JPH10290779A - 電子内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像の輝度に応じた最適な輪郭強調処理を行
う。 【解決手段】 Ｒ輪郭強調量及び強調周波数帯設定回路
３２ｒは、Ｒ信号処理回路からのＲ原信号を入力し、遅
延回路４１により遅延させたＲ原信号とを加算器４２に
より加算することで、Ｒ原信号の輝度信号を抽出し、Ｌ
ＵＴ４３により、輝度信号の輝度レベルに応じて強調周
波数帯を可変させる。すなわち、輝度レベルが高くなる
ほど強調周波数帯を下げるために調整データ△ｔを大き
くし、この調整データ△ｔをＲエンハンスに出力するこ
とで、Ｒエンハンスが輝度レベルに応じた輪郭強調処理
を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子内視鏡装置、更
に詳しくは輪郭強調の処理部分に特徴のある電子内視鏡
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内視鏡から映像信号を形成する手段とし
て、固体撮像素子を内視鏡先端部に配し、撮像素子の出
力から映像信号を形成する電子内視鏡と、内視鏡先端か
ら接眼部まで観察する為のファイバー束を通したファイ
バースコープの接眼部に着脱自在のカメラ（以後内視鏡
用外付けカメラと呼ぶ）を取付け、その出力信号から映
像信号を形成する内視鏡用外付けカメラの２種類の方法
が挙げられるが、従来両方式に於ける輪郭強調は、被写
体を撮像する事によって得た信号から赤，緑，青のＲＧ
Ｂ色信号や輝度信号Ｙ等の映像信号を形成し、その映像
信号各々に対して同じ周波数帯に同量の輪郭強調を行っ
ていた。又、本出願人により輪郭強調量を各映像信号に
対して独立に可変とする特願昭６２−２７１１９５号が
出願されているが該出願に於いても強調する周波数帯は
一通りのみであった。

【０００３】内視鏡に於ける被写体の内、特に詳しい観
察を要する主なものに種々の病変部、血管像及び着色液
によって通常とは異なる色相を持った器管内部等がある
が、これらの被写体に含まれる色成分は多岐にわたり、
又その特徴を最も良く現す色成分は各々異なる。従っ
て、従来のように全ての色信号の輪郭強調量を同一にし
たのでは、不必要な色成分まで強調されてしまい着目す
る色成分の変化が十分に確認できず、適切な診断効果が
得られないという問題点がある。また、内視鏡における
被写体を撮像した場合その映像信号の周波数帯域は数Ｍ
Ｈz の広さを持っている。従って、観察する部位により
その部位を特徴づける周波数も一通りではなく、様々で
ある。そこで、例えば特公平７−９６０１１号公報にお
いて、輪郭強調する周波数帯及び輪郭強調量を選択的に
設定可能とすることによって被写体の着目する部分を適
切に観察できる内視鏡用ビデオプロセッサが提案されて
いる。この内視鏡用ビデオプロセッサは、輪郭強調制御
手段からの制御信号を受けて輪郭強調量設定手段は輪郭
強調量を変化して、この変化した輪郭強調量を輪郭強調
手段に出力し、強調周波数帯設定手段は周波数帯を変化
して、この変化した周波数帯を輪郭強調手段に出力し、
輪郭強調手段は輪郭強調量と周波数帯とによって映像信
号の輪郭強調を行うものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
輪郭強調処理においては、画像の輝度に関してはなんら
考慮がなされていないために、例えば輪郭強調処理の際
に、画像中に高輝度部分が存在すると、画像強調量が輝
度に無関係であるため、必要以上に強調がかかることに
なり、画面がぎらつき、観察に不向きな画像となるとい
った問題がある。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、画像の輝度に応じた最適な輪郭強調処理を行う
ことのできる電子内視鏡装置を提供することを目的とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の電子内視鏡装置
は、固体撮像素子により撮像された被写体画像に対して
輪郭強調処理を行う輪郭強調処理手段を備えた電子内視
鏡装置において、前記被写体画像の平均輝度を算出する
輝度算出手段と、前記平均輝度のレベルに応じて前記被
写体画像の輪郭強調量を変化させる強調量可変手段とを
備えて構成される。

【０００７】本発明の電子内視鏡装置では、前記輝度算
出手段が前記被写体画像の平均輝度を算出し、前記強調
量可変手段が前記平均輝度のレベルに応じて前記被写体
画像の輪郭強調量を変化させることで、画像の輝度に応
じた最適な輪郭強調処理を行うことを可能とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について述べる。

