JP2007171941A - 内視鏡装置及び内視鏡画像歪み補正方法 - Google Patents
内視鏡装置及び内視鏡画像歪み補正方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】生産工程において、ステレオ光学アダプタ2を基準スコープ23に取り付けた状態で撮影した格子状のチャート24の画像データに基づいて測定した光学データを光学データカード29に記録する。次に、ユーザスコープ27にステレオ光学アダプタ2を取り付けない状態で撮像したチャート24の画像データから求めたユーザスコープ27の歪みパラメータをEEPROM28に記録する。同様に、基準スコープ23の歪みパラメータを光学データカード29に記録する。そして、基準スコープ23の歪みパラメータおよびユーザスコープ27の歪みパラメータを用いて、計測用被写体30を撮像した画像データの歪みを補正する。
【選択図】図5
Description
図1は、本発明の第1実施形態による内視鏡装置1のハードウェア構成を示す斜視図である。内視鏡装置1は、ステレオ計測用光学アダプタ(以下、ステレオ光学アダプタという)2と、該ステレオ光学アダプタ2を先端部に着脱可能な内視鏡挿入部(以下、スコープという)3と、該スコープ3を収納するコントロールユニット4と、内視鏡装置1のシステム全体の各種動作制御を実行するのに必要な操作を行うためのリモートコントローラ5と、内視鏡画像や操作制御内容(例えば処理メニュー)等の表示を行う表示装置である液晶モニタ(以下、LCDという)6とで主に構成されている。
(b)2つの対物光学系の焦点距離F
(c)2つの対物光学系の光軸間の距離D
(d)2つの画像のマスタに対する位置情報
(2)ユーザ内視鏡26によって白色の被写体を撮像する。
(3)上記(a)〜(d)の光学データおよび上記(2)において撮像した画像データを用いて、ステレオ光学アダプタ2とユーザスコープ27との組み合わせによる画像位置のずれを求める。
(4)上記(e)基準スコープ23の歪みパラメータおよびEEPROM28から読み出したユーザスコープ27の歪みパラメータを用いて、基準スコープ23の歪みパラメータとの違いを求める。
(6)ユーザ内視鏡26によって計測用被写体30を撮像する。
(7)上記(5)で作成した変換テーブルに基づいて、上記(6)において撮像した画像を座標変換する。
(8)上記(7)において座標変換された画像に基づいて、前述した方法により任意の点の3次元座標を求める。
(9)上記(8)において求めた3次元座標に基づいてステレオ計測を行う。
<第2歪み補正>
x,y:補正前座標
xR’,yR’:補正後右画面座標
xL’,yL’:補正後左画面座標
c2x,c2y :第2歪み中心座標
cRx,cRy:第1歪み右中心座標
cLx,cLy:第1歪み左中心座標
k2x,k2y,a2ij,b2ij:第2歪み補正係数
kRx,kRy,aRij,bRij:第1歪み右補正係数
kLx,kLy,aLij,bLij:第1歪み左補正係数
である。
次に、本発明の第1実施形態の変形例を説明する。本変形例における歪み補正方法は、図3における対物光学系2aの歪みを補正するための第1歪み補正と、アダプタ側像伝送光学系2bの歪みを補正するための第2歪み補正と、内視鏡側像伝送光学系3aの歪みを補正するための第3歪み補正とからなる。
c3x,c3y :第3歪み中心座標
k3x,k3y,a3ij,b3ij:第3歪み補正係数
である。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
図7は、本第2実施形態によるステレオ光学アダプタの光学データの測定方法を説明するためのブロック図である。本第2実施形態による内視鏡装置は、図8に示すようなステレオ光学アダプタ31を備えており、その他は第1実施形態と同様である。すなわち、本第2実施形態のステレオ光学アダプタ31は、視差のある2枚の画像を入力するために、1つのプリズム形状の対物光学系31aとアダプタ側像伝送光学系31bとで構成されている。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
図10は、本第3実施形態によるステレオ光学アダプタの光学データの測定方法を説明するためのブロック図である。本第3実施形態による内視鏡装債は、ユーザスコープ27にユーザスコープ7のIDを記載したバーコード32を設け、ユーザスコープ27の歪みパラメータを歪みパラメータデータベース33から参照してEEPROM28に記録するように構成している。その他は第1実施形態と同様である。
・再度歪みパラメータを測定して記録する。
などの方法が考えられるが、過去のデータの参照に時間を費やしたり、再度測定する手間がかかったりするなどの問題がある。
(1)ユーザスコープ27のIDを記載したバーコード32をユーザスコープ27に取り付ける。
