JP2011036488A - 電子内視鏡システムおよび電子内視鏡用プロセッサ - Google Patents

Abstract

【課題】プロセッサおよび画像処理装置のそれぞれに接続されるモニタに表示される画像の同期をとることが可能な電子内視鏡システム、およびプロセッサを提供することを目的とする。
【解決手段】観察対象の画像信号を生成する電子内視鏡、プロセッサ、および画像処理装置からなる電子内視鏡システムであって、上記画像処理装置は、画像信号に第１の画像処理を施して、第１の映像信号を生成する第１の画像処理手段と、第１の画像処理における処理時間に関する情報をプロセッサに出力する処理時間出力手段と、を備え、上記プロセッサは、画像信号を画像処理装置に出力する画像信号出力手段と、画像信号に第２の画像処理を施して、第２の映像信号を生成する第２の画像処理手段と、処理時間に関する情報に基づいて、第２の映像信号の出力のタイミングを制御する第１のタイミング制御手段と、を備える構成とした。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電子内視鏡システム、および電子内視鏡用プロセッサに関し、特に画像処理装置を接続して使用可能な電子内視鏡システム、および電子内視鏡用プロセッサに関する。

一般に、患者の体内を診断又は治療するための電子内視鏡システムは、先端部に備えられた固体撮像素子で体内を撮像して画像信号を生成する電子内視鏡と、体内の観察部位を照明するための光を電子内視鏡に供給し、電子内視鏡により生成された画像信号を処理してモニタに出力する電子内視鏡用プロセッサとから構成される。このような電子内視鏡システムでは、プロセッサから供給される照明光が電子内視鏡の先端から体内の観察対象へ向けて照射され、観察対象で反射した反射光が撮像素子によって光電変換される。そして、光電変換によって生成された電荷は、画像信号として読み取られ、プロセッサに出力される。プロセッサでは、画像信号に対して画像処理が施されて、モニタに出力され、観察対象の画像が表示される。

また、近年、技術の進歩により、上記のような電子内視鏡システムに基本機能として備えられている機能（撮影機能、照明機能、画像処理機能、および調光機能等）以外に、電子内視鏡を用いた様々な機能が新たに開発されている。しかしながら、従来の電子内視鏡システムにおいて、このような新たな機能を実現するためには、既存の電子内視鏡またはプロセッサを、当該新たな機能に対応するよう改修したり、新たな機能を備えたものへと交換したりしなければならず、コストや汎用性の面などにおいて問題があった。そこで、このような問題を解決するため、特許文献１には、新たな機能を備えた周辺機器を電子内視鏡システムに接続することで、従来の電子内視鏡システムを用いて新たな機能を実現することが提案されている。詳しくは、特許文献１の内視鏡システムでは、圧力測定装置を周辺機器として内視鏡システムのプロセッサに接続する。そして、当該圧力測定装置において、プロセッサから出力された画像に測定された圧力値を重畳して、モニタに表示させる構成となっている。これにより、プロセッサが圧力測定機能を備える必要なく、圧力測定結果を提供することが可能となる。

特開２００２−５１９７５号公報

また、特に、画像処理技術の分野においては、日々新しい技術が開発され、画像処理の高速化や精密化などが実現されている。こうした新しい画像処理技術を、既存の電子内視鏡システムにおいて実現するために、特許文献１にて提案されるように、新たな画像処理機能を備えた画像処理装置を、周辺機器として電子内視鏡システムのプロセッサに接続することが考えられる。そして、プロセッサに接続された画像処理装置にモニタ等の表示装置を接続することにより、当該画像処理装置における画像処理効果が反映された画像を観察することができる。また、一方で、看護師などによる観察のために、体内の通常画像、すなわち画像処理装置による画像処理が施されていない画像をモニタに表示させたい場合もある。このような場合、プロセッサおよび画像処理装置の両方にモニタをそれぞれ接続することにより、プロセッサが備える基本の画像処理を行った画像と、画像処理装置によって新たな画像処理（例えば観察部位の凹凸や血管を強調させる処理）が施された画像とをそれぞれ各モニタに表示させることができる。

しかしながら、このようにプロセッサおよび画像処理装置にそれぞれモニタを接続して画像を表示させる場合、画像処理装置における処理時間とプロセッサにおける処理時間との相違により、各モニタにおいて表示される画像に時間的なずれが生じてしまうことがある。一般的に、画像処理装置においては、プロセッサを経由して入力される画像信号を一旦メモリに展開して、周辺データとの演算が行なわれるため、処理時間が長くかかってしまう。また、画像処理装置においてプロセッサには備えられていない付加的な画像処理が施されることなどによっても、プロセッサとの処理時間の相違がより顕著となる。これにより、プロセッサに接続されたモニタに表示される画像に対して、画像処理装置に接続されたモニタでは画像が遅れて表示されることがある。そして、このように、モニタによって表示される画像に時間的なずれが生じてしまうことにより、体内観察を行う際に混乱を招いてしまう恐れがある。

そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、プロセッサおよび画像処理装置のそれぞれに接続されるモニタに表示される画像の同期をとることが可能な電子内視鏡システム、およびプロセッサを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明により、観察対象を撮影して画像信号を生成する電子内視鏡と、電子内視鏡が着脱自在に接続されるプロセッサと、プロセッサに着脱自在に接続される画像処理装置と、からなる電子内視鏡システムが提供される。また、本発明の電子内視鏡システムにおける画像処理装置は、画像信号に第１の画像処理を施して、第１の映像信号を生成する第１の画像処理手段と、第１の画像処理における処理時間に関する情報をプロセッサに出力する処理時間出力手段と、を備え、プロセッサは、画像信号を画像処理装置に出力する画像信号出力手段と、画像信号に第２の画像処理を施して、第２の映像信号を生成する第２の画像処理手段と、処理時間に関する情報に基づいて、第２の映像信号の出力のタイミングを制御する第１のタイミング制御手段と、を備える構成とした。

