JP4124875B2

JP4124875B2 - デジタル出力可能な電子内視鏡装置

Info

Publication number: JP4124875B2
Application number: JP26747498A
Authority: JP
Inventors: 南天野
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1998-09-04
Filing date: 1998-09-04
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2018-09-04
Also published as: JP2000083183A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子内視鏡装置、特に高画素数の固体撮像素子を用いて撮像した画像を効率よく利用するための構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子内視鏡装置は、電子スコープの先端に配置した固体撮像素子であるＣＣＤ（Charge Coupled Device）により、対物光学系を介して得られた被観察体内像を撮影し、このＣＣＤの画像データを読出してモニタ等に被観察体内像を表示するものである。当該電子内視鏡装置では、従来から画像の高画質化が進められており、現在では例えば約４０万画素のＣＣＤが用いられる。この内視鏡画像の高画質化は、ＣＣＤ製作技術の進展に依存するが、今後も高画素数ＣＣＤの出現により更に進むことが予想される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記電子内視鏡装置では、画像信号をアナログ端子を介して外部モニタ等へ出力しており、パソコン等の各種のデジタル画像処理機能を有する機器やネットワークに接続する場合は、アナログ信号をデジタル信号に変換することになり、処理が煩雑になるという不都合がある。即ち、電子内視鏡における画像信号はデジタル処理することから、このデジタル信号をモニタ等に出力するためにアナログ信号に変換しており、このアナログ信号を更にデジタル信号へ変換するための処理が必要となる。しかも、このような処理の付加により、画像信号の劣化、ひいては画質の低下を招くという問題も生じる。
【０００４】
また、上記のパソコン等の各種のデジタル画像処理機能を有する機器やネットワークは、それらを構成するハードウェアーと、ＯＳ（オペレーティングシステム）、アプリケーション、ドライバ等のソフトウェアーの相違により、入力信号の形式が異なり、一般にこれらの機器との接続をする場合は、別の回路部材を介して整合を行っている。しかし、電子内視鏡等の医療機器ではその使用条件の制約等から、別体の回路部材を介在させない方が好ましい。
【０００５】
更に、パソコン等の外部機器を通しての内視鏡画像の利用という観点から考えると、静止画を動画と切り離して扱えるようにした方がよいし、静止画又はデジタル出力画像の輪郭強調の度合いを動画又はアナログ出力画像とは別個に設定できれば、各種の目的に応じた利用が可能となる。
【０００６】
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、画像信号をデジタル処理機能を有する機器やネットワークを介した機器等の外部機器に出力する際の信号処理の簡素化、画質低下の防止を図ると共に、静止画と動画を別個に利用目的に応じて形成出力することができる電子内視鏡装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、固体撮像素子を配置した電子スコープと、この電子スコープから入力した画像データに対し、所定の信号デジタル処理を施して動画を形成すると共に、フリーズスイッチの操作に基づいて静止画を形成するプロセッサ装置とを有する電子内視鏡装置において、上記プロセッサ装置には、上記画像データを書き込み、その画像データを書込み速度よりも高速度で読み出すための第１のフレームメモリと、この第１のフレームメモリからの画像データをアナログ画像信号として出力するアナログ出力部と、上記フリーズスイッチの操作に基づいて得られたデジタル静止画データのみを記憶する第２のフレームメモリと、この２のフレームメモリの静止画データに基づいて処理された静止画のデジタル画像信号を外部機器へ出力するためのデジタル出力部と、を備えたことを特徴とする。
