JP3012341B2 - 内視鏡装置 - Google Patents

内視鏡装置

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JP3012341B2
JP3012341B2 JP2406113A JP40611390A JP3012341B2 JP 3012341 B2 JP3012341 B2 JP 3012341B2 JP 2406113 A JP2406113 A JP 2406113A JP 40611390 A JP40611390 A JP 40611390A JP 3012341 B2 JP3012341 B2 JP 3012341B2
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    • H04N9/68—Circuits for processing colour signals for controlling the amplitude of colour signals, e.g. automatic chroma control circuits

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、撮像手段からの内視鏡
画像情報を用いて、ファジィ制御を行う内視鏡装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】内視鏡装置は周知の通り、直接目視でき
ない生体内等を観察することができ、医療分野を中心に
観察、治療に広く使用されている。そして、近年、被写
体像をＣＣＤ等の撮像手段にて電気信号に変換し、モニ
ターにて観察可能とした電子内視鏡が普及しつつある。
ここで、内視鏡からの画像を常に見やすくするために、
撮像信号に対するＡＧＣの調整、輪郭強調等やアイリス
絞りの調整、また内視鏡の先端面対物レンズを洗浄する
送気送水動作、更には同時式撮像方式の内視鏡にあって
はフリーズ撮影時の素子シャッターの制御等を行う必要
がある。内視鏡はその使用場所や、その使用態様、つま
りどのような部位に挿入されているかとか、また使用に
あたって薬液を散布した状態での使用や出血部位での使
用等であるかとか、あるいは動きの速い被写体であるか
等の状況を判断して、それに合う適切な制御が必要とな
るのである。従来の内視鏡装置では、使用者は、観察画
像を見ることによりその内視鏡の状態を判別し、自分の
知識、経験からその状態に適したものとなるよう内視鏡
装置を制御していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記、従来の内視鏡装
置は、ＡＧＣ調整、輪郭強調、アイリス絞り調整や送気
送水動作等の各種の内視鏡装置の制御要素をそれを使用
する個人の資質に任せていたので、内視鏡使用に関して
ある程度の経験を積まなくては、良好な画像を得ること
ができない、という問題点があった。
【０００４】本発明は上述した点にかんがみてなされた
もので、経験を積むことを必要とせず、容易に良好な画
像を得られる等できる内視鏡装置を提供することを目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明による内
視鏡装置は、被検体内に挿入される内視鏡と、前記内視
鏡に設けられ前記被検体を撮像する撮像手段と、前記撮
像手段の出力信号に基づき、前記被検体像を表示する表
示手段と、入力端に入力される信号のレベルに応じて前
記撮像手段の出力信号レベルを増加させる第１のルール
を有し、該第１のルールに基づき、得られる出力値の最
小値を求める第１のファジイ推論用最小値演算回路と、
入力端に入力される信号のレベルに応じて前記撮像手段
の出力信号レベルを減少させる第２のルールを有し、該
第２のルールに基づき、得られる出力値の最小値を求め
る第２のファジイ推論用最小値演算回路と、前記第１お
よび第２のファジイ推論用最小値演算回路の前記入力端
に、前記撮像手段の出力信号を入力する入力手段と、前
記第１および第２のファジイ推論用最小値演算回路の出
力値の最大値を演算して、該最大値の重心に関する値を
出力するファジイ推論用最大値演算回路と、前記ファジ
イ推論用最大値演算回路の出力値に基づき、前記撮像手
段の出力信号レベルを制御する制御手段とを具備したこ
とを特徴とする。また、本発明による内視鏡装置は、被
検体内に挿入される内視鏡と、前記内視鏡に設けられ前
記被検体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段の出力信
号に基づき、前記被検体像を表示する表示手段と、入力
端に入力される信号のレベルに応じて前記撮像手段の出
力信号レベルを増加させる第１のルールを有し、該第１
のルールに基づき、得られる出力値の最小値を求める第
１のファジイ推論用最小値演算回路と、入力端に入力さ
れる信号のレベルに応じて前記撮像手段の出力信号レベ
ルを減少させる第２のルールを有し、該第２のルールに
基づき、得られる出力値の最小値を求める第２のファジ
イ推論用最小値演算回路と、前記第１および第２のファ
ジイ推論用最小値演算回路の前記入力端に、前記撮像手
段の出力信号を入力する入力手段と、前記第１および第
２のファジイ推論用最小値演算回路の出力値の最大値を
演算して、該最大値の重心に関する値を出力するファジ
イ推論用最大値演算回路と、前記ファジイ推論用最大値
演算回路の出力値に基づき、前記撮像手段の受光光量を
制御する制御手段とを具備したことを特徴とする。
【０００６】
【実施例】以下、図面を参照して本発明を具体的に説明
する。
【０００７】この発明による各実施例を説明する前に、
図６を参照してファジィ推論の概要を説明する。ファジ
ィ推論とは、人間が日常の中で使用するあいまいな言葉
で表現したファジィ・ルール（ファジィ推論規則）を用
いた推論である。ファジィ・ルールは「if A=BIG and B
=NORMAL then X-SMALL」のように記述できる。図６で、
Ａ，Ｂは入力変数、Ｘは出力変数である。ルールが成立
するための条件を書いた部分「if A=BIG and B=NORMAL
」を前件部、その結論部分「X-SMALL 」を後件部とい
う。ファジィ推論では各入力変数を０〜１の値に変換し
て演算するが、この変換を定義するのがメンバシップ関
数（前件部メンバシップ関数）である。メンバシップ関
数はファジィ・ルールで扱う命題（BIG, NORMAL, SMALL
等）毎に定義されている。メンバシップ関数を参照して
入力変数が各命題を満足する度合いを計算する。前件部
に命題が複数ある場合は、そのうちの最小値を求める。
これを最小値（ＭＩＮ）演算という。次に、各ルール毎
のメンバシップ値を合成する。これは、各ルールの後件
部を比べ、その最大値をとり新しいメンバシップ関数を
作ることにより行われる。これを最大値（ＭＡＸ）演算
という。この合成されたメンバシップ関数の重心値が推
論結果（出力値）となりこれに基づいて、後段の制御が
行われる。図６の推論方式は代表的な例であるが、他に
もいくつかの推論方式が提案されている。ここでは、図
６の推論方式に従って説明するが、この発明は他の推論
方式を採用した場合でも適応可能である。
【０００８】次に上記ファジィ推論を行う手段を備えた
第１実施例を以下に説明する。
【０００９】図１ないし図５は本発明の第１実施例に係
り、図１は第１実施例の電子式内視鏡装置を示し、図２
は第１実施例の主要部の構成を示し、図３は輝度・色演
算回路の構成を示し、図４はファジィルールのメンバシ
ップ関数を示し、図５はファジィルールの動作説明図を
示す。図１に示すように第１実施例の電子式内視鏡装置
１は、面順次式の電子スコープ２と、この電子スコープ
２に面順次照明光を供給する面順次式光源装置３及び画
像処理（信号処理）回路４とを内蔵したビデオプロセッ
サ５と、このビデオプロセッサ５から出力される映像信
号をカラー表示するディスプレイ６とから構成される。
【００１０】上記電子スコープ２は、細長の挿入部７を
有し、この挿入部７の後端には太幅の操作部８が形成さ
れている。上記挿入部７内には、照明光を伝送するライ
トガイド９が挿通され、このライトガイド９は操作部８
から延出されたユニバーサルコード１０内をさらに挿通
され、このユニバーサルコード１０の端部のコネクタ１
１をビデオプロセッサ５に装着できるようにしてある。
このコネクタ１１の装着により、光源装置３の照明光が
ライトガイド９の入射端面に供給される。つまり、ラン
プ１２の白色光は、絞り１３を経てモータ１４で回転さ
れる回転カラーフィルタ１５を通した後、さらにコンデ
ンサレンズ１６を経てライトガイド９の入射端面に照射
される。
【００１１】上記回転カラーフィルタ１５には周方向に
３つの扇状の開口が設けられ、それぞれ赤、緑、青の色
透過フィルタ１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂが取付けてある。
従って、ライトガイド９には、赤、緑、青の各波長の
光、つまり面順次光が順次供給される。しかして、この
ライトガイド９により伝送され、挿入部７の先端に取付
けられた出射端面から前方の被写体１８側に出射され
る。上記ランプ１２はランプ用電源１９から電力が供給
される。又、絞り１３は、モータ等の絞り制御回路２０
により、光路からの挿脱が制御され、照明光量を可変制
御できるようにしてある。
【００１２】上記ライトガイド９の出射端面から出射さ
れた照明光で照明された被写体１８は、挿入部７の先端
部に取付けた対物レンズ２１によって、その焦点面に配
設されたＣＣＤ２２の受光面（光電変換面）に、その光
学像が結ばれる。そして、このＣＣＤ２２により、光電
変換されて電荷として蓄積される。
【００１３】しかして、ビデオプロセッサ５のＣＣＤ駆
動回路２３から出力されるドライブ信号が信号線２４ａ
を介してＣＣＤ２２に印加することにより、読出され、
信号線２４ｂを介してビデオプロセッサ５内のビデオ信
号生成回路２６に入力され、ビデオ信号を生成する信号
処理されて標準のビデオ信号、例えば３原色信号Ｒ，
Ｇ，Ｂが生成され、このビデオ信号生成回路２６の出力
端から３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂが出力される。
【００１４】上記ビデオ信号生成回路２６は、ＣＣＤ出
力信号をアンプ２７で増幅し、Ａ／Ｄコンバータ２８で
ディジタル信号に変換する。このディジタル信号はマル
チプレクサ２９を介して、Ｒ，Ｇ，Ｂメモリ３１Ｒ，３
１Ｇ，３１Ｂに順次書込まれる。例えば、赤の照明光の
もとで撮像された信号は、Ｒメモリ３１Ｒに一時書込ま
れる。これらＲ，Ｇ，Ｂメモリ３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂ
に、それぞれ１フレ−ム分の成分画像が書込まれると、
これらＲ，Ｇ，Ｂメモリ３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂの成分
画像は、同時に読出され、Ｄ／Ａコンバータ部３２によ
って、アナログ信号に変換される。つまり、標準の３原
色信号Ｒ，Ｇ，Ｂが出力される。これら３原色信号Ｒ，
Ｇ，Ｂは、それぞれゲイン制御可能なアンプ３３ａ，３
３ｂ，３３ｃを経てビデオプロセッサ５から出力され、
ディスプレイ６に被写体像がカラー表示される。
【００１５】上記挿入部７内には、送気・送水を行うた
めの送気・送水チューブ３７が挿通され、このチューブ
３７は操作部８の送気・送水切換ボタン３８から２本の
チューブ３７ａ，３７ｂに分かれてユニバーサルコード
１０内を挿通され、コネクタ１１をビデオプロセッサ５
に接続することにより、送気・送水タンク３９と接続さ
れる。上記送気・送水タンク３９は、チューブを介して
ポンプ４１と接続され、ポンプ４１を動作／非動作させ
るスイッチ４２をオンすることにより、タンク３９を加
圧して、送気又は送水できるようにしてある。
【００１６】ところで、ボタン３８は通常チューブ３７
ａと外部とを連通する開口４３が設けてあるので、スイ
ッチ４２をオンしても、タンク３９からチューブ３７ａ
を経て送気された空気は開口４３から外部に放出され
る。この開口４３を指で閉じると、送気された空気はチ
ューブ３７を経て挿入部７の先端部のノズル４４から該
ノズル４４に対向する対物レンズ２１の外表面に向けて
噴出される。又、上記ボタン３８を押し込むと、チュー
ブ３７ｂがチューブ３７と連通する状態となり、加圧に
よりタンク３９内の水がチューブ３７ｂ，３７を経てノ
ズル４４から噴出され、対物レンズ２１の外表面に付着
した粘液等を洗い流すことができるようにしてある。ま
た、挿入部７内には、チャンネル４５が設けてあり、チ
ャンネル挿入口４５ａから処置具を挿通し、挿入部７の
先端側の開口から処置具の先端側を突出して、処置する
ことができるようになっている。
【００１７】この第１実施例では、上記ビデオ信号生成
回路２６から出力される３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、図２
にも示すように、輝度・色演算回路４６に入力され、平
均の輝度信号Ｙavと平均特定色信号Ｃavが生成され、被
写体の画像状態の推論手段としてのファジィ推論回路４
７に入力される。このファジィ推論回路４７により、被
写体の画像状態が通常画像か否かの判定が行われ、その
判定に応じた推論結果信号を画質制御回路４８に出力す
る。この画質制御回路４８は、入力される推論結果信号
に基づいて、制御情報記憶回路４９から読出した制御情
報としての重み付け情報を得て、撮像された信号のレベ
ル等を制御する制御信号を出力する。
【００１８】上記制御信号は、アンプ３３ａ〜３３ｃの
ゲイン制御端に印加され、３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂのレベ
ルを適正なレベル値となるように制御する。尚、図２で
は、図１のアンプ３３ａ〜３３ｃを３３で代表してい
る。
【００１９】上記輝度・色演算回路４６の構成を図３に
示す。 ３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、マトリクス回路５１によっ
て、マトリクス演算が行われ、輝度信号Ｙと色信号Ｃ′
が生成される。輝度信号Ｙは積分回路５２に入力され、
例えば１フレーム期間積分されて平均輝度号Ｙavが生成
される。又、色信号Ｃ′は特定色検出回路５３に入力さ
れ、マトリクス演算等により、特定色（指定色）として
肌色成分に対応する特定色信号Ｃが生成され、積分回路
５４により、積分されて平均特定色信号Ｃavが生成され
