ホワイトバランス調整システム、内視鏡プロセッサ、補正とバランス調整キャップ
【課題】適切なホワイトバランス調整係数を算出する。
【解決手段】内視鏡プロセッサ２０はＤＳＰ２３および入力部２７を有する。ホワイトバランス初期化の操作が入力部２７に入力されるとき、ＤＳＰ２３がホワイトバランス初期化処理を実行する。ホワイトバランス初期化処理においてＤＳＰ２３はリアルタイムの動画像にターゲット領域の外縁を表示させる。また、ＤＳＰ２３は撮像素子４３から送信される画像信号に相当する画像のターゲット領域内に識別マークが含まれるか否かを判別する。識別マークが含まれるときに、ＤＳＰ２３は画像信号を用いてＲ、Ｂゲインを算出する。
【解決手段】内視鏡プロセッサ２０はＤＳＰ２３および入力部２７を有する。ホワイトバランス初期化の操作が入力部２７に入力されるとき、ＤＳＰ２３がホワイトバランス初期化処理を実行する。ホワイトバランス初期化処理においてＤＳＰ２３はリアルタイムの動画像にターゲット領域の外縁を表示させる。また、ＤＳＰ２３は撮像素子４３から送信される画像信号に相当する画像のターゲット領域内に識別マークが含まれるか否かを判別する。識別マークが含まれるときに、ＤＳＰ２３は画像信号を用いてＲ、Ｂゲインを算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子内視鏡により撮像された画像のホワイトバランス調整処理に用いるホワイトバランス調整係数を適切に算出させるホワイトバランス調整システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光が照射されない体内を観察するために、電子内視鏡を有する内視鏡ユニットが用いられている。内視鏡ユニットでは、挿入管が体内に挿入され、照明された体内の生体組織などが撮像され、撮像された被写体像がモニタで観察可能である。
【０００３】
被写体像はカラー撮像素子によって撮像され、電気信号である画像信号が生成される。カラー撮像素子では受光する光の帯域によって受光感度が異なるため、被写体の実際の色と異なる色で被写体がモニタに表示される。モニタに表示される被写体の色を実際の被写体の色に近付けるために、ホワイトバランス調整処理が画像信号に対して施すことが知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
ホワイトバランス調整処理は、予め算出されたホワイトバランス調整係数をＲ信号成分およびＢ信号成分などの特定の色信号成分に対して乗じることにより実行される。適切なホワイトバランス調整処理を実行するためには、適切なホワイトバランス調整係数を算出することが必要である。
【０００５】
白色の被写体の撮像により生成された画像信号に相当する画像が白色となるように、ホワイトバランス調整係数が算出される。それゆえ、適切なホワイトバランス調整係数を算出するためには、適切な白色の被写体を撮像する必要がある。
【０００６】
適切な白色の被写体の撮像のために、専用のホワイトバランス調整キャップが用いられている。ホワイトバランス調整キャップは挿入管の先端に装着可能で、内面が白色に色付けられている。このようなホワイトバランス調整キャップを装着した状態で、白色に色づけられたキャップ内面を撮影することにより適切なホワイトバランス調整係数を算出することが可能である。
【０００７】
しかし、白色の紙やガーゼなどの白色の被写体が専用の調整キャップの代わりに用いられることがある。しかし、紙やガーゼなどはホワイトバランス調整係数の算出に適した色温度と異なることや、全面が白色でないことが一般的である。このような代用の被写体の撮像により得られた画像信号では適切なホワイトバランス調整係数の算出が困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平４−６９６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明では、専用のホワイトバランス調整キャップを用いるときにホワイトバランス調整係数の算出を行うホワイトバランス調整システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のホワイトバランス調整システムは、電子内視鏡の挿入管の先端に設けられる撮像素子が生成する画像信号に相当する画像のホワイトバランスの調整に用いるホワイトバランス調整係数を算出するホワイトバランス調整システムであって、挿入管の先端に装着されるホワイトバランス調整具の撮影面に描かれるマークと撮像素子による撮像範囲内においてマークが撮像されるべき位置として定めた所定の位置とを記憶するメモリと、ホワイトバランス調整係数の算出の実行の入力操作を検知する入力部と、入力部にホワイトバランス調整係数の算出入力があったときに画像信号に相当する画像である撮像画像に所定の位置の周辺領域であるターゲット領域を重畳させる画像処理部と、ターゲット領域が重畳された撮像画像を表示するモニタと、入力部にホワイトバランス調整係数の算出入力があったときに画像信号に基づいてターゲット領域内にマークが含まれるか否かを判別する判別部と、判別部がターゲット領域内にマークが含まれていると判別するときに画像信号を用いてホワイトバランス調整係数を算出する算出部とを備えることを特徴としている。
【００１１】
なお、メモリは撮像画像における特定の画素の位置を記憶し、判別部は撮像画像の特定の画素における部分画像がマークと一致するか否かを判別することによりターゲット領域にマークが含まれるか否かを判別することが好ましい。
【００１２】
また、ターゲット領域にマークが含まれないと判別されるときにはターゲット領域内部にマークを位置付けることを警告する第１のメッセージを発する警告部を備えることが好ましい。
【００１３】
さらに、入力部へのホワイトバランス調整係数の算出入力後から経過した時間である経過時間を計測するタイマを備え、警告部は経過時間が所定の切替時間を超えるまでターゲット領域にマークが含まれないと判別され続けるときにはホワイトバランス調整具を用いることを警告する第２のメッセージを発することが好ましい。
【００１４】
本発明の第１の内視鏡プロセッサは、電子内視鏡の挿入管の先端に設けられる撮像素子が生成する画像信号に相当する画像のホワイトバランスの調整に用いるホワイトバランス調整係数を算出する内視鏡プロセッサであって、画像信号を受信する画像受信部と、挿入管の先端に装着されるホワイトバランス調整具の撮影面に描かれるマークと撮像素子による撮像範囲内においてマークが撮像されるべき位置として定めた所定の位置とを記憶するメモリと、ホワイトバランス調整係数の算出の実行の入力操作を検知する入力部と、入力部にホワイトバランス調整係数の算出入力があったときに画像信号に相当する画像である撮像画像に所定の位置の周辺領域であるターゲット領域を重畳させる画像処理部と、ターゲット領域が重畳された撮像画像に相当する画像信号をモニタに送信する送信部と、入力部にホワイトバランス調整係数の算出入力があったときに画像信号に基づいてターゲット領域内にマークが含まれるか否かを判別する判別部と、判別部がターゲット領域内にマークが含まれていると判別するときに画像信号を用いてホワイトバランス調整係数を算出する算出部とを備えることを特徴としている。
【００１５】
本発明の第２の内視鏡プロセッサは、電子内視鏡の挿入管の先端に設けられる撮像素子が生成する画像信号に相当する画像のホワイトバランスの調整に用いるホワイトバランス調整係数を算出する内視鏡プロセッサであって、画像信号を受信する画像受信部と、挿入管の先端に装着されるホワイトバランス調整具の撮影面に描かれるマークと撮像素子による撮像範囲内においてマークが撮像されるべき位置として定めた所定の位置とを記憶するメモリからマークおよび所定の位置に相当するマークデータおよび位置データを受信するマーク受信部と、ホワイトバランス調整係数の算出の実行の入力操作を検知する入力部と、入力部に前記ホワイトバランス調整係数の算出入力があったときに画像信号に相当する画像である撮像画像に所定の位置の周辺領域であるターゲット領域を重畳させる画像処理部と、ターゲット領域が重畳された撮像画像に相当する画像信号をモニタに送信する送信部と、入力部にホワイトバランス調整係数の算出入力があったときに画像信号に基づいてターゲット領域内にマークが含まれるか否かを判別する判別部と、判別部がターゲット領域内にマークが含まれていると判別するときに画像信号を用いてホワイトバランス調整係数を算出する算出部とを備えることを特徴としている。
【００１６】
本発明のホワイトバランス調整具は、電子内視鏡の挿入管の先端に設けられる撮像素子が生成する画像信号に相当する画像のホワイトバランスの調整に用いるホワイトバランス調整係数を算出するために挿入管の先端に装着可能なホワイトバランス調整具であって、挿入管に装着された状態における撮像素子に相対する面に無彩色に色付けられた背景にマークが描かれることを特徴としている。
【００１７】
なお、背景は白色に色付けられることが好ましい。
【００１８】
また、マークは背景と異なる無彩色に色付けられることが好ましい。
【００１９】
また、マークは黒色に色付けられることが好ましい。
【００２０】
また、マークは内面の中央付近に描かれることが好ましい。
【００２１】
