內窺鏡裝置的制造方法
【專利摘要】提供在白色照明光觀察方式和窄帶光觀察方式的任意觀察方式中均能夠進行適當的NR處理的內窺鏡裝置和噪聲降低處理方法。內窺鏡裝置(1)具有噪聲降低部，該噪聲降低部根據使用濾鏡信息來選擇關注像素，使用該關注圖像輸出的電信號來檢測在不同時間拍攝到的圖像的運動，由此降低所述圖像信號中包含的噪聲成分，所述使用濾鏡信息根據由光源部(3)射出的光和構成濾色鏡(202a)的各濾鏡的特性確定。
【專利說明】
內窺鏡裝置
技術領域
[0001]本發明涉及被導入到活體內并取得該活體內的圖像的內窺鏡裝置。
【背景技術】
[0002]以往，作為降低CCD(Charge Coupled De v i c e:電荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:互補金屬氧化物半導體)等攝像元件生成的圖像信號中包含的噪聲成分的噪聲降低處理(以下稱為“NR處理”)，公知有如下技術:根據與攝像元件生成的時間上相鄰的圖像信號對應的當前幀和前幀，檢測幀間的運動量，根據該運動量來降低當前幀的噪聲成分(參照專利文獻I)。
[0003]并且，作為其他的NR處理，公知有如下技術:根據攝像元件生成的圖像信號中的、接收透射過用于透射特定顏色成分的濾鏡的光的像素的像素值，檢測幀間的運動量，根據該運動量來降低當前幀的噪聲成分(參照專利文獻2)。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻I:日本特開號公報
[0007]專利文獻2:日本特開號公報

【發明內容】

[0008]發明要解決的課題
[0009]但是，近年來，在內窺鏡裝置中，除了使用白色的照明光(以下稱為“白色照明光”)的白色光觀察(WL1:White Light Imaging)方式以外，為了觀察存在于活體的粘膜表層中的毛細血管和粘膜微細圖案等，還利用使用由藍色光和綠色光的波段中分別包含的兩個窄帶光構成的照明光(以下稱為“窄帶照明光”)的窄帶光觀察(NBI:Narrow Band Imaging)方式。
[0010]但是，在分別進行上述白色照明光觀察方式和窄帶光觀察方式的情況下，在根據從設置有特定濾鏡的像素輸出的像素值進行NR處理時，由于觀察方式的特性不同而使各像素的像素值不同，所以，存在如下問題:在一個觀察方式中能夠適當降低噪聲成分，但是，在另一個觀察方式中無法適當降低噪聲成分。
[0011]本發明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于，提供在白色照明光觀察方式和窄帶光觀察方式的任意觀察方式中均能夠適當降低噪聲成分的內窺鏡裝置。
[0012]用于解決課題的手段
[0013]為了解決上述課題并實現目的，本發明的內窺鏡裝置的特征在于，所述內窺鏡裝置具有:光源部，其射出包含紅色、綠色和藍色的波段的光在內的白色照明光、或由所述藍色和所述綠色的波段中分別包含的窄帶光構成的窄帶照明光;攝像元件，其對呈格子狀配置的多個像素分別接收的光進行光電轉換，生成電信號作為圖像信號;濾色鏡，其與所述多個像素對應地配置濾鏡單元而成，該濾鏡單元由多個濾鏡構成，該多個濾鏡至少具有透射所述藍色的波段的光的濾鏡、透射所述藍色的波段的光以及所述綠色和所述紅色中的至少一方的波段的光的濾鏡，在所述濾鏡單元中，透射所述綠色的波段的光的濾鏡數量為該濾鏡單元的全部濾鏡數量的一半以上、且透射所述藍色的波段的光的濾鏡數量為透射所述綠色的波段的光的濾鏡數量以上；以及噪聲降低部，其根據使用濾鏡信息來選擇關注像素，使用該關注像素輸出的電信號來檢測在不同時間拍攝到的圖像的運動，由此降低所述圖像信號中包含的噪聲成分，所述使用濾鏡信息是根據由所述光源部射出的光和構成所述濾色鏡的各濾鏡的特性確定的。
[0014]發明效果
[0015]根據本發明的內窺鏡裝置，發揮在白色照明光觀察方式和窄帶光觀察方式的任意觀察方式中均能夠適當降低噪聲成分的效果。
【附圖說明】
[0016]圖1是示出本發明的一個實施方式的內窺鏡裝置的概略結構的圖。
[0017]圖2是示出本發明的一個實施方式的內窺鏡裝置的概略結構的示意圖。
[0018]圖3是示出本發明的一個實施方式的內窺鏡裝置的攝像元件的像素的結構的示意圖。
[0019]圖4是示出本發明的一個實施方式的內窺鏡裝置的濾色鏡的結構的一例的示意圖。
[0020]圖5是示出本發明的一個實施方式的濾色鏡的各濾鏡的特性的一例的圖。
[0021]圖6是示出本發明的一個實施方式的濾色鏡的結構的另一例的示意圖。
[0022]圖7是示出本發明的一個實施方式的濾色鏡的結構的另一例的示意圖。
[0023]圖8是示出本發明的一個實施方式的濾色鏡的結構的另一例的示意圖。
[0024]圖9是示出本發明的一個實施方式的濾色鏡的結構的另一例的示意圖。
[0025]圖10是示出本發明的一個實施方式的濾色鏡的結構的另一例的示意圖。
[0026]圖11是示出本發明的一個實施方式的內窺鏡裝置的使用濾鏡信息記錄部記錄的使用濾鏡信息的一例的圖。
