專利名稱：內(nèi)窺裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)窺裝置，更具體地涉及一種在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中用來生成并顯示光譜圖像(視頻)的構(gòu)造，該光譜圖像由任意選定波長范圍的圖像信息組成。
背景技術(shù)：
近年來，一種內(nèi)部裝有窄帶濾波器的(窄帶成像NBI)電子內(nèi)窺裝置已經(jīng)引起人們的注意。這種內(nèi)窺裝置在用于對消化道(胃粘膜之類)進(jìn)行光譜反射的具有固體成像器件的電子內(nèi)窺裝置的基礎(chǔ)上并入一種窄帶帶通濾波器以進(jìn)行光譜成像。這種系統(tǒng)不是按照幀順序方法來形成R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))旋轉(zhuǎn)濾波器，而是通過三個窄帶(波長)的帶通濾波器順序地發(fā)出照射光，并對由該照射光所獲得的在本場合下為紅(R)、綠(G)及藍(lán)(B)的三種信號進(jìn)行處理并同時改變這三種信號的各自的權(quán)重，從而生成一個光譜圖像。這種光譜圖像能夠?qū)χT如胃、大腸等胃腸道的微小構(gòu)造作出過去所做不到的如實的表現(xiàn)。在已經(jīng)公布但尚未審定的日本專利申請No.2003-93336中描述了一種使用上述窄帶帶通濾波器的幀順序方法，與此相反的是，已經(jīng)有人提出了一種同時性的方法。在該同時性方法中，所用的固體成像器件上設(shè)有多個微型的馬賽克濾色器，并在從白色光獲得的圖像信號的基礎(chǔ)上通過計算處理來生成光譜圖像。在該方法中，相應(yīng)的R、G及B色靈敏度特征的數(shù)值數(shù)據(jù)和特定的窄通帶上的光譜特征的數(shù)值數(shù)據(jù)之間的關(guān)系被測定出來并表示為矩陣數(shù)據(jù)(系數(shù)集)的形式，并對該矩陣數(shù)據(jù)及R、G及B信號進(jìn)行人工計算以求出通過窄帶帶通濾波器的光譜圖像信號。盡管這種方法通過這種計算生成了光譜圖像，但卻不需要配備與要求波長范圍相應(yīng)的大量濾波器及它們的轉(zhuǎn)換裝置。因此，這種方法成功地避免了系統(tǒng)尺寸的增加并且降低了成本。然而，在使用內(nèi)窺裝置生成光譜圖像的過程中，所基于的彩色圖像信號是R(紅色)、G(綠色)及B(藍(lán)色)信號。當(dāng)所使用的固體成像器件是一種，例如，具有濾色器Mg、Ye、Cy及G的補(bǔ)色型CCD時，Mg(品紅)、Ye(黃)、Cy(青)及G(綠)信號通常都要轉(zhuǎn)換成一個亮度(Y)信號及一個色差(C)信號(亦即Y/C信號)以進(jìn)行處理。同樣，Y/C信號也必須經(jīng)過色轉(zhuǎn)換而變換成RGB信號。同樣，當(dāng)使用的是一種具有RGB濾色器的原色型CCD時，為了適應(yīng)下一步進(jìn)行的各種信號處理以及電路構(gòu)造，這種RGB信號要轉(zhuǎn)換成Y/C信號。在這種情況下，還必須根據(jù)Y/C信號來生成RGB信號。這類色轉(zhuǎn)換處理通常都是很累贅的，并且這樣反復(fù)進(jìn)行的色轉(zhuǎn)換還會導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降以及電路構(gòu)造的復(fù)雜化。
