JP2003126030A

JP2003126030A - 電子内視鏡装置

Info

Publication number: JP2003126030A
Application number: JP2001324484A
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

Abstract

(57)【要約】【課題】電子内視鏡装置において、凹部に対応する部
位の特定色成分を補色で表示する。【解決手段】プロセッサ１００はスコープ１０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
素信号を読み出し、カラーバランス処理部１３０におい
て特定画素の信号レベル値が近接周囲画素の平均信号レ
ベル値より低い場合には、その特定画素について信号レ
ベル値を反転することにより、補色で強調したカラー画
像をモニタ装置２００の画面に表示する。

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
ラストでカラー画像を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、特定の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を強
調するカラーバランス変更処理を行う。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。
モニタ装置にはこのカラーバランス変更処理が施された
カラー画像と通常のカラー画像のいずれか一方を切換え
て表示することができる。

【０００６】しかし上記のような電子内視鏡装置では、
胃内壁等の相対的に赤橙色成分が強い部位の窪みを観察
することを前提にしているため、静脈血管等の青みがか
った部位を観察する場合には、画面上で青色を呈する部
位が窪みなのか静脈血管なのかがかえって判別し難くな
るという問題が生じる。

【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、青みがかった部位でも明瞭に再現表示できるカラ
ーバランス変更処理機能を持った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得ら
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
信号を生成し、このビデオカラー信号に基づいてモニタ
装置の画面に再現カラー画像を表示させる電子内視鏡装
置であって、被写体の凹部に相当する色画素信号を検出
する検出手段と、凹部に相当する画素の色を補色でモニ
タ装置に表示させるために色画素信号の信号レベル値を
変更す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、カラーバラ
ンス変更手段は、具体的には、凹部に相当する画素の信
号レベル値を、最大信号レベル値から固体撮像素子から
得られた信号レベル値を差し引いた値に定める。

【００１０】上記電子内視鏡装置において、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
信号を含んでもよく、この場合、検出手段が赤色画素信
号、緑色画素信号および青色画素信号のそれぞれについ
て特定画素の信号レベル値がその近接周囲８画素の平均
信号レベル値に対して低いか否かを検出することが好ま
しい。また上記電子内視鏡装置において、色画素信号が
輝度信号を含んでいてもよく、このとき検出手段が輝度
信号について特定画素の信号レベル値がその近接周囲８
画素の平均信号レベル値に対して低いか否かを検出する
ことが好ましい。

【００１１】

【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。

【００１２】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を有する電子スコープ（以下、スコープと記
載する）１０と、スコープ１０に着脱自在な電子内視鏡
用の映像信号処理プロセッサ（以下、プロセッサと記載
する）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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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
域である。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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】フレームメモリ１２４に１フレーム分の赤
色デジタル画素信号、緑色デジタル画素信号および青色
デジタル画素信号の書き込みが終了すると、これら色画
素信号は同時に読み出されてそれぞれＲメモリ１２６
ｒ、Ｇメモリ１２６ｇおよびＢメモリ１２６ｂに書き込
まれる。

【００２１】図２にはＲメモリ１２６ｒ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Ｒ₁₁〜
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、Ｒメモリ１２６ｒ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。

【００２２】赤色画素データＲ₁₁〜Ｒ_mnが読み出される
と同時に、緑色画素データＧ₁₁〜Ｇ _mnおよび青色画素デ
ータＢ₁₁〜Ｂ_mnが同様の方法でＧメモリ１２６ｇおよび
Ｂメモリ１２６ｂから順次読み出される。

【００２３】本実施形態のプロセッサ１００において
は、あたかも赤色、緑色および青色のカラーバランスを
変更した擬似色素散布カラー画像を表示する擬似色素撒
布モードと、通常カラー画像を表示する通常モードとの
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または外部入力装置（ここではキーボ
ード）３００の所定キーＫＥＹ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。

【００２４】通常モードが選択されているときには、各
メモリ１２６ｒ、１２６ｇおよび１２６ｂから同時に読
み出された３色画素データはカラーバランス変更処理部
１３０において何ら信号レベル値を更新されずにＤ／Ａ
変換器１４２へ出力される。３色画素データは、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１４
４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、色差信号およびこの色差信号を変調
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。

【００２５】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の
通常カラー画像表示領域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ビデオプロセス回路１４
４でホワイトバランス調整が成されている。

【００２６】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
ら得られる観察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。