また、マークは環状または円形状であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、専用のホワイトバランス調整具の撮影面が撮像されるときにホワイトバランス調整係数が算出される。したがって、適切なホワイトバランス調整が可能となる。また、ホワイトバランス調整具を位置付けるべきターゲット領域が表示されるので、使用者による位置合わせが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態を適用したホワイトバランス調整システムを有する内視鏡プロセッサを含む内視鏡ユニットの内部構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】本実施形態のホワイトバランス調整キャップの外観図である。
【図３】窪部の底面の平面図である。
【図４】窪部の底面の平面図である。
【図５】ＣＰＵおよびＤＳＰにより実行されるホワイトバランス初期化処理を示す第１のフローチャートである。
【図６】ＣＰＵおよびＤＳＰにより実行されるホワイトバランス初期化処理を示す第２のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態を適用したホワイトバランス調整システムを有する内視鏡プロセッサによって構成される内視鏡ユニットの内部構成を概略的に示すブロック図である。
【００２５】
内視鏡システム１０は、内視鏡プロセッサ２０、電子内視鏡４０、およびモニタ１１によって構成される。内視鏡プロセッサ２０は、電子内視鏡４０、およびモニタ１１に接続される。
【００２６】
内視鏡プロセッサ２０から被写体を照明するための照明光が電子内視鏡４０に供給される。照明光を照射された被写体が電子内視鏡４０により撮像される。電子内視鏡４０の撮像により生成する画像信号が内視鏡プロセッサ２０に送られる。
【００２７】
内視鏡プロセッサ２０では、電子内視鏡４０から得られた画像信号に対して所定の信号処理が施される。所定の信号処理を施した画像信号はモニタ１１に送信され、送信された画像信号に相当する画像がモニタ１１に表示される。
【００２８】
次に、内視鏡プロセッサ２０の構成について説明する。内視鏡プロセッサ２０には光源システム２１、撮像素子ドライバ２２、ＤＳＰ２３、不揮発性メモリ２４（メモリ）、システムコントローラ２５、ＲＯＭ２６、および入力部２７などが設けられる。
【００２９】
光源システム２１から出射される照明光は、電子内視鏡４０に設けられるライトガイド４１に入射される。照明光はライトガイド４１により挿入管４２の先端まで伝達される。伝達された照明光は、挿入管４２の先端方向の被写体に照射される。
【００３０】
照明光が照射された被写体の反射光による光学像が、挿入管４２の先端に設けられた対物レンズ（図示せず）により、撮像素子４３の受光面に結像する。撮像素子４３は、一定の周期、例えば、１／６０秒毎に１フィールドの画像信号を生成するように撮像素子ドライバ２２に制御される。
【００３１】
なお、撮像素子４３の受光面には複数の画素（図示せず）が２次元状に配置される。各画素はＲＧＢいずれかのカラーフィルタ（図示せず）によって覆われる。各画素では、カラーフィルタを透過した光成分の受光量に応じた画素信号が生成される。画像信号は、全画素において生成される画素信号によって構成される。
【００３２】
生成された画像信号は、電子内視鏡４０に設けられるＡＦＥ（図示せず）においてＣＤＳ処理およびＡＧＣ処理が施された後、デジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された画像信号は、ＤＳＰ２３に送信される。
【００３３】
ＤＳＰ２３では、ホワイトバランス調整処理、色補間処理、ガンマ補正処理などの所定のデータ処理が画像信号に対して施される。ここで、ホワイトバランス調整処理について詳細に説明する。
【００３４】
前述のように、画像信号は、赤色光、緑色光、および青色光の受光量に応じたＲ画素信号成分、Ｇ画素信号成分、およびＢ画素信号成分によって構成される。ホワイトバランス調整処理では、Ｒ画素信号成分およびＢ画素信号成分にそれぞれ、Ｒゲイン（ホワイトバランス調整係数）およびＢゲイン（ホワイトバランス調整係数）が乗じられる。
【００３５】
後述するように、ＲゲインおよびＢゲインはホワイトバランス初期化時に算出される。算出されたＲゲインおよびＢゲインは不揮発性メモリ２４に格納される。被写体の観察時に、ＲゲインおよびＢゲインはシステムコントローラ２５を介してＤＳＰ２３に伝達され、ホワイトバランス調整処理に用いられる。
【００３６】
所定のデータ処理の施された画像信号がモニタ１１に送信される。モニタ１１には、受信した画像信号に相当する画像が表示される。前述のように、撮像素子４３は１／６０秒毎に画像信号を生成するように駆動され、モニタ１１にも１／６０秒毎に画像信号が送信される。１／６０秒毎に表示する画像を切換えることにより、モニタ１１には動画像が表示される。
【００３７】
光源システム２１、撮像素子ドライバ２２、およびＤＳＰ２３はシステムコントローラ２５によって動作が制御される。なお、内視鏡プロセッサ２０に設けられる各部位の動作もシステムコントローラ２５によって制御される。システムコントローラ２５にはＲＯＭ２６が接続されており、各部位の制御に必要なデータがＲＯＭ２６に格納される。ＲＯＭ２６に格納されたデータは必要に応じてシステムコントローラ２５に読出される。
【００３８】
システムコントローラ２５には入力部２７が接続される。入力部２７は、キーボード（図示せず）、ボタン（図示せず）、スイッチ（図示せず）などによって構成される。入力部２７によって内視鏡ユニット２０に設けられる様々な機能の実行や調整を実行するための入力操作が検知される。検知された入力操作がシステムコントローラ２５に伝達され、検知された入力操作に基づいて、システムコントローラ２５により内視鏡プロセッサ２０の各部位が制御される。
【００３９】
次に、ＲゲインおよびＢゲインの算出について以下に説明する。入力部２７にホワイトバランス初期化の入力操作が行われると、Ｒ、Ｂゲイン算出のためのホワイトバランスの初期化処理が実行される。
【００４０】
適切なＲ、Ｂゲインを算出するためには、均一に白色に色付けられた被写体を撮影する必要がある。均一に白色に色付けられた被写体として、図２に示すホワイトバランス調整キャップ３０が用いられる。ホワイトバランス調整キャップ３０は直方体状に形成され、装着面３１に窪部３２が設けられる。
【００４１】
窪部３２は、使用が想定される様々な電子内視鏡４０の挿入管４２の外径より内径が長くなるように形成される。窪部３２には、装着面３１に平行な底面３３が形成される。図３に示すように、底面３３には白色に色付けられた背景に、黒色に色付けられた環状の識別マーク３４が描かれる。識別マーク３４は、底面３３の中央に描かれる。また、識別マーク３４の大きさは、使用が想定される電子内視鏡４０の撮像範囲ＣＡより小さくなるように定められる。
【００４２】
ホワイトバランス初期化処理では、図２に示すホワイトバランス調整キャップ３０が挿入管４２の先端に装着されているかの判別が行われ、装着されている場合にＲ、Ｂゲインが算出される。
【００４３】
ホワイトバランス初期化処理の実行入力を受信すると、前述のように撮像素子４３およびＤＳＰ２３などが駆動され、モニタ１１にリアルタイムの動画像が表示される。また、ＤＳＰ２３では警告メッセージに相当する画像信号がシステムコントローラ２５を介してＲＯＭ２６から読出される。ＤＳＰ２３では、警告メッセージが動画像にスーパーインポーズされる。
【００４４】
警告メッセージをスーパーインポーズした画像信号がモニタ１１に転送され、“識別マークをターゲット領域内に映して下さい。”などの第１のメッセージが表示される。第１のメッセージは第１の時間経過後に消去される。なお、第１の時間経過後に消去するのは、一定時間である第１の時間だけ第１のメッセージを表示するためである。
【００４５】
第１のメッセージの消去後、ＤＳＰ２３にはターゲット領域データがシステムコントローラ２５を介してＲＯＭ２６から読出される。なお、ターゲット領域データとは、後述するように判別のために識別マーク３４を表示させるべきターゲット領域に相当するデータである。
【００４６】
ＤＳＰ２３では、ターゲット領域が動画像にスーパーインポーズされる。ターゲット領域をスーパーインポーズした画像信号がモニタ１１に転送され、図４に示すように、動画像上の中央付近にターゲット領域の外縁Ｅが点線によって表示される。
【００４７】
ターゲット領域の外縁Ｅが表示されると、以後のフィールドの画像信号を用いてホワイトバランス調整キャップ３０装着されているか否かの判別が実行される。
【００４８】
ホワイトバランス調整キャップ３０が装着されているか否かは、ターゲット領域内に識別マーク３４が位置付けられていることを判別することにより判別される。判別のために、識別マーク３４の位置がシステムコントローラ２５を介してＲＯＭ２６からＤＳＰ２３に読出される。
【００４９】
識別マーク３４がターゲット領域内に位置付けられていない場合には、再び第１のメッセージがシステムコントローラ２５を介してＲＯＭ２６から読出され、動画像上にスーパーインポーズされる。
【００５０】
