照度區(qū)域相應的圖像。另外，也可以具有特殊光觀察的功能。進而，優(yōu)選為了創(chuàng)建校正用圖像，對攝像元件所拍攝的圖像每間除規(guī)定數(shù)量來進行選擇，并使用選擇的規(guī)定數(shù)量的圖像來創(chuàng)建校正用圖像。此時，優(yōu)選在選擇的圖像的規(guī)定區(qū)域的平均圖像數(shù)據(jù)超出規(guī)定范圍的情況下，不在校正用圖像的創(chuàng)建中使用該圖像，進一步優(yōu)選在選擇的圖像相對于規(guī)定的判定圖像未變動規(guī)定閾值以上的情況下，不在校正用圖像的創(chuàng)建中使用該圖像。根據(jù)具有上述構(gòu)成的本發(fā)明的內(nèi)窺鏡裝置，與高照度區(qū)域、中照度區(qū)域以及低照度區(qū)域分別對應而具有用于進行靈敏度不均勻校正(靈敏度偏差校正)的靈敏度不均勻校正參數(shù)，按照攝像元件的照度(輸出強度(圖像濃度))，使用對應的照度區(qū)域的靈敏度不均勻校正參數(shù)，來進行靈敏度不均勻校正。因此，根據(jù)本發(fā)明，即使在CCD傳感器等攝像元件的輸出特性不為直線狀的情況下，也能按照各照度區(qū)域來精度良好地進行靈敏度不均勻校正，能穩(wěn)定地輸出可進行適當診斷的圖像。


圖1是示意地表示本發(fā)明的內(nèi)窺鏡裝置的一例的圖。
圖2㈧是示意地表示內(nèi)窺鏡的內(nèi)鏡(scope)部的構(gòu)成的框圖，⑶是示意地表示內(nèi)窺鏡的視頻連接器的構(gòu)成的框圖。圖3是示意地表示圖1所示的內(nèi)窺鏡裝置的構(gòu)成的框圖。圖4是用于說明校正用圖像的創(chuàng)建方法的流程圖。圖5(A)是用于說明現(xiàn)有的靈敏度不均勻校正的示意圖，(B)是用于說明本發(fā)明中的靈敏度不均勻校正的示意圖。符號說明10內(nèi)窺鏡裝置12內(nèi)窺鏡14 處理器裝置16 光源裝置18 顯示裝置20 輸入裝置26 插入部28 操作部30 通用塞繩(universal cord)32 連接器36 視頻連接器38 柔性部40 彎曲部42內(nèi)鏡部46 攝像透鏡48 CCD 傳感器50 照明用透鏡52 光導54 信號處理部56圖像校正部58 存儲器60區(qū)域62白色光產(chǎn)生部64窄帶域光產(chǎn)生部68圖像處理部70 條件設定部72 靈敏度不均勻校正參數(shù)生成部
具體實施例方式下面，根據(jù)附圖所示的優(yōu)選的實施例來詳細說明本發(fā)明的內(nèi)窺鏡裝置。圖1示意地表示本發(fā)明的內(nèi)窺鏡裝置的一例。圖1所示的內(nèi)窺鏡裝置10作為一例，具有內(nèi)窺鏡12、進行內(nèi)窺鏡12所拍攝的圖像的處理等的處理器裝置14、提供用于進行內(nèi)窺鏡下的拍攝(觀察)的照明光的光源裝置 16、顯示內(nèi)窺鏡所拍攝的圖像的顯示裝置18、以及用于輸入各種指示等的輸入裝置20。如圖1所示，內(nèi)窺鏡12與通常的內(nèi)窺鏡同樣，具有插入部沈、操作部觀、通用塞繩30、連接器32、視頻連接器36。另外，與通常的內(nèi)窺鏡相同，插入部沈具有基端側(cè)的拉長的柔性部38、配置有CCD傳感器48等的前端的內(nèi)鏡部(內(nèi)窺鏡前端部)42、在柔性部38 和內(nèi)鏡部42之間的彎曲部(折彎部)40，在操作部觀還設有使彎曲部40彎曲的操作旋鈕
28B ^^ ο圖2(A)用框圖來示意地表示內(nèi)鏡部42的構(gòu)成。如圖2㈧所示，在內(nèi)鏡部42配置有攝像透鏡46、CXD傳感器((固體)攝像元件)48、照明用透鏡50以及光導52。另外，雖然在圖示中省略，但在內(nèi)鏡部42還設有用于插通鉗子等的各種治療工具的鉗子通道以及鉗子口 ；用于進行吸入、送氣、送水等的送氣/送水通道以及送氣/送水口。鉗子通道穿過彎曲部40以及柔性部38與設于操作部28的鉗子插入口連通，送氣/送水通道穿過彎曲部40、柔性部38、操作部觀以及通用塞繩30，與連接器32的與吸入單元、 送氣單元、送水單元之間的連接部連通。光導52穿過彎曲部40、柔性部38、操作部觀以及通用塞繩30，插通到與光源裝置 16連接的連接器32為止。后述的光源裝置16所照射的照明光從連接器32入射到光導52，并由光導52進行傳播，在內(nèi)鏡部42中，從光導52的前端部入射到照明用透鏡50，通過照明用透鏡50照射到觀察部位。