[0027]圖12是示出本發明的一個實施方式的內窺鏡裝置執行的處理的概要的流程圖。
[0028]圖13是示意地說明本發明的一個實施方式的運動補償部進行的攝像時刻不同的圖像間的運動補償的圖。
[0029]圖14是示意地說明本發明的一個實施方式的運動補償部進行的運動補償處理中使用的關注像素和塊的圖。
[0030]圖15是示意地說明本發明的一個實施方式的運動補償部進行的運動補償處理中使用的另一個關注像素和塊的圖。
【具體實施方式】
[0031]下面，對用于實施本發明的方式(以下稱為“實施方式”)進行說明。在實施方式中，說明對患者等被檢體的體腔內的圖像進行攝像并進行顯示的醫療用的內窺鏡裝置。并且，本發明不由該實施方式限定。進而，在附圖的記載中，對相同部分標注相同標號進行說明。
[0032]圖1是示出本發明的一個實施方式的內窺鏡裝置的概略結構的圖。圖2是示出本發明的一個實施方式的內窺鏡裝置的概略結構的示意圖。
[0033]圖1和圖2所示的內窺鏡裝置I具有:內窺鏡2(內窺鏡鏡體)，其通過將前端部插入到被檢體的體腔內而對被檢體內的觀察部位進行攝像，生成觀察部位的體內圖像(圖像信號)；光源部3(光源裝置)，其經由內窺鏡2從內窺鏡2的前端朝向觀察部位射出包含紅色、綠色和藍色的波段的光的白色照明光或由所述藍色和所述綠色的波段中分別包含的窄帶光構成的窄帶照明光;處理器部4(處理裝置)，其對攝像元件202生成的體內圖像實施規定圖像處理，并且對內窺鏡裝置I整體的動作進行總括控制；以及顯示部5，其顯示由處理器部4實施了圖像處理后的體內圖像。內窺鏡裝置I將插入部21插入到患者等被檢體的體腔內，取得體腔內的體內圖像。醫師等使用者通過進行所取得的體內圖像的觀察，檢查有無作為檢測對象部位的出血部位或腫瘤部位(病變部S)。
[0034]首先，對內窺鏡2的結構進行說明。
[0035]內窺鏡2具備具有撓性的呈細長形狀的插入部21、與插入部21的基端側連接且受理各種操作信號的輸入的操作部22、從操作部22向與插入部21的延伸方向不同的方向延伸且內置有與光源部3和處理器部4連接的各種纜線的通用軟線23。
[0036]插入部21具有內置有攝像元件202的前端部24、由多個彎曲塊構成的彎曲自如的彎曲部25、以及與彎曲部25的基端側連接且具有撓性的長條狀的撓性管部26，該攝像元件202呈格子(矩陣)狀排列有接收光的像素(光電二極管)，通過對該像素接收的光進行光電轉換而生成圖像信號。
[0037]操作部22具有使彎曲部25向上下方向和左右方向彎曲的彎曲旋鈕221、以及除了光源部3、處理器部4以外還輸入送氣單元、送水單元、送霧單元等周邊設備的操作指示信號的操作輸入部即多個開關222(參照圖1)。并且，操作部22具有在體腔內插入活體鉗子、激光刀和檢查探針等處置器械的處置器械插入部223，從處置器械插入部223插入的處置器械經由前端部24的處置器械通道(未圖示)而從開口部(未圖示)露出。
[0038]通用軟線23至少內置有光導203和匯集一個或多個纜線而得到的集光纜線。集合纜線是在內窺鏡2和光源部3與處理器部4之間發送接收信號的信號線，包含用于發送接收設定數據的信號線、用于發送接收圖像信號的信號線、用于發送接收對攝像元件202進行驅動的驅動用時刻信號的信號線等。通用軟線23具有相對于光源部3拆裝自如的連接器部27。連接器部27延伸設置有螺旋狀的螺旋纜線27a，在螺旋纜線27a的延伸端具有相對于處理器部4拆裝自如的連接器部28。
[0039]并且，內窺鏡2至少具有攝像光學系統201、攝像元件202、光導203、照明用透鏡204、A/D轉換部205、攝像信息記錄部206。
[0040]攝像光學系統201設置在內窺鏡2的前端，至少使來自觀察部位的光進行會聚。攝像光學系統201使用一個或多個透鏡構成。另外，也可以在攝像光學系統201中設置改變視場角的光學變焦機構和改變焦點的對焦機構。
[0041]攝像元件202相對于攝像光學系統201的光軸垂直設置，對由攝像光學系統201形成的光的像進行光電轉換，生成電信號(圖像信號)。攝像元件202使用(XD(Charge CoupledDevice)圖像傳感器或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)圖像傳感器實現。
[0042]這里，對攝像元件202的像素的結構進行說明。圖3是示出攝像元件202的像素的結構的示意圖。
[0043]如圖3所示，攝像元件202呈格子(矩陣)狀排列有用于接收來自攝像光學系統201的光的多個像素。而且，攝像元件202通過對各個像素接收的光進行光電轉換，生成電信號(也稱為圖像信號、像素值等)作為圖像信號。該電信號包含像素值(亮度值)和像素的位置信息等。在圖3中，將第i行j列配置的像素記載為像素Pu。
[0044]攝像元件202具有濾色鏡202a，該濾色鏡202a具有設置在攝像光學系統201與該攝像元件202之間、分別透射單獨設定的波段的光的多個濾鏡。濾色鏡202a設置在攝像元件202的受光面上。