なお、ホワイトバランス初期化処理の実行入力後から第２の時間（切替時間）が経過するまでに識別マーク３４がターゲット領域内に位置付けられない場合には、正規のホワイトバランス調整キャップ３０を装着することを警告する第２のメッセージがシステムコントローラ２５を介してＲＯＭ２６から読出され、動画像上にスーパーインポーズされる。第２のメッセージの表示後、ホワイトバランス初期化処理は停止する。
【００５１】
識別マーク３４がターゲット領域内に位置付けられている場合に、Ｒ、Ｂゲインの算出が開始される。識別マーク３４が中央付近に位置付けられる、と判別したときの次のフィールドの画像信号を用いてＲ、Ｂゲインが算出される。対象となる画像信号がＤＳＰ２３に送信されると、ＤＳＰでは、Ｒ、Ｇ、Ｂ画素信号成分の信号強度の平均値が算出される。
【００５２】
Ｇ画素信号成分の平均値をＲ画素信号成分の平均値で除すことにより、Ｒゲインが算出される（正規化）。同様に、Ｇ画素信号成分の平均値をＢ画素信号成分の平均値で除すことにより、Ｂゲインが算出される（正規化）。算出されたＲ、Ｂゲインが不揮発性メモリ２４に格納される。
【００５３】
次に、システムコントローラ２５およびＤＳＰ２３において実行されるホワイトバランス初期化処理について、図５、６のフローチャートを用いて説明する。ホワイトバランス初期化処理は、前述のように、入力部２７への操作入力により実行される。
【００５４】
ステップＳ１００では、システムコントローラ２５は第１のメッセージに相当する画像信号成分をＲＯＭ２６から読出し、ＤＳＰ２３に送信する。ＤＳＰ２３は第１のメッセージ、すなわち識別マーク３４をターゲット領域に位置付けするように警告するメッセージを動画像上に重畳するスーパーインポーズ処理を実行し、動画像上に第１のメッセージを表示させる。第１のメッセージの表示後、ステップＳ１０１に進む。
【００５５】
ステップＳ１０１では、システムコントローラ２５は第１、第２のタイマ（図示せず）に計時を開始させる。計時を開始させると、ステップＳ１０２に進む。なお、ステップＳ１００における処理は瞬間的に終わりステップＳ１０１の処理が始まるので、第２のタイマにより計時される時間（経過時間）は、実質的にホワイトバランスの初期化処理の操作入力後の経過時間とみなせる
【００５６】
ステップＳ１０２では、システムコントローラ２５は第１のタイマの計測時間が第１の時間を経過しているか否かを判別する。なお、第１の時間の経過の判別は、第１のメッセージを第１の時間だけ表示させるためである。第１の時間を経過していない場合にはステップＳ１０２に戻り、第１の時間を経過するまでステップＳ１０２を繰返す。第１の時間を経過している場合には、第１のタイマの計時を停止させ、ステップＳ１０３に進む。
【００５７】
ステップＳ１０３では、ＤＳＰ２３は第１のメッセージのスーパーインポーズ処理を停止し、第１のメッセージを動画像から消去する。第１のメッセージの消去後、ステップＳ１０４に進む。
【００５８】
ステップＳ１０４では、システムコントローラ２５はターゲット領域データをＲＯＭ２６から読出し、ＤＳＰ２３に伝達する。ＤＳＰ２３は、受信したターゲット領域データを用いて、電子内視鏡４０から受信する画像信号にスーパーインポーズ処理を実行開始する。スーパーインポーズ処理の実行開始後、ステップＳ１０５に進む。
【００５９】
ステップＳ１０５では、システムコントローラ２５は識別マーク３４のデータとして、識別マーク３４を形成する画素のアドレスをＲＯＭ２６から読出し、ＤＳＰ２３に伝達する。識別マーク３４のデータの読出し後、ステップＳ１０６に進む。なお、識別マーク３４を形成する画素とは、前述の黒色の環状部分を形成する画素である。
【００６０】
ステップＳ１０６では、システムコントローラ２５は画像信号に含まれる水平同期信号および垂直同期信号をカウントするＨカウンタ（図示せず）およびＶカウンタ（図示せず）を起動し、水平同期信号および垂直同期信号の認識を開始する。ＨカウンタおよびＶカウンタの起動後、ステップＳ１０７に進む。
【００６１】
ステップＳ１０７では、ＤＳＰ２３は黒の一致数をゼロにリセットする。なお、黒の一致数とは、電子内視鏡４０から受信する画像信号を構成する画素信号成分において、識別マーク３４の位置と同じ位置であって黒色である画素の個数である。黒の一致数のリセット後、ステップＳ１０８に進む。
【００６２】
図６に示すように、ステップＳ１０８では、システムコントローラ２５はＨ、Ｖカウンタによりカウントされた水平同期信号および垂直同期信号が、ステップＳ１０５において読出された識別マーク３４を構成するいずれかの画素のアドレスに対応するＨ、Ｖ同期信号に一致するか否かを判別する。
【００６３】
いずれかの画素のアドレスと一致する場合には、ステップＳ１０９に進む。すべての画素のアドレスと一致しない場合には、ステップＳ１０９およびステップＳ１１０をスキップして、ステップＳ１１１に進む。
【００６４】
ステップＳ１０９では、ステップＳ１０８における水平同期信号および垂直同期信号に対応するアドレスの画素信号がＤＳＰ２３に受信されている。ＤＳＰ２３は受信した画素信号の輝度信号成分が第１の閾値未満であるか否かを判別する。なお、第１の閾値は、黒色の画素と判別可能な適切な値に定められる。
【００６５】
輝度信号成分が第１の閾値未満である場合には画素が黒色であると判別して、ステップＳ１１０に進む。輝度信号成分が第１の閾値以上である場合にはステップＳ１１０をスキップして、ステップＳ１１１に進む。
【００６６】
ステップＳ１１０では、ＤＳＰ２３は黒の一致数に＋１をインクリメントする。インクリメント後、ステップＳ１１２に進む。
【００６７】
ステップＳ１１１では、システムコントローラ２５はＶカウンタによりカウントされた垂直同期信号がリセット状態であるか否か、すなわち、１フィールドの画像信号を構成するすべての画素信号に対する判別が終了しているか否かを判別する。
【００６８】
リセット状態で無い場合には、ステップＳ１０８に戻る。以後、ステップＳ１１１においてリセット状態となるまで、ステップＳ１０８〜ステップＳ１１１を繰返す。リセット状態である場合には、ステップＳ１１２に進む。
【００６９】
ステップＳ１１２では、ＤＳＰ２３は黒の一致数が第２の閾値を超えるか否かを判別する。なお、第２の閾値は、ゼロより大きく、識別マーク３４を形成する画素の数より小さい所定の値に定められる。
【００７０】
黒の一致数が第２の閾値以下である場合には、ステップＳ１１３に進む。黒の一致数が第２の閾値を超える場合には、ステップＳ１１５に進む。
【００７１】
ステップＳ１１３では、システムコントローラ２５は第２のタイマにより計時された時間が第２の時間を超えるか否かを判別する。第２のタイマにより計時された時間が第２の時間の経過前である場合には、ステップＳ１００に戻る。第２のタイマにより計時された時間が第２の時間を超える場合には、ステップＳ１１４に進む。
【００７２】
ステップＳ１１４では、システムコントローラ２５は第２のメッセージに相当する画像信号成分をＲＯＭ２６から読出し、ＤＳＰ２３に送信する。ＤＳＰ２３は第２のメッセージ、すなわち正規のホワイトバランス調整キャップ３０を用いるように警告するメッセージを動画像上に重畳するスーパーインポーズ処理を実行し、動画像上に第２のメッセージを表示させる。第２のメッセージの表示後、ホワイトバランス初期化処理を終了する。
【００７３】
前述のように、ステップＳ１１２において黒の一致数が第２の閾値を超えると判別した場合、すなわちホワイトバランス調整キャップ３４が挿入管４２の先端に装着されていると判断される場合には、ステップＳ１１５に進む。ステップＳ１１５では、ＤＳＰ２３は１フィールドの画僧信号を構成するすべてのＲ画素信号成分、Ｇ画素信号成分、およびＢ画素信号成分ごとに平均値を算出する。平均値を算出すると、ステップＳ１１６に進む。
【００７４】
ステップＳ１１６では、ＤＳＰ２３はＧ画素信号成分の平均値をＲ画素信号成分の平均値で除すことによりＲゲインを算出する（正規化）。また、ＤＳＰ２３はＧ画素信号成分の平均値をＢ画素信号成分の平均値で除すことによりＢゲインを算出する（正規化）。Ｒ、Ｂゲインを算出すると、ステップＳ１１７に進む。
【００７５】
ステップＳ１１７では、システムコントローラ２５はステップＳ１１５において算出したＲ、Ｂゲインを不揮発性メモリ２４に格納する。不揮発性メモリ２４へのＲ、Ｂゲインの格納後、ホワイトバランス初期化処理を終了する。
【００７６】
以上のように、本実施形態のホワイトバランス調整システムによれば、識別マーク３４が撮像されていない場合には、Ｒ、Ｂゲインの算出を開始させないことが可能である。すなわち、識別マーク３４が描かれた専用のホワイトバランス調整キャップを装着した場合にのみ、Ｒ、Ｂゲインの算出を実行させることが可能である。それゆえ、適切なＲ、Ｂゲインが算出されるので、通常観察時における画像の色再現性の向上が可能である。
【００７７】
さらに、本実施形態のホワイトバランス調整システムでは、ホワイトバランス初期化処理の実行中に撮像素子４３が撮像する画像上にターゲット領域の外縁Ｅが表示される。また、使用者はモニタ１１を見ながら識別マーク３４をターゲット領域内に位置付けると自動的にＲ、Ｂゲインの算出が開始される。
【００７８】