另外，照明光所照射的觀察部位的圖像通過攝像透鏡46而在CXD傳感器48的受光面上成像。CXD傳感器48的輸出信號通過信號線從內(nèi)鏡部42經(jīng)過彎曲部40、柔性部38、操作部觀、通用塞繩30、以及連接器32，送往視頻連接器36 (后述的信號處理部54)。內(nèi)窺鏡12在通常的觀察時(診斷時)，在處理器裝置14的連接部1 連接視頻連接器36，在光源裝置16的連接部16a連接連接器32來使用。另外，與通常的內(nèi)窺鏡相同，在連接器32還連接有進行觀察部位的吸入或送氣的吸入單元和送氣單元、用于向觀察部位噴射水的吸水單元等。圖2(B)是示意地表示視頻連接器36的構(gòu)成的框圖。在圖示例的內(nèi)窺鏡裝置10中，作為優(yōu)選的形態(tài)，在內(nèi)窺鏡12的視頻連接器36(視頻連接器36所具有的電子電路基板)上，配置有信號處理部M、圖像校正部56以及存儲器 58，在視頻連接器36對CXD傳感器48的輸出信號進行規(guī)定的處理。S卩，CXD傳感器48的輸出信號被提供給信號處理部M，在信號處理部M中，被進行放大、A/D變換、log變換等規(guī)定的信號處理。經(jīng)信號處理部M處理后的圖像接下來在圖像校正部56中進行規(guī)定的圖像校正， 并從連接部Ha提供給處理器裝置14。在圖像校正部56設有進行靈敏度不均勻校正的靈敏度不均勻校正部56a。在內(nèi)窺鏡12中，對于由視頻連接器36的圖像校正部56實施的圖像校正沒有特別的限定，例示了各種圖像校正(圖像處理)。
作為一例，除了在靈敏度不均勻校正部56a進行的靈敏度不均勻校正(靈敏度偏差校正(增益不均勻校正))之外，還例示了偏移校正、缺陷像素校正、白平衡調(diào)整、色相飽和度校正以及伽瑪校正(灰度校正)等。進而，也可以根據(jù)實施的圖像校正的種類，按照需要，在存儲器M中預先存儲分別與特殊光觀察和白色光觀察對應的校正參數(shù)，圖像校正部52使用與觀察光相應的校正參數(shù)，來進行圖像校正。在此，在本發(fā)明的內(nèi)窺鏡裝置所涉及的內(nèi)窺鏡12中，由靈敏度不均勻校正部56進行的靈敏度不均勻校正按照拍攝的圖像的照度(CCD傳感器的像素所接受的照度(光量)， 即輸出信號強度)，根據(jù)分別與高照度區(qū)域、中照度區(qū)域以及低照度區(qū)域的各個照度對應的靈敏度不均勻校正參數(shù)來進行。關(guān)于該點在后詳述。存儲器58存儲用于進行圖像校正部56中的圖像的校正的校正參數(shù)。在此，如圖2 (B)示意地表示那樣，存儲器58設有存儲靈敏度不均勻校正參數(shù)的區(qū)域60。在該區(qū)域60中，分別在區(qū)域60H存儲與高照度區(qū)域?qū)撵`敏度不均勻校正參數(shù) H，在區(qū)域60M存儲與中照度區(qū)域?qū)撵`敏度不均勻校正參數(shù)M，在區(qū)域60L存儲與低照度區(qū)域?qū)撵`敏度不均勻校正參數(shù)L。圖像校正部56中的各校正都是采用預先生成并存儲于存儲器58中的校正參數(shù)等來處理圖像數(shù)據(jù)，采用公知的方法進行即可。靈敏度不均勻校正也是如此，使用了靈敏度不均勻校正參數(shù)的靈敏度不均勻校正的處理自身基本上與公知的靈敏度不均勻校正同樣地進行即可。另外，存儲于存儲器58的校正參數(shù)都是在啟動時以1天1次、1周1次等規(guī)定的間隔來更新(進行內(nèi)窺鏡的校準)。內(nèi)窺鏡12的校準也與公知的方法同樣地進行即可。但是，本發(fā)明并不限于此。例如內(nèi)窺鏡12以及處理器裝置14也可以沒有校正參數(shù)的生成單元，而如后述那樣，若是使用生成圖像校正部52中的校正參數(shù)的專用的裝置的構(gòu)成，則也可以通過該專用的裝置來生成校正參數(shù)，并將其提供給/存儲于內(nèi)窺鏡12的視頻連接器36的存儲器M等。另外，校正參數(shù)的更新也并非一定要如上所述定期進行，在任意的時機來進行校正參數(shù)的更新均可。另外，在圖示的裝置內(nèi)窺鏡12的視頻連接器36配置有信號處理部M、圖像校正部 56以及存儲器58，但本發(fā)明并不限于此。