【０００９】図１ないし図８は本発明の第１の実施の形
態に係わり、図１は電子内視鏡装置の構成を示す構成
図、図２は図１の電子内視鏡装置の要部の構成を示す構
成図、図３は図２のＲ輪郭強調量及び強調周波数帯設定
回路の構成を示す構成図、図４は図３のＬＵＴの作用を
説明する説明図、図５は図２のＲエンハンスの作用を説
明する第１の説明図、図６は図２のＲエンハンスの作用
を説明する第２の説明図、図７は図２のＲエンハンスの
作用を説明する第３の説明図、図８は図２のＲ信号処理
回路、Ｇ信号処理回路及びＢ信号処理回路でのホワイト
バランス処理を説明するフローチャート、図９は図２の
Ｒ信号処理回路、Ｇ信号処理回路及びＢ信号処理回路で
のホワイトバランス処理の変形例を説明するフローチャ
ートである。

【００１０】図１に示すように、本実施の形態の電子内
視鏡装置１は、電子内視鏡２と、この電子内視鏡２に接
続された制御装置であるカメラコントロールユニット
（以下、ＣＣＵと記す）３と、電子内視鏡２によって得
られた内視鏡像を表示するＣＲＴモニタ４とから構成さ
れている。

【００１１】前記電子内視鏡２は、細長の挿入部５を有
し、この挿入部５の後部には太径の操作部６が連設され
ている。この操作部６の側部には後端部にコネクタ７が
設けられたユニバ−サルコ−ド８が延設されており、こ
のコネクタ７は前記ＣＣＵ３に接続されている。また、
前記挿入部５には先端側より先端部９、湾曲部１０、軟
性部１１が順に連設されている。なお、湾曲部１０は操
作部６に設けられた湾曲操作ノブ１２によって上下左右
方向に湾曲自在にとなっている。

【００１２】図２に示すように、電子内視鏡２は、細長
の挿入部５の先端側に結像用の対物レンズ２０が収納さ
れ、この対物レンズ２０の焦点面にドライブ回路２１に
よって駆動される入射側にカラーモザイクフィルタを備
えた固体撮像素子２２が配設されている。

【００１３】固体撮像素子２２で光電変換された撮像信
号は、プリアンプ２３で増幅され、サンプルホールド回
路（Ｓ／Ｈ回路と略記）２４で映像信号が抽出され、さ
らに、γ補正回路２５でγ補正された後、Ａ／Ｄ変換器
２６でディジタル信号に変換される。このＡ／Ｄ変換器
２６を経た映像信号は、ＲＧＢマトリックス回路２７に
より入力され、このＲＧＢマトリックス回路２７から
Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色信号を出力する。

【００１４】ＲＧＢマトリックス回路２７からのＲ，
Ｇ，Ｂの３原色信号は、Ｒ信号処理回路２８ｒ、Ｇ信号
処理回路２８ｇ、Ｂ信号処理回路２８ｂで信号処理され
た後、Ｒエンハンス２９ｒ、Ｇエンハンス２９ｇ、Ｂエ
ンハンス２９ｂにより後述するように輪郭強調処理が施
され、それぞれＤ／Ａ変換器３０ｒ、３０ｇ、３０ｂで
アナログ信号に変換されてＲ、Ｇ、Ｂ色信号となり、Ｃ
ＲＴモニタ４に出力される。

【００１５】なお、Ｒエンハンス２９ｒ、Ｇエンハンス
２９ｇ、Ｂエンハンス２９ｂでの強調周波数帯は、それ
ぞれＲ輪郭強調量及び強調周波数帯設定回路３２ｒ、Ｇ
輪郭強調量及び周波数帯設定回路３２ｇ、Ｂ輪郭強調量
及び強調周波数設定回路３２ｂによってＲ，Ｇ，Ｂそれ
ぞれ独立に設定され、輪郭強調量はＲ，Ｇ，Ｂ同一に設
定されるようになっている。

【００１６】Ｒ輪郭強調量及び強調周波数帯設定回路３
２ｒ、Ｇ輪郭強調量及び周波数帯設定回路３２ｇ、Ｂ輪
郭強調量及び強調周波数設定回路３２ｂは同じ回路構成
であって、Ｒ輪郭強調量及び強調周波数帯設定回路３２
ｒを例に説明すると、図３に示すように、Ｒ信号処理回
路２８ｒからのＲ原信号を入力し、遅延回路４１により
遅延させたＲ原信号とを加算器４２により加算すること
で、Ｒ原信号の輝度信号を抽出し、ルックアップテーブ
ル（以下、ＬＵＴと記す）４３により、図４に示すよう
に輝度信号の輝度レベルに応じて強調周波数帯を可変さ
せる。すなわち、輝度レベルが高くなるほど強調周波数
帯を下げるために調整データ△ｔを大きくし、この調整
データ△ｔをＲエンハンス２９ｒに出力することで、Ｒ
エンハンス２９ｒが輝度レベルに応じた輪郭強調処理を
行う。