る。これらの平均信号Ｙav，Ｃavはファジィ推論回路４
７に入力され、これらの平均信号Ｙav，Ｃavを被写体の
画像判別情報に用いて、被写体が通常観察画像であるか
否かの判別を行い、その判物に応じて度合いの制御信号
を出力し、画質制御（ここでは輝度レベルの制御）を行
う。
【００２０】一般に、内視鏡検査では、色素を患部及び
その周辺に吹き付け、正常部位と患部とを明瞭に識別す
る色素内視鏡法が用いられることがある。表１はこの方
法に用いられる色素を示す。
【００２１】
【００２２】これらの色素は、輝度（反射率）の低いも
のであるので、これらの色素を用いると、（自動調光を
行わないと）通常画像よりも、画面全体が暗くなってし
まう。また、内視鏡による処置具を用いた治療下におい
ても、生検時等に、出血することがしばしば生じ、出血
のために画面全体が真赤になる。この場合も、通常の内
視鏡画像の観察状態よりも、画面が暗くなり、そのまま
では診断しにくくなることになる。
【００２３】この実施例では、通常画像と、この画像以
外の特殊画像（色素による画像、出血による画像）と
を、これらの判別に有効な情報を用いて、ファジィ推論
により、推論し、診断に適した内視鏡画像状態に画質補
正を行うものである。このため、上述のように平均輝度
信号Ｙav及び平均特定色信号Ｃavを求めて、これらの信
号により、例えば図４に示すようにファジィ推論を行う
メンバシップ関数及びその推論ルールを設定している。
【００２４】図４(a）に示すルール１では、肌色の平均
値が低く、且つ輝度の平均値も低い場合には、ゲインを
高くするゲイン制御を行う。 図４(b）に示すルール２では、肌色の平均値が高く、且
つ輝度の平均値も高い場合には、ゲインを低くする等の
ゲイン制御を行うように設定している。
【００２５】図５は、図４に示すルールから重心法でフ
ァジィ推論を行う様子を示す。つまり、ある肌色の平均
値Ｃ１及び輝度の平均値Ｙ１に対し、例えばルール１の
メンバシップ関数から出力値Ａ１，Ｂ１が得られる。こ
れらの出力Ａ１，Ｂ１は、ファジィ推論回路４７内のmi
n 演算回路により、これらの最小値が求められる。この
最小値、この場合Ａ１は、ゲイン制御を設定するメンバ
シップ関数に入力され、図５(a）の斜線Ｓ１で示す出力
値が得られる。
【００２６】ルール２に対しても同様の処理が行われ、
図５(b）の斜線Ｓ２で示す出力値が得られる。これらの
出力値Ｓ１，Ｓ２は、max 演算回路で斜線部分の最大値
演算が行われ、重心位置のゲイン値が得られる。このゲ
イン値は、画質制御回路４８に入力される。この画質制
御回路４８は、このゲイン値となるように、アンプ３３
ａ〜３３ｃのゲイン制御を行う。
【００２７】この場合のゲイン制御は、制御情報記憶回
路４９に記憶された制御情報を読出して行われる。この
制御情報記憶回路４９は、例えばＲＯＭで構成されてい
る。この制御情報記憶回路４９は、例えばアンプ３３ａ
〜３３ｃに対して、ゲイン値に対するゲイン制御信号の
レベル値等を記憶しているので、設定されるべきゲイン
値を入力すると、そのゲイン値に対応するゲイン制御信
号のレベル値が返されるので、このレベル値でアンプ３
３ａ〜３３ｃにゲイン制御信号を出力すると、ディスプ
レイ６に出力されるビデオ信号のレベルが可変制御さ
れ、ディスプレイ６の表示画面上に表示される被写体画
像は、診断し易い明るさで表示されることになる。
【００２８】例えば、色素を散布した場合とか、出血が
あって、被写体からの輝度レベルが低下した場合には、
その輝度レベルの低下を補うようにアンプ３３ａ〜３３
ｃのゲインを大きくして、診断し易い内視鏡画像が表示
されるようになる。従って、この実施例によれば、術者
が経験により、ゲイン調整等を行わなくても、ファジィ
推論により、自動的に診断に適した画像となるように画
質が制御される。この画質制御は、通常の画像と、特殊
な画像との判別を行うのに適した情報を用いているの
で、高精度の判別を行わなくても、ファジィ推論によ
り、最適に近い画質制御を行うことができる。
【００２９】例えば、使用される色素は、通常の臓器の
肌色から明らかに異なっているので、肌色を判別するた
めの情報に用いることにより、容易に通常画像と判別で
きる。又、出血している場合には、濃い赤色になるの
で、この場合も通常の肌色と異なる。
【００３０】また、色素を散布した画像及び出血してい
る場合の画像は、通常の画像よりも輝度レベルが低下す
るので、輝度情報を判別するための情報に用いているの
で、確実に判別を行うことができる。この第１実施例で
は、簡単化のため、２種類の推論ルールのみを用いてい
るが、多くの推論ルールを設けても良い。例えば、該当
する色素ごとに推論ルールを設けても良いし、グループ
分けして、各グループごとに設けても良い。又、この実
施例では、輝度・色演算回路４６は３原色信号Ｒ，Ｇ，
Ｂを輝度信号Ｙと色信号Ｃ′に変換して、推論に用いる
信号を生成しているが、これに限定されるものでなく、
入力信号の形態は例えばコンポジットビデオ信号とか、
色差信号でも良い。さらに、色信号Ｃ′から特定色を抽
出又は生成しているが、色差信号から特定色信号を生成
しても良いことは明らかである。この実施例によれば、
通常の内視鏡画像でも、特異な内視鏡画像でも、診断に
適した画像となるように設定できる。
【００３１】次に本発明の第１実施例の変形例を説明す
る。この変形例は、第１実施例と殆ど同一の構成であ
り、図１において画質制御回路４８の出力が、アンプ３
３ａ〜３３ｃではなく、点線で示すように、絞り制御回
路２０に出力されるようになっている。
【００３２】つまり、制御信号は絞り制御回路２０を介
して絞り１３の絞り量を可変制御して、照明光量を調整
して、画質を補正するようになっている。従って、この
変形例では、ファジィ推論によって、ゲイン制御ではな
く、絞り制御を行うようになっている。ゲイン制御によ
り、アンプ３３ａ〜３３ｃのゲインを制御することは、
絞り制御による照明光量の制御とほぼ等価の働きをす
る。例えばゲインを大きくすることは、照明光量を大き
くすることとほぼ等価となる。 この変形例におけるフ
ァジィ推論ルールは、図４における後件部のゲイン制御
の代りに、絞り制御となり、その推論ルールを図７に示
す。
【００３３】又、この推論ルールによる絞り量の決定の
動作を図８に示す。図７及び図８は、図４及び図５と殆
ど同じであるので、その説明を省略する。この変形例の
作用は、第１実施例とほぼ同様となり、又その効果も第
１実施例とほぼ同様のものとなる。もっとも、絞り制御
では、照明光量を大きくして画質を補正する場合、照明
光量を大きくすることなく、ゲインを上げる場合より
も、Ｓ／Ｎを大きくできることがある。又、近距離で観
察等を行う場合には、照明光量を小さくして適正な画質
にする方が、照明光量による損傷等を確実に防ぐことが
できる利点を有する。尚、制御信号により、ゲイン制御
と絞り制御の両方を行うようにしても良い。このように
すると、より広い使用状態に対処できる。
【００３４】図９は本発明の第２実施例の内視鏡装置の
一部を示す。この第２実施例は、種類の異なる内視鏡を
用いた場合にも、診断に適した内視鏡画像を得られるよ
うにしたものである。
【００３５】一般に、内視鏡は、使用される部位に応じ
て、各部位に適した種類の内視鏡が使用される。例えば
上部消化管用と下部消化管用では、挿入経路の内径が異