例如，作為內(nèi)窺鏡12的視頻連接器36以外的部位的一例，可能的話，也可以將信號處理部M配置于內(nèi)鏡部42，并將圖像校正部56以及存儲器58配置于視頻連接器36，或者也可以在內(nèi)鏡部42配置信號處理部54、圖像校正部56以及存儲器58。另外，信號處理部54、圖像校正部56以及存儲器58也可以具有連接器32而不是視頻連接器38?；蛘?，信號處理部54、圖像校正部56以及存儲器58也可以具有操作部觀。或者，可以是在連接器32配置信號處理部M，在視頻連接器36配置圖像校正部 56以及存儲器58的構(gòu)成，也可以是在操作部洲配置信號處理部M，在連接器32配置圖像校正部56以及存儲器58的構(gòu)成等在操作部觀、連接器32以及視頻連接器38處分配各部位來進行配置。
或者，可以是將信號處理部54、圖像校正部56以及存儲器58全部配置于處理器裝置14的構(gòu)成?；蛘?，也可以是在視頻連接器36 (視頻連接器36或連接器32等的內(nèi)窺鏡12 內(nèi)部)僅配置信號處理部M，在處理器裝置14配置圖像校正部56以及存儲器58的構(gòu)成。另外，也可以是將信號處理部M的一部分處理功能配置于視頻連接器36 (視頻連接器36或連接器32等的內(nèi)窺鏡12內(nèi)部)，而將信號處理部M的剩余的處理功能、和圖像校正部56以及存儲器58 —起配置于處理器裝置14的構(gòu)成。進而，也可以是將信號處理部 54、以及圖像校正部56的一部分校正功能配置于視頻連接器36 (視頻連接器36或連接器 32等的內(nèi)窺鏡12內(nèi)部)，而將圖像校正部56的剩余的校正功能配置于處理器裝置14的構(gòu)成。圖3用框圖示意地表示內(nèi)窺鏡裝置10的構(gòu)成。光源裝置16是照射用于進行基于內(nèi)窺鏡12的觀察的照明光的公知的照明裝置。 如圖3所示，圖示例的光源裝置16除了具有用于進行通常觀察的白色光產(chǎn)生部62以外，還具有用于進行窄帶域觀察的窄帶域光產(chǎn)生部64。另外，在本發(fā)明中，光源裝置16并不限于該構(gòu)成，也可以僅具有白色光產(chǎn)生部62， 還可以代替窄帶域光產(chǎn)生部64或者在具有窄帶域光產(chǎn)生部64的基礎(chǔ)上，還具有產(chǎn)生紅外光的紅外光產(chǎn)生部等用于進行窄帶域光觀察以外的特殊光觀察的觀察光的產(chǎn)生部。白色光產(chǎn)生部62所產(chǎn)生的白色光通過光導6 傳播到連接部16a，另一方面，窄帶域光產(chǎn)生部64所產(chǎn)生的窄帶域光通過光導64b傳播到連接部16a。兩觀察光都是通過在連接部16a上連接內(nèi)窺鏡12的連接器32來從連接部16a傳播到內(nèi)窺鏡12的光導52，進而通過光導52傳播到內(nèi)鏡部42，從而從觀察光透鏡50照射到觀察部位。處理器裝置14對內(nèi)窺鏡12所拍攝的圖像實施規(guī)定的處理，并顯示于顯示裝置18， 處理器裝置14具有圖像處理部68、條件設定部70和控制部74而構(gòu)成。內(nèi)窺鏡12所拍攝的圖像(圖像數(shù)據(jù))從視頻連接器36提供到處理器裝置14，在處理器裝置14(圖像處理部68)中實施了各種圖像處理后，顯示于顯示裝置18。另外，處理器裝置14以及光源裝置16除了圖示的部位以外，無疑還可以具有存儲裝置、電源裝置等公知的內(nèi)窺鏡裝置的處理器裝置以及光源裝置所具有的各種部位。控制部74是進行處理器裝置14的控制、以及內(nèi)窺鏡裝置10的整體的控制的部位。圖像處理部68對內(nèi)窺鏡12所拍攝的圖像進行與通過輸入裝置20所輸入的指示相應的處理等各種圖像處理，從而使其成為顯示裝置18的顯示用的圖像(圖像數(shù)據(jù))。另外，關(guān)于圖像處理部68所進行的圖像處理沒有特別的限定，能利用各種噪聲去除、輪廓強調(diào)(銳化處理)等公知的圖像處理。另外，這些圖像處理均可利用由內(nèi)窺鏡裝置進行的公知的方法來進行。條件設定部70對在視頻連接器36的圖像校正部56所進行的圖像校正中使用的校正參數(shù)(圖像校正條件)的生成、缺陷像素的檢測、設定圖像處理部68中的圖像處理條件等進行設定。另外，在本發(fā)明中，靈敏度不均勻校正以外的圖像處理部68中的圖像處理條件的設定、圖像校正部56中的校正參數(shù)的生成、缺陷像素的檢測等按照實施的處理，使用公知的方法來進行即可。