【００２７】一方、擬似色素撒布モードが設定されてい
るときには、赤色画素データ、緑色画素データおよび青
色画素データはカラーバランス変更処理部１３０に入力
され、ここでカラーバランス変更処理を受ける。

【００２８】具体的には、カラーバランス変更処理部１
３０の第１擬似色素撒布処理回路１３０ｒにおいて、赤
色画素データの全画素のそれぞれについて近接する周囲
画素の平均信号レベル値より低い信号レベル値を持つ画
素が検出され、周囲画素の平均信号レベル値より低い信
号レベル値を持つ画素の信号レベル値が反転させられ
る。即ち、例えば信号レベル値が２５６階調（０〜２５
５）で表されている場合には、周囲画素の平均信号レベ
ル値より低い信号レベル値を持つ画素の信号レベル値
は、最大レベル値２５５から信号レベル値を差し引いた
値に更新される。カラーバランス変更処理部１３０の第
２擬似色素撒布処理回路１３０ｇは、緑色画素データに
ついて上記第１擬似色素撒布処理回路１３０ｒと同様の
カラーバランス変更処理を行い、またカラーバランス変
更処理部１３０の第３擬似色素撒布処理回路１３０ｂは
青色画素データについて上記第１擬似色素撒布処理回路
１３０ｒと同様のカラーバランス変更処理を行う。これ
により、各画素のカラーバランスがそれぞれ変更され
る。

【００２９】カラーバランス変更処理部１３０において
それぞれカラーバランスが変更された赤色画素データ、
緑色画素データおよび青色画素データは、同時にＤ／Ａ
変換器１４２に入力され、ここでアナログ画素信号に変
換され、ビデオプロセス回路１４４に出力される。

【００３０】ビデオプロセス回路１４４では、上記カラ
ーバランス変更処理を受けた３色画素データに基づいて
カラービデオ信号が生成されモニタ装置２００にはカラ
ーバランスが変更されたカラーバランス変更処理画像が
表示される。

【００３１】カラーバランス変更処理画像は、周囲から
窪んでいる箇所については本来の色の補色で表された画
像である。従って、例えば赤色成分の強い凹部は赤色の
補色であるシアン色成分が強調されるため、色コントラ
ストが大きくなって周囲より窪んでいることがさらに強
調され、凹部が視認し易くなる。同時に、青色成分の強
い凹部は青色の補色である黄色成分が強調される。従っ
て、従来のように青色成分のみを強調した場合、静脈血
管等の青色成分の強い箇所では凹部との色コントラスト
が小さいという問題点があったが、本実施形態では被写
体がどのような色であっても凹部は補色で表されるた
め、凹部と周囲との色コントラストを大きくでき、胃内
壁や大腸内壁などの微妙な凹凸が強調され得る。従っ
て、通常画像では見落としがちな凹凸形状や色の変化に
乏しい早期癌等の病変部が強調されて見易くなり、従来
より容易に病変部を早期発見できる。

【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ではシステ
ムコントロール回路１５０から得られる基本クロックパ
ルス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、ＣＣＤプロセス回路１２０の信号処理、Ａ／Ｄ変換
器１２２のサンプリング、カラーバランス変更処理部１
３０の動作、Ｄ／Ａ変換器１４２の量子化、およびビデ
オプロセス回路１４４のエンコード処理等を制御する。

【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】図３を参照して、第１擬似色素撒布処理回
路１３０ｒの構成および作用について詳述する。図３は
第１擬似色素撒布処理回路１３０ｒの回路構成の詳細ブ
ロック図である。第１擬似色素撒布処理回路１３０ｒは
プログラミング可能な集積回路、例えばＰＬＤ（Progra
mmable Logic Device）から成る。なお、第２および第
３擬似色素撒布処理回路１３０ｇ、１３０ｂは第１擬似
色素撒布処理回路１３０ｒと同じ構成を備えており、こ
こでは説明を省略する。第１擬似色素撒布処理回路１３
０ｒは、特定の画素とその画素に近接する周囲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】第１擬似色素撒布処理回路１３０ｒは、互
いに直列に接続された２つの一ライン遅延回路Ｄ１およ
びＤ２を備える。第１の一ライン遅延回路Ｄ１の入力端
子はＲメモリ１２６ｒの出力端子に接続され、第１の一
ライン遅延回路Ｄ１の出力端子は第２の一ライン遅延回
路Ｄ２の入力端子に接続される。各一ライン遅延回路Ｄ
１およびＤ２は、赤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。