另一方面，在近代的內(nèi)窺裝置中，已經(jīng)有單個內(nèi)窺鏡和不同類型的一個或多個內(nèi)窺鏡相連的情況。這種情況下，從內(nèi)窺鏡輸出Y/C信號或RGB信號，以及根據(jù)內(nèi)窺鏡的輸出格式，可能不能夠形成光譜圖像。根據(jù)這樣的情況來看，有需要提供一種具有對用戶友善的內(nèi)窺裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對對上述問題而產(chǎn)生。本發(fā)明的一個目的是提供一種對用戶友善的內(nèi)窺裝置，該內(nèi)窺裝置能夠從Y/C信號直接生成光譜圖像并還能夠從Y/C信號或是從RGB信號來生成光譜圖像(spectral image)。
為了達(dá)到上述目的，一個符合本發(fā)明第一方面內(nèi)容的內(nèi)窺裝置包括內(nèi)窺鏡，該內(nèi)窺鏡包括一個成像器件，該成像器件用于生成待觀察物體的彩色圖像信號；一個Y/C信號處理電路，該信號處理電路用于由所述成像器件所獲得的所述彩色圖像信號生成亮度/色差信號；第一儲存部分，該儲存部分用于儲存Y/C矩陣數(shù)據(jù)，該Y/C矩陣數(shù)據(jù)用于在所述亮度/色差信號的基礎(chǔ)上生成光譜圖像；以及一個Y/C光譜圖像生成電路，該圖像生成電路用所述儲存部分所儲存的Y/C矩陣數(shù)據(jù)及所述Y/C信號處理電路輸出的亮度/色差信號來實施矩陣計算并在一個任意選定波長范圍內(nèi)生成光譜圖像。
一個符合本發(fā)明第二方面內(nèi)容的內(nèi)窺裝置包括內(nèi)窺鏡，該內(nèi)窺鏡包括成像器件，該成像器件用于生成待觀察物體的彩色圖像信號；圖像信號處理電路，該信號處理電路包括下列兩種電路中的一種(1)Y/C信號處理電路，該信號處理電路由所述成像器件所獲得的所述彩色圖像信號生成亮度/色差信號以及(2)RGB信號處理電路，該信號處理電路由所述成像器件所獲得的所述彩色圖像信號生成RGB信號；第一儲存部分，該儲存部分用于儲存Y/C矩陣數(shù)據(jù)，該Y/C矩陣數(shù)據(jù)用于在亮度/色差信號的基礎(chǔ)上生成光譜圖像；Y/C光譜圖像生成電路，該圖像生成電路用所述儲存部分所儲存的Y/C矩陣數(shù)據(jù)及所述Y/C信號處理電路輸出的亮度/色差信號來實施矩陣計算并在一個任意選定的第一波長范圍內(nèi)生成光譜圖像；第二儲存部分，該儲存部分用于儲存RGB矩陣數(shù)據(jù)，該RGB矩陣數(shù)據(jù)用于在RGB信號的基礎(chǔ)上生成一個光譜圖像(所述第一及第二儲存部分可以是相同的或不相同的)；以及一個RGB光譜圖像生成電路，該圖像生成電路用所述儲存部分所儲存的RGB矩陣數(shù)據(jù)及所述RGB信號處理電路輸出的RGB信號來實施矩陣計算并在一個任意選定的第二波長范圍內(nèi)生成光譜圖像。其中，可以在所述Y/C光譜圖像生成電路及RGB光譜圖像生成電路二者中選用其中的一個。
一個符合本發(fā)明第三方面內(nèi)容的內(nèi)窺裝置包括處理器單元，該處理器單元和本發(fā)明第二方面內(nèi)容中的內(nèi)窺鏡可拆地相連。其中，圖像信號處理電路配置在內(nèi)窺鏡中，而Y/C光譜圖像生成電路及RGB光譜圖像生成電路二者都配置在該處理器單元中。并且，在該處理器單元中，可以根據(jù)內(nèi)窺鏡上的識別信息來選用Y/C光譜圖像生成電路或RGB光譜圖像生成電路二者中的一個。
