图像处理装置和方法以及内窥镜系统制造方法及图纸

本技术涉及能够降低照明分布不均匀性的图像处理装置和方法以及内窥镜系统。该图像处理装置被设置具有信号处理单元，该信号处理单元基于正常照明图像和弱照明图像，对在其中正在经历手术的患者的身体内的对象被光源照明的状态下捕获的图像执行照明不均匀性校正，该正常照明图像在其中身体内部的对象由设置在身体内部的光源以预定照明强度照明的状态下捕获，该低照明图像在其中照明强度弱于预定照明强度的状态下捕获。本技术适用于内窥镜系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图像处理装置和方法以及内窥镜系统
本技术涉及图像处理装置和方法以及内窥镜系统，并且具体地涉及允许不均匀照明分布降低的图像处理装置和方法以及内窥镜系统。
技术介绍
在近年来对医疗护理中微创性的需求不断增加的背景下，已经寻求最小化切口伤口、可影响术后QoL(生活质量)的伤口。由于这个原因，在使用刚性内窥镜的手术中需要减小刚性内窥镜镜体的直径。当今通常使用的刚性内窥镜包括刚性内窥镜镜体中的光学传输通道，其中照明光从刚性内窥镜镜体的尖端照射。这引起刚性内窥镜镜体的直径增加与刚性内窥镜镜体中的光学传输通道的尺寸一样多，从而妨碍直径的减小。另一方面，已经提出了一种技术，该技术将多个光源与刚性内窥镜镜体分别地插入患者的身体中、将光源保持在其中，并使照明光照射在体腔中的广泛区域上(参见例如PTL1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利公开第2007-260397号
技术实现思路
技术问题然而，在使用保持在患者的身体内的光源的情况下，由于多个光源产生的照明光的不均匀重叠，出现了不均匀照明分布。此外，因为身体中的器官和血管的搏动、由手术引起的手术区域内器官和血管的变形等，所以视野内的光源与器官和其他身体部分之间的位置关系随时间变化。这可导致获得的内窥镜图像上的不均匀照明分布随时间而变化。鉴于上述情况，本技术的目的是降低不均匀照明分布。问题的解决方案本技术的第一方面的图像处理设备包括信号处理部。信号处理部校正在利用光源照明待手术的所述患者的身体内的对象状态下拍摄的图像的不均匀照明。光源被布置在患者的身体内。信号处理部基于正常照明图像和低照明图像来校正不均匀照明。所述正常照明图像是在以给定照明强度照明所述身体内的所述对象的状态下拍摄的。所述低照明图像是在以比所述给定照明强度低的照明强度照明所述对象的状态下拍摄的。在使光源产生的照明停止的情况下拍摄的图像可用作低照明图像。可在图像处理设备中进一步设置光源控制部，用于控制由光源产生的照明。可使信号处理部基于正常照明图像和低照明图像计算用于校正不均匀照明的校正参数，并且基于校正参数校正图像的不均匀照明。可使信号处理部基于正常照明图像和低照明图像之间的亮度变化率来计算校正参数。可使信号处理部基于给定位置处的亮度变化率和不同于给定位置的位置处的亮度变化率来计算给定位置处的校正参数。可在图像处理设备中进一步设置拍摄部。拍摄部包括刚性内窥镜镜体，并且通过接收经由刚性内窥镜镜体从身体内的对象入射的光来拍摄图像。包括作为一帧的每一个正常照明图像和低照明图像中的视频可用作图像。可通过校正视频的不均匀照明并对通过不均匀照明校正获得的视频执行噪声降低处理，使信号处理部生成输出视频。在视频的帧是低照明图像的情况下，可通过首先校正低照明图像的不均匀照明，再调整增益并对通过增益调整获得的图像执行噪声降低处理，来使信号处理部生成输出视频的帧。在视频的帧是正常照明图像的情况下，可通过校正正常照明图像的不均匀照明并对通过不均匀照明校正获得的图像执行噪声降低处理，来使信号处理部生成输出视频的帧。在视频的帧是低照明图像的情况下，可使信号处理部以比在视频的帧是正常照明图像的情况下高的处理强度对通过增益调整获得的图像执行噪声降低处理。本技术的第一方面的图像处理方法包括以下步骤：校正利用由光源照明的待进行手术的患者的身体内的对象进行拍摄的图像的不均匀照明。光源被布置在患者的身体内。基于正常照明图像和低照明图像来校正不均匀照明。所述正常照明图像是在以给定照明强度照明所述身体内的所述对象的状态下拍摄的。所述低照明图像是在以比所述给定照明强度低的照明强度照明所述对象的状态下拍摄的。在本技术的第一方面中，校正图像的不均匀照明。利用由光源照明的待进行手术的患者的身体内的对象拍摄图像。光源被布置在患者的身体内。基于正常照明图像和低照明图像来校正不均匀照明。所述正常照明图像是在以给定照明强度照明所述身体内的所述对象的状态下拍摄的。所述低照明图像是在以比所述给定照明强度低的照明强度照明所述对象的状态下拍摄的。本技术的第二方面的内窥镜系统包括拍摄部和信号处理部。拍摄部包括刚性内窥镜镜体，并且通过接收经由刚性内窥镜镜体从待进行手术的患者的身体内的对象入射的光来拍摄图像。信号处理部校正图像的不均匀照明，该图像由拍摄部利用由被布置在患者的身体内的光源照明的患者的身体内的对象拍摄。信号处理部基于正常照明图像和低照明图像校正不均匀照明。所述正常照明图像是在以给定照明强度照明所述身体内的所述对象的状态下拍摄的。所述低照明图像是在以比所述给定照明强度低的照明强度照明所述对象的状态下拍摄的。在本技术的第二方面中，通过接收经由刚性内窥镜镜体从待进行手术的患者的身体内的对象入射的光来拍摄图像。