JP2003126028A

JP2003126028A - 電子内視鏡装置

Info

Publication number: JP2003126028A
Application number: JP2001324697A
Authority: JP
Inventors: Satoru Ozawa; 了小澤
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2001-10-23
Filing date: 2001-10-23
Publication date: 2003-05-07
Anticipated expiration: 2021-10-23
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Abstract

(57)【要約】【課題】電子内視鏡装置において、凹部を確実に強調
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

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スコープの先端に
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。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子内視鏡装置はカラー画像を再
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。

【０００３】詳述すると、胃内壁や大腸内壁は全体的に
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。

【０００４】しかし、上述したような色素内視鏡検査法
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。

【０００５】具体的には、特定画素の信号レベル値とそ
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。

【０００６】しかし上記のような擬似色素撒布処理で
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。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る電子内視鏡
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。

【０００９】上記電子内視鏡装置においては、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、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。

【００１０】上記電子内視鏡装置においては、比較手段
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。

【００１１】上記電子内視鏡装置においては、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、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。

【００１２】上記電子内視鏡装置においては、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。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
添付図面を参照して説明する。

【００１４】図１は本発明に係る電子内視鏡装置の第１
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。

【００１５】スコープ１０には光ファイバ束から成る光
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。

【００１６】光源１０２の光射出側（図中左側）には絞
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。

【００１７】本実施形態ではカラー画像を再現するため
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。

【００１８】カラーフィルタ１１４を経た赤色照明光、
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。

【００１９】可撓管先端部２０ａには固体撮像素子例え
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。

【００２０】撮像センサ１４から読み出された３色のア
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。

【００２１】これら１フレーム分のデジタル画素信号
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。

【００２２】図２にはフレームメモリ１２４に格納され
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〜ｒ_mnとして模式的に示され、各赤色画素データｒ₁₁
〜ｒ_mn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〜ｒ_1n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〜ｒ_2n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。

【００２３】赤色画素データｒ₁₁〜ｒ_mnが読み出された
後、所定時間をおいて緑色画素データｇ₁₁〜ｇ_mn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〜ｂ_mnが同様の方法で順次読み出さ
れる。

【００２４】再び図１を参照すると、フレームメモリ１
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。

【００２５】本実施形態のプロセッサ１００において
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。

【００２６】通常モードが選択されているときには、デ
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。

【００２７】Ｒメモリ１４０ｒ、Ｇメモリ１４０ｇおよ
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。

【００２８】アナログビデオカラー信号はプロセッサ１
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。

【００２９】プロセッサ１００にはキーボードやマウス
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。

【００３０】一方、擬似色素撒布モードが設定されてい
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。

【００３１】このように、擬似色素撒布モードを設定す
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。

【００３２】システムコントロール回路１５０はプロセ
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。

【００３３】タイミングジェネレータ１５２では基本ク
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。

【００３４】操作パネル１１８はプロセッサ１００の筐
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。

【００３５】擬似色素撒布処理回路１３０はプログラミ
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。

【００３６】図３を参照して、擬似色素撒布処理回路１
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。

【００３７】擬似色素撒布処理回路１３０は、互いに直
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。

【００３８】また、第２出力端子ＯＵＴ２には互いに直
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。

【００３９】同様に、第１の一ライン遅延器Ｄ１の出力
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。

【００４０】フレームメモリ１２４から前述したような
順序で赤色画素データｒ₁₁〜ｒ_mn（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。

【００４１】即ち、上記９個の赤色画素データは、図２
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。

【００４２】擬似色素撒布処理回路１３０は、さらに８
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。

【００４３】第１の比較器ＤＨ１は、第３の一画素遅延
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。

【００４４】即ち、３×３のマトリクス状に配列された
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。

【００４５】第２の比較器ＤＨ２は、第３の一画素遅延
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。

【００４６】即ち、３×３のマトリクス状に配列された
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。

【００４７】第３の比較器ＤＨ３は、第３の一画素遅延
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。

【００４８】即ち、３×３のマトリクス状に配列された
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。

【００４９】第４の比較器ＤＨ４は、第３の一画素遅延
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。

【００５０】即ち、３×３のマトリクス状に配列された
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。

【００５１】ＯＲ回路１３０２は、４つのＡＮＤ回路Ｄ
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。

【００５２】選択器１３０４には、中心赤色画素データ
（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。

【００５３】ＯＲ回路１３０２の出力が’１’であった
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。

【００５４】クリップ回路１３０８にはクリップ値とし
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。

【００５５】一方、ＯＲ回路１３０２出力が’０’であ
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。

【００５６】このように、擬似色素撒布モードが選択さ
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。

【００５７】従って、擬似色素撒布モードが選択される
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。

【００５８】従来では、中心画素の信号レベル値と、そ
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。

【００５９】信号レベル低減量Δｋは、モード切替スイ
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。

【００６０】図４は、システムコントロール回路１５０
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。

【００６１】まず、ステップＳ１０２においてモード切
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。

【００６２】以上のように、第１実施形態の電子内視鏡
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。

【００６３】図５は本発明の電子内視鏡装置の第２実施
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。

【００６４】擬似色素撒布処理回路２３０は係数器１３
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。

【００６５】一方、ＯＲ回路１３０２から選択器１３２
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。

【００６６】このように、第２実施形態においても、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。

【００６７】図６は本発明の電子内視鏡装置の第３実施
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。

【００６８】撮像方式が同時方式であるため、図１に示
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。

【００６９】第１擬似色素撒布処理回路５２７は赤色デ
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、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。

【００７０】このように、第３実施形態の電子内視鏡装
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。

【００７１】

【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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電子内視鏡装置の第１実施形態を
示すブロック図である。

【図２】図１に示す擬似色素撒布処理回路に入力される
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。

【図３】図１に示すプロセッサ内の擬似色素撒布処理回
路の詳細ブロック図である。

【図４】図１に示すシステムコントロール回路において
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。

【図５】本発明による電子内視鏡装置の第２実施形態を
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。

【図６】本発明による電子内視鏡装置の第３実施形態を
示すブロック図である。

【符号の説明】

１０スコープ１４固体撮像素子１００プロセッサ１３０、２３０擬似色素撒布処理回路１５０システムコントロール回路２００モニタ装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 9/68 Ｈ０４Ｎ 9/68 Ａ 9/73 9/73 ＺＦターム(参考） 2H040 GA02 GA05 GA11 4C061 AA00 BB00 CC06 DD00 GG01 JJ11 LL02 MM02 NN01 NN05 PP12 QQ02 RR04 RR23 SS09 TT02 TT03 TT13 WW08 WW09 5C054 CC07 FC03 FE09 GA04 GB01 HA12 5C065 AA04 BB01 DD03 EE03 GG13 GG26 5C066 AA01 CA21 EA03 GA01 KA12 KD01 KE05

Claims

【特許請求の範囲】

【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。