[0045]這里，對濾色鏡202a的結構進行說明。在本實施方式中，能夠使用多種濾色鏡202a。因此，下面，對本實施方式中能夠應用的濾色鏡202a的結構進行說明。
[0046](濾色鏡的結構I)
[0047 ]圖4是示出濾色鏡202a的結構的一例(結構I)的示意圖。
[0048]在本實施方式中，圖4所示的濾色鏡202a_l根據像素Plj的配置而以二維方式(矩陣狀)并列配置例如由呈2 X 2的矩陣狀并列的4個濾鏡構成的濾鏡單元UI ο設置有濾鏡的像素Pij接收濾鏡透射的波段的光。例如，設置有透射藍色波段的光的濾鏡的像素Pij接收藍色的波段的光。下面，將接收藍色的波段的光的像素Pij稱為B像素。同樣，將接收綠色的波段的光的像素Pij稱為G像素，將接收紅色的波段的光的像素Pij稱為R像素。
[0049]這里的濾鏡單元Ul透射藍色(B)的波段Hb、綠色(G)的波段Hg和紅色(R)的波段Hr的光。而且，濾鏡單元Ul選擇多個濾鏡進行配置，以使得透射波段Hg的光的濾鏡的數量為構成濾鏡單元Ul的全部濾鏡的數量的一半以上，并且透射波段Hb的光的濾鏡的數量為透射波段Hg的光的濾鏡的數量以上。藍色、綠色和紅色的波段Hb、Hg和Hr例如是波段Hb為390nm?500nm，波段 Hg 為 500nm ?600nm，波段 Hr 為600nm ?700nm。
[0050]如該圖4所示，本實施方式的濾鏡單元Ul由透射波段Hb的光的一個B濾鏡、分別透射波段Hg的光的2個G濾鏡、透射波段Hb和波段Hr的光的一個Mg濾鏡構成。下面，在與像素Pij對應的位置設置B濾鏡的情況下，將該B濾鏡記載為Blj。同樣，在與像素Plj對應的位置設置G濾鏡的情況下，將該G濾鏡記載為在與像素Plj對應的位置設置Mg濾鏡的情況下，將該Mg濾鏡記載為Mglj。
[0051 ]在濾鏡單元Ul中，透射波段Hg的光的濾鏡(G濾鏡)的數量為2個，透射波段Hb的光的濾鏡(B濾鏡和Mg濾鏡)的數量為2個。
[0052]圖5是示出本實施方式的濾色鏡202aj的各濾鏡的特性的一例的圖，是示出光的波長與各濾鏡的透射率的關系的圖。在圖5中，對透射率曲線進行標準化，以使得各濾鏡的透射率的最大值相等。圖5所示的曲線Lb(實線)表示B濾鏡的透射率曲線，曲線Lg(虛線)表示G濾鏡的透射率曲線，曲線Lm(單點劃線)表示Mg濾鏡的透射率曲線。
[0053]如圖5所示，B濾鏡透射波段Hb的光。Mg濾鏡透射綠色的補色即品紅色的波段的光。換言之，Mg濾鏡吸收波段Hg的光，透射波段Hb的光，并且透射波段Hr的光。G濾鏡透射波段Hg的光。另外，在本說明書中，補色是指由包含波段Hb、Hg、Hr中的至少2個波段的光構成的顏色。
[0054](濾色鏡的結構2)
[0055]圖6是示出本實施方式的濾色鏡202a的結構的另一例(結構2)的示意圖。
[0056]在本實施方式中，圖6所示的濾色鏡202a_2以二維方式并列排列例如由呈2X 2的格子狀并列的4個濾鏡構成的濾鏡單元U2。濾鏡單元U2由透射波段Hb的光的一個B濾鏡、透射波段Hb、Hg的光的2個Cy濾鏡、透射波段Hr的光的一個R濾鏡構成。
[0057]Cy濾鏡透射紅色的補色即青色的波段的光。換言之，Cy濾鏡吸收波段Hr的光，透射波段Hb的光，并且透射波段Hg的光。
[0058]在濾鏡單元U2中，透射波段Hg的光的濾鏡(Cy濾鏡)的數量為2個，透射波段Hb的光的濾鏡(B濾鏡和Cy濾鏡)的數量為3個。
[0059](濾色鏡的結構3)
[0060]圖7是示出本實施方式的濾色鏡202a的結構的另一例(結構3)的示意圖。
[0061 ]在本實施方式中，圖7所示的濾色鏡202a_3以二維方式并列排列例如由呈2 X 2的格子狀并列的4個濾鏡構成的濾鏡單元U3。濾鏡單元U3由透射波段Hb的光的一個B濾鏡、透射波段Hb、Hg的光的2個Cy濾鏡、透射波段Hb、Hr的光的一個Mg濾鏡構成。
[0062]在濾鏡單元U3中，透射波段Hg的光的濾鏡(Cy濾鏡)的數量為2個，透射波段Hb的光的濾鏡(B濾鏡、Cy濾鏡和Mg濾鏡)的數量為4個。
[0063](濾色鏡的結構4)
[0064]圖8是示出本實施方式的濾色鏡202a的結構的另一例(結構4)的示意圖。
[0065]在本實施方式中，圖8所示的濾色鏡202a_4以二維方式并列排列例如由呈2X 2的格子狀并列的4個濾鏡構成的濾鏡單元U4。濾鏡單元U4由透射波段Hb的光的一個B濾鏡、透射波段Hb、Hg的光的2個Cy濾鏡、透射波段Hb、Hg、Hr的光的一個W濾鏡構成。
[0066]W濾鏡透射白色的波段的光。換言之，W濾鏡透射波段Hb、Hg、Hr的光(白色光)。另外，也可以不設置W濾鏡而設為空(透明)的濾鏡區域。
[0067]在濾鏡單元U4中，透射波段Hg的光的濾鏡(Cy濾鏡和W濾鏡)的數量為3個，透射波段Hb的光的濾鏡(B濾鏡、Cy濾鏡和W濾鏡)的數量為4個。
[0068](濾色鏡的結構5)
[0069]圖9是示出本實施方式的濾色鏡202a的結構的另一例(結構5)的示意圖。
[0070]在本實施方式中，圖9所示的濾色鏡202a_5以二維方式并列排列例如由呈4X4的矩陣狀并列的16個濾鏡構成的濾鏡單元U5。濾鏡單元U5分別具有多個上述B濾鏡、G濾鏡和Mg濾鏡，并且，各G濾鏡呈對角配置。