請求項２に係る発明は、電子スコープの先端に設けられた固体撮像素子と、この固体撮像素子から得られた画像データに対し、所定の信号デジタル処理を施して動画を形成すると共に、フリーズスイッチの操作に基づいて静止画を形成する信号処理回路とを有する電子内視鏡装置において、上記信号処理回路から出力された画像データをアナログ画像信号として出力するアナログ出力部と、上記信号処理回路から出力されたデジタル画像信号を外部へ出力するためのデジタル出力部と、上記のアナログ出力部から出力される画像データとデジタル出力部から出力される画像データに対し別個に輪郭補正をするための輪郭補正回路と、を備えたことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、上記プロセッサ装置の輪郭補正回路は、動画と静止画の画像データに対し別個に輪郭補正することを特徴とする。
【０００８】
上記の構成によれば、例えば従来の画素数の２倍に当たる８０万画素のＣＣＤを用いて高画素の被観察体内画像が得られ、この画像信号はデジタル信号に変換された後に所定の信号処理が行われる。そして、プロセッサ装置においては、アナログ画像信号が出力されると共に、静止画のデジタル画像信号がインターフェース回路を介してデジタル出力部からパソコン等に出力される。従って、特に接続のための専用の回路部材を使用することなく、パソコン等に静止画を直接取り込むことが可能となる。
【０００９】
また、請求項２及び請求項３の構成によれば、例えばデジタル出力する静止画（又は動画でもよい）がアナログ出力の動画又は静止画とは別個に輪郭補正され、所望の輪郭強調のデジタル画像を外部機器に出力することができる。即ち、電子内視鏡装置以外の外部機器で利用する際等では、動画と静止画では異なる輪郭強調処理とした方がよい場合があり、また観察部位によっても輪郭強調の度合いを変えた方がよい場合があり、観察目的、観察者等に最適な画像が得られるようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１及び図２には、実施形態例に係る電子内視鏡装置の構成が示されており、図２に示される電子スコープ１ではその先端に対物光学系２を介してＣＣＤ３が配置される。このＣＣＤ３は、例えば水平方向で１０２４、垂直方向で７６８に分割される約８０万画素（この画素数は任意である）のものからなり、ＣＣＤドライバ４により駆動制御される。このＣＣＤドライバ４は、例えば約１５ＭＨｚの水平クロック周波数を基準とした各制御パルスを形成、出力することにより、上記ＣＣＤ３から１秒間に１５フレームの画像データを読み出す。
【００１１】
上記ＣＣＤ３には、画像信号（ビデオ信号）に対しホワイトバランス、ガンマ補正等の信号処理を施すデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）８が接続されており、このＤＳＰ８では、上記ＣＣＤ３から出力されたアナログ画像信号がデジタル信号に変換された後に上記の所定処理が行われる。このような電子スコープ１は、コネクタ部でプロセッサ装置１４（図１）に接続される。
【００１２】
図１に示されるプロセッサ装置１４では、上記ＤＳＰ８のデジタル出力［輝度信号（Ｙ）信号、カラー（Ｃ）信号］を入力し、画像の左右を所定の向きに反転させるミラー回路１５、上記ＤＳＰ８の出力画像信号を輝度（Ｙ）信号と色差（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）信号に変換する信号変換回路１６、撮影に関する情報（患者情報等）を画面内に表示するためのスーパーインポーズ回路１７、このスーパーインポーズ回路１７に対し情報の文字、記号等を発生させるキャラクタ発生回路１８が設けられ、このスーパーインポーズ回路１７の後段に、フレーム画像データを記憶するフレームメモリ１９が配置される。
【００１３】
このフレームメモリ１９には、メモリコントローラ２０が接続され、またプロセッサ装置１４内には、発振器を有し、当該メモリ１９の書込み信号、読出し信号を含む各種のタイミング信号を形成するタイミングジェネレータ２１、装置全体を統括制御するＣＰＵ（マイコン）２２が設けられる。
【００１４】
即ち、上記のフレームメモリ１９では、メモリコントローラ２０の制御に基づき、スーパーインポーズ回路１７から出力された画像データを、１５フレーム／秒（sec）の速度で書き込む。その後、上記ＣＣＤ３におけるクロック周波数の４倍となる約６０ＭＨｚのクロック周波数の高速で、当該フレームメモリ１９内から１秒間に６０フレーム（６０フレーム／sec）の画像データを読み出すように制御する。
【００１５】
そして、このフレームメモリ１９の後段に、輪郭補正回路であるディテール回路２３が設けられており、このディテール回路２３は輝度信号（Ｙ）に対し生成されたディテール信号を混合することにより、輪郭、境界を強調する処理を施している。
【００１６】