另外，在圖示例中，在視頻連接器36 (內(nèi)窺鏡12)上配置圖像校正部56的情況下， 也可以在視頻連接器36 (視頻連接器36或連接器32等的內(nèi)窺鏡12內(nèi)部)還設置圖像校正部56中的校正參數(shù)的生成單元?；蛘?，也可以是，內(nèi)窺鏡12和處理器裝置14都不具有圖像校正部56中的校正參數(shù)的生成單元，而是具有進行圖像校正部56中的校正參數(shù)的生成的由個人計算機等構(gòu)成的專用的裝置。如前所述，在條件設定部70具有靈敏度不均勻校正參數(shù)生成部72。靈敏度不均勻校正參數(shù)生成部72生成由視頻連接器36的圖像校正部56的靈敏度不均勻校正部56a所進行的靈敏度不均勻校正的校正參數(shù)。在此，在本發(fā)明的內(nèi)窺鏡裝置10中，靈敏度不均勻校正并不是利用按CCD傳感器 48((固體)攝像元件)的每個像素而生成的1個靈敏度不均勻校正參數(shù)來進行，而是按每個像素，按照圖像的照度(CCD傳感器所接受的光量(輸出強度/圖像濃度))，使用分別與高照度區(qū)域、中照度區(qū)域以及低照度區(qū)域?qū)傻撵`敏度不均勻校正參數(shù)，來進行靈敏度不均勻校正。以下，說明條件設定部70以及靈敏度不均勻校正參數(shù)生成部72的作用，由此更詳細地說明本發(fā)明的內(nèi)窺鏡裝置10。在生成靈敏度不均勻校正參數(shù)時(進行內(nèi)窺鏡的校準時)，首先，創(chuàng)建用于生成靈敏度不均勻校正參數(shù)(或進一步生成除此之外的校正的校正參數(shù))的校正用圖像。圖4示出校正用圖像的創(chuàng)建方法的一例的流程圖。在通過輸入裝置20等而作出靈敏度不均勻校正的校正參數(shù)的生成指示(進行內(nèi)窺鏡12的校準的指示)后，控制單元74在顯示裝置18上顯示用于創(chuàng)建校正用圖像的拍攝的意思的指示。作為校正用圖像的一例，通過由內(nèi)窺鏡12拍攝白色的被攝體等均一濃度的被攝體等來創(chuàng)建?；蛘呖梢圆皇褂脤Ｓ玫木粷舛鹊谋粩z體，而使用在內(nèi)窺鏡12的觀察中拍攝的圖像(通常圖像)來創(chuàng)建校正用圖像。以下所示的校正用圖像的創(chuàng)建方法特別在使用通常圖像來創(chuàng)建校正用圖像時是特別適合的方法。因此，在拍攝均一濃度的被攝體等來創(chuàng)建校正用圖像的情況下，也可以合理利用單純地將多張拍攝圖像的平均圖像作為校正用圖像的方法。為了創(chuàng)建校正用圖像，將拍攝的圖像提供給條件設定部70，進行后述的處理。另夕卜，此時，經(jīng)視頻連接器36的信號處理部M處理過的圖像(圖像數(shù)據(jù))在圖像校正部56 不進行任何的處理，而將處于僅由信號處理單元50處理過的狀態(tài)的圖像提供給處理器裝置14的條件設定部70。另外，也可以在用于生成靈敏度不均勻校正的校正參數(shù)的拍攝前，或之后，為了生成偏移校正(暗場校正)用的校正參數(shù)，在對內(nèi)鏡部42完全遮光的狀態(tài)下來進行拍攝，并將該圖像提供給條件設定部70，從而生成偏移校正參數(shù)(offset)。偏移校正參數(shù)的生成如前所述，使用公知的方法即可。生成的偏移校正參數(shù)被提供給視頻連接器36的存儲器58，存儲于規(guī)定的區(qū)域。在此，校正用圖像可以根據(jù)1個圖像(1幀)來創(chuàng)建，但優(yōu)選根據(jù)適宜設定的規(guī)定張數(shù)(規(guī)定幀數(shù))的圖像來創(chuàng)建。
特別是為了防止在校正用圖像中取入被攝體的構(gòu)造，獲得適當反映了內(nèi)窺鏡12 所具有的靈敏度不均勻(偏差)的圖像，優(yōu)選從連續(xù)的圖像中間除規(guī)定數(shù)量來選擇圖像，根據(jù)選擇的規(guī)定張數(shù)的圖像來創(chuàng)建校正圖像。另外，為了更適宜地排除被攝體的構(gòu)造的影響， 也可以在顯示裝置18顯示對被攝體的不同部位進行拍攝的意思。例如，若設為間除2個圖像，即間除第1張以及第2張的圖像而選擇第3張的圖像，間除第4張以及第5張的圖像而選擇第6張的圖像，下面同樣地選擇第9張、第12張、 第15張……，選擇間除2張圖像之后的圖像。另外，間除的數(shù)量也并不限于2，只要適當?shù)卦O定即可，另外，盡管可以是間除0(全部圖像選擇)，但優(yōu)選至少間除1張。