このように構成することにより、プロセッサにおいて、画像処理装置と同期をとって映像信号を出力することが可能となる。これにより、プロセッサに接続されたモニタ等の表示装置において表示される画像、および画像処理装置に接続されたモニタ等の表示装置において表示される画像にずれが生じることなく、適切に体内観察を行うことができる。

また、上記第１の画像処理は、第２の画像処理とは異なる画像処理を少なくとも一つ含むものであっても良い。

また、上記電子内視鏡システムは、プロセッサに接続され、第２の映像信号に対応する画像を表示するための第１の表示手段を更に備え、第１のタイミング制御手段は、処理時間に関する情報に基づいて、第２の映像信号の第１の表示手段への出力のタイミングを制御する構成としても良い。

また、上記プロセッサは、更に、処理時間に関する情報および第２の画像処理における処理時間に基づいて遅延時間を算出する遅延時間算出手段を備え、上記第１のタイミング制御手段は、第２の映像信号の出力を遅延時間だけ遅延させるよう制御する構成としても良い。

また、上記画像処理装置は、更に、第１の画像処理手段における第１の画像処理の設定を変更するための入力手段を備え、上記処理時間に関する情報は、入力手段を用いて入力される設定の変更に伴って変動するものとしても良い。このように構成することにより、観察中に画像処理装置における画像処理の設定が変更され、画像処理装置における処理時間が変化した場合においても、プロセッサのタイミング制御手段にて、適切に映像信号の出力のタイミングを制御することが可能となる。

また、上記処理時間出力手段は、入力手段を用いて設定の変更が入力された場合に、処理時間に関する情報をプロセッサに出力するものであっても良い。このように構成することにより、効率的に処理時間に関する情報をプロセッサに出力することが可能となる。

また、上記プロセッサは、更に、遅延時間を画像処理装置に出力する遅延時間出力手段を備え、画像処理装置は、更に、遅延時間に基づいて、第１の映像信号の出力のタイミングを制御する第２のタイミング制御手段を備える構成としても良い。このように構成することにより、プロセッサおよび画像処理装置のいずれの処理時間が長い場合でも、お互いに同期をとって映像信号を出力することが可能となる。これにより、処理時間の異なる種々の画像処理装置がプロセッサに接続される場合であっても、プロセッサに接続されたモニタ等の表示装置に表示される画像、および画像処理装置に接続されたモニタ等の表示装置に表示される画像にずれが生じることなく、適切に体内観察を行うことができる。

また、上記電子内視鏡システムは、画像処理装置に接続され、第１の映像信号に対応する画像を表示するための第２の表示手段を更に備え、上記第２のタイミング制御手段は、第１の映像信号の第２の表示手段への出力のタイミングを制御する構成としても良い。

さらに、本発明により、電子内視鏡および画像処理装置が着脱自在に接続される電子内視鏡用プロセッサであって、電子内視鏡によって生成される画像信号を画像処理装置に出力する画像信号出力手段と、画像信号に画像処理を施して、映像信号を生成する画像処理手段と、画像処理装置における処理時間に基づいて、映像信号の出力のタイミングを制御するタイミング制御手段と、を備える電子内視鏡用プロセッサが提供される。

したがって、本発明によれば、プロセッサおよび画像処理装置において映像信号の出力のタイミングを制御することにより、各装置に接続されるモニタに表示される画像、および画像処理装置に接続されるモニタに表示される画像の同期をとることができ、適切な体内観察を行うことが可能となる。

本発明の第１の実施形態における電子内視鏡システムの概略構成図である。 本発明の（ａ）プロセッサの画像処理回路における処理ブロック、および（ｂ）画像処理装置の画像処理回路における処理ブロックを示す図である。 本発明の第１の実施形態の電子内視鏡システムにおける遅延時間設定処理を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態における電子内視鏡システムの概略構成図である。 本発明の第２の実施形態の電子内視鏡システムにおける遅延時間設定処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態における電子内視鏡システム１の概略構成を示す図である。電子内視鏡システム１は、患者の体内画像を撮影するための電子内視鏡１０、電子内視鏡１０が着脱自在に接続されるプロセッサ２０、プロセッサ２０に着脱自在に接続される画像処理装置３０、ならびにプロセッサ２０に接続されるモニタ４０および画像処置装置３０に接続されるモニタ５０から構成される。

電子内視鏡１０は、患者の体内に挿入される長尺の可撓管からなる挿入部１０ａ、術者によって把持される把持部１０ｂおよびプロセッサ２０に電気的および光学的に接続される接続部１０ｃからなる。電子内視鏡１０の接続部１０ｃから挿入部１０ａの先端まで、プロセッサ２０から供給される光を伝搬するためのライトガイド１０１が延在している。また、挿入部１０ａの先端には、ライトガイド１０１にて伝搬された光を観察部位に射出するための配光レンズ１０２、観察部位で反射された光を撮像素子の受光面に結像させるための対物レンズ１０３、および受光面に結像された被写体像に基づいて画像信号を生成する固体撮像素子であるＣＣＤ１０４が配置される。

プロセッサ２０は、電子内視鏡システム１全体の駆動制御や同期を図るためのシステムコントローラ２０１およびタイミングコントローラ２０２、電子内視鏡１０に照明光を供給するためのランプ２０３、ランプ２０３に駆動電力を供給するためのランプ電源２０４、およびランプ２０３から照射される光の光量を調整する絞り２０５を備えている。また、プロセッサ２０は、電子内視鏡１０から出力される画像信号に所定の画像処理を施して映像信号を生成する画像処理回路２０６、画像処理回路２０６にて生成される映像信号を一時的に記憶するフレームメモリ２０７、画像処理が施された画像に文字情報などを重畳するためのＯＳＤ回路２０８、画像信号をモニタ４０に適した形式のビデオ信号へと変換するためのエンコーダ２０９、およびエンコーダ２０９にて変換されたビデオ信号を、接続される外部機器（モニタ４０）へと出力するための出力端子２１０を備えている。また、出力端子２１０は、ＮＴＳＣ方式に対応するＮＴＳＣ信号（ＲＧＢ信号、Ｙ/Ｃ信号およびコンポジット信号を含む）を出力するためのＮＴＳＣ端子２１０Ｎ、およびＳＸＧＡ方式に対応するＳＸＧＡ信号を出力するためのＳＸＧＡ端子２１０Ｓから構成される。