在上述符合本發(fā)明第一方面內(nèi)容的構(gòu)造中，由于亮度(Y)/色差(R-Y及B-Y)信號亦即Y/C信號和RGB信號之間的關(guān)系(轉(zhuǎn)換系數(shù))通常是已知的，因此用來從Y/C信號計算指定波長范圍內(nèi)的λ1、λ2、及λ3信號的矩陣系數(shù)都已經(jīng)根據(jù)上述關(guān)系以及指定波長范圍內(nèi)的λ1、λ2、及λ3信號和RGB信號之間的關(guān)系(轉(zhuǎn)換系數(shù))而事先確定。此矩陣數(shù)據(jù)(系數(shù)集)儲存在處理器單元上的一個計算存儲器中。當(dāng)操作員選擇三個波長范圍(窄帶)(也可以只選擇一個波長范圍)以生成光譜圖像時，便從該存儲器中讀取和這三個波長范圍相對應(yīng)的矩陣數(shù)據(jù)。隨后，系統(tǒng)便根據(jù)該矩陣數(shù)據(jù)及DSP等終端所輸出的Y/C信號來生成λ1、λ2、及λ3信號，從而使得有可能將光譜圖像連同所選定的三個波長范圍一起顯示在監(jiān)視器上。
更進(jìn)一步說，在上述符合本發(fā)明第二及第三方面內(nèi)容的構(gòu)造中，和內(nèi)窺鏡相連的處理器單元可以既包括Y/C光譜圖像生成電路又包括RGB光譜圖像生成電路。這樣，當(dāng)與其相連的內(nèi)窺鏡輸出Y/C信號或RGB信號時該處理器單元便可生成與其相應(yīng)的光譜圖像。還有一種情況是，在單個處理器單元中進(jìn)行信號處理而既生成Y/C信號又生成RGB信號。這樣，只要合適，便可根據(jù)這兩種信號來生成光譜圖像。


圖1所示為符合本發(fā)明的實施例1的內(nèi)窺裝置的構(gòu)造方框圖；圖2所示為本發(fā)明的實施例1所生成的光譜圖像的波長范圍的一個例子，圖中同時展示出補(bǔ)色型CCD的光譜靈敏度特征。
圖3所示為本發(fā)明的實施例1所生成的光譜圖像的波長范圍的一個例子，圖中同時展示出一個活體的反射光譜。
圖4所示為符合本發(fā)明的實施例2的內(nèi)窺裝置的構(gòu)造方框圖。
具體實施例方式
圖1所示為符合本發(fā)明的實施例1的電子內(nèi)窺裝置的構(gòu)造。如圖1所示，構(gòu)造電子內(nèi)窺裝置，觀察器(電子內(nèi)窺鏡)10和處理器單元12以可自由接通/脫開的方式相連，并且處理器單元12中設(shè)有一個光源14。在有些場合，光源14配置在一個獨立的光源裝置中。內(nèi)窺鏡10的端頭成像表面上設(shè)有一個固體成像器件CCD 15，該CCD 15是一個具有，例如，Mg、Ye、Cy以及G濾色器的補(bǔ)色型CCD。內(nèi)窺鏡10中設(shè)有CCD驅(qū)動電路16、一個CDS/AGC(相關(guān)雙重采樣/自動增益控制)電路17、以及一個A/D轉(zhuǎn)換器18。該驅(qū)動電路16用于根據(jù)同步信號生成驅(qū)動脈沖。該CDS/AGC電路17用于對來自CCD 15的圖像(視頻)信號進(jìn)行采樣及放大。內(nèi)窺鏡10中還設(shè)有一個微型計算機(jī)20及一個存儲器(ROM)21，其用途為對內(nèi)窺鏡10內(nèi)的各種電路進(jìn)行控制并且也對該內(nèi)窺鏡10與處理器單元12之間的通訊進(jìn)行控制。存儲器21中存有關(guān)于CCD 15的濾色器類型(補(bǔ)色型CCD還是原色型CCD)的識別信息以及信號輸出模式信息。另外，內(nèi)窺鏡10的端頭上還設(shè)有一個照明窗口23，該照明窗口23通過光導(dǎo)器件24和光源14相連。
處理器單元12中設(shè)有一個DSP(數(shù)字信號處理器)25(相當(dāng)于Y/C信號處理電路)，該DSP 25對經(jīng)過數(shù)字轉(zhuǎn)換的圖像信號進(jìn)行各種圖像處理。該DSP 25根據(jù)CCD 15所輸出的信號(Mg、Ye、Cy及G信號)生成并輸出Y/C信號，該Y/C信號由亮度(Y)信號及色差[C(R-Y，B-Y)]信號組成。處理器單元12中還設(shè)有一個色空間轉(zhuǎn)換處理電路29(相當(dāng)于Y/C光譜圖像生成電路)，其用途為對通過選擇器26(或其它終端)對光譜圖像實施矩陣計算。