(57)【要約】【課題】画像測定用のチャートのキズ、変色、経時変化等を簡単に測定できるチャート測定方法を提供する。【解決手段】画像測定用のチャートを撮像手段により撮像して画像データを取り込む段階と、前記取り込んだ画像データに基づいて、所定領域内の画素とその画素に隣接する画素の画像データの差を求める段階と、前記画像データの差が所定値以上であったときは、その画素についてマークを付する段階と、前記画像データの差を求める段階及びマークを付する段階を、所定領域内の各画素について繰り返す段階と、前記画像データ及び付したマークに基づく画像を表示手段に表示する段階と、を含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像測定用のチャートを撮像手段により撮像して画像データを取り込む段階と、
前記取り込んだ画像データに基づいて、所定領域内の対象画素とその対象画素に隣接する画素の画像データの差を求める段階と、
前記画像データの差が所定値以上であったときは、その対象画素またはその画像データについてマークを付する段階と、
前記画像データの差を求める段階及びマークを付する段階を、所定領域内の各対象画素について繰り返す段階と、
前記画像データ及び付したマークに基づく画像を表示手段に表示する段階と、を含むことを特徴とするチャート劣化検出方法。
【請求項２】
請求項１記載のチャート劣化検出方法において、前記画像データの差は、１個の対象画素とその対象画素を囲む８個の画素の画像データとの差の和であって、この差の和が所定値以上であったときは、対象画素と共に前記８個の画素にマークを付するチャート劣化検出方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のチャート劣化検出方法において、前記画像データは輝度に関するデータであるチャート劣化検出方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項記載のチャート劣化検出方法において、前記画像データはＲＡＷデータであるチャート劣化検出方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項記載のチャート劣化検出方法において、前記撮像は複数回実行して複数の画像データの和または平均値を各画素の画像データとするチャート劣化検出方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項記載のチャート劣化検出方法において、前記マークは、表示手段に表示するための画像データを、最高輝度、最低輝度またはチャートとは異なる特定の色に置き換えて表示することであるチャート劣化検出方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項記載のチャート劣化検出方法において、前記撮像手段が撮像した画像データに基づく画像のみの表示手段と、前記マークを付した画像の表示を択一的に選択可能とする段階を含むチャート劣化検出方法。
【請求項８】
画像測定用のチャートを撮像手段により撮像して画像データを取り込む段階と、
前記取り込んだ各画像データに基づいて、所定領域内の対象画素とその対象画素に隣接する画素の画像データの差を求める段階と、
前記画像データの差が所定値以上であったときはカウントするカウント段階と、
前記画像データの差を求める段階及びカウント段階を所定領域内の各対象画素について繰り返す段階と、
前記カウント値が所定値以上のときは表示手段に所定の表示をする表示段階とを含むことを特徴とするチャート劣化検出方法。
【請求項９】
請求項８記載のチャート劣化検出方法において、前記画像データの差は、１個の対象画素とその所定の対象画素を囲む８個の画素の画像データとの差の和であって、この差の和が所定値以上であるときにカウントするチャート劣化検出方法。
【請求項１０】
請求項８または９記載のチャート劣化検出方法において、前記画像データは輝度に関するデータであるチャート劣化検出方法。
【請求項１１】
請求項８乃至１０のいずれか一項記載のチャート劣化検出方法において、前記画像データはＲＡＷデータであるチャート劣化検出方法。
【請求項１２】
