JP2003126028A - 電子内視鏡装置 - Google Patents
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Abstract
表示する。 【解決手段】 スコープの先端に撮像センサを設け、プ
ロセッサはこの撮像センサから1フレーム分の赤色画素
信号、緑色画素信号および青色画素信号を順次読みだ
す。プロセッサの擬似色素撒布処理回路130は、特定
画素の信号レベル値が少なくとも1つの画素配列方向に
おいてその特定画素に近接する全ての周囲画素の信号レ
ベル値より低い場合には、その特定画素について赤色お
よび緑色画素信号の信号レベル値を低減することによ
り、青色成分を強調する。
Description
固体撮像素子を設け、体内器官等の被写体像に対応した
ビデオカラー信号を生成し、ビデオカラー信号に基づい
てモニタ装置の画面に被写体のカラー画像を再現する電
子内視鏡装置に関するものである。
生するものが主流であり、これに伴い、電子内視鏡装置
を用いる医療分野では、カラー画像再生に基づく新たな
医療検査法として色素内視鏡検査法等が開発されるに至
った。例えば、内視鏡診断の補助診断法として、胃内壁
や大腸内壁等に適当な色素溶液を撒布して粘膜の微妙な
凹凸を強調して、その形態観察を行い易くするという検
査法が知られている。
赤橙系を呈し、その微妙な凹凸の形態観察を行いにくい
ものとなっている。このような場合には、赤橙系色に対
して明瞭な色コントラストを発揮する青色系の色素溶
液、例えばインジゴカルミン溶液がスコープの鉗子孔を
通して粘膜壁に撒布されると、その色素溶液は粘膜壁の
凹部に集まる傾向にあるのに対し、粘膜壁の凸部からは
排除される傾向にあり、このため粘膜壁面の微妙な凹凸
形態が色コントラストにより非常に観察し易くなる。
では、人体に無害でかつ安価な色素を用意しなければな
らず、また色素撒布のために検査時間が長くなり患者の
苦痛が増大する、あるいは一旦色素撒布を行った直後に
はその粘膜壁を元の状態で観察することができない等の
問題点がある。この問題を改善するために、最近では特
開2001−25025号公報に示されるように、画像
処理によってあたかも色素撒布したかのような色コント
ラストで再現しうる電子内視鏡装置が考えられている。
の周囲8画素の平均信号レベル値とを比較し、特定画素
の信号レベル値が低い場合には被写体の対応部位は周囲
から窪んでいると判断して、赤色画素信号および緑色画
素信号の信号レベル値を低減することにより青色成分を
強調する擬似色素撒布処理を行う。これにより、モニタ
装置に再現されるカラー画像は、あたかも青色系色素溶
液を撒布したかのような色コントラストを呈する。
は、凹部を確実に検出できない場合が生じる。なぜな
ら、周囲画素の中に極端に信号レベル値が低い画素があ
る場合、例えば特定画素の信号レベル値を86、周囲8
画素の信号レベル値をそれぞれ100、90、70、1
00、100、60、60および100とすると、周囲
8画素の相加平均は85となり、相対的に特定画素は凹
部に相当するのにも関わらず凹部とみなされなくなって
青色成分が強調されないためである。従って、擬似色素
撒布処理を行った画像においても粘膜壁面の微妙な凹凸
が検出し難くなり、僅かな病変部を見落とす恐れがあ
る。
鑑み、凹部に相当する部位の青色成分を確実に強調でき
る電子内視鏡装置を得ることを課題としている。
装置は、スコープの先端に設けた固体撮像素子から読み
出される1フレーム分の色画素信号に基づいてビデオカ
ラー信号を生成する電子内視鏡装置であって、1フレー
ム分の色画素信号に含まれる特定画素に対応する色画素
信号の信号レベル値を、所定の画素配列方向において特
定画素の周囲に近接する全ての近接周囲画素に対応する
色画素信号の信号レベル値と比較する比較手段と、比較
手段による比較結果に応じて特定画素に対応する色画素
信号の信号レベル値を変更処理することによりビデオカ
ラー信号のカラーバランスを変更させるカラーバランス
変更手段とを備えることを最も主要な特徴とする。
号が原色の赤色画素信号、緑色画素信号および青色画素
信号を含み、カラーバランス変更手段が赤色画素信号お
よび緑色画素信号の信号レベル値を変更処理する。
が、複数の画素配列方向に関して特定画素に対応する色
画素信号の信号レベル値を複数の画素配列方向のそれぞ
れにおいて全ての近接周囲画素に対応する色画素信号の
信号レベル値と比較する。
ランス変更手段が、特定画素に対応する色画素信号の信
号レベル値が、複数の画素配列方向のうち少なくとも1
つの画素配列方向において全ての近接周囲画素に対応す
る色画素信号の信号レベル値より小さい時に、特定画素
に対応する色画素信号の信号レベル値を低減する。