【００３７】また、Ｒメモリ１２６ｒの出力端子には互
いに直列に接続された１組の一画素遅延回路ＤＬ１およ
びＤＬ２が接続される。第１の一画素遅延回路ＤＬ１の
入力端子はＲメモリ１２６ｒの出力端子に接続され、第
１の一画素遅延回路ＤＬ１の出力端子は第２の一画素遅
延回路ＤＬ２の入力端子に接続される。各一画素遅延回
路ＤＬ１およびＤＬ２は、赤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。

【００３８】同様に、第１の一ライン遅延回路Ｄ１の出
力端子には第３の一画素遅延回路ＤＬ３の入力端子およ
び第４の一画素遅延回路ＤＬ４の出力と加算するための
第１の加算器ＡＤ１の入力端子が順に接続され、第２の
一ライン遅延回路Ｄ２の出力端子には第５の一画素遅延
回路ＤＬ５の入力端子および第６の一画素遅延回路ＤＬ
６の出力と加算するための第２の加算器ＡＤ２の入力端
子が順に接続され、それぞれの一画素遅延回路ＤＬ３、
ＤＬ４、ＤＬ５およびＤＬ６では個々の赤色画素データ
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。

【００３９】Ｒメモリ１２６ｒ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、これら赤色画素データｒ₁₁〜ｒ_mnは第１擬似色素
撒布処理回路１３０ｒに読み出された順に従って一画素
ずつ入力される。従ってＲメモリ１２６ｒの出力端子か
ら赤色画素データｒ₃₃が入力された段階では、２つの一
ライン遅延器Ｄ１およびＤ２、５つの一画素遅延器ＤＬ
１、ＤＬ２、ＤＬ４、ＤＬ５およびＤＬ６からは、それ
ぞれ赤色画素データｒ₂₃、ｒ₁₃、ｒ₃₂、ｒ₃₁、ｒ₂₁、ｒ
₁₂、ｒ₁₁が出力され、これら７個の出力およびＲメモリ
１２６ｒからの出力は第１、第２の加算器ＡＤ１、ＡＤ
２を含む６個の加算器によってそれぞれ足し合わされて
係数器１３０１に出力される。従って係数器１３０１に
は８個の赤色画素データｒ₁₁、ｒ₁₂、ｒ₁₃、ｒ₂₁、
ｒ₂₃、ｒ₃₁、ｒ₃₂およびｒ₃₃の総和が入力されることに
なる。このとき、一画素遅延回路ＤＬ３からは赤色画素
データｒ₂₂が出力され、この赤色画素データｒ₂₂は減算
器１３０２に直接入力される。

【００４０】係数器１３０１に入力された８個の赤色画
素データおよび減算器１３０２に入力された１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、一画素
遅延回路ＤＬ３から出力される赤色画素データは、係数
器１３０１に入力された赤色画素データに囲まれる。言
い換えると、係数器１３０１に入力された８個の赤色画
素データｒ₁₁、ｒ₁₂、ｒ₁₃、ｒ₂₁、ｒ₂₃、ｒ₃₁、ｒ₃₂お
よびｒ₃₃は、減算器１３０２に入力された赤色画素デー
タｒ₂₂に対する近接周囲画素データとなる。

【００４１】係数器１３０１には固定値’１／８’が重
み係数として設定され、Ｒメモリ１２６ｒ、２つの一ラ
イン遅延器Ｄ１およびＤ２と５つの一画素遅延器ＤＬ
１、ＤＬ２、ＤＬ４、ＤＬ５およびＤＬ６とからの出力
を加算した信号が入力される。係数器１３０１は、この
入力に重み係数’１／８’を乗算して減算器１３０２に
出力する。図２で示されるように３×３のマトリクスで
表される９画素の赤色画素データのレベル値をそれぞれ
ｒ₁₁、ｒ₁₂、・・・・、ｒ₃₂、ｒ₃₃とすると、６個の加
算器および係数器１３０１によって、中心画素の信号レ
ベル値ｒ₂₂に対する近接周囲８画素の信号レベル値
ｒ₁₁、ｒ₁₂、ｒ₁₃、ｒ₂₁、ｒ₂₃、ｒ₃₁、ｒ₃₂およびｒ₃₃
の相加平均が算出される。

