JP2010051372A - 内視鏡のプロセッサ装置及び内視鏡画像のマスク処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】データサイズの大きいマスク画像のビットマップデータをメモリに格納することなく、内視鏡画像にマスク処理を施す。
【解決手段】プロセッサ装置１２のＲＯＭ３８に、マスク画像４６のマスク部４６ａ及び露呈部５２のそれぞれの画素数を、マスク画像４６の水平ライン毎に所定の基準位置からカウントして求めた画素数データ５５を記憶しておく。プロセッサ装置１２の電源がＯＮされた時に、ＲＯＭ３８から画素数データ５５を読み出し、この画素数データ５５をマスク画像４６のビットマップデータ５４に変換する。ビットマップデータ５４に基づき、電子内視鏡１１で得られた原画像４４にマスク画像４６を合成してモニタ２７へ出力する。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子内視鏡で得られた内視鏡画像にマスク処理を施す内視鏡のプロセッサ装置、及び内視鏡画像のマスク処理方法に関するものである。

医療分野において、電子内視鏡システムを利用した医療診断が盛んに行われている。電子内視鏡システムは、体腔内に挿入される挿入部を有する電子内視鏡と、この電子内視鏡に接続されたプロセッサ装置とから構成される。プロセッサ装置は、電子内視鏡の挿入部先端部に取り付けられた撮像素子から画像信号を受信し、この画像信号に基づき生成した内視鏡画像にマスク処理等の各種画像処理を施してモニタに出力する。

マスク処理は、電子内視鏡で得られた内視鏡画像（原画像）にマスク画像を合成して、この内視鏡画像内における、被写体像が結像しない或いは結像するものの像の歪みが大きく観察に適さない周縁部分（いわゆるケラレによる無効領域）を隠して画像を見易くする処理である。マスク画像には、内視鏡画像の無効領域を隠して有効領域（中央部）のみを露呈させる露呈部が設けられている。

プロセッサ装置は、マスク画像をビットマップデータとしてメモリに記憶している（特許文献１及び２参照）。また、内視鏡画像中に生じる無効領域の位置や大きさは、電子内視鏡の種類により異なるので、前述のメモリには、露呈部の大きさや形状が異なる複数のマスク画像のビットマップデータが記憶されている。プロセッサ装置は、電子内視鏡から入力される識別情報等に基づいて、メモリから適切なビットマップデータを読み出し、このビットマップデータに基づき、内視鏡画像にマスク処理を施す。
特開２００１−１６９２７６号公報 特開２００３−２６５４１１号公報

近年、プロセッサ装置用のモニタとして、高解像度表示可能なモニタが使用されている。このように高解像度表示可能なモニタに対応したマスク画像は画素数が増加するため、マスク画像のビットマップデータのデータ量が増加してしまう。このため、電子内視鏡の種類に応じた複数のマスク画像のビットマップデータを持つ場合にはデータ量の増加が特に顕著となるので、メモリの容量を増加させる必要があり、プロセッサ装置の製造コストが増加してしまう。

また、ビットマップデータのデータ量が増加すると、プロセッサ装置のＣＰＵが、メモリからビットマップデータを読み出し、このビットマップデータをマスク処理用の画像処理回路へ出力するのに時間が掛かってしまう。その結果、プロセッサ装置の電源がＯＮされてから、内視鏡検査が可能となるまでの起動時間が長くなってしまうという問題も発生する。

本発明は上記問題を解決するためのものであり、データサイズの大きいマスク画像のビットマップデータをメモリに格納することなく、内視鏡画像にマスク処理を施すことができる内視鏡のプロセッサ装置、及び内視鏡画像のマスク処理方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のプロセッサ装置は、電子内視鏡で得た内視鏡画像と、その無効領域を覆って有効領域のみを露呈させるマスク画像とを合成する合成手段と、前記無効領域に対応するマスク部と前記有効領域に対応する露呈部のそれぞれの画面内の位置、形状、大きさを含む前記マスク画像のプロファイルを表し、データサイズが前記内視鏡画像の画素数よりも少ないビット数であるプロファイルデータを、データ格納手段から取得するデータ取得手段と、前記プロファイルデータを、画素毎に前記露呈部か前記マスク部かを識別するための１ビットの識別情報を持ち、データサイズが内視鏡画像の画素数と同数のビット数であるビットマップ形式のビットマップデータに変換するビットマップ変換手段とを備えたことを特徴とする。

前記プロファイルデータは、前記マスク部及び前記露呈部の画素数を、前記マスク画像の水平ライン毎に所定の基準位置からカウントして求めた画素数データであることが好ましい。

前記マスク画像が左右対称または上下対称な場合には、前記マスク部の画素数データは、前記マスク画像の片側分だけ持つことが好ましい。これにより、データ格納手段に格納するプロファイルデータ（マスク画像）のデータ量をより減らすことができる。

前記マスク画像が上下左右対称な場合には、前記マスク部の画素数データは、前記マスク画像の１／４分だけ持つことが好ましい。これにより、データ格納手段に格納するプロファイルデータのデータ量をより更に減らすことができる。

前記プロファイルデータは、前記マスク部と前記露呈部の境界位置を表す境界位置データを前記マスク画像の水平ライン毎に持つことが好ましい。

前記内視鏡画像の拡大／縮小に応じて前記マスク画像を拡大／縮小するための演算処理を前記プロファイルデータに施す演算処理手段を備えており、前記ビットマップ変換手段は、演算処理済みのプロファイルデータに対してビットマップ変換を行って、拡大／縮小された前記内視鏡画像の画像サイズに対応するビットマップデータを生成することが好ましい。

前記ビットマップ変換手段によって生成されたビットマップデータに基づいて、親画面内に子画面を挿入するＰｉｎＰ処理を施すＰｉｎＰ処理手段を備えていることが好ましい。

また、本発明の電子内視鏡で得た内視鏡画像と、その無効領域を覆って有効領域のみを露呈させるマスク画像とを合成する合成処理を施すためのプロファイルデータであり、無効領域に対応するマスク部と有効領域に対応する露呈部のそれぞれの画面内の位置、形状、大きさを含む前記マスク画像のプロファイルを表し、データサイズが前記内視鏡画像の画素数よりも少ないビット数であるプロファイルデータを、データ格納手段から取得するデータ取得ステップと、前記プロファイルデータを、画素毎に露呈部かマスク部かを識別するための１ビットの識別情報を持ち、データサイズが内視鏡画像の画素数と同数のビット数であるビットマップ形式のビットマップデータに変換するビットマップ変換ステップと、前記ビットマップデータに基づいて前記合成処理を実行する合成処理ステップとを備えたことを特徴とする。

本発明のプロセッサ装置及び内視鏡画像のマスク処理方法は、マスク画像のプロファイルデータをデータ格納手段から取得し、このプロファイルデータをビットマップデータに変換して、このビットマップデータに基づいて内視鏡画像にマスク画像を合成するようにしたので、従来のように、データ格納手段にビットマップデータを格納する必要がなくなる。プロファイルデータはビットマップデータよりもデータ量が減少するため、複数種類の電子内視鏡に対応するプロファイルデータをデータ格納手段に記憶する場合でも、記憶容量の小さいデータ格納手段を用いることができる。その結果、装置の製造コストを下げることができる。

また、ビットマップデータよりもデータ量が少ないプロファイルデータをデータ格納手段に格納しておくことで、プロセッサ装置のＣＰＵが、データ格納手段からプロファイルデータを読み出してマスク処理用の画像処理回路へ出力するのに掛かる時間を従来よりも短くすることができる。これにより、ＣＰＵに他の処理を実行させることができる。

図１に示すように、電子内視鏡システム１０は、電子内視鏡１１、プロセッサ装置１２、光源装置１３などから構成される。電子内視鏡１１は、体腔内に挿入される挿入部１４と、電子内視鏡１１の把持及び挿入部１４の操作に用いられる操作部１５と、プロセッサ装置１２及び光源装置１３に接続するユニバーサルコード１６とを備えている。

挿入部１４は、可撓性を有する棒状体であり、根元側から可撓管１４ａ、湾曲部１４ｂ、挿入部先端部１４ｃを備えている。可撓管１４ａは、挿入部１４の大半を占める長さを有している。湾曲部１４ｂは、操作部１５の操作と連動して湾曲し、これにより挿入部先端部１４ｃの向きが自在に変えられる。

挿入部先端部１４ｃには、観察窓１８（図２参照）、照明窓１９（図２参照）、及び空気や水等を管腔内及び観察窓１８に供給するための送気・送水用ノズル（図示せず）等が設けられている。観察窓１８の後方には、ＣＣＤ型固体撮像素子（以下、ＣＣＤという、図２参照）２０が配置されている。なお、ＣＣＤ２０の代わりにＣＭＯＳ型固体撮像素子を用いてもよい。照明窓１９の後方には、ライトガイド２１（図２参照）が設けられている。

