JP3117739B2 - ビデオ信号処理回路 - Google Patents

ビデオ信号処理回路

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JP3117739B2
JP3117739B2 JP03078524A JP7852491A JP3117739B2 JP 3117739 B2 JP3117739 B2 JP 3117739B2 JP 03078524 A JP03078524 A JP 03078524A JP 7852491 A JP7852491 A JP 7852491A JP 3117739 B2 JP3117739 B2 JP 3117739B2
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藤夫 岡田
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富士写真光機株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はビデオ信号処理回路、特
に電子内視鏡装置に用いられるビデオ信号処理回路の構
成に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、人体の体腔内等の被観察体内
画像を表示する電子内視鏡装置が周知であり、この種の
電子内視鏡装置では、固体撮像素子であるCCD(Char
ge Coupled Device)等で撮像した被観察体内をモニタ上
にカラー表示するための信号処理が行われる。例えば、
面順次方式では電子内視鏡(スコープ部)の先端から赤
(R)、緑(G)、青(B)の各光を順次照射してお
り、この照射光に基づいてCCDによって被観察体内の
ビデオ信号を得ることができる。
【0003】図3には、従来におけるビデオ信号処理回
路の構成が示されており、図においてCCD1にはCC
D1の駆動制御をするCCDドライブ2が接続され、上
記RGBの各色光は不図示のカラーフィルタから被観察
体へ出力される。すなわち、上記カラーフィルタはカラ
ーホィールに保持され、このカラーホィールをカラー位
相同期信号により同期回転することによって各色光を順
次出力しており、このRGBの各色光の照射に同期して
上記CCDドライブ2はCCD1を駆動することにな
る。
【0004】また、上記CCD1にはプリアンプ3及び
各ビデオ信号の黒レベルを基準レベルに一致させるため
のクランプ回路4が接続され、このクランプ回路4には
ブラックバランス回路5からクランプパルスが出力され
るようになっている。すなわち、CCD1で得られたビ
デオ信号はプリアンプ3にて所定の増幅が行われた後に
クランプ回路4にて信号の直流再生が行われることにな
るが、この際には上記ブラックバランス回路5からブラ
ックバランスパルスがクランプパルスとして出力され
る。従って、このクランプパルスによりRGBの各ビデ
オ信号に対して個々の直流分が加えられることになり、
各ビデオ信号の黒レベルが所定の基準レベルに揃うよう
になっている。
【0005】そして、上記クランプ回路4にはガンマ
(γ)補正を行うガンマ補正回路6及びA/D変換器7
が接続され、クランプされたビデオ信号はCCD1にお
ける非線形の入出力特性を改善するためのガンマ補正を
行った後に、デジタル信号に変換される。このデジタル
信号は、メモリに格納された後に読み出されてモニタに
画像表示されることになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のビデオ信号処理回路では、CCD等の固体撮像素子
の分光感度特性やカラーフィルタ、ライトガイド用ファ
イババンドルの光学特性により、R.G.Bの各ビデオ信
号の振幅(大きさ)に差があり、上記のようにクランプ
をかけても黒レベルの位置が完全に揃わず、各色信号間
で差が生じてしまうという問題があった。
【0007】すなわち、第4図にはビデオ信号の処理波
形が示されており、CCDにより得られたR.G.Bのビ
デオ信号は、図(a)のように振幅の異なる信号とな
る。そして、このビデオ信号はその大きさがほぼ一定と
なるようにプリアンプ3で反転増幅されると共に、クラ
ンプ回路5では黒レベルが一定の基準線(電圧レベル)
に一致するようにクランプがかけられ、図(b)に示さ
れる信号とされる。しかし、クランプ回路5の出力は、
図(b)に示されるように、RGBの各ビデオ信号の黒
レベル100が互にずれたものとなり、この結果、形成
される画像では暗いところと明るいところで色の差が生
じ、色再現性が悪くなるという問題があった。
【0008】この場合、上記クランプ回路3ではブラッ
クバランス回路5のボリュームを調整することによって
クランプパルスを各ビデオ信号毎に変え、ある程度レベ
ル合せをすることはできるが、このブラックバランス回
路5での各ボリュームの調整は煩雑であり、またこの調
整でも黒レベルを完全に一致させることができなかっ
た。
【0009】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、ボリューム調整をすることなくビ