さらに、本実施形態のプロセッサ２０は、術者等のユーザによる操作を受け付ける各種の操作ボタンやプロセッサ２０の動作状況を表示するインジケータ等を備えるフロントパネル２１１、および画像処理装置３０を接続するためのコネクタ２１２を備えている。また、コネクタ２１２は、プロセッサ２０のシステムコントローラ２０１と、画像処理装置３０のシステムコントローラ３０１との間で制御信号を送受信するための制御通信端子２１２ａ、および電子内視鏡１０にて生成された画像信号を画像処理装置３０へ出力するための画像信号出力端子２１２ｂを有する。

画像処理装置３０は、画像処理装置３０の各部を統括的に制御するシステムコントローラ３０１、入力される画像信号に対して後述する画像処理を行って映像信号を生成する画像処理回路３０２、画像処理が施された画像に文字情報などを重畳するためのＯＳＤ回路３０３、画像信号をモニタ５０に適した形式のビデオ信号へと変換するためのエンコーダ３０４、およびエンコーダ３０４にて変換されたビデオ信号を、接続される外部機器（モニタ５０）へと出力するための出力端子３０５を備えている。また、出力端子３０５は、ＮＴＳＣ方式に対応するＮＴＳＣ信号（ＲＧＢ信号、Ｙ/Ｃ信号およびコンポジット信号を含む）を出力するためのＮＴＳＣ端子３０５Ｎ、およびＳＸＧＡ方式に対応するＳＸＧＡ信号を出力するためのＳＸＧＡ端子３０５Ｓから構成される。

さらに、画像処理装置３０は、術者によって画像処理回路３０２における各処理に用いられるパラメータやレベルの設定を入力するための操作ボタンからなる入力部３０６、およびプロセッサ２０のコネクタ２１２と接続されるコネクタ３０７を備えている。コネクタ３０７は、プロセッサ２０のシステムコントローラ２０１と画像処理装置３０のシステムコントローラ３０１との間で制御信号を送受信するための制御通信端子３０７ａ、および画像信号出力端子２１２ｂから出力される画像信号を入力するための画像信号入力端子３０７ｂを有する。尚、入力部３０６は、画像処理装置３０の筐体に直接設けられた操作ボタン以外にも、画像処理装置３０に接続されたキーボード等の入力機器で構成されても良い。

プロセッサ２０および画像処理装置３０は、コネクタ２１２および３０７が直接、またはケーブルを介して接続されることにより、通信可能に接続される。詳しくは、コネクタ２１２の制御通信端子２１２ａ、および画像信号出力端子２１２ｂが、コネクタ３０７の制御通信端子３０７ａ、および画像信号入力端子３０７ｂにそれぞれ接続される。これにより、プロセッサ２０および画像処理装置３０は、お互いに信号の送受信を行うことが可能となる。

また、本実施形態では、プロセッサ２０および画像処理装置３０にモニタ４０および５０がそれぞれ接続される。そして、プロセッサ２０の画像処理回路２０６による画像処理が施された画像、および画像処理装置３０の画像処理回路３０３による画像処理が施された画像が、モニタ４０および５０にそれぞれ表示される。モニタ４０は、ＮＴＳＣ方式の画像に対応するＴＶモニタ４０Ｔ、およびＴＶモニタよりも高解像度のＳＸＧＡ方式の画像に対応するＰＣモニタ４０Ｐからなる。ここで、プロセッサ２０には、ＴＶモニタ４０Ｔ、およびＰＣモニタ４０Ｐの両方がそれぞれ接続される構成としても良いし、いずれか一方のみが接続される構成としても良い。ＴＶモニタ４０Ｔ、およびＰＣモニタ４０Ｐは、プロセッサ２０の出力端子２１０におけるＮＴＳＣ端子２１０Ｎ、およびＳＸＧＡ端子２１０Ｓにそれぞれ接続され、各端子から出力されるビデオ信号に対応した画像を表示する。また、画像処理装置３０に接続されるモニタ５０は、モニタ４０と同様にＮＴＳＣ方式の画像に対応するＴＶモニタ５０Ｔ、およびＴＶモニタよりも高解像度のＳＸＧＡ方式の画像に対応するＰＣモニタ５０Ｐからなる。そして、画像処理装置３０の出力端子３０５におけるＮＴＳＣ端子３０５Ｎ、およびＳＸＧＡ端子３０５Ｓにそれぞれ接続され、各端子から出力されるビデオ信号に対応した画像を表示する。

続いて、上記の構成を備えた電子内視鏡システム１における体内観察について、説明する。まず、プロセッサ２０の電源が投入され、術者によって電子内視鏡１０の挿入部１０ａが患者の体内に挿入されると、システムコントローラ２０１の制御の下、ランプ電源２０４からランプ２０３へ駆動電力が供給され、ランプ２０３から光が照射される。ランプ２０３から照射された光は、その光路中に配置された絞り２０５によって光量が調整され、電子内視鏡１０のライトガイド１０１に入射する。そして、ライトガイド１０１に入射した光は、ライトガイド１０１内を伝搬され、配光レンズ１０２を介して、挿入部１０ａの先端から射出される。

