JP2017109037A - Imaging System - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像システム、例えば、被写体の観察画像を画像信号として出力可能な撮像部を有する撮像システムに関する。 The present invention relates to an imaging system, for example, an imaging system having an imaging unit capable of outputting an observation image of a subject as an image signal.
従来、医療用分野及び工業用分野においては、被検体を観察する撮像部を備えた内視鏡が広く用いられている。また、内視鏡に着脱自在に接続され、内視鏡に係る各種信号処理をビデオプロセッサと称する信号処理装置により担い、内視鏡システムを構成する技術も知られるところにある。 Conventionally, in the medical field and the industrial field, an endoscope including an imaging unit for observing a subject has been widely used. There is also a known technique for constituting an endoscope system, which is detachably connected to an endoscope and performs various signal processing related to the endoscope by a signal processing device called a video processor.
上述した如き内視鏡システムにおけるビデオプロセッサは、内視鏡から出力される画像信号を入力し、当該画像信号に所定の画像処理を施す処理回路を備える。この画像処理としては、たとえば、エッジ強調処理またはメディアン（中央値）フィルタ処理もしくは平均値フィルタ処理によるノイズ補正処理等が挙げられる（特許文献１）。 The video processor in the endoscope system as described above includes a processing circuit that inputs an image signal output from the endoscope and performs predetermined image processing on the image signal. Examples of this image processing include edge enhancement processing, noise correction processing by median (median value) filtering processing, or average value filtering processing (Patent Document 1).
ところで、従来の内視鏡システムにおいては、上述の如きノイズ補正処理等の画像処理は、通常、動画像中の１枚１枚の画像毎に画像処理（画像変換処理）を行うようになっている。 By the way, in the conventional endoscope system, the image processing such as the noise correction processing as described above usually performs image processing (image conversion processing) for each image in the moving image. Yes.
しかしながら、このような従来の画像変換処理は、１枚の画像全体の各画素に対して同じ画像変換処理を施すことにより当該画像変換処理固有の効果を奏する一方で、この得られる効果とトレードオフの関係となる弊害を生じる場合もある。 However, such a conventional image conversion process has an effect unique to the image conversion process by performing the same image conversion process on each pixel of the entire image, but has a trade-off with the obtained effect. There are cases in which a negative effect is caused.
すなわち、たとえば、ノイズ補正のため１枚の画像全体の各画素にメディアンフィルタ処理または平均値フィルタ処理を施すと、画像信号のノイズを軽減することができる一方で、解像度を犠牲にすることにもなり、これらはトレードオフの関係にあるといえる。 That is, for example, if median filter processing or average value filter processing is performed on each pixel of an entire image for noise correction, noise in the image signal can be reduced, but resolution may be sacrificed. It can be said that these are in a trade-off relationship.
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、取得した画像信号に対して違和感なく画像変換処理の効果を享受することができる撮像システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide an imaging system that can enjoy the effect of image conversion processing on an acquired image signal without a sense of incongruity.
本発明の一態様の撮像システムは、被写体の観察画像を画像信号として出力する撮像部と、前記画像信号のフレーム数またはフィールド数をカウントすると共に、当該カウントに伴うカウント数に係るカウント数情報を出力するカウンタ回路と、前記画像信号における１枚の画面における所定領域であって、前記カウンタ回路においてカウントされる前記カウント数に対応して予め定められる領域を、前記カウンタ回路から入力される前記カウント数情報に応じて逐次指定すると共に、当該指定した領域に係る指定領域情報を出力する領域指定回路と、前記カウンタ回路から入力される前記カウント数情報と、前記領域指定回路から入力される前記指定領域情報とに基づいて、前記領域指定回路において指定された当該カウント数に対応して予め定められた前記領域に対してのみ所定の画像変換処理を施して出力する画像変換部と、を具備する。 An imaging system according to one embodiment of the present invention includes an imaging unit that outputs an observation image of a subject as an image signal, counts the number of frames or fields of the image signal, and count number information related to the count number associated with the count. A counter circuit for outputting, and a predetermined area on one screen in the image signal, the area being predetermined corresponding to the count number counted in the counter circuit, and the count input from the counter circuit The area designation circuit that sequentially designates according to the number information and outputs the designated area information relating to the designated area, the count number information input from the counter circuit, and the designation input from the area designation circuit Corresponding to the count number specified in the area specifying circuit based on the area information. Comprising and an image converting unit that outputs performs a predetermined image conversion processing only on the area defined because.
本発明によれば、取得した画像信号に対して違和感なく画像変換処理の効果を享受することができる撮像システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an imaging system that can enjoy the effect of image conversion processing on an acquired image signal without a sense of incongruity.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
また、この実施の形態により、この発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。さらにまた、図面は、模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率等は、現実と異なることに留意する必要がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法や比率が異なる部分が含まれている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Moreover, this invention is not limited by this embodiment. Furthermore, the same code | symbol is attached | subjected to the same part in description of drawing. Furthermore, the drawings are schematic, and it should be noted that the relationship between the thickness and width of each member, the ratio of each member, and the like are different from the actual ones. Moreover, the part from which a mutual dimension and ratio differ also in between drawings.
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる内視鏡システムの概略構成を示す図である。また、図２は、第１の実施の形態にかかる内視鏡システムの要部の機能構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an endoscope system according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration of a main part of the endoscope system according to the first embodiment.
図１に示すように、内視鏡システム１は、被検体の体腔内に先端部を挿入することによって被写体の体内画像を撮像し当該被写体像の画像信号を出力する内視鏡２と、内視鏡２から出力される画像信号に対して所定の画像処理を施すとともに内視鏡システム１全体の動作を統括的に制御するビデオプロセッサ３と、内視鏡２の先端から出射するための照明光を発生する光源装置４と、ビデオプロセッサ３において画像処理が施された画像を表示する表示装置５と、を備える。
As shown in FIG. 1, an
内視鏡２は、可撓性を有する細長形状をなす挿入部２１と、挿入部２１の基端側に接続され、各種の操作信号の入力を受け付ける操作部２２と、操作部２２から延出されビデオプロセッサ３および光源装置４と接続する各種ケーブルを内蔵するユニバーサルコード２３と、を備える。
The
挿入部２１は、後述する撮像素子を内蔵した先端部２４と、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部２５と、湾曲部２５の基端側に接続され、可撓性を有する長尺状の可撓管部２６と、を有する。
The
先端部２４は、グラスファイバ等を用いて構成されて光源装置４が発生した光の導光路をなすライトガイド２４１と、ライトガイド２４１の先端に設けられた照明レンズ２４２と、集光用の光学系２４３と、光学系２４３の結像位置に設けられ、光学系２４３が集光した光を受光して電気信号に光電変換するとともに所定の信号処理を施す撮像装置としての撮像素子２４４と、内視鏡２用の処置具が挿通される処置具チャンネル（図示せず）と、を有する。なお、光学系２４３は、１または複数のレンズにより構成される。
The
図２を参照して、撮像素子２４４の電気的な構成を説明する。
図２に示すように、撮像素子２４４は、光学系２４３からの光を光電変換して電気信号を画像情報として出力するセンサ部２４４ａ（撮像部）と、センサ部２４４ａが出力した電気信号に対してノイズ除去およびＡ／Ｄ変換を行うアナログフロントエンド２４４ｂ（以下、「ＡＦＥ部２４４ｂ」という）と、ＡＦＥ部２４４ｂが出力したデジタル信号をパラレル／シリアル変換して外部に送信するＰ／Ｓ変換部２４４ｃ（送信部）と、センサ部２４４ａの駆動タイミング、ＡＦＥ部２４４ｂおよびＰ／Ｓ変換部２４４ｃにおける各種信号処理のパルスを発生するタイミングジェネレータ２４４ｄ（同期信号発生部）と、撮像素子２４４の動作を制御する制御部２４４ｅと、各種設定情報を記憶する記憶部２４４ｋと、を有する。
With reference to FIG. 2, the electrical configuration of the
As shown in FIG. 2, the
撮像素子２４４は、本実施形態においては、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ（ＣＩＳ）を採用する。タイミングジェネレータ２４４ｄは、ビデオプロセッサ３から送信される各種駆動信号（同期信号）を受信する。
In the present embodiment, the
なお、本実施形態においては、撮像素子としてＣＭＯＳイメージセンサを採用したが、撮像素子はこれに限らず他の素子、例えば、ＣＣＤイメージセンサを採用するものであってもよい。 In the present embodiment, a CMOS image sensor is employed as the image sensor. However, the image sensor is not limited to this, and another element such as a CCD image sensor may be employed.