したがって、撮像範囲ＣＡの特定の領域に位置付けられた識別マーク３４のデータが予めＲＯＭ２６に格納され、特定の位置における識別マーク３４と実際の撮像画像とを比較する構成において、使用者の位置合わせが容易となる。また、特定の位置近辺に位置合わせをした後に判別を実行する操作入力が不要なので、使用者の利便性が向上する。
【００７９】
なお、本実施形態において、ＲＯＭ２６に格納された識別マーク３４を形成する画素が黒色であるか否かを判別することによって、ターゲット領域に識別マーク３４が含まれるか否かを判別する構成であるが、他の公知のいかなる方法によって撮像された画像に識別マーク３４が含まれるか否かを判別してもよい。ただし、本実施形態のような方法が簡便で正確である。
【００８０】
また、本実施形態において、撮像素子４３によりＲＧＢ画素信号成分が生成される構成だが、他の色信号成分が生成されてもよい。他の色信号成分が生成される場合には、Ｒ、Ｂゲインの代わりに生成される色信号成分に適したホワイトバランス調整係数がホワイトバランス初期化処理によって算出され、ホワイトバランス処理に用いられる。
【００８１】
また、本実施形態において、識別マーク３４の位置は内視鏡プロセッサ２０のＲＯＭ２６に記憶される構成であるが、電子内視鏡４０に設けられるＲＯＭ（図示せず）に記憶される構成であってもよい。電子内視鏡４０に記憶される場合には、電子内視鏡４０と内視鏡プロセッサ２０を接続した状態でホワイトバランス初期化処理の実行時に電子内視鏡４０から内視鏡プロセッサ２０に読出させればよい。
【００８２】
また、本実施形態において、識別マーク３４の位置合わせが不十分である場合に第１のメッセージが表示され、ホワイトバランス調整キャップ３０を装着せずにホワイトバランス初期化処理を実行した場合に第２のメッセージが表示される構成である。しかし、第１、第２のメッセージを発しなくても、ホワイトバランス調整キャップ３０が装着されていない場合に、Ｒ、Ｂゲインの算出を開始させないことが可能である。
【００８３】
また、本実施形態において、ホワイトバランス調整キャップ３０の窪部３２の底面３３における識別マーク３４の背景は白色に色付けられる構成であるが、黒以外の他の無彩色に色付けられていても、適切なＲ、Ｂゲインを算出することは可能である。
【００８４】
また、本実施形態において、識別マーク３４は黒色であるが、背景と異なる色であれば他の色であってもよい。ただし、識別マーク３４が有彩色である場合には、識別マーク３４を構成する全画素をＲ、Ｂゲインの算出から除外する必要がある。識別マーク３４が無彩色である場合には、本実施形態のようにＲ、Ｂゲインの算出にそのまま用いることが可能である。
【００８５】
また、本実施形態において、ターゲット領域の位置は撮像範囲の中央付近であるが、撮像範囲の何れの位置であってもよい。
【００８６】
また、本実施形態において、識別マーク３４は環状であるがどのような形状の記号や文字形状であってもよい。ただし、環状や円形であれば、ホワイトバランス調整キャップ３０の角度によらず、一定の判別精度を得ることが可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１０ 内視鏡システム
２０ 内視鏡プロセッサ
２３ ＤＳＰ
２４ 不揮発性メモリ
２５ システムコントローラ
２６ ＲＯＭ
２７ 入力部
３０ ホワイトバランス調整キャップ
３３ 底面
３４ 識別マーク
４０ 電子内視鏡
４３ 撮像素子
Ｅ ターゲット領域の外縁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子内視鏡により撮像された画像のホワイトバランス調整処理に用いるホワイトバランス調整係数を適切に算出させるホワイトバランス調整システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光が照射されない体内を観察するために、電子内視鏡を有する内視鏡ユニットが用いられている。内視鏡ユニットでは、挿入管が体内に挿入され、照明された体内の生体組織などが撮像され、撮像された被写体像がモニタで観察可能である。
【０００３】
被写体像はカラー撮像素子によって撮像され、電気信号である画像信号が生成される。カラー撮像素子では受光する光の帯域によって受光感度が異なるため、被写体の実際の色と異なる色で被写体がモニタに表示される。モニタに表示される被写体の色を実際の被写体の色に近付けるために、ホワイトバランス調整処理が画像信号に対して施すことが知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
ホワイトバランス調整処理は、予め算出されたホワイトバランス調整係数をＲ信号成分およびＢ信号成分などの特定の色信号成分に対して乗じることにより実行される。適切なホワイトバランス調整処理を実行するためには、適切なホワイトバランス調整係数を算出することが必要である。
【０００５】
白色の被写体の撮像により生成された画像信号に相当する画像が白色となるように、ホワイトバランス調整係数が算出される。それゆえ、適切なホワイトバランス調整係数を算出するためには、適切な白色の被写体を撮像する必要がある。
【０００６】
適切な白色の被写体の撮像のために、専用のホワイトバランス調整キャップが用いられている。ホワイトバランス調整キャップは挿入管の先端に装着可能で、内面が白色に色付けられている。このようなホワイトバランス調整キャップを装着した状態で、白色に色づけられたキャップ内面を撮影することにより適切なホワイトバランス調整係数を算出することが可能である。
【０００７】
しかし、白色の紙やガーゼなどの白色の被写体が専用の調整キャップの代わりに用いられることがある。しかし、紙やガーゼなどはホワイトバランス調整係数の算出に適した色温度と異なることや、全面が白色でないことが一般的である。このような代用の被写体の撮像により得られた画像信号では適切なホワイトバランス調整係数の算出が困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平４−６９６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明では、専用のホワイトバランス調整キャップを用いるときにホワイトバランス調整係数の算出を行うホワイトバランス調整システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のホワイトバランス調整システムは、電子内視鏡の挿入管の先端に設けられる撮像素子が生成する画像信号に相当する画像のホワイトバランスの調整に用いるホワイトバランス調整係数を算出するホワイトバランス調整システムであって、挿入管の先端に装着されるホワイトバランス調整具の撮影面に描かれるマークと撮像素子による撮像範囲内においてマークが撮像されるべき位置として定めた所定の位置とを記憶するメモリと、ホワイトバランス調整係数の算出の実行の入力操作を検知する入力部と、入力部にホワイトバランス調整係数の算出入力があったときに画像信号に相当する画像である撮像画像に所定の位置の周辺領域であるターゲット領域を重畳させる画像処理部と、ターゲット領域が重畳された撮像画像を表示するモニタと、入力部にホワイトバランス調整係数の算出入力があったときに画像信号に基づいてターゲット領域内にマークが含まれるか否かを判別する判別部と、判別部がターゲット領域内にマークが含まれていると判別するときに画像信号を用いてホワイトバランス調整係数を算出する算出部とを備えることを特徴としている。
【００１１】
なお、メモリは撮像画像における特定の画素の位置を記憶し、判別部は撮像画像の特定の画素における部分画像がマークと一致するか否かを判別することによりターゲット領域にマークが含まれるか否かを判別することが好ましい。
【００１２】
また、ターゲット領域にマークが含まれないと判別されるときにはターゲット領域内部にマークを位置付けることを警告する第１のメッセージを発する警告部を備えることが好ましい。
【００１３】
さらに、入力部へのホワイトバランス調整係数の算出入力後から経過した時間である経過時間を計測するタイマを備え、警告部は経過時間が所定の切替時間を超えるまでターゲット領域にマークが含まれないと判別され続けるときにはホワイトバランス調整具を用いることを警告する第２のメッセージを発することが好ましい。
【００１４】
本発明の第１の内視鏡プロセッサは、電子内視鏡の挿入管の先端に設けられる撮像素子が生成する画像信号に相当する画像のホワイトバランスの調整に用いるホワイトバランス調整係数を算出する内視鏡プロセッサであって、画像信号を受信する画像受信部と、挿入管の先端に装着されるホワイトバランス調整具の撮影面に描かれるマークと撮像素子による撮像範囲内においてマークが撮像されるべき位置として定めた所定の位置とを記憶するメモリと、ホワイトバランス調整係数の算出の実行の入力操作を検知する入力部と、入力部にホワイトバランス調整係数の算出入力があったときに画像信号に相当する画像である撮像画像に所定の位置の周辺領域であるターゲット領域を重畳させる画像処理部と、ターゲット領域が重畳された撮像画像に相当する画像信号をモニタに送信する送信部と、入力部にホワイトバランス調整係数の算出入力があったときに画像信号に基づいてターゲット領域内にマークが含まれるか否かを判別する判別部と、判別部がターゲット領域内にマークが含まれていると判別するときに画像信号を用いてホワイトバランス調整係数を算出する算出部とを備えることを特徴としている。