ランス変更手段が、特定画素に対応する色画素信号の信
号レベル値が全ての近接周囲画素に対応する色画素信号
の信号レベル値より小さい時に、特定画素に対応する色
画素信号の信号レベル値を所定値だけ低減してもよい
し、またカラーバランス変更手段が、特定画素に対応す
る色画素信号の信号レベル値が全ての近接周囲画素に対
応する色画素信号の信号レベル値より小さい時に、特定
画素に対応する色画素信号の信号レベル値を所定の割合
だけ低減してもよい。
添付図面を参照して説明する。
実施形態を示すブロック図である。電子内視鏡装置は、
可撓管20を有するスコープ10と、スコープ10に着
脱自在な電子内視鏡用のプロセッサ100と、プロセッ
サ100に接続されるモニタ装置200とを備える。
ガイド部材12が可撓管先端部20aにまで挿通してお
り、光ガイド部材12の基端側はスコープ10のプロセ
ッサ100への装着時にプロセッサ100に設けられた
光源102に光学的に接続される。光源102は、例え
ばキセノンランプやハロゲンランプなどの白色光源ラン
プである。
り112が設けられ、この絞り112は図示しない絞り
調整回路によりその開度が調整され、これにより光ガイ
ド部材12に供給する照明光の光量が適宜調節される。
に面順次方式が採用されるので、絞り112のさらに光
ガイド部材12側には回転式のカラーフィルタ114が
設けられる。このカラーフィルタ114は円板状を呈
し、白色光に含まれる赤色光成分のみを透過する赤色フ
ィルタ、緑色光成分のみを透過する緑色フィルタおよび
青色光成分のみを透過する青色フィルタが円周方向に沿
って等間隔に配されている。各色フィルタの間は遮光領
域とされる。カラーフィルタ114は一定速度で回転さ
せられ、光源102から供給された白色照明光が、各色
フィルタを透過することによって赤色(R)照明光、緑
色(G)照明光および青色(B)照明光に順次変換され
る。
緑色照明光または青色照明光は集光レンズ116によっ
て光ガイド部材12の入射端面12aに集光させられ、
さらに光ガイド部材12によって可撓管先端部20aへ
導かれる。このようにカラーフィルタ114が一定速度
で回転することにより、可撓管先端部20aからは赤色
照明光、緑色照明光および青色照明光が一定時間だけ間
欠的に射出され、その前方に位置する被写体、例えば消
化器官の内壁Xが各色照明光により順次照明される。
ばCCDから成る撮像センサ14が設けられ、この撮像
センサ14は対物レンズ系16と組み合わされる。3色
照明光は被写体により反射され、対物レンズ系16によ
ってCCDの受光面に結像される。各色照明光により被
写体が照明されている間は撮像センサ14によって各色
の光学的被写体像が1フレーム分のアナログ電気信号、
即ちアナログ画素信号に光電変換され、その後に続く遮
光期間においてこのアナログ画素信号が撮像センサ14
から読み出される。これにより、各色照明光に対応した
アナログ画素信号がそれぞれ1フレーム分だけ順に読み
出される。
ナログ画素信号は、プロセッサ100のCCDプロセス
回路120に順次入力され、ここで撮像センサ14の特
性やスコープ10の光学特性に応じた処理、例えばクラ
ンプ処理やサンプルホールド処理、ガンマ補正処理、ホ
ワイトバランス補正処理、輪郭強調処理および増幅処理
等が施される。CCDプロセス回路120で処理された
3色のアナログ画素信号はA/D変換器122に送ら
れ、そこで例えば8ビットのデジタル画素信号に変換さ
れて、次いでフレームメモリ124に書き込まれて一時
的に格納される。従ってこのフレームメモリ124には
赤色デジタル画素信号、緑色デジタル画素信号および青
色デジタル画素信号がそれぞれ1フレーム分だけ格納さ
れる。
は、撮像センサ14の受光面にマトリクス状に配された
多数個の画素のそれぞれについて例えば256階調で表
された信号レベル値による画素データの画素数分の集合
であり、この信号レベル値には輝度情報と光の3原色に
関する色濃度情報とが含まれる。信号レベル値が大きい
ほど輝度が高く(明るい)、色濃度が低い(色が薄い)
ことを示している。凹凸形状の被写体を撮像した場合に
は、凹部は周囲より暗いため、その凹部に相当する画素
の信号レベル値は相対的に小さくなり、逆に凸部に相当
する画素の信号レベル値は相対的に大きくなる。
た1フレーム分の赤色デジタル画素信号がm×nのマト
リクス状に配置された8ビット構成の赤色画素データr
11〜rmnとして模式的に示され、各赤色画素データr11
〜rmnはその該当赤色画素信号のレベル値を示す。図2
に示すように、フレームメモリ124からの個々の赤色
画素データの読み出しはライン読み出し方向および画素
読み出し方向に従って行われる。具体的には、第1ライ
ンに含まれる赤色画素データr11〜r1nが画素読み出し
方向に沿って一画素ずつ読み出され、第1ラインの全画
素データの読み出しが終了すると、第2ラインに含まれ
る赤色画素データr21〜r2nが画素読み出し方向に沿っ
て一画素ずつ読み出される。同様にして、第mラインま
での赤色画素データが読み出される。
後、所定時間をおいて緑色画素データg11〜gmnが同様
の方法で読み出され、さらにその後、所定時間をおいて
青色画素データb11〜bmnが同様の方法で順次読み出さ
れる。
24の後段にはデマルチプレクサ128および擬似色素
撒布処理回路130を介して3つのフレームメモリ、即
ちRメモリ140r、Gメモリ140gおよびBメモリ
140bが接続される。デマルチプレクサ128は1つ
の入力端子INと2つの出力端子OUT1およびOUT
2とを備え、入力端子INに入力された画素データを、
システムコントロール回路150からの選択信号に基づ
いて第1または第2出力端子OUT1、OUT2のいず
れか一方に振り分けて出力するスイッチ機能を有する。
デマルチプレクサ128の第1出力端子OUT1は3つ
のメモリ140r、140g、140bに直接接続さ
れ、第2出力端子OUT2は擬似色素撒布処理回路13
0を介して3つのメモリ140r、140g、140b
に間接的に接続される。
は、あたかも青色系色素溶液を撒布したかの様に赤色、
緑色および青色のカラーバランスを変更する擬似色素撒
布モードと、そのようなカラーバランス変更を行わない
通常モードとのいずれか一方を選択可能であり、モード
選択はプロセッサ100の表面に設けられた操作パネル
118のモード切替スイッチSWにより設定される。電
源を投入した直後の初期状態では通常モードが自動的に
選択される。
マルチプレクサ128において実線で示すように第1出
力端子OUT1が選択され、フレームメモリ124から
読み出された各色画素データはそのまま3つのメモリ1
40r、140g、140bにそれぞれ書き込まれる。
即ち、赤色画素データはRメモリ140rに格納され、
緑色画素データはGメモリ140gに、青色画素データ
はBメモリ140bにそれぞれ格納される。
びBメモリ140bに格納された3色の画素データは、
これらメモリ140r、140g、140bから同時に
読み出され、D/A変換器142によりアナログ信号に
変換され、ビデオプロセス回路144に送られる。ビデ
オプロセス回路144はカラーエンコーダを備え、ここ
で3色アナログ画素信号から輝度信号、色差信号、およ
び色差信号を変調したクロマ信号が生成され、さらに輝
度信号とクロマ信号と同期信号とを多重したNTSC方
式のコンポジットビデオ信号などのアナログビデオカラ
ー信号が生成される。
00からモニタ装置200に出力される。モニタ装置2
00ではアナログビデオカラー信号に基づいて画面上に
カラーの被写体像が再現される。ここで再現されるカラ
ー画像は、白色光で照明した被写体を肉眼で見たときの
カラーバランスに極めて近いカラーバランスを有するよ
うに、CCDプロセス回路120においてホワイトバラ
ンス調整されている。
等の外部入力装置300が接続され、この外部入力装置
300から入力された患者名や図示しないタイマ回路か
ら得られる検査日時等の文字情報はシステムコントロー
ル回路150により文字パターン信号に変換されてビデ
オプロセス回路に出力され、ここで3色画素データに付
加される。これにより、モニタ装置200の画面上には
光学的被写体像の再現カラー画像と共に文字情報が表示
される。
るときには、デマルチプレクサ128は赤色画素データ
および緑色画素データの読出し時には破線で示すように
第2出力端子OUT2を選択し、赤色画素データおよび
緑色画素データは擬似色素撒布処理回路130に入力さ
れる。擬似色素撒布処理回路130では、赤色画素デー
タおよび緑色画素データについて、全画素のうち、近接
する周囲画素の信号レベル値より低い信号レベル値を持
つ画素はその信号レベル値が低減される。そしてフレー
ムメモリ124からの青色画素データの読出し時にはデ
マルチプレクサ128は第1出力端子OUT1を選択
し、青色画素データは擬似色素撒布処理回路130を経
ずに直接Bメモリ140bに出力されてそこに書き込ま
れる。
ると、凹部に対応する画素について赤色成分および緑色
成分が抑えられ、モニタ装置200の画面には、あたか
もインジゴカルミン溶液等の赤橙色系に対して明瞭な色
コントラストを発揮する青色系の色素溶液を被写体に撒
布したときに得られるような再現カラー画像が表示さ
れ、凹凸形態が容易に観察できる。特に、信号レベル値
が周囲より低い画素はいっそう強調の度合いが大きくな
るため、色コントラストが大きくなって、胃内壁や大腸
内壁などの微妙な凹凸が強調され得る。
ッサ100の全動作を制御するマイクロコンピュータで
