內(nèi)窺鏡系統(tǒng)以及像素校正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種被導(dǎo)入生物體內(nèi)來獲取該生物體內(nèi)的圖像的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)以及對設(shè)置于內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的攝像元件的像素進(jìn)行校正的像素校正方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，CCD(ChargeCoupled Device:電荷親合元件)、CM0S(Complem entaryMetal Oxide Semiconductor:互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)等固體攝像元件由接收光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后輸出電信號的多個像素構(gòu)成。眾所周知的是，在這種固體攝像元件中存在輸出與光的受光量之間沒有相關(guān)性的異常的電信號的缺陷像素。該缺陷像素的種類中存在穩(wěn)定缺陷像素和閃爍缺陷像素，其中，該穩(wěn)定缺陷像素是由于灰塵向受光面的附著、元件的結(jié)晶缺陷等而始終輸出異常的電信號的像素，該閃爍缺陷像素是由于由電流的紊亂產(chǎn)生的RTS(Random Telegraph Signal:隨機(jī)電報信號)噪聲而不定期地輸出異常的電信號的像素，該電流的紊亂由以下情況引起，即隨著固體攝像元件的小型化，在MOS晶體管內(nèi)移動的電子被存在于柵極絕緣膜的陷阱能級捕獲。
[0003]在拍攝運(yùn)動圖像時，閃爍缺陷像素作為不定期地產(chǎn)生的圖像噪聲而出現(xiàn)在攝像圖像中。作為用于去除該圖像噪聲的技術(shù)，已知如下一種技術(shù):在對攝像元件進(jìn)行了遮光的狀態(tài)下使固體攝像元件進(jìn)行多次攝像，基于進(jìn)行該攝像而得到的多個圖像來檢測閃爍缺陷像素，并對檢測出的閃爍缺陷像素的電信號進(jìn)行校正(參照專利文獻(xiàn)I)。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開2013-211785號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明要解決的問題
[0006]然而，閃爍缺陷像素不定期地輸出異常的電信號，因此即使是上述的專利文獻(xiàn)I也有時無法檢測閃爍缺陷像素。因此，期望一種能夠可靠地檢測攝像元件內(nèi)的閃爍缺陷像素并進(jìn)行校正的技術(shù)。
[0007]本發(fā)明是鑒于上述而完成的，其目的在于提供一種能夠可靠地檢測攝像元件內(nèi)的閃爍缺陷像素并進(jìn)行校正的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)、像素校正方法。
[0008]用于解決問題的方案
[0009]為了解決上述問題并且實(shí)現(xiàn)目的，本發(fā)明所涉及的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的特征在于，具備:光源部，其射出用于對被檢體進(jìn)行照明的照明光;攝像元件，在該攝像元件中以二維狀排列有多個像素，各像素通過接收光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換來輸出電信號，該攝像元件以規(guī)定的幀頻拍攝所述被攝體并輸出所述被檢體的圖像數(shù)據(jù)；照明控制部，其使所述光源部以規(guī)定的周期熄滅；差計算部，其計算暗時圖像與暗時基準(zhǔn)圖像之間的差數(shù)據(jù)，其中，該暗時圖像與在所述照明控制部使所述光源部熄滅的熄滅時由所述攝像元件輸出的所述圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)，該暗時基準(zhǔn)圖像是為了檢測所述電信號不定期地變化的閃爍缺陷像素而預(yù)先生成的；閃爍缺陷像素檢測部，其基于由所述差計算部計算出的所述差數(shù)據(jù)來檢測所述攝像元件中的所述閃爍缺陷像素；以及像素校正部，其使用由所述閃爍缺陷像素檢測部檢測出的所述閃爍缺陷像素的周邊的其它像素所輸出的所述電信號對該閃爍缺陷像素所輸出的所述電信號進(jìn)行校正。