【００１５】
本発明の第２の内視鏡プロセッサは、電子内視鏡の挿入管の先端に設けられる撮像素子が生成する画像信号に相当する画像のホワイトバランスの調整に用いるホワイトバランス調整係数を算出する内視鏡プロセッサであって、画像信号を受信する画像受信部と、挿入管の先端に装着されるホワイトバランス調整具の撮影面に描かれるマークと撮像素子による撮像範囲内においてマークが撮像されるべき位置として定めた所定の位置とを記憶するメモリからマークおよび所定の位置に相当するマークデータおよび位置データを受信するマーク受信部と、ホワイトバランス調整係数の算出の実行の入力操作を検知する入力部と、入力部に前記ホワイトバランス調整係数の算出入力があったときに画像信号に相当する画像である撮像画像に所定の位置の周辺領域であるターゲット領域を重畳させる画像処理部と、ターゲット領域が重畳された撮像画像に相当する画像信号をモニタに送信する送信部と、入力部にホワイトバランス調整係数の算出入力があったときに画像信号に基づいてターゲット領域内にマークが含まれるか否かを判別する判別部と、判別部がターゲット領域内にマークが含まれていると判別するときに画像信号を用いてホワイトバランス調整係数を算出する算出部とを備えることを特徴としている。
【００１６】
本発明のホワイトバランス調整具は、電子内視鏡の挿入管の先端に設けられる撮像素子が生成する画像信号に相当する画像のホワイトバランスの調整に用いるホワイトバランス調整係数を算出するために挿入管の先端に装着可能なホワイトバランス調整具であって、挿入管に装着された状態における撮像素子に相対する面に無彩色に色付けられた背景にマークが描かれることを特徴としている。
【００１７】
なお、背景は白色に色付けられることが好ましい。
【００１８】
また、マークは背景と異なる無彩色に色付けられることが好ましい。
【００１９】
また、マークは黒色に色付けられることが好ましい。
【００２０】
また、マークは内面の中央付近に描かれることが好ましい。
【００２１】
また、マークは環状または円形状であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、専用のホワイトバランス調整具の撮影面が撮像されるときにホワイトバランス調整係数が算出される。したがって、適切なホワイトバランス調整が可能となる。また、ホワイトバランス調整具を位置付けるべきターゲット領域が表示されるので、使用者による位置合わせが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態を適用したホワイトバランス調整システムを有する内視鏡プロセッサを含む内視鏡ユニットの内部構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】本実施形態のホワイトバランス調整キャップの外観図である。
【図３】窪部の底面の平面図である。
【図４】窪部の底面の平面図である。
【図５】ＣＰＵおよびＤＳＰにより実行されるホワイトバランス初期化処理を示す第１のフローチャートである。
【図６】ＣＰＵおよびＤＳＰにより実行されるホワイトバランス初期化処理を示す第２のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態を適用したホワイトバランス調整システムを有する内視鏡プロセッサによって構成される内視鏡ユニットの内部構成を概略的に示すブロック図である。
【００２５】
内視鏡システム１０は、内視鏡プロセッサ２０、電子内視鏡４０、およびモニタ１１によって構成される。内視鏡プロセッサ２０は、電子内視鏡４０、およびモニタ１１に接続される。
【００２６】
内視鏡プロセッサ２０から被写体を照明するための照明光が電子内視鏡４０に供給される。照明光を照射された被写体が電子内視鏡４０により撮像される。電子内視鏡４０の撮像により生成する画像信号が内視鏡プロセッサ２０に送られる。
【００２７】
内視鏡プロセッサ２０では、電子内視鏡４０から得られた画像信号に対して所定の信号処理が施される。所定の信号処理を施した画像信号はモニタ１１に送信され、送信された画像信号に相当する画像がモニタ１１に表示される。
【００２８】
次に、内視鏡プロセッサ２０の構成について説明する。内視鏡プロセッサ２０には光源システム２１、撮像素子ドライバ２２、ＤＳＰ２３、不揮発性メモリ２４（メモリ）、システムコントローラ２５、ＲＯＭ２６、および入力部２７などが設けられる。
【００２９】
光源システム２１から出射される照明光は、電子内視鏡４０に設けられるライトガイド４１に入射される。照明光はライトガイド４１により挿入管４２の先端まで伝達される。伝達された照明光は、挿入管４２の先端方向の被写体に照射される。
【００３０】
照明光が照射された被写体の反射光による光学像が、挿入管４２の先端に設けられた対物レンズ（図示せず）により、撮像素子４３の受光面に結像する。撮像素子４３は、一定の周期、例えば、１／６０秒毎に１フィールドの画像信号を生成するように撮像素子ドライバ２２に制御される。
【００３１】
なお、撮像素子４３の受光面には複数の画素（図示せず）が２次元状に配置される。各画素はＲＧＢいずれかのカラーフィルタ（図示せず）によって覆われる。各画素では、カラーフィルタを透過した光成分の受光量に応じた画素信号が生成される。画像信号は、全画素において生成される画素信号によって構成される。
【００３２】
生成された画像信号は、電子内視鏡４０に設けられるＡＦＥ（図示せず）においてＣＤＳ処理およびＡＧＣ処理が施された後、デジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された画像信号は、ＤＳＰ２３に送信される。
【００３３】
ＤＳＰ２３では、ホワイトバランス調整処理、色補間処理、ガンマ補正処理などの所定のデータ処理が画像信号に対して施される。ここで、ホワイトバランス調整処理について詳細に説明する。
【００３４】
前述のように、画像信号は、赤色光、緑色光、および青色光の受光量に応じたＲ画素信号成分、Ｇ画素信号成分、およびＢ画素信号成分によって構成される。ホワイトバランス調整処理では、Ｒ画素信号成分およびＢ画素信号成分にそれぞれ、Ｒゲイン（ホワイトバランス調整係数）およびＢゲイン（ホワイトバランス調整係数）が乗じられる。
【００３５】
後述するように、ＲゲインおよびＢゲインはホワイトバランス初期化時に算出される。算出されたＲゲインおよびＢゲインは不揮発性メモリ２４に格納される。被写体の観察時に、ＲゲインおよびＢゲインはシステムコントローラ２５を介してＤＳＰ２３に伝達され、ホワイトバランス調整処理に用いられる。
【００３６】
所定のデータ処理の施された画像信号がモニタ１１に送信される。モニタ１１には、受信した画像信号に相当する画像が表示される。前述のように、撮像素子４３は１／６０秒毎に画像信号を生成するように駆動され、モニタ１１にも１／６０秒毎に画像信号が送信される。１／６０秒毎に表示する画像を切換えることにより、モニタ１１には動画像が表示される。
【００３７】
光源システム２１、撮像素子ドライバ２２、およびＤＳＰ２３はシステムコントローラ２５によって動作が制御される。なお、内視鏡プロセッサ２０に設けられる各部位の動作もシステムコントローラ２５によって制御される。システムコントローラ２５にはＲＯＭ２６が接続されており、各部位の制御に必要なデータがＲＯＭ２６に格納される。ＲＯＭ２６に格納されたデータは必要に応じてシステムコントローラ２５に読出される。
【００３８】
システムコントローラ２５には入力部２７が接続される。入力部２７は、キーボード（図示せず）、ボタン（図示せず）、スイッチ（図示せず）などによって構成される。入力部２７によって内視鏡ユニット２０に設けられる様々な機能の実行や調整を実行するための入力操作が検知される。検知された入力操作がシステムコントローラ２５に伝達され、検知された入力操作に基づいて、システムコントローラ２５により内視鏡プロセッサ２０の各部位が制御される。
【００３９】
次に、ＲゲインおよびＢゲインの算出について以下に説明する。入力部２７にホワイトバランス初期化の入力操作が行われると、Ｒ、Ｂゲイン算出のためのホワイトバランスの初期化処理が実行される。
【００４０】
適切なＲ、Ｂゲインを算出するためには、均一に白色に色付けられた被写体を撮影する必要がある。均一に白色に色付けられた被写体として、図２に示すホワイトバランス調整キャップ３０が用いられる。ホワイトバランス調整キャップ３０は直方体状に形成され、装着面３１に窪部３２が設けられる。
【００４１】
窪部３２は、使用が想定される様々な電子内視鏡４０の挿入管４２の外径より内径が長くなるように形成される。窪部３２には、装着面３１に平行な底面３３が形成される。図３に示すように、底面３３には白色に色付けられた背景に、黒色に色付けられた環状の識別マーク３４が描かれる。識別マーク３４は、底面３３の中央に描かれる。また、識別マーク３４の大きさは、使用が想定される電子内視鏡４０の撮像範囲ＣＡより小さくなるように定められる。
【００４２】
ホワイトバランス初期化処理では、図２に示すホワイトバランス調整キャップ３０が挿入管４２の先端に装着されているかの判別が行われ、装着されている場合にＲ、Ｂゲインが算出される。