また、上記フレームメモリ１９の後段には、上記の輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）からＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各信号を形成するＲＧＢマトリクス回路２５、アイソレーションデバイス２６、Ｄ／Ａ変換器２７が設けられる。このＤ／Ａ変換器２７から出力されるＲＧＢ信号はアナログ信号として専用のモニタ等に出力される。更に、上記フレームメモリ１９の後段には、Ｄ／Ａ変換器３０、カラーコーダー３１、アイソレーションデバイス３２も配置されており、必要に応じてＹ（輝度）／Ｃ（カラー）信号、ＮＴＳＣ信号を出力することができる。
【００１７】
一方、上記スーパーインポーズ回路１７の出力線から分岐するように、アイソレーションデバイス３３、静止画データのみを記憶するフレームメモリ３４、メモリコントローラ３５が接続され、このフレームメモリ３４の後段に、デジタル出力用のディテール（輪郭補正）回路３６が設けられる。このディテール回路３６も、上記ディテール回路２３と同様のものであるが、両者はＣＰＵ２２の制御により輪郭の強調の度合いを別個に設定できるように構成される。
【００１８】
そして、上記フレームメモリ３４の後段には、ＩＳＯ１３９４或いはＲＳ２３２Ｃ等の規格に対応したインターフェース回路３７、そしてデジタル入出力端子３８が接続される。即ち、当該例では、上述したＲＧＢ信号等のアナログ信号を出力するだけでなく、輝度信号、色差信号のデジタル画像信号をインターフェース３７を介してパソコン等にデジタル出力できるようになっている。なお、このインターフェース３７はＣＰＵ２２に接続されており、パソコン等の外部機器、ネットワークから外部接続情報を取得することができる。
【００１９】
また、当該プロセッサ装置１４には、パネル操作部４０が設けられており、このパネル操作部４０の操作信号、設定情報がＣＰＵ２２へ出力される。このパネル操作部４０では、上述したディテール回路２３，３６での輪郭強調の度合いを上記ＣＰＵ２２内のプログラムにより表示された画面（条件値設定モード画面等）で設定することができる（或いは設定スイッチを配置してもよい）。
【００２０】
なお、このＣＰＵ２２にはメモリ４１が接続されており、このメモリ４１には上述したデジタル出力を各種のインターフェース規格或いは接続機器に合致して実行するためのデータ等が記憶されている。
【００２１】
実施形態例は以上の構成からなり、当該例では、図１の約８０万画素のＣＣＤ３がＣＣＤドライバ４により駆動制御され、１５フレーム（又はフィールド）／ｓｅｃの低読出し速度でフレーム画像が順次読み出される。この画像データは、上述したＤＳＰ８、信号変換回路１６、スーパーインポーズ回路１７等を通って各種の信号処理が施された後に、フレームメモリ１９に書き込まれる。その後、このフレームメモリ１９から、メモリコントローラ２０の制御に基づき６０フレーム／ｓｅｃの高速度で画像データが順次読み出され、この画像データのうち、輝度信号については、ディテール回路２３により輪郭補正（強調）が行われる。この輪郭強調の度合いは、パネル操作部４０で設定された値となるように制御される。
【００２２】
このようにして、フレームメモリ１９から出力された画像信号は、各種の形式で出力される。即ち、上述のように、ＲＧＢマトリクス回路２５を通った信号は、ＲＧＢアナログ信号としてＤ／Ａ変換器２７を介して専用モニタへ出力され、カラーコーダー３１を通ったＮＴＳＣ信号（アナログ信号）はＮＴＳＣテレビモニタに出力される。ここで、通常時にはフレームメモリ１９を介して動画を出力するが、電子スコープ１のフリーズスイッチ（操作部）の押下されたときには、上記フレームメモリ１９の新たな書込みを禁止し、その時のフレームメモリ１９の画像データを出力することになり、静止画が表示される。
【００２３】
また、他方の上記フレームメモリ３４にも画像信号が供給されており、このフレームメモリ３４では上記フリーズスイッチが押されたときのみ、ＣＰＵ２２及びメモリコントローラ３５の制御に基づき、新たな画像データの書込みを禁止し、その時の静止画データを出力する。
【００２４】
そして、この場合も、ディテール回路３６により輪郭強調処理が行われることになり、上記ディテール回路２３とは別個に上記パネル操作部４０で設定した度合い（調整値）で輪郭強調が実行される。その後、この静止画信号、即ち輝度及び色差信号のデジタル静止画信号はインターフェース回路３７を介してデジタル入出力端子３８からパソコン等の外部機器又はネットワークに出力される。
【００２５】