[0010]另外，本發(fā)明所涉及的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的特征在于，在上述發(fā)明中還具備:顯示裝置，其顯示與由所述攝像元件生成的所述圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像；以及圖像輸出定時調(diào)整部，其暫時保持由所述攝像元件生成的所述圖像數(shù)據(jù)并以規(guī)定的定時向所述顯示裝置輸出該圖像數(shù)據(jù)，其中，在每單位時間內(nèi)，所述照明控制部使所述光源部熄滅次，并且在將所述規(guī)定的幀頻設(shè)為N的情況下使一幀內(nèi)的所述光源部的熄滅時間為1/N來使所述光源部熄滅，所述圖像輸出定時調(diào)整部將向所述顯示裝置輸出所述圖像數(shù)據(jù)的輸出時的幀頻設(shè)為N-n來輸出所述圖像數(shù)據(jù)。
[0011]另外，本發(fā)明所涉及的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的特征在于，在上述發(fā)明中，所述照明控制部使所述光源部在單位時間內(nèi)的第一幀熄滅。
[0012]另外，本發(fā)明所涉及的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的特征在于，在上述發(fā)明中，所述照明控制部將使所述光源部熄滅的熄滅期間內(nèi)的幀設(shè)為等于或多于所述光源部點(diǎn)亮的點(diǎn)亮期間內(nèi)的幀。
[0013]另外，本發(fā)明所涉及的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的特征在于，在上述發(fā)明中，所述光源部具有LED光源。
[0014]另外，本發(fā)明所涉及的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的特征在于，在上述發(fā)明中，所述暗時基準(zhǔn)圖像是在該內(nèi)窺鏡系統(tǒng)出廠時或?qū)⒃搩?nèi)窺鏡系統(tǒng)插入到所述被檢體的體腔內(nèi)使用的檢查時、將由所述攝像元件依次生成的多個所述暗時圖像進(jìn)行平均而得到的。
[0015]另外，本發(fā)明所涉及的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的特征在于，在上述發(fā)明中還具備能夠插入到所述被檢體的體腔內(nèi)的膠囊型的殼體，所述光源部、所述攝像元件、所述照明控制部、所述差計算部、所述閃爍缺陷像素檢測部以及所述像素校正部被設(shè)置在所述殼體內(nèi)。
[0016]另外，本發(fā)明所涉及的像素校正方法是由內(nèi)窺鏡系統(tǒng)執(zhí)行的像素校正方法，其特征在于，包括以下步驟:射出步驟，射出用于對被攝體進(jìn)行照明的照明光;攝像步驟，使攝像元件以規(guī)定的幀頻拍攝所述被攝體并輸出所述被攝體的圖像數(shù)據(jù)，其中，在所述攝像元件中以二維狀排列有多個像素，各像素通過接收光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換來輸出電信號；照明控制步驟，使所述照明光以規(guī)定的周期停止;差計算步驟，計算暗時圖像與暗時基準(zhǔn)圖像之間的差數(shù)據(jù)，其中，該暗時圖像與在所述照明控制步驟中使所述照明光停止的熄滅時在所述攝像步驟中輸出的所述圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)，該暗時基準(zhǔn)圖像是為了檢測所述電信號不定期地變化的閃爍缺陷像素而預(yù)先生成的；閃爍缺陷像素檢測步驟，基于在所述差計算步驟中計算出的所述差數(shù)據(jù)來檢測所述攝像元件中的所述閃爍缺陷像素；以及像素校正步驟，使用在所述閃爍缺陷像素檢測步驟中檢測出的所述閃爍缺陷像素的周邊的其它像素所輸出的所述電信號對該閃爍缺陷像素所輸出的所述電信號進(jìn)行校正。
[0017]發(fā)明的效果
[0018]根據(jù)本發(fā)明，起到能夠可靠地檢測攝像元件內(nèi)的閃爍缺陷像素并進(jìn)行校正的效果O
【附圖說明】
[0019]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)的圖。
[0020]圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的主要部分的功能結(jié)構(gòu)的框圖。
[0021]圖3是表示由本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)執(zhí)行的處理的概要的流程圖。
[0022]圖4是示意性地表示與由本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的攝像元件以規(guī)定的幀頻生成的圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像的圖。