操作部１５は、アングルノブ２３、操作ボタン２４、フリーズボタン２５等を備えている。アングルノブ２３は、湾曲部１４ｂの湾曲方向及び湾曲量を調整する際に回転操作される。操作ボタン２４は、送気・送水や吸引等の各種の操作に用いられる。フリーズボタン２５は、モニタ２７に動画表示される観察画像の静止をプロセッサ装置１２に指示するためのものである。内視鏡検査をする術者は、例えば、患部を詳細に観察したい場合などにフリーズボタン２５を押下し、観察画像を静止表示させる。また、操作部１５には、ユニバーサルコード１６が接続されている。

ユニバーサルコード１６には、送気・送水チャンネルと、撮像信号出力用配線及びライトガイド２１（図２参照）とが組み込まれている。このユニバーサルコード１６の先端部には、コネクタ部２９ａが設けられている。このコネクタ部２９ａは、ライトガイド２１に照明光を導光する光源を有する光源装置１３に接続する。また、コネクタ部２９ａからは、コネクタ部２９ｂが分岐しており、このコネクタ部２９ｂはプロセッサ装置１２に接続する。

プロセッサ装置１２は、電子内視鏡１１（ＣＣＤ２０）から入力される画像信号から原画像を生成し、生成した原画像に前述のマスク処理を含む各種画像処理を施す。画像処理済みの画像は、プロセッサ装置１２にケーブル接続されたモニタ２７に表示される。モニタ２７は、１９２０画素×１０８０ラインのサイズの画像が表示可能である。

図２に示すように、電子内視鏡１１の挿入部先端部１４ｃには、前述したようにＣＣＤ２０が内蔵されており、このＣＣＤ２０は、観察窓１８の後方に設けられた対物レンズ３１の結像位置に配設されている。ＣＣＤ２０は、１９２０×１０８０画素の有効画素を有するものが用いられる。また、電子内視鏡１１には、内視鏡用ＣＰＵ３２、ＲＯＭ３３、ＴＧ３４、アナログ信号処理回路（ＡＦＥ）３５等が設けられている。

内視鏡用ＣＰＵ３２は、プロセッサ装置１２のプロセッサ用ＣＰＵ３７と通信を行って、電子内視鏡１１の各部の動作を制御する。ＲＯＭ３３は、電子内視鏡１１の種類を識別するための識別情報を記憶している。内視鏡用ＣＰＵ３２は、プロセッサ用ＣＰＵ３７からの情報配信要求に基づき、ＲＯＭ３３に格納されている識別情報を読み出して、プロセッサ用ＣＰＵ３７に送る。また、内視鏡用ＣＰＵ３２は、フリーズボタン２５が押下された時に、フリーズ操作情報をプロセッサ用ＣＰＵ３７に送る（図１１参照）。

ＴＧ３４は、内視鏡用ＣＰＵ３２の制御に基づき、ＣＣＤ２０の駆動パルス（垂直／水平走査パルス、リセットパルス等）とＡＦＥ３５用の同期パルスとを発生する。ＣＣＤ２０は、ＴＧ３４から入力される駆動パルスにより駆動され、対物レンズ３１を介して結像された光学像を光電変換し、画像信号として出力する。

ＡＦＥ３５は、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路、プログラマブルゲインアンプ（ＰＧＡ）、及びＡ／Ｄ変換器により構成されている。ＣＤＳ回路は、ＣＣＤ２０から出力された画像信号に対して相関二重サンプリング処理を施し、ＣＣＤ２０で生じるリセット雑音及びアンプ雑音の除去を行う。ＰＧＡは、ＣＤＳ回路によりノイズ除去が行われた画像信号を、内視鏡用ＣＰＵ３２から指定された所定の増幅率で増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、ＰＧＡにより増幅された画像信号を、所定のビット数のデジタル信号に変換する。ＡＦＥ３５から出力されたデジタル形式の画像信号は、前述のコネクタ部２９ｂを介してプロセッサ装置１２に入力される。

プロセッサ装置１２は、プロセッサ用ＣＰＵ３７（データ取得手段）、ＲＯＭ３８（データ格納手段）、ＲＡＭ３９、デジタル信号処理回路（ＤＳＰ）４０、画像処理回路４１、Ｄ／Ａ変換器４２等から構成されている。プロセッサ用ＣＰＵ３７は、ＲＯＭ３８から必要なプログラムやデータを読み出してＲＡＭ３９に展開し、読み出したプログラムを逐次処理することで、プロセッサ装置１２の各部を制御するとともに、電子内視鏡システム１０の全体を統括的に制御する。

ＤＳＰ４０は、プロセッサ用ＣＰＵ３７の制御に基づき、電子内視鏡１１のＡＦＥ３５から入力された１フレーム分の画像信号に対し、色補間、色分離、色バランス調整、ガンマ補正、画像強調処理等を行い、原画像（内視鏡画像、図３（Ａ）参照）４４を生成する。ＤＳＰ４０は、生成した原画像４４を画像処理回路４１に出力する。

画像処理回路４１は、プロセッサ用ＣＰＵ３７の制御に基づき、ＤＳＰ４０から入力される原画像４４にマスク処理を施す。このマスク処理により、原画像４４にマスク画像４６（図３（Ｂ）参照）を合成した合成観察画像４７（図３（Ｃ）参照）がモニタ２７に表示される。

図３（Ａ）に示すように、原画像４４は、１９２０画素（Ｈ：水平方向画素数）×１０８０ライン（Ｖ：垂直方向ライン数）のサイズの矩形画像である。この原画像４４は、体腔内の観察画像の有効領域４８が、前述の対物レンズ３１を保持する鏡胴枠（図示せず）と共に映し出されたものとなる。有効領域４８の周囲には、鏡胴枠による凹凸部分４９が略円状に生じるとともに、凹凸部分４９の外側にケラレによる無効領域５０が生じている。

図３（Ｂ）に示すように、マスク画像４６は、原画像４４と同一サイズの矩形画像である。マスク画像４６は、有効領域４８のみを露呈する露呈部５２を有している。露呈部５２は、凹凸部分４９の内接円であり、その直径は凹凸部分４９を隠す大きさである。なお、符号４６ａは、無効領域５０（凹凸部分４９を含む）に対応するマスク画像４６のマスク部である。図３（Ｃ）に示すように、合成観察画像４７は、マスク画像４６により原画像４４の凹凸部分４９及び無効領域５０が隠され、且つ露呈部５２から有効領域４８のみが映し出されたものとなる。

マスク処理は、画像処理回路４１内で原画像４４を１画素ずつ流しながら、マスク画像４６のマスクビットマップデータ（図４参照）５４に基づき、有効領域４８の原画像画素はそのままＤ／Ａ変換器４２に出力するとともに、無効領域５０（凹凸部分４９を含む）の原画像画素は破棄して、その代わりにマスク画像４６のマスク画素をＤ／Ａ変換器４２（図２参照）に出力する方法で行われる。マスク画素は、マスク画像４６の色に対応するビデオ信号である。

Ｄ／Ａ変換器４２は、画像処理回路４１から１画素ずつ逐次入力される原画像画素・マスク画素を逐次アナログ信号に変換してモニタ２７に表示する。すなわち、モニタ２７には、合成観察画像４７が周知のように水平周期信号、及び垂直周期信号に基づいて走査表示される。

図４に示すように、マスクビットマップデータ５４は、１９２０画素×１０８０ライン＝２０７３６００画素のそれぞれに対応して設けられたマスクデータ（１ビットの識別情報：「０」ｏｒ「１」）からなるビットマップ形式のデータである。各マスクデータには、それぞれアドレス（Ａｘ，Ａｙ）が与えられている。アドレスＡｘは水平方向の画素位置を示し、アドレスＡｙは垂直方向のライン位置を示している。例えばアドレス（１，１）は左上隅（左から数えて１番目、上から数えて１ライン目）に位置する画素に対応し、アドレス（３，４）は左から数えて３番目、上から数えて４ライン目の画素に対応する。

各マスクデータは、「１」ｏｒ「０」のいずれかで表される。マスクデータ「１」は、露呈部５２内の画素（以下、露呈部画素という）であることを示し、マスクデータ「０」の場合は、マスク画像４６のマスク領域内の画素、すなわち、前述のマスク画素であること示す。従って、画像処理回路４１は、マスクデータが「１」の場合に、そのアドレスに対応する原画像画素をＤ／Ａ変換器４２に出力する。また、マスクデータが「０」の場合は、そのアドレスに対応する原画像画素を破棄してマスク画素をＤ／Ａ変換器４２に出力する。