センサ部２４４ａは、光量に応じた電荷を蓄積するフォトダイオードおよびフォトダイオードが蓄積した電荷を増幅する増幅器をそれぞれ有する複数の画素が２次元マトリックス状に配設された受光部２４４ｆと、受光部２４４ｆの複数の画素のうち読み出し対象として任意に設定された画素が生成した電気信号を画像情報として読み出す読み出し部２４４ｇと、を有する。
The
なお、本実施形態の内視鏡システム１は同時式の観察方式を採用するものとし、前記受光部２４４ｆには、各画素に対応するＣＭＹＧ（Cyan、Magenta、Yellow、Green）補色系のカラーフィルタ（図示せず）が配設されている。
The
ＡＦＥ部２４４ｂは、電気信号（アナログ）に含まれるノイズ成分を低減するノイズ低減部２４４ｈと、電気信号の増幅率（ゲイン）を調整して一定の出力レベルを維持するＡＧＣ（Auto Gain Control）部２４４ｉと、ＡＧＣ部２４４ｉを介して出力された電気信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部２４４ｊと、を有する。ノイズ低減部２４４ｈは、たとえば相関二重サンプリング（Correlated Double Sampling）法を用いてノイズの低減を行う。
The AFE unit 244b includes a
制御部２４４ｅは、ビデオプロセッサ３から受信した設定データにしたがって、先端部２４の各種動作を制御する。なお、制御部２４４ｅは、ＣＰＵ等を用いて構成される。
The control unit 244e controls various operations of the
記憶部２４４ｋは、本実施形態においては、フラッシュメモリまたはＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory ）等の半導体メモリを用いて実現され、ビデオプロセッサ３の識別情報および面順次式もしくは同時式の観察方式を示す観察情報（なお本実施形態においてビデオプロセッサ３は同時式の観察方式を採用）、撮像素子２４４の撮像速度（フレームレート）、およびセンサ部２４４ａの任意の画素からの画素情報の読み出し速度またはシャッタ制御設定ならびにＡＦＥ部２４４ｂが読み出した画素情報の伝送制御情報等を記憶する。
In this embodiment, the storage unit 244k is realized by using a semiconductor memory such as a flash memory or a DRAM (Dynamic Random Access Memory), and the observation information indicating the identification information of the
操作部２２と先端部２４との間には、ビデオプロセッサ３との間で電気信号の送受信を行う複数の信号線が束ねられた集合ケーブル２４５が接続され、操作部２２とコネクタ部２７との間には集合ケーブル２２４が接続されている。なお、複数の信号線には、撮像素子２４４が出力した画像信号をビデオプロセッサ３へ伝送する信号線およびビデオプロセッサ３が出力する制御信号を撮像素子２４４へ伝送する信号線等が含まれる。
A
また、本実施形態において、電気信号の送受信には２本の信号線（差動信号線）を用いて一つの信号を伝送する方式（差動伝送）が用いられる。この差動伝送方式は、差動信号線間の電圧をそれぞれ正（＋）および負（−、位相反転）とすることによって、各線にノイズが混入してもキャンセルできるため、シングルエンド信号に比べてノイズに強く、データの高速伝送が可能となる。 In the present embodiment, a method of transmitting one signal (differential transmission) using two signal lines (differential signal lines) is used for transmission and reception of electrical signals. In this differential transmission system, the voltage between the differential signal lines is positive (+) and negative (-, phase inversion), so that even if noise is mixed in each line, it can be canceled. Resistant to noise, high-speed data transmission is possible.
なお、上述した差動伝送は、ユニバーサルコード２３または可撓管部２６の長さが長い場合には用いられることが好ましいが、この長さが短い場合は、シングルエンド信号を用いるシングルエンド信号伝送であっても適用可能である。
The differential transmission described above is preferably used when the length of the
図１に戻って、操作部２２は、湾曲部２５を上下方向および左右方向に湾曲させる湾曲ノブ２２１と、体腔内に生体鉗子、レーザメスまたは検査プローブ等の処理具を挿入する処置具挿入部２２２と、送気手段、送水手段または送ガス手段等の切り替えを行う信号を入力する複数の第１入力スイッチ２２３ａ、並びにビデオプロセッサ３または光源装置４の設定を入力する複数の第２入力スイッチ２２３ｂを備えるスイッチ２２３と、を有する。
Returning to FIG. 1, the
処置具挿入部２２２から挿入される処置具は、先端部２４の処置具チャンネルを経由して開口部から表出する（図示せず）。ここで、コネクタ部２７から先端部２４に信号を伝送する場合において、ユニバーサルコード２３で信号を中継して、差動信号をシングルエンド信号に変換する回路を配設する。
The treatment tool inserted from the treatment
ここで差動信号を先端部２４まで伝送させる場合、この差動信号からシングルエンド信号に変換する変換回路を差動バッファとしてもよいし、先端部２４からコネクタ部２７に伝送する差動信号を一度操作部２２で中継し、差動バッファを配置するようにしてもよい。
Here, when the differential signal is transmitted to the
なお、例えば、ユニバーサルコード２３内の差動の信号伝達にはツイナックス線、挿入部２１内のシングルエンド信号伝送には同軸線を適用するというように、挿入部２１およびユニバーサルコード２３でそれぞれの伝送に適した撮像ケーブルで構成することが好ましい。
Note that, for example, a twinax line is used for differential signal transmission within the
ユニバーサルコード２３は、ライトガイド２４１と、集合ケーブル２２４と、を少なく とも内蔵している。ユニバーサルコード２３は、光源装置４に着脱自在なコネクタ部２７ （図１を参照）を有する。
The
コネクタ部２７は、コイル状のコイルケーブル２７ａが延設し、コイルケーブル２７ａの延出端にビデオプロセッサ３と着脱自在な電気コネクタ部２８を有する。
The
このコネクタ部２７は、内部に内視鏡２の制御を行う制御部２７１と、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array ）２７２と、内視鏡２の各構成部の動作の基準となる基準クロック信号（例えば、６８ＭＨｚのクロック）を生成する基準クロック生成部２７３と、コンフィグレーションデータを記録する第１ＥＥＰＲＯＭ２７４と、撮像情報を含む内視鏡固有データを記録する第２ＥＥＰＲＯＭ２７５と、を有する。
The
つぎに、ビデオプロセッサ３の構成について説明する。
ビデオプロセッサ３は、Ｓ／Ｐ変換部３０１と、画像処理部３０２と、明るさ検出部３０３と、調光部３０４と、読出アドレス設定部３０５と、駆動信号生成部３０６と、入力部３０７と、記憶部３０８と、制御部３０９と、基準クロック生成部３１０と、を備えて構成される。
Next, the configuration of the
The
なお、本実施の形態では、ビデオプロセッサ３として同時式を採用する構成を例に説明するが、本発明は面順次であっても適用することができる。
In the present embodiment, a configuration in which a simultaneous type is adopted as the
Ｓ／Ｐ変換部３０１は、当該ビデオプロセッサ３に内視鏡２が接続された際、内視鏡２から出力された画像信号（デジタル信号）をシリアル／パラレル変換する。
The S /
画像処理部３０２は、Ｓ／Ｐ変換部３０１から出力されたパラレル形態の画像信号に所定の画像処理を施し、表示装置５が表示する体内画像を生成する。また、画像処理部３０２は、色変換部３０２ａと、ホワイトバランス（ＷＢ）調整部３０２ｂと、ゲイン調整部３０２ｃと、γ補正部３０２ｄと、画像変換部３１１と、Ｄ／Ａ変換部３０２ｅと、フォーマット変更部３０２ｆと、静止画像用メモリ３０２ｈと、を有する。
The
色変換部３０２ａは、ＣＭＹＧベイヤー画像信号を輝度信号および色差信号に変換し後段に対して出力する。
The
ホワイトバランス調整部３０２ｂは、色変換部３０２ａから出力された輝度信号および色差信号をＲＧＢ画像信号に変換するとともにこのＲＧＢ画像信号のホワイトバランスを調整する。具体的には、ホワイトバランス調整部３０２ｂは、ＲＧＢ画像信号に含まれる色温度に基づいて、ＲＧＢ画像信号のホワイトバランスを調整する。
The white
ゲイン調整部３０２ｃは、ＲＧＢ画像信号のゲイン調整を行う。ゲイン調整部３０２ｃは、ゲイン調整を行ったＲＧＢ信号をγ補正部３０２ｄへ出力するとともに、一部のＲＧＢ信号を、静止画像表示用、拡大画像表示用または強調画像表示用として静止画像用メモリ３０２ｈへ出力する。
The
γ補正部３０２ｄは、表示装置５に対応させてＲＧＢ画像信号の階調補正（γ補正）を行う。
The γ correction unit 302 d performs gradation correction (γ correction) of the RGB image signal in correspondence with the
画像変換部３１１は、本発明を特徴づける処理回路であって、所定の画像変換処理を時分割で行うことを特徴とする。なお、詳細については後述する。
The
Ｄ／Ａ変換部３０２ｅは、画像変換部３１１が出力した画像信号を アナログ信号に変換する。
The D / A conversion unit 302e converts the image signal output from the
フォーマット変更部３０２ｆは、アナログ信号に変換された画像信号をハイビジョン方式等の動画用のファイルフォーマットに変更して表示装置５に出力する。
The format changing unit 302f changes the image signal converted into the analog signal to a moving image file format such as a high-definition method and outputs the same to the