校正由拍摄部拍摄的图像的不均匀照明。利用由被布置在患者的身体内的光源照明的患者的身体内的对象拍摄图像。基于正常照明图像和低照明图像校正不均匀照明。所述正常照明图像是在以给定照明强度照明所述身体内的所述对象的状态下拍摄的。所述低照明图像是在以比所述给定照明强度低的照明强度照明所述对象的状态下拍摄的。[专利技术的有利效果]根据本技术的第一方面和第二方面，可确保降低不均匀照明分布。应当注意，这里描述的效果不一定是限制性的，并且可以是本公开中描述的任何效果。附图说明[图1]是示出内窥镜系统的配置示例的图示。[图2]是描述内窥镜系统的使用示例的图示。[图3]是描述内窥镜系统的使用示例的图示。[图4]是描述不均匀照明的图示。[图5]是描述不均匀照明随时间的变化的图示。[图6]是描述照明控制的图示。[图7]是描述不均匀照明校正参数的计算的图示。[图8]是描述不均匀照明的校正的图示。[图9]是描述不均匀照明校正参数的计算的图示。[图10]是描述不均匀照明校正参数的计算的图示。[图11]是描述参数计算过程的流程图。[图12]是描述输出图像生成过程的流程图。[图13]是示出计算机的配置示例的图示。具体实施方式下面将参照附图给出应用本技术的实施例的描述。<第一实施例><内窥镜系统的配置示例>本技术通过以下来校正不均匀照明：使留置光源与包括刚性内窥镜镜体的拍摄部同步，以给定时间间隔获得低照明下的图像，并且计算所获得的图像与在正常照明下获得的在时间方向上相邻的图像之间的差异。这消除了在刚性内窥镜镜体中用于照明的光学传输通道的需求，因此实现了刚性内窥镜镜体的直径的减小，确保了内窥镜手术中微创性的改善，并且有助于降低不均匀照明分布。本技术提供了一种内窥镜图像，该内窥镜图像的不均匀照明分布伴随着活体的搏动或手术区域变化而随时间的变化降低。此外，在低照明下的图像在整体上变暗。因此，本技术以这样的方式校正图像，即将图像的明度(brightness)增加到与通过同步信号处理的正常处理相当的水平。此时，图像明度的校正导致噪声增加。因此，执行同步信号处理，并且仅使在低照明下的图像以较高强度经受噪声降低(去除)过程，从而将噪声量保持在与正常图像大致相同的水平。图1是示出应用本技术的内窥镜系统的配置示例的图示。内窥镜系统11是用于对手术部位(诸如患者12的体腔中的患病部位)进行手术的系统。内窥镜系统11包括拍摄部21、监视器22、CCU(摄像机控制单元)23、控制信号源24和留置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像处理装置，包括：信号处理部，适于校正图像的不均匀照明，所述图像在利用布置在患者的身体内的光源照明待手术的所述患者的身体内的对象状态下拍摄，所述信号处理部基于正常照明图像和低照明图像校正所述不均匀照明，所述正常照明图像在以给定照明强度照明所述身体内的所述对象的状态下拍摄，所述低照明图像在以比所述给定照明强度低的照明强度照明所述对象的状态下拍摄。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.03 JP 2017-0401371.一种图像处理装置，包括：信号处理部，适于校正图像的不均匀照明，所述图像在利用布置在患者的身体内的光源照明待手术的所述患者的身体内的对象状态下拍摄，所述信号处理部基于正常照明图像和低照明图像校正所述不均匀照明，所述正常照明图像在以给定照明强度照明所述身体内的所述对象的状态下拍摄，所述低照明图像在以比所述给定照明强度低的照明强度照明所述对象的状态下拍摄。2.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中所述低照明图像包括在使所述光源产生的照明停止的状态下拍摄的图像。3.根据权利要求1所述的图像处理装置，还包括：光源控制部，适于控制由所述光源产生的照明。4.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中所述信号处理部基于所述正常照明图像和所述低照明图像计算用于校正所述不均匀照明的校正参数，并且基于所述校正参数对所述图像的不均匀照明进行校正。5.根据权利要求4所述的图像处理装置，其中所述信号处理部基于所述正常照明图像和所述低照明图像之间的亮度变化率来计算所述校正参数。6.根据权利要求5所述的图像处理装置，其中所述信号处理部基于在给定位置处的亮度变化率和在与所述给定位置不同的位置处的亮度变化率来计算在所述给定位置处的所述校正参数。7.根据权利要求1所述的图像处理装置，还包括：拍摄部，包括刚性内窥镜镜体，并且适于通过接收光来拍摄所述图像，所述光是经由所述刚性内窥镜镜体从所述身体内的所述对象入射的。8.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中所述图像包括视频，所述视频包括每一个所述正常照明图像和所述低照明图像作为一帧。9.根据权利要求8所述的图像处理装置，其中所述信号处理部通过对视频的不均...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村幸弘，宫井岳志，平山智之，竹本雅矢，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP