JP2003093342A - 電子内視鏡装置 - Google Patents

電子内視鏡装置

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Kazunori Abe
一則 阿部
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 血管を粘膜等の他の組織に対して高いコント
ラストにより明確に画像表示できるようにする。 【解決手段】 色変換回路18から出力されたG信号を
微分する微分回路20、この微分回路20の出力を増幅
するゲイン回路22、この増幅された微分信号をゲイン
信号として上記色変換回路18から出力されたR信号と
B信号を増幅する血管強調回路24を設ける。そして、
この血管強調回路24から出力されたR,B信号と上記
G信号により被観察体画像を形成する。この結果、血管
が粘膜等に対して高いコントラストで表示され、血管の
走行や集中の状態等が良好に観察できる。

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、特
に被観察体内の毛細血管等を詳細に表示することができ
る電子内視鏡の画像処理に関する。
【0002】
【従来の技術】電子内視鏡装置は、照明光を照射して対
物光学系を介して捉えられた被観察体を、CCD(Char
ge Coupled Device)等の撮像素子で撮像し、この被観
察体像をモニタ等に表示するものであるが、近年、この
種の電子内視鏡装置では、上記対物光学系に変倍機構を
組み込み、被観察体像を光学的に拡大して表示すること
が行われる。従って、モニタ等に表示された拡大画像に
より、注目部位の細部が良好に観察できるようになって
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電子内視鏡
装置では、撮像対象が消化器官等、生体内であることが
多く、図5に示されるように、拡大された被観察体画像
1(モニタ等の表示)においては粘膜2の中に血管(毛
細血管)3が存在しており、この血管3の走行状態やこ
の血管(血液)3の集中状況は、病巣の診断、癌組織の
特定等において重要な観察対象となる。一方、生体内は
桃色或いは赤みを帯びた色で構成されることから、血管
3と粘膜2等の他の組織との区別が不明瞭になる傾向が
ある。従って、血管3を粘膜2と対比させて明確に表示
できれば、生体内の観察、診断に役立つ情報を提供する
ことが可能となる。
【0004】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、血管を粘膜等の他の組織に対して
高いコントラストにより明確に画像表示することができ
る電子内視鏡装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明に係る電子内視鏡装置は、撮像素子
で得られた信号に基づき所定の色信号を形成する色信号
形成回路と、この色信号形成回路にて得られた赤色以外
の所定の色信号を微分処理して微分信号を生成する微分
回路と、この微分回路から出力された微分信号を増幅す
るゲイン回路と、このゲイン回路から出力された微分信
号に基づき上記所定色信号以外の少なくとも赤信号を増
幅して血管を強調する血管強調回路と、を含んでなるこ
とを特徴とする。請求項2に係る発明は、上記色信号形
成回路では、赤,緑,青の色信号を形成し、上記微分回
路では、緑信号に対し微分処理を施し、上記血管強調回
路では、赤色と青色の信号を微分信号により増幅するこ
とを特徴とする。
【0006】上記の構成によれば、色信号形成回路によ
りR(赤),G(緑),B(青)の色信号が形成され、
例えばG信号(B信号でもよい)が微分回路にて微分処
理される。このG信号ではレベルの低い信号部分(黒い
部分)に血管が存在し、その他の部分に粘膜が存在する
ことになり、このレベルの低い部分においてある程度急
激に変化する場所を微分処理で検出することにより、血
管の位置(存在)を抽出する。即ち、本願発明は、血管
の主要色である赤色以外の画像信号を微分処理すること
により血管の位置を検出する。
【0007】次に、上記微分回路によって得られた微分
信号は、所定の増幅率で増幅された後に、血管強調回路
に供給されており、ここではこの微分信号をゲイン信号
として上記のR,B信号(又はR信号のみ)を増幅し、
このR,B信号と微分信号を与えないG信号により被観
察体画像が形成される。即ち、上記微分信号の急激な変
化レベルに応じて増幅されたR,B信号と、微分回路直
前のG信号によって画像が形成されることになり、この
結果、粘膜の中にある血管が高いコントラストで表示さ
れる。
【0008】
【発明の実施の形態】図1には、実施形態に係る電子内
視鏡装置の一部の構成が示されており、この電子内視鏡
装置は例えば同時式とされ、スコープ、プロセッサ装