【００１７】すなわち、Ｒエンハンス２９ｒでは、図５
（ａ）に示すような入力信号は、調整データ△ｔにより
それぞれ同図（ｂ），（ｃ）に示すように遅延される。
同図（ｂ）に代って２倍遅延された同図（ｃ）に示され
る信号と同図（ａ）の入力信号とを加算して同図（ｄ）
で示される信号を得、この信号を１／２反転して同図
（ｅ）で示される出力信号を算出する。そして、この１
／２反転信号と同図（ｂ）の出力信号とを加算すると、
同図（ｆ）で示される輪郭強調成分が得られる。この輪
郭強調成分は、Ｒ輪郭強調量及び強調周波数帯設定回路
３２ｒで信号レベル設定され、同図（ｂ）の出力信号と
加算され、輪郭強調された同図（ｇ）で示される出力信
号が得られる。

【００１８】つまり、輝度レベルに応じた調整データ△
ｔをＬＵＴ４３により算出し、この調整データ△ｔを用
いてＲエンハンス２９ｒが輪郭強調を行う、すなわち、
図６（ａ）に示すような輝度の画像信号より大きな輝度
レベルの図７（ａ）に示すような画像信号に対して、図
６（ｂ）に示すような調整データ△ｔよりも大きな図７
（ｂ）に示すような調整データ△ｔ’によって輪郭強調
成分を得、図６（ｃ）に示すような輪郭強調された出力
信号に対して、図７（ｂ）の輪郭強調成分により図７
（ｃ）に示すような輪郭強調された出力信号を得る。な
お、Ｇエンハンス２９ｇ、Ｂエンハンス２９ｂも同様に
作用する。

【００１９】このように本実施の形態では、高輝度領域
の存在する画像に対して輪郭強調を行っても、画像がぎ
らつくことがなく、最適な観察画像を表示することがで
きる。

【００２０】ところで、Ｒ信号処理回路２８ｒ、Ｇ信号
処理回路２８ｇ及びＢ信号処理回路２８ｂでは、ホワイ
トバランスの設定を行うが、従来、被写体の明るさ、色
調が不適切なためにホワイトバランスが設定できない場
合、最も白色に近い状態に設定していたが、この場合、
ホワイトバランスが設定できていないにも関わらず、設
定されたような画像を表示するため、実際の使用時に臓
器、血液等の被写体の色調が異なって表示されるといっ
た問題があった。

【００２１】そこで、本実施の形態では、図８に示すよ
うに、Ｒ信号処理回路２８ｒ、Ｇ信号処理回路２８ｇ及
びＢ信号処理回路２８ｂでは、ステップＳ１でホワイト
バランス動作を開始し、ステップＳ２で規定範囲内の白
色まで収束したかどうかを判定し、収束しないならばス
テップＳ３に進み、収束したならばステップＳ４に進
み、ステップＳ４でホワイトバランス動作を終了しホワ
イトバランス設定を終了する。ステップＳ３では、規定
範囲内の白色まで収束しないので、設定前（すなわち、
前回使用時）のホワイトバランス状態に設定を戻し、ス
テップＳ４に進む。

【００２２】従って、規定範囲内の白色まで収束しない
場合、設定前（すなわち、前回使用時）のホワイトバラ
ンス状態に設定するので、少なくとも前回の設定値に設
定することができるため、実際の使用時に臓器、血液等
の被写体の色調が異なって表示されるといった問題を解
消することができる。

【００２３】なお、図８において、ステップＳ３の後段
に、図９に示すステップＳ６の処理を追加してもよい。
すなわち、ステップＳ６では、所定の回数（ｎ回）、ス
テップＳ１〜Ｓ６を繰り返すことで、前回設定値の近傍
でホワイトバランス設定を行いより正確なホワイトバラ
ンス状態に設定するようにしてもよい。

【００２４】図１０ないし図１２は本発明の第２の実施
の形態に係わり、図１０はＲ輪郭強調量及び強調周波数
帯設定回路の構成を示す構成図、図１１は図１０の第２
のＬＵＴの作用を説明する説明図、図１２は図１０の第
２のＬＵＴによるＲエンハンスの作用を説明する説明図
である。