接下來，條件設定部70檢測已選擇的圖像的亮度等級(光量等級)，來確認是否以規(guī)定的亮度進行了拍攝(NG(失敗)/0K(成功))。另外，該亮度的確認如后所述，在高照度、中照度以及低照度的各校正用圖像中不同。作為亮度等級的一例，將圖像進行3X3的9分割，算出中央?yún)^(qū)域的平均亮度(平均信號強度/平均濃度)，在該平均亮度處于規(guī)定的范圍內(nèi)的情況下設為0Κ，在處于規(guī)定范圍外的情況下設為NG，在NG的情況下，不將該圖像用在校正用圖像的創(chuàng)建中。另外，在選擇的圖像為NG的情況下，可以選擇下一圖像，或者不進行變更而反復進行間除/選擇。例如，以上述間除2張為例，在選擇的第6張圖像為NG的情況下，選擇第7張，之后，同樣地進行每2張一組的間除來進行選擇(即選擇第10張、第13張……)，或者也可以不變更選擇的圖像而與剛才同樣地選擇第9張、第12張……。關(guān)于這點，在下一圖像移動量的檢測中也是同樣。在選擇的圖像的亮度等級為適當?shù)那闆r下，接下來檢測圖像移動量。所謂圖像移動量即是圖像的變化量。在圖示例中，選擇在一定程度上不同的圖像 (有變化的圖像)來創(chuàng)建校正用圖像，由此與前面的間除同樣，防止在校正用圖像中取入被攝體的構(gòu)造，創(chuàng)建適當反映了靈敏度不均勻等的校正用圖像。圖像移動量例如取選擇的圖像和判定圖像之差的絕對值，在該差超過了規(guī)定的閾值τ的情況下設為0Κ，在為閾值T以下的情況下設為NG。即若為(選擇圖像)_(判定圖像)>Τ，則設為0Κ，若為I (選擇圖像)_(判定圖像)I <Τ，則設為NG，在NG的情況下，不將該圖像用于校正用圖像的創(chuàng)建中。另外，作為判定圖像的一例，例示了選擇圖像的前一個(1幀前)圖像等。另外，圖像的比較以平均亮度、全像素值的平均等來進行即可。在圖像移動量為適當?shù)那闆r下，將該圖像作為用于創(chuàng)建校正用圖像的圖像而取入，以下，直到取入的圖像的數(shù)量成為規(guī)定的張數(shù)為止，反復上述操作。取入規(guī)定張數(shù)的圖像后，條件設定部70接下來創(chuàng)建取入的圖像的加法平均圖像， 并將其作為校正用圖像。另外，用于創(chuàng)建校正用圖像的圖像的取入張數(shù)沒有特別的限定，但優(yōu)選100 10000程度。另外，在以上的例子中，盡管判定亮度等級和圖像移動量這兩者來取入圖像，但本發(fā)明并不限于此，也可以進行僅其中任一者的判定，或者兩者的判定都不進行。在此，在本發(fā)明的內(nèi)窺鏡裝置10中，對這樣的校正用圖像創(chuàng)建高照度的校正用圖像、中照度的校正用圖像以及低照度的校正用圖像這三種。所謂高照度的校正用圖像是向CXD傳感器48入射高照度的光(高光量的光)而創(chuàng)建的校正用圖像。即，此時，來自C⑶傳感器48的各像素的輸出信號變大(變強)，作為圖像濃度則成為低濃度。所謂中照度(中間照度)的校正用圖像是向CCD傳感器48入射中間程度的照度的光(中光量的光)而創(chuàng)建的校正用圖像。即，此時，來自CXD傳感器48的各像素的輸出信號成為動態(tài)范圍的中央?yún)^(qū)域，作為圖像濃度則成為中等程度的濃度。所謂低照度的校正用圖像是向CXD傳感器48入射低照度的光(低光量的光)而創(chuàng)建的校正用圖像。即，此時，來自CCD傳感器48的各像素的輸出信號變小，作為圖像濃度則成為高濃度。對于高照度、中照度以及低照度的校正用圖像的創(chuàng)建方法沒有特別的限定。作為一例，例示了通過調(diào)整在CXD傳感器48 (攝像元件)的曝光時間(電子快門速度)，來創(chuàng)建高照度、中照度以及低照度的校正用圖像的方法。作為其它的方法，例示了通過調(diào)整從光源裝置16照射的觀察光的強度，來創(chuàng)建高照度、中照度以及低照度的校正用圖像的方法。作為再其它的方法，例示了如下方法為了創(chuàng)建校正用圖像，通過使用具有3種不同濃度的均一濃度圖像(也可以是濃度不同的3個被攝體)的被攝體作為由內(nèi)窺鏡12拍攝圖像的被攝體，來創(chuàng)建高照度、中照度以及低照度的校正用圖像的方法。條件設定部70在創(chuàng)建高照度、中照度以及低照度的校正用圖像后，將這些校正用圖像依次提供給靈敏度不均勻校正參數(shù)生成部72。