なることにより、挿入部の太さ等が異なる内視鏡が使用
される。一般の内視鏡では、対物レンズの外表面が汚れ
ると、術者がレンズ表面の汚れ具合に応じて、送水量を
切換えなければならなかった。この切換えが適切でない
と、送水量が多くなり過ぎて、後で吸引を長く行わなけ
ればならない。又、送水量が少ないと、十分に汚れを除
去できなかったり、汚れをとるのに長時間を要し、患者
に与える苦痛が多くなったり、術者の負担も大きくな
る。
【００３６】この実施例は、スコープの種類が異なる場
合でも、適切な送気・送水を行うものである。このた
め、図９に示すように２つの上部用及び下部用スコープ
２Ａ，２Ｂを識別するスコープ検知手段を設けている。
上記スコープ２Ａ，２Ｂのそれぞれのユニバーサルケー
ブル１０Ａ，１０Ｂは、光源装置３のコネクタ受け６２
に装着できる光源コネクタ６３Ａ，６３Ｂが設けられ、
これら各コネクタ６３Ａ，６３Ｂから延出されたケーブ
ル６４Ａ，６４Ｂの端部には、前記光源装置３と別体に
した信号処理装置６５の電気コネクタ受け６６に装着で
きる電気コネクタ６７Ａ，６７Ｂがそれぞれ設けてあ
る。
【００３７】上記光源コネクタ受け６２には、光源コネ
クタ６３Ａ，６３Ｂにそれぞれ設けた接点６８ａ，６８
ｂと導通可能な接点６９ａ，６９ｂが設けてあり、各接
点６９ａ，６９ｂはそれぞれ電源端及びアースに接続さ
れている。上記各接点６８ａ，６８ｂは、信号線７１
ａ，７１ｂをそれぞれ介して、電気コネクタ６７Ａ，６
７Ｂに設けた接点７２ａ，７２ｂにそれぞれ導通してい
る。これら接点７２ａ，７２ｂは、信号処理装置６５の
電気コネクタ受け６６に設けた接点７３に導通できるよ
うにしてある。上記接点７３は、スコープ検知回路７４
と接続され、このスコープ検知回路７４は、接続された
スコープの種類に対応した検知出力を推論ルール選択回
路７５に出力し、接続されたスコープに応じてファジィ
推論ルール群を切換えるようにしている。
【００３８】上記スコープ検知回路７４は、例えば図１
０に示すようにコンパレータＣｍを用いて形成され、接
点７３のレベルが“Ｈ”か“Ｌ”に応じた２値化された
信号を出力し、例えばスイッチ回路で構成された推論ル
ール選択回路７５を介して上部用スコープ２Ａに対応し
て設けられた第１の推論ルール群８４と下部用スコープ
２Ｂに対応して設けられた第２の推論ルール群８５とを
切換えるようになっている。尚、図１０において、電圧
Ｖｒ は、電源端のレベルより低い電圧値に設定されて
いる。
【００３９】図１１は、上記スコープ検知回路７４によ
って、推論ルール群８４，８５を切換え、選択された推
論ルール群を用いて送気・送水制御を行うブロック構成
を示す。例えば図１のＤ／Ａコンバータ部３２から出力
される３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、第１及び第２の推論ル
ール群８４，８５をそれぞれ構成する指定色検出回路８
４−１，８５−１、動画色ずれ量検出回路８４−２，８
５−２、鮮鋭度検出回路８４−３，８５−３にそれぞれ
入力され、入力信号からそれぞれ上部用及び下部用に設
定された指定色成分、動画色ずれ量、鮮鋭度が検出され
る。
【００４０】これらの検出回路８４−１〜８５−３の出
力信号は、推論ルール選択回路７５を介して一方の検出
信号８４−１〜８４−３又は８５−１〜８５−３のみが
ファジィ演算部８６に入力され、送気・送水量の適正値
を設定するための情報信号として使用される。そして、
これらの情報信号を用いてファジィ推論された結果の制
御信号が送気・送水ポンプ４１（図１参照）に送られ、
送気・送水量が決定される。つまり、スコープ検知回路
７４によって、接続されたスコープが上部用であるか下
部用であるか検知され、その検知信号によって、ファジ
ィ推論を行う際の入力情報を切換えるようにしている。
【００４１】この切換える理由を以下に説明する。例え
ば上部用スコープ２Ａを使用した場合には、レンズ表面
が汚れるのは、血液が染色あるいは粘液に起因する。こ
の場合、血液は赤であり、染色には紺のメチレンブルー
か、粘液は黄色に近い色である。一方、下部用スコープ
を用いた場合には、レンズ表面が汚れるのは、赤の血液
か便かメチレンブルーの染色に起因する。つまり、両者
の場合には、汚れの原因の色相が異なるので、それぞれ
のスコープで、汚れの原因となる特定の色相を検出すれ
ば、レンズの汚れを確実に推論できることになる。
【００４２】このため、この実施例では、各スコープに
対し、レンズ表面に付着する付着物の程度を検出するた
めに、指定色検出回路８４−１，８５−１をそれぞれ設
けている。このため、指定色検出回路８４−１，８５−
１は、図１２(a），(b）に示す各色相を検出するように
設定してある。具体的には、例えば図３のように、マト
リクス回路により、それぞれ各色相の信号を抽出し、抽
出した各色相を加算（又は重み付けして加算）して出力
するようにすれば良い。
【００４３】又、入力信号が、コンポジットビデオ信号
ＣＶの場合には、図１３に示すようにコンポジットビデ
オ信号ＣＶをバースト検出回路９１により、バースト信
号を抽出し、ＰＬＬ回路９２を通して、このバースト信
号に同期した副搬送派信号を生成し、位相比較器９３に
入力して、クロマ検出回路９４を通して抽出した被写体
画像のクロマ信号と位相比較して、副搬送派からの位相
差を検出し、指定色抽出回路９５に送られる。この指定
色抽出回路９５は、図１２に示す指定色成分のみを抽出
し、抽出レベルに応じて、図１１に示すファジィ演算部
８６に指定色情報を送る。抽出された位相領域は、スコ
−プの種類に応じて、切り換えられる。動画色ずれ量検
出回路８４−２又は８５−２の構成の一例を図１４に示
す。
【００４４】色信号Ｇと、色信号Ｒ及びＢはそれぞれ減
算器１０１，１０２に入力され、減算されて差信号が生
成された後、それぞれ絶対値回路１０３，１０４を通し
て、絶対値が求められた後、累積加算器１０５で例えば
１フレ−ム期間、累積加算されて動画色ずれ量が検出さ
れる。尚、１フレ−ムだけ時間的に前後する信号を用い
て動画色ずれ量の検出を行うようにしても良い。この動
画色ずれ量検出を、推論ルールを行うための情報（変
数）に用いているのは、送気・送水により、洗浄し、汚
れがなくなった場合は、動画の色ずれがはっきりと分る
からである。
【００４５】又、上部用と下部用とで、動画色ずれ量に
対する推論ルールを切換えるのは、上部用と下部用とで
は、対物レンズ系とか使用されるＣＣＤの画素数等が異
なり、レンズ表面の付着物の程度が同じでも、検出され
る動き量が異なるため、それぞれのスコープに適切な推
論を行えるように推論ルール群を切換えるようにしてい
る。又、鮮鋭度検出回路８４−３又は８５−３は、レン
ズ表面が汚れていれば、画像はぼけ、汚れがなくなれば
鮮鋭な画像が得られるので、これも推論ルールの１つに
用いている。
【００４６】次に、検出された指定色、動画色ずれ量、
鮮鋭度量に応じて送気・送水量を制御するメンバシップ
関数及び推論ルールの一例を図１５に示す。例えばルー
ル１では、指定色の量が無であり、且つ動画色ずれ量が
大であり、且つ鮮鋭度が大であると、送気・送水量を零
にしている。又、ルールｎは、指定色が中くらいあり、
且つ動画色ずれ量も中くらいであり、且つ鮮鋭度も中く
らいである場合には、送気・送水量も中くらいになるよ