あり、中央演算処理ユニット(CPU)、種々のルーチ
ンを実行するためのプログラムやパラメータを格納する
読み出し専用メモリ(ROM)、データ等を一時的に格
納する書き込み/読み出し自在なメモリ(RAM)、入
出力インターフェース(I/O)を備える。
ロック発生回路(不図示)から得られる基本クロックパ
ルス及びシステムコントロール回路150からの制御信
号に基づいて種々の制御クロックパルスが生成され、こ
れら制御クロックパルスによりスコープ10およびプロ
セッサ100の各回路が動作させられる。具体的には、
撮像センサ14からのアナログ画素信号の読み出し、C
CDプロセス回路120の処理、A/D変換器122の
サンプリング、フレームメモリ124に対する画素デー
タの書き込み/読み出し、デマルチプレクサ128の切
替え、擬似色素撒布処理回路130における擬似色素撒
布処理等を制御する。
体の外側壁面に取付けられ、前述のモード切替スイッチ
SWの他にホワイトバランスや光量などを手動で調整す
るスイッチや、種々のモードを設定するためのスイッチ
を複数個備えている。また、その側方には電源回路15
4のON/OFFを切替える主電源ボタン156が設け
られる。電源回路154は図示しない商用電源に接続さ
れ、主電源スイッチ156をONに切替えると、プロセ
ッサ100の各回路や光源102およびスコープ10へ
給電され、プロセッサ100およびスコープ10は作動
可能状態となる。
ング可能な集積回路、例えばPLD(Programmable Log
ic Device)から成り、特定の画素を中心としてその画
素と近接する周囲の8画素の信号レベル値とにそれぞれ
重み付けを行って積和演算によって求めた値を中心の特
定画素の信号レベル値とするいわゆる空間フィルタリン
グ処理を行う。
30の構成および作用について詳述する。図3は擬似色
素撒布処理回路130の回路構成を詳細に示すブロック
図である。
列に接続された2つの一ライン遅延器D1およびD2を
備える。第1の一ライン遅延器D1の入力端子はデマル
チプレクサ128の第2出力端子OUT2に接続され、
第1の一ライン遅延器D1の出力端子は第2の一ライン
遅延器D2の入力端子に接続される。各一ライン遅延器
D1およびD2は、赤色画素データまたは緑色画素デー
タが入力されると、それぞれ一ライン分の転送時間に相
当する時間だけ遅らせて出力する。
列に接続された1組の一画素遅延器DL1およびDL2
が接続される。即ち、第1の一画素遅延器DL1の入力
端子はデマルチプレクサ128の第2出力端子OUT2
に接続され、第1の一画素遅延器DL1の出力端子は第
2の一画素遅延器DL2の入力端子に接続される。各一
画素遅延器DL1およびDL2は、赤色画素データまた
は緑色画素データが入力されると、それぞれ一画素分の
転送時間に相当する時間だけ遅らせて出力する。
端子には第3の一画素遅延器DL3および第4の一画素
遅延器DL4が順に接続され、第2の一ライン遅延器D
2の出力端子には第5の一画素遅延器DL5および第6
の一画素遅延器DL6が順に接続され、それぞれの一画
素遅延器DL3、DL4、DL5およびDL6では各色
画素データは一画素分の転送時間に相当する時間だけ遅
れて出力される。
順序で赤色画素データr11〜rmn(図2参照)が読み出
されると、デマルチプレクサ128の出力端子OUT2
を介して擬似色素撒布処理回路130に一画素ずつ入力
される。例えば出力端子OUT2から赤色画素データr
33が入力された段階では、第1の一画素遅延器DL1、
第2の一画素遅延器DL2、第1の一ライン遅延器D
1、第3の一画素遅延器DL3、第4の一画素遅延器D
L4、第2の一ライン遅延器D2、第5の一画素遅延器
DL5および第6の一画素遅延器DL6から、それぞれ
画素データr32、r31、r23、r22、r21、r13、r12
およびr11が出力されることになる。
に示したm×nのマトリクス状に配置された赤色画素デ
ータから抽出された3×3のマトリクス状の赤色画素デ
ータを構成することになり、第3の一画素遅延器DL3
から出力される赤色画素データr22は、残りの8個の赤
色画素データr11、r12、r13、r21、r23、r31、r
32およびr33に囲まれる。言い換えると、8個の赤色画
素データr11、r12、r13、r21、r23、r31、r32お
よびr33は、第3の一画素遅延器DL3から出力される
赤色画素データr22に対する近接周囲画素データとな
る。
個の比較器と、4個のAND回路とを備える。第1〜第
8の比較器DH1〜DH8における一方の入力端子は第
3の一画素遅延器DL3の出力端子にそれぞれ接続さ
れ、他方の入力端子は、デマルチプレクサ128の出力
端子OUT2、第1の一画素遅延器DL1、第2の一画