靈敏度不均勻校正參數(shù)生成部72使用高照度的校正用圖像，與CXD傳感器48的各像素對應，生成用于進行高照度區(qū)域的圖像的靈敏度不均勻校正的靈敏度不均勻校正參數(shù)H。所謂高光量區(qū)域的圖像，如前所述，是CCD傳感器48的像素所接受的光量高的區(qū)域， 艮口，是像素輸出強度高的區(qū)域(低濃度區(qū)域)。另外，靈敏度不均勻校正參數(shù)生成部72使用中照度的校正用圖像，與CXD傳感器 48的各像素對應，生成用于進行中照度區(qū)域的圖像的靈敏度不均勻校正的靈敏度不均勻校正參數(shù)M。所謂中光量區(qū)域的圖像，如前所述，是CCD傳感器48的像素所接受的光量為中等程度的區(qū)域，即，是像素的輸出強度為中等強度的區(qū)域(中濃度區(qū)域)。進而，靈敏度不均勻校正參數(shù)生成部72使用低照度的校正用圖像，與CXD傳感器 48的各像素對應，生成用于進行低照度區(qū)域的圖像的靈敏度不均勻校正的靈敏度不均勻校正參數(shù)L。所謂低光量區(qū)域的圖像，如前所述，是CCD傳感器48的像素所接受的光量低的區(qū)域，即，是像素輸出強度低的區(qū)域(高濃度區(qū)域)。靈敏度不均勻校正參數(shù)生成部72所生成的靈敏度不均勻校正參數(shù)H、靈敏度不均勻校正參數(shù)M以及靈敏度不均勻校正參數(shù)L被提供給內(nèi)窺鏡12的視頻連接器36的存儲器 58，并分別存儲于規(guī)定的區(qū)域。在觀察時(診斷時)，視頻連接器36的圖像校正部56按照所拍攝的圖像的照度， 從存儲器58中讀出對應的照度區(qū)域的靈敏度不均勻校正參數(shù)，來進行靈敏度不均勻校正。本發(fā)明的內(nèi)窺鏡裝置10通過具有這樣的構(gòu)成，即使在CCD傳感器48的輸出強度相對于光量并非直線狀的情況下，也能與全部的光量區(qū)域?qū)獊磉M行適當?shù)撵`敏度不均勻校正?，F(xiàn)有的靈敏度不均勻校正如圖5(A)示意所示那樣，使用1個靈敏度不均勻校正參數(shù)，對CCD傳感器等攝像元件的各個像素(像素a 像素c)進行校正，由此輸出在全部像素沒有靈敏度不均勻(靈敏度偏差)的圖像。在這樣的靈敏度不均勻校正方法中，在CCD傳感器48的輸出強度相對于光量為直線狀(線性)的情況下沒有問題，能進行適當?shù)撵`敏度不均勻校正。但是，在CCD傳感器48 的輸出強度相對于光量并非直線狀的情況下，不能根據(jù)圖像的照度來進行適當?shù)男Ｕ?，反之，有時還會出現(xiàn)由于校正而導致圖像的不均勻(偏差)變大的情況。與此相對，在本發(fā)明的內(nèi)窺鏡裝置10中，如圖5(B)示意所示那樣，分別與高照度區(qū)域(區(qū)域H)、中照度區(qū)域(區(qū)域M)以及低照度區(qū)域(區(qū)域L)對應而具有靈敏度不均勻校正參數(shù)，按照CCD傳感器48所接受的光量(照度)，使用對應的照度區(qū)域的靈敏度不均勻校正參數(shù)，來進行靈敏度不均勻校正。因此，根據(jù)本發(fā)明，即使在CCD傳感器48((固體)攝像元件)的輸出特性并非直線狀的情況下，也能對應各照度區(qū)域來精度良好地進行靈敏度不均勻校正，能穩(wěn)定地輸出使適當?shù)脑\斷成為可能的圖像。另外，即使在CCD傳感器48的直線性較差的情況下，也能適當?shù)馗纳苿討B(tài)范圍，以良好的S/N比來使用CXD傳感器48。在本發(fā)明中，對于高照度區(qū)域、中照度區(qū)域以及低照度區(qū)域沒有特別的限定，按照 CCD傳感器48((固體)攝像元件)的輸出特性等適宜地進行設定即可。作為一例，分別例示了高照度區(qū)域為超過CXD傳感器48的飽和輸出等級的信號強度的80%的區(qū)域，中照度區(qū)域為CCD傳感器48的飽和輸出等級的信號強度的80%以下、且超過CCD傳感器48的飽和輸出等級的信號強度的20%的區(qū)域，低照度區(qū)域為CCD傳感器 48的飽和輸出等級的信號強度的20%以下的區(qū)域。按照在創(chuàng)建校正用圖像時入射到CCD傳感器48的光成為各照度區(qū)域的中間程度 (優(yōu)選為中央飽和輸出等級的士5%的范圍)的照度(光量)的方式，來調(diào)整/設定前述的曝光時間、觀察光強度、圖像濃度等，由此來創(chuàng)建所述高照度、中照度以及低照度的校正用圖像即可。