置、光源装置、モニタ及び記録装置等を有する。この図
1において、撮像素子であるCCD10がスコープ先端
部に設けられ、このCCD10では画素単位の色フィル
タ[例えばMg(マゼンタ),G(グリーン),Cy
(シアン),Ye(イエロー)]を介して被観察体像が
捉えられる。即ち、上記光源装置からの光がライトガイ
ドを介してスコープ先端から被観察体に照射されること
により、この被観察体がCCD10で撮像される。ま
た、このCCD10の前方に、変倍レンズが移動可能に
組み込まれた対物光学系を設ければ、この変倍レンズを
駆動することによって被観察体の拡大像を得ることがで
きる。
【0009】上記CCD10の後段には、CDS(Corr
elated Double Sampling−相関二重サンプリング)/A
GC(Automatic Gain Control−自動利得制御回路)1
2が配置されており、このCDS/AGC12はCCD
10の出力信号に対し相関二重サンプリングを施すと共
に、所定の増幅処理をする。このCDS/AGC12に
は、A/D(アナログ/デジタル)変換器14を介し
て、DSP(Digital Signal Processor−デジタル信号
プロセッサ)16が設けられている。
【0010】このDSP16では、ホワイトバランス、
ガンマ補正等の各種の処理を施すと共に、Y(輝度)信
号とR(赤)−Y及びB(青)−Yの色差(C)信号が
形成されており、このDSP16の後段に、上記Y信号
とC信号をR(赤),G(緑),B(青)の信号に変換
する色変換回路18が設けられる。即ち、当該例では、
上記DSP16では、Mg,G,Cy,Yeの各色フィ
ルタを介して得られた信号から色変換演算によってY信
号とR−Y及びB−YのC信号が形成されるが、この
Y,C信号を更に色変換演算することによりR,G,B
の各色信号が得られる。なお、上記DSP16内にて色
差信号ではなく、RGB信号を直接形成することもでき
る。
【0011】そして、上記色変換回路18から入力され
たG信号を微分する微分回路20、この微分回路20か
ら出力された微分信号を増幅するゲイン回路22、この
ゲイン回路22で得られた微分信号により上記変換回路
18から出力されたR,B信号を増幅する血管強調回路
24が設けられており、これらの回路により血管を抽出
する処理が行われる。
【0012】即ち、図2(A)には上記微分回路20に
入力されるG信号による画像5Gが示されており、この
G画像では点線で示す血管3が低いレベル(黒に近いレ
ベル)となる。ここで、このG画像5の水平ラインLa
の信号レベルは、図2(B)に示されるように、血管3
の部分が急激に低下する信号となるが、微分回路20で
はこの信号を微分し、図2(C)に示されるように、低
下→この低下の倍量の上昇→元のレベルへの低下となる
急激な変化を呈する微分信号を形成する。
【0013】そして、上記ゲイン回路22は、微分回路
20から出力された微分信号を所定増幅率gで増幅し、
更にレベル差の大きな信号とし、上記血管強調回路24
では、この微分信号をゲイン信号としてR信号,B信号
を増幅し、図3に示されるような血管を強調するための
レベル差のあるR信号[図3(A)]とB信号[図3
(B)]を形成する。
【0014】更に、上記血管強調回路24の後段には、
上記血管強調のためのR,B信号を入力すると共に上記
色変換回路18から出力されたG信号を入力し、これら
の信号から輪郭を強調するエンハンサ26が接続され、
このエンハンサ26にはモニタ出力するための各種処理
を施す信号処理回路28が設けられる。
【0015】実施形態例は以上の構成からなり、まずス
コープ先端部からの照射光により照明された被観察体が
CCD10で撮像されると、このCCD10からの出力
信号は、CDS/AGC12でサンプリングされると共
に増幅され、A/D変換器14を介してデジタル信号と
してDSP16へ供給される。このDSP16では、各
種の画像処理が施されたY信号とR−Y及びB−YのC
(色差)信号が形成され、このY信号とC信号は色変換
回路18によりR,G,Bの各色信号に変換される。
【0016】この内のG信号は、輪郭強調回路であるエ
ンハンサ26に出力されると共に、微分回路20に供給
されており、この微分回路20では、このG信号に基づ
いて血管の位置に対応した図2(C)に示される微分信
号が得られる。この微分信号は、ゲイン回路22により
所定増幅率gで増幅され、血管強調回路24へそのゲイ
ン信号として供給される。この血管強調回路24では、
上述したように、R信号とB信号がゲイン信号としての
微分信号で増幅(又は微分信号を係数として乗算)さ
れ、血管部分を強調した図3(A)のR信号と図3
(B)のB信号が形成される(これらは図2(A)の水
平ラインLaの信号として示す)。そして、このR,B
信号は、上記色変換回路18から出力されたG信号と共