明るさ検出部３０３は、色変換部３０２ａから出力された輝度信号に基づいて各画素に対応する明るさレベルを検出し、検出した明るさレベルを内部に設けられたメモリに記録するとともに制御部３０９へ出力する。また、明るさ検出部３０３は、検出した明るさレベルをもとに、ホワイトバランス調整値、ゲイン調整値および光照射量を算出し、ホワイトバランス調整値をホワイトバランス調整部３０２ｂへ、ゲイン調整値をゲイン調整部３０２ｃへ、光照射量を調光部３０４へ出力する。
The
調光部３０４は、制御部３０９の制御のもと、明るさ検出部３０３が算出した光照射量をもとに光源装置４が発生する光の種別、光量、発光タイミング等を設定し、この設定した条件を含む光源同期信号を光源装置４へ送信する。
Under the control of the
読出アドレス設定部３０５は、センサ部２４４ａの受光面における読み出し対象の画素および読み出し順序を、内視鏡２における制御部２７１と通信することにより設定する機能を有する。このとき内視鏡２における制御部２７１は、第２ＥＥＰＲＯＭ２７５に格納されているセンサ部２２４ａの種類情報を読み出し、ビデオプロセッサ３へ送信する。
The read
また、読出アドレス設定部３０５は、ＡＦＥ部２４４ｂが読み出すセンサ部２４４ａの画素のアドレスを設定する機能を有する。そして、読出アドレス設定部３０５は、設定した読み出し対象の画素のアドレス情報を色変換部３０２ａへ出力する。
The read
駆動信号生成部３０６は、内視鏡２を駆動するための駆動用のタイミング信号（水平同期信号（ＨＤ）および垂直同期信号（ＶＤ））を生成し、内視鏡２におけるＦＰＧＡ２７２、集合ケーブル２２４，２４５に含まれる所定の信号線を介してタイミングジェネレータ２４４ｄ（撮像素子２４４）へ送信する。このタイミング信号は、読み出し対象の画素のアドレス情報を含む。
The drive
また、駆動信号生成部３０６は、内視鏡２からビデオプロセッサ３に送信される電気信号の送信制御を行なうためのスタンバイ信号を生成する。ここで、スタンバイ信号は、Ｐ／Ｓ変換部２４４ｃによる電気信号（画像情報）のＦＰＧＡ２７２側への送信を送信状態または停止状態（スタンバイ状態）のいずれかに設定する信号である。
Further, the drive
入力部３０７は、フロントパネルまたはキーボードにより設定されるフリーズ、レリーズ等の内視鏡システム１の動作を指示する動作指示信号の入力を受け付けると共に、画像処理部３０２における各種画像調整（強調、電子拡大、色調等）、および、後述する画像変換に係る画像処理等の指示信号の入力を受け付ける。
The
記憶部３０８は、フラッシュメモリまたはＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の半導体メモリを用いて実現される。記憶部３０８は、内視鏡システム１を動作させるための各種プログラム、および内視鏡システム１の動作に必要な各種パラメータ等を含むデータを記憶する。
The
また、記憶部３０８は、ビデオプロセッサ３の識別情報および観察情報を記憶する。ここで、識別情報には、ビデオプロセッサ３の固有情報（ＩＤ）、年式、制御部３０９のス ペック情報および伝送レート情報が含まれる。
The
制御部３０９は、ＣＰＵ等を用いて構成され、ビデオプロセッサ３（特に画像変換部３１１）、内視鏡２および光源装置４を含む各構成部の駆動制御、および各構成部に対する情報の入出力制御等を行う。
The
また制御部３０９は、撮像制御のための設定データを、ビデオプロセッサ３に接続された内視鏡２におけるコネクタ部２７のＦＰＧＡ２７２に送信し、撮像素子２４４に必要な信号およびデータを集合ケーブル２２４，２４５に含まれる所定の信号線を介して制御部２４４ｅに送信する。
Further, the
基準クロック生成部３１０は、内視鏡システム１の各構成部の動作の基準となる基準クロック信号を生成し、内視鏡システム１の各構成部に対して生成した基準クロック信号を供給する。
The reference clock generation unit 310 generates a reference clock signal that serves as a reference for the operation of each component of the
つぎに、光源装置４の構成について説明する。
光源装置４は、光源４１、光源ドライバ４２および光源制御部４６を備えて構成される。
Next, the configuration of the
The
光源４１は、白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）またはキセノンランプ等を用いて構成され、光源制御部４６の制御のもと、白色光を発生する。
The
光源ドライバ４２は、光源４１に対して光源制御部４６の制御のもとで電流を供給することにより、光源４１に白色光を発生させる。光源４１が発生した光は、集光レンズ（図示せず）およびライトガイド２４１を経由して先端部２４の先端から照射される。
The
光源制御部４６は、調光部３０４から送信された調光信号に従って光源４１に供給する 電流量を制御する。
The light
表示装置５は、映像ケーブルを介してビデオプロセッサ３が生成した体内画像をビデオプロセッサ３から受信して表示する機能を有する。表示装置５は、液晶または有機ＥＬ（Electro Luminescence ）等を用いて構成される。
The
＜画像変換部３１１の構成＞
次に、本願発明を特徴づける画像変換部３１１の構成について説明する。
<Configuration of
Next, the configuration of the
上述したように、本実施形態においては、画像処理部３０２において、内視鏡２から出力された画像信号に対して所定の画像処理を施す。たとえは、ホワイトバランス調整およびγ補正等を行うが、さらに、画像変換部３１１においてノイズ補正等の所定の画像変換処理を施す。
As described above, in the present embodiment, the
ところで、一般にノイズ補正等のための画像処理は、動画信号に係る１枚の画像全体の各画素に対して同じ画像変換処理を施すことなる。このため、当該画像変換処理固有の効果、たとえば、画像信号のノイズ感を軽減することができる一方で、解像度を犠牲にするおそれがあり、いわゆるトレードオフの関係となる弊害を生じる場合もある。 Incidentally, in general, image processing for noise correction or the like involves performing the same image conversion processing on each pixel of an entire image related to a moving image signal. For this reason, while the effect unique to the image conversion process, for example, the noise feeling of the image signal can be reduced, there is a possibility that the resolution may be sacrificed, which may cause a so-called trade-off relationship.
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、画像変換部３１１において当該画像変換処理を領域分割で行うことで、本来の画像信号の特徴を維持しつつ画像変換の効果を得ることを可能とするものである。
The present invention has been made in view of such circumstances, and the
図３は、本第１の実施形態のビデオプロセッサ３における画像変換部３１１の構成を示したブロック図であり、図４は、ビデオプロセッサ３における画像変換部３１１において画像変換回路の具体例を示した図である。また、図５、図６、図７は、いずれも第１の実施の形態にかかる内視鏡システムにおける画像変換部の作用を示したタイミングチャートであり、フレーム単位で領域分割による画像変換をする場合におけるフレームカウンタと出力画像との関係例を示した図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the
図３に示すように、画像変換部３１１は、γ補正部３０２ｄから出力される画像信号を入力し画像変換はせずにスルーして出力するスルー回路７０と、同じく前記γ補正部３０２ｄから出力される画像信号を入力し当該画像信号に対して所定の画像変換作用を施して出力する画像変換回路３０と、内視鏡２から出力された被写体の画像信号のフレーム数またはフィールド数をカウントするフレームカウンタ回路７４と、前記画像信号における１枚の画面における各画素に対応する信号座標をカウントする信号座標カウンタ回路７３と、前記フレームカウンタ回路７４および前記信号座標カウンタ回路７３に接続され、画像信号における１枚の画面における予め定められる領域を指定する領域指定回路７２と、前記スルー回路７０および前記画像変換回路３０の出力を入力すると共に前記領域指定回路７２からの情報を受けて当該スルー回路７０と画像変換回路３０との出力信号を選択的に出力する選択回路７１と、前記予め定められる領域に係る情報を記憶する記憶部７５と、を具備する。
As shown in FIG. 3, the
スルー回路７０は、上述したようにγ補正部３０２ｄから出力される画像信号を入力するが、入力した画像信号に対しては画像変換回路３０と遅延量を合わせるのみで特に画像変換はせずにスルーして後段の選択回路７１に出力する。
As described above, the through
画像変換回路３０は、γ補正部３０２ｄからの動画像信号である画像信号を入力し、当該動画像信号の１枚全体における各画素について所定の画像変換を施すものである。なお、本第１の実施形態において画像変換回路３０は、上述した画像変換を施す際に、当該動画像信号の各画素に対応する信号に対してフレーム単位で所定の画像変換を施すようになっている。
The
また画像変換回路３０は、本第１の実施形態においては、図４に示すようにメディアン処理ｏｒ平均値処理回路３１として構成される。このメディアン処理ｏｒ平均値処理回路３１は、入力した画像信号に対して、いわゆるメディアン（中央値）フィルタまたは平均値フィルタを用いてノイズを除去する回路であって、動画信号である当該画像信号に係る１枚（１フレーム）の画像における各画素に対して画像変換処理（ノイズ除去処理）を施す回路である（画像変換回路３０およびスルー回路７０の詳細な作用については、後述する）。
In the first embodiment, the
なお、メディアンフィルタは、各画素の値を周辺画素の中央値に置き換えることによりノイズを除去するフィルタであり、平均値フィルタは、各画素の値を周辺画素の平均値に置き換えることによりノイズを除去するフィルタである。 The median filter is a filter that removes noise by replacing the value of each pixel with the median value of surrounding pixels. The average value filter is a filter that removes noise by replacing the value of each pixel with the average value of surrounding pixels. It is a filter to do.