うにしている。尚、上部用及び下部用スコープでは、図
１５の特定を少し変えて、いずれのスコープでも、適正
な送気・送水量で、レンズ表面の汚れを除去できるよう
にしている。この第２実施例によれば、いずれのスコー
プを用いた場合でも、経験を必要とすることなく、レン
ズ表面に付着した汚れを、その汚れを除去するのに最適
な送気・送水量で除去することができる。
【００４７】尚、ファジィ推論を行わないで、図１６に
示すように、指定色検出回路８４−１，８５−１と、動
画色ずれ量検出回路８４−２，８４−５−２と、鮮鋭度
検出回路８４−３，８５−３の各回路の出力に重み付け
回路１０６を通した後、切換回路１０７を通して加算器
１０８で加算した制御信号ＣＳで、送気・送水ポンプ４
１を制御するようにしても良い。尚、切換回路１０７
は、スコープ検知回路７４の出力で切換が制御される。
【００４８】図１７は本発明の第３実施例の主要部の構
成を示す。この実施例は、第２実施例と同様にスコープ
検出回路７４によって、ファジィ推論するルール群１１
４，１１５を切換えるものである。又、この実施例は、
視野内（撮像面の有効画角内）に表われる処置具の位置
が異なるスコープをスコープ検知回路７４で判別して処
置具の表われる位置を含む領域に対し、その処置具の検
出に有効な推論ルール群１１４又は１１５を用いるよう
にしている。
【００４９】例えば図１のＤ／Ａコンバータ３２から出
力される信号Ｒ，Ｇ，Ｂをマトリクス回路を通して生成
した輝度信号は、アンプ１１１を通して増幅され、この
アンプ１１１の出力信号は絞り制御回路（図１の２０）
を制御する絞り制御信号を出力する絞り量検出回路１１
２に入力されると共に領域選択回路１１３に入力され
る。この領域選択回路１１３は、スコープ検知回路７４
によって検出されたスコープに応じて、アンプ１１１か
ら出力される信号における特定の領域のみの信号を生成
する。又、この実施例では、スコープ検出回路７４は、
十二指腸用スコープとその他のスコープを判別する。
【００５０】十二指腸用スコープのチャンネルを介して
挿入されるドレナージチューブを観察した場合の内視鏡
画像は、図１８(a）のように、ドレナージチューブ像７
８は、第４象現に現われる。これに対し、他のスコープ
で、チャンネル内を挿通した例えば生検鉗子を観察した
場合の内視鏡画像は、図１８(b）のように、生検鉗子像
７９は、第３象現に現われる。これらの処置具が、内視
鏡画像内に現われると、例えばドレナージチューブの場
合には白色で反射率が高いので、通常の自動調光機能を
備えた装置では、画像を暗くするように調光してしま
う。又、生検鉗子の場合には、この生検鉗子に用いられ
た金属の光沢を有し、ドレナージチューブとは異なる影
響を及ぼす。
【００５１】この実施例では、これらの処置具を確実に
検出（判別）できるように、スコープ検知回路７４の出
力により、十二指腸用スコープであると判別した場合に
は、領域選択回路１１３により、第４象現の信号のみを
用いて、ドレナージチューブ７８を検出する。又、他の
スコープであると判別した場合には、第３象現を用い
て、処置具を検出する。上記領域選択回路１１３により
選択された領域の信号は、推論ルール選択回路７５を経
て、２つの推論ルール群１１４，１１５の一方が選択さ
れ、ファジィ演算部１１６に入力される。上記２つの推
論ルール群１１４，１１５は、例えばピーク検出回路、
平均値検出回路、エッジ検出回路、ピーク幅検出回路、
ピーク長さ検出回路をそれぞれ有し、各回路の出力がフ
ァジィ演算部１１６に入力され、これら各回路の出力情
報を用いてファジィ推論を行い、ドレナージチューブ、
一般の処置具の検出を確実に行う。
【００５２】このようにして、ファジィ演算部１１６
は、推論した結果を絞り量検出回路１１２に出力し、こ
の絞り量検出回路１１２のル−プ時定数及びハイライト
カットレベルをそれぞれ時定数制御回路１１７及びピ−
ククリップレベル制御回路１１８を介して行う。そし
て、推論した結果、つまり推論して検出された処置具の
度合いに応じて絞り量制御の際のル−プ時定数とか、ハ
イライトレベルのカットを行い、推論した処置具に的し
た絞り制御、つまり調光を行うようにしている。
【００５３】上述の第３実施例では、ファジィ推論で絞
り量を制御するものについて説明したが、図１９に示す
ように、アンプ１１１の出力信号を例えばエッジ検出回
路１３１、ピーク幅検出回路１３２、ピーク長さ検出回
路１３３をそれぞれ通して、エッジ、ピーク幅、ピーク
長さをそれぞれ検出し、それらをそれぞれ適当なスレッ
ショルドレベルに設定したスレッショルド回路１３４，
１３５，１３６を通して、設定したレベル以上に達した
３つの情報の論理積をアンド回路１３７で得て、特殊な
処置具であることを判別（識別）する識別手段をハード
的に構成し、この判別結果により、この特殊な処置具を
用いた際に適した絞り制御のループ時定数及びハイライ
トカットレベルに設定した調光制御に切換えるようにし
ても良い。 次に本発明の第３実施例の変形例について
説明する。上記第３実施例は、スコープ検知を行い、そ
の出力信号で、推論ルール群を切換えると共に、推論ル
ール群を適用する画像の領域も切換えるようにしていた
が、この変形例では、画像信号の複数の情報から、特に
反射率が高い特殊な処置具等が用いられても、ファジィ
推論により適切な調光を行うようにするものである。
【００５４】この変形例の主要部の構成を図２０に示
す。ＣＣＤ出力信号における輝度信号は、アンプ１１１
で増幅された後、絞り量検出回路１１２に入力されると
共に、ピーク検出回路１４１、平均値検出回路１４２、
エッジ検出回路１４３、ピーク幅検出回路１４４、ピー
ク長さ検出回路１４５にそれぞれ入力され、ピーク値、
平均値、エッジ、ピーク幅、ピーク長さがそれぞれ検出
される。つまり、通常の絞り量検出以外に、特殊な処置
具の特徴を検出する手段を設けている。
【００５５】一般に、胆汁排出用のドレナージチューブ
とか造影用のカニュレーションチューブのように反射率
が高い特殊な処置具が有効画面内に入ったときの特徴と
して以下のものがあげられる。
【００５６】ａ．輝点のレベルが通常被写体時の数倍以
上の高いレベルにある。ｂ．その輝点の幅は、通常の被
写体時に起きるハレーションに比較して、狭いが、余り
細かい輝点ではなく、連続性がある。ｃ．スコープの機
能及び先端部の合理的な配置によって、これら特殊処置
具の現われる画像位置がほぼ特定できる等である。
【００５７】そこで、この変形例では、(a）画面内のピ
ークレベルをピーク検出回路１４１で検出する。(b）画
像の全体的レベルを平均値検出回路１４２で検出する。
(c）比較的にエッジが鋭い輪郭を示すかをエッジ検出回
路１４３で検出する。(d）ピークの幅をピーク幅検出回
路１４４で検出する。(e）さらにピークの長さをピーク
長さ検出回路１４５で検出するようにしている。
【００５８】上記各検出回路１４１〜１４５の出力信号
は、ファジィ演算部１４６に入力され、これらの信号を
ファジィ推論する情報に用いて、特殊な処置具が有効画
角内に存在するか否かの判別を行い、その推論に応じ
て、絞り制御信号を出力する絞り検出回路１１２のルー
プ時定数とハイライトカットレベルをそれぞれ時定数制
御回路１１７及びピ−ククリップレベル制御回路１１８
を介して制御して処置具が有効画角内に存在しても、適
切な調光を行うようにしている。