素遅延器DL2、第1の一ライン遅延器D1、第4の一
画素遅延器DL4、第2の一ライン遅延器D2、第5の
一画素遅延器DL5および第6の一画素遅延器DL6の
出力端子にそれぞれ接続される。なお、第1〜第8の比
較器DH1〜DH8の比較結果としては、第3の一画素
遅延器DL3の出力端子に接続される入力端子に入力さ
れるレベルが他方の入力端子に入力されるレベルよりも
小さい場合にはデータ’1’が、そうでない場合にはデ
ータ’0’が出力されるよう構成されている。
器DL3の出力(e)とデマルチプレクサ128の出力
端子OUT2の出力(a)との大小を比較し、その比較
結果を第4のAND回路DA4に出力する。第8の比較
器DH8は、第3の一画素遅延器DL3の出力(e)と
第6の一画素遅延器DL6の出力(i)との大小を比較
し、その比較結果を第4のAND回路DA4に出力す
る。第4のAND回路DA4は、第3の一画素遅延器D
L3の出力(e)が出力端子OUT2の出力(a)およ
び第6の一画素遅延器DL6の出力(i)の双方より小
さい場合には、出力(e)に相当する画素が凹部である
とみなし、データ’1’をOR回路1302に出力す
る。第3の一画素遅延器DL3の出力(e)が出力端子
OUT2の出力(a)および第6の一画素遅延器DL6
の出力(i)の何れか一方に対して大きいまたは等しい
場合には、第4のAND回路DA4は出力(e)に相当
する画素が凸部または平坦部であるとみなし、データ’
0’をOR回路1302に出力する。
9個の赤色画素データr11、r12、r13、r21、r22、
r23、r31、r32およびr33(図2参照)を具体例とし
て説明すると、中心画素データr22を通る図中右下がり
45度の直線に沿う方向(以下、第1の画素配列方向と
記載する)に関して、中心の赤色画素データr22がこれ
を挟む2個の赤色画素データr11およびr33よりも低い
値の場合には、中心赤色画素データr22に対応する画素
が凹部に相当するとみなされる。
器DL3の出力(e)と第1の一画素遅延器DL1の出
力(b)との大小を比較し、その比較結果を第3のAN
D回路DA3に出力する。第7の比較器DH7は、第3
の一画素遅延器DL3の出力(e)と第5の一画素遅延
器DL5の出力(h)との大小を比較し、その比較結果
を第3のAND回路DA3に出力する。第3のAND回
路DA3は、第3の一画素遅延器DL3の出力(e)が
第1の一画素遅延器DL1の出力(b)および第5の一
画素遅延器DL5の出力(h)の双方より小さい場合に
は、出力(e)に相当する画素が凹部であるとみなし、
データ’1’をOR回路1302に出力する。第3の一
画素遅延器DL3の出力(e)が第1の一画素遅延器D
L1の出力(b)および第5の一画素遅延器DL5の出
力(h)の何れか一方に対して大きいまたは等しい場合
には、第3のAND回路DA3は出力(e)に相当する
画素が凸部または平坦部であるとみなし、データ’0’
をOR回路1302に出力する。
9個の赤色画素データr11、r12、r13、r21、r22、
r23、r31、r32およびr33(図2参照)について説明
すると、中心画素データr22を通る垂直線に沿う方向
(ライン読出し方向;以下、第2の画素配列方向と記載
する)に関して、中心画素データr22がこれを挟む2個
の画素データr12およびr32よりも低い値の場合には、
中心赤色画素データr22に対応する画素が凹部に相当す
るとみなされる。
器DL3の出力(e)と第2の一画素遅延器DL2の出
力(c)との大小を比較し、その比較結果を第1のAN
D回路DA1に出力する。第6の比較器DH6は、第3
の一画素遅延器DL3の出力(e)と第2の一ライン遅
延器D2の出力(g)との大小を比較し、その比較結果
を第1のAND回路DA1に出力する。第1のAND回
路DA1は、第3の一画素遅延器DL3の出力(e)が
第2の一画素遅延器DL2の出力(c)および第2の一
ライン遅延器D2の出力(g)の双方より小さい場合に
は、出力(e)に相当する画素が凹部であるとみなし、
データ’1’をOR回路1302に出力する。第3の一
画素遅延器DL3の出力(e)が第2の一画素遅延器D
L2の出力(c)および第2の一ライン遅延器D2の出
力(g)の何れか一方に対して大きいまたは等しい場合
には、第1のAND回路DA1は出力(e)に相当する
画素が凸部または平坦部であるとみなし、データ’0’
をOR回路1302に出力する。
9個の赤色画素データr11、r12、r13、r21、r22、
r23、r31、r32およびr33(図2参照)について説明
すると、中心画素データr22を通る右上がり45度の直
線に沿う方向(以下、第3の画素配列方向と記載する)
に関して、中心赤色画素データr22がこれを挟む2個の
赤色画素データr13およびr31よりも低い値の場合に