[0071 ]在濾鏡單元U5中，透射波段Hg的光的濾鏡(G濾鏡)的數量為8個，透射波段Hb的光的濾鏡(B濾鏡和Mg濾鏡)的數量為8個。
[0072](濾色鏡的結構6)
[0073]圖10是示出本實施方式的濾色鏡的結構的另一例(結構6)的示意圖。
[0074]在本實施方式中，圖10所示的濾色鏡202a_6以二維方式并列排列例如由呈4X4的格子狀并列的16個濾鏡構成的濾鏡單元U6。濾鏡單元U6分別具有多個上述B濾鏡、Mg濾鏡和W濾鏡，并且，各W濾鏡呈對角配置。
[0075]在濾鏡單元U6中，透射波段Hg的光的濾鏡(W濾鏡)的數量為8個，透射波段Hb的光的濾鏡(B濾鏡、Mg濾鏡和W濾鏡)的數量為16個。
[0076]這樣，在本實施方式中，上述6種濾色鏡202a中的任意一方設置在攝像元件202的受光面上。關于上述實施方式的濾色鏡202a，在濾鏡單元中，只要透射波段Hg的光的濾鏡的數量為構成濾鏡單元的濾鏡的數量的一半以上、且透射波段Hb的光的濾鏡的數量為透射波段He的光的濾鏡的數量以上即可，除了上述排列以外，只要是滿足上述條件的排列，則能夠應用。另外，下面，設接收波段Hg的光的像素Pij為G像素、接收波段Hr的光的像素Pij為R像素、接收波段Hb、Hg的光的像素Pij為Cy像素、接收波段Hb、Hr的光的像素Pij為Mg像素、接收波段Hb、Hg、Hr的光的像素Pij為W像素進行說明。
[0077]返回圖1和圖2，繼續說明內窺鏡2的結構。
[0078]光導203使用玻璃纖維等構成，構成光源部3射出的光的導光路。
[0079]照明用透鏡204設置在光導203的前端，對由光導203引導的光進行擴散，從前端部24向外部射出。
[0080]A/D轉換部205對攝像元件202生成的圖像信號進行A/D轉換，將轉換為數字的圖像信號(電信號)輸出到處理器部4。
[0081]攝像信息記錄部206存儲用于使內窺鏡2進行動作的各種程序、包含內窺鏡2的動作所需要的各種參數和內窺鏡2的識別信息D等的數據。識別信息D中包含有內窺鏡2的固有信息(ID)即鏡體ID、年型、說明書信息、傳送方式、傳送率和鏡體ID中附帶的濾色鏡202a的透射濾鏡的排列信息等。攝像信息記錄部206使用Flash存儲器等半導體存儲器實現。
[0082]接著，對光源部3的結構進行說明。
[0083]光源部3具有照明部31和照明控制部32。
[0084]照明部31在照明控制部32的控制下，切換射出波段相互不同的多個照明光。照明部31切換射出波段相互不同的多個照明光。照明部31具有光源31a、光源驅動器31b、切換濾鏡31c、驅動部31d、驅動器31e、會聚透鏡31f。
[0085]光源31a在照明控制部32的控制下，射出包含紅色、綠色和藍色的波段Hb、Hg和Hr的光在內的白色照明光。光源3Ia產生的白色照明光經由切換濾鏡31c、會聚透鏡31f和光導203從前端部24射出到外部。光源31a使用白色LED、氙燈等發出白色光的光源實現。
[0086]光源驅動器31b在照明控制部32的控制下，通過對光源31a供給電流，使光源31a射出白色照明光。
[0087]切換濾鏡31c僅透射光源3 Ia射出的白色照明光中的藍色的窄帶光和綠色的窄帶光。切換濾鏡31c在照明控制部32的控制下，以插入脫離自如的方式配置在光源31a射出的白色照明光的光路上。切換濾鏡31c通過配置在白色照明光的光路上，僅透射兩個窄帶光。具體而言，切換濾鏡31c透射由波段Hb中包含的窄帶Tb(例如390nm?445nm)的光和波段Hg中包含的窄帶Tg(例如530nm?550nm)的光構成的窄帶照明光。該窄帶TB、TG是容易被血液中的血紅蛋白吸收的藍色光和綠色光的波段。將被限制為該頻帶而射出的光稱為窄帶照明光，將基于該窄帶照明光的圖像的觀察稱為窄帶光觀察(NBI)方式。
[0088]驅動部31d使切換濾鏡31c相對于光源31a的光路進行插入脫離動作。驅動部31d使用步進馬達或DC馬達等構成。
[0089]驅動器31e在照明控制部32的控制下，對驅動部31d供給規定電流。
[0090]會聚透鏡31f使光源31a射出的白色照明光或透射過切換濾鏡31c的窄帶照明光進行會聚，射出到光源部3的外部(光導203)。
[0091]照明控制部32控制光源驅動器31b，使光源31a進行接通斷開動作。并且，照明控制部32控制驅動器31e，通過使切換濾鏡31c相對于光源31a的光路進行插入脫離動作，控制由照明部31射出的照明光的種類(波段)。具體而言，照明控制部32通過使切換濾鏡31c相對于光源31a的光路進行插入脫離動作，進行將從照明部31射出的照明光切換為白色照明光和窄帶照明光中的任意一方的控制。換言之，照明控制部32進行切換為白色照明光觀察(WL1:White Light Imaging)方式和窄帶光觀察(NB1:Narrow Band Imaging)方式中的任意觀察方式的控制，所述白色照明光觀察方式使用包含波段Hb、Hg和Hr的光的白色照明光，所述窄帶光觀察方式使用由窄帶TB、Tc的光構成的窄帶照明光。