このようなマスクビットマップデータ５４は、マスク画像４６の画素数が増加するのに従ってデータ量が大きくなり、前述したようにＲＯＭ３８の容量増加、ＲＯＭ３８からの読出し時間の増加等の問題が発生する。そこで、本発明では、マスクビットマップデータ５４よりもデータ量を大幅に減らすことができる記憶形式でマスク画像４６をＲＯＭ３８に記憶している。

図５に示すように、ＲＯＭ３８には、マスク画像４６として画素数データ（プロファイルデータ）５５が格納されている。画素数データ５５は、マスク画像４６のプロファイルを表したデータである。このプロファイルは、無効領域５０に対応するマスク画像４６のマスク部４６ａ、及び有効領域４８に対応するマスク画像４６の露呈部５２のそれぞれの画面内の位置、形状、大きさを含むものである。なお、ＲＯＭ３８には、複数種類の電子内視鏡１１に対応する画素数データ５５がそれぞれ格納されている。

図６及び図７に示すように、画素数データ５５は、マスク画像４６のマスク部４６ａ及び露呈部５２のそれぞれの画素数を、マスク画像４６の水平ライン毎に所定の基準位置からカウントして求めたデータであり、より具体的には、各水平ラインに含まれるマスク画素の画素数を示すマスク画素数Ａ，Ｃと、露呈部画素の画素数を示す露呈部画素数Ｂとを求めたデータである。

図６において、符号Ｐ１，Ｐ２は、それぞれマスク画像４６内の任意の水平ラインにおけるマスク部４６ａと露呈部５２との境界を示している。境界Ｐ１，Ｐ２は、それぞれ各ラインの垂直２等分線Ｌ（図中１点鎖線）の左側、右側に位置している。なお、露呈部５２の最上点、最下点を通る水平ラインでは、水平ライン画素数が奇数の場合は境界Ｐ１，Ｐ２は一致する。

マスク画素数Ａは、垂直２等分線Ｌまたは境界Ｐ１よりも左側のマスク画素数である。このマスク画素数Ａは、各水平ラインの左端側を基準位置として、この位置から境界Ｐ１又は垂直２等分線Ｌまでのマスク画素数をカウントして求められる。露呈部画素数Ｂは、境界Ｐ１，Ｐ２間の画素数である。この露呈部画素数Ｂは、境界Ｐ１を基準位置として、この位置から境界Ｐ２までの露呈部画素数をカウントして求められる。マスク画素数Ｃは、垂直２等分線Ｌまたは境界Ｐ２よりも右側のマスク画素数である。このマスク画素数Ｃは、各水平ラインの右端側を基準位置として、この位置から境界Ｐ２又は垂直２等分線Ｌまでのマスク画素数をカウントして求められる。

画素数データ５５の一例を示す図７において、画素数データ５５は、マスク画像４６の各水平ラインにおけるマスク画素数Ａ，Ｃ、及び露呈部画素数Ｂの数値データからなる。各数値データには、それぞれアドレスＡｙが与えられている。アドレスＡｙは各水平ラインの垂直方向位置を示している。例えばアドレスＡｙ＝１は、上から数えて１ライン目に対応し、アドレスＡｙ＝１０８０は上から数えて１０８０ライン目に対応する。

また、マスク画像４６は、前述の垂直２等分線Ｌ（図６参照）に対して左右対称な形状を有しているので、各水平ラインにおけるマスク画素数Ａとマスク画素数Ｃは共通の値になる。このため、画素数データ５５には、マスク画素数Ａの値だけを記憶している。なお、図７では、露呈部画素数Ｂとして、各水平ラインに含まれる全ての露呈部画素の数を記憶しているが、露呈部５２の片側の露呈部画素の数だけを記憶してもよい。

画素数データ５５のアドレスＡｙ＝１の数値データは、マスク画素数Ａ（＝Ｃ）＝９６０、露呈部画素数Ｂ＝０であるため、マスク画像４６の上から１ライン目は、１９２０個のマスク画素が配列されていることが分かる。また、アドレスＡｙ＝５の数値データは、マスク画素数Ａ（＝Ｃ）＝７００、露呈部画素数Ｂ＝５２０であるため、マスク画像４６の上から５ライン目は、左から順に７００個のマスク画素、５２０個の露呈部画素、７００個のマスク画素が配列されていることが分かる。

このように画素数データ５５は、マスク画像４６の各水平ラインの画素配列、すなわち、前述のマスク画像４６のプロファイルをＡ，Ｂの数値で表すことができる。Ａ，Ｂの数値（画素数）は、最大でも１９２０（ただし、本実施形態ではＡは最大９６０）であるので、両者は１１ビット（２^１１＝２０４８）の情報で表すことができる。このため、画素数データ５５のデータ量は、下記式（１）に示す値となる。
式（１）＝１１（ビット）×２（Ａ，Ｂ）×１０８０（ライン）
＝２３７６０（ビット）≒３（キロバイト）

なお、マスク画像４６が、前述の垂直２等分線Ｌに対して対称な形状を有していない場合には、画素数データ５５のデータ量は、下記式（２）に示す値となる。
式（２）＝１１（ビット）×３（Ａ，Ｂ，Ｃ）×１０８０（ライン）
＝３５６４０（ビット）≒４．５（キロバイト）

これに対して、前述のマスクビットマップデータ５４のデータ量は、下記式（３）に示す値となる。
式（３）＝１９２０（画素）×１０８０（ライン）
--＝２０７３６００（ビット）≒２６０（キロバイト）

式（１）及び式（２）と、式（３）とを比較すると、画素数データ５５は、マスクビットマップデータ５４と比較してデータ量が大幅に減少する。このため、ＲＯＭ３８に、電子内視鏡１１の種類に応じて複数の画素数データ５５を記憶する場合でも、このＲＯＭ３８の容量を増加させる必要はなくなる。

なお、マスク画像４６が左右対称でなく上下対称の場合には、画素数データ５５は、マスク画像４６の例えば上半分だけ（１ライン目〜５４０ライン目の数値データ（Ａ，Ｂ，Ｃ））だけ持てばよい。この場合も画素数データ５５のデータ量をより減らすことができる。更に、マスク画像４６が上下左右対称の場合には、画素数データ５５は、マスク画像４６の１／４分だけ、例えば１ライン目〜５４０ライン目の数値データ（Ａ，Ｂ）だけ持てばよい。これにより、画素数データ５５のデータ量をより更に減らすことができる（データ量は上記式（１）の１／２の値）。

図５に戻って、プロセッサ用ＣＰＵ３７は、プロセッサ装置１２の電源がＯＮされた時に、ＲＯＭ３８に格納されている全ての画素数データ５５を読み出して、ＲＡＭ３９に格納する。次いで、プロセッサ用ＣＰＵ３７は、電子内視鏡１１（内視鏡用ＣＰＵ３２）から入力される識別情報に基づき、ＲＡＭ３９内から適切な画素数データ５５を選択して、画像処理回路４１に供給する。

画像処理回路４１は、フレームメモリ５７、画素数カウント回路５８、ビットマップ変換回路（ビットマップ変換手段）５９、合成回路（合成手段）６０などから構成される。

フレームメモリ５７は、ＤＳＰ４０から逐次入力される原画像４４を一旦格納する。プロセッサ用ＣＰＵ３７は、フレームメモリ５７に格納された原画像４４を１画素ずつ合成回路６０に出力する。具体的には、モニタ２７の表示方式に合わせて、原画像４４の原画像画素を左上隅〜右上隅、・・・左下隅〜右下隅の順番で出力する。原画像４４の左上隅の原画像画素が第１番目に出力され、右下隅の原画像画素が第２０７３６００（＝１９２０×１０８０）番目に出力される。

画素数カウント回路５８は、プロセッサ用ＣＰＵ３７の制御に基づき、フレームメモリ５７から出力される原画像画素の数をカウントし、このカウント結果を合成回路６０へ逐次出力する。フレームメモリ５７からの原画像画素の出力と、画素数カウント回路５８によるカウント結果の出力とは、同期して行われる。これにより、合成回路６０は、フレームメモリ５７から入力された原画像画素のアドレス（Ａｘ，Ａｙ：前述のマスク画像４６のアドレスと同じ）を判別することができる。例えば、カウント結果が１、・・・１９２０、１９２１、・・・２０７３６００の場合は、アドレス（Ａｘ，Ａｙ）は、それぞれ（１，１）、・・・（１９２０，１）、（１、２）、・・・（１９２０，１０８０）になる。

ビットマップ変換回路５９は、プロセッサ用ＣＰＵ３７の制御に基づき、ＲＡＭ３９から入力される画素数データ５５（図７参照）をマスクビットマップデータ５４（図４参照）に変換する。前述したように、画素数データ５５の各数値データ（マスク画素数Ａ、露呈部画素数Ｂ）から、マスク画像４６の各水平ラインの画素配列（プロファイル）が分かるので、マスクビットマップデータ５４への変換処理も容易に行うことができる。ビットマップ変換回路５９は、変換したマスクビットマップデータ５４を合成回路６０へ出力する。