は、中心赤色画素データr22に対応する画素が凹部に相
当するとみなされる。
器DL3の出力(e)と第1の一ライン遅延器D1の出
力(d)との大小を比較し、その比較結果を第2のAN
D回路DA2に出力する。第5の比較器DH5は、第3
の一画素遅延器DL3の出力(e)と第4の一画素遅延
器DL4の出力(f)との大小を比較し、その比較結果
を第2のAND回路DA2に出力する。第2のAND回
路DA2は、第3の一画素遅延器DL3の出力(e)が
第1の一ライン遅延器D1の出力(d)および第4の一
画素遅延器DL4の出力(f)の双方より小さい場合に
は、出力(e)に相当する画素が凹部であるとみなし、
データ’1’をOR回路1302に出力する。第3の一
画素遅延器DL3の出力(e)が第1の一ライン遅延器
D1の出力(d)および第4の一画素遅延器DL4の出
力(f)の何れか一方に対して大きいまたは等しい場合
には、第2のAND回路DA2は出力(e)に相当する
画素が凸部または平坦部であるとみなし、データ’0’
をOR回路1302に出力する。
9個の赤色画素データr11、r12、r13、r21、r22、
r23、r31、r32およびr33(図2参照)について説明
すると、中心画素データr22を通る水平線に沿う方向
(画素読出し方向;以下、第4の画素配列方向と記載す
る)に関して、中心赤色画素データr22がこれを挟む2
個の赤色画素データr21およびr23よりも低い値の場合
には、中心赤色画素データr22に対応する画素が凹部に
相当するとみなされる。
A1、DA2、DA3およびDA4からの出力が何れか
1つでも’1’であった場合にはデータ’1’を選択器
1304に出力し、4つの出力の全てが’0’であった
場合にはデータ’0’を選択器1304に出力する。
(r22)から2つの低減量の値’0’および’Δk’が
システムコントロール回路150により与えられてお
り、OR回路1302の出力に基づいて何れか一方の値
を加算器1306に出力する。信号レベル低減量Δkは
通常モード設定時には’0’に設定され、擬似色素撒布
モード設定時には適当な負の値、例えば’−50’に設
定される。
場合には、中心赤色画素データ(r 22)に対応する画素
が上記第1〜第4の画素配列方向のうち少なくとも1方
向に関して凹部であるとみなされて、選択器1304に
おいて中心赤色画素データ(r22)の信号レベル値を低
減させるべく信号レベル低減量’Δk’が選択され、加
算器1306に出力される。加算器1306には選択器
1304および第3の一画素遅延器DL3の出力とが入
力され、両者の和、即ち擬似色素撒布モードであれば中
心赤色画素データ(r22)から50だけ差し引いた信号
レベル値がクリップ回路1308に出力され、通常モー
ドであれば中心赤色画素データ(r22)がそのままクリ
ップ回路1308に出力される。
て0が設定されており、入力値が0より小さい場合にの
み出力値を’0’とし、入力値が0以上の場合には入力
値をそのまま出力する。クリップ回路1308から出力
された中心赤色画素データ(r22)即ち擬似色素撒布処
理回路130において一定量だけ信号レベルが低減され
た中心赤色画素データ(r22)は、Rメモリ140rに
書き込まれる。
った場合には、中心赤色画素データ(r22)に対応する
画素が凸部または平坦部であるとみなされて、選択器1
304において低減量’0’が選択され、加算器130
6に出力される。加算器1306には選択器1304お
よび第3の一画素遅延器DL3の出力とが入力され、両
者の和、即ち中心赤色画素データ(r22)がそのままク
リップ回路1308に出力される。従って、OR回路1
302出力が’0’であった場合には中心赤色画素デー
タ(r22)は何らその信号レベル値を変更されることな
くRメモリ140rに書き込まれる。
れているときには、擬似色素撒布処理回路130におい
て中心画素の赤色信号レベル値が所定の画素配列方向に
おいて近接する周囲画素の信号レベル値よりも低い場合
には被写体の凹部に相当する箇所であると判断され、中
心画素の赤色信号レベル値は低減されて出力される。一
方、中心画素の赤色信号レベル値が何れの画素配列方向
に関しても近接周囲画素の信号レベル値と同じまたは高
い場合には被写体の平坦部または凸部に相当する箇所で
あると判断され、中心画素の信号レベル値はなんら変更
されることなく出力される。このような擬似色素撒布処
理は、擬似色素撒布処理回路130に一画素ずつ赤色画
素データが入力される毎に繰り返し行われる。赤色画素
データの全画素(m×n画素)について擬似色素撒布処
理が終了すると、続いて緑色画素データの全画素につい
て同様の擬似色素撒布処理が施され、擬似色素撒布処理
が施された緑色画素データはGメモリ140gに書き込
まれる。