デオ信号を所定の基準レベルに一致させるようにクラン
プし、色再現性が良好な画像を得ることができるビデオ
信号処理回路を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、固体撮像素子により得られるビデオ信号
に対し画像表示のための信号処理をするビデオ信号処理
回路において、上記固体撮像素子から出力されたビデオ
信号の黒レベル値をサンプルホールドするサンプルホー
ルド回路と、このサンプルホールド回路の出力信号を上
記ビデオ信号から減算する差動増幅回路と、この差動増
幅回路の出力ビデオ信号を増幅する増幅器を備え、この
増幅器から出力されたビデオ信号の黒レベル値を更にサ
ンプルホールドし、このサンプルホールド信号を上記差
動増幅回路の出力ビデオ信号から減算するフィードバッ
ククランプ回路とを設けたことを特徴とする。
【0011】
【作用】上記の構成によれば、CCDで得られたビデオ
信号はサンプルホールド回路によってその黒レベル値を
示す信号が取り出され、この黒レベル値のサンプルホー
ルド電圧がビデオ信号から差引かれる。従って、従来の
ブラックバランスパルスによることなく、上記RGBの
各ビデオ信号の異なる黒レベル値が一定の基準レベルに
並ぶことになる。そして、上記ビデオ信号はフィードバ
ッククランプ回路で所定レベルまで増幅される際に更に
黒レベル値がサンプルホールドされ、このサンプルホー
ルド電圧が増幅器の入力信号から差し引かれる。従っ
て、黒レベルの一致処理が確実になり、また増幅する際
のダイナミックレンジが大きくなるという利点がある。
【0012】
【実施例】図1には、実施例に係る電子内視鏡装置のビ
デオ信号処理回路の構成が示されており、図示されるよ
うに、CCD1には従来と同様に駆動制御を行うCCD
ドライブ2と、ビデオ信号を反転増幅するプリアンプ3
が接続されている。そして、上記プリアンプ3にビデオ
信号の黒レベル値を取り出すサンプルホールド回路10
を設けると共に、プリアンプ3の出力からサンプルホー
ルド回路10の出力を差引く差動増幅回路(差動アン
プ)11を設けている。上記サンプルホールド回路10
は、入力したビデオ信号中の各RGB信号の直流レベル
を検出しており、この検出はオプティカルブラックパル
ス(OBP)に基づくサンプルパルスにて行っている。
【0013】また、実施例では差動アンプ11の後段に
は、減算器12、アンプ13及びこのアンプ13の出力
をサンプルホールドして増幅するフィードバック回路1
4からなるフィードバッククランプ回路15が設けら
れ、これによってビデオ信号を更にクランプしている。
そして、上記フィードバッククランプ回路15にガンマ
(γ)補正を施すガンマ補正回路16が設けられ、この
ガンマ補正回路16にはアナログデジタル変換を行うA
/D変換器17、ビデオ信号を一旦記憶するメモリ1
8、このメモリ18に記憶されたデジタルビデオ信号を
アナログ信号に変換するD/A変換器19及び出力信号
処理を行う出力回路20が設けられており、この出力回
路20にモニタ21が外部接続される。
【0014】実施例は以上の構成からなり、以下にその
作用を第2図に基づいて説明する。まず、図1のCCD
1から出力されるビデオ信号は、図2(a)に示される
ようにRGBの各ビデオ信号が順次出力される信号とな
るが、このビデオ信号はプリアンプ3でRGBの各ENE.
(イネーブル)信号で各信号毎に異なる増幅率で反転増
幅されると、図2(b)に示される信号となる。図示の
ように、この時点ではビデオ信号の黒レベル200はR
GBの各信号で一致せず、ばらばらとなっている。この
図2(b)のビデオ信号は、サンプルホールド回路10
により黒レベル値(直流成分)がサンプルホールドされ
ることになり、図2(c)に示されるサンプルホールド
電圧信号が得られる。すなわち、電子内視鏡装置では、
ビデオ信号の1水平走査期間においてCCD1にマスク
を被せた部分からブラック信号を形成することができ、
このブラック信号はオプティカルブラックパルス(OB
P)にて抽出される。従って、このOBPをサンプルパ
ルスとしてサンプルホールド回路10へ入力すれば、各
ビデオ信号の黒レベルの電圧を抽出してホールドするこ
とができる。
【0015】そして、上記図2(c)のサンプルホール
ド電圧信号は差動アンプ11にて図2(b)のビデオ信
号から差引かれることになり、差動アンプ11の出力は
図2(d)に示される信号となる。この段階で、黒レベ
ル201に示されるように、既に各ビデオ信号の黒レベ
ルがある程度揃った状態となっており、このサンプルホ
ールド回路10と差動アンプ11によって所期の目的を
達成できることになる。しかし、実施例では更にフィー
ドバッククランプ回路15を用いて良好なビデオ信号を
得るようにしている。
【0016】すなわち、ビデオ信号はアンプ13にて増
幅された後にフィードバック回路14へ供給され、この
フィードバック回路14ではOBPに基づいてビデオ信
号を上記と同様にしてサンプルホールドし、そのサンプ