【００５９】上記ファジィ演算部１４６は、例えば図６
で説明したように“ＭＩＮ”−“ＭＡＸ”−“重心”法
等でファジィ推論を行う。この変形例では、図２１に示
すようなメンバシップ関数によりファジィ推論を行う推
論ルールを設定している。図２１において、ルール１は
ドレナージチューブ等の特殊な処置具の場合に対する制
御の代表的な推論ルールを示す。又、ルール２に、通常
画像のような標準的な画像状態での推論ルールの代表例
を示す。又、ルール３は、通常画像の一部にハレーショ
ンが生じた場合に対応する代表的な推論ルールを示す。
それぞれのルールで(a）から(e）までの５つが前件部の
メンバシップ関数で、(f）が後件部のメンバシップ関数
を示し、ハイライトカットレベルとループ時定数の最適
制御を行うように設定される。
【００６０】ルール１では、ピークレベルの幅が中くら
いで、ピークレベルの長さも中くらいで、且つエッジレ
ベルが比較的高い場合には、有効画角内に特殊処置具が
入ったと判断し、ハイライトカットレベルを低くし、且
つ時定数を長くして、この輝点により絞り量が変化しな
いように制御する。逆に、ルール３で示すように、通常
の被写体の一部にハレーションが生じたような画像時に
は、ピークレベルの幅が比較的広く、その長さも長くな
る。又、その様な時のエッジは余り鋭くない事から、早
い応答で適切な明るさを確保するようにハイライトカッ
トはせず、且つ時定数も短く設定する。
【００６１】この変形例によれば、特殊な処置具が有効
画角内に存在することになると、各検出回路１４１〜１
４５によりその特徴に対応した信号が検出されるので、
それらの信号を入力情報としてファジィ演算部１４６で
ファジィ推論を行うことにより、確実にその存在を検出
でき、且つハイライトカットとか時定数を長く設定する
絞り制御等により、適正な調光状態を維持できる。又、
他の場合にも、ファジィ推論に基づいて適切な調光状態
に維持できる。
【００６２】この変形例は、それ程早い判断を必要とし
ないので、ソフトで実現しても良いし、ハードでも勿論
構成できる。尚、上記の演算は、通常のコンピュータで
も処理できるが、前件部の条件に適合するように演算す
ると、膨大な演算量となり、装置自体が大がかりとなっ
てしまったり、非常に高速のコンピュータを必要とする
問題がある。しかし、ファジィ演算を用いれば、小規模
で、且つ短時間で処理できるという利点がある。
【００６３】図２２は、第３実施例の他の変形例を示
す。この変形例では、アンプ１１１の出力信号を画面分
割回路１４９を通した後、ピーク検出回路１４１等に入
力している。この画面分割回路１４９は、図１８に示す
ように処置具が画角内に現われる象現が決まっている場
合にその象現の画像信号のみでファジィ演算を行うと、
検出精度の向上を望めることになる。その他は図２０と
同一の構成である。
【００６４】この場合、例えば第４象現の画像に対して
ファジィ演算を行って、特殊な処置具の存在の有無を検
出した後、存在しないと判断した場合には、第３象現の
画像信号に対してファジィ推論を行うようにしても良
い。
【００６５】又、第３及び第４象現の信号に対してファ
ジィ推論を行うようにしても良い。さらに、第３実施例
のようにスコープ検知手段を設けて、その検知に応じて
第４象現又は第３象現の画像信号に対してファジィ推論
を行うようにしても良い。尚、ファジィ推論を行わない
で、例えば図１９のようなハードの構成で、絞り制御を
行うようにしても良い。このようにすると、判断基準が
“０”か“１”であって、ファジィ推論では可能となる
中間的な判断ができないので、制御そのものの精度は劣
ることになり、この点でもファジィ推論を用いた制御の
優位性がある。
【００６６】図２３は本発明の第４実施例の主要部の構
成を示す。この実施例は、同時式（白色照明のもとで、
カラー画像を得る方式）の内視鏡装置２０１である。
【００６７】この内視鏡装置２０１は、同時式の電子ス
コープ２０２と、この電子スコープ２０２に白色照明光
を供給する光源装置２０３と、電子スコープ２０２に対
する信号処理を行う信号処理装置２０４と、被写体象を
表示するカラーモニタ２０５とから構成される。
【００６８】上記電子スコープ２０２は、図１の電子ス
コープ２において、対物レンズ２１の焦点面に、カラー
モザイクフィルタ２２ａを取付けたＣＣＤ２２が用いて
ある。その他は同一であり（簡単化のため、図１に示す
チャンネル４５等を省略してある。）、同一要素には同
符号で示す。又、光源装置２０３は、図１の光源装置３
において、ランプ１２の白色光を絞り１３及びコンデン
サレンズ１６を介してライトガイド９の手元側端面に照
射する構成である。
【００６９】ライトガイド９により伝送され、挿入部７
の先端側の端面から出射された白色光で照明された被写
体は、対物レンズ２１で、その焦点面に配設したＣＣＤ
２２に結像される。この場合、カラーモザイクフィルタ
２２ａにより、色分解される。ＣＣＤ２２には、ＣＣＤ
ドライバ２１０からのドライブ信号の印加により、読出
された画像信号は、ＣＤＳ（相関２重サンプリング）回
路２１１に入力され、リセットノイズ等が除去され、ベ
ースバンドに復調された後、プリプロセス回路２１２及
び測光回路２１３に入力される。
【００７０】プリプロセス回路２１２により、ガンマ補
正とかホワイトバランス調整等が行われた信号は、Ａ／
Ｄコンバータ２１４でディジタル信号に変換された後、
メモリ２１５に入力される。このメモリ２１５はメモリ
コントローラ２１６により制御され、メモリ２１５に書
込まれた信号データは、Ｄ／Ａコンバータ２１７及び動
き検出回路２１８に入力される。Ｄ／Ａコンバータ２１
７でアナログ信号に変換され、ポストプロセス回路２１
９により、同期信号の重畳等が行われて、標準的なコン
ポジットビデオ信号ＣＶが生成され、カラーモニタ２０
５に入力され、被写体像をカラー表示する。
【００７１】一方、上記測光回路２１３には、ＣＤＳ回
路２１１から例えば輝度信号から、各フレームの画像の
明るさに対応した信号を生成し、この信号を素子シャッ
タ速さ推論部２２１及び絞り制御回路２０に送出する。
絞り制御回路２０では、絞り１３の回動角を変えて、通
過光量を変え、各フレームの画像の明るさが適正の値と
なるように調光を行う。
【００７２】又、動き検出回路２１８は、例えば１フレ
ーム／フィールド前後する輝度信号の差信号の絶対値か
ら１フレーム／フィールド前後する画像の動き量を検出
し、その動き量に対応した動き信号を素子シャッタ速さ
推論部２２１に送出する。
【００７３】上記素子シャッタ速さ推論部２２１には、
測光回路２１３からの測光信号Ｍ１と、動き検出回路２
１８からの動き信号Ｍ２とが入力され、この２つの入力
情報を前件部のメンバシップ関数として後件部となる素
子シャッタの速さをファジィ推論し、その結果の制御信
号をＣＣＤドライバ２１０に出力する。この制御信号に
より、ＣＣＤドライバ２１０は、この制御信号に対応し
た素子シャッタの速さで、ＣＣＤ２２にＣＣＤドライブ
信号を出力する。
【００７４】次に、素子シャッタ速さ推論部２２１にお
けるファジィ推論について説明する。 この実施例で
は、明るさのファジィスケールとして、次の３段階で表
現する。測光結果が、ａ明るい、ｂ普通、ｃ暗い。ま
た、動きの速さのファジィスケールとして、次のように
３段階で表現する。動きが、ａ速い、ｂ普通、ｃ遅い。