色空間轉(zhuǎn)換處理電路29輸出選定波長范圍內(nèi)的光譜圖像信號λ1、λ2、及λ3。色空間轉(zhuǎn)換處理電路29的下一級是一個模態(tài)選擇器30、色轉(zhuǎn)換電路31、信號處理電路32以及一個D/A轉(zhuǎn)換器33。模態(tài)選擇器30用于選擇由一個波長范圍(窄帶)組成的光譜圖像(單色模態(tài))或由三個波長范圍組成的光譜圖像(三色模態(tài))光譜(模態(tài)選擇器也可以設(shè)有一個雙色模態(tài)，光譜利用該模態(tài)可以選擇兩種顏色)。色轉(zhuǎn)換電路31的用途為將由單個或三個波長帶組成的圖像信號(λ1、λ2、及λ3)轉(zhuǎn)換為Rs、Gs、及Bs信號以實施處理，這種信號相當(dāng)于常規(guī)的RGB信號。色轉(zhuǎn)換電路31的另一個用途為將Rs、Gs、及Bs信號轉(zhuǎn)換成Y/C信號。信號處理電路32的用途為實施其它的各種信號處理(鏡像處理、表征碼的生成、字符的生成等)。另外，DSP 25也可以設(shè)置在內(nèi)窺鏡10中。處理單元12中還設(shè)有一個微型計算機(jī)35。該計算機(jī)35和內(nèi)窺鏡10相溝通，并對處理單元12中的各種電路進(jìn)行控制，該計算機(jī)35從存儲器36(相當(dāng)于第一儲存部分)上讀取矩陣數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)提供給色空間轉(zhuǎn)換處理電路29。根據(jù)Y/C信號生成光譜圖像過程中需要使用的矩陣數(shù)據(jù)(系數(shù)表格)儲存在存儲器36中。在本實施例中，下面的表1展示了存儲器36中所儲存的一個矩陣數(shù)據(jù)的例子。
表1

表1所示的矩陣數(shù)據(jù)由61個波長范圍參數(shù)(系數(shù)集)p1到p61組成，其中，例如，在波長400納米到700納米之間以5納米的間隔來分段。參數(shù)P1-p61都由系數(shù)Kpy、Kpcr及Kpcb(p對應(yīng)于p1-p6)組成以進(jìn)行矩陣計算。之后，在色空間轉(zhuǎn)換處理電路29中按下面的數(shù)學(xué)式1來進(jìn)行矩陣計算，λ1λ2λ3=K1yK1crK1cbK2yK2crK2cbK3yK3crK3cb×YCrCb]]>[數(shù)學(xué)式1]式中由系數(shù)Kpy、Kpcr、Kpcb和從DSP 25輸出的Y/C信號(Cr＝R-Y，Cb＝B-Y)表示。更具體地說，作為例子，這里選表1中的參數(shù)p21(中心波長500納米)、p45(中心波長620納米)、及p51(中心波長650納米)作為λ1、λ2、及λ3，而將p21的(-0.001549，0.004912，-0.00288)、p45的(0.007484，-0.00188，-0.00132)、p51的(0.007903、-0.00238，-0.00097)代入而作為系數(shù)(Kpy、Kpcr、Kpcb)。另外，在選擇器26的另一端上連有并設(shè)置了用來生成原色圖像(視頻)而不是生成光譜圖像的色信號處理電路38以及D/A轉(zhuǎn)換器39。以上描述了實施例1的構(gòu)造。圖1所示的內(nèi)窺鏡10中，CCD驅(qū)動電路16啟動CCD 15，于是待觀察物體的圖像信號便從CCD 15上輸出。該信號在CDS/AGC 17中經(jīng)過相關(guān)雙重采樣及放大后通過A/D轉(zhuǎn)換器18作為一個數(shù)字信號而傳送給處理單元12中的DSP 25。內(nèi)窺鏡10所輸出的信號在DSP 25中進(jìn)行伽馬處理，而通過濾色器Mg、Ye、Cy及G得到的信號則在DSP 25中進(jìn)行色轉(zhuǎn)換處理，結(jié)果生成由亮度(Y)信號和色差(R-Y，B-Y)信號組成的Y/C信號。DSP 25的輸出信號通常被選擇器26分配給色信號處理電路38，該輸出信號在電路38中經(jīng)過類似于常規(guī)的信號處理后便通過D/A轉(zhuǎn)換器39輸送給監(jiān)視器。于是監(jiān)視器上便顯示出待觀察物體的彩色圖像。當(dāng)需要生成光譜圖像而按壓裝在操作面板等部件上的一個操作開關(guān)時，選擇器26便轉(zhuǎn)而將DSP 25的輸出信號輸送給色空間轉(zhuǎn)換處理電路29。此時，操作員要選擇三個和λ1、λ2、及λ3相對應(yīng)的波長范圍，微型計算機(jī)35從存儲器36上讀取對應(yīng)于所選定的三個波長范圍的矩陣(系數(shù))數(shù)據(jù)(如表1)并將該數(shù)據(jù)傳送給色空間轉(zhuǎn)換處理電路29。
1.為了生成光譜圖像，色空間轉(zhuǎn)換處理電路29按上面的數(shù)學(xué)式1進(jìn)行矩陣計算。作為例子，這里p21(中心波長500納米)、p45(中心波長620納米)、p51(中心波長652納米)作為三個選定的波長范圍，而信號λ1、λ2、及λ3則通過下面的由RGB信號所表示的數(shù)學(xué)式2所作的矩陣計算來確定。
λ1λ2λ3=-0.0015490.004912-0.002880.007484-0.00188-0.001320.007903-0.00238-0.00097×YCrCb]]>隨后，當(dāng)模態(tài)選擇器30選擇了三色模態(tài)時，上述信號λ1、λ2、及λ3便作為信號Rs(＝λ1)、Gs(＝λ2)、及Bs(＝λ3)輸送給色轉(zhuǎn)換電路31。當(dāng)選擇了單色模態(tài)時，信號λ1、λ2、及λ3中的任何一個都可作為信號Rs(＝λ2)、Gs(＝λ2)、及Bs(＝λ2)輸送給色轉(zhuǎn)換電路31(這里作為例子選中了λ2)。在色轉(zhuǎn)換電路31中，λ1、λ2及λ3信號作為Rs、Gs、及Bs轉(zhuǎn)換成Y/C信號(Y、Rs-Y及Bs-Y)，而該Y/C信號則通過信號處理電路32及D/A轉(zhuǎn)換器33遞送給監(jiān)視器等設(shè)備。如上所述，顯示在監(jiān)視器等設(shè)備上的光譜圖像是由圖2及圖3所示波長范圍的色分量所構(gòu)成的。更具體地說，在圖2所示的示意圖中，一個由三個波長范圍生成的光譜圖像和CCD 15(補(bǔ)色型的CCD)的濾色器的光譜靈敏度特征疊加在一起(濾色器和對應(yīng)于λ1、λ2、及λ3信號的波長范圍的靈敏度梯度不一致)。在圖3所示的示意圖中，三個波長范圍和一個活體的反射光譜疊加在一起。在圖示的實施例1中，選作λ1、λ2、及λ3信號的p21、p45及p51的波長是中心波長分別為500納米、620納米及650納米波長變化范圍約為±10納米的色信號。所顯示的光譜圖像(活動圖像及靜止圖像)由三個波長范圍的顏色合成。在下面描述的情況中，表1所示的矩陣系數(shù)數(shù)據(jù)(Y/C矩陣數(shù)據(jù))可以由矩陣系數(shù)數(shù)據(jù)(RGB矩陣數(shù)據(jù))來確定，因此光譜圖像可以通過對RGB信號進(jìn)行矩陣計算來生成。更具體地說，RGB信號和Y/C信號之間的關(guān)系通?？梢砸韵旅娴臄?shù)學(xué)式3及4來表達(dá)。