そして、体腔内の生体組織で反射した光は、対物レンズ１０３を介してＣＣＤ１０４の受光面に結像される。本実施形態では、カラー撮像方式として単板同時式が適用されており、ＣＣＤ１０４の受光面上にはイエロー（Ｙｅ）、シアン（Ｃｙ）、マゼンタ（Ｍｇ）、グリーン（Ｇ）の各色要素が市松模様状に並べられた補色カラーフィルタ（図示せず）が受光面の各画素に対応して配置されている。そして、ＣＣＤ１０４では、システムコントローラ２０１による制御の下、補色カラーフィルタを透過した光の強度に応じた被写体像の画像信号が光電変換により発生され、所定時間間隔ごとに１フレーム分の画像信号が、色差線順次方式によって順次読み出される。本実施形態では、インターライン・トランスファ方式のＣＣＤが使用されており、ＮＴＳＣ方式の垂直同期周波数に対応して、例えば１／３０秒間隔ごとに１フレーム分の画像信号が順次読み出され、プロセッサ２０へ送られる。

ＣＣＤ１０４にて生成された画像信号は、プロセッサ２０の画像処理回路２０６およびコネクタ２１２の画像信号出力端子２１２ｂに送られる。そして、画像処理回路２０６では、入力した画像信号に対して、図２（ａ）に示される各処理が施され、映像信号が生成される。詳しくは、画像処理回路２０６では、まず画像信号がＡ／Ｄ変換処理され、８ビットのデジタル信号へと変換される。そして、デジタル変換された画像信号に対して、ノイズリダクション処理が行われる。ここでは、１フレーム分の画像信号と、１フレーム前の画像信号との相関性に基づいて、画像信号におけるノイズ成分が除去される。続いて、エンハンス処理では、所定の係数に従って画像における輪郭強調が施される。さらに、続いてゲイン調整処理が行われ、画像のホワイトバランスや、ＲＧＢゲイン値が調整される。最後に、ガンマ補正処理が行われ、画像が自然な明るさとなるようガンマ特性の補正が行われる。尚、図２（ａ）に示される画像処理ブロックは一例であり、その他の画像処理が行われる構成とすることも可能である。

画像処理回路２０６にて生成された映像信号は、フレームメモリ２０７に記憶される。そして、フレームメモリ２０７に記憶された映像信号は、タイミングコントローラ２０２の制御の下、所定のタイミングで１フレームずつＯＳＤ回路２０８に出力される。このとき、タイミングコントローラ２０２では、後述する方法で求められる遅延時間Ｄｔに基づいて、フレームメモリ２０７に記憶される映像信号の出力が制御される。また、フレームメモリ２０７に記憶された映像信号は、ＯＳＤ回路２０８に出力された後、フレームメモリ２０７から自動的に消去される。

そして、ＯＳＤ回路２０８では、映像信号に対して、モニタ４０の表示方式に対応した画像のスケーリングや、受信した映像信号に対応する画像に所定の文字情報（日時、内視鏡の種類、術者によって入力されるコメントなど）の重畳が行われ、エンコーダ２０９へと出力される。エンコーダ２０９では、文字が重畳された映像信号が変換され、ＲＧＢ信号、Ｙ／Ｃ分離信号およびＮＴＳＣコンポジット信号を含むＮＴＳＣ信号、ならびにＳＸＧＡ規格に基づくＳＸＧＡ信号などのビデオ信号が生成される。そして、エンコーダ２０９で生成された各ビデオ信号は、出力端子２１０へ出力される。

エンコーダ２０９にて変換されたＲＧＢ信号、Ｙ／Ｃ分離信号、およびＮＴＳＣコンポジット信号は、ＮＴＳＣ端子２１０Ｎに出力され、ＳＸＧＡ信号はＳＸＧＡ端子２１０Ｓに出力される。そして、ＮＴＳＣ端子２１０Ｎに接続されたＴＶモニタ４０Ｔ、および／またはＳＸＧＡ端子２１０Ｓに接続されたＰＣモニタ４０Ｔにおいて、各ビデオ信号に基づいた被写体像が表示される。このときの各モニタ４０Ｔおよび／または４０Ｐに表示される被写体像は、プロセッサ２０が基本機能として備える画像処理効果が反映されたものとなる。

一方、画像信号出力端子２１２ｂに送られた画像信号は、画像信号出力端子２１２ｂから画像信号入力端子３０７ｂに送られ、画像処理回路３０２へ出力される。このように、本実施形態では、プロセッサ２０の画像処理回路２０６にて画像処理が行われる前の画像信号が、画像信号出力端子２１２ｂおよび画像信号入力端子３０７ｂを介して画像処理装置３０の画像処理回路３０２に送信される。これにより、画像処理装置３０では、画像処理が施されていない画像信号に対して後述する画像処理を行うことができ、不要な画像処理の影響を受けずに、画像処理装置３０が備える画像処理効果を適切に得ることが可能となる。

画像処理回路３０２では、入力する画像信号に対して、図２（ｂ）に示される画像処理が施され、映像信号が生成される。尚、図２（ｂ）において、プロセッサ２０における画像処理回路２０６とは異なる処理については、二重線で示される。図２（ｂ）に示されるように、画像処理回路３０２においても、まず画像信号がＡ/Ｄ変換処理される。このとき、画像処理装置３０の画像処理回路３０２では、プロセッサ２０の画像処理回路２０６よりも高い分解能を備え、例えば１２ビットのデジタル画像信号への変換が行われる。そして、デジタル変換された画像信号に対して、ノイズリダクション処理が行われる。ここでは、現フレームの画像と、それより前の２フレーム分の画像との相関に基づいて、ノイズリダクション処理が行われる。このように２フレーム分の画像を参照することにより、プロセッサ２０の画像処理回路２０６に比べて、より高いノイズリダクション効果が得られる。続いて、エンハンス処理が行われ、所定の係数に従って画像における輪郭強調が施される。

さらに、画像処理装置３０の画像処理回路３０２では、プロセッサ２０の画像処理回路２０６には備えられていない画像処理機能として、血管強調処理が行われる。本処理では、画像信号におけるＲＧＢの波長分析などにより血管部分の検出を行い、検出された血管部分を強調した画像へと変換される。続いてゲイン調整処理が行われ、画像のホワイトバランスや、ＲＧＢゲイン値が調整される。その後、１２ビットのデジタル信号に対応したガンマ補正処理が行われ、画像が自然な明るさとなるようガンマ特性の補正が行われる。なお、図２（ｂ）に示される画像処理ブロックは一例であり、その他の画像処理が行われる構成とすることも可能である。