請求項８乃至１１のいずれか記載のチャート劣化検出方法において、前記撮像は複数回実行して複数の画像データの和または平均値を各画素の画像データとするチャート劣化検出方法。
【請求項１３】
請求項８乃至１２のいずれか記載のチャート劣化検出方法において、前記カウント値が所定値以上でないときは映像特性を測定する処理へ移行し、前記カウント値が所定値以上のときは映像特性を測定する処理に移行しないチャート劣化検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像測定用のチャート、特に電子内視鏡の画像特性を測定するための画像測定チャートの劣化測定に適したチャート劣化測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子内視鏡は、患者の体腔内に挿入される体内挿入部と、体内挿入部の基端側に接続された操作部と、操作部から延出したユニバーサルチューブと、ユニバーサルチューブ先端に接続され、光源装置を内蔵したプロセッサに着脱自在なコネクタ部とを有している。体内挿入部の先端面には照明窓や観察窓などが設けられ、光源装置からコネクタ部、ユニバーサルチューブ及び操作部を通るライトガイドを介して照明窓に伝達された光により観察窓の前方部位（観察部位）が照明される。観察窓の後方には、照明された観察部位を撮像するイメージセンサ、例えば、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサなどが配置されており、該イメージセンサから出力された映像信号がプロセッサ内で加工されてモニタへ出力されることで、電子内視鏡で撮像した体腔内の内視鏡映像をモニタ上で観察することができる。
【０００３】
電子内視鏡を用いた検査や処置では、病変部や処置部を正確に判断できるように、モニタ上に表示される内視鏡映像の忠実な色再現性が要求される。このため、従来一般に、電子内視鏡のホワイトバランスや色バランス、解像度などの映像特性を測定して適宜調整することが行われている。電子内視鏡の映像特性測定には、例えば特許文献１乃至４に記載されているように、測定箱とチャートを有する映像特性測定装置が用いられる。この映像特性測定装置では、電子内視鏡の照明窓からの照明光でチャートを照明した状態でイメージセンサによる映像信号を取得し、この映像信号に基づいて各種特性を測定する。
【特許文献１】特開平５-１３７６９３号公報
【特許文献２】特開平３-３２６６４９号公報
【特許文献３】特開平８-１５２５６６号公報
【特許文献４】特開２００４-１２１２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、チャートには経時変化があり、変色したり、キズがついたりする場合がある。このようなチャートの経時変化等を生じたチャートを使用して画像測定を行うと、正確な画像測定ができず、さらに誤った測定値に基づいた補正、調整がなされてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑みてなされたものであって、画像測定用のチャートのキズ、変色、経時変化等の劣化を簡単に検出できるチャート劣化検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成する本発明は、画像測定用のチャートを撮像手段により撮像して画像データを取り込む段階と、前記取り込んだ画像データに基づいて、所定領域内の対象画素とその対象画素に隣接する画素の画像データの差を求める段階と、前記画像データの差が所定値以上であったときは、その対象画素またはその画像データについてマークを付する段階と、前記画像データの差を求める段階及びマークを付する段階を、所定領域内の各対象画素について繰り返す段階と、前記画像データ及び付したマークに基づく画像を表示手段に表示する段階とを含むことに特徴を有する。
【０００７】
前記画像データの差は、１個の対象画素とその対象画素を囲む８個の画素の画像データとの差の和であって、この差の和が所定値以上であったときは、対象画素と共に前記８個の画素にマークを付することが好ましい。
前記画像データは輝度に関するデータとすることが実際的である。さらに前記画像データは、ＲＡＷデータであることが望ましい。
【０００８】