[0092]接著，對處理器部4的結構進行說明。
[0093]處理器部4具有噪聲降低部41、幀存儲器42、圖像處理部43、顯示圖像生成部44、記錄部45、輸入部46、控制部47。
[0094]噪聲降低部41進行降低從A/D轉換部205輸入的圖像信號中包含的噪聲成分的NR處理，將其輸出到圖像處理部43和幀存儲器42。噪聲降低部41具有運動補償部411和像素相加部412。
[0095]運動補償部411根據由后述使用濾鏡信息記錄部451記錄的使用濾鏡信息來選擇關注像素，使用該關注像素輸出的電信號(像素值)，檢測攝像元件202在不同時間進行攝像而生成的圖像的運動，由此降低攝像元件202生成的圖像信號中包含的噪聲成分，所述使用濾鏡信息根據光源部3射出的光和構成濾色鏡202a的各濾鏡的特性確定。具體而言，運動補償部411進行運動補償處理，對與攝像元件202生成的時間上相鄰的圖像信號對應的2個圖像(幀)的運動進行補償。
[0096]像素相加部412在與從A/D轉換部205輸入的最新的圖像信號對應的當前幀(最新圖像)的各像素的像素值(電信號)中，加上與從運動補償部411輸入的進行了圖像的運動補償后的圖像信號對應的前幀(補償圖像)的各像素的像素值，并求平均，由此降低與最新圖像的圖像信號對應的當前幀(最新圖像)中包含的噪聲成分，將與降低了該噪聲成分的圖像信號對應的當前幀(最新圖像)輸出到幀存儲器42和圖像處理部43。
[0097]幀存儲器42存儲從噪聲降低部41輸入的降低了噪聲成分的圖像信號(當前幀)。幀存儲器42使用SDRAM等半導體存儲器構成。
[0098]圖像處理部43對與從噪聲降低部41輸入的最新的圖像信號對應的當前幀(最新圖像)進行各種圖像處理，將其輸出到顯示圖像生成部44。這里，作為圖像處理部43進行的圖像處理，是對黑電平的偏置量進行校正的OB鉗位處理、根據多個像素的顏色信息的相關值進行缺失的顏色成分的插值的去馬賽克處理、對實施了去馬賽克處理后的圖像信號進行明亮度電平的灰度處理的增益調整處理和生成彩色圖像信號的彩色圖像生成處理等。
[0099]顯示圖像生成部44對與從圖像處理部43輸入的最新圖像的圖像信號對應的當前幀(最新圖像)進行灰度轉換處理、放大處理和/或粘膜表層的毛細血管或粘膜微細圖案等的構造強調處理等，將其輸出到顯示部5。
[0100]記錄部45記錄用于使內窺鏡裝置I進行動作的各種程序和包含內窺鏡裝置I的動作所需要的各種參數等的數據。記錄部45使用Flash存儲器或SDRAM等半導體存儲器實現。并且，記錄部45具有使用濾鏡信息記錄部451。
[0101]使用濾鏡信息記錄部451記錄與運動補償部411對由攝像元件202生成的圖像信號進行運動補償時的使用濾鏡有關的使用濾鏡信息。
[0102]圖11是示出使用濾鏡信息記錄部451g記錄的使用濾鏡信息的一例的圖。圖11所示的使用濾鏡信息Tl按照每個濾色鏡，根據照明光的種類來記錄運動補償部411在運動補償處理中使用的濾鏡的種類。首先，基本上，攝像元件202所具有的濾色鏡202a被固定而無法切換，但是，在本實施方式中，構成為能夠更換內窺鏡2(鏡體)本身。因此，圖11所示的“使用濾鏡信息Tl”和“濾色鏡的種類”在實際使用時作為“鏡體ID”進行附加并進行管理，但是，為了明確說明，這里表記為“濾色鏡類別”。在該前提下，對設定運動補償部411在運動補償處理中要使用的濾鏡時的條件進行說明。在設定運動補償部411在運動補償處理中要使用的濾鏡時，首先根據以下兩個條件1、2中的條件I來設定濾鏡，在條件I存在多個候選的情況下，進而根據條件2來縮小候選范圍，設定要使用的濾鏡。
[0103]條件1:在濾鏡單元中透射相同種類的顏色成分的濾鏡數量最大的濾鏡。
[0104]條件2:在存在多個符合條件I的濾鏡的情況下、窄帶照明光的靈敏度更高的濾鏡。這里，靈敏度的順序是W濾鏡〉Cy濾鏡〉B濾鏡〉Mg濾鏡〉G濾鏡。
[0105]另外，針對分別構成各濾色鏡202a_l?202a_6的濾鏡單元Ul?U6考慮該條件1、2就足夠了。
[0106]首先，對濾色鏡202aj進行說明。在照明光是白色光的情況下，根據條件I，G濾鏡成為運動補償處理用的濾鏡。并且，在照明光是窄帶光的情況下，由于Mg濾鏡僅透射波段Hb的光，所以，實質上視為B濾鏡。因此，根據條件I，透射波段Hb的光的濾鏡數量和透射波段Hg的光的濾鏡數量為相同數量。因此，當應用條件2時，由于B濾鏡的靈敏度高于G濾鏡的靈敏度，所以，B濾鏡(包含Mg濾鏡)成為運動補償處理用的濾鏡。
[0107]對濾色鏡202a_2進行說明。在照明光是白色光的情況下，根據條件I，Cy濾鏡成為運動補償處理用的濾鏡。并且，在照明光是窄帶光的情況下，由于Cy濾鏡直接透射青色成分，所以，該情況下，根據條件I，Cy濾鏡成為運動補償處理用的濾鏡。
[0108]對濾色鏡202a_3進行說明。在照明光是白色光的情況下，根據條件I，Cy濾鏡成為運動補償處理用的濾鏡。并且，在照明光是窄帶光的情況下，由于Mg濾鏡僅透射波段Hb的光，所以，實質上視為B濾鏡。因此，根據條件1，僅透射波段Hb的光的濾鏡數量和透射青色成分的濾鏡數量為相同數量。因此，當應用條件2時，由于Cy濾鏡的靈敏度高于B濾鏡的靈敏度，所以，在照明光是窄帶光的情況下，Cy濾鏡成為運動補償處理用的濾鏡。