RGB=RyRrRbGyGrGbByBrBb×YCrCb,(RyRrRbGyGrGbByBrBb=1.16401.5961.164-0.391-0.8131.1642.0180)]]>[數(shù)學(xué)式4]YCrCb=YrYgYbCrrCrgCrbCbrCbgCbb×RGB,(YrYgYbCrrCrgCrbCbrCbgCbb=0.2570.5040.098-0.148-0.2910.4390.439-0.368-0.071)]]>當(dāng)所考慮的是窄帶圖像(NBI)的λ1、λ2、及λ3信號時，基于RGB信號的矩陣計算可以下面的數(shù)學(xué)式5來表達(dá)，而在Y/C信號和λ1、λ2、及λ3信號之間可以建立起下面的數(shù)學(xué)式6。
λ1λ2λ3=K1rK1gK1bK2rK2gK2bK3rK3gK3b×RGB]]>[數(shù)學(xué)式6]YCrCb=YrYgYbCrrCrgCrbCbrCbgCbb×λ1λ2λ3]]>上面兩個數(shù)學(xué)式5及6可以綜合成為下面的數(shù)學(xué)式7。
YCrCb=YrYgYbCrrCrgCrbCbrCbgCbb×K1rK1gK1bK2rK2gK2bK3rK3gK3b×RGB]]>
所以，由數(shù)學(xué)式7可見，表1所示的符合本發(fā)明實施例的矩陣系數(shù)是通過RGB矩陣數(shù)據(jù)(下面將要說明的表2的數(shù)據(jù))以及數(shù)學(xué)式4中的系數(shù)來確定的。圖4展示了一個符合本發(fā)明的實施例2的內(nèi)窺裝置的構(gòu)造，該實施例設(shè)計成既可根據(jù)Y/C信號也可根據(jù)RGB信號來生成光譜圖像。如圖4所示，符合該實施例的內(nèi)窺裝置配備有，例如，一個內(nèi)窺鏡10A、一個內(nèi)窺鏡10B及一個內(nèi)窺鏡10C。內(nèi)窺鏡10A具有一個帶有RGB濾色器的原色型CCD 15A和一個DSP 25A(相當(dāng)于RGB信號處理電路)，該DSP 25A輸出RGB信號來作為色圖像信號。內(nèi)窺鏡10B具有一個原色型CCD 15B及一個DSP 25B(相當(dāng)于Y/C信號處理電路)，該DSP 25B通過色轉(zhuǎn)換處理將RGB信號轉(zhuǎn)換處理成Y/C信號并輸出該Y/C信號。內(nèi)窺鏡10C具有一個帶有Mg、Ye、Cy及G濾色器的補(bǔ)色型CCD 15C和一個DSP 25C(相當(dāng)于Y/C信號處理電路)，該DSP 25C通過色轉(zhuǎn)換處理將Mg、Ye、Cy及G信號轉(zhuǎn)換處理成Y/C信號并輸出該Y/C信號。處理器42中設(shè)有一個色空間轉(zhuǎn)換處理電路29、一個模態(tài)選擇器30A及一個色轉(zhuǎn)換電路31A。該色空間轉(zhuǎn)換處理電路29相當(dāng)于一個Y/C光譜圖像生成電路，其用途就像實施例1那樣對通過選擇器43的Y/C信號實施矩陣計算。該模態(tài)選擇器30A及色轉(zhuǎn)換電路31A的用途為作為一個Y/C光譜圖像生成電路將實際上置換成λ1、λ2、及λ3信號形式的Rs、Gs及Bs信號轉(zhuǎn)換成Y/C信號。處理器42中還設(shè)有一個色空間轉(zhuǎn)換處理電路44、一個模態(tài)選擇器30B及一個色轉(zhuǎn)換電路31B。該色空間轉(zhuǎn)換處理電路44相當(dāng)于RGB光譜圖像生成電路，其用途為為RGB信號實施矩陣計算。該模態(tài)選擇器30B及色轉(zhuǎn)換電路31B的用途為將Rs、Gs及Bs信號(λ1、λ2、及λ3信號)轉(zhuǎn)換成Y/C信號。此外，上述表1所示的Y/C矩陣數(shù)據(jù)Pc以及下列表2所示的RGB矩陣數(shù)據(jù)Pd存儲在存儲器36(相當(dāng)于第一和第二存儲部分)中，所述存儲器36與微處理器35連接。
表2