合成回路６０は、プロセッサ用ＣＰＵ３７の制御により、画素数カウント回路５８からのカウント結果に基づき、ビットマップ変換回路５９からのマスクビットマップデータ５４を参照して、フレームメモリ５７から１画素ずつ入力される原画像画素のうち、有効領域４８の原画像画素をＤ／Ａ変換器４２へ出力するとともに、無効領域５０（凹凸部分４９を含む）の原画像画素を破棄してマスク画素をＤ／Ａ変換器４２に出力する。この合成回路６０は、原画像画素及びマスク画素のいずれか一方を選択的に出力するためのセレクタ（スイッチ）部６０ａを有している。

なお、図示は省略するが、合成回路６０は、ビットマップ変換回路５９からのマスクビットマップデータ５４を記憶するキャッシュメモリを有している。このキャッシュメモリからのデータの読み出し速度は、ＲＯＭ３８やＲＡＭ３９からの読み出し速度よりも十分に速くなっている。

セレクタ部６０ａは、フレームメモリ５７からの入力線とＤ／Ａ変換器４２とを電気的に接続する「ＯＮ」状態と、両者の接続を解除した「ＯＦＦ」状態とに切替可能である。合成回路６０は、フレームメモリ５７から原画像画素が入力された時に、前述のカウント結果に基づき、キャッシュメモリから読み出したマスクビットマップデータ５４を参照して、この原画像画素のアドレスＡｘ，Ａｙを判別する。次いで、合成回路６０は、判別した原画像画素のアドレスＡｘ，Ａｙに基づき、マスクビットマップデータ５４から、原画像画素と同じアドレスＡｘ，Ａｙのマスクデータを読み出す。

マスクデータが「１」の場合には、そのアドレスの画素は露呈部画素になるので、合成回路６０は、フレームメモリ５７から入力された原画像画素が有効領域４８内（露呈部５２内）の画素と判定する。合成回路６０は、セレクタ部６０ａをＯＮ状態に切り替えて、入力された原画像画素をそのままＤ／Ａ変換器４２に出力する。

逆にマスクデータが「０」の場合には、そのアドレスの画素はマスク画素になるので、合成回路６０は、フレームメモリ５７から入力された原画像画素が無効領域５０内（露呈部５２外）の画素と判定する。この場合には、合成回路６０は、セレクタ部６０ａをＯＦＦ状態に切り替えて、合成回路６０に入力された原画像画素を破棄する。これと同時に、合成回路６０は、図示しない内部メモリ等に記憶されているマスク画素（マスク画素に対応するビデオ信号）をＤ／Ａ変換器４２に出力する。

以下同様にして、合成回路６０は、フレームメモリ５７から原画像画素が入力される度に、入力された原画像画素が有効領域４８或いは無効領域５０内の画素であるかを判定し、この判定結果に基づき、セレクタ部６０ａをＯＮ・ＯＦＦ状態に切り替えて、原画像画素或いはマスク画素をＤ／Ａ変換器４２へ出力する。

図２に戻って、光源装置１３は、光源用ＣＰＵ６３、光源６４、光源ドライバ６５、絞り機構６６、集光レンズ６７から構成されている。光源用ＣＰＵ６３は、プロセッサ用ＣＰＵ３７と通信し、光源ドライバ６５及び絞り機構６６の制御を行う。光源６４は、キセノンランプやハロゲンランプなどからなり、光源ドライバ６５により駆動制御される。絞り機構６６は、光源６４の光射出側に配置され、集光レンズ６７に入射される光量を増減させる。集光レンズ６７は、絞り機構６６を通過した光を集光して、光源装置１３に接続された電子内視鏡１１のライトガイド２１の入射端に導く。ライトガイド２１は、電子内視鏡１１の基端から挿入部先端部１４ｃまで挿通され、出射端が前述の照明窓１９に接続されている。

次に、図８及び図９に示すフローチャートを用いて、上記構成の内視鏡システム１０（プロセッサ装置１２）の作用について説明する。図８において、術者は、電子内視鏡１１をプロセッサ装置１２及び光源装置１３に接続して、プロセッサ装置１２、光源装置１３の電源を順番にＯＮする。プロセッサ装置１２のプロセッサ用ＣＰＵ３７は、電源がＯＮされると、ＲＯＭ３８に記憶されている全画素数データ５５を読み出し、ＲＡＭ３９に格納する。

また、プロセッサ用ＣＰＵ３７は、電子内視鏡１１の内視鏡用ＣＰＵ３２に対して識別情報の配信要求を行う。内視鏡用ＣＰＵ３２は、プロセッサ用ＣＰＵ３７からの配信要求に応じてＲＯＭ３３から識別情報を読み出し、これをプロセッサ用ＣＰＵ３７へ出力する。プロセッサ用ＣＰＵ３７は、内視鏡用ＣＰＵ３２からの識別情報に基づき、ＲＡＭ３９内から適切な画素数データ５５を選択して、画像処理回路４１のビットマップ変換回路５９に出力する。ビットマップ変換回路５９は、入力された画素数データ５５をマスクビットマップデータ５４に変換して合成回路６０に出力する。合成回路６０は、ＲＯＭ３８やＲＡＭ３９よりも高速読み出し可能な前述のキャッシュメモリにマスクビットマップデータ５４を格納する。

電子内視鏡１１の挿入部１４を患者の体腔内に挿入し、光源装置１３からの照明光で体腔内を照明しながら、この体腔内をＣＣＤ２０により撮像する。ＣＣＤ２０から出力された画像信号は、ＡＦＥ３５でデジタル信号に変換された後、プロセッサ装置１２に入力される。

プロセッサ装置１２のＤＳＰ４０は、電子内視鏡１１のＡＦＥ３５から入力された１フレーム分の画像信号から原画像４４を生成し、生成した原画像４４を画像処理回路４１に出力する。ＤＳＰ４０から画像処理回路４１に入力された原画像４４は、フレームメモリ５７に一旦格納される。

図９において、プロセッサ用ＣＰＵ３７は、フレームメモリ５７に格納された原画像４４の各原画像画素を左上隅〜右下隅の順番で１画素ずつ合成回路６０へ出力する。また、プロセッサ用ＣＰＵ３７は、原画像画素の出力前に画素数カウント回路５８を作動させ、フレームメモリ５７から逐次出力される原画像画素をカウントさせる。これにより、フレームメモリ５７から第１番目の原画像画素が合成回路６０に出力された時に、画素数カウント回路５８からカウント結果「１」が合成回路６０に出力される。

合成回路６０は、画素数カウント回路５８から入力されるカウント結果に基づき、フレームメモリ５７から入力される第１番目の原画像画素のアドレスを判別する。この場合は、カウント結果が「１」であるので、アドレス（Ａｘ，Ａｙ）＝（１，１）となる。次いで、合成回路６０は、キャッシュメモリから読み出したマスクビットマップデータ５４から、アドレス（１，１）のマスクデータを読み出す。

合成回路６０は、マスクデータが「１」の場合に、フレームメモリ５７から入力された第１番目の原画像画素を有効領域４８内の画素と判定し、セレクタ部６０ａをＯＮ状態に切り替えて、第１番目の原画像画素をＤ／Ａ変換器４２に出力する。

逆に、合成回路６０は、マスクデータが「０」の場合に、フレームメモリ５７から入力された第１番目の原画像画素を無効領域５０内の画素と判定し、セレクタ部６０ａをＯＦＦ状態に切り替えて第１番目の原画像画素を破棄するとともに、マスク画素をＤ／Ａ変換器４２に出力する。

合成回路６０は、フレームメモリ５７より第Ｎ番目（２番目、・・・第１９２０番目、第１９２１番目、・・・第２０７３６００番目）の原画像画素が順次入力された時も同様に、マスクビットマップデータ５４から、アドレス［（２，１）、・・・（１９２０，１）、（１、２）、・・・（１９２０，１０８０）］のマスクデータを逐次読み出す。次いで、合成回路６０は、マスクデータから第Ｎ番目の原画像画素が有効領域４８内の画素であるか否か判定するとともに、この判定結果に基づき、セレクタ部６０ａをＯＮ状態・ＯＦＦ状態に切替制御して、第Ｎ番目の原画像画素或いはマスク画素をＤ／Ａ変換器４２に出力する。

画像処理回路４１は、ＤＳＰ４０から新たな原画像４４が入力される度に、上述の処理を繰り返し実行する。Ｄ／Ａ変換器４２は、画像処理回路４１から逐次入力される原画像画素・マスク画素を逐次アナログ信号に変換してモニタ２７に出力する。モニタ２７は、アナログ信号に基づいて、合成観察画像４７を走査表示する。以下、内視鏡検査が終了するまで、上述の合成観察画像４７の走査表示処理が継続する。