前記撮像は複数回実行して、複数の画像データの和または平均値を各画素の画像データとすることが好ましい。
前マークは、表示手段に表示するための画像データを、最高輝度、最低輝度またはチャートとは異なる特定の色に置き換えて表示することが好ましい。
【０００９】
別の観点からなる本発明は、画像測定用のチャートを撮像手段により撮像して画像データを取り込む段階と、前記取り込んだ各画像データに基づいて、所定領域内の対象画素とその対象画素に隣接する画素の画像データの差を求める段階と、前記画像データの差が所定値以上であったときはカウントするカウント段階と、前記画像データの差を求める段階及びカウント段階を所定領域内の各対象画素について繰り返す段階と、前記カウント値が所定値以上のときは表示手段に所定の表示をする表示段階とを含むことに特徴を有する。
【００１０】
前記画像データの差は、１個の対象画素とその所定の対象画素を囲む８個の画素の画像データとの差の和であって、この差の和が所定値以上であるときにカウントすることが好ましい。
前記画像データは、輝度に関するデータとすることが実際的である。さらに前記画像データは、ＲＡＷデータであることが望ましい。
【００１１】
前記撮像は複数回で実行して複数の画像データの和または平均値を各画素の画像データとすることが好ましい。
さらに、記カウント値が所定値以上でないときは映像特性を測定する処理へ移行し、前記カウント値が所定値以上のときは映像特性を測定する処理に移行しないことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のチャート劣化検出方法によれば、チャートにキズ、変色、経時変化等の劣化が存在するとその部分にマークが付されて表示されるので、キズ、変色、経時変化、または瑕疵等の劣化部分の視認が容易になり、チャートの清掃、交換が必要なことを認識できる。
請求項８記載のチャート劣化検出方法によれば、チャートのキズ、変色、劣化、瑕疵を定量的に表示できるで、チャートの劣化状態を客観的に把握することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施形態について、添付の図面を参照して詳述する。図１は、本発明のチャート劣化検出方法の実施に使用する電子内視鏡装置の全体構成を示している。この電子内視鏡装置は、電子内視鏡１０と、内視鏡光源２１を内蔵したプロセッサ２０と、ＴＶモニタ２２を備えている。電子内視鏡１０は、患者の体腔内に挿入される可撓性の体内挿入部１１と、体内挿入部１１の基端側に接続された操作部１２と、操作部１２から延長されたユニバーサルチューブ１３と、ユニバーサルチューブ１３の先端に設けられたコネクタ部１４を有し、コネクタ部１４を介してプロセッサ２０に着脱される。体内挿入部１１の挿入部先端１１ａには、対物光学系による像を電子画像化するＣＣＤイメージセンサ（イメージセンサ）１５が備えられ、このＣＣＤイメージセンサ１５による映像信号は、体内挿入部１１、操作部１２、ユニバーサルチューブ１３及びコネクタ部１４内を通る映像ケーブル１６により伝送され、プロセッサ２０で画像処理されてＴＶモニタ２２に表示される。また、挿入部先端１１ａには照明窓が配置されていて、この照明窓にはコネクタ部１４からユニバーサルチューブ１３、操作部１２及び体内挿入部１１を通るライトガイド１７を介して、内視鏡光源２１から照明光が送られる。また、操作部１２には、体内挿入部１１の湾曲部を所望の方向に湾曲させる湾曲操作ノブや複数の操作スイッチが備えられ、各操作スイッチの操作情報は、操作部１２、ユニバーサルチューブ１３及びコネクタ部１４内に挿通されたリモートケーブル１８を介してプロセッサ２０に伝えられる。
【００１４】
図２は、電子内視鏡１０の映像特性を測定する際に使用する画像測定態様を示している。この実施例では、電子内視鏡１０の挿入部先端１１ａを挿通する導入口３１ａを設けた箱状の測定箱３１と、この測定箱３１内の導入口３１ａと対向する位置に着脱自在に配置したチャート３２と、挿入部先端１１ａの挿通位置を調整する位置調整機構３３とを備えている。測定箱３１は、導入口３１ａから電子内視鏡１０の挿入部先端１１ａを挿通した状態で、電子内視鏡１０の映像特性測定用の暗箱を形成する。チャート３２は、電子内視鏡１０の映像特性測定に利用される各種測定チャートであるが、ここでは、キズ等の影響が大きい白色チャートを使用した場合を示している。