また、画像処理回路３０２における上記各処理のパラメータおよびレベルは、入力部３０６を操作することによって、任意に変更可能となっている。例えば、エンハンス処理における係数やガンマ処理におけるガンマ特性値等を入力部３０６の操作ボタンを操作して入力することにより、入力されたパラメータに基づいて各処理が行なわれる。また、ノイズリダクション処理において、初期設定を基本レベルとした場合、入力部３０６を操作してレベルを高レベルに変更することで、基本レベルでは２フレーム分の画像の相関に基づいて処理を行なっていたノイズリダクション処理において、４フレーム分の画像の相関に基づいたノイズリダクション処理が行われる。

続いて、画像処理回路３０２で生成された映像信号は、ＯＳＤ回路３０３に送られる。そして、ＯＳＤ回路３０３では、映像信号に対して、モニタ５０の表示方式に対応した画像のスケーリングや、受信した映像信号に対応する画像に所定の文字情報（日時、内視鏡の種類、術者によって入力されるコメントなど）の重畳が行われ、エンコーダ３０４へと出力される。エンコーダ３０４では、文字が重畳された映像信号が変換され、ＲＧＢ信号、Ｙ／Ｃ分離信号およびＮＴＳＣコンポジット信号を含むＮＴＳＣ信号、ならびにＳＸＧＡ規格に基づくＳＸＧＡ信号などのビデオ信号が生成される。そして、エンコーダ３０４で生成された各ビデオ信号は、出力端子３０５へ出力される。

エンコーダ３０４にて変換されたＲＧＢ信号、Ｙ／Ｃ分離信号、およびＮＴＳＣコンポジット信号は、ＮＴＳＣ端子３０５Ｎに出力され、ＳＸＧＡ信号はＳＸＧＡ端子３０５Ｓに出力される。そして、ＮＴＳＣ端子３０５Ｎに接続されたＴＶモニタ５０Ｔ、および／またはＳＸＧＡ端子３０５Ｓに接続されたＰＣモニタ５０Ｔにおいて、各ビデオ信号に基づいた被写体像が表示される。このときの各モニタ５０Ｔおよび／または５０Ｐに表示される画像は、画像処理装置３０が備える画像処理効果が反映されたものとなる。

ここで、画像処理装置３０における画像処理回路３０２では、プロセッサ２０の画像処理回路２０６における処理に比べて画像処理に要する時間が長くなる。これは、画像処理装置３０において、プロセッサ２０には備えられていない新たな血管強調処理が行われることに加え、２フレーム分の画像を参照する高度なノイズリダクション処理が行われるためである。そして、このように画像処理装置３０における処理時間が長くなることにより、画像処理装置３０に接続されたモニタ５０に表示される画像が、プロセッサ２０に接続されたモニタ４０に表示される画像に対して遅延してしまう。そこで、本実施形態では、プロセッサ２０に画像処理回路２０６で生成された映像信号をフレームメモリ２０７に一旦記憶させ、タイミングコントローラ２０２において画像処理装置３０における遅延時間Ｄｔに基づいて、フレームメモリ２０７に記憶される映像信号の出力タイミングを制御することで、画像処理装置３０における遅延を補償する構成となっている。

このような処理に用いられる遅延時間Ｄｔの設定について図３を参照して説明する。図３は、本実施形態における遅延時間Ｄｔの設定処理の流れを示すフローチャートである。本処理は、電子内視鏡システム１の体内観察の開始とともに、プロセッサ２０のシステムコントローラ２０１の制御の下、開始される。本処理では、まず、画像処理装置３０がプロセッサ２０に接続されているか否かが判断される（Ｓ１）。ここで、画像処理装置３０がプロセッサ２０に接続されているか否かは、制御通信端子２１２ａおよび３０７ａを介して行われるプロセッサ２０のシステムコントローラ２０１と画像処理装置３０のシステムコントローラ３０１との通信結果に基づいて、自動的に検出される。具体的には、画像処理装置３０がプロセッサ２０に接続されると、画像処理装置３０のシステムコントローラ３０１からプロセッサ２０のシステムコントローラ２０１に対して自機器に関する情報等を含む制御信号が送信される。システムコントローラ２０１は、当該制御信号の受信の有無に基づいて、画像処理装置３０がプロセッサ２０に接続されているか否かを判断する。また、その他にも、コネクタ２１１にコネクタ３０７が接続されているか否かを機械的に検知するスイッチを設け、当該スイッチの状態に基づいて、画像処理装置３０の接続の有無を判断してもよい。

そして、画像処理装置３０がプロセッサ２０に接続されていない場合は（Ｓ１：Ｎｏ）、遅延時間Ｄｔが「０」に設定される（Ｓ２）。プロセッサ２０に画像処理装置３０が接続されていない場合は、プロセッサ２０に接続されるモニタ４０にのみ画像が表示される。そのため、このような場合には、遅延時間Ｄｔが０に設定され、タイミングコントローラ２０２によって、フレームメモリ２０７に記憶される映像信号が遅滞なくＯＳＤ回路２０８へ出力されるよう制御される。その後、観察を終了するか否かが判断され（Ｓ５）、観察を終了しない場合には（Ｓ５：Ｎｏ）、再度Ｓ１へと戻る。

一方、画像処理装置３０がプロセッサ２０に接続されている場合は（Ｓ１：Ｙｅｓ）、画像処理装置３０から、画像処理装置３０の画像処理回路３０２における処理時間Ｐｔ_２が取得される（Ｓ３）。この処理時間Ｐｔ_２は、画像処理装置３０の画像処理回路３０２にて実行される画像処理の種類、画像処理装置３０の処理速度、および画像処理回路３０２における画像処理のレベルやパラメータの設定によって予め決定されるものである。画像処理装置３０では、初期設定における処理時間、および入力部３０６を介して行なわれる設定変更に伴って増減する処理時間に関する情報を予め図示しないメモリに保持している。そして、Ｓ３にて、プロセッサ２０のシステムコントローラ２０１から、制御通信端子２１２ａを介して、画像処理装置３０のシステムコントローラ３０１に処理時間を要求する信号が送信されると、画像処理装置３０のシステムコントローラ３０１において、現在の自機器の設定に基づいて処理時間Ｐｔ_２が算出され、制御通信端子３０７ａを介してプロセッサ２０のシステムコントローラ２０１に送信される。