ここで、これらメディアンフィルタまたは平均値フィルタを用いたノイズ補正処理は、いずれも所定のノイズを除去するという画像変換による効果を得ることができる一方で、解像度の多少の劣化は避けられず、特に平均値フィルタを用いたノイズ除去処理による劣化の影響は大きいことが知られている。 Here, noise correction processing using these median filters or average value filters can obtain the effect of image conversion that removes predetermined noise, while some degradation in resolution is unavoidable. It is known that the influence of deterioration by noise removal processing using an average value filter is large.
選択回路７１は、制御部３０９の制御下に、前記領域指定回路７２において指定された領域に対してのみ所定の画像変換処理（詳しくは後述する）を施して出力するように、前記スルー回路７０と画像変換回路３０（メディアン処理ｏｒ平均値処理回路３１）とからの出力信号を各画素毎に選択的に後段に出力する（詳しくは、後述する）。
The
前記フレームカウンタ回路７４は、画像変換部３１１が入力する内視鏡２から出力された被写体の画像信号のフレーム数またはフィールド数をカウントするカウンタであり、制御部３０９の制御の下、カウンタ数の情報を領域指定回路７２に伝達するようになっている。
The
なお、本実施形態においては、フレームカウンタ回路７４は、フレーム数に係るカウンタ数の情報（フレームカウンタ数情報）を利用し、当該「フレームカウンタ数情報」を領域指定回路７２に伝達するようになっている。
In the present embodiment, the
前記信号座標カウンタ回路７３は、前記画像信号の１フレームにおける各画素の信号座標をカウントするカウンタであり、制御部３０９の制御の下、各画素に係るカウンタ数の情報である「信号座標情報」を領域指定回路７２に伝達するようになっている。
The signal coordinate
前記領域指定回路７２は、制御部３０９の制御下に、前記画像信号における１枚の画面を分割することにより形成された所定領域（詳しくは後述する）であって、フレームカウンタ回路７４から入力するフレームの「カウンタ数」にそれぞれ対応した「分割領域のタイプ」を指定し、当該指定した「分割領域タイプ」に係る情報である「分割領域タイプ情報」を選択回路７１に伝達するようになっている。
The
＜分割領域タイプ情報について＞
ここで、領域指定回路７２が指定する「分割領域タイプ」について説明する。
<About segment type information>
Here, the “divided area type” specified by the
本実施形態において領域指定回路７２は、前記画像信号における１枚の画面を４つに分割し、この４分割されたそれぞれの領域を選択もしくは非選択することにより得られる複数種の領域タイプのうちのいずれか一つの「領域タイプ」を指定する。
In the present embodiment, the
そして、上述した「領域タイプ」は、本実施形態においては、フレームカウンタ回路７４から入力するフレームの「カウンタ数」に対して、予めそれぞれ１対１で対応するものとして設定される。
In the present embodiment, the above-described “region type” is set in advance as one-to-one corresponding to the “counter number” of the frame input from the
たとえば、図５に示す例においては、フレームカウンタの「カウンタ数」と、選択回路７１の出力画像に係る「領域タイプ」との関係では、カウンタ数“０”および“１”に対して、いずれの領域タイプも４分割されたうちの２つの領域を選択するが、いずれの領域タイプも、カウンタ数“０”または“１”に対して１対１に対応して予め定められるようになっている。
For example, in the example shown in FIG. 5, in the relationship between the “counter number” of the frame counter and the “region type” related to the output image of the
さらに、当該図５に示す例においては、カウンタ数“０”と“１”とに対応する領域タイプは、互いに選択する分割領域が異なる別々のタイプとなっている。 Further, in the example shown in FIG. 5, the area types corresponding to the counter numbers “0” and “1” are different types with different divided areas to be selected from each other.
すなわち、当該図５に示す例においては、フレームカウンタ回路７４においてカウントされる一のカウント数（例えば、カウンタ数“１”）に対応して予め定められる領域タイプは、前回のカウント数（この場合、カウンタ数“０”）に対応して予め定められる領域タイプとは異なる領域タイプとして指定されることを特徴とする。
That is, in the example shown in FIG. 5, the region type predetermined corresponding to one count number (for example, the counter number “1”) counted in the
なお、図５に示す例においては、連続する異なるカウンタ数（例えば、上述したようにカウンタ数“０”と“１”）に対応する領域タイプが、互いに異なる別々のタイプである例を示したが、本願発明は、連続するカウンタ数（例えば、カウンタ数“０”と“１”）に対応する領域タイプが同じタイプであることを妨げない。 In the example shown in FIG. 5, an example is shown in which the area types corresponding to consecutive different counter numbers (for example, counter numbers “0” and “1” as described above) are different types. However, the present invention does not prevent the region types corresponding to consecutive counter numbers (for example, counter numbers “0” and “1”) from being the same type.
しかしながら、連続するカウンタ数に対応する領域タイプとして、長期にわたって同じ領域タイプが続くと本願発明の効果を希釈することになるので、可能な限り、隣接するカウンタ数に対応する領域タイプは異なることが望ましい。 However, as the region type corresponding to the number of consecutive counters, if the same region type continues for a long period of time, the effect of the present invention will be diluted. Therefore, the region types corresponding to the adjacent counter numbers may differ as much as possible. desirable.
また、図５に示す例においては、４分割されたうちの２つの領域を選択する領域タイプの例を示したが、これに限らず、例えば、４分割されたうちの１つの領域を選択する領域タイプを採用しても良い（例えば、図６に示す例）。 In the example shown in FIG. 5, an example of a region type in which two of the four divided regions are selected is shown. However, the present invention is not limited to this. For example, one of the four divided regions is selected. A region type may be adopted (for example, an example shown in FIG. 6).
さらに、その他の領域タイプ、すなわち、４分割されたうちの０、３もしくは４つの領域を選択する領域タイプを採用してもよいし、またはこれらの組み合わせであってもよい（詳しくは、後述する）。 Furthermore, other region types, that is, a region type for selecting 0, 3 or 4 regions out of 4 may be adopted, or a combination thereof may be used (details will be described later). ).
なお、領域指定回路７２において、画像信号における１枚の画面上における前記「領域タイプ」に係る領域の具体的な画素位置については、信号座標カウンタ回路７３から入力される「信号座標情報」に基づいて決定されるようになっている。
In the
このように、本実施形態において、フレームカウント数に対応する「領域タイプ」としては種々のタイプが採用可能であるが、カウント数の推移によって逐次指定される「領域タイプ」の変化のパターンも種々のパターンを採用する（図５〜図７参照）。 As described above, in this embodiment, various types can be adopted as the “region type” corresponding to the frame count number, but there are also various change patterns of the “region type” sequentially designated by the transition of the count number. The following pattern is adopted (see FIGS. 5 to 7).
