JP2961715B2 - 輝点軽減回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はビデオ信号中の輝点信号を軽減化する輝点軽
減回路に関する。

［従来の技術］ 近年、CCD等の固体撮像素子が種々の装置の撮像手段
に用いられるようになった。

ところで、上記固体撮像素子を含め、これまでの撮像
手段のダイナミックレンジは狭く、自然界のコントラス
トを十分に反映するビデオ信号を生成することが困難で
ある。

例えば被写体の明るさが撮像手段の適正な露光レベル
からずれると、その部分は表示画面上では暗くなりすぎ
たり、逆にに明るくなりすぎた画像となってしまう。

このため、例えば第１の従来例としての特開昭56−10
7674号では、表示画面内に輝度が大きく異る部分があっ
ても観察できるように、信号処理を行うプロセス回路の
γ補正量を切換えられる様にしている。

また、第２の従来例として特開昭62−272768号では、
ビデオ信号をLPFに入力し、このLPFを通さない原信号と
比較し、その差分信号で以て、原信号のアンダシュート
などをクリップするひずみ除去回路が開示されている。

例えば、第９図（ａ）は、管状被写体内部を撮像した
時の１水平期間の映像信号の１例を示す。被写体として
の管内に、光沢物が存在すると、輝点反射による輝点信
号l,l,…となり、他のビューポイント（視点）の輝度レ
ベルを観察不能なまでに低下させない限り、その輝点の
輝度出力は過大となり、撮像素子を飽和させることが多
い。

突出した輝点信号l,l,…は、映像信号処理回路のLPF
要素によって積分され、輝点信号l,l,…の幅（占有面
積）が見かけ上、増えたり、又はCRT上において、ビー
ム不良を起こし、同様の現象を起こす。

特に、暗部から突出する輝点は、周辺に対して輝度差
が大きすぎる為、観察のさまたげになり、この様な輝点
は不要な高輝度と言える。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記第１の従来例は、第９図（ａ）の映像信号に対
し、画面全体についてのγ特性を変え、高輝度部分を圧
縮して、同図（ｂ）に示すような映像信号にする。この
場合、輝点信号l,l,…以外の高輝度部も圧縮される為、
必要な情報も圧縮し、結果として必要な情報部分のダイ
ナミックレンジが低下する。また、必要な情報部分のγ
特性も変わる為、再生画像の忠実性が狂う。第９図
（ｂ）から分るように、画面中央部（暗部）より突出し
た輝点信号ｌ′,l′，…については、依然として高輝度
で表示されるため、観察を望む部分の観察を妨げるもの
である。

また、第２の従来例は、映像信号中の不要なアンダシ
ュートが同期分離などの時に誤動作を起こすのを防止す
るのが目的のものである。この第２の従来例は、第10図
に示すアンダシュートを含む原信号ａをローパスフィル
タを通して映像信号ｂを得て、原信号ａとの差が所定レ
ベル以上の場合、原信号ａをレベルリミッタでクリップ
し、信号ｃを得るものである。

上記第２の従来例は、同期信号を含む複合映像信号に
対するアンダシュートを検出するために、ローパスフィ
ルタを用い、輝度信号部分の末端からペデスタルレベル
に至る急激に信号レベルが変化する部分、つまり原信号
ａとローパスフィルタを通した信号とのレベル差が所定
レベルを越えるものに対し、クリップを行うようにして
いる。この場合、この所定レベルは第10図において、輝
度信号は、黒から白レベルまで変化することが予想され
るため、任意の複合映像信号に対して、上記目的の機能
を有するためには、黒から白に至るレベル差ＶBW以上に
設定しなければならない。この場合には、第10図に示す
輝度信号において、１点鎖線で示すような輝点信号ｌが
存在しても、この輝点信号ｌを除去できない。逆に上記
所定レベルを小さく設定すると、輝度信号の終端部分か
らペデスタルレベルに至る部分とか、同期信号部分等が
所定レベル以上であると判断することになり、誤った動
作を行うことになる。

本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、映
像信号における観察の妨げとなる輝点を有効に軽減する
ことのできる輝点軽減回路を提供することを目的とす
る。