なお、電子内視鏡１１のフリーズボタン２５が押下された場合には、この押下時にフレームメモリ５７に格納されている原画像４４を静止画像６９（図１１参照）として、この静止画像６９の各画素（静止画像画素という）の出力を繰り返し実行（第１番目、・・・第２０７３６００番目、第１番目、・・・）するとともに、前述したように、有効領域４８外の静止画像画素は破棄してマスク画素を出力する。これにより、静止画像６９にマスク画像４６を合成した静止合成観察画像７０（図１０（Ａ）参照）がモニタ２７に走査表示される。

以上のように本発明の電子内視鏡システム１０（プロセッサ装置１２）では、マスク画像４６のマスクビットマップデータ５４をＲＯＭ３８に記憶する代わりに、画素数データ５５を記憶することにより、複数種類の電子内視鏡１１に対応する画素数データをＲＯＭ３８に記憶する場合でも、記憶容量の小さいＲＯＭ３８を用いることができる。その結果、プロセッサ装置１２の製造コストを下げることができる。

また、本実施形態では、プロセッサ装置１２の電源ＯＮ時にＲＯＭ３８に記憶されている全画素数データ５５を読み出してＲＡＭ３９に格納しているが、各画素数データ５５のデータ量は小さいので、プロセッサ用ＣＰＵ３７が、各画素数データをＲＯＭ３８から読み出してＲＡＭ３９に格納するのに要する時間を短縮することができる。これにより、例えばプロセッサ用ＣＰＵ３７に他の処理を実行させることができる。また、プロセッサ装置１２の電源がＯＮされてから、内視鏡検査が可能となるまでに要する起動時間を短くすることができる。なお、画素数データ５５のビットマップ変換処理は、本実施形態のようにハードウェア（ビットマップ変換回路５９）で行うようにすると、プロセッサ用ＣＰＵ３７によるソフトウェア処理でビットマップ変換処理を行う場合よりも高速に行うことができる。

また、画素数データ５５を、モニタ２７の表示方式（左上隅の画素〜右下隅の画素の順に１画素ずつ表示する走査表示）に沿ったデータ（図７参照）にすることで、画素数カウント値のうちライン数を扱う個所をそのままキャッシュメモリアドレス（不要な場合はＲＡＭ３９アドレス）に対応付けることが可能、モニタ２７出力に同期して処理させることが容易、など、ビットマップ変換処理及び周辺回路を簡素化することができる。これにより、ビットマップ変換回路５９として安価なものを用いることができる。

次に、本発明の第２実施形態の電子内視鏡システム（プロセッサ装置）について説明を行う。第２実施形態のプロセッサ装置７１（図１１参照）は、静止合成観察画像７０（図１０（Ａ）参照）の中にリアルタイムの合成観察画像４７を縮小処理した縮小合成観察画像７２（図１０（Ｂ）参照）を表示する、所謂Ｐｉｃｔｕｒｅ ｉｎ Ｐｉｃｔｕｒｅ（以下、ＰｉｎＰと称す）機能を有している。

図１０（Ａ）に示すように、静止合成観察画像７０は、体腔内のリアルタイムの画像が映し出されないという点を除けば、前述の合成観察画像４７と同じ（サイズ）であり、原画像４４と同一ものについて同一符号を付してその説明は省略する。この静止合成観察画像７０の左下隅の領域は、縮小合成観察画像７２が表示される縮小表示領域７３（２点鎖線表示）である。

図１０（Ｂ）に示すように、縮小合成観察画像７２は、リアルタイムの原画像４４を１／ｎ（ｎは正の実数）倍縮小処理して生成した縮小原画像７５に、この縮小原画像７５と同じ縮小倍率（１／ｎ倍）でマスク画像４６を縮小処理した縮小マスク画像７６を合成した画像である。このため、縮小合成観察画像７２は、静止合成観察画像７０（合成観察画像４７）の１／ｎ倍のサイズの画像、すなわち、Ｈ／ｎ画素×Ｖ／ｎラインの矩形画像になる。

なお、縮小マスク画像７６は、マスク画像４６と同形状である。また、符号７５ａ，７５ｂはそれぞれ縮小原画像７５の有効領域、無効領域であり、符号７６ａは縮小マスク画像７６の露呈部である。

図１０（Ｃ）に示すように、ＰｉｎＰ画像７７は、静止合成観察画像７０の縮小表示領域７３（図１０（Ａ）参照）にリアルタイムの縮小合成観察画像７２が映し出された画像である。このＰｉｎＰ画像７７は、プロセッサ装置７１（図１１参照）により、前述の合成観察画像４７と同様にモニタ２７に走査表示される。

図１１において、プロセッサ装置７１は、基本的には上記第１実施形態のプロセッサ装置１２と同じ構成である。ただし、プロセッサ装置７１には、ＰｉｎＰ画像７７をモニタ２７に走査表示するための画像処理回路（ＰｉｎＰ処理手段）７９が設けられている。なお、画像処理回路７９以外の回路等については、第１実施形態の画像処理回路４１と同じ構成であるため、その構成については前述の図５を参照されたい。プロセッサ用ＣＰＵ３７は、内視鏡用ＣＰＵ３２からフリーズボタン２５が押下操作されたことを示すフリーズ操作情報が入力された時に、プロセッサ装置７１を通常表示モードからＰｉｎＰ表示モードに切り替える。

画像処理回路７９は、ＰｉｎＰ表示モード時に下記（１）、（２）の処理を行う。
（１）縮小表示領域７３以外の領域については、前述の合成観察画像４７の走査表示と同様に静止画像６９を１画素ずつ流しながら、その有効領域４８の静止画像画素をＤ／Ａ変換器４２に出力するとともに、無効領域５０内の静止画像画素を破棄してマスク画素をＤ／Ａ変換器４２に出力する。
（２）上記（１）の処理において、縮小表示領域７３内については、縮小原画像７５を１画素ずつ流しながら、その有効領域７５ａ内の縮小原画像画素をＤ／Ａ変換器４２に出力するとともに、無効領域７５ｂ内の縮小原画像画素は破棄してマスク画素をＤ／Ａ変換器４２に出力する。

画像処理回路７９は、大別して、第１画像処理回路８０と、第２画像処理回路８１と、画素出力切替回路８２とから構成される。第１画像処理回路８０は、通常表示モード時には、前述の第１実施形態の画像処理回路４１と同じ処理を行って、原画像画素またはマスク画素を画素出力切替回路８２へ出力する。また、第１画像処理回路８０は、ＰｉｎＰ表示モード時には上記（２）の縮小原画像画素またはマスク画素を画素出力切替回路８２へ出力する。

第１画像処理回路８０は、第１フレームメモリ８４と、第１画素数カウント回路８５と、第１ビットマップ変換回路８６と、第１合成回路８７と、画像縮小回路８９と、演算処理回路（演算処理手段）９０とを備えている。これらのうち、第１フレームメモリ８４、第１画素数カウント回路８５、第１ビットマップ変換回路８６、第１合成回路８７は、前述の画像処理回路４１のメモリ・回路と同じものである。

画像縮小回路８９及び演算処理回路９０は、通常表示モード時には作動を停止している。演算処理回路９０は、通常表示モード時には演算処理を行わず、ＲＡＭから入力された画素数データ５５をそのまま第１ビットマップ変換回路８６へ出力する。なお、ＰｉｎＰ表示モード時における第１画像処理回路８０の各部の動作については、第２画像処理回路８１について説明した後に説明する。

第２画像処理回路８１は、ＰｉｎＰ表示モード時に作動し、上記（１）の処理（静止画像画素またはマスク画素の出力）を行う。この第２画像処理回路８１は、原画像４４の代わりに静止画像６９を扱う以外は、上記第１実施形態の画像処理回路４１と同じ処理を行う。従って、第２画像処理回路８１は、上記第１実施形態の画像処理回路４１と同じ構成であり、第２フレームメモリ９２と、第２画素数カウント回路９３と、第２ビットマップ変換回路９４と、第２合成回路９５とで構成される。

第２フレームメモリ９２は、第１フレームメモリ８４と接続している。プロセッサ用ＣＰＵ３７は、通常表示モード時において内視鏡用ＣＰＵ３２からフリーズ操作情報が入力された時に、第１フレームメモリ８４に格納されている原画像４４を静止画像６９として第２フレームメモリ９２に格納する。次いで、プロセッサ用ＣＰＵ３７は、前述の第１実施形態で説明したように、静止画像６９の各静止画像画素を左上隅〜右下隅、左上隅〜右下隅、・・・の順番で１画素ずつ第２合成回路９５へ出力する。