另外，在本發(fā)明中，并不限于將照度區(qū)域分為高照度區(qū)域、中照度區(qū)域以及低照度區(qū)域這3個區(qū)域。例如，也可以將照度區(qū)域分為低照度區(qū)域和高照度區(qū)域，或者也可以分為4個以上的照度區(qū)域，具有各自的靈敏度不均勻校正參數(shù)。另外，對于使用了校正用圖像的靈敏度不均勻校正參數(shù)的生成方法沒有特別的限定，能利用可在內(nèi)窺鏡裝置利用的各種公知的靈敏度不均勻校正參數(shù)的生成方法。作為一例，在高照度、中照度以及低照度的各校正用圖像中，算出全部的像素(優(yōu)選除了缺陷像素以外的全部像素)的平均值。接下來，例示了如下方法針對全部的像素， 通過與校正用圖像的像素值相乘，算出各像素的像素值成為所述平均值的靈敏度不均勻校正參數(shù)。或者，不是平均值，而是按照匹配全部像素中的最高值、最低值的方式來算出靈敏度不均勻校正參數(shù)。另外，在本發(fā)明的內(nèi)窺鏡裝置10中，也可以在創(chuàng)建校正用圖像后，在靈敏度不均勻校正參數(shù)生成部72的靈敏度不均勻校正用的參數(shù)的生成前，進行缺陷像素的檢測。
缺陷像素的檢測方法能利用各種公知的方法。作為一例，算出全部像素的平均值， 并將關(guān)注像素(判定是否為缺陷像素的像素)的像素值除以算出的平均值，來檢測出在所得到的值處于規(guī)定的范圍內(nèi)的像素為適當?shù)南袼?，而處于?guī)定的范圍外的像素為缺陷像
ο在如此檢測出缺陷像素之后，將該信息(位置信息)提供給視頻連接器36的存儲器58并存儲。圖像校正部56將該缺陷像素的信息作為校正參數(shù)來進行缺陷像素校正。另外，如前所述，缺陷像素校正能用后述那樣的使用周邊像素的補足等公知的方法來進行。如此，在靈敏度不均勻校正參數(shù)生成部72生成靈敏度不均勻校正參數(shù)后，從連接部14a向內(nèi)窺鏡12的視頻連接器36提供生成的靈敏度不均勻校正參數(shù)。將提供給視頻連接器36的各靈敏度不均勻校正參數(shù)存儲于存儲器58的規(guī)定區(qū)域。即如圖2(B)所示，分別將與高照度區(qū)域?qū)撵`敏度不均勻校正參數(shù)H存儲于存儲器 58的區(qū)域60H，與中照度區(qū)域?qū)撵`敏度不均勻校正參數(shù)M存儲于存儲器58的區(qū)域60M， 與低照度區(qū)域?qū)撵`敏度不均勻校正參數(shù)L存儲于存儲器58的區(qū)域60L。在進行內(nèi)窺鏡12的拍攝(觀察)時，通過來自光源裝置16的觀察光的照射而拍攝的CCD傳感器48的輸出信號首先在信號處理部M被實施了放大、A/D變換等的規(guī)定的信號處理之后，在圖像校正部56進行偏移校正、白平衡調(diào)整等規(guī)定的圖像校正。在此，圖像校正部56的靈敏度不均勻校正部56a按照拍攝的圖像的照度，對每個像素，使用對應的照度區(qū)域的靈敏度不均勻校正參數(shù)來進行靈敏度不均勻校正。即，在校正的圖像的照度區(qū)域是高照度區(qū)域的情況下，從存儲器58的區(qū)域60H讀出對應的靈敏度不均勻校正參數(shù)H來對每個像素進行靈敏度不均勻校正。在校正的圖像的照度區(qū)域是中照度區(qū)域的情況下，從存儲器58的區(qū)域60M讀出對應的靈敏度不均勻校正參數(shù)M來對每個像素進行靈敏度不均勻校正。在校正的圖像的照度區(qū)域是低照度區(qū)域的情況下，從存儲器58的區(qū)域60L讀出對應的靈敏度不均勻校正參數(shù)L來對每個像素進行靈敏度不均勻校正。作為靈敏度不均勻校正的一例，通過對各像素的圖像(圖像數(shù)據(jù))乘上對應的靈敏度不均勻校正參數(shù)來進行。優(yōu)選圖像校正部56考慮CCD傳感器的偏移，設靈敏度不均勻校正前的圖像數(shù)據(jù)為G，靈敏度不均勻校正參數(shù)為P，靈敏度不均勻校正后的圖像數(shù)據(jù)為 G'，使用暗場校正參數(shù)(offset)，通過下式來進行靈敏度不均勻校正。G' = (G-offset) P+off set經(jīng)圖像校正部56校正后的圖像從連接部16a提供給處理器裝置14，并在圖像處理部68實施規(guī)定的圖像處理后顯示于顯示裝置18。