【００４２】減算器１３０２では、一画素遅延回路ＤＬ
３から出力される中心画素の信号レベル値から、係数器
１３０１から出力される近接周囲画素の平均信号レベル
値を差し引いた値である差データΔＲが算出され、差デ
ータΔＲの符号が負の時にアクティブハイとなる符号フ
ラグデータがＡＮＤ回路１３０３に出力される。差デー
タΔＲが負の値である、即ち中心画素の信号レベル値が
近接周囲画素の信号レベル値の相加平均よりも小さい場
合には、中心画素が周囲より窪んだ凹部に相当するとみ
なすことができ、Ｈレベルの符号フラグデータが出力さ
れる。一方、差データΔＲが０または正の値である、即
ち中心画素の信号レベル値が近接周囲画素の信号レベル
値の相加平均と等しいまたは大きい場合には、平坦部ま
たは凸部に相当し、中心画素が周囲より窪んでいないと
みなすことができ、Ｌレベルの符号フラグデータが出力
される。

【００４３】ＡＮＤ回路１３０３は、システムコントロ
ール回路１５０からのモードデータ（’０’または’
１’の値をとる）と、減算器１３０２からの符号フラグ
データとに基づいて’０’または’１’を選択器１３０
７に出力する。

【００４４】選択器１３０７の入力端子には、一画素遅
延回路ＤＬ３から出力された中心画素の信号レベル値を
反転する反転器１３０５と、一画素遅延回路ＤＬ３から
の出力を値を変更せずに反転器１３０５が反転処理を行
うのに要する時間だけ遅延する遅延器１３０６とが接続
され、減算器１３０２からのデータに基づいて何れか一
方の出力を選択してＤ／Ａ変換器１４２に出力する。な
お、反転器１３０５における信号レベル値の反転とは、
信号レベル値が０〜２５５で表されている場合には最大
信号レベル値２５５から一画素遅延回路ＤＬ３からの出
力値を差し引くことに相当する。

【００４５】詳述すると、システムコントロール回路１
５０は、通常モードが設定されている時にはモードデー
タ’０’をＡＮＤ回路１３０３に出力し、擬似色素撒布
モードが設定されている時にはモードデータ’１’をＡ
ＮＤ回路１３０３に出力する。ＡＮＤ回路１３０３は、
モードデータが’１’であってかつ符号フラグデータ
が’１’（差データΔＲが負の値）であった場合、即ち
擬似色素撒布モードが設定されていてかつ中心画素が周
囲より窪んでいる場合には、反転器１３０５からの出力
を選択させるためにデータ’１’を選択器１３０７に出
力する。従って、擬似色素撒布モードが設定されている
場合においてのみ、周囲より窪んでいる画素の信号レベ
ル値が反転される。

【００４６】一方、モードデータが’０’である即ち通
常モードが設定されている場合、またはモードデータ
が’１’である即ち擬似色素撒布モードが設定されてい
て且つ符号フラグデータが’０’（差データΔＲが０ま
たは正の値）である場合には、カラーバランスを変更す
る必要が無いので、ＡＮＤ回路１３０３は遅延器１３０
６からの出力を選択させるためにデータ’０’を選択器
１３０７に出力する。従って、通常モード設定時、ある
いは擬似色素撒布モードであっても近接周囲画素から窪
んでいない画素については、実質的にカラーバランス変
更処理は無効となり、その信号レベル値は何ら変更され
ずにＤ／Ａ変換器１４２に出力される。

【００４７】要約すると、擬似色素撒布モードが選択さ
れているときには、中心画素の特定の色信号レベル値が
近接周囲画素の画素平均値よりも低い場合（ΔＲ＜０）
には被写体の凹部に相当する箇所であると判断され、中
心画素の色信号レベル値は反転されて出力される。一
方、中心画素の色信号レベル値が近接周囲画素の画素平
均値と同じまたは高い場合（ΔＲ≧０）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。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
いてのみ補色で表されることになり、凹部が強調され
る。

【００４８】図４はシステムコントロール回路１５０に
おいて実行されるモードデータ設定ルーチンを示すフロ
ーチャートである。このモードデータ設定ルーチンの実
行はプロセッサ１００の主電源スイッチ１５６のＯＮに
より開始される。

【００４９】まず、ステップＳ１０２においてモード切
替スイッチＳＷが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においてモードデータ’
１’がＡＮＤ回路１３０３に出力されてステップＳ１０
２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
いてモードデータ’０’がＡＮＤ回路１３０３に出力さ
れてステップＳ１０２に戻る。

【００５０】このように、モード切替スイッチＳＷおよ
びキーＫＥＹのいずれか一方をＯＮに設定するだけで、
モニタ装置２００の画面にカラーバランス変更処理画像
または通常画像を簡単に切替表示できる。