第２画素数カウント回路９３は、第２フレームメモリ９２から逐次出力される静止画像画素の数をカウントし、このカウント結果をプロセッサ用ＣＰＵ３７、第２合成回路９５、及び画素出力切替回路８２へ逐次出力する。これにより、プロセッサ用ＣＰＵ３７、第２合成回路９５、及び画素出力切替回路８２は、第２フレームメモリ９２から出力された静止画像画素が有効領域４８内の画素か否か、及び縮小表示領域７３内の画素か否かを判別することができる。

第２ビットマップ変換回路９４は、ＲＡＭ３９から入力される画素数データ５５をマスクビットマップデータ５４に変換し、このマスクビットマップデータ５４を第２合成回路９５へ出力する。

第２合成回路９５はセレクタ部９５ａを備えている。このセレクタ部９５ａの出力線は、画素出力切替回路８２に接続されている。第２合成回路９５は、上記第１実施形態の合成回路６０と同様に、第２画素数カウント回路９３からのカウント結果に基づき、第２ビットマップ変換回路９４からのマスクビットマップデータ５４を参照して、セレクタ部９５ａをＯＮ状態・ＯＦＦ状態に切替制御する。これにより、第２フレームメモリ９２から入力される静止画像画素のうち、有効領域４８内の静止画像画素はそのまま画素出力切替回路８２へ出力され、無効領域５０の静止画像画素は破棄されてマスク画素が画素出力切替回路８２へ出力される。

次に、ＰｉｎＰ表示モード時における第１画像処理回路８０の各部の動作について説明する。画像縮小回路８９は、プロセッサ用ＣＰＵ３７からの制御に基づき、プロセッサ装置７１がＰｉｎＰ表示モードに切り替えられた時に作動する。画像縮小回路８９は、第１フレームメモリ８４に新たな原画像４４が格納される度に、この原画像４４を第１フレームメモリ８４から読み出すとともに、所定の縮小倍率（１／ｎ倍）に縮小する縮小処理を施して、縮小原画像７５を生成する。次いで、画像縮小回路８９は、生成した縮小原画像７５を第１フレームメモリ８４に格納する。

プロセッサ用ＣＰＵ３７は、第２画素数カウント回路９３から逐次入力されるカウント結果に基づき、第２フレームメモリ９２から出力された静止画像画素が縮小表示領域７３内の画素であると判別する度に、第１フレームメモリ８４から縮小原画像７５の各縮小原画像画素を左上隅〜右下隅の順番で１画素ずつ第１合成回路８７へ出力する。これにより、例えば、第２フレームメモリ９２から縮小表示領域７３の左上隅、・・・右上隅、・・・左下隅、・・・右下隅の静止画像画素がそれぞれ第２合成回路９５へ出力された時に、第１フレームメモリ８４から縮小原画像７５の左上隅、・・・右上隅、・・・左下隅、・・・右下隅の縮小原画像画素がそれぞれ第１合成回路８７へ出力される。

第１画素数カウント回路８５は、第１フレームメモリ８４から出力される縮小原画像画素の数をカウントし、このカウント結果を第１合成回路８７へ逐次出力する。これにより、第１合成回路８７は、第１フレームメモリ８４から入力された縮小原画像画素のアドレス（Ａｘ，Ａｙ）を判別することができる。

演算処理回路９０は、プロセッサ用ＣＰＵ３７からの制御に基づき、プロセッサ装置７１がＰｉｎＰ表示モードに切り替えられた時に作動する。演算処理回路９０は、ＲＡＭ３９に接続されており、このＲＡＭ３９から電子内視鏡１１の種類に対応した画素数データ５５が入力される。演算処理回路９０は、画素数データ５５を、縮小原画像７５の縮小倍率に応じて１／ｎ倍する縮小演算処理を行って縮小画素数データ９７（図１２参照）を生成し、この縮小画素数データ９７を第１ビットマップ変換回路８６へ出力する。

縮小画素数データ９７は、第１ビットマップ変換回路８６において、縮小マスク画像７６（図１０（Ｂ）参照）の縮小マスクビットマップデータ９８（図１２参照）を生成するための数値データである。

図１２に示すように、演算処理回路９０は、縮小原画像７５の縮小倍率が例えば１／５倍に設定された時に、画素数データ５５を１／５倍する縮小演算処理（イ）を行う。具体的には、縮小マスク画像７６のライン数は、マスク画像４６のライン数の１／５、すなわち、２１６ラインになる。このため、演算処理回路９０は、画素数データ５５からアドレスＡｙ＝１、５、・・・５α（αは２以上且つ２１５以下の自然数）、・・・１０８０にそれぞれ対応する数値データを順番に読み出すとともに、この読み出し順に新たなアドレスＡｙ＝１、２、・・・２１６を割り当てる。つまり、ラインの間引き処理を行うことで、画素数データ５５のライン数を１／５に減らす。

また、演算処理回路９０は、画素数データ５５から読み出した各数値データ（マスク画素数Ａ（＝Ｃ）、露呈部画素数Ｂ）をそれぞれ１／５倍する。これにより、各アドレスＡｙ（１〜２１６）のそれぞれの画素数の総計は、１９２０（画素）の１／５である３８４（画素）となる。これら間引き処理及び数値データの割り算処理により、縮小画素数データ９７が生成される。

第１ビットマップ変換回路８６は、縮小画素数データ９７をビットマップ変換処理（ロ）して、縮小マスクビットマップデータ９８を生成する。縮小マスクビットマップデータ９８は、３８４画素×２１６ライン＝８２９４４（画素）のそれぞれに対応して設けられたマスクデータ（「０」ｏｒ「１」）からなり、各マスクデータにはそれぞれアドレスが割り当てられている。第１ビットマップ変換回路８６は、生成した縮小マスクビットマップデータ９８を第１合成回路８７へ出力する。

図１１に戻って、第１合成回路８７はセレクタ部８７ａを備えており、このセレクタ部８７ａの出力線は、画素出力切替回路８２に接続されている。第２合成回路９５は、上記合成回路６０及び第２合成回路９５と同様に、第１画素数カウント回路８５からのカウント結果に基づき、第１ビットマップ変換回路８６からの縮小マスクビットマップデータ９８を参照して、セレクタ部８７ａをＯＮ状態・ＯＦＦ状態に切替制御する。これにより、第１フレームメモリ８４から入力される縮小原画像画素のうち、有効領域７５ａの縮小原画像画素はそのまま画素出力切替回路８２へ出力され、無効領域７５ｂの縮小原画像画素は破棄されて代わりにマスク画素が画素出力切替回路８２へ出力される。

画素出力切替回路８２は、セレクタ部８２ａを備えている。セレクタ部８２ａは、第１合成回路８７の出力線とＤ／Ａ変換器４２とを電気的に接続する「ＯＮ」状態、及び第２合成回路９５の出力線とＤ／Ａ変換器４２とを電気的に接続する「ＯＦＦ」状態に切替可能である。画素出力切替回路８２は、通常表示モード時には、セレクタ部８２ａを常時ＯＮ状態に設定する。これにより、第１合成回路８７から出力される原画像画素・マスク画素がそのままＤ／Ａ変換器４２へ出力される。

ＰｉｎＰ表示モード時に、画素出力切替回路８２は、第２画素数カウント回路９３から入力されるカウント結果に基づき、第２フレームメモリ９２から出力された静止画像画素が縮小表示領域７３内の画素か否かを判別する。画素出力切替回路８２は、縮小表示領域７３外の画素であると判別した時は、セレクタ部８２ａをＯＦＦ状態に設定する。これにより、第２合成回路９５で選択・出力した静止画像画素・マスク画素がＤ／Ａ変換器４２へ出力される。

また、画素出力切替回路８２は、縮小表示領域７３内の画素であると判別した時は、セレクタ部８２ａをＯＮ状態に設定する。この時には、前述したように、第１フレームメモリ８４からの縮小原画像画素の出力が開始されるため、第１合成回路８７で選択・出力した縮小原画像画素・マスク画素がＤ／Ａ変換器４２へ出力される。なお、この場合には第２合成回路９５で選択・出力した静止画像画素・マスク画素は破棄される。

このように、第２フレームメモリ９２から出力された静止画像画素が縮小表示領域７３内の画素であるか否かに基づいて、セレクタ部８２ａをＯＮ状態・ＯＦＦ状態に切り替えることで、モニタ２７にＰｉｎＰ画像７７が走査表示される。

ＰｉｎＰ表示モードは、術者が電子内視鏡１１の操作部１５で所定の終了操作（例えば、フリーズボタン２５の再押下）を行った時に終了する。この終了後、プロセッサ装置７１は通常表示モードに切り替わる。

次に、図１３及び図１４に示すフローチャートを用いて、第２実施形態の内視鏡システム（プロセッサ装置７１）の作用について説明する。なお、図１３において、通常表示モードのプロセッサ装置７１により合成観察画像４７がモニタ２７に走査表示されるまでの処理は、上記第１実施形態の図８及び図９で説明した処理と基本的に同じであるため、説明は省略する。