さらに後件部である素子シャッタの速さのファジィスケ
ールとして、次の５段階で表現する。シャッタの速さ
を、ａ高速、ｂ中高速、ｃ中速、ｄ中低速、ｅ低速とす
る。
【００７５】この実施例では表２に示す９つのルールを
ファジィルールとして採用している。
【００７６】
【００７７】上記９つのルールをメンバシップ関数を用
いて示すと、図２４のようになる。素子シャッタ速さ推
論部２２１は、測光回路２１３からの出力信号Ｍ１と、
動き検出回路２１８からの出力信号Ｍ２を入力として、
上記９つのルールを同時に適用し、min 演算により、各
入力に対して、各ルールの前件部の度合いを求め、それ
ぞれのルールの後件部に適用して、斜線で示すシャッタ
速さを規定する要素を求める。これら斜線の部分に対し
て、max 演算を行い、各ルールの後件部の合成により得
られた関数の例えば、重心値を図２５のように求め、こ
の重心値をシャッタ速さを決定する出力値にする。そし
て、図２３に示すメモリコントローラ２１６に、フット
スイッチ等で形成したフリーズスイッチ２２２のＯＮ操
作によるフリーズ信号が入力された後、素子シャッタの
速さを自動的に変化させ、像ブレと明るさの相反する条
件に対して適正な静止画像を得ることができるようにし
ている。
【００７８】つまり、従来は、素子シャッタの機能を備
えて静止画を得られる内視鏡装置が存在したが、素子シ
ャッタの速さをマニュアルで切換える方法であったの
で、素子シャッタの速さを速くしすぎると、照明光量が
不足して、暗い画像となってしまう不具合があった。
又、遅すぎると、像ブレを十分に解消できないで、鮮明
な画像が得られないという不具合が生じる。
【００７９】これに対し、この実施例では、画像の明る
さと、動き量とを入力情報として、ファジィ推論を行
い、短時間で、画像ブレの少なく、且つ診断に適した明
るさの内視鏡画像が得られるように素子シャッタの速さ
を制御することができる。従って、例えばその場で診断
を行うために静止画表示にしたり、後で詳しく診断する
ために静止画表示にして、記録装置にファイルしておく
内視鏡画像を得る場合等、診断し易い鮮明な画像を得る
ことができる。
【００８０】図２６は本発明の第５実施例の概念的構成
を示す。撮像素子２５１の出力信号は信号処理回路２５
２で信号処理され、画質制御を行う画質制御手段２５３
及びビデオアンプ２５４を介して出力端から出力され
る。
【００８１】上記信号処理回路２５２の出力信号は、撮
像された画像画面を分割する領域分割手段２５５で複数
の領域に分割され、分割された各領域に対して輝度演算
手段２５６により輝度が演算され、平均値及び最大値が
算出される。この輝度演算手段２５６の出力は、制御情
報演算手段２５７に送出され、この制御情報演算手段２
５７は、輝度の平均値及び最大値を用いて、画質制御を
行うためのファジィ演算を行う。この場合、制御情報記
憶手段２５８に記憶された情報を参照して、最終的なフ
ァジィ推論結果を画質制御手段２５３に出力する。この
画質制御手段は、画質制御を行う制御信号を光源装置の
絞り制御手段等に出力し、画質制御を行う。 図２７
は、本発明の第５実施例の内視鏡装置３０１の主要部の
構成を示す。
【００８２】ＣＣＤ３０２の出力信号は、信号処理回路
３０３に入力され、信号処理された後、ビデオアンプ３
０４を経て出力端から出力される。上記信号処理回路３
０３の出力信号は、領域分割回路３０５に入力され、内
視鏡画像が複数の領域に分割され、各領域の信号部分に
分けられる。図２８は、領域分割回路３０５によって、
内視鏡画像ＥＩが＃１〜＃９の分割画像に区分けした一
例を示す。
【００８３】上記領域分割回路３０５で分割された各信
号は、輝度演算回路３０６に入力され、各領域の輝度情
報が検出され、測光モード演算回路３０７とピーク／平
均検波回路３０８にそれぞれ送られる。ピーク／平均値
検波回路３０８は、輝度情報からそのピーク値ＰＥ及び
平均値ＡＶを求め、重み付け加算回路３０９に送出す
る。
【００８４】上記測光モード演算回路３０７は、各画像
領域毎における輝度情報から被写体がいずれの部位に該
当するかをファジィ推論でその度合いを求め、さらに部
位別測光モード情報記憶回路３１０から推論した部位に
対応する重み付け情報を読出し、重み付け加算回路３０
９により、加重して絞り制御を行う最終的な制御信号を
生成する。
【００８５】図２９は、測光モード演算回路３０７への
入力変数である輝度情報をＦｕｚｚｙ集合として取り扱
うために使用するメンバシップ関数を示す。図３０は胃
角部の観察を行う場合に使用するファジィ推論ルールを
示す。胃角部を観察した場合の代表的な内視鏡画像は図
３１（a)のように、画面の右上から左下にかけてハイラ
イト部（胃角）が現われるという特徴がある。これに対
応して、図３０では、＃３，５，７の領域が明るく、且
つその他の領域＃１，２，４，６，８，９が暗いと、ほ
ぼピーク測光にして胃角に露出を合わせる推論ルールに
設定している。
【００８６】又、図３１（ｂ）は、食道を観察した場合
の内視鏡画像の代表的な明暗分布の特徴を示し、この場
合には、中央部が明るく、周辺部が暗くなる。このた
め、この食道観察時のルールを図３２のように設定し、
中央部の領域＃５が明るく、その他の領域が暗いと、や
やピーク測光寄りにして食道部分を観察し易い明るさと
なるように設定している。
【００８７】上述した各推論ルールを用いて、一般的な
“min-max ”法により、図３３に示すように測光モード
決定の出力値が得られ、これらの出力値に対する“重心
法”で合成して推論結果を得ることができる。尚、この
実施例では、代表的な２種類についての推論ルールを説
明したが、実際には観察部位によりそれぞれの推論ルー
ルを設定し、それらを合成して推論結果を得るものであ
る。
【００８８】以上のように、本実施例によれば、観察部
位に応じて、各観察部位に適した推論ルールを設定して
ファジィ推論を行うようにしているので、各観察部位に
最適な絞り制御を行うことができる。従って、観察部位
が異なる場合でも、診断を行おうとする部位が適正な明
るさとなる内視鏡画像を得ることができ、診断する上で
非常に有用な装置となる。尚、上述の実施例では、測光
制御の方法として、ピーク検波、平均値検波の重み付け
という形で絞り制御を行うようにしているが、これに限
定されるものでなく、例えば単純化して、ピーク測光と
平均値測光の切換を行うものでも良いし、またはある領
域を重心的に測光するものでも良い。
【００８９】図３４は本発明の第６実施例の内視鏡装置
４０１の主要部の構成を示す。尚、図２７と同一要素に
は同符号を用いる。この実施例は、ファジィ推論によ
り、輪郭強調を、観察部位が異なる部位にも、その観察
部位に適した輪郭強調となるように制御するものであ
る。
【００９０】信号処理回路３０３の出力信号は、図２７
の場合と同様に、領域分割回路３０５を経て輝度演算回
路３０６に入力される。又、この信号処理回路３０３の
出力は、加算器４０２、ビデオアンプ３０４を経て出力
端から出力される。上記信号処理回路３０３の出力信号
は、ディレイライン等で形成した輪郭抽出回路４０３に
入力され、この抽出回路４０３により抽出された輪郭信
号成分は、強調レベル演算回路４０４からの出力信号で
利得が制御される利得可変アンプ４０５により増幅され
て加算器４０２に入力され、信号処理回路３０３の出力