に、エンハンサ26へ供給され、輪郭強調処理が行われ
た後、信号処理回路28でモニタ出力のための各種処理
が施される。
【0017】図4には、上記血管部分の色形成を説明す
るための図が示されており、図4(A)は、上記血管強
調回路24から出力されたR信号[図3(A)]による画
像5Rであり、図示のように、点線の黒の部分と1点鎖
線の赤の部分3rで血管(両線が並走する部分)が表示
される画像となる。図4(B)は、上記血管強調回路2
4から出力されたB信号[図3(B)]による画像5Bで
あり、この場合も、点線の黒の部分と2点鎖線の青の部
分3bで血管が表示される画像となる。そして、図4
(C)は、上記色変換回路18から出力されたG信号の
画像であり、これらのRGB信号が合成されると、図4
(D)に示されるように、点線の黒の部分と実線のRG
B合成部で構成される血管3が表示されることになる。
【0018】このようにして、最終的にモニタ画像で
は、血管(毛細血管)3が粘膜2中に良好なコントラス
トにて明瞭に表示されることになり、この結果、血管3
の走行状態や集中状況が良好に観察でき、またこの血管
3の走行状態等を参考に病巣の診断、癌組織の特定等も
良好に行われる。
【0019】上記実施形態例では、血管強調回路24に
おいてR(赤)信号とB(青)信号を微分信号に基づい
て増幅したが、このR信号のみを増幅処理して血管を強
調することもできる。また、上記微分回路20では、G
信号に基づいて微分信号を得るようにしたが、B信号を
入力して微分信号を生成し、これに基づいて上記の血管
強調処理を実行してもよい。即ち、本発明は血管の主要
色である赤色以外の画像信号から血管の存在(位置)を
検出しており、G信号以外の色信号を用いることも可能
である。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
血管の主要色信号であるR信号以外の例えばG信号を微
分した微分信号を生成し、かつ増幅し、この微分信号に
基づいて少なくともR信号を増幅することにより血管を
強調するようにしたので、血管を粘膜等の他の組織に対
して高いコントラストにより明確にモニタ表示すること
ができ、被観察体の観察や診断に有益な情報を提供する
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態例に係る電子内視鏡装置の主
要構成を示すブロック図である。
【図2】実施形態例の各回路で得られるもので、図
(A)はG信号画像、図(B)は図(A)のG信号画像
の水平ラインLaの信号レベル、図(C)は図(B)の
G信号の微分信号を示す図である。
【図3】実施形態例の血管強調回路から出力される水平
ラインLaのR信号[図(A)]とB信号[図(B)]
を示す図である。
【図4】実施形態例の各回路で得られる画像で、図
(A)はR信号画像、図(B)はB信号画像、図(C)
はG信号画像、図(D)はRGB合成画像を示す図であ
る。
【図5】電子内視鏡装置で撮像・表示される被観察体の
拡大画像を示す図である。
【符号の説明】
10…CCD、 16…DSP、18…色変換
回路、 20…微分回路、22…ゲイン回路、
24…血管強調回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 一則 埼玉県さいたま市植竹町1丁目324番地 富士写真光機株式会社内 (72)発明者 竹内 信次 埼玉県さいたま市植竹町1丁目324番地 富士写真光機株式会社内 Fターム(参考) 4C061 BB01 MM02 NN10 SS09 5B057 AA07 BA11 CA01 CA08 CB01 CB08 CE03 DA07 DA16 DB06 DB09 DC16 DC25 5L096 AA02 AA06 BA06 BA13 CA02 DA01 EA14 FA15 FA69 GA02 GA40

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮像素子で得られた信号に基づき所定の
    色信号を形成する色信号形成回路と、 この色信号形成回路にて得られた赤色以外の所定の色信
    号を微分処理して微分信号を生成する微分回路と、 この微分回路から出力された微分信号を増幅するゲイン
    回路と、 このゲイン回路から出力された微分信号に基づき上記所
    定色信号以外の少なくとも赤信号を増幅して血管を強調
    する血管強調回路と、を含んでなる電子内視鏡装置。
  2. 【請求項2】 上記色信号形成回路は、赤,緑,青の色
    信号を形成し、上記微分回路は、緑信号に対し微分処理
    を施し、上記血管強調回路は、赤色と青色の信号を微分
    信号により増幅することを特徴とする上記請求項1記載
    の電子内視鏡装置。
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