【００４３】
ホワイトバランス初期化処理の実行入力を受信すると、前述のように撮像素子４３およびＤＳＰ２３などが駆動され、モニタ１１にリアルタイムの動画像が表示される。また、ＤＳＰ２３では警告メッセージに相当する画像信号がシステムコントローラ２５を介してＲＯＭ２６から読出される。ＤＳＰ２３では、警告メッセージが動画像にスーパーインポーズされる。
【００４４】
警告メッセージをスーパーインポーズした画像信号がモニタ１１に転送され、“識別マークをターゲット領域内に映して下さい。”などの第１のメッセージが表示される。第１のメッセージは第１の時間経過後に消去される。なお、第１の時間経過後に消去するのは、一定時間である第１の時間だけ第１のメッセージを表示するためである。
【００４５】
第１のメッセージの消去後、ＤＳＰ２３にはターゲット領域データがシステムコントローラ２５を介してＲＯＭ２６から読出される。なお、ターゲット領域データとは、後述するように判別のために識別マーク３４を表示させるべきターゲット領域に相当するデータである。
【００４６】
ＤＳＰ２３では、ターゲット領域が動画像にスーパーインポーズされる。ターゲット領域をスーパーインポーズした画像信号がモニタ１１に転送され、図４に示すように、動画像上の中央付近にターゲット領域の外縁Ｅが点線によって表示される。
【００４７】
ターゲット領域の外縁Ｅが表示されると、以後のフィールドの画像信号を用いてホワイトバランス調整キャップ３０装着されているか否かの判別が実行される。
【００４８】
ホワイトバランス調整キャップ３０が装着されているか否かは、ターゲット領域内に識別マーク３４が位置付けられていることを判別することにより判別される。判別のために、識別マーク３４の位置がシステムコントローラ２５を介してＲＯＭ２６からＤＳＰ２３に読出される。
【００４９】
識別マーク３４がターゲット領域内に位置付けられていない場合には、再び第１のメッセージがシステムコントローラ２５を介してＲＯＭ２６から読出され、動画像上にスーパーインポーズされる。
【００５０】
なお、ホワイトバランス初期化処理の実行入力後から第２の時間（切替時間）が経過するまでに識別マーク３４がターゲット領域内に位置付けられない場合には、正規のホワイトバランス調整キャップ３０を装着することを警告する第２のメッセージがシステムコントローラ２５を介してＲＯＭ２６から読出され、動画像上にスーパーインポーズされる。第２のメッセージの表示後、ホワイトバランス初期化処理は停止する。
【００５１】
識別マーク３４がターゲット領域内に位置付けられている場合に、Ｒ、Ｂゲインの算出が開始される。識別マーク３４が中央付近に位置付けられる、と判別したときの次のフィールドの画像信号を用いてＲ、Ｂゲインが算出される。対象となる画像信号がＤＳＰ２３に送信されると、ＤＳＰでは、Ｒ、Ｇ、Ｂ画素信号成分の信号強度の平均値が算出される。
【００５２】
Ｇ画素信号成分の平均値をＲ画素信号成分の平均値で除すことにより、Ｒゲインが算出される（正規化）。同様に、Ｇ画素信号成分の平均値をＢ画素信号成分の平均値で除すことにより、Ｂゲインが算出される（正規化）。算出されたＲ、Ｂゲインが不揮発性メモリ２４に格納される。
【００５３】
次に、システムコントローラ２５およびＤＳＰ２３において実行されるホワイトバランス初期化処理について、図５、６のフローチャートを用いて説明する。ホワイトバランス初期化処理は、前述のように、入力部２７への操作入力により実行される。
【００５４】
ステップＳ１００では、システムコントローラ２５は第１のメッセージに相当する画像信号成分をＲＯＭ２６から読出し、ＤＳＰ２３に送信する。ＤＳＰ２３は第１のメッセージ、すなわち識別マーク３４をターゲット領域に位置付けするように警告するメッセージを動画像上に重畳するスーパーインポーズ処理を実行し、動画像上に第１のメッセージを表示させる。第１のメッセージの表示後、ステップＳ１０１に進む。
【００５５】
ステップＳ１０１では、システムコントローラ２５は第１、第２のタイマ（図示せず）に計時を開始させる。計時を開始させると、ステップＳ１０２に進む。なお、ステップＳ１００における処理は瞬間的に終わりステップＳ１０１の処理が始まるので、第２のタイマにより計時される時間（経過時間）は、実質的にホワイトバランスの初期化処理の操作入力後の経過時間とみなせる
【００５６】
ステップＳ１０２では、システムコントローラ２５は第１のタイマの計測時間が第１の時間を経過しているか否かを判別する。なお、第１の時間の経過の判別は、第１のメッセージを第１の時間だけ表示させるためである。第１の時間を経過していない場合にはステップＳ１０２に戻り、第１の時間を経過するまでステップＳ１０２を繰返す。第１の時間を経過している場合には、第１のタイマの計時を停止させ、ステップＳ１０３に進む。
【００５７】
ステップＳ１０３では、ＤＳＰ２３は第１のメッセージのスーパーインポーズ処理を停止し、第１のメッセージを動画像から消去する。第１のメッセージの消去後、ステップＳ１０４に進む。
【００５８】
ステップＳ１０４では、システムコントローラ２５はターゲット領域データをＲＯＭ２６から読出し、ＤＳＰ２３に伝達する。ＤＳＰ２３は、受信したターゲット領域データを用いて、電子内視鏡４０から受信する画像信号にスーパーインポーズ処理を実行開始する。スーパーインポーズ処理の実行開始後、ステップＳ１０５に進む。
【００５９】
ステップＳ１０５では、システムコントローラ２５は識別マーク３４のデータとして、識別マーク３４を形成する画素のアドレスをＲＯＭ２６から読出し、ＤＳＰ２３に伝達する。識別マーク３４のデータの読出し後、ステップＳ１０６に進む。なお、識別マーク３４を形成する画素とは、前述の黒色の環状部分を形成する画素である。
【００６０】
ステップＳ１０６では、システムコントローラ２５は画像信号に含まれる水平同期信号および垂直同期信号をカウントするＨカウンタ（図示せず）およびＶカウンタ（図示せず）を起動し、水平同期信号および垂直同期信号の認識を開始する。ＨカウンタおよびＶカウンタの起動後、ステップＳ１０７に進む。
【００６１】
ステップＳ１０７では、ＤＳＰ２３は黒の一致数をゼロにリセットする。なお、黒の一致数とは、電子内視鏡４０から受信する画像信号を構成する画素信号成分において、識別マーク３４の位置と同じ位置であって黒色である画素の個数である。黒の一致数のリセット後、ステップＳ１０８に進む。
【００６２】
図６に示すように、ステップＳ１０８では、システムコントローラ２５はＨ、Ｖカウンタによりカウントされた水平同期信号および垂直同期信号が、ステップＳ１０５において読出された識別マーク３４を構成するいずれかの画素のアドレスに対応するＨ、Ｖ同期信号に一致するか否かを判別する。
【００６３】
いずれかの画素のアドレスと一致する場合には、ステップＳ１０９に進む。すべての画素のアドレスと一致しない場合には、ステップＳ１０９およびステップＳ１１０をスキップして、ステップＳ１１１に進む。
【００６４】
ステップＳ１０９では、ステップＳ１０８における水平同期信号および垂直同期信号に対応するアドレスの画素信号がＤＳＰ２３に受信されている。ＤＳＰ２３は受信した画素信号の輝度信号成分が第１の閾値未満であるか否かを判別する。なお、第１の閾値は、黒色の画素と判別可能な適切な値に定められる。
【００６５】
輝度信号成分が第１の閾値未満である場合には画素が黒色であると判別して、ステップＳ１１０に進む。輝度信号成分が第１の閾値以上である場合にはステップＳ１１０をスキップして、ステップＳ１１１に進む。
【００６６】
ステップＳ１１０では、ＤＳＰ２３は黒の一致数に＋１をインクリメントする。インクリメント後、ステップＳ１１２に進む。
【００６７】
ステップＳ１１１では、システムコントローラ２５はＶカウンタによりカウントされた垂直同期信号がリセット状態であるか否か、すなわち、１フィールドの画像信号を構成するすべての画素信号に対する判別が終了しているか否かを判別する。
【００６８】
リセット状態で無い場合には、ステップＳ１０８に戻る。以後、ステップＳ１１１においてリセット状態となるまで、ステップＳ１０８〜ステップＳ１１１を繰返す。リセット状態である場合には、ステップＳ１１２に進む。
【００６９】
ステップＳ１１２では、ＤＳＰ２３は黒の一致数が第２の閾値を超えるか否かを判別する。なお、第２の閾値は、ゼロより大きく、識別マーク３４を形成する画素の数より小さい所定の値に定められる。
【００７０】
黒の一致数が第２の閾値以下である場合には、ステップＳ１１３に進む。黒の一致数が第２の閾値を超える場合には、ステップＳ１１５に進む。
【００７１】
ステップＳ１１３では、システムコントローラ２５は第２のタイマにより計時された時間が第２の時間を超えるか否かを判別する。第２のタイマにより計時された時間が第２の時間の経過前である場合には、ステップＳ１００に戻る。第２のタイマにより計時された時間が第２の時間を超える場合には、ステップＳ１１４に進む。
【００７２】
ステップＳ１１４では、システムコントローラ２５は第２のメッセージに相当する画像信号成分をＲＯＭ２６から読出し、ＤＳＰ２３に送信する。ＤＳＰ２３は第２のメッセージ、すなわち正規のホワイトバランス調整キャップ３０を用いるように警告するメッセージを動画像上に重畳するスーパーインポーズ処理を実行し、動画像上に第２のメッセージを表示させる。第２のメッセージの表示後、ホワイトバランス初期化処理を終了する。