【００５１】以上のように、第１実施形態の電子内視鏡
装置によると、周囲より信号レベル値の低い画素につい
ては補色で表示することにより凹部を際立たせて表示で
き、的確な診断を効率よく行える。また従来では強調さ
れる色成分は青色に固定されていたが、本実施形態では
赤色または緑色も強調され得るので、青色成分のみが強
調されて静脈血管等が見難くなるという問題が解消され
る。

【００５２】図５は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り、電子内視鏡装置全体のブロッ
ク図である。第２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。

【００５３】撮像方式が同時方式であるため、プロセッ
サ４００に回転カラーフィルタは設けられず、光源１０
２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４１４は補色カラーチップフィルタが
受光面上に配されたＣＣＤを備え、撮像センサ４１４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において輝
度信号および色差信号に変換され、Ａ／Ｄ変換器１２２
によってデジタル信号に変換され、フレームメモリ１２
４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から読み出されたデジタルの輝度信号および色
差信号は、さらにＲＧＢ変換器４２６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た後、カラーバランス変更
処理部１３０に出力される。カラーバランス変更処理部
１３０以降の処理は第１実施形態と同様である。

【００５４】このように、第２実施形態の電子内視鏡装
置においても、第１実施形態と同様、周囲より信号レベ
ル値の低い画素については補色で表示されるので凹部を
際立たせて表示できる。

【００５５】図６〜図８を参照して、本発明による電子
内視鏡装置の第３実施形態を説明する。図６は第３実施
形態の電子内視鏡装置全体のブロック図であり、図７は
図６に示す処理画素選択回路の詳細ブロック図、図８は
図６に示す第１擬似色素撒布処理回路５３０ｒの詳細ブ
ロック図である。第３実施形態の電子内視鏡装置は、カ
ラーバランス処理を施すべき画素を選択し、選択された
画素について赤色成分、緑色成分および青色成分の全て
の信号レベル値を反転させる点で第２実施形態と異なっ
ているが、その他の構成は第２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。

【００５６】プロセッサ５００は、処理画素選択回路５
２５を備え、この処理画素選択回路５２５にはフレーム
メモリ１２４から読み出された１フレーム分の輝度信号
の信号レベル値が入力され、この輝度信号レベル値につ
いて周囲画素から窪んでいる画素、具体的には周囲８画
素の輝度信号レベル値の相加平均よりも小さい輝度信号
レベル値を有する画素が検出される。

【００５７】図７の詳細ブロック図に示すように、輝度
信号レベル値は一画素ずつ処理画素選択回路５２５の２
つの一ライン遅延器Ｄ１、Ｄ２および６つの一画素遅延
器ＤＬ１、ＤＬ２、ＤＬ３、ＤＬ４、ＤＬ５およびＤＬ
６に順次入力される。一画素遅延器ＤＬ３の出力である
中心画素の輝度信号レベル値が減算器１３０２にそのま
ま入力されると共に、一ライン遅延器Ｄ１およびＤ２
と、５つの一画素遅延器ＤＬ１、ＤＬ２、ＤＬ４、ＤＬ
５およびＤＬ６と、フレームメモリ１２４との出力の相
加平均が減算器１３０２に入力される。減算器１３０２
では両者の差ΔＹが算出され、差ΔＹの符号に対応した
符号フラグデータが擬似色素撒布処理部５３０の第１擬
似色素撒布処理回路５３０ｒ、第２擬似色素撒布処理回
路５３０ｇおよび第３擬似色素撒布処理回路５３０ｂの
それぞれへ出力される。

【００５８】図８の第１擬似色素撒布処理回路５３０ｒ
を代表して説明する。ＲＧＢ変換器４２６から出力され
た赤色デジタル画素信号は、第１擬似色素撒布処理回路
５３０ｒの反転器１３０５および遅延器１３０６の双方
に一画素ずつ入力され、反転器１３０５は赤色デジタル
画素信号の信号レベル値を反転させて選択器１３０７に
出力し、遅延器１３０６は赤色デジタル画素信号の信号
レベル値を何ら変更することなく反転器１３０５の反転
処理に要する時間だけ遅延させて選択器１３０７に出力
する。選択器１３０７はＡＮＤ回路１３０３から出力さ
れる信号に基づいて反転器１３０５または遅延器１３０
６の何れか一方の出力をＤ／Ａ変換器１４２に出力す
る。