[0109]對濾色鏡202a_4進行說明。在照明光是白色光的情況下，根據條件I，Cy濾鏡成為運動補償處理用的濾鏡。并且，在照明光是窄帶光的情況下，由于W濾鏡透射波段Hb的光和波段Hg的光，所以，實質上成為Cy濾鏡。因此，在照明光是窄帶光的情況下，Cy濾鏡(包含W濾鏡)成為運動補償處理用的濾鏡。
[0110]對濾色鏡202a_5進行說明。在照明光是白色光的情況下，根據條件1，G濾鏡成為運動補償處理用的濾鏡。并且，在照明光是窄帶光的情況下，由于Mg濾鏡僅透射波段Hb的光，所以，實質上視為B濾鏡。因此，根據條件1，實質上的B濾鏡和G濾鏡的數量成為相同數量。因此，當應用條件2時，由于B濾鏡的靈敏度高于G濾鏡的靈敏度，所以，B濾鏡(包含Mg濾鏡)成為運動補償處理用的濾鏡。
[0111]對濾色鏡202a_6進行說明。在照明光是白色光的情況下，根據條件1，W濾鏡成為運動補償處理用的濾鏡。并且，在照明光是窄帶光的情況下，W濾鏡實質上視為Cy濾鏡，Mg濾鏡實質上視為B濾鏡。因此，根據條件I，透射青色成分的濾鏡數量和僅透射波段Hb的光的濾鏡數量成為相同數量。因此，當應用條件2時，由于Cy濾鏡的靈敏度高于B濾鏡的靈敏度，所以，實質上作為Cy濾鏡的W濾鏡成為運動補償處理用的濾鏡。
[0112]這樣，運動補償部411參照照明光的類別信息和使用濾鏡信息Tl(鏡體ID)，確定運動補償處理中應該使用的濾鏡，使用與所確定的濾鏡對應的像素(關注像素)輸出的電信號，進行在不同時間拍攝到的圖像的運動補償處理。
[0113]返回圖1和圖2，繼續說明處理器部4的結構。
[0114]輸入部46是用于供用戶對內窺鏡裝置I進行輸入等的接口，構成為包括用于進行電源的接通/斷開的電源開關、用于切換拍攝模式和其他各種模式的模式切換按鈕、用于切換光源部3的照明光的照明光切換按鈕等。
[0115]控制部47進行包含內窺鏡2和光源部3在內的各結構部的驅動控制以及針對各結構部的信息的輸入輸出控制等。并且，控制部47經由規定信號線或總線將記錄部45中存儲的攝像控制用的設定數據(例如讀出對象的像素等)、表示攝像時刻的時刻信號和表示光源部3的照射時刻的照射時刻信號等輸出到內窺鏡2和光源部3。并且，控制部47將照明光的類別信息和經由攝像信息記錄部206取得的濾色鏡信息(識別信息D)輸出到噪聲降低部41。
[0116]接著，對顯示部5進行說明。
[0117]顯示部5顯示與從處理器部4輸入的顯示圖像信號對應的圖像。顯示部5使用液晶或有機EL(Electro Luminescence:電致發光)等構成。
[0118]對具有以上結構的內窺鏡裝置I執行的處理進行說明。圖12是示出內窺鏡裝置I執行的處理的概要的流程圖。另外，在以下的處理中，對濾色鏡202a_l(濾鏡單元Ul)的例子進行說明。
[0119]如圖12所示，首先，控制部47從與處理器部4連接的內窺鏡2的攝像信息記錄部206的識別信息記錄部206a取得濾色鏡信息(鏡體ID)(步驟S101)。該情況下，控制部47將從識別信息記錄部206a取得的濾色鏡信息輸出到運動補償部411。
[0120]接著，在內窺鏡裝置I的觀察方式是白色照明光觀察方式的情況下(步驟S102:是)，在光源31a射出的白色光的光路上插入切換濾鏡31c時(步驟S103:是)，照明控制部32通過控制驅動部31d，使切換濾鏡31c從光源31a的光路上退避(步驟S104)。
[0121]然后，照明控制部32使光源31a朝向被檢體內的活體組織照射白色光(步驟S105)。該情況下，照明控制部32在從操作部22輸入用于指示結束被檢體的檢查的指示信號或用于指示照射窄帶照明光的指示信號之前，使光源31a連續照射白色光。此時，照明控制部32經由控制部47將照明光的類別信息輸出到運動補償部411。
[0122]接著，控制部47使攝像元件202對由光源部3照射了白色光的被檢體內的活體組織進行攝像(步驟S106)。
[0123]然后，運動補償部411經由A/D轉換部205取得與攝像元件202生成的最新圖像的圖像信號對應的當前幀，從幀存儲器42取得與剛降低噪聲成分之前的圖像信號對應的前幀，從使用濾鏡信息記錄部451取得使用濾鏡信息(步驟S107)。
[0124]接著，運動補償部411根據從控制部47輸入的濾色鏡信息、照明光的類別信息和使用濾鏡信息，執行對前幀和當前幀的運動進行補償的運動補償處理(步驟S108)。
[0125]圖13是示意地說明運動補償部411分別對前幀和當前幀執行的運動補償處理中使用的像素的選擇方法的圖。