このようにして、当該例では、静止画のみをデジタル出力することができ、従来のように、静止画の出力中にモニタに表示される動画（アナログ信号）が止まってしまうということがなく、デジタル静止画を記録しているときでも被観察体内の動画観察が可能となる。また、アナログ画像信号（動画、静止画）とは異なる度合いで輪郭強調したデジタル静止画信号をパソコン等の外部機器に出力することができ、利用目的や外部機器に適合した形で内視鏡画像を利用することが可能となる。なお、上記の静止画デジタル信号の中には、患者につき本人を確認するデータ、他の検査データ等の患者データや、場合によっては音声データ等も含まれている。
【００２６】
上記実施形態例では、フレームメモリ３４から静止画のみをデジタル出力するようにしたが、メモリコントローラ３５の制御により動画についても同様にデジタル出力することもでき、この場合は、デジタル動画信号についてアナログ信号の場合とは異なる輪郭強調を施すことが可能となる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、固体撮像素子で得られた画像データから動画と静止画を形成するプロセッサ装置に、画像データを書き込み、その画像データを書込み速度よりも高速度で読み出すための第１のフレームメモリと、この第１のフレームメモリからの画像データをアナログ画像信号として出力するアナログ出力部と、フリーズスイッチの操作に基づいて得られたデジタル静止画データのみを記憶する第２のフレームメモリと、この２のフレームメモリの静止画データに基づいて処理された静止画のデジタル画像信号を外部機器へ出力するためのデジタル出力部とを備えたので、デジタル処理機能を有する機器やネットワークを介した機器等の外部機器に静止画を出力する際の信号処理の簡素化、画質低下の防止が図られると共に、利用目的に応じて静止画と動画を使い分けることができ、動画を表示しながら静止画をデジタル出力することも可能となる。
【００２８】
請求項２及び３に記載の発明によれば、アナログ出力部から出力される画像データと上記デジタル出力部から出力される画像データを別個に、或いは動画と静止画の画像データを別個に、輪郭強調処理を施せるようにしたので、パソコン等の外部機器での利用目的に応じて輪郭補正した画像を得ることが可能となるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例に係る電子内視鏡装置のプロセッサ装置内の回路構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態例の電子スコープ内の回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ … 電子スコープ、
３ … ＣＣＤ、４ … ＣＣＤドライバ、
９，２２ … ＣＰＵ、
１４ … プロセッサ装置、
１９，３４ … フレームメモリ、
２０，３５ … メモリコントローラ、
２１ … タイミングジェネレータ、
２３，３６ … ディテール（輪郭補正）回路、
３７ … インターフェース回路、
３８ … デジタル入出力端子。

Claims

固体撮像素子を配置した電子スコープと、
この電子スコープから入力した画像データに対し、所定の信号デジタル処理を施して動画を形成すると共に、フリーズスイッチの操作に基づいて静止画を形成するプロセッサ装置とを有する電子内視鏡装置において、
上記プロセッサ装置には、上記画像データを書き込み、その画像データを書込み速度よりも高速度で読み出すための第１のフレームメモリと、
この第１のフレームメモリからの画像データをアナログ画像信号として出力するアナログ出力部と、
上記フリーズスイッチの操作に基づいて得られたデジタル静止画データのみを記憶する第２のフレームメモリと、
この２のフレームメモリの静止画データに基づいて処理された静止画のデジタル画像信号を外部機器へ出力するためのデジタル出力部と、を備えたデジタル出力可能な電子内視鏡装置。
電子スコープの先端に設けられた固体撮像素子と、
この固体撮像素子から得られた画像データに対し、所定の信号デジタル処理を施して動画を形成すると共に、フリーズスイッチの操作に基づいて静止画を形成する信号処理回路とを有する電子内視鏡装置において、
上記信号処理回路から出力された画像データをアナログ画像信号として出力するアナログ出力部と、
上記信号処理回路から出力されたデジタル画像信号を外部へ出力するためのデジタル出力部と、
上記のアナログ出力部から出力される画像データとデジタル出力部から出力される画像データに対し別個に輪郭補正をするための輪郭補正回路と、を備えたデジタル出力可能な電子内視鏡装置。
上記プロセッサ装置の輪郭補正回路は、動画と静止画の画像データに対し別個に輪郭補正することを特徴とする請求項２記載のデジタル出力可能な電子内視鏡装置。