［問題点を解決する手段及び作用］ 本発明では第１図に示す発明の概念図に示すように輝
点軽減回路１は、映像信号をバンドパスフィルタ（BP
F）又はハイパスフィルタ（HPF）２に入力し、この出力
を輝点検出回路３に入力して輝点信号を抽出し、この輝
点検出回路３の出力にて輝点抑圧回路４を通した映像信
号における輝点信号成分を低減化するものである。上記
映像信号は、BPF又はHPF2により、輝点信号を含む信号
成分が抽出され、輝点検出回路３にてローノイズ成分を
クリップする等して輝度信号成分が抽出され、この輝度
信号成分を輝度抑圧回路４にて原映像信号から減算する
等して、輝点信号が低減化された映像信号を得られるよ
うにしている。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第２図ないし第４図は本発明の第１実施例に係り、第
２図は第１実施例を備えた内視鏡装置の構成を示し、第
３図はプロセス回路の構成を示し、第４図は第１実施例
の動作説明図を示す。

第２図に示すように第１実施例を備えた内視鏡装置11
は、電子内視鏡（以下ビデオスコープと記す。）12と、
このビデオスコープ12に対する信号処理を行う信号処理
装置（以下、CCUと気す。）13と、前記ビデオスコープ1
2に照明光を供給する光源ユニット14と、CCU13から出力
される映像信号を表示するカラーモニタ15とから構成さ
れる。

上記ビデオスコープ12は、体腔内等に挿入できるよう
に細長にした挿入部17を有し、この挿入部17内には照明
光を伝送するライトガイド18が挿通され、このライトガ
イド18はさらに操作部から延出されたユニバーサルコー
ド内を挿通され、光源ユニット14に接続できるようにし
てある。この光源ユニット14内には光源ランプ19が収納
され、この光源ユニットランプ19による白色光は、モー
タ21によって回転駆動される回転カラーフィルタ22を通
した後、コンデンサレンズ23で集束されてライトガイド
18の入射端面に照射される。

上記回転カラーフィルタ22は、モータ21によって回転
される円板状のフィルタ枠に、３つの扇状の開口が設け
られ、各開口にはそれぞれ赤，緑，青の色透過フィルタ
を取付けたもので構成されている。従って、この回転カ
ラーフィルタ22を通すとによって、白色光は順次赤，
緑，青の色光（面順次光とも記す。）にされてライトガ
イド18の入射端面に照射される。

上記ライトガイド18の入射端面に供給された赤，緑，
青の面順次光は、ライトガイド18の出射端面に伝送さ
れ、被写体に向けて照射される。この面順次光で照明さ
れた被写体は、挿入部17の先端部に取付けられた対物レ
ンズ24によって、その焦点面に配置された（撮像素子と
しての）CCD25の撮像面に結像される。このCCD25は、光
学像を電気信号に変換し、電荷として蓄積する。しかし
て、CCU13内のドライブ回路26からのドライブ信号の印
加により、CCD25から読出された映像信号は、相関二重
サンプリング回路（以下CDS回路と記す。）27に入力さ
れる。

上記CDS回路27にて、リセットノイズ等が除去され、
第１実施例の輝点軽減回路１に入力される。この輝点軽
減回路１の構成は、第１図に示すものにおいて、輝点検
出回路３としてクリップ回路３′、輝点抑圧回路４とし
て減算器４′にしたものである。この輝点軽減回路１に
て輝点信号が除去され、次段のプロセス回路28に入力さ
れる。このプロセス回路28は、例えば第３図に示す構成
である。

入力信号は、γ補正回路31でγ補正された後、A/Dコ
ンバータ32にてディジタル信号に変換され、マルチプレ
クサ33を介してＲ用,G用,B用（フレーム）メモリ33a,33
b,33cに１フレーム分づつ順次記憶される。尚、上記マ
ルチプレクサ33は、回転フィルタ22の回転と同期して切
換えられる。