【００１５】
位置調整機構３３は、電子内視鏡１０の体内挿入部１１を固定した固定台３４を導入口３１ａから測定箱３１内外に進退移動させる。位置調整機構３３は、手動であっても自動であってもよい。図２は位置調整ツマミ３３ａの操作方向及び操作量に対応する移動方向及び移動量で固定台３４を移動させる手動の位置調整機構３３を備えた場合を示している。この位置調整機構３３を介して、電子内視鏡１０の挿入部先端１１ａからチャート３２までの距離間隔は任意に変更可能である。
【００１６】
さらにこの位置調整機構３３には、挿入部先端１１ａからチャート３２までの距離を表示する目盛り、または検出した距離を表示する表示器３３を備えることが好ましい。このように距離を表示すれば、チャート３２を撮像するときの距離を容易に設定できる。
【００１７】
測定箱３１内には、チャート３２を照明する複数のランプ３８が配置されている。この実施形態では、測定箱３１の上下左右の内壁、または各角部に配置され、チャート３２を照明する。照明は、チャート３２を略均一な照度で照明することが好ましい。このチャート３２は反射型であるが、透過型のチャートにも適用できる。透過型の場合は、チャートの背面に光源を配置して、背面からチャートを照明する。
【００１８】
図３は、映像特性を測定するプロセッサ２０の制御系を示すブロック図である。この制御系には電子内視鏡１０の映像ケーブル１６が接続される。電子内視鏡１０の挿入部先端１１ａを測定箱３１内の規定位置まで挿通し、ランプ３８を点灯させてチャート３２を所定照度で照明している状態において、電子内視鏡１０のＣＣＤイメージセンサ１５が撮像した映像信号は、映像ケーブル１６を介してプロセッサ２０に伝達され、プロセッサ２０のＡ／Ｄ変換回路２０ａでデジタル信号に変換されてＤＳＰ２０ｂへ送られる。ＤＳＰ２０ｂでは、Ａ／Ｄ変換回路２０ａから入力した映像信号に各種画像処理を実行し、ＴＶモニタ２２に表示可能な内視鏡画像を形成する。この内視鏡画像は、メモリ２０ｃに記憶され、マイコン２０ｅにより読み書きされる。メモリ２０ｃに記憶された内視鏡画像は、Ｄ／Ａ変換回路２０ｄによりアナログ信号に変換されてＴＶモニタ２２へ出力され、ＴＶモニタ２２によって視覚化される。
【００１９】
次に、この測定箱３１を利用したチャート劣化検出方法について図４に示したチャートチェック１処理及び図５に示した画像例を参照して説明する。劣化を測定するチャート３２を測定箱３１に装着するなど、測定の際の構成は図２、図３に示した構成と同一である。
【００２０】
チャート３２を測定箱３１に装着し、電子内視鏡１０の挿入部先端１１ａを規定位置まで挿入して固定し、ランプ３８を点灯した状態でこのチャートチェック１処理を開始させる。マイコン２０ｅは、チャートチェック処理を開始すると、先ず、ＣＣＤイメージセンサ１５から１枚（フレーム）分の画像（Ｎ×Ｍ画素）を取得し、メモリ２０ｃに書き込む（ステップＳ１０１）。なお、取得した画像は、ＴＶモニタ２２にスルー表示される（図５（Ａ）参照）。この実施例では、チャート画像に図示のようなキズ３２ａが存在するものとする。また、複数枚分の画像を連続取得して、同一の画素の画像データを加算し、または平均化して、ランダムノイズを除去するなどのノイズ除去処理を施した画像データを使用することが好ましい。
【００２１】
次に、所定領域内の所定の画素である対象画素（ｎ、ｍ）と、この対象画素（ｎ、ｍ）と隣接する画素（n + 1、ｍ）、または隣隣接する画素（n + 2、ｍ）の輝度Ｙの差分Δを取得する（ステップＳ１０３）。差分Δの取得は、対象画素（ｎ、ｍ）とその対象画素（ｎ、ｍ）を囲む８画素、つまり３×３の９画素中の中央の画素を対象画素として、対象画素の周囲の８画素との差の和を差分Δとして計算してもよく、差分Δの取得方法は問わない。
【００２２】