【００７３】
前述のように、ステップＳ１１２において黒の一致数が第２の閾値を超えると判別した場合、すなわちホワイトバランス調整キャップ３４が挿入管４２の先端に装着されていると判断される場合には、ステップＳ１１５に進む。ステップＳ１１５では、ＤＳＰ２３は１フィールドの画僧信号を構成するすべてのＲ画素信号成分、Ｇ画素信号成分、およびＢ画素信号成分ごとに平均値を算出する。平均値を算出すると、ステップＳ１１６に進む。
【００７４】
ステップＳ１１６では、ＤＳＰ２３はＧ画素信号成分の平均値をＲ画素信号成分の平均値で除すことによりＲゲインを算出する（正規化）。また、ＤＳＰ２３はＧ画素信号成分の平均値をＢ画素信号成分の平均値で除すことによりＢゲインを算出する（正規化）。Ｒ、Ｂゲインを算出すると、ステップＳ１１７に進む。
【００７５】
ステップＳ１１７では、システムコントローラ２５はステップＳ１１５において算出したＲ、Ｂゲインを不揮発性メモリ２４に格納する。不揮発性メモリ２４へのＲ、Ｂゲインの格納後、ホワイトバランス初期化処理を終了する。
【００７６】
以上のように、本実施形態のホワイトバランス調整システムによれば、識別マーク３４が撮像されていない場合には、Ｒ、Ｂゲインの算出を開始させないことが可能である。すなわち、識別マーク３４が描かれた専用のホワイトバランス調整キャップを装着した場合にのみ、Ｒ、Ｂゲインの算出を実行させることが可能である。それゆえ、適切なＲ、Ｂゲインが算出されるので、通常観察時における画像の色再現性の向上が可能である。
【００７７】
さらに、本実施形態のホワイトバランス調整システムでは、ホワイトバランス初期化処理の実行中に撮像素子４３が撮像する画像上にターゲット領域の外縁Ｅが表示される。また、使用者はモニタ１１を見ながら識別マーク３４をターゲット領域内に位置付けると自動的にＲ、Ｂゲインの算出が開始される。
【００７８】
したがって、撮像範囲ＣＡの特定の領域に位置付けられた識別マーク３４のデータが予めＲＯＭ２６に格納され、特定の位置における識別マーク３４と実際の撮像画像とを比較する構成において、使用者の位置合わせが容易となる。また、特定の位置近辺に位置合わせをした後に判別を実行する操作入力が不要なので、使用者の利便性が向上する。
【００７９】
なお、本実施形態において、ＲＯＭ２６に格納された識別マーク３４を形成する画素が黒色であるか否かを判別することによって、ターゲット領域に識別マーク３４が含まれるか否かを判別する構成であるが、他の公知のいかなる方法によって撮像された画像に識別マーク３４が含まれるか否かを判別してもよい。ただし、本実施形態のような方法が簡便で正確である。
【００８０】
また、本実施形態において、撮像素子４３によりＲＧＢ画素信号成分が生成される構成だが、他の色信号成分が生成されてもよい。他の色信号成分が生成される場合には、Ｒ、Ｂゲインの代わりに生成される色信号成分に適したホワイトバランス調整係数がホワイトバランス初期化処理によって算出され、ホワイトバランス処理に用いられる。
【００８１】
また、本実施形態において、識別マーク３４の位置は内視鏡プロセッサ２０のＲＯＭ２６に記憶される構成であるが、電子内視鏡４０に設けられるＲＯＭ（図示せず）に記憶される構成であってもよい。電子内視鏡４０に記憶される場合には、電子内視鏡４０と内視鏡プロセッサ２０を接続した状態でホワイトバランス初期化処理の実行時に電子内視鏡４０から内視鏡プロセッサ２０に読出させればよい。
【００８２】
また、本実施形態において、識別マーク３４の位置合わせが不十分である場合に第１のメッセージが表示され、ホワイトバランス調整キャップ３０を装着せずにホワイトバランス初期化処理を実行した場合に第２のメッセージが表示される構成である。しかし、第１、第２のメッセージを発しなくても、ホワイトバランス調整キャップ３０が装着されていない場合に、Ｒ、Ｂゲインの算出を開始させないことが可能である。
【００８３】
また、本実施形態において、ホワイトバランス調整キャップ３０の窪部３２の底面３３における識別マーク３４の背景は白色に色付けられる構成であるが、黒以外の他の無彩色に色付けられていても、適切なＲ、Ｂゲインを算出することは可能である。
【００８４】
また、本実施形態において、識別マーク３４は黒色であるが、背景と異なる色であれば他の色であってもよい。ただし、識別マーク３４が有彩色である場合には、識別マーク３４を構成する全画素をＲ、Ｂゲインの算出から除外する必要がある。識別マーク３４が無彩色である場合には、本実施形態のようにＲ、Ｂゲインの算出にそのまま用いることが可能である。
【００８５】
また、本実施形態において、ターゲット領域の位置は撮像範囲の中央付近であるが、撮像範囲の何れの位置であってもよい。
【００８６】
また、本実施形態において、識別マーク３４は環状であるがどのような形状の記号や文字形状であってもよい。ただし、環状や円形であれば、ホワイトバランス調整キャップ３０の角度によらず、一定の判別精度を得ることが可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１０ 内視鏡システム
２０ 内視鏡プロセッサ
２３ ＤＳＰ
２４ 不揮発性メモリ
２５ システムコントローラ
２６ ＲＯＭ
２７ 入力部
３０ ホワイトバランス調整キャップ
３３ 底面
３４ 識別マーク
４０ 電子内視鏡
４３ 撮像素子
Ｅ ターゲット領域の外縁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子内視鏡の挿入管の先端に設けられる撮像素子が生成する画像信号に相当する画像のホワイトバランスの調整に用いるホワイトバランス調整係数を算出するホワイトバランス調整システムであって、
前記挿入管の先端に装着されるホワイトバランス調整具の撮影面に描かれるマークと、前記撮像素子による撮像範囲内において前記マークが撮像されるべき位置として定めた所定の位置とを記憶するメモリと、
前記ホワイトバランス調整係数の算出の実行の入力操作を検知する入力部と、
前記入力部に前記ホワイトバランス調整係数の算出実行の入力があったときに、前記画像信号に相当する画像である撮像画像に前記所定の位置の周辺領域であるターゲット領域を重畳させる画像処理部と、
前記ターゲット領域が重畳された前記撮像画像を表示するモニタと、
前記入力部に前記ホワイトバランス調整係数の算出実行の入力があったときに、前記画像信号に基づいて、前記ターゲット領域内に前記マークが含まれるか否かを判別する判別部と、
前記判別部が、前記ターゲット領域内に前記マークが含まれていると判別するときに前記画像信号を用いて前記ホワイトバランス調整係数を算出する算出部とを備える
ことを特徴とするホワイトバランス調整システム。
【請求項２】
前記メモリは、前記撮像画像における特定の画素の位置を記憶し、
前記判別部は、前記撮像画像の特定の画素における部分画像が前記マークと一致するか否かを判別することにより、前記ターゲット領域に前記マークが含まれるか否かを判別する
ことを特徴とする請求項１に記載のホワイトバランス調整システム。
【請求項３】
前記ターゲット領域に前記マークが含まれないと判別されるときには、前記ターゲット領域内部に前記マークを位置付けることを警告する第１のメッセージを発する警告部を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のホワイトバランス調整システム。
【請求項４】
前記入力部への前記ホワイトバランス調整係数の算出入力後から経過した時間である経過時間を計測するタイマを備え、
前記警告部は、前記経過時間が所定の切替時間を超えるまで前記ターゲット領域に前記マークが含まれないと判別され続けるときには、前記ホワイトバランス調整具を用いることを警告する第２のメッセージを発する
ことを特徴とする請求項３に記載のホワイトバランス調整システム。
【請求項５】
電子内視鏡の挿入管の先端に設けられる撮像素子が生成する画像信号に相当する画像のホワイトバランスの調整に用いるホワイトバランス調整係数を算出する内視鏡プロセッサであって、
前記画像信号を受信する画像受信部と、
前記挿入管の先端に装着されるホワイトバランス調整具の撮影面に描かれるマークと、前記撮像素子による撮像範囲内において前記マークが撮像されるべき位置として定めた所定の位置とを記憶するメモリと、
前記ホワイトバランス調整係数の算出の実行の入力操作を検知する入力部と、
前記入力部に前記ホワイトバランス調整係数の算出実行の入力があったときに、前記画像信号に相当する画像である撮像画像に前記所定の位置の周辺領域であるターゲット領域を重畳させる画像処理部と、
前記ターゲット領域が重畳された前記撮像画像に相当する画像信号をモニタに送信する送信部と、
前記入力部に前記ホワイトバランス調整係数の算出実行の入力があったときに、前記画像信号に基づいて、前記ターゲット領域内に前記マークが含まれるか否かを判別する判別部と、
前記判別部が、前記ターゲット領域内に前記マークが含まれていると判別するときに前記画像信号を用いて前記ホワイトバランス調整係数を算出する算出部とを備える
ことを特徴とする内視鏡プロセッサ。
【請求項６】