[0023]圖5是示意性地表示由本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的差計算部計算的差數(shù)據(jù)的圖。
[0024]圖6是示意性地表示與由本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的像素校正部進(jìn)行像素校正后得到的圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像的圖。
[0025]圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的主要部分的功能結(jié)構(gòu)的框圖。
[0026]圖8是表示由本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)執(zhí)行的處理的概要的流程圖。
[0027]圖9是示意性地說明由本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的加法平均處理部生成的暗時基準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)的生成方法的概要的圖。
[0028]圖10是表示與由本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的加法平均處理部生成的暗時基準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的暗時基準(zhǔn)圖像的一例的圖。
[0029]圖11是示意性地說明本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的圖像插值部對圖像進(jìn)行插值的插值方法的概要的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下，作為用于實(shí)施本發(fā)明的方式(以下稱為“實(shí)施方式”)，以拍攝并顯示患者等被檢體的體腔內(nèi)的圖像的醫(yī)療用的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)為例進(jìn)行說明。另外，本發(fā)明并不限定于該實(shí)施方式。并且，在附圖的記載中，對同一部分附加相同的附圖標(biāo)記。另外需要注意的是，附圖是示意性的，各構(gòu)件的厚度與寬度之間的關(guān)系、各構(gòu)件的比例等與現(xiàn)實(shí)有所不同。另外，附圖相互之間也包括尺寸、比例互不相同的部分。
[0031](實(shí)施方式I)
[0032]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的主要部分的功能結(jié)構(gòu)的框圖。
[0033]圖1和圖2所示的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)I具備:內(nèi)窺鏡裝置2(電子觀測器)，其通過將前端部插入到被檢體的體腔內(nèi)來拍攝被檢體的體內(nèi)圖像;光源裝置3，其產(chǎn)生用于從內(nèi)窺鏡裝置2的前端對被攝體進(jìn)行照明的照明光；顯示裝置4，其能夠顯示由內(nèi)窺鏡裝置2拍攝到的體內(nèi)圖像；以及處理裝置5(外部處理器)，其對由內(nèi)窺鏡裝置2拍攝到的體內(nèi)圖像實(shí)施規(guī)定的圖像處理后向顯示裝置4輸出，并且對內(nèi)窺鏡系統(tǒng)I整體的動作進(jìn)行整體控制。
[0034]首先，對內(nèi)窺鏡裝置2的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
[0035]內(nèi)窺鏡裝置2具備:插入部21，其具有彈性且呈細(xì)長形狀;操作部22，其連接于插入部21的基端側(cè)，接收各種操作信號的輸入；以及通用線23，其從操作部22向與插入部21延伸的方向不同的方向延伸，內(nèi)置有用于連接光源裝置3和處理裝置5的各種線纜。
[0036]插入部21具有:前端部24，其內(nèi)置有后述的攝像元件;彎曲自如的彎曲部25，其由多個彎曲片構(gòu)成；以及長條狀的彈性管部26，其連接于彎曲部25的基端側(cè)，具有彈性。
[0037]前端部24具有:光導(dǎo)件241，其使用玻璃纖維等構(gòu)成并形成由光源裝置3發(fā)出的光的導(dǎo)光路徑；照明透鏡242，其設(shè)置于光導(dǎo)件241的前端；聚光用的光學(xué)系統(tǒng)243;攝像元件244，其設(shè)置在光學(xué)系統(tǒng)243的成像位置，在該攝像元件244中以二維狀排列有多個像素，各像素接收由光學(xué)系統(tǒng)243會聚的光并光電轉(zhuǎn)換為電信號；內(nèi)窺鏡記