続いて、システムコントローラ２０１は、画像処理装置３０より取得した処理時間Ｐｔ_２に基づいて、遅延時間Ｄｔを算出する（Ｓ４）。具体的には、画像処理装置３０より取得した処理時間Ｐｔ_２から、画像処理回路２０６における処理時間Ｐｔ_１を減算した値が遅延時間Ｄｔとして設定される。そして、この遅延時間Ｄｔに基づいて、タイミングコントローラ２０２によって、フレームメモリ２０７に記憶される映像信号の出力が制御される。詳しくは、タイミングコントローラ２０２によって、フレームメモリ２０７に記憶される１フレーム分に映像信号が、フレームメモリ２０７に記憶されてから遅延時間Ｄｔが経過した後に、ＯＳＤ回路２０８に出力されるよう制御される。このように、タイミングコントローラ２０２によって、画像処理回路２０６の出力の際に遅延時間Ｄｔに相当する遅延が挿入されることにより、画像処理装置３０に接続されたモニタ５０において表示される画像と、プロセッサ２０に接続されたモニタ４０において表示される画像との同期をとることができる。

その後、観察を終了するか否かが判断され（Ｓ５）、観察を終了しない場合には（Ｓ５：Ｎｏ）、再度Ｓ１へと戻る。そして、観察が終了するまで、Ｓ１〜Ｓ４の処理が繰り返されることにより、観察中に画像処理装置３０における画像処理の設定が変更され、画像処理装置３０における処理時間Ｐｔ_２が変化した場合においても、プロセッサ２０にて、適切に遅延時間Ｄｔを算出することができ、タイミングコントローラ２０２によって、適切に映像信号の出力のタイミングを制御することが可能となる。

このように、本実施形態においては、プロセッサ２０に画像処理装置３０が接続されている場合は、画像処理装置３０から取得した処理時間から画像処理装置３０における処理の遅延時間Ｄｔが求められる。そして、タイミングコントローラ２０２により、求められた遅延時間Ｄｔに基づいて、自動的にフレームメモリ２０７からの映像信号の出力が制御される。そのため、プロセッサ２０において、画像処理装置３０と同期をとって映像信号をモニタ４０に出力することが可能となる。これにより、プロセッサ２０に接続されたモニタ４０において表示される画像、および画像処理装置３０に接続されたモニタ５０において表示される画像にずれが生じることなく、適切に体内観察を行うことができる。

続いて、本発明の第２の実施形態における電子内視鏡システム１ａについて説明する。図４は、本実施形態の電子内視鏡システム１ａの概略構成を示す図である。本実施形態の電子内視鏡システム１ａは、画像処理装置３０ａに、フレームメモリ３１０およびタイミングコントローラ３１２を備える以外は、第１の実施形態における電子内視鏡システム１と同じ構成となっている。そのため、電子内視鏡システム１と同じ構成要素については、図１と同様の参照番号を付し、詳細な説明を省略する。

ここで、第１の実施形態においては、画像処理装置３０における画像処理が、プロセッサ２０における画像処理に比べて遅延することを前提とした構成について説明した。しかしながら、プロセッサ２０に比べて処理速度が大幅に向上した画像処理装置等がプロセッサ２０に接続される場合や、プロセッサ２０において画像処理装置が備えていない新たな機能を備える場合には、プロセッサ２０における画像処理の方が、画像処理装置３０における画像処理に対して遅延することがある。そのため、本実施形態においては、画像処理装置３０においても、画像処理回路３０２で生成された映像信号をフレームメモリ３１０に一時的に記憶させ、タイミングコントローラ３１２において、後述する方法で設定される遅延時間Ｄｔ_２に基づいて、フレームメモリ３１０に記憶される映像信号の出力タイミングを制御することで、プロセッサ２０における遅延を補償する構成となっている。

本実施形態においては、プロセッサ２０のシステムコントローラ２０１にて、タイミングコントローラ２０２におけるタイミング制御を行なうための遅延時間Ｄｔ_１、およびタイミングコントローラ３１２におけるタイミング制御を行なうための遅延時間Ｄｔ_２がそれぞれ設定される。図５は、本実施形態における遅延時間決定設定処理の流れを示すフローチャートである。本処理においても、第１の実施形態と同様に、まず、画像処理装置３０ａがプロセッサ２０に接続されているか否かが判断される（Ｓ１０１）。

そして、画像処理装置３０ａがプロセッサ２０に接続されていない場合は（Ｓ１０１：Ｎｏ）、タイミングコントローラ２０２における遅延時間Ｄｔ_１が「０」に設定される（Ｓ１０２）。これにより、本実施形態においても、プロセッサ２０に画像処理装置３０ａが接続されていない場合は、タイミングコントローラ２０２によってフレームメモリ２０７に記憶される映像信号が遅滞なくＯＳＤ回路２０８へ出力されるよう制御される。その後、観察を終了するか否かが判断され（Ｓ１１０）、観察を終了しない場合は（Ｓ１１０：Ｎｏ）、再度Ｓ１０１へと戻る。

一方、画像処理装置３０ａがプロセッサ２０に接続されている場合は（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、画像処理装置３０ａから、画像処理装置３０の画像処理回路３０２における処理時間Ｐｔ_２が取得される（Ｓ１０３）。この処理時間Ｐｔ_２は、第１の実施形態と同様に、画像処理装置３０ａの画像処理回路３０２にて実行される画像処理の種類、画像処理装置３０の処理速度、および画像処理回路３０２における画像処理のレベルやパラメータの設定によって決定されるものであり、プロセッサ２０のシステムコントローラ２０１からの要求に応じて、画像処理装置３０のシステムコントローラ３０１から送信されるものである。