と、凹凸のある被写体を撮像すれば、凹部に相当する画
素についてのみ赤色成分および緑色成分のレベルが低減
され、その再現カラー画像においてはあたかも青色系色
素溶液を撒布したかのような様相を呈する。
の近接周囲8画素の信号レベル値を相加平均した値とを
比較して凹部を検出していた。しかし、相加平均値を参
照する場合、周囲画素の中に極端に信号レベル値が低い
画素があると、相対的に中心画素は凹部に相当するのに
も関わらず凹部とみなされないことがある。しかし、本
実施形態においては第1〜第4の画素配列方向のうちい
ずれか1方向において2つの周囲画素より信号レベル値
が低ければ、その中心画素は凹部であるとみなされるの
で、凹部を確実に検出できるという効果を奏する。従っ
て、擬似色素撒布処理を行った画像において粘膜壁面の
微妙な凹凸が検出し易くなり、僅かな病変部を早期発見
することができる。
ッチSWのOFF時即ち通常モード選択時には自動的に
0に設定され、モード切替スイッチSWのON時即ち擬
似色素撒布モード選択時には操作パネル118により所
定値に設定される。信号レベル低減量Δkは赤色および
緑色デジタル画素信号のレベルを低減する量を決定する
定数であり、本実施形態では’−50’に設定される。
なお信号レベル低減量Δkの値は負の値であればよく、
特に本実施形態に限定されることはなく操作者の好みに
応じた値に変更することが可能である。
において実行される信号レベル低減量設定ルーチンを示
すフローチャートである。この信号レベル低減量設定ル
ーチンの実行はプロセッサ100の主電源スイッチ15
6のONにより開始される。
替スイッチSWのONであるか否かが判定され、モード
切替スイッチSWがOFFである場合にはさらにステッ
プS104において外部入力装置300の所定のキーK
EYがONであるか否かが判定される。モード切替スイ
ッチSWおよびキーKEYのいずれか一方でもONであ
れば、ステップS106において擬似色素撒布モードが
設定され、ステップS108において信号レベル低減量
Δkが’−20’に設定されてステップS102に戻
る。モード切替スイッチSWおよびキーKEYの双方が
OFFであると判定されると、ステップS110におい
て通常モードが設定され、ステップS112において信
号レベル低減量Δkが’0’に設定されてステップS1
02に戻る。
装置によると、いずれか1つの画素配列方向に関して周
囲より信号レベル値の低い画素については赤色成分およ
び緑色成分が抑えられることによりその画素の青色成分
を強調でき、擬似色素撒布処理された再現カラー画像に
おいて凹部を確実に強調表示できる。
形態を示す図であって、擬似色素撒布処理回路の他の例
を示すブロック図である。第2実施形態の電子内視鏡装
置は、擬似色素撒布処理回路において加算器1306お
よびクリップ回路のかわりに係数器が設けられ、また選
択器に与えられる値が1および信号レベル低減係数k
(1より小さい正の数)である点で第1実施形態と異な
っているが、その他の構成は第1実施形態と同様であ
り、同じ構成については同符号を付し、説明を省略す
る。
26を備え、この係数器1326は第3の一画素遅延器
DL3の出力と、選択器1324の出力との積をRメモ
リ140rまたはGメモリ140gに出力する。選択器
1324にはシステムコントロール回路150により1
または可変パラメータである信号レベル低減係数kが与
えられており、OR回路1302から選択器1324に
データ’1’が入力されると少なくとも1つの画素配列
方向において凹部であるとみなされ、信号レベル低減係
数’k’が係数器1326に出力される。このとき係数
器1326においては第3の一画素遅延器DL3の出力
即ち中心画素の信号レベル値に信号レベル低減係数’
k’が乗算されるため、信号レベル値は一定の割合で低
減される。なお、信号レベル低減係数kは外部入力装置
300から操作者の好みに応じた値に変更することが可
能である。
4にデータ’0’が入力されると何れの画素配列方向に
おいても凸部または平坦部とみなされ、データ’1’が
係数器1326に出力される。このとき係数器1326
においては第3の一画素遅延器DL3の出力即ち中心画
素の信号レベル値に’1’が乗算されるため、信号レベ
ル値は何ら変わらない。
ずれか1つの画素配列方向に関して周囲より信号レベル
値の低い画素については赤色成分および緑色成分が抑え
られることによりその画素の青色成分を強調でき、擬似
色素撒布処理された再現カラー画像において凹部を確実
に強調表示できる。
形態を示すブロック図である。第3実施形態の電子内視
鏡装置は、撮像方式が面順次方式ではなく同時方式を採
用している点で第1実施形態と異なっているが、その他
の構成は第1実施形態と同様であり、同じ構成について