続いて、差分Δが予め設定してある所定のしきい値α以上であるか否かチェックする（ステップＳ１０５）。差分Δがしきい値α以上でなければ（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、対象画素（ｎ、ｍ）にマークを付ける（マーキングする）（ステップＳ１０７）。なお、マーク（マーキング）としては、例えば、その対象画素（ｎ、ｍ）、またはその対象画素（ｎ、ｍ）及び隣接する８画素を最高輝度にする処理をする。劣化が疑われる画素は最高輝度とされるので、画像データを視認した際に認識し易い。マーキング処理には、これ以外にも、対象画素、またはその対象画素及び隣接する８画素を最低輝度としたり、またはチャートで使用していない特定の色に変更する処理等がある。マークは、元の画像データとは別個にメモリ２０ｃに書き込まれる。差分Δがしきい値α以上でなかった場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）は、ステップＳ１０７をスキップしてステップＳ１０９に進み、マークは付さない。ＴＶモニタ２２には現在の画像データに基づく画像を表示するが、マークを重ねて表示してもよい。
【００２３】
以上の輝度Ｙ差分Δの取得及びマーク付けの処理（ステップＳ１０３乃至Ｓ１０７）を、所定領域内の全ての対象画素について繰り返す（ステップＳ１０９：ＮＯ、Ｓ１０３）。所定領域内の全ての対象画素についての処理が終了したら（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、終了する（ＥＮＤ）。
【００２４】
ステップＳ１０１で取得した画像及びステップＳ１０７で付けられたマークはメモリ２０ｃに書き込まれ、読み出されてＴＶモニタ２２に表示される（図５（Ｂ））。この実施形態では、キズ３２ａが太く誇張されてキズ３２ｂのように表示されている。使用者は、このＴＶモニタ２２の画面を見て、チャートの劣化状態を判断することができる。
【００２５】
また、別の実施例では、マークなしの画像とマークありの画像を使用者のスイッチ操作により切り替えて表示する構成にしてもよい。このように切り替え表示することで、キズ３２ａとキズ３２ｂとが交互に表示されるので、その差がより強調されて、キズの有無、その程度がより判断しやすくなる。
【００２６】
さらに別の実施例では、１画面分のステップＳ１０３乃至Ｓ１０９の処理が終了したときは、ステップＳ１０１に戻ってステップＳ１０３乃至Ｓ１０９の画像取得及びマーク付けの処理を繰り返すように構成してもよい。
【００２７】
以上の通り第１の実施形態によると、チャートのキズ、汚れや劣化部分が存在するとそれらの部分が視覚的に強調されて表示されるので、使用者はチャートの劣化状態を視認し、交換時期を容易に判断ができる。
【００２８】
また、このチャートチェック１処理は、電子内視鏡１０の画像測定処理に付加して、画像測定処理の最初に実行する構成とする。そうして全画素の処理が終了した後（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）に、画像測定処理を継続するか否かを使用者が選択し、継続する、を選んだときは画像測定処理に進み、継続しない、を選んだときは画像測定処理に進まない構成としてもよい。この実施例によれば、画像測定処理を実施するときは最初にこのチャートチェック１処理が実行され、チャートの良否がＴＶモニタ２２の表示により視認できるので、不良チャートを使用して誤った画像調整がなされるのを防止できる。
【００２９】
次に、チャートの交換が必要か否かを自動判断する実施形態について、図６に示したチャートチェック２処理を参照して説明する。このチャートチェック２処理に入ると、先ず、ＣＣＤイメージセンサ１５からＮ×Ｍ画素分の画像データを取得する（ステップＳ２０１）。こうして取得した画像データは、ＴＶモニタ２２に表示される。なお、画像データは、前述の通りランダムノイズを除去した画像データを使用することが好ましい。
【００３０】
次に、キズ等の検出数をカウントするカウンタ（Count）を初期化する(ステップＳ２０３)。続いて、取得した画像データから、所定の画素である対象画素（ｎ、ｍ）と隣接する画素の輝度Ｙの差分Δを取得する（ステップＳ２０５）。第１の実施形態同様、差分Δは、対象画素（ｎ、ｍ）と隣隣接する画素（ｎ + 2、ｍ）との差、対象画素（ｎ、ｍ）と対象画素（ｎ、ｍ）を囲む８個の各画素（ｎ±１、ｍ±１）との差の和として求めてもよい。
【００３１】