しかして、各メモリ33a,33b,33cに１フレーム分の映
像信号データが、一旦記憶されると、これらは同時に読
み出され、D/Aコンバータ34i（ｉ＝a,b,c）を経てアナ
ログのR,G,B色信号にされ、マトリクス回路35に入力さ
れる。このマトリクス回路35で輝度信号Ｙと色差信号Ｒ
−Y,B−Ｙに変換された後、NTSCエンコーダ36に入力さ
れる。このNTSCエンコーダ36には、同期信号発生回路37
から水平及び垂直同期信号が入力され、この同期信号が
重畳された複合映像信号C.V.にされてカラーモニタ15に
てカラー表示される。

上記第１実施例を備えた内視鏡装置11では、同期信号
を重畳する以前に、輝点軽減回路１を設けていることが
特徴となっている。

上記第１実施例の動作を以下に説明する。

ドライブ回路26のドライブ信号をCCD25に印加するこ
とにより、CCD25から読み出された映像信号は、CDS回路
27にてリセットノイズ等が除去され、第１実施例の輝点
軽減回路１に入力される。上記CDS回路27の出力信号
が、例えば第４図（ａ）に示すように輝点信号l,l,…を
含むものであると、BPF回路２により、輝点信号l,l…の
帯域信号が抽出され、次段のクリップ回路３′に入力さ
れる。このクリップ回路３′によって、所定レベル以下
がクリップされて除去され、第４図（ｂ）に示す輝点信
号l,l,…成分とみなされるもののみが抽出される。この
クリップ回路３′の出力成分は、減算器４′に入力さ
れ、原信号から減算され、第４図（ｃ）に示すように殆
んど輝点信号l,l,…を含まない映像信号が出力される。
この映像信号は、プロセス回路28を経て所定の映像信
号、例えばNTSC方式の複合映像信号にされ、カラーモニ
タ15にてカラー表示される。このように動作する第１実
施例によれば、同期信号が含まれない映像信号に対し
て、振幅の大きい輝点信号l,l,…を抽出し、減算器４′
にて原信号から減算して輝点信号l,l,…を含まない映像
信号を生成している。

従って、同期信号における高い信号成分を含む信号成
分、あるいは振幅の大きい信号成分に左右されることな
く、輝点検出のレベルを設定したり、輝点を抽出するた
めの周波数帯域を自由に設定できる。また、輝点により
γ特性を変えなくても良い。従って、実際の被写体（検
査部位）のコントラストとが色調を変えることなく再生
できる。

第５図は本発明の第２実施例を備えた内視鏡装置41を
示す。

この内視鏡装置41は、ビデオスコープ12の操作部42
に、輝点軽減動作オン・オフスイッチ43と、輝点軽減特
性制御スイッチ44とが設けている。

上記ビデオスコープ12の操作部42に設けたスイッチ4
3,44の信号ラインは、ユニバーサルコード45内を挿通さ
れ、CCU46に接続できるようにしてある。

上記スイッチ43の信号ラインは、輝点軽減回路47の入
力端及び出力端に設けたスイッチ48,49の切換を制御で
きるようにしてある。例えば、これらスイッチ48,49は
アナログスイッチで形成され、各制御端に上記信号ライ
ンが接続され、これら制御端は通常は抵抗Ｒを介して正
の電極端Vcに接続されている。この状態では、第５図に
示すようにCDS回路27の出力は、輝点軽減回路47を通す
ことなく、プロセス回路28に入力される。一方、上記ス
イッチ43をオンすると、制御端には“L"レベルの電圧が
印加され、第５図に示すスイッチ48,49は連動して切換
えられ、輝点軽減回路47を通す信号処理が行われる。

また、上記操作部42に設けられたスイッチ44は、例え
ば押しボタン方式のスイッチで、このスイッチを押圧す
る回数で輝点軽減回路47の輝点除去特性を変更（選択）
できるようにしてある。

例えばスイッチ44による選択は、一定の時間（例えば
数秒程度）内に何回押圧されたかを検知する押圧回数検
知回路51で検知され、この検知回路に対応したディジタ
ル信号が、エンコーダを介して輝点軽減回路47に入力さ
れる。