【００２５】第２の実施の形態は、第１の実施の形態と
ほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の
構成には同じ符号をつけ説明は省略する。

【００２６】第１の実施の形態では、輝度レベルに応じ
て、強調周波数帯を可変させ輪郭強調を行っていたが、
本実施の形態では、これに加え、輪郭強調量を輝度レベ
ルに応じて可変させさらに最適な強調処理を可能とした
実施形態である。

【００２７】すなわち、本実施の形態では、第１の実施
の形態と同様に、Ｒ輪郭強調量及び強調周波数帯設定回
路３２ｒ、Ｇ輪郭強調量及び周波数帯設定回路３２ｇ、
Ｂ輪郭強調量及び強調周波数設定回路３２ｂは同じ回路
構成であって、Ｒ輪郭強調量及び強調周波数帯設定回路
３２ｒを例に説明すると、図１０に示すように、Ｒ信号
処理回路２８ｒからのＲ原信号を入力し、遅延回路４１
により遅延させたＲ原信号とを加算器４２により加算す
ることで、Ｒ原信号の輝度信号を抽出し、ＬＵＴ４３に
より、図４に示したように輝度信号の輝度レベルに応じ
て強調周波数帯を可変させる。すなわち、輝度レベルが
高くなるほど強調周波数帯を下げるために調整データ△
ｔを大きくし、この調整データ△ｔをＲエンハンス２９
ｒに出力することで、Ｒエンハンス２９ｒが輝度レベル
に応じた輪郭強調処理を行う。また、Ｒ原信号の輝度信
号は第２のＬＵＴ５１にも入力されており、このＬＵＴ
５１は、図１１に示すように、輝度レベルが高くなるほ
ど強調量を小さくするため輝度レベルが高くなるほど小
さくしたエンハンス増幅量を算出し、調整データ△ｔと
共にエンハンス増幅量をＲエンハンス２９ｒに出力す
る。

【００２８】そして、ＬＵＴ４３からの輝度レベルに応
じた調整データ△ｔ、及びＬＵＴ５１からの輝度レベル
に応じたエンハンス増幅量により、Ｒエンハンス２９ｒ
が輪郭強調を行う、すなわち、図６（ａ）に示した輝度
の画像信号より大きな輝度レベルの図１２（ａ）に示す
ような画像信号に対して、図６（ｂ）に示したような調
整データ△ｔよりも大きい調整データ△ｔ’（図７
（ｂ）参照）にエンハンス増幅量を乗算した強調レベル
の図１２（ｂ）に示すような輪郭強調成分を得、図６
（ｃ）に示したような輪郭強調された出力信号に対し
て、図１１の輪郭強調成分により図１２（ｃ）に示すよ
うな輪郭強調された出力信号を得る。

【００２９】したがって、本実施の形態では、強調周波
数帯を輝度レベルに応じて可変とする第１の実施の形態
に加え、強調量も輝度レベルに応じて可変とすること
で、高輝度領域の存在する画像に対して輪郭強調を行っ
ても、画像がぎらつくことがなく、より最適な観察画像
を表示することができる。

【００３０】［付記］ （付記項１） 固体撮像素子により撮像された被写体画
像に対して輪郭強調処理を行う輪郭強調処理手段を備え
た電子内視鏡装置において、前記被写体画像の平均輝度
を算出する輝度算出手段（例えば、図３の遅延回路４１
及び加算器４２）と、前記平均輝度のレベルに応じて前
記被写体画像の輪郭強調周波数を変化させる周波数可変
手段（例えば、図３のＬＵＴ４３）とを備えたことを特
徴とする電子内視鏡装置。

【００３１】（付記項２） 前記周波数可変手段は、前
記平均輝度に対して前記被写体画像の各画素の輝度レベ
ルが高輝度であった場合に、前記輪郭強調周波数を下げ
ることを特徴とする付記項１に記載の電子内視鏡装置。

【００３２】（付記項３） 前記平均輝度のレベルに応
じて前記被写体画像の輪郭強調量を変化させる強調量可
変手段（例えば、図１０のＬＵＴ５１）を備えたことを
特徴とする付記項１に電子内視鏡装置。

【００３３】（付記項４） 前記平均輝度に対して前記
被写体画像の各画素の輝度レベルが高輝度であった場合
に、前記周波数可変手段が前記輪郭強調周波数を下げ
る、及び／または、前記強調量可変手段が前記輪郭強調
量を下げることを特徴とする付記項３に記載の電子内視
鏡装置。