[0126]如圖13所示，運動補償部411針對與緊前的圖像信號對應的前幀F1，使用塊匹配法進行對前幀Fl和當前幀F2的運動進行補償的運動補償處理。關于塊匹配法，例如，檢測前幀Fl的對象像素Ml’移動到當前幀F2的哪個位置。因此，運動補償部411將以對象像素Ml’為中心的塊BI (小區域)作為模板，在當前幀F2中，以與前幀FI的對象像素Ml’的位置相同的位置的像素f2為中心，利用塊BI的模板對當前幀F2進行掃描，將模板間的差分絕對值之和為最小的位置的中心像素作為對象像素Ml。即，運動補償部411在當前幀F2中檢測從對象像素Ml，到對象像素Ml的運動量Yl (運動向量)，對前幀Fl的全部像素進行該處理。
[0127]在圖13所示的狀況下，運動補償部411根據濾色鏡信息、照明光的類別信息和使用濾鏡信息來選擇關注像素。具體而言，如圖14所示，在濾色鏡202a為濾色鏡202a_l (濾鏡單元Ul)、照明光為白色光的情況下，在對象像素Ml為關注像素且為像素P43時，運動補償部411根據使用濾鏡信息，以像素P43為中心，將由與像素P43相鄰的像素構成的塊BI作為模板，在關注像素中對前幀Fl進行掃描。另外，在圖14中，利用括弧來記載與像素U對應的濾鏡。
[0128]與此相對，如圖15所示，在濾色鏡202a為濾色鏡202a_l(濾鏡單元Ul)、照明光為白色光的情況下，在對象像素Ml不是關注像素且為像素P33時，運動補償部411根據使用濾鏡信息，代替像素P33而將由關注像素即像素P33的周邊的像素P23、P32、P34、P43構成的塊BI作為模板，對前幀Fl進行掃描。由此，能夠進行與照明光的特性對應的運動補償，所以，能夠準確地檢測前幀Fl與當前幀F2之間產生的運動量Yl。
[0129]返回圖12，繼續說明步驟S109以后。
[0130]在步驟S109中，像素相加部412進行如下的像素相加處理:在與最新的圖像信號對應的當前幀(最新圖像)的各像素的像素值中，加上與運動補償部411進行了運動補償后的最新的圖像信號對應的當前幀(最新圖像)的各像素的像素值，并求平均，將其輸出到圖像處理部43。
[0131]接著，圖像處理部43進行如下圖像處理:對從噪聲降低部41輸入的圖像信號進行去馬賽克處理、顏色成分生成處理和彩色圖像生成處理等，將其輸出到顯示圖像生成部44(步驟 S110)。
[0132]然后，顯示圖像生成部44進行針對從圖像處理部43輸入的圖像信號生成顯示用的顯示圖像信號的顯示圖像生成處理，將其輸出到顯示部5(步驟S111)。在步驟Slll之后，內窺鏡裝置I轉移到后述步驟S121。
[0133]在步驟S103中未在光源31a射出的白色光的光路上插入切換濾鏡31c時(步驟S103:否)，內窺鏡裝置I轉移到步驟S105。
[0134]接著，對步驟S102中內窺鏡裝置I的觀察方式不是白色照明光觀察方式的情況、SP窄帶光觀察的情況(步驟S102:否)進行說明。該情況下，在光源31a射出的白色光的光路上插入切換濾鏡31c時(步驟S112:是)，照明控制部32使照明部31對被檢體內的活體組織照射窄帶光(步驟S114)。此時，照明控制部32在從操作部22輸入用于指示結束被檢體的檢查的指示信號或用于指示照射窄帶照明光的指示信號之前，使光源31a連續照射白色光。進而，照明控制部32經由控制部47將照明光的類別信息輸出到運動補償部411。
[0135]接著，控制部47使攝像元件202對被照射了照明部31所照射的窄帶光的被檢體內的活體組織進行攝像(步驟S115)。
[0136]然后，運動補償部411經由A/D轉換部205取得與攝像元件202生成的最新的圖像信號對應的當前幀，從幀存儲器42取得與剛降低噪聲成分之前的圖像信號對應的前幀，從使用濾鏡信息記錄部451取得使用濾鏡信息(步驟SI 16)。
[0137]接著，運動補償部411根據從使用濾鏡信息記錄部451取得的使用濾鏡信息，執行運動補償處理，對緊前的圖像信號和最新的圖像信號的運動進行補償(步驟S117)。
[0138]然后，像素相加部412進行如下的像素相加處理:在與最新的圖像信號對應的當前幀的各像素的像素值中，加上與運動補償部411進行了運動補償后的最新的圖像信號對應的當前幀的各像素的像素值，將其輸出到圖像處理部43(步驟S118)。
[0139]接著，圖像處理部43進行如下圖像處理:對從噪聲降低部41輸入的圖像信號進行去馬賽克處理、顏色成分生成處理和彩色圖像生成處理等，將其輸出到顯示圖像生成部44(步驟 S119)。
[0140]然后，顯示圖像生成部44進行將從圖像處理部43輸入的B像素的像素值和毛細血管的成分分配給顯示部5的B通道和G通道、將深層血管的成分分配給R通道的顯示圖像生成處理，將其輸出到顯示部5(步驟S120)。由此，表層的毛細血管的部位被著色為紅褐色，其他部位被著色為青色到綠色，在顯示部5中顯示對粘膜表層的毛細血管進行了強調的強調圖像。在步驟S120之后，內窺鏡裝置I轉移到步驟S121。
[0141]在步驟Slll或步驟S120之后，在經由操作部22輸入了結束被檢體的檢查的指示信號的情況下(步驟S121:是)，內窺鏡裝置I結束本處理。該情況下，照明控制部32使光源31a停止。與此相對，在未經由操作部22輸入結束被檢體的檢查的指示信號的情況下(步驟S121:否)，內窺鏡裝置I返回步驟S102。