如同表1中的矩陣數(shù)據(jù)Pc一樣，表2中的矩陣數(shù)據(jù)Pd同樣包括波長范圍從400納米到700納米的61個波段參數(shù)(系數(shù)集)p1到p61，并由和該參數(shù)p1到p61相應(yīng)的矩陣系數(shù)Kpr、Kpg及Kpb組成。色空間轉(zhuǎn)換處理電路44按上述由系數(shù)Kpr、Kpg及Kpb及來自內(nèi)窺鏡10A的RGB信號表達(dá)的數(shù)學(xué)式5進(jìn)行矩陣計算，從而生成光譜圖像。
具體地說，當(dāng)如上那樣選中了表2中的三個波段p21(中心波長500納米)、p45(中心波長620納米)及p51(中心波長650納米)時，那么p21的(-0.00119、0.002346、0.0016)，p45的(0.004022、0.000068、-0.00097)及p51的(0.005152、-0.00192、0.000088)將作為系數(shù)(Kpr、Kpg、Kpb)代入數(shù)學(xué)式中。上面對實施例2的構(gòu)造進(jìn)行了描述。當(dāng)圖4中的內(nèi)窺鏡10A至10C中的任何一個內(nèi)窺鏡和處理單元42接通時，處理單元42中的微型計算機(jī)35便和內(nèi)窺鏡10A至10C的微型計算機(jī)(20)相通信并且獲得關(guān)于這些內(nèi)窺鏡的信號輸出模式的識別信息。如果選擇器43根據(jù)該識別信息而接通內(nèi)窺鏡10A時，處理單元42便選中了色空間轉(zhuǎn)換處理電路44。這種情況下，存儲器36中的RGB矩陣數(shù)據(jù)Pd被讀取出來并根據(jù)矩陣數(shù)據(jù)Pd及RGB信號生成包括選定的三個波長段的λ1、λ2、及λ3信號(三色模態(tài))或一個波長段的信號(單色模態(tài))的光譜圖像。另一種情況是，如果內(nèi)窺鏡10B或10C和處理單元42接通，選擇器43便選擇接通色空間轉(zhuǎn)換處理電路29。這時，存儲器36中的Y/C矩陣數(shù)據(jù)Pc被讀取出來并根據(jù)矩陣數(shù)據(jù)Pc及Y/C信號生成包括選定的三個波長段的λ1、λ2、及λ3信號或一個波長段的信號的光譜圖像。實施例2就是通過這樣的方式使得單個處理單元42能夠和不同輸出模式的任何內(nèi)窺鏡10A至10C相連接。符合實施例2的內(nèi)窺裝置也可以設(shè)計成這樣通過分析由CCD 15A至15C獲得的圖像信號或設(shè)置在連接器連接部分的判定識別形成元件，識別有關(guān)內(nèi)窺鏡10A，10B以及10C的信號輸出模式的標(biāo)識信息。其中，連接器連接部分與微型機(jī)算機(jī)連接，但是不通過微型計算機(jī)進(jìn)行識別。
另外，在某種情況下，內(nèi)窺裝置視其處理單元內(nèi)的諸如DSP等信號處理電路的構(gòu)造不同而可僅用單個處理單元來既生成Y/C信號又生成RGB信號。這種情況下，裝置可以像在實施例2中那樣可選擇地分別使用Y/C光譜圖像生成電路和RGB光譜圖像生成電路來生成并顯示光譜圖像，該光譜圖像既可以是利用Y/C信號的電路所產(chǎn)生的也可以是由利用RGB信號的電路所產(chǎn)生的。由于符合本發(fā)明的內(nèi)窺裝置能夠直接根據(jù)Y/C信號來生成光譜圖像，因此具有電路設(shè)計簡單的優(yōu)點。另外，符合本發(fā)明的第二及第三方面內(nèi)容的內(nèi)窺裝置既可以根據(jù)Y/C信號又可以根據(jù)RGB信號來獲得光譜圖像，并且可以連接使用不同信號輸出模式的內(nèi)窺鏡，因此是一種使用方便的內(nèi)窺裝置。