ここで、上述したように本実施形態において画像変換部３１１は記憶部７５を備える。そして、この記憶部７５は、前記「領域タイプ」の変化パターンに係る「領域パターン情報」を記憶するようになっている。
Here, as described above, the
本実施形態においては、この記憶部７５に記憶する「領域パターン情報」は、例えば、ビデオプロセッサ３に接続される内視鏡２の種別に応じたものであってもよく、または、使用者が適宜、設定するものであってもよい。
In the present embodiment, the “area pattern information” stored in the
そして領域指定回路７２は、この記憶部７５に記憶された「領域パターン情報」を読み出して、当該「領域パターン情報」に基づいて、フレームカウンタ回路７４から入力される前記カウント数情報に応じて「領域タイプ」を逐次指定するようになっている。なお、当該指定作用については、後に詳述する（図５〜図７参照）。
Then, the
図３に戻って、上述したように、画像変換回路３０は、γ補正部３０２ｄからの動画像信号である画像信号を入力し、当該動画像信号の１枚全体における各画素について所定の画像変換を施して後段の選択回路７１に出力する。一方、スルー回路７０は、γ補正部３０２ｄから出力される画像信号を入力するが、入力した画像信号に対しては画像変換回路３０と遅延量を合わせるのみで特に画像変換はせずにスルーして後段の選択回路７１に出力する。
Returning to FIG. 3, as described above, the
また、選択回路７１は、領域指定回路７２から上述した「領域タイプ情報」を入力すると共に、フレームカウンタ回路７４からの「フレームカウンタ数情報」および信号座標カウンタ回路７３からの「信号座標情報」をそれぞれ入力するようになっている。
The
そして選択回路７１は、領域指定回路７２において指定された「領域タイプ」に従って、１フレームの動画像信号における所定の画素について所定の画像変換処理が施されるように、スルー回路７０からの出力信号と画像変換回路３０からの出力信号とを、画素毎に選択的に後段に出力するようになっている。
Then, the
すなわち選択回路７１は、領域指定回路７２から入力した「フレームカウンタ数情報」、「信号座標情報」および「領域タイプ情報」に基づいて、各カウンタ数に対応した領域タイプに従って、例えば、図５に示すように、画像信号の１枚の画面について選択された分割領域（換言すれば、指定された予め定めされた領域）に対してのみ、所定の画像変換処理を施すように、スルー回路７０からの出力信号と画像変換回路３０からの出力信号とを制御して出力するようになっている。
That is, the
このように、本実施形態における画像変換部３１１は、メディアン処理ｏｒ平均値処理回路３１におけるノイズ除去処理（画像変換処理）を、前記カウンタ数の情報に応じて領域分割により行うことができ、その領域タイプを調整することで画像変換処理の効果を調整することができる。
As described above, the
＜画像変換部３１１の具体的な作用＞
次に、画像変換部３１１の作用について説明する。
<Specific Action of
Next, the operation of the
図５、図６、図７は、いずれも、動画像信号をフレーム単位で画像変換を施す場合におけるフレームカウンタ回路７４に係るカウンタ数と、選択回路７１からの出力画像に係る領域タイプと、の関係例を示したタイミングチャートである。
5, 6, and 7, the number of counters related to the
また、図５は、選択回路７１における「画像変換処理有り無しの割合」が１：１の例を、図６は、同割合が１：４の例を、図７は、同割合が１：５の例をそれぞれ示したものである。
5 shows an example in which the “ratio with / without image conversion process” in the
画像変換部３１１における領域指定回路７２は、制御部３０９の制御下に、まず記憶部７５から「領域パターン情報」を読み出す。ここでいま、読み出した「領域パターン情報」が、「画像変換処理有り無しの割合」が１：１である、例えば、図５に示す如きパターンであったとする。
The
このとき、領域指定回路７２は、制御部３０９の制御下に、フレームカウンタ回路７４から入力する「フレームカウンタ数情報」に基づいて、フレームのカウンタ数“０”および“１”に対して、互いに異なる領域タイプであって、かつ、前記画像信号における１枚の画面を４分割した領域のうち２つの領域を選択した領域タイプを、それぞれ１対１に対応して指定する。
At this time, under the control of the
その後領域指定回路７２は、当該指定した「領域タイプ」に係る情報である「領域タイプ情報」を選択回路７１に伝達する。
Thereafter, the
選択回路７１は、領域指定回路７２から受け取った「領域タイプ情報」に加え、さらに、領域指定回路７２から受け取った前記「フレームカウンタ数情報」および「信号座標情報」に基づいて、各カウンタ数に対応した領域タイプに従って、画像信号の１枚の画面について選択された分割領域に対してのみ、メディアンフィルタまたは平均値フィルタを用いたノイズ補正処理を施すよう、画像変換回路３０とスルー回路７０との出力信号を制御して後段に出力する。
In addition to the “region type information” received from the
なお、図５に示すパターンにおいては、選択回路７１における「画像変換処理有り無しの割合」は、１：１となっている。
In the pattern shown in FIG. 5, the “ratio with / without image conversion process” in the
また、たとえば、図６に示す例においては、フレームカウンタ回路７４のカウンタ数“０”、“１”、“２”または“３”に対して、互いに異なる領域タイプであって、かつ、４分割されたうちの１つの領域を選択した領域タイプが、それぞれ１対１に対応して予め定められるようになっている。
Further, for example, in the example shown in FIG. 6, the counter numbers “0”, “1”, “2” or “3” of the
このとき、選択回路７１における「画像変換処理有り無しの割合」は、１：４となっている。
At this time, the “ratio with / without image conversion process” in the
さらに、たとえば、図７に示す例においては、フレームカウンタ回路７４のカウンタ数“０”、“１”、“２”または“３”に対しては、互いに異なる領域タイプであって、かつ、４分割されたうちの１つの領域を選択した領域タイプが、それぞれ１対１に対応して予め定められ、一方、フレームカウンタ回路７４のカウンタ数“４”に対しては、４分割された領域すべてを非選択とする領域タイプが予め定められている。
Further, for example, in the example shown in FIG. 7, the counter numbers “0”, “1”, “2”, or “3” of the
このとき、選択回路７１における「画像変換処理有り無しの割合」は、１：５となっている。
At this time, the “ratio with / without image conversion process” in the
この図７に示す例のように、本実施形態においては、４分割された領域すべてを非選択とする領域タイプを指定することができるようになっている。すなわち、本実施形態は、さまざまな「領域タイプ」の組み合わせを可能とし、種々のパターンの画像変換の効果が期待できるようになっている。 As in the example shown in FIG. 7, in the present embodiment, it is possible to specify a region type in which all the four divided regions are not selected. In other words, the present embodiment enables various combinations of “region types” and can be expected to have various image conversion effects.
ところで、上述したようにカウンタ数の推移に応じて「領域タイプ」を切り換えて出力する際、切り換えのタイミングによっては表示装置５に表示される映像がちらついて視認される虞がある。
By the way, as described above, when the “region type” is switched and output in accordance with the transition of the counter number, the video displayed on the
一般に人の目の時間分解能は約５０〜１００ｍｓ（１０〜２０Ｈｚ）程度であることから、前記カウンタのタイミングはこの周波数を考慮して設定することが望ましい。すなわち、この周波数を考慮して前記カウンタのタイミングが設定された場合、表示される映像は時間方向に平滑化されて見えることとなる。 In general, since the time resolution of the human eye is about 50 to 100 ms (10 to 20 Hz), it is desirable to set the timing of the counter in consideration of this frequency. That is, when the timing of the counter is set in consideration of this frequency, the displayed video appears to be smoothed in the time direction.
そして、本実施形態の内視鏡システム１は係る点を考慮し、人の目ではちらつきが視認できない程度に前記カウンタのタイミングを設定するものとする。
And the
以上説明したように、本第１の実施形態においては、画像処理部３０２に画像変換部３１１を設け、フレームカウンタ回路７４のカウンタ数の推移に応じて、領域指定回路７２において当該カウンタ数に対応する予め定められた「領域タイプ」を逐次指定し、かつ、選択回路７１において、各カウンタ数に対応した「領域タイプ」に従って、画像信号の１枚の画面における選択された分割領域に対してのみ所定の画像変換処理を施して後段に出力するよう画像変換回路３０とスルー回路７０との出力信号を選択的に制御することで、解像度劣化の影響を抑えつつ画像変換処理の効果（本実施形態の場合はノイズ除去効果）を得ることができる。
As described above, in the first embodiment, the
＜第１変形例＞
本第１変形例の内視鏡システムは、前記「領域パターン情報」を予め記憶する記憶部を、内視鏡２に備えることを特徴とする。
<First Modification>
The endoscope system according to the first modified example is characterized in that the
具体的には、内視鏡２のコネクタ部２７における前記第２ＥＥＰＲＯＭ２７５に、前記「領域パターン情報」を記憶する。
Specifically, the “region pattern information” is stored in the
そして、本第１変形例において領域指定回路７２は、制御部３０９の制御下に、内視鏡２における前記第２ＥＥＰＲＯＭ２７５に記憶されている「領域パターン情報」に応じて、制御部３０９の制御下に、上述した如く、フレームカウンタ回路７４から入力する「フレームカウンタ数情報」に基づいて、フレームのカウンタ数に対応する「領域タイプ」を指定する。
In the first modification, the
＜第２変形例＞
上述した第１の実施形態においては、画像変換回路３０における処理内容（第１の実施形態においてはメディアン処理ｏｒ平均値処理）は、専用の機能を有するハードウェアとして構成されるもとしたが、第２の変形例では、画像変換回路３０を、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array ）等のＰＬＤ（Programmable Logic Device；プログラマブルロジックデバイス）により構成し、当該処理機能の内容を変更できるようにした。
<Second Modification>
In the first embodiment described above, the processing content in the image conversion circuit 30 (median processing or average value processing in the first embodiment) is configured as hardware having a dedicated function. In the second modification, the
＜第３変形例＞
上述した第１の実施形態においては、画像変換回路３０における処理内容は、専用の機能を有するハードウェアとして構成されるものとしたが、第３変形例は、画像変換回路３０の処理機能の内容をソフトウェアにより構成し、例えば、制御部３０９に接続された記憶部３０８に当該処理機能に係る情報を記憶し、画像変換回路３０は、当該記憶された内容に即して処理機能を設定する。
<Third Modification>
In the first embodiment described above, the processing content in the
＜第４変形例＞
上述した第１の実施形態においては、画像変換回路３０における処理内容は、専用の機能を有するハードウェアとして構成されるものとしたが、本第４の変形例では、当該画像変換回路３０の処理機能の内容を、例えば、内視鏡２における前記第２ＥＥＰＲＯＭ２７５に記憶し、当該記憶された内容に即して処理機能を設定する。
<Fourth Modification>
In the first embodiment described above, the processing content in the
＜第５変形例＞
上述した第１の実施形態においては、本願発明を特徴づける画像変換部３１１をビデオプロセッサ３に設けるが、本第５変形例では、当該画像変換部３１１の機能を内視鏡２に設けることを特徴とする。
<Fifth Modification>
In the first embodiment described above, the
そして、本第５変形例において、内視鏡２側に設けた画像変換部は、ビデオプロセッサ３側からのクロック信号に基づいてフレームカウンタ回路７４が所定のカウンタ情報を出力する。
In the fifth modification, in the image conversion unit provided on the
さらに、本第５変形例において、内視鏡２側に設けた画像変換部は、ビデオプロセッサ３側からの指示を受けるか、または、内視鏡２において記憶する領域パターン情報に基づいて、領域指定回路７２が当該指示情報に応じて、たとえば制御部２７１の制御下に、前記領域パターンを調整するようになっている。
Further, in the fifth modified example, the image conversion unit provided on the
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
図８は、本発明の第２の実施の形態にかかる内視鏡システムにおける画像変換部において画像変換回路の具体例を示した図である。 FIG. 8 is a diagram illustrating a specific example of an image conversion circuit in the image conversion unit in the endoscope system according to the second embodiment of the present invention.