[0142]在步驟S112中未在光源31a射出的白色光的光路上插入切換濾鏡31c時(步驟SI 12:否)，照明控制部32通過控制驅動部31d，將切換濾鏡31c插入到光源31a的光路上(步驟SI 13)。在步驟S113之后，內窺鏡裝置I轉移到步驟SI 14。
[0143]根據以上說明的本實施的一個實施方式，在白色照明光觀察方式和窄帶光觀察方式中的任意觀察方式中均能夠適當降低噪聲成分。
[0144]另外，在上述實施方式的內窺鏡裝置I中，說明了針對從一個光源31a射出的白色光，通過切換濾鏡31c的插入脫離而將從照明部31射出的照明光切換為白色照明光和窄帶照明光的情況，但是，也可以切換分別射出白色照明光和窄帶照明光的兩個光源，從而射出白色照明光和窄帶照明光中的任意一方。在切換兩個光源而射出白色照明光和窄帶照明光中的任意一方的情況下，例如，還能夠應用于具有光源部、濾色鏡和攝像元件且被導入到被檢體內的膠囊型內窺鏡。
[0145]并且，關于本發明的濾色鏡，在濾鏡單元中，只要透射波段Hg的光的濾鏡的數量為構成濾鏡單元的濾鏡的數量的一半以上、且透射波段Hb的光的濾鏡的數量為透射波段Hg的光的濾鏡的數量以上即可，除了上述排列以外，只要是滿足上述條件的排列，則能夠應用。
[0146]并且，在本發明中，說明了具有多個分別透射規定波段的光的透射濾鏡的濾色鏡設置在攝像元件的受光面上的情況，但是，各透射濾鏡也可以單獨設置在攝像元件的各像素中。
[0147]并且，本發明的內窺鏡裝置還能夠應用于在前端部內置有攝像元件和超聲波轉換器的超聲波內窺鏡、以及能夠導入到被檢體內的膠囊型內窺鏡。在應用于膠囊型內窺鏡的情況下，在切換2個光源而射出白色照明光和窄帶照明光中的任意一方的情況下，例如，將光源部、濾色鏡和攝像元件設置在膠囊型的殼體內即可。
[0148]另外，在本說明書的流程圖的說明中，使用“首先”、“然后”、“接著”等表現明示了步驟間的處理的前后關系，但是，實施本發明所需要的處理的順序不由這些表現唯一決定。即，能夠在不矛盾的范圍內對本說明書中記載的流程圖中的處理的順序進行變更。
[0149]這樣，本發明可以包括這里未記載的各種實施方式，能夠在由權利要求書確定的技術思想范圍內進行各種設計變更等。
[0150]標號說明
[0?5? ] 1:內規鏡裝置;2:內規鏡;3:光源裝置;4:處理裝置;5:顯不部；21:插入部；22:操作部；23:通用軟線；24:前端部；31:照明部；3Ia:光源；3Ib:光源驅動器；31c:切換濾鏡；3Id:驅動部；31e:驅動器;31f:會聚透鏡；32:照明控制部;41:噪聲降低部;42:幀存儲器；43:圖像處理部;44:顯示圖像生成部;45:記錄部;46:輸入部;47:控制部；201:攝像光學系統；202:攝像元件；202a:濾色鏡；203:光導；204:照明用透鏡;205: A/D轉換部；206:攝像信息存儲部;411:運動補償部;412:像素相加部;451:使用濾鏡信息記錄部;Ul?U6:濾鏡單
J L ο
【主權項】
1.一種內窺鏡裝置，其特征在于，所述內窺鏡裝置具有: 光源部，其射出包含紅色、綠色和藍色的波段的光在內的白色照明光、或由所述藍色和所述綠色的波段中分別包含的窄帶光構成的窄帶照明光； 攝像元件，其對呈格子狀配置的多個像素分別接收的光進行光電轉換，生成電信號作為圖像信號； 濾色鏡，其與所述多個像素對應地配置濾鏡單元而成，該濾鏡單元由多個濾鏡構成，該多個濾鏡至少具有透射所述藍色的波段的光的濾鏡、透射所述藍色的波段的光以及所述綠色和所述紅色中的至少一方的波段的光的濾鏡，在所述濾鏡單元中，透射所述綠色的波段的光的濾鏡數量為該濾鏡單元的全部濾鏡數量的一半以上、且透射所述藍色的波段的光的濾鏡數量為透射所述綠色的波段的光的濾鏡數量以上；以及 噪聲降低部，其根據使用濾鏡信息來選擇關注像素，使用該關注像素輸出的電信號來檢測在不同時間拍攝到的圖像的運動，由此降低所述圖像信號中包含的噪聲成分，所述使用濾鏡信息是根據由所述光源部射出的光和構成所述濾色鏡的各濾鏡的特性確定的。2.根據權利要求1所述的內窺鏡裝置，其特征在于， 所述使用濾鏡信息是根據以下的條件按照所述光源部射出的光來設定與所述關注像素對應的濾鏡而成的信息， 條件I:在所述濾鏡單元中透射相同種類的顏色成分的濾鏡數量最大的濾鏡， 條件2:在存在多個符合條件I的濾鏡的情況下、所述窄帶照明光的靈敏度更高的濾鏡。3.根據權利要求1或2所述的內窺鏡裝置，其特征在于， 所述內窺鏡裝置還具有記錄所述使用濾鏡信息的使用濾鏡信息記錄部。4.根據權利要求1?3中的任意一項所述的內窺鏡裝置，其特征在于， 所述濾鏡單元包括透射所述藍色的波段的光以及所述綠色的波段的光或所述紅色的波段的光的濾鏡。5.根據權利要求1?4中的任意一項所述的內窺鏡裝置，其特征在于， 所述濾鏡單元包括透射所述紅色、綠色和藍色的各波段的光的濾鏡。
【文檔編號】G02B23/24GK105828692SQ201480068172
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年9月18日
【發明人】栗山直也
【申請人】奧林巴斯株式會社