在此，該圖像由于是進行了基于與照度區(qū)域相應的靈敏度校正參數(shù)的靈敏度校正的圖像，因此是不依賴于CCD傳感器48的輸出特性，從低照度到高照度(從高濃度到低濃度)都高精度地進行了靈敏度不均勻校正的高質(zhì)量的圖像。以上說明了本發(fā)明的內(nèi)窺鏡裝置，但本發(fā)明并不限于上述實施例，能在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進行各種的改良和變形，這是毫無疑問的。產(chǎn)業(yè)上的可利用性能在利用內(nèi)窺鏡的醫(yī)療現(xiàn)場等合理利用。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)窺鏡裝置，通過攝像元件來拍攝圖像，其特征在于，具有 存儲單元，其存儲靈敏度不均勻校正參數(shù)；和靈敏度不均勻校正單元，其使用存儲于所述存儲單元的靈敏度不均勻校正參數(shù)來進行所述攝像元件的靈敏度不均勻校正，且，所述存儲單元按照不同的多個照度區(qū)域的每一個來存儲所述靈敏度不均勻校正參數(shù)，另外，所述靈敏度不均勻校正單元使用與校正的圖像的照度相應的所述靈敏度不均勻校正參數(shù)來進行所述靈敏度不均勻校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，所述靈敏度不均勻校正參數(shù)按照使用所述攝像元件所拍攝的圖像來創(chuàng)建校正用圖像， 并校正該校正用圖像的不均勻的方式來生成，創(chuàng)建與各照度區(qū)域相應的圖像作為所述校正用圖像，并使用各圖像來生成分別與所述各照度區(qū)域的每一個相應的靈敏度不均勻校正參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，在用于創(chuàng)建所述校正用圖像的拍攝中，通過變更觀察光的強度來創(chuàng)建與所述各照度區(qū)域相應的圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，在用于創(chuàng)建所述校正用圖像的拍攝中，通過變更攝像元件的曝光時間來創(chuàng)建與所述各照度區(qū)域相應的圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，為了創(chuàng)建所述校正用圖像，通過拍攝不同濃度的圖像，來創(chuàng)建與所述各照度區(qū)域相應的圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于， 所述內(nèi)窺鏡裝置具有特殊光觀察的功能。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，為了創(chuàng)建所述校正用圖像，對攝像元件所拍攝的圖像每間除規(guī)定數(shù)量來進行選擇，并使用選擇的規(guī)定數(shù)量的圖像來創(chuàng)建所述校正用圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，在選擇的所述圖像的規(guī)定區(qū)域的平均圖像數(shù)據(jù)超出規(guī)定范圍的情況下，不在所述校正用圖像的創(chuàng)建中使用該圖像。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，在選擇的圖像相對于規(guī)定的判定圖像未變動規(guī)定閾值以上的情況下，不在校正用圖像的創(chuàng)建中使用該圖像。
全文摘要
本發(fā)明提供一種內(nèi)窺鏡裝置，能不依賴于相對于光量的CCD傳感器的輸出特性，高精度地對攝像元件所拍攝的圖像進行靈敏度不均勻校正。作為靈敏度不均勻校正的校正參數(shù)，具有與多個照度區(qū)域分別對應的校正參數(shù)，按照圖像的照度，使用對應的校正參數(shù)來進行靈敏度不均勻校正，由此解決上述課題。
文檔編號A61B1/04GK102450997SQ20111030792
公開日2012年5月16日 申請日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月18日
發(fā)明者高松正樹 申請人:富士膠片株式會社