本第２の実施形態の内視鏡システムは、その基本的な構成は第１の実施形態と同様であり、ビデオプロセッサ３の画像変換部３１１における画像変換回路３０の画像変換作用のみを異にするものである。したがって、ここでは第１の実施形態との差異のみの説明にとどめ、共通する部分の説明については省略する。
The basic configuration of the endoscope system of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and only the image conversion operation of the
図８に示すように、第２の実施形態の内視鏡システムにおいては、画像変換部３１１の画像変換回路３０は、エッジ強調処理回路３２として構成される。
As shown in FIG. 8, in the endoscope system of the second embodiment, the
エッジ強調処理回路３２は、ビデオプロセッサ３における前記γ補正部３０２ｄからの動画像信号である画像信号を入力し、当該動画像信号の１枚の画像全体の各画素に対応する信号に対してエッジ強調処理を施すものである。
The edge
ここで、エッジ強調処理により構造強調を行うと、エッジ強調の程度が大きいと表示装置５に表示される映像のノイズ感がかえって悪化するように感じられる場合があることが知られている。
Here, it is known that when structure emphasis is performed by edge emphasis processing, if the degree of edge emphasis is large, the sense of noise in the video displayed on the
係る事情に鑑み本第２の実施形態においては、画像変換回路３０としてエッジ強調処理回路３２を採用し、ノイズ補正処理（画像変換処理）を、第１の実施形態と同様に、前記カウンタ数の情報に応じて領域分割により行うことを特徴とする。
In view of such circumstances, in the second embodiment, an edge
その他の構成、作用効果については第１の実施形態と同様であるのでここでの説明は省略する。 Since other configurations and operational effects are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted here.
以上説明したように、本第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。 As described above, also in the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
図９は、本発明の第３の実施の形態にかかる内視鏡システムにおける画像変換部において画像変換回路の具体例を示した図である。 FIG. 9 is a diagram illustrating a specific example of an image conversion circuit in the image conversion unit in the endoscope system according to the third embodiment of the present invention.
本第３の実施形態の内視鏡システムは、その基本的な構成は第１の実施形態と同様であり、ビデオプロセッサ３の画像変換部３１１における画像変換回路３０の画像変換作用のみを異にするものである。したがって、ここでは第１の実施形態との差異のみの説明にとどめ、共通する部分の説明については省略する。
The basic configuration of the endoscope system of the third embodiment is the same as that of the first embodiment, and only the image conversion operation of the
図９に示すように、第３の実施形態の内視鏡システムにおいては、画像変換部３１１の画像変換回路３０は、カラーマトリックス変換処理回路３３として構成される。
As shown in FIG. 9, in the endoscope system of the third embodiment, the
カラーマトリックス変換処理回路３３は、ビデオプロセッサ３における前記γ補正部３０２ｄからの動画像信号である画像信号を入力し、当該動画像信号の１枚の画像全体の各画素に対応する信号に対してカラーマトリックス変換処理を施すものである。
The color matrix
このカラーマトリックス変換処理は、被写体画像のうち、着目する色調を強調するために画像信号のカラーマトリックスを変換する処理であり、強調の度合いが適切である場合、元の被写体画像に対して着目部位が識別しやすくなるという特有の効果を奏するが、強調の度合いが過度になった場合、かえって元の被写体画像との対比が困難になるという不具合が生じる虞がある。 This color matrix conversion process is a process of converting the color matrix of the image signal in order to emphasize the color tone of interest in the subject image. When the degree of enhancement is appropriate, the region of interest with respect to the original subject image However, when the degree of emphasis becomes excessive, there is a possibility that a problem that it becomes difficult to compare with the original subject image may occur.
係る事情に鑑み本第３の実施形態においては、画像変換回路３０としてカラーマトリックス変換処理回路３３を採用し、カラーマトリックス変換処理（画像変換処理）を、第１の実施形態と同様に、前記カウンタ数の情報に応じて領域分割により行うことを特徴とする。
In view of such circumstances, in the third embodiment, a color matrix
その他の構成、作用効果については第１の実施形態と同様であるのでここでの説明は省略する。 Since other configurations and operational effects are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted here.
以上説明したように、本第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。 As described above, also in the third embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained.
＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
<Fourth Embodiment>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
図１０は、本発明の第４の実施の形態にかかる内視鏡システムにおける画像変換部において画像変換回路の具体例を示した図である。 FIG. 10 is a diagram illustrating a specific example of an image conversion circuit in the image conversion unit in the endoscope system according to the fourth embodiment of the present invention.
本第４の実施形態の内視鏡システムは、その基本的な構成は第１の実施形態と同様であり、ビデオプロセッサ３の画像変換部３１１における画像変換回路３０の画像変換作用のみを異にするものである。したがって、ここでは第１の実施形態との差異のみの説明にとどめ、共通する部分の説明については省略する。
The basic configuration of the endoscope system of the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment, and only the image conversion operation of the
図１０に示すように、第４の実施形態の内視鏡システムにおいては、画像変換部３１１の画像変換回路３０は、特定パターン強調処理回路３４として構成される。
As shown in FIG. 10, in the endoscope system of the fourth embodiment, the
特定パターン強調処理回路３４は、ビデオプロセッサ３における前記γ補正部３０２ｄからの動画像信号である画像信号を入力し、当該動画像信号の１枚の画像全体の信号に対して所定の強調変換処理を施すものである。
The specific pattern
すなわちこの特定パターン強調処理は、被写体画像のある特定パターンに対して強調変換処理を施すものであり、強調の度合いが適切である場合、当該パターンが認識しやすくなるという特有の効果を奏するが、強調の度合いが過度になった場合、元の被写体画像の情報が失われ、かえって当該パターンが認識困難になるという不具合が生じる虞がある。 In other words, the specific pattern enhancement process performs an enhancement conversion process on a specific pattern of the subject image, and when the degree of enhancement is appropriate, the specific pattern is easily recognized. When the degree of emphasis becomes excessive, information on the original subject image is lost, and there is a possibility that the pattern becomes difficult to recognize.
係る事情に鑑み本第４の実施形態においては、画像変換回路３０としてカラーマトリックス変換処理回路３３を採用し、特定パターン強調処理（画像変換処理）を、第１の実施形態と同様に、前記カウンタ数の情報に応じて領域分割により行うことを特徴とする。
In view of such circumstances, in the fourth embodiment, the color matrix
その他の構成、作用効果については第１の実施形態と同様であるのでここでの説明は省略する。 Since other configurations and operational effects are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted here.
以上説明したように、本第４の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。 As described above, also in the fourth embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
＜第５の実施形態＞
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
<Fifth Embodiment>
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
図１１は、本発明の第５の実施の形態にかかる内視鏡システムにおける画像変換部の作用を示したタイミングチャートであり、フレーム単位で領域分割による画像変換をする場合におけるフレームカウンタと出力画像との一関係例を示した図である。図１２は、第５の実施の形態にかかる内視鏡システムにおける画像変換部の作用を示したタイミングチャートであり、フレーム単位で領域分割による画像変換をする場合におけるフレームカウンタと出力画像との他の関係例を示した図である。図１３は、第５の実施の形態にかかる内視鏡システムにおける画像変換部の作用を示したタイミングチャートであり、フレーム単位で領域分割による画像変換をする場合におけるフレームカウンタと出力画像との他の関係例を示した図である。 FIG. 11 is a timing chart showing the operation of the image conversion unit in the endoscope system according to the fifth embodiment of the present invention. The frame counter and the output image in the case of performing image conversion by area division in units of frames. FIG. FIG. 12 is a timing chart showing the operation of the image conversion unit in the endoscope system according to the fifth embodiment. In addition to the frame counter and the output image in the case of performing image conversion by region division in units of frames. It is the figure which showed the example of a relationship. FIG. 13 is a timing chart showing the operation of the image conversion unit in the endoscope system according to the fifth embodiment. In addition to the frame counter and the output image in the case of performing image conversion by region division in units of frames. It is the figure which showed the example of a relationship.