【００５９】ＡＮＤ回路１３０３には、処理画素選択回
路５２５から出力された符号フラグデータと、システム
コントロール回路１５０から出力されるモードデータと
が入力される。ＡＮＤ回路１３０３は、モードデータ
が’１’である即ち擬似色素撒布モードが設定されてい
てかつ符号フラグデータが’１’（差データΔＹが負の
値）であった場合、即ち擬似色素撒布モードが設定され
ていてかつ中心画素が周囲より窪んでいる場合には、反
転器１３０５からの出力を選択させるためにデータ’
１’を選択器１３０７に出力する。一方、モードデータ
が’０’である即ち通常モードが設定されている場合、
またはモードデータが’１’であって且つ符号フラグデ
ータが’０’（差データΔＹが０または正の値）である
場合には、カラーバランスを変更する必要が無いので、
ＡＮＤ回路１３０３は遅延器１３０６からの出力を選択
させるためにデータ’０’を選択器１３０７に出力す
る。なお、選択器１３０７に入力されている赤色デジタ
ル画素信号とＡＮＤ回路１３０３から出力される信号と
が共に同じ画素に関するデータとなるように、各回路か
らの出力タイミングが調整される。

【００６０】第２および第３擬似色素撒布処理回路５３
０ｇおよび５３０ｂは、それぞれ第１擬似色素撒布処理
回路５３０ｒと同様の構成を有しており、処理画素選択
回路５２５から出力された符号フラグデータとシステム
コントロール回路１５０から出力されるモードデータと
に基づいて、それぞれ擬似色素撒布モードが設定されて
いる場合においてのみ、周囲より窪んでいる画素の信号
レベル値が反転される。

【００６１】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、周囲よ
り信号レベル値の低い画素については補色で表示される
ので凹部を際立たせて表示できる。

【００６２】第１および第２実施形態においては、赤色
画素信号、緑色画素信号および青色画素信号それぞれに
ついて反転すべき画素を検出しているため、何れか１つ
の色画素信号が反転されない可能性がある。このような
場合、反転された３色成分を合成した色は、厳密には元
の色の補色とはなり得ない。しかし第３実施形態におい
ては、まず輝度信号に基づいて反転すべき画素を検出し
て、当該画素について全ての色画素信号の信号レベル値
を反転させているので、常に確実に補色で表示すること
ができる。

【００６３】

【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、凹部に対応する画素について撮像した色に対す
る補色で表示することにより該凹部を強調することがで
きるので、的確に診断することが可能となるという利点
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に示す第１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第１擬似色素撒布処
理回路の詳細ブロック図である。

【図４】プロセッサのシステムコントロール回路におい
て実行されるモードデータ設定ルーチンを示すフローチ
ャートである。

【図５】本発明による第２実施形態の電子内視鏡装置を
示すブロック図である。

【図６】本発明による第３実施形態の電子内視鏡装置を
示すブロック図である。

【図７】図６に示す処理画素選択回路の詳細ブロック図
である。

【図８】図６に示す第１擬似色素撒布処理回路の詳細ブ
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カラーバランス変更処理部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Ｆターム(参考） 4C061 CC06 HH51 LL02 SS10 WW08 5C054 CC07 CE16 EB05 ED03 ED13 EE06 FC07 HA12 5C065 AA04 BB02 BB07 BB12 CC03 DD02 EE06 EE07 GG05 GG15 GG18 GG21 GG24 GG30

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
ら得られる１フレーム分の色画素信号に基づいてビデオ
カラー信号を生成し、このビデオカラー信号に基づいて
モニタ装置の画面に再現カラー画像を表示させる電子内
視鏡装置であって、被写体の凹部に相当する色画素信号を検出する検出手段
と、前記凹部に相当する画素の色を補色で前記モニタ装置に
表示させるために前記色画素信号の信号レベル値を変更
す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】前記カラーバランス変更手段が、前記凹
部に相当する画素の信号レベル値を、最大信号レベル値
から前記固体撮像素子から得られた信号レベル値を差し
引いた値に定め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、前記検出
手段が赤色画素信号、緑色画素信号および青色画素信号
のそれぞれについて特定画素の信号レベル値がその近接
周囲８画素の平均信号レベル値に対して低いか否かを検
出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】前記色画素信号が輝度信号を含み、前記
検出手段が前記輝度信号について特定画素の信号レベル
値がその近接周囲８画素の平均信号レベル値に対して低
いか否かを検出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。