電子内視鏡の挿入管の先端に設けられる撮像素子が生成する画像信号に相当する画像のホワイトバランスの調整に用いるホワイトバランス調整係数を算出する内視鏡プロセッサであって、
前記画像信号を受信する画像受信部と、
前記挿入管の先端に装着されるホワイトバランス調整具の撮影面に描かれるマークと前記撮像素子による撮像範囲内において前記マークが撮像されるべき位置として定めた所定の位置とを記憶するメモリから前記マークおよび前記所定の位置に相当するマークデータおよび位置データを受信するマーク受信部と、
前記ホワイトバランス調整係数の算出の実行の入力操作を検知する入力部と、
前記入力部に前記ホワイトバランス調整係数の算出実行の入力があったときに、前記画像信号に相当する画像である撮像画像に前記所定の位置の周辺領域であるターゲット領域を重畳させる画像処理部と、
前記ターゲット領域が重畳された前記撮像画像に相当する画像信号をモニタに送信する送信部と、
前記入力部に前記ホワイトバランス調整係数の算出実行の入力があったときに、前記画像信号に基づいて、前記ターゲット領域内に前記マークが含まれるか否かを判別する判別部と、
前記判別部が、前記ターゲット領域内に前記マークが含まれていると判別するときに前記画像信号を用いて前記ホワイトバランス調整係数を算出する算出部とを備える
ことを特徴とする内視鏡プロセッサ。
【請求項７】
電子内視鏡の挿入管の先端に設けられる撮像素子が生成する画像信号に相当する画像のホワイトバランスの調整に用いるホワイトバランス調整係数を算出するために、前記挿入管の先端に装着可能なホワイトバランス調整具であって、
前記挿入管に装着された状態における前記撮像素子に相対する面に、無彩色に色付けられた背景にマークが描かれる
ことを特徴とするホワイトバランス調整具。
【請求項８】
前記背景は白色に色付けられることを特徴とする請求項７に記載のホワイトバランス調整具。
【請求項９】
前記マークは、背景と異なる無彩色に色付けられることを特徴とする請求項７または請求項８に記載のホワイトバランス調整具。
【請求項１０】
前記マークは、黒色に色付けられることを特徴とする請求項９に記載のホワイトバランス調整具。
【請求項１１】
前記マークは、前記内面の中央付近に描かれることを特徴とする請求項７〜請求項１０のいずれか１項に記載のホワイトバランス調整具。
【請求項１２】
前記マークは、環状または円形状であることを特徴とする請求項７〜請求項１１のいずれか１項に記載のホワイトバランス調整具。
【請求項１】
電子内視鏡の挿入管の先端に設けられる撮像素子が生成する画像信号に相当する画像のホワイトバランスの調整に用いるホワイトバランス調整係数を算出するホワイトバランス調整システムであって、
前記挿入管の先端に装着されるホワイトバランス調整具の撮影面に描かれるマークと、前記撮像素子による撮像範囲内において前記マークが撮像されるべき位置として定めた所定の位置とを記憶するメモリと、
前記ホワイトバランス調整係数の算出の実行の入力操作を検知する入力部と、
前記入力部に前記ホワイトバランス調整係数の算出実行の入力があったときに、前記画像信号に相当する画像である撮像画像に前記所定の位置の周辺領域であるターゲット領域を重畳させる画像処理部と、
前記ターゲット領域が重畳された前記撮像画像を表示するモニタと、
前記入力部に前記ホワイトバランス調整係数の算出実行の入力があったときに、前記画像信号に基づいて、前記ターゲット領域内に前記マークが含まれるか否かを判別する判別部と、
前記判別部が、前記ターゲット領域内に前記マークが含まれていると判別するときに前記画像信号を用いて前記ホワイトバランス調整係数を算出する算出部とを備える
ことを特徴とするホワイトバランス調整システム。
【請求項２】
前記メモリは、前記撮像画像における特定の画素の位置を記憶し、
前記判別部は、前記撮像画像の特定の画素における部分画像が前記マークと一致するか否かを判別することにより、前記ターゲット領域に前記マークが含まれるか否かを判別する
ことを特徴とする請求項１に記載のホワイトバランス調整システム。
【請求項３】
前記ターゲット領域に前記マークが含まれないと判別されるときには、前記ターゲット領域内部に前記マークを位置付けることを警告する第１のメッセージを発する警告部を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のホワイトバランス調整システム。
【請求項４】
前記入力部への前記ホワイトバランス調整係数の算出入力後から経過した時間である経過時間を計測するタイマを備え、
前記警告部は、前記経過時間が所定の切替時間を超えるまで前記ターゲット領域に前記マークが含まれないと判別され続けるときには、前記ホワイトバランス調整具を用いることを警告する第２のメッセージを発する
ことを特徴とする請求項３に記載のホワイトバランス調整システム。
【請求項５】
電子内視鏡の挿入管の先端に設けられる撮像素子が生成する画像信号に相当する画像のホワイトバランスの調整に用いるホワイトバランス調整係数を算出する内視鏡プロセッサであって、
前記画像信号を受信する画像受信部と、
前記挿入管の先端に装着されるホワイトバランス調整具の撮影面に描かれるマークと、前記撮像素子による撮像範囲内において前記マークが撮像されるべき位置として定めた所定の位置とを記憶するメモリと、
前記ホワイトバランス調整係数の算出の実行の入力操作を検知する入力部と、
前記入力部に前記ホワイトバランス調整係数の算出実行の入力があったときに、前記画像信号に相当する画像である撮像画像に前記所定の位置の周辺領域であるターゲット領域を重畳させる画像処理部と、
前記ターゲット領域が重畳された前記撮像画像に相当する画像信号をモニタに送信する送信部と、
前記入力部に前記ホワイトバランス調整係数の算出実行の入力があったときに、前記画像信号に基づいて、前記ターゲット領域内に前記マークが含まれるか否かを判別する判別部と、
前記判別部が、前記ターゲット領域内に前記マークが含まれていると判別するときに前記画像信号を用いて前記ホワイトバランス調整係数を算出する算出部とを備える
ことを特徴とする内視鏡プロセッサ。
【請求項６】
電子内視鏡の挿入管の先端に設けられる撮像素子が生成する画像信号に相当する画像のホワイトバランスの調整に用いるホワイトバランス調整係数を算出する内視鏡プロセッサであって、
前記画像信号を受信する画像受信部と、
前記挿入管の先端に装着されるホワイトバランス調整具の撮影面に描かれるマークと前記撮像素子による撮像範囲内において前記マークが撮像されるべき位置として定めた所定の位置とを記憶するメモリから前記マークおよび前記所定の位置に相当するマークデータおよび位置データを受信するマーク受信部と、
前記ホワイトバランス調整係数の算出の実行の入力操作を検知する入力部と、
前記入力部に前記ホワイトバランス調整係数の算出実行の入力があったときに、前記画像信号に相当する画像である撮像画像に前記所定の位置の周辺領域であるターゲット領域を重畳させる画像処理部と、
前記ターゲット領域が重畳された前記撮像画像に相当する画像信号をモニタに送信する送信部と、
前記入力部に前記ホワイトバランス調整係数の算出実行の入力があったときに、前記画像信号に基づいて、前記ターゲット領域内に前記マークが含まれるか否かを判別する判別部と、
前記判別部が、前記ターゲット領域内に前記マークが含まれていると判別するときに前記画像信号を用いて前記ホワイトバランス調整係数を算出する算出部とを備える
ことを特徴とする内視鏡プロセッサ。
【請求項７】
電子内視鏡の挿入管の先端に設けられる撮像素子が生成する画像信号に相当する画像のホワイトバランスの調整に用いるホワイトバランス調整係数を算出するために、前記挿入管の先端に装着可能なホワイトバランス調整具であって、
前記挿入管に装着された状態における前記撮像素子に相対する面に、無彩色に色付けられた背景にマークが描かれる
ことを特徴とするホワイトバランス調整具。
【請求項８】
前記背景は白色に色付けられることを特徴とする請求項７に記載のホワイトバランス調整具。
【請求項９】
前記マークは、背景と異なる無彩色に色付けられることを特徴とする請求項７または請求項８に記載のホワイトバランス調整具。
【請求項１０】
前記マークは、黒色に色付けられることを特徴とする請求項９に記載のホワイトバランス調整具。
【請求項１１】
前記マークは、前記内面の中央付近に描かれることを特徴とする請求項７〜請求項１０のいずれか１項に記載のホワイトバランス調整具。
【請求項１２】
前記マークは、環状または円形状であることを特徴とする請求項７〜請求項１１のいずれか１項に記載のホワイトバランス調整具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１５２２４６（Ｐ２０１２−１５２２４６Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１３８３（Ｐ２０１１−１１３８３）
【出願日】平成２３年１月２１日（２０１１．１．２１）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２１日（２０１１．１．２１）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
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