本第５の実施形態の内視鏡システムは、その基本的な構成は第１の実施形態と同様であり、領域指定回路７２による「領域タイプ」の分割の仕方を異にするものである。したがって、ここでは第１の実施形態との差異のみの説明にとどめ、共通する部分の説明については省略する。
The basic configuration of the endoscope system of the fifth embodiment is the same as that of the first embodiment, and the method of dividing the “region type” by the
第１の実施形態において領域指定回路７２は、前記画像信号における１枚の画面を４つに分割し、この４分割されたそれぞれの領域を選択もしくは非選択することにより得られる複数種の領域タイプのうちのいずれか一つの「領域タイプ」を指定するものである。
In the first embodiment, the
これに対して第５の実施形態において領域指定回路７２は、前記画像信号における１枚の画面を１００の領域に分割し、１００分割されたそれぞれの領域を選択もしくは非選択することにより得られる複数種の領域タイプのうちのいずれか一つの「領域タイプ」を指定するものである。
On the other hand, in the fifth embodiment, the
そして、第１の実施形態と同様に、上述した「領域タイプ」は、本実施形態においても、フレームカウンタ回路７４から入力するフレームの「カウンタ数」に対して、予めそれぞれ１対１で対応するものとして設定される。
Similarly to the first embodiment, the above-described “region type” corresponds to the “counter number” of the frame input from the
たとえば、図１１に示す例においては、フレームカウンタの「カウンタ数」と、選択回路７１の出力画像に係る「領域タイプ」との関係では、カウンタ数“０”および“１”に対して、いずれの領域タイプも１００分割されたうちの５０の領域を選択するが、いずれの領域タイプも、カウンタ数“０”または“１”に対して１対１に対応して予め定められるようになっている。
For example, in the example shown in FIG. 11, in relation to the “counter number” of the frame counter and the “region type” related to the output image of the
さらに、当該図１１に示す例においても、カウンタ数“０”と“１”とに対応する領域タイプは、互いに選択する分割領域が異なる別々のタイプとなっている。 Furthermore, also in the example shown in FIG. 11, the area types corresponding to the counter numbers “0” and “1” are different types with different divided areas to be selected from each other.
すなわち、当該図１１に示す例においても、フレームカウンタ回路７４においてカウントされる一のカウント数（例えば、カウンタ数“１”）に対応して予め定められる領域タイプは、前回のカウント数（この場合、カウンタ数“０”）に対応して予め定められる領域タイプとは異なる領域タイプとして指定されることを特徴とする。
That is, in the example shown in FIG. 11 as well, the region type predetermined in correspondence with one count number (for example, the counter number “1”) counted by the
ここで、第５の実施形態において画像変換部３１１における領域指定回路７２は、第１の実施形態と同様に、制御部３０９の制御下に、まず記憶部７５から「領域パターン情報」を読み出す。ここでいま、読み出した「領域パターン情報」が、「画像変換処理有り無しの割合」が１：１である、例えば、図１１に示す如きパターンであったとする。
Here, in the fifth embodiment, the
このとき、領域指定回路７２は、制御部３０９の制御下に、フレームカウンタ回路７４から入力する「フレームカウンタ数情報」に基づいて、フレームのカウンタ数“０”および“１”に対して、互いに異なる領域タイプであって、かつ、前記画像信号における１枚の画面を１００分割した領域のうち５０の領域を選択した領域タイプを、それぞれ１対１に対応して指定する。
At this time, under the control of the
その後領域指定回路７２は、第１の実施形態と同様に、当該指定した「領域タイプ」に係る情報である「領域タイプ情報」を選択回路７１に伝達する。また、選択回路７１は、領域指定回路７２から受け取った「領域タイプ情報」に加え、「フレームカウンタ数情報」および「信号座標情報」に基づいて、各カウンタ数に対応した領域タイプに従って、画像信号の１枚の画面について選択された分割領域に対してのみ所定の画像変換処理を施して後段に出力するように、画像変換回路３０とスルー回路７０との出力信号を選択的に制御する。
Thereafter, the
一方、たとえば、図１２に示す例においては、フレームカウンタ回路７４のカウンタ数“０”、“１”、“２”または“３”に対して、互いに異なる領域タイプであって、かつ、１００分割されたうちの２５の領域を選択した領域タイプが、それぞれ１対１に対応して予め定められるようになっている。
On the other hand, for example, in the example shown in FIG. 12, for the number of counters “0”, “1”, “2” or “3” of the
このとき、選択回路７１における「画像変換処理有り無しの割合」は、１：４となっている。
At this time, the “ratio with / without image conversion process” in the
さらに、たとえば、図１３に示す例においては、フレームカウンタ回路７４のカウンタ数“０”、“１”、“２”または“３”に対しては、互いに異なる領域タイプであって、かつ、１００分割されたうちの２５の領域を選択した領域タイプが、それぞれ１対１に対応して予め定められ、一方、フレームカウンタ回路７４のカウンタ数“４”に対しては、１００分割された領域すべてを非選択とする領域タイプが予め定められている。
Further, for example, in the example shown in FIG. 13, the counter numbers “0”, “1”, “2”, or “3” of the
このとき、選択回路７１における「画像変換処理有り無しの割合」は、１：５となっている。
At this time, the “ratio with / without image conversion process” in the
その他の構成、作用効果については第１の実施形態と同様であるのでここでの説明は省略する。 Since other configurations and operational effects are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted here.
以上説明したように、本第５の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。 As described above, also in the fifth embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained.
＜第６および第７の実施形態＞
次に、本発明の第６および第７の実施形態について説明する。
<Sixth and Seventh Embodiments>
Next, sixth and seventh embodiments of the present invention will be described.
図１４、図１５、図１６は、いずれも本発明の第６の実施の形態にかかる内視鏡システムにおける画像変換部の作用を示したタイミングチャートであり、フィールド単位で領域分割による画像変換をする場合におけるフィールドカウンタと出力画像との一関係例を示した図である。 FIGS. 14, 15, and 16 are timing charts showing the operation of the image conversion unit in the endoscope system according to the sixth embodiment of the present invention. Image conversion by region division is performed on a field basis. It is the figure which showed the example of 1 relationship between the field counter and output image in the case of doing.
なお、図１４、図１５、図１６において、フィールドカウンタと出力画像との関係は、第１の実施形態における図５、図６、図７においてフレームカウンタをフィールドカウンタに置き換えた関係と同様である。 14, 15, and 16, the relationship between the field counter and the output image is the same as the relationship in which the frame counter is replaced with the field counter in FIGS. 5, 6, and 7 in the first embodiment. .
図１７、図１８、図１９は、いずれも本発明の第７の実施の形態にかかる内視鏡システムにおける画像変換部の作用を示したタイミングチャートであり、フィールド単位で領域分割による画像変換をする場合におけるフィールドカウンタと出力画像との一関係例を示した図である。 FIGS. 17, 18, and 19 are timing charts showing the operation of the image conversion unit in the endoscope system according to the seventh embodiment of the present invention. Image conversion based on region division is performed for each field. It is the figure which showed the example of 1 relationship between the field counter and output image in the case of doing.
なお、図１７、図１８、図１９において、フィールドカウンタと出力画像との関係は、第１の実施形態における図１１、図１２、図１３においてフレームカウンタをフィールドカウンタに置き換えた関係と同様である。 In FIGS. 17, 18, and 19, the relationship between the field counter and the output image is the same as the relationship in which the frame counter is replaced with the field counter in FIGS. 11, 12, and 13 in the first embodiment. .
なお、本第６および第７の実施形態の内視鏡システムは、その基本的な構成は第１の実施形態と同様であり、ここでは第１の実施形態との差異のみの説明にとどめ、共通する部分の説明については省略する。 Note that the basic configurations of the endoscope systems of the sixth and seventh embodiments are the same as those of the first embodiment, and only the differences from the first embodiment will be described here. Description of common parts is omitted.