信号に加算される。
【００９１】上記強調レベル演算回路４０４には、輝度
演算回路３０６からの分割された各領域での輝度情報が
入力される。そしてこの強調レベル演算回路４０４は、
各領域の画像の輝度分布から被写体がどの部位に該当す
るかの度合いを求め、さらにＲＯＭで形成された部位別
強調レベル情報記憶回路４０６から読出した各部位別毎
の輪郭強調レベルを度合いに応じて加重平均して、最終
的な輪郭強調レベルを決定する。演算手法としては、第
６実施例と同様にＦｕｚｚｙ推論で行うことができる。
【００９２】この実施例によれば、例えば表面組織の微
細観察が要求される胃壁の正面視では強調レベルをやや
強めに設定でき、また大腸では暗部のざらつきを抑える
ために、弱めの強調レベルに設定すること等を自動的に
行うことができる。
【００９３】尚、上述した各実施例を組合わせて、異な
る実施例を構成することができ、それらの実施例も本発
明に属する。又、電子スコープの代りに、ファイバスコ
ープに、ＣＣＤ等の撮像素子を内蔵したＴＶカメラを装
着した外付け型の内視鏡でも同様に適用できる。
【００９４】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、撮像
手段で撮像した画像信号から生成した複数の情報を用い
てファジィ推論を行い、内視鏡の撮像に係わる制御を行
うようにしているので、診断し易い内視鏡画像を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の電子式内視鏡装置の構成
図。
【図２】第１実施例の主要部の構成を示すブロック図。
【図３】図２の輝度・色演算回路のブロック図。
【図４】第１実施例におけるメンバシップ関数を示す
図。
【図５】ファジィルールにより推論結果を得る説明図。
【図６】一般的なファジィ推論の説明図。
【図７】本発明の第１実施例の変形例におけるファジィ
ルールを示す説明図。
【図８】図７の変形例におけるファジィルールにより推
論結果を得る説明図。
【図９】本発明の第２実施例における一部を示す構成
図。
【図１０】図９におけるスコープ検知回路等の回路構成
を示す回路図。
【図１１】第２実施例の主要部の構成図。
【図１２】上部用及び下部用で指定色が異なることを示
す説明図。
【図１３】指定色検出回路の具体例を示すブロック図。
【図１４】動画色ずれ量検出回路の具体例を示す回路
図。
【図１５】第２実施例におけるファジィルールを示す説
明図。
【図１６】ファジィ推論を用いないで、送気・送水制御
を行う構成図。
【図１７】本発明の第３実施例の構成図。
【図１８】スコープに応じて処置具が現われる位置が異
なることを示す説明図。
【図１９】ファジィ推論を行わないで、絞り制御を行う
構成を示すブロック図。
【図２０】本発明の第３実施例の変形例の主要部の構成
図。
【図２１】第３実施例におけるファジィルールの代表例
を示す説明図。
【図２２】第３実施例の他の変形例の主要部の構成図。
【図２３】本発明の第４実施例の構成図。
【図２４】第４実施例におけるファジィルールを示す説
明図。
【図２５】図２４の推論結果を示す図。
【図２６】本発明の第５実施例の概念的構成図。
【図２７】第５実施例の主要部の構成図。
【図２８】内視鏡を複数の領域に分割した様子を示す説
明図。
【図２９】第５実施例における前件部のメンバシップ関
数を示す図。
【図３０】胃角部の観察時に対するファジィルールを示
す図。
【図３１】胃角部及び食道を観察した時の明暗の分布を
示す図。
【図３２】食道の観察時に対するファジィルールを示す
図。
【図３３】ファジィルールによる推論結果を得るための
説明図。
【図３４】本発明の第６実施例における主要部の構成
図。
【符号の説明】
１……電子式内視鏡装置 ２……電子スコープ ３……光源装置 ４……信号処理回路 ５……ビデオプロセッサ ６……ディスプレイ ４６…輝度・色演算回路 ４７…ファジィ推論回路 ４８…画質制御回路 ４９…制御情報記憶回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 雄大 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 内久保 明伸 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 山下 真司 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−280019（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 1/00 - 1/32

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被検体内に挿入される内視鏡と、前記内視鏡に設けられ前記被検体を撮像する撮像手段
    と 、前記撮像手段の出力信号に基づき、前記被検体像を表示
    する表示手段と 、入力端に入力される信号のレベルに応じて前記撮像手段
    の出力信号レベルを増加させる第１のルールを有し、該
    第１のルールに基づき、得られる出力値の最小値を求め
    る第１のファジイ推論用最小値演算回路と 、入力端に入力される信号のレベルに応じて前記撮像手段
    の出力信号レベルを減少させる第２のルールを有し、該
    第２のルールに基づき、得られる出力値の最小値を求め
    る第２のファジイ推論用最小値演算回路と 、前記第１および第２のファジイ推論用最小値演算回路の
    前記入力端に、前記撮像手段の出力信号を入力する入力
    手段と 、前記第１および第２のファジイ推論用最小値演算回路の
    出力値の最大値を演算して、該最大値の重心に関する値
    を出力するファジイ推論用最大値演算回路と 、前記ファジイ推論用最大値演算回路の出力値に基づき、
    前記撮像手段の出力信号レベルを制御する制御手段と 、 を具備したことを特徴とする内視鏡装置。
  2. 【請求項２】 被検体内に挿入される内視鏡と、前記内視鏡に設けられ前記被検体を撮像する撮像手段
    と 、前記撮像手段の出力信号に基づき、前記被検体像を表示
    する表示手段と 、入力端に入力される信号のレベルに応じて前記撮像手段
    の出力信号レベルを増加させる第１のルールを有し、該
    第１のルールに基づき、得られる出力値の最小値を求め
    る第１のファジイ推論用最小値演算回路と 、入力端に入力される信号のレベルに応じて前記撮像手段
    の出力信号レベルを減少させる第２のルールを有し、該
    第２のルールに基づき、得られる出力値の最小値を求め
    る第２のファジイ推論用最小値演算回路と 、前記第１および第２のファジイ推論用最小値演算回路の
    前記入力端に、前記撮像手段の出力信号を入力する入力
    手段と 、前記第１および第２のファジイ推論用最小値演算回路の
    出力値の最大値を演算して、該最大値の重心に関する値
    を出力するファジイ推論用最大値演算回路と 、前記ファジイ推論用最大値演算回路の出力値に基づき、
    前記撮像手段の受光光量を制御する制御手段と 、を具備したことを特徴とする内視鏡装置 。
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