術者は、モニタ２７に表示される合成観察画像４７を観察し、患部を詳細に観察したい場合にはフリーズボタン２５を押下操作する。この押下操作がなされると、電子内視鏡１１の内視鏡用ＣＰＵ３２からプロセッサ用ＣＰＵ３７へフリーズ操作情報が入力される。

プロセッサ用ＣＰＵ３７は、内視鏡用ＣＰＵ３２からフリーズ操作情報が入力された時に、プロセッサ装置７１を通常表示モードからＰｉｎＰ表示モードへ切り替える。これと同時に、プロセッサ用ＣＰＵ３７は、第１フレームメモリ８４に格納されている原画像４４を静止画像６９として、第２フレームメモリ９２に格納する。また、第２ビットマップ変換回路９４は、ＲＡＭ３９からの画素数データ５５をビットマップ変換して生成したマスクビットマップデータ５４を第２合成回路９５へ出力する。

プロセッサ装置７１がＰｉｎＰ表示モードに切り替えられると、プロセッサ用ＣＰＵ３７は、第１画像処理回路８０の演算処理回路９０を作動させる。演算処理回路９０は、前述の図１２を用いて説明したように、ＲＡＭ３９から入力された画素数データ５５に対して１／ｎ倍縮小演算処理を行って縮小画素数データ９７を生成し、この縮小画素数データ９７を第１ビットマップ変換回路８６へ出力する。第１ビットマップ変換回路８６は、縮小画素数データ９７を縮小マスクビットマップデータ９８に変換して第１合成回路８７へ出力する。

また、ＰｉｎＰ表示モードへの切替時に、プロセッサ用ＣＰＵ３７は、第１画像処理回路８０の画像縮小回路８９も作動させる。画像縮小回路８９は、第１フレームメモリ８４に新たな原画像４４が格納される度に、この原画像４４を所定の縮小倍率（１／ｎ）に縮小処理した縮小原画像７５を生成し、この縮小原画像７５を第１フレームメモリ８４に格納（縮小処理前の原画像４４に上書き）する。

図１４において、プロセッサ用ＣＰＵ３７は、第２フレームメモリ９２に格納された静止画像６９の各静止画像画素を左上隅〜右下隅、左上隅・・・の順番で１画素ずつ第２合成回路９５へ出力する。そして、第２画素数カウント回路９３は、静止画像画素のカウント結果をプロセッサ用ＣＰＵ３７、第２合成回路９５、及び画素出力切替回路８２へ逐次出力する。なお、カウント結果が２０７３６００に達した時は、このカウント結果の出力後にカウンタを０にリセットする。

第２合成回路９５は、前述したように、第２フレームメモリ９２から入力した静止像画素が有効領域４８内の画素であればそのまま画素出力切替回路８２へ出力し、無効領域５０内の画素であれば代わりにマスク画素を画素出力切替回路８２へ出力する。以下同様にして、ＰｉｎＰ表示モードが終了するまで、第２画像処理回路８１から静止画像画素またはマスク画素が画素出力切替回路８２へ出力される。

これと同時に、プロセッサ用ＣＰＵ３７は、第２画素数カウント回路９３から逐次入力されるカウント結果に基づき、第２フレームメモリ９２から出力された静止画像画素が縮小表示領域７３内の画素であると判定する度に、第１フレームメモリ８４から縮小原画像７５の各縮小画像画素を左上隅〜右下隅の順番で１画素ずつ第１合成回路８７へ出力する。そして、第１画素数カウント回路８５は、第１フレームメモリ８４から出力される縮小原画像画素のカウント結果を第１合成回路８７へ逐次出力する。

第１合成回路８７は、前述したように、第１フレームメモリ８４から入力した縮小原像画素が有効領域７５ａ内の画素であればそのまま画素出力切替回路８２へ出力し、無効領域７５ｂ内の画素であれば代わりにマスク画素を画素出力切替回路８２へ出力する。以下同様にして、ＰｉｎＰ表示モードが終了するまで、第１画像処理回路８０から縮小原画像画素またはマスク画素が１画素ずつ画素出力切替回路８２へ出力される。

画素出力切替回路８２は、第２画素数カウント回路９３から入力されるカウント結果に基づき、第２フレームメモリ９２から出力された静止画像画素が縮小表示領域７３外の画素であると判別した場合には、第２合成回路９５で選択・出力した静止画像画素・マスク画素をＤ／Ａ変換器４２へ出力する。逆に、画素出力切替回路８２は、縮小表示領域７３内の画素であると判別した場合には、第１合成回路８７で選択・出力した縮小原画像画素・マスク画素をＤ／Ａ変換器４２へ出力する。

Ｄ／Ａ変換器４２は、画素出力切替回路８２から逐次出力される静止画像画素、縮小原画像画素、マスク画素を逐次アナログ信号に変換してモニタ２７へ出力する。これにより、モニタ２７にＰｉｎＰ画像７７が走査表示される。以下、術者が電子内視鏡１１の操作部１５で所定の終了操作を行うまで、上述のＰｉｎＰ画像７７の走査表示処理が継続する。そして、この終了操作が行われると、プロセッサ用ＣＰＵ３７は、プロセッサ装置７１を通常表示モードに切り替える。以下、内視鏡検査が終了するまで、上記第１実施形態で説明した合成観察画像４７の走査表示が行われる。

以上のように本発明のプロセッサ装置７１では、マスク画像４６をその形状を変えないで１／ｎに縮小処理する際に、画素数データ５５に対して１／ｎ倍演算処理（ライン間引き処理、数値データの割り算処理）するので、画素数データ５５に対してデータサイズが大きいマスクビットマップデータ５４に対して演算処理を行うのに比べて、取り扱うデータ量が減る分、プロセッサ用ＣＰＵ３７や画像処理回路７９の負荷を低減することができる。

また、縮小画面用のマスク画像数データを別途必要としないため、ＲＯＭ３８やＲＡＭ３９の容量を減らすことができ、なおかつ、取り扱うデータ量が減る分、プロセッサ用ＣＰＵ３７や画像処理回路７９の負荷を低減することができる。

上記第１実施形態（第２実施形態も同様）では、画素数データ５５をビットマップ変換処理して生成したマスクビットマップデータ５４を参照して、フレームメモリ５７から入力される原画像画素が有効領域４８内の画素であるか否かを判別しているが、本発明はこれに限定されるものではない。前述したように、画素数データ５５の各数値データ（マスク画素数Ａ、露呈部画素数Ｂ）から、マスク画像４６の各水平ラインの画素配列情報が分かるので、直接画素数データ５５から原画像画素が有効領域４８内の画素であるか否かを判別するようにしてもよく、その場合は合成回路６０内のキャッシュメモリが不要となる。

上記各実施形態では、プロセッサ用ＣＰＵ３７が、ＲＯＭ３８から全画素数データ５５を読み出してＲＡＭ３９に格納しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、電子内視鏡１１の識別情報に対応する画素数データのみをＲＯＭ３８から読み出して、ＲＡＭ３９に格納してもよい。

上記第１実施形態（第２実施形態も同様）では、モニタ２７への画素毎の出力タイミングに同期して原画像４４とマスク画像４６の合成を行っているが、予め原画像４４とマスク画像４６とを合成して合成観察画像４７を生成した後に、ビデオ信号の出力を開始してもよい。

上記第２実施形態では、マスク画像４６を１／ｎに縮小処理する際に、画素数データ５５を１／ｎ倍演算処理する場合を例に挙げて説明を行ったが、これとは逆にマスク画像４６をその形状を変えないでｎ倍に拡大する際には、前述の演算処理回路９０で画素数データ５５をｎ倍演算処理すればよい。このｎ倍演算処理は、前述の１／ｎ倍演算処理とは逆の処理、すなわち、ライン数の増加処理（ライン数ｎ倍）と数値データの掛け算処理（Ａ、Ｂ×ｎ）とを行えばよい。

上記各実施形態では、マスク画像４６として画素数データ５５をＲＯＭ３８に格納しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、前述のマスク画像４６のプロファイル（位置、大きさ、形状）を表した各種のプロファイルデータを用いることができる。

例えば、図１５に示すプロファイルデータ１００は、マスク画像４６の水平ライン毎に求められ、前述の図６で説明した境界Ｐ１，Ｐ２の位置を数値化した境界位置データと、マスク画像４６の各水平ラインの画素数を示すライン画素数データ（すなわち、１９２０）とから構成される。