【００３４】（付記項５） 固体撮像素子により撮像さ
れた被写体画像に対して輪郭強調処理を行う輪郭強調処
理手段を備えた電子内視鏡装置において、前記被写体画
像の平均輝度を算出する輝度算出手段（例えば、図１０
の遅延回路４１及び加算器４２）と、前記平均輝度のレ
ベルに応じて前記被写体画像の輪郭強調量を変化させる
強調量可変手段（例えば、図１０のＬＵＴ５１）とを備
えたことを特徴とする電子内視鏡装置。

【００３５】（付記項６） 前記強調量可変手段は、前
記平均輝度に対して前記被写体画像の各画素の輝度レベ
ルが高輝度であった場合に、前記輪郭強調量を下げるこ
とを特徴とする付記項５に記載の電子内視鏡装置。

【００３６】（付記項７）固体撮像素子により撮像され
た被写体画像に対してホワイトバランス処理を行うホワ
イトバランス処理手段を備えた電子内視鏡装置におい
て、前記ホワイトバランス処理手段は、ホワイトバラン
スが所定の規定値内の白色まで収束しない場合、ホワイ
トバランス処理以前のホワイトバランス状態に戻し、処
理を終了するを備えたことを特徴とする電子内視鏡装
置。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の電子内視鏡
装置によれば、輝度算出手段が被写体画像の平均輝度を
算出し、強調量可変手段が平均輝度のレベルに応じて被
写体画像の輪郭強調量を変化させるので、画像の輝度に
応じた最適な輪郭強調処理を行うことができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電子内視鏡装
置の構成を示す構成図

【図２】図１の電子内視鏡装置の要部の構成を示す構成
図

【図３】図２のＲ輪郭強調量及び強調周波数帯設定回路
の構成を示す構成図

【図４】図３のＬＵＴの作用を説明する説明図

【図５】図２のＲエンハンスの作用を説明する第１の説
明図

【図６】図２のＲエンハンスの作用を説明する第２の説
明図

【図７】図２のＲエンハンスの作用を説明する第３の説
明図

【図８】図２のＲ信号処理回路、Ｇ信号処理回路及びＢ
信号処理回路でのホワイトバランス処理を説明するフロ
ーチャート

【図９】図２のＲ信号処理回路、Ｇ信号処理回路及びＢ
信号処理回路でのホワイトバランス処理の変形例を説明
するフローチャート

【図１０】本発明の第２の実施の形態に係るＲ輪郭強調
量及び強調周波数帯設定回路の構成を示す構成図

【図１１】図１０の第２のＬＵＴの作用を説明する説明
図

【図１２】図１０の第２のＬＵＴによるＲエンハンスの
作用を説明する説明図

【符号の説明】

１…電子内視鏡装置 ２…電子内視鏡 ３…ＣＣＵ ４…ＣＲＴモニタ ５…挿入部 ６…操作部 ７…コネクタ ８…ユニバ−サルコ−ド ９…先端部 １０…湾曲部 １１…軟性部 １２…湾曲操作ノブ ２０…対物レンズ ２１…ドライブ回路 ２２…固体撮像素子 ２３…プリアンプ ２４…Ｓ／Ｈ回路 ２５…γ補正回路 ２６…Ａ／Ｄ変換器 ２７…マトリックス回路 ２８ｒ…Ｒ信号処理回路 ２８ｇ…Ｇ信号処理回路 ２８ｂ…Ｂ信号処理回路 ２９ｒ…Ｒエンハンス ２９ｇ…Ｇエンハンス ２９ｂ…Ｂエンハンス ３０ｒ、３０ｇ、３０ｂ…Ｄ／Ａ変換器 ３２ｒ…Ｒ輪郭強調量及び強調周波数帯設定回路 ３２ｇ…Ｇ輪郭強調量及び強調周波数帯設定回路 ３２ｂ…Ｂ輪郭強調量及び強調周波数帯設定回路 ４１…遅延回路 ４２…加算器 ４３…ＬＵＴ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固体撮像素子により撮像された被写体画
   像に対して輪郭強調処理を行う輪郭強調処理手段を備え
   た電子内視鏡装置において、 前記被写体画像の平均輝度を算出する輝度算出手段と、 前記平均輝度のレベルに応じて前記被写体画像の輪郭強
   調量を変化させる強調量可変手段とを備えたことを特徴
   とする電子内視鏡装置。