ルホールド電圧を所定のゲインで増幅する。そして、こ
のサンプルホールド電圧は減算器12で上記差動アンプ
11の出力から差引かれ、この減算器12の出力はアン
プ13で更に増幅されて出力されることになり、この結
果、アンプ13の出力は図(e)に示される信号とな
る。従って、フィードバッククランプ回路15の出力
は、図示の黒レベル202に示されるように、レベルが
基準レベルに一致した信号となる。
【0017】上記の実施例においては、サンプルホール
ド回路10、差動アンプ11に加えてフィードバックク
ランプ回路15を設けることによって、ビデオ信号の黒
レベルを良好に一致させたが、更に本発明によってフィ
ードバッククランプ回路15中のアンプ13にてビデオ
信号を必要なレベルまで増幅する際のダイナミックレン
ジを大きくすることができるという利点がある。すなわ
ち、サンプルホールド10及び差動アンプ11にてビデ
オ信号の基準レベルである黒レベルを一致させ、ビデオ
信号全体をある範囲内に収めることができるので、この
結果フィードバッククランプ回路15へ入力する際のビ
デオ信号のダイナミックレンジが広がることになる。従
って、ビデオ信号中の有効な情報を落とすことなく、色
再現性のよいビデオ信号を得ることができる。
【0018】このようにして得られたビデオ信号は、図
1に示されるように、ガンマ補正回路16にてガンマ補
正が行われた後に、デジタル信号に変換されてメモリ1
8に格納される。このメモリ18内に一旦記憶されたビ
デオ信号は、その後に画像表示のための走査タイミング
で読み出されてアナログ信号に変換され、出力回路20
を介してモニタ21へ供給されることになり、これによ
ってモニタ21上にはCCD1で撮像された、例えば体
腔内の画像が再現性の良い色で表示される。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば
デオ信号の黒レベル値をサンプルホールドするサンプ
ルホールド回路と、このサンプルホールド回路の出力を
上記ビデオ信号から減算する差動増幅回路と、この差動
増幅回路の出力ビデオ信号を増幅する増幅器から出力さ
れたビデオ信号の黒レベル値を更にサンプルホールド
し、このサンプルホールド信号を上記差動増幅回路の出
力ビデオ信号から減算するフィードバッククランプ回路
を設けたので、従来のクランプ回路のようにボリュー
ム調整等の煩雑な作業をすることなく、黒レベルが良好
に一致したRGBのビデオ信号を形成することができ、
また所定のレベルまで増幅する際のダイナミックレンジ
が大きくなり、色再現性の高い画像を得ることが可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る電子内視鏡装置のビデオ
信号処理回路の構成を示す回路ブロック図である。
【図2】実施例回路の処理信号を示す波形図である。
【図3】従来のビデオ信号処理回路の構成を示す回路ブ
ロック図である。
【図4】図3の回路の処理信号を示す波形図である。
【符号の説明】
1 … CCD、 3 … プリアンプ、 4 … クランプ回路、 10 … サンプルホールド回路、 11 … 差動アンプ、 12 … 減算器、 13 … アンプ、 14 … フィードバック回路、 15 … フィードバッククランプ回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 1/04 372 H04N 5/00 - 5/95 H04N 7/00 - 7/22 H04N 9/00 - 9/89

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固体撮像素子により得られるビデオ信号
    に対し画像表示のための信号処理をするビデオ信号処理
    回路において、 上記固体撮像素子から出力されたビデオ信号の黒レベル
    値をサンプルホールドするサンプルホールド回路と、 このサンプルホールド回路の出力信号を上記ビデオ信号
    から減算する差動増幅回路と、この差動増幅回路の出力ビデオ信号を増幅する増幅器を
    備え、この増幅器から出力されたビデオ信号の黒レベル
    値を更にサンプルホールドし、このサンプルホールド信
    号を上記差動増幅回路の出力ビデオ信号から減算するフ
    ィードバッククランプ回路と を設けたことを特徴とする
    ビデオ信号処理回路。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9063697B2 (en) 2006-09-11 2015-06-23 Apple Inc. Highly portable media devices

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9063697B2 (en) 2006-09-11 2015-06-23 Apple Inc. Highly portable media devices

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