上述した第１の実施形態の内視鏡システムにおいて、内視鏡２における撮像素子２４４はいわゆるプログレッシブ走査方式を採用し、ビデオプロセッサ３もプログレッシブ走査に対応した処理を行うようになっている（図２参照）。
In the endoscope system according to the first embodiment described above, the
また、第１の実施形態においては、前記フレームカウンタ回路７４は、画像変換部３１１が入力する内視鏡２から出力された被写体の画像信号のフレーム数またはフィールド数をカウントするカウンタであるが、フレーム数に係るカウンタ数の情報（フレームカウンタ数情報）を利用し、当該「フレームカウンタ数情報」を領域指定回路７２に伝達するようになっている。
In the first embodiment, the
すなわち、第１の実施形態において画像変換部３１１は、γ補正部３０２ｄからの動画像信号である画像信号を入力し、当該動画像信号の各画素に対応する信号に対してフレーム単位で領域分割して所定の画像変換を施すようになっている。
That is, in the first embodiment, the
これに対して本第６および第７の実施形態の内視鏡システムは、いわゆるインターレース走査方式を採用した内視鏡を備え、ビデオプロセッサ３もインターレース走査に対応する処理を行うようになっている。
In contrast, the endoscope systems of the sixth and seventh embodiments include an endoscope that employs a so-called interlace scanning method, and the
そして、第６および第７の実施形態においては、前記フレームカウンタ回路７４は、画像変換部３１１が入力する内視鏡２から出力された被写体の画像信号のフレーム数またはフィールド数をカウントするカウンタであるが、フィールド数に係るカウンタ数の情報（フィールドカウンタ数情報）を利用し、当該「フィールドカウンタ数情報」を領域指定回路７２に伝達するようになっている。
In the sixth and seventh embodiments, the
すなわち、第６の実施形態において画像変換部３１１は、γ補正部３０２ｄからの動画像信号である画像信号を入力し、当該動画像信号の各画素に対応する信号に対してフィールド単位で領域分割して所定の画像変換を施すようになっている。
In other words, in the sixth embodiment, the
その他の構成、作用効果については第１の実施形態と同様であるのでここでの説明は省略する。 Since other configurations and operational effects are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted here.
以上説明したように、本第６および第７の実施形態においては、いわゆるインターレース走査方式を採用した内視鏡システムにあっても、第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。 As described above, in the sixth and seventh embodiments, even in an endoscope system that employs a so-called interlace scanning method, the same effects as in the first embodiment can be obtained.
なお、上述した実施の形態では、ビデオプロセッサとして同時式を採用する構成を例に説明したが、本発明は面順次方式を採用した構成例に対しても適用することができる。 In the above-described embodiment, the configuration employing the simultaneous type as the video processor has been described as an example. However, the present invention can also be applied to a configuration example employing the frame sequential method.
また、上述した実施形態においては、撮像素子としてＣＭＯＳイメージセンサを採用するものとしたが、撮像素子はこれに限らず他の素子、例えば、ＣＣＤイメージセンサを採用するものであってもよい。 In the above-described embodiment, the CMOS image sensor is employed as the image sensor. However, the image sensor is not limited to this, and another element, for example, a CCD image sensor may be employed.
さらに、上述した画像変換部３１１に係る機能は、上述した実施形態においてはビデオプロセッサ３に設けるものとしたがこれに限定されることなく、例えば内視鏡２における撮像素子２４４、操作部２２またはコネクタ部２７に設ける構成も本発明に含まれる。
Furthermore, although the function relating to the
さらに、上述した実施の形態では、本発明の実施形態として内視鏡システムの構成を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、本発明は画像処理機能と有する他の撮像システムに対しても適用することができる。 Furthermore, in the above-described embodiment, the configuration of the endoscope system is given as an example of the embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to the image processing function and other imaging systems. Even can be applied.
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
１：内視鏡システム
２：内視鏡
２２：操作部
２７：コネクタ部
２４４：撮像素子
３：ビデオプロセッサ
３０２：画像処理部
３０９：制御部
３１１：画像変換部
３０：画像変換回路
３１：メディアン処理ｏｒ平均値処理回路
３２：エッジ強調処理回路
３３：カラーマトリックス変換処理回路
３４：特定パターン強調処理回路
７０：スルー回路
７１：選択回路
７２：領域指定回路
７３：信号座標カウンタ回路
７４：フレームカウンタ回路
７５：記憶部
４：光源装置
５：表示装置
1: Endoscope system 2: Endoscope 22: Operation unit 27: Connector unit 244: Image sensor 3: Video processor 302: Image processing unit 309: Control unit 311: Image conversion unit 30: Image conversion circuit 31: Median processing or average value processing circuit 32: edge enhancement processing circuit 33: color matrix conversion processing circuit 34: specific pattern enhancement processing circuit 70: through circuit 71: selection circuit 72: area designating circuit 73: signal coordinate counter circuit 74: frame counter circuit 75 : Storage unit 4: Light source device 5: Display device
Claims (13)
前記画像信号のフレーム数またはフィールド数をカウントすると共に、当該カウントに伴うカウント数に係るカウント数情報を出力するカウンタ回路と、
前記画像信号における１枚の画面における所定領域であって、前記カウンタ回路においてカウントされる前記カウント数に対応して予め定められる領域を、前記カウンタ回路から入力される前記カウント数情報に応じて逐次指定すると共に、当該指定した領域に係る指定領域情報を出力する領域指定回路と、
前記カウンタ回路から入力される前記カウント数情報と、前記領域指定回路から入力される前記指定領域情報とに基づいて、前記領域指定回路において指定された当該カウント数に対応して予め定められた前記領域に対してのみ所定の画像変換処理を施して出力する画像変換部と、
を具備することを特徴とする撮像システム。 An imaging unit that outputs an observation image of the subject as an image signal;
A counter circuit that counts the number of frames or fields of the image signal and outputs count number information related to the count number associated with the count;
A predetermined region on one screen in the image signal, which is a predetermined region corresponding to the count number counted by the counter circuit, is sequentially determined according to the count number information input from the counter circuit. An area designating circuit that outputs designated area information related to the designated area,
Based on the count number information inputted from the counter circuit and the designated area information inputted from the area designation circuit, the predetermined number corresponding to the count number designated in the area designation circuit An image conversion unit that performs predetermined image conversion processing only on the region and outputs the image; and
An imaging system comprising:
前記領域指定回路は、前記記憶部に記憶された前記領域パターン情報に基づいて、前記領域を、前記カウンタ回路から入力される前記カウント数情報に応じて逐次指定する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。 A storage unit that stores region pattern information related to the change pattern of the region that is predetermined in correspondence with the count number counted in the counter circuit;
The area designation circuit sequentially designates the area according to the count number information input from the counter circuit based on the area pattern information stored in the storage unit. The imaging system described in 1.
前記領域指定回路は、前記信号座標カウンタ回路がカウントする前記信号座標に基づいて前記予め定められる領域を指定する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。 A signal coordinate counter circuit that counts signal coordinates corresponding to each pixel in one screen of the image signal;
The imaging system according to claim 1, wherein the area designating circuit designates the predetermined area based on the signal coordinates counted by the signal coordinate counter circuit.
前記記憶部に記憶される前記領域パターン情報は、前記プロセッサに接続される前記内視鏡の種別に応じた情報である
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像システム。 An endoscope including the imaging unit is detachably connectable, and includes a processing unit that performs predetermined processing on the image signal output from the imaging unit, and a processor unit that includes the storage unit,
The imaging system according to claim 2, wherein the area pattern information stored in the storage unit is information corresponding to a type of the endoscope connected to the processor.
前記画像変換部は、前記処理内容記憶部に記憶された処理内容の情報に基づいて前記画像信号に対して所定の画像変換処理を施す
ことを特徴とする請求項８に記載の撮像システム。 A processing content storage unit for storing information on the content of the image conversion processing;
The imaging system according to claim 8, wherein the image conversion unit performs a predetermined image conversion process on the image signal based on processing content information stored in the processing content storage unit.
前記処理記憶部に記憶される、前記処理内容の情報は、前記プロセッサに接続される前記内視鏡の種別に応じた情報である
ことを特徴とする請求項９に記載の撮像システム。 An endoscope including the imaging unit is detachably connectable, and includes a processing unit that performs predetermined processing on the image signal output from the imaging unit, and a processing unit that includes the processing content storage unit. ,
The imaging system according to claim 9, wherein the processing content information stored in the processing storage unit is information corresponding to a type of the endoscope connected to the processor.
ことを特徴とする請求項８に記載の撮像システム。 The imaging system according to claim 8, wherein the content of the image conversion process is any one of a median process, an average value process, an edge enhancement process, a color matrix conversion process, or a specific pattern enhancement process.
前記内視鏡を着脱自在に接続可能とし、前記撮像部から出力される前記画像信号に対して所定の処理施す処理回路と、前記カウンタ回路に対して所定のクロック情報を提供するクロック生成部と、を有するプロセッサと、
を備え、
前記カウンタ回路は、前記クロック生成部からの前記クロック情報に応じて前記画像信号のフレーム数またはフィールド数をカウントし、
前記内視鏡は、さらに、前記カウンタ回路における前記カウント数に応じて前記領域指定回路における前記領域指定を制御する制御部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。 An endoscope including the imaging unit, the image conversion unit, the counter circuit, and the region designating circuit;
A processing circuit that allows the endoscope to be detachably connected, performs a predetermined process on the image signal output from the imaging unit, and a clock generation unit that provides predetermined clock information to the counter circuit; A processor having,
With
The counter circuit counts the number of frames or fields of the image signal according to the clock information from the clock generation unit,
The imaging system according to claim 1, wherein the endoscope further includes a control unit that controls the area designation in the area designation circuit in accordance with the count number in the counter circuit.
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