は同符号を付し、説明を省略する。
すような回転カラーフィルタは設けられず、光源102
から出射された白色照明光はそのまま被写体Xに導かれ
る。撮像センサ514は補色チップフィルタが受光面上
に配されたCCDを備え、撮像センサ514から読み出
されるアナログ画素信号は補色信号である。アナログ画
素信号はCCDプロセス回路120を経てA/D変換器
122によってデジタル画素信号に変換され、フレーム
メモリ124に順次1フレーム分だけ書き込まれる。フ
レームメモリ124から読み出された補色信号であるデ
ジタル画素信号はRGB変換器525において原色の赤
色デジタル画素信号、緑色デジタル画素信号および青色
デジタル画素信号に変換され、それぞれ第1擬似色素撒
布処理回路527、第2擬似色素撒布処理回路529お
よび遅延量調節器531に入力される。
ジタル画素信号に擬似色素撒布処理を施してD/A変換
器142に出力し、第2擬似色素撒布処理回路529は
緑色デジタル画素信号に擬似色素撒布処理を施してD/
A変換器142に出力し、遅延量調節器531は擬似色
素撒布処理に要する時間分だけ遅延して青色デジタル画
素信号を出力する。これにより、同一画素の赤色デジタ
ル画素信号、緑色デジタル画素信号および青色デジタル
画素信号が同時にD/A変換器142に入力される。
置においても、第1および第2実施形態と同様、所定画
素配列方向に関して周囲の近接画素の信号レベル値より
低い信号レベル値を有する画素については赤色成分およ
び緑色成分を抑えることにより、その画素の青色成分を
強調でき、擬似色素撒布処理された再現カラー画像にお
いて凹部を確実に強調表示できる。また色コントラスト
の良好な観察し易い再現カラー画像を得ることができ
る。
装置は、凹部を確実に強調表示できるので、僅かな病変
部も見落とすことなく確実な診断ができるという利点が
ある。
示すブロック図である。
べき赤色デジタル画素信号をマトリクス状に配列して示
す模式図である。
路の詳細ブロック図である。
実行される信号レベル低減量設定ルーチンを示すフロー
チャートである。
示す図であって、擬似色素撒布処理回路の他の例を示す
ブロック図である。
示すブロック図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 スコープの先端に設けた固体撮像素子か
ら読み出される1フレーム分の色画素信号に基づいてビ
デオカラー信号を生成する電子内視鏡装置であって、 前記1フレーム分の色画素信号に含まれる特定画素に対
応する色画素信号の信号レベル値を、所定の画素配列方
向において前記特定画素の周囲に近接する全ての近接周
囲画素に対応する色画素信号の信号レベル値と比較する
比較手段と、 前記比較手段による比較結果に応じて前記特定画素に対
応する色画素信号の信号レベル値を変更処理することに
より、前記ビデオカラー信号のカラーバランスを変更さ
せるカラーバランス変更手段とを備えることを特徴とす
る電子内視鏡装置。 - 【請求項2】 前記色画素信号が、原色の赤色画素信
号、緑色画素信号および青色画素信号を含み、前記カラ
ーバランス変更手段が前記赤色画素信号および前記緑色
画素信号の信号レベル値を変更処理することを特徴とす
る請求項1に記載の電子内視鏡装置。 - 【請求項3】 前記比較手段が、複数の画素配列方向に
関して前記特定画素に対応する色画素信号の信号レベル
値を前記複数の画素配列方向のそれぞれにおいて全ての
前記近接周囲画素に対応する色画素信号の信号レベル値
と比較することを特徴とする請求項1に記載の電子内視
鏡装置。 - 【請求項4】 前記カラーバランス変更手段が、前記特
定画素に対応する色画素信号の信号レベル値が、前記複
数の画素配列方向のうち少なくとも1つの画素配列方向
において全ての前記近接周囲画素に対応する色画素信号
の信号レベル値より小さい時に、前記特定画素に対応す
る色画素信号の信号レベル値を低減することを特徴とす
る請求項1に記載の電子内視鏡装置。 - 【請求項5】 前記カラーバランス変更手段が、前記特
定画素に対応する色画素信号の信号レベル値が全ての前
記近接周囲画素に対応する色画素信号の信号レベル値よ
り小さい時に、前記特定画素に対応する色画素信号の信
号レベル値を所定値だけ低減することを特徴とする請求
項1に記載の電子内視鏡装置。 - 【請求項6】 前記カラーバランス変更手段が、前記特
定画素に対応する色画素信号の信号レベル値が全ての前
記近接周囲画素に対応する色画素信号の信号レベル値よ
り小さい時に、前記特定画素に対応する色画素信号の信
号レベル値を所定の割合だけ低減することを特徴とする
請求項1に記載の電子内視鏡装置。
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