差分Δが所定のしきい値α以上であるか否かチェックする（ステップＳ２０７）。差分Δがしきい値α以上であれば（ステップＳ２０７：ＹＥＳ）、カウンタを１インクリメントし（ステップＳ２０９）し、ステップＳ２１３に進む。差分Δがしきい値α以上でなければ（ステップＳ２０７：ＮＯ）、カウンタをそのまま更新し（ステップＳ２０９）、ステップＳ２１３に進む。
【００３２】
そうしてステップＳ２１３では、所定領域の全画素について処理が終了したか否かチェックし、終了していなければ（ステップＳ２１３：ＮＯ）、ステップＳ２０５に戻ってステップＳ２０５乃至Ｓ２１１の処理を所定領域の全画素について繰り返す。
【００３３】
所定領域の全画素について差分Δを求めたら（ステップＳ２１３：ＹＥＳ）、カウントしたキズ数（カウント値）がしきい値β以上であったかどうかをチェックする（ステップＳ２１５）。キズ数がしきい値β以上であった場合（ステップＳ２１５：ＹＥＳ）は、「キズあり」の表示をＴＶモニタ２２に表示して終了し（ステップＳ２１７、ＥＮＤ）、キズ数がしきい値β以上でなかった場合（ステップＳ２１５：ＮＯ）は、「キズなし」の表示をＴＶモニタ２２に表示して（ステップＳ２１９）画像測定処理に進む。
【００３４】
以上の通り、チャートのキズや劣化を測定し、キズや劣化が予め設定したしきい値β以上存在していた場合は「キズあり」表示がなされるので、使用者はこの表示によりチャートの交換が必要なこと、または交換時期を容易に知ることができる。したがって、キズ等の無いチャートを使用して、正確な画像測定、調整が可能になる。一方、キズや劣化がしきい値β以上存在しなかった場合は、画像測定処理へ進めるので、そのまま、キズ等の無いチャートを使用して、正確な画像測定、調整が可能になる。
【００３５】
「キズあり」、「キズなし」の表示はこの文字に限定されず、点滅表示、色差変更表示、音声アラームなど、種々の表示を利用できる。
【００３６】
以上の実施形態では、チャート測定箱を使用したが、チャート及び電子内視鏡を固定して撮影できる構成であればチャート測定箱を使用しなくてもよい。
チャートの撮影は電子内視鏡に限られず、撮像機能を有し、画像データを取り込める機器であればデジタルカメラ、ビデオカメラと、パソコン等の画像処理機能を有する装置も使用できる。
【００３７】
また、チャートチェック１、２処理を実行する所定領域は、画像測定処理で使用する領域と一致することが好ましく、ＣＣＤイメージセンサ１５の有効領域（有効画素）全てでなくてもよい。
【００３８】
さらにこの実施形態で使用する画像データは、いわゆるＲＡＷデータであることが望ましい。ＲＡＷデータであれば、何ら画像補正処理が施されていないので、チャート３２の表面状態に忠実で、精度の高い検出が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明のチャート劣化検出方法で使用する電子内視鏡の全体構成を示す図である。
【図２】同チャート劣化検出方法で使用する測定箱の一例を示す縦断面図である。
【図３】同チャート劣化検出方法で使用する電子内視鏡装置の制御系をブロックで示す図である。
【図４】同チャート劣化検出方法の第１の実施形態をフローチャートで示す図である。
【図５】同チャート劣化検出方法を実施した際のＴＶモニタの表示例を示す図であって、（Ａ）は通常のチャート画像、（Ｂ）は本発明を適用したチャート画像を示す図である。
【図６】同チャート劣化検出方法の第２の実施形態をフローチャートで示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  電子内視鏡
１１  体内挿入部
１２  操作部
１３  ユニバーサルチューブ
１４  コネクタ部
１５  ＣＣＤイメージセンサ
２０  プロセッサ
２０ｃ  メモリ
２０ｅ  マイコン
２０ｆ  基準画像メモリ
２２  ＴＶモニタ
３１  測定箱
３２  チャート
３３  位置調整機構
３４  固定台
３８  ランプ
【図１】
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【図２】
2008253504.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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