2.凡與本申請書所提權(quán)利要求有關(guān)的一切其它專利申請項目的公開資料都全文并入本申請書中以作參考。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)窺裝置，該內(nèi)窺裝置包括內(nèi)窺鏡，該內(nèi)窺鏡包括成像器件，該成像器件用于生成待觀察物體的彩色圖像信號；Y/C信號處理電路，該Y/C信號處理電路根據(jù)從所述成像器件得到的彩色圖像信號生成亮度/色差信號；第一存儲部分，該存儲部分用于儲存Y/C矩陣數(shù)據(jù)，該Y/C矩陣數(shù)據(jù)用于在所述亮度/色差信號的基礎(chǔ)上生成光譜圖像；以及Y/C光譜圖像生成電路，該Y/C光譜圖像生成電路用所述存儲部分上儲存的Y/C矩陣數(shù)據(jù)和所述Y/C信號處理電路輸出的亮度/色差信號實施矩陣計算并生成任意指定波長范圍上的光譜圖像。
2.一種內(nèi)窺裝置，該內(nèi)窺裝置包括內(nèi)窺鏡，該內(nèi)窺鏡包括成像器件，該成像器件用于生成待觀察物體的彩色圖像信號；圖像信號處理電路，該圖像信號處理電路包括下列二者之一(1)Y/C信號處理電路，該Y/C信號處理電路根據(jù)從所述成像器件得到的彩色圖像信號生成亮度/色差信號，(2)RGB信號處理電路，該RGB信號處理電路根據(jù)從所述成像器件得到的彩色圖像信號生成RGB信號；第一存儲部分，該存儲部分用于儲存Y/C矩陣數(shù)據(jù)，該Y/C矩陣數(shù)據(jù)用于在所述亮度/色差信號的基礎(chǔ)上生成光譜圖像；Y/C光譜圖像生成電路，該Y/C光譜圖像生成電路用所述存儲部分上儲存的Y/C矩陣數(shù)據(jù)和所述Y/C信號處理電路輸出的亮度/色差信號實施矩陣計算并生成第一個任意指定波長范圍上的光譜圖像；第二存儲部分，該存儲部分用于儲存RGB矩陣數(shù)據(jù)，該RGB矩陣數(shù)據(jù)用于在所述RGB信號的基礎(chǔ)上生成光譜圖像；以及RGB光譜圖像生成電路，該RGB光譜圖像生成電路用所述存儲部分上儲存的RGB矩陣數(shù)據(jù)和所述RGB信號處理電路輸出的RGB信號實施矩陣計算并生成第二個任意指定波長范圍上的光譜圖像。其中，可以從所述Y/C光譜圖像生成電路和RGB光譜圖像生成電路二者中選用其中的一種。
3.如權(quán)利要求2的內(nèi)窺裝置，該內(nèi)窺裝置包括一個處理單元，該處理單元和內(nèi)窺鏡可拆卸地相連接，其中所述圖像信號處理電路設(shè)置在內(nèi)窺鏡中；所述Y/C光譜圖像生成電路和RGB光譜圖像生成電路二者都設(shè)置在所述處理單元內(nèi)；以及在該處理單元中，可以根據(jù)內(nèi)窺鏡上的識別信息從所述Y/C光譜圖像生成電路和RGB光譜圖像生成電路二者中選用其中的一種。
全文摘要
一種內(nèi)窺裝置，該內(nèi)窺裝置包括內(nèi)窺鏡，該內(nèi)窺鏡包括成像器件，該成像器件用于生成待觀察物體的彩色圖像信號；Y/C信號處理電路，該信號處理電路用于根據(jù)由所述成像器件所獲得的所述彩色圖像信號生成亮度/色差信號；儲存部分，該儲存部分用于儲存Y/C矩陣數(shù)據(jù)，該Y/C矩陣數(shù)據(jù)用于在所述亮度/色差信號的基礎(chǔ)上生成光譜圖像；以及Y/C光譜圖像生成電路，該光譜圖像生成電路用所述儲存部分所儲存的Y/C矩陣數(shù)據(jù)及所述Y/C信號處理電路的亮度/色差信號輸出來實施矩陣計算并在一個任意選定的波長范圍內(nèi)生成光譜圖像。
文檔編號H04N9/04GK1827032SQ200610051580
公開日2006年9月6日 申請日期2006年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月4日
發(fā)明者竹內(nèi)信次, 阿部一則, 綾目大輔 申請人:富士能株式會社