(2)EEPROM28への書き込みが必要な場合には、バーコードのIDに基づいて、歪みパラメータデータベース33から該当するユーザスコープ27の歪みパラメータを読み出す。なお、歪みパラメータデータベース33は、ユーザスコープ27の生産時に測定された歪みパラメータを記録したデータベースである。
(3)EEPROM28に、この歪みパラメータを記録する。
次に、本発明の第4実施形態について説明する。
図11は、本第4実施形態によるステレオ光学アダプタの光学データの測定方法を説明するためのブロック図である。本第4実施形態による内視鏡装置は、図11に示すように、ユーザスコープ27にユーザスコープ27の歪みパラメータを記載した印刷シート34を貼り付け、ユーザスコープ27の歪みパラメータ入力装置35によってEEPROM28に記録するように構成している。その他は第1実施形態と同様である。
・再度歪みパラメータを測定して記録する。
などの方法が考えられるが、過去のデータの参照に時間が費やしたり、再度測定する手間がかかったりするなどの問題がある。
(1)ユーザスコープ27の歪みパラメータを記載した印刷シート34をユーザスコープ27に取り付ける。
(2)EEPROM28の書き込みが必要な場合には、印刷シート34に基づいて、入力装置35により歪みパラメータをEEPROM28に記録する。
Claims (9)
- 光学系の一部を光学アダプタによって変更可能な内視鏡装置において、
基準スコープまたはユーザスコープと光学アダプタとを組み合わせた光学系により入力した画像を撮像する撮像手段と、
前記基準スコープと前記光学アダプタとを組み合わせた光学系の歪みを補正するための光学データと、前記基準スコープの光学的特性を示す基準スコープの歪みパラメータと、前記ユーザスコープの光学的特性を示すユーザスコープの歪みパラメータとに基づいて、前記ユーザスコープと前記光学アダプタとを組み合わせた際に前記撮像手段によって撮像された画像の歪みを補正する歪み補正手段と
を具備することを特徴とする内視鏡装置。 - 前記補正手段によって歪みを補正された画像を元に被写体の形状を計測する計測手段をさらに具備することを特徴とする請求項1記載の内視鏡装置。
- 前記光学アダプタは、前記撮像手段によって異なる視点から撮像するための光学素子を備え、
前記計測手段は、前記光学素子を介して前記撮像手段によって異なる視点から撮像された画像を三角測量によって3次元計測することを特徴とする請求項2記載の内視鏡装置。 - 前記光学素子は、複数の光路系を有することを特徴とする請求項3記載の内視鏡装置。
- 前記基準スコープの歪みパラメータと前記ユーザスコープの歪みパラメータとは、それぞれのスコープの倍率を含むことを特徴とする請求項1記載の内視鏡装置。
- 前記基準スコープの歪みパラメータと前記ユーザスコープの歪みパラメータとは、それぞれのスコープの歪み中心を含むことを特徴とする請求項4記載の内視鏡装置。
- 光学系の一部を光学アダプタによって変更可能な内視鏡装置において、
基準スコープまたはユーザスコープと光学アダプタとを組み合わせた光学系により入力した画像を撮像する撮像手段と、
前記光学アダプタの光学系の歪みを補正するための光学データと、前記ユーザスコープの光学的特性を示すユーザスコープの歪みパラメータとに基づいて、前記ユーザスコープと前記光学アダプタとを組み合わせた際に前記撮像手段によって撮像された画像の歪みを補正する歪み補正手段と
を具備することを特徴とする内視鏡装置。 - 光学系の一部を光学アダプタによって変更可能な内視鏡装置によって撮像された画像の歪みを補正する内視鏡画像歪み補正方法であって、
基準スコープと前記光学アダプタとを組み合わせた光学系の歪みを補正するための光学データを読み込む第1のステップと、
前記基準スコープの光学的特性を示す基準スコープの歪みパラメータを読み込む第2のステップと、
ユーザスコープの光学的特性を示すユーザスコープの歪みパラメータを読み込む第3のステップと、
前記基準スコープと前記光学アダプタとを組み合わせた光学系の歪みを補正するための光学データと、前記基準スコープの光学的特性を示す基準スコープの歪みパラメータと、前記ユーザスコープの光学的特性を示すユーザスコープの歪みパラメータとに基づいて、前記ユーザスコープと前記光学アダプタとを組み合わせた際に前記撮像手段によって撮像された画像の歪みを補正する第4のステップと
を含むことを特徴とする内視鏡画像歪み補正方法。 - 前記第4のステップは、前記第2のステップあるいは前記第3のステップにおいて、パラメータの読み込みに失敗した場合に、前記光学データのみに基づいて、撮像された画像の歪みを補正する処理を含むことを特徴とする請求項8記載の内視鏡画像歪み補正方法。
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