上記輝点軽減回路47は、例えば第６図に示す構成にし
てある。

入力信号は、ゲインコントロールアンプ52に入力され
ると共に、ハイパスフィルタ回路53を構成する切換スイ
ッチ54を介して第1,第2,第3HPF55a,55b,55cの１つに入
力され、前記切換スイッチ54と連動する切換スイッチ56
を介してクリップ回路57に入力される。

上記クリップ回路57も同様に、第1,第2,第３クリップ
回路58a,58b,58cの入出力側に切換スイッチ59,60が設け
てある。

上記切換スイッチ54,56;59,60は、例えば２ビットの
切換制御信号にて３つの接点の１つが選択的にオンする
ようにしてある。

上記３つのHPF55a,55b,55cは、カットオフ周波数が異
なる値に設定してあり、観察者はこれらの１つを選択で
きる。また、３つのクリップ回路58a,58b,58cもそれぞ
れ異るクリップレベルに設定してあり、観察者はこれら
を選択できる。

この第２実施例は、スイッチ43にて輝点軽減回路47を
動作させるのと、動作させないのとを選択できる。ま
た、動作させる場合、表示画面に表われる輝点の状態に
応じてその輝点を除去するのに適した除去特性（例えば
その周波数帯域、除去レベル）を選択できるという利点
を有する。

第７図は本発明の第３実施例を備えた信号処理回路の
主要部を示す。

この実施例は、複合同期信号C.V.からノイズ除去回路
61（例えば第２の従来例を用いて構成できる。）でアン
ダシュート等のノイズを除去し、水平同期分離回路62で
水平同期信号を分離抽出し、この水平同期信号にて輝点
軽減回路63の入出力端間に設けたアナログスイッチ64,6
5を連動して切換えるようにしたものである。つまり、
水平同期信号入力時には両アナログスイッチ64,65は接
点ｂ側がオンし、水平同期信号入力時以外には接点ａ側
がオンされる。

ところで、輝点軽減回路63は、第２図に示す輝点軽減
回路１において、減算器４′の代りにゲインコントロー
ルアンプ52を用いたもので構成してある。

この実施例は、一般の映像信号処理系でも広く使用で
きる。又、同期信号発生手段を有する装置の場合には、
水平同期分離回路62の出力でなく、第８図に示すように
同期信号発生回路37の出力で切換え制御を行うようにし
ても良い。

尚、本発明は、他の信号処理系でも使用できる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、同期信号等に影響
されることなく輝点部分を低減化する輝点軽減化手段を
設けているので、輝点以外のγ特性を変化することな
く、階調再現性の良い状態で検査部位を表現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成図、第２図は本発明の第１
実施例を備えた内視鏡装置の構成図、第３図は第１実施
例におけるプロセス回路の構成図、第４図は第１実施例
の動作説明図、第５図は本発明の第２実施例を備えた内
視鏡装置の構成図、第６図は第２実施例の輝点軽減回路
の構成図、第７図は本発明の第３実施例を備えた信号処
理回路の主要部を示す構成図、第８図は第３実施例の変
形例を示す構成図、第９図は従来例の動作説明図、第10
図は他の従来例の動作説明図である。 １……輝点軽減回路、２……BPF ３……輝点検出回路、４……輝点抑圧回路 11……内視鏡装置、12……ビデオスコープ 13……CCU、14……光源ユニット 15……カラーモニタ、25……CCD 28……プロセス回路 37……同期信号発生回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写体を撮像する撮像手段から出力される
   映像信号が入力され、前記映像信号中の画像情報を表す
   映像信号成分中の輝点信号成分を軽減する輝点信号軽減
   回路において、 前記映像信号における前記映像信号成分中から前記輝点
   信号成分の周波数を含む周波数帯域の信号成分を輝点信
   号として抽出するフィルタ手段と、 前記フィルタ手段で抽出された輝点信号の信号レベルを
   所定のレベルに調節する輝点信号レベル調整手段と、 前記輝点信号レベル調整手段で調整された輝点信号に基
   づき、前記映像信号における前記映像信号成分中の輝点
   信号成分を軽減する輝点抑圧手段と を有することを特徴とする輝点軽減回路。