続いて、システムコントローラ２０１は、画像処理装置３０ａより取得した処理時間Ｐｔ_２に基づいて、遅延時間Ｄｔを算出する（Ｓ１０４）。具体的には、画像処理装置３０より取得した処理時間Ｐｔ_２から、画像処理回路２０６における処理時間Ｐｔ_１を減算した値が遅延時間Ｄｔとされる。続いて、算出された遅延時間Ｄｔが０以上であるか否かが判断される（Ｓ１０５）。ここで、遅延時間Ｄｔが０以上である場合は（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、算出された遅延時間Ｄｔが、タイミングコントローラ２０２における遅延時間Ｄｔ_１として設定される（Ｓ１０６）。そして、制御通信端子２１２ａを介して、システムコントローラ２０１から画像処理装置３０のシステムコントローラ３０１に対して、タイミングコントローラ３１２における遅延時間Ｄｔ_２を「０」に設定するよう制御信号が送信される（Ｓ１０７）。

ここで、遅延時間Ｄｔが０以上であるということは、画像処理装置３０ａの処理時間Ｐｔ_２が、プロセッサ２０の処理時間Ｐｔ_１以上であるということを示す。そのため、プロセッサ２０のタイミングコントローラ２０２における遅延時間Ｄｔ_１を、算出された遅延時間Ｄｔとすることで、タイミングコントローラ２０２によって、フレームメモリ２０７に記憶された映像信号が遅延時間Ｄｔ分だけ遅れてＯＳＤ回路２０８に出力されるよう制御される。一方、画像処理装置３０では、タイミングコントローラ３１２によってプロセッサ２０から送信された遅延時間Ｄｔ_２に基づいて、フレームメモリ３１０に記憶された映像信号の出力が制御される。そして、遅延時間Ｄｔが０以上である場合、すなわち、画像処理装置３０ａにおける処理時間の方が長い場合には、Ｄｔ_２が０に設定され、フレームメモリ３１０に記憶された映像信号は、遅滞なくＯＳＤ回路３０３に出力される。これにより、画像処理装置３０ａに接続されたモニタ５０において表示される画像と、プロセッサ２０に接続されたモニタ４０において表示される画像との同期をとることができる。その後、観察を終了するか否かが判断され（Ｓ１１０）、観察を終了しない場合は（Ｓ１１０：Ｎｏ）、再度Ｓ１０１へと戻る。

一方、遅延時間Ｄｔが０より小さい場合は（Ｓ１０５：Ｎｏ）、タイミングコントローラ２０２における遅延時間Ｄｔ_１が０に設定される（Ｓ１０８）。そして、制御通信端子２１２ａを介して、システムコントローラ２０１から画像処理装置３０のシステムコントローラ３０１に対して、タイミングコントローラ３１２における遅延時間Ｄｔ２を算出された遅延時間Ｄｔに設定するよう制御信号が送信される（Ｓ１０９）。

ここで、遅延時間Ｄｔが０より小さいということは、画像処理装置３０ａの処理時間Ｐｔ_２が、プロセッサ２０の処理時間Ｐｔ_１よりも短いということである。そのため、画像処理装置３０ａのタイミングコントローラ３１２における遅延時間Ｄｔ_２を、算出された遅延時間Ｄｔとすることで、タイミングコントローラ３１２によって、フレームメモリ３１０に記憶された映像信号が遅延時間Ｄｔ分だけ遅れてＯＳＤ回路３０３に出力されるよう制御される。そして、プロセッサ２０では、タイミングコントローラ２０２によって、フレームメモリ２０７に記憶される映像信号が、遅滞なくＯＳＤ回路２０８に出力されるよう制御される。その後、観察を終了するか否かが判断され（Ｓ１１０）、観察を終了しない場合は（Ｓ１１０：Ｎｏ）、再度Ｓ１０１へと戻る。

このように、本実施形態においては、プロセッサ２０および画像処理装置３０ａのいずれの処理時間が長い場合でも、お互いに同期をとって映像信号をモニタ４０または５０に出力することが可能となる。これにより、さまざまな種類の画像処理装置３０ａが接続される場合であっても、プロセッサ２０に接続されたモニタ４０における表示および、画像処理装置３０ａに接続されたモニタ５０における表示にずれが生じることなく、適切に体内観察を行うことができる。

以上が本発明の実施形態であるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば、上記第１および第２の実施形態以外にも、例えば、画像処理装置のみにフレームメモリおよびタイミングコントローラを備え、画像処理装置において遅延の補償を行なう構成とすることも可能である。また、上記実施形態においては、タイミングコントローラによってＯＳＤ回路への映像信号の出力タイミングを制御する構成となっているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、エンコーダおよび出力端子の間にフレームメモリを設け、タイミングコントローラによって出力端子へのビデオ信号の出力タイミングが制御される構成としても良い。このように構成することで、プロセッサおよび画像処理装置が備えるＯＳＤ回路およびエンコーダにおける処理時間の相違に基づく遅延についても補償することが可能となる。

また、上記実施形態においては、プロセッサ２０のシステムコントローラ２０１から、画像処理装置３０のシステムコントローラ３０１に対して、随時処理時間Ｐｔ_２を要求する信号を送信し、画像処理装置３０における処理時間Ｐｔ_２を取得する構成となっているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、画像処理装置３０において、処理時間Ｐｔ_２に変更があった場合のみ、すなわち画像処理における設定が変更された場合のみ、画像処理装置３０のシステムコントローラ３０１から、プロセッサ２０のシステムコントローラ２０１に対して、処理時間Ｐｔ_２を通知する構成としても良い。このように構成することで、必要な場合にのみ遅延時間Ｄｔの設定が行なわれることになり、プロセッサ２０のシステムコントローラ２０１における処理の負荷を軽減することができる。