各境界位置データには、垂直方向のライン位置を示すアドレスＡｙが与えられている。そして、各水平ラインにおける境界位置データは、例えば、境界Ｐ１，Ｐ２がそれぞれラインの左側から何番目の画素であるかを示す境界位置Ａ_Ｐ１，Ｂ_Ｐ１からなる。境界位置Ａ_Ｐ１，Ｂ_Ｐ１は、１番目〜１９２０番目のうちのいずれかの数値で表される。なお、水平ライン中に境界Ｐ１，Ｐ２が存在しない場合には、境界位置データは「−」となる。また、露呈部５２の最上点、最下点を通るラインでは、境界Ｐ１，Ｐ２は一致するので、境界位置Ａ_Ｐ１，Ｂ_Ｐ１は同じ値になる。

例えば、プロファイルデータ１００のアドレスＡｙ＝３の境界位置データは、境界位置Ａ_Ｐ１＝９５０、境界位置Ｂ_Ｐ２＝９７０であるため、マスク画像４６の上から３ライン目は、左側から順に９５０個のマスク画素、２０個の露呈部画素、９５０個のマスク画素が配列された構成になる。このように、プロファイルデータ１００からも、マスク画像４６の各水平ラインの画素配列情報が分かる。このため、前述の画素数データ５５と同様に、マスクビットマップデータ５４への変換処理も容易に行うことができる。

上記各実施形態では、マスク画像４６（縮小マスク画像７６）が矩形画像であり、露呈部５２（７６ａ）が円状である場合を例に挙げて説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、これは別の形状であってもよい。

上記各実施形態では、画素数データ５５がプロセッサ装置１２，７１のＲＯＭ３８に格納されている場合を例に挙げて説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、画素数データ５５が電子内視鏡１１のＲＯＭ３３や、プロセッサ装置１２，７１に接続された各種外部記憶装置に格納されていてもよい。プロセッサ用ＣＰＵ３７は、電源ＯＮ時にこれらから画素数データ５５を読み出す。

上記各実施形態では、前述のマスク画像４６のプロファイルデータとして、画素数データ５５やプロファイルデータ１００を例に挙げて説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば演算式等を用いてもよい。

上記各実施形態では、ＣＣＤ２０の有効画素、原画像４４のサイズ、マスクビットマップデータ５４、を１９２０×１０８０画素としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、どんな画素数であってもよい。記載はないが当然モニタ２７の表示画素についても同様である。

上記各実施形態では、マスクデータ「１」は露呈部画素、マスクデータ「０」はマスク画素としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、論理は問わない。

上記各実施形態では、フレームメモリ５７からの原画像画素の出力順、ＲＡＭ３９からのプロファイルデータの出力順、合成回路６０内キャッシュメモリからのマスクビットマップデータ５４の出力順はプログレッシブ処理を想定して連続としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例としてインターレース処理を施す場合はＡｙは１、３、５、・・・１０７９、２、４、・・・１０８０、となる。

上記第２実施形態では、第２フレームメモリ９２と第１フレームメモリ８４は接続しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、各画像を該当フレームメモリへ格納する際の格納先を切替えて実施してもよい。

上記第２実施形態では、ＰｉｎＰ表示モードに切替えた時に原画像４４を第１フレームメモリ８４から読み出して縮小処理を施して縮小原画像７５を生成して再度同一フレームメモリに格納するが、本発明はこれに限定されるものではなく、原画像４４をそのまま縮小処理を施しながら縮小原画像７５のみを第１フレームメモリ８４に格納してもよいし、また、原画像４４を第１フレームメモリ８４から読み出しながら縮小処理を施して縮小原画像７５を生成して後段処理に送ってもよい。

上記実施形態では、電子内視鏡での事例としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、工業用内視鏡、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、車載用カメラ、監視用カメラ、携帯電話カメラ、に適用してもよい。

第１実施形態の内視鏡システムの概略図である。 電子内視鏡システムの電気的構成を示すブロック図である。 （Ａ）は原画像、（Ｂ）はマスク画像、（Ｃ）は原画像にマスク画像を合成した合成観察画像を説明するための説明図である。 マスクビットマップデータの一例を示した説明図である。 プロセッサ装置の画像処理回路のブロック図である。 マスク画素数Ａ（＝Ｃ）、露呈部画素数Ｂを説明するための説明図である。 画素数データの一例を示した説明図である。 内視鏡検査時におけるプロセッサ装置の動作を説明するためのフローチャートである。 合成観察画像の走査表示処理の流れを説明するためのフローチャートである。 （Ａ）は静止合成観察画像、（Ｂ）は縮小合成観察画像、（Ｃ）はＰｉｎＰ画像を説明するための説明図である。 第２実施形態のプロセッサ装置の画像処理回路のブロック図である。 （イ）画素数データの縮小演算処理、（ロ）縮小画素数データのビットマップ変換処理を説明するための説明図である。 内視鏡検査時における第２実施形態のプロセッサ装置の動作を説明するためのフローチャートである。 ＰｉｎＰ画像の走査表示処理の流れを説明するためのフローチャートである。 プロファイルデータの他の例を説明するための説明図である。

符号の説明

１０ 内視鏡システム
１１ 電子内視鏡
１２，７１ プロセッサ装置
２５ フリーズボタン
２７ モニタ
３２ 内視鏡用ＣＰＵ
３７ プロセッサ用ＣＰＵ
３８ ＲＯＭ
４１，７９ 画像処理回路
４４ 原画像
４６ マスク画像
４７ 合成観察画像
４８ 有効領域
５０ 無効領域
５２ 露呈部
５４ マスクビットマップデータ
５５ 画素数データ
７５ 縮小原画像
７６ 縮小マスク画像
７７ ＰｉｎＰ画像
９７ 縮小画素数データ
９８ 縮小マスクビットマップデータ
１００ プロファイルデータ

Claims (8)

1. 電子内視鏡で得た内視鏡画像と、その無効領域を覆って有効領域のみを露呈させるマスク画像とを合成する合成手段と、
   前記無効領域に対応するマスク部と前記有効領域に対応する露呈部のそれぞれの画面内の位置、形状、大きさを含む前記マスク画像のプロファイルを表し、データサイズが前記内視鏡画像の画素数よりも少ないビット数であるプロファイルデータを、データ格納手段から取得するデータ取得手段と、
   前記プロファイルデータを、画素毎に前記露呈部か前記マスク部かを識別するための１ビットの識別情報を持ち、データサイズが内視鏡画像の画素数と同数のビット数であるビットマップ形式のビットマップデータに変換するビットマップ変換手段とを備えたことを特徴とする内視鏡のプロセッサ装置。
2. 前記プロファイルデータは、前記マスク部及び前記露呈部の画素数を、前記マスク画像の水平ライン毎に所定の基準位置からカウントして求めた画素数データであることを特徴とする請求項１記載の内視鏡のプロセッサ装置。
3. 前記マスク画像が左右対称または上下対称な場合には、前記マスク部の画素数データは、前記マスク画像の片側分だけ持つことを特徴とする請求項２記載の内視鏡のプロセッサ装置。
4. 前記マスク画像が上下左右対称な場合には、前記マスク部の画素数データは、前記マスク画像の１／４分だけ持つことを特徴とする請求項２記載の内視鏡のプロセッサ装置。
5. 前記プロファイルデータは、前記マスク部と前記露呈部の境界位置を表す境界位置データを前記マスク画像の水平ライン毎に持つことを特徴とする請求項１記載の内視鏡のプロセッサ装置。
6. 前記内視鏡画像の拡大／縮小に応じて前記マスク画像を拡大／縮小するための演算処理を前記プロファイルデータに施す演算処理手段を備えており、
   前記ビットマップ変換手段は、演算処理済みのプロファイルデータに対してビットマップ変換を行って、拡大／縮小された前記内視鏡画像の画像サイズに対応するビットマップデータを生成することを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の内視鏡のプロセッサ装置。
7. 前記ビットマップ変換手段によって生成されたビットマップデータに基づいて、親画面内に子画面を挿入するＰｉｎＰ処理を施すＰｉｎＰ処理手段を備えていることを特徴とする請求項６記載の内視鏡のプロセッサ装置。
8. 電子内視鏡で得た内視鏡画像と、その無効領域を覆って有効領域のみを露呈させるマスク画像とを合成する合成処理を施すためのプロファイルデータであり、無効領域に対応するマスク部と有効領域に対応する露呈部のそれぞれの画面内の位置、形状、大きさを含む前記マスク画像のプロファイルを表し、データサイズが前記内視鏡画像の画素数よりも少ないビット数であるプロファイルデータを、データ格納手段から取得するデータ取得ステップと、
   前記プロファイルデータを、画素毎に露呈部かマスク部かを識別するための１ビットの識別情報を持ち、データサイズが内視鏡画像の画素数と同数のビット数であるビットマップ形式のビットマップデータに変換するビットマップ変換ステップと、
   前記ビットマップデータに基づいて前記合成処理を実行する合成処理ステップとを備えたことを特徴とする内視鏡画像のマスク処理方法。

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