さらに、画像処理装置３０における処理時間Ｐｔ_２は、電子内視鏡１０の種類によっても異なる場合がある。例えば、画像処理装置３０において、高画素数のＣＣＤを備える電子内視鏡によって生成された画像信号に対して画像処理を行なう場合は、低画素数のＣＣＤを備える電子内視鏡によって生成された画像信号に対して画像処理を行なう場合に比べて処理時間Ｐｔ_２が長くなることがある。そのため、プロセッサ２０のシステムコントローラ２０１では、接続される電子内視鏡の種類に基づいた遅延係数を予め取得しておき、遅延時間を算出する際に、当該遅延係数を考慮して遅延時間を算出する構成としても良い。

また、上記実施形態においては、プロセッサ２０のシステムコントローラ２０１によって、遅延時間Ｄｔを算出する構成としたが、画像処理装置３０のシステムコントローラ３０１にて、遅延時間Ｄｔを算出して、プロセッサ２０のシステムコントローラ２０１に送信する構成としても良い。さらに、画像処理装置から処理時間が取得できないなどの理由により、上記実施形態のような遅延処理が行なえない場合には、プロセッサ２０からモニタ４０へのビデオ信号の出力を停止することも可能である。このように構成することで、画像のずれによる混乱を防ぐことが可能となる。また、遅延処理が行なえない場合には、モニタ４０へのビデオ信号の出力を停止せずに、モニタ４０およびモニタ５０の両方、またはいずれか一方に、「遅延処理できません」といったメッセージを表示させる構成とすることも可能である。この場合、モニタ４０および５０の両方に電子内視鏡１０により取得された画像を表示しつつ、遅延処理が行なえないことを術者等に通知することができる。

さらに、上記実施形態の電子内視鏡システムにおいては、プロセッサ２０および画像処理装置３０の出力端子２１０および３０５にモニタ４０および５０が接続される構成となっているが、モニタ４０および５０以外にも、プロセッサ２０および画像処理装置３０から出力されるビデオ信号を記録するための記録装置や、印刷装置等が接続される構成としても良い。

１ 電子内視鏡システム
１０ 電子内視鏡
２０ プロセッサ
３０ 画像処理装置
４０、５０ モニタ
１０４ ＣＣＤ
２０１、３０１ システムコントローラ
２０２、３１２ タイミングコントローラ
２０６、３０２ 画像処理回路
２０７、３１０ フレームメモリ
２１２、３０７ コネクタ
２０８、３０３ ＯＳＤ回路
２０９、３０４ エンコーダ
２１０、３０５ 出力端子

Claims (9)

1. 観察対象を撮影して画像信号を生成する電子内視鏡と、前記電子内視鏡が着脱自在に接続されるプロセッサと、前記プロセッサに着脱自在に接続される画像処理装置と、からなる電子内視鏡システムであって、
   前記画像処理装置は、
   前記画像信号に第１の画像処理を施して、第１の映像信号を生成する第１の画像処理手段と、
   前記第１の画像処理における処理時間に関する情報を前記プロセッサに出力する処理時間出力手段と、を備え、
   前記プロセッサは、
   前記画像信号を前記画像処理装置に出力する画像信号出力手段と、
   前記画像信号に第２の画像処理を施して、第２の映像信号を生成する第２の画像処理手段と、
   前記処理時間に関する情報に基づいて、前記第２の映像信号の出力のタイミングを制御する第１のタイミング制御手段と、
   を備えることを特徴とする電子内視鏡システム。
2. 前記第１の画像処理は、前記第２の画像処理とは異なる画像処理を少なくとも一つ含むことを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡システム。
3. 前記電子内視鏡システムは、更に、前記プロセッサに接続され、前記第２の映像信号に対応する画像を表示するための第１の表示手段を備え、
   前記第１のタイミング制御手段は、前記処理時間に関する情報に基づいて、前記第２の映像信号の前記第１の表示手段への出力のタイミングを制御することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の電子内視鏡システム。
4. 前記プロセッサは、更に、前記処理時間に関する情報および前記第２の画像処理における処理時間に基づいて遅延時間を算出する、遅延時間算出手段を備え、
   前記第１のタイミング制御手段は、前記第２の映像信号の出力を前記遅延時間だけ遅延させるよう制御することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電子内視鏡システム。
5. 前記画像処理装置は、更に、前記第１の画像処理手段における前記第１の画像処理の設定を変更するための入力手段を備え、
   前記処理時間に関する情報は、前記入力手段を用いて入力される設定の変更に伴って変動するものであることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電子内視鏡システム。
6. 前記処理時間出力手段は、前記入力手段を用いて設定の変更が入力された場合に、前記処理時間に関する情報を前記プロセッサに出力することを特徴とする、請求項５に記載の電子内視鏡システム。
7. 前記プロセッサは、更に、前記遅延時間を前記画像処理装置に出力する遅延時間出力手段を備え、
   前記画像処理装置は、更に、前記遅延時間に基づいて、前記第１の映像信号の出力のタイミングを制御する第２のタイミング制御手段を備えることを特徴とする、請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の電子内視鏡システム。
8. 前記電子内視鏡システムは、更に、前記画像処理装置に接続され、前記第１の映像信号に対応する画像を表示するための第２の表示手段を備え、
   前記第２のタイミング制御手段は、前記第１の映像信号の前記第２の表示手段への出力のタイミングを制御することを特徴とする、請求項７に記載の電子内視鏡システム。
9. 電子内視鏡および画像処理装置が着脱自在に接続される電子内視鏡用プロセッサであって、
   前記電子内視鏡によって生成される画像信号を前記画像処理装置に出力する画像信号出力手段と、
   前記画像信号に画像処理を施して、映像信号を生成する画像処理手段と、
   前記画像処理装置における処理時間に基づいて、前記映像信号の出力のタイミングを制御するタイミング制御手段と、
   を備えることを特徴とする電子内視鏡用プロセッサ。

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