JP4475936B2 - Electronic endoscope device - Google Patents
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Description
本発明は、撮像素子を有するビデオスコープ(電子内視鏡)およびビデオスコープが接続されるプロセッサを備えた電子内視鏡装置に関し、特に、ビデオスコープ先端に設けられた撮像素子から読み出される画素信号に基づいてカラー映像信号を生成する信号処理に関する。 The present invention relates to a videoscope (electronic endoscope) having an image sensor and an electronic endoscope apparatus including a processor to which the videoscope is connected, and in particular, a pixel signal read from an image sensor provided at the tip of the videoscope. The present invention relates to signal processing for generating a color video signal based on the above.
電子内視鏡装置では、ビデオスコープ内で所定のビデオ規格に従ったフォーマット(例えば4:2:2のフォーマット)によるデジタル映像信号(例えば、輝度信号Y、色差信号Cb,Cr)を生成し、デジタル映像信号をプロセッサへ出力する構成が知られている(例えば、特許文献1、2、3参照)。また、伝送されるデータのフォーマットの違いから、ビデオスコープとプロセッサとの間にアダプタを設ける構成が知られている(特許文献4参照)。
ビデオスコープ内でデジタル映像信号を生成する場合、回路構成が複雑になり、製造コストが増大し、スコープサイズのダウンサイジングが困難になる。特に、デジタル映像信号を生成するために多くの乗算回路が必要であるため、必然的に回路構成の複雑化される。また、撮像素子から読み出される画素信号の情報量が大きいほど、信号伝送のレート(周波数)は高くなり、医療機器において電気回路的障害となるノイズ(EMC)を生じさせる。さらに、TV規格等に従ってデジタル映像信号をプロセッサへ出力させる場合、伝送用信号線の本数を低減させることができず、ノイズ発生の起因となっている。また、画質、解像度、色再現性などはすべてビデオスコープ側で決定されてしまうため、色再現性の変更などをプロセッサ側で行う際、制約がある。 When a digital video signal is generated in a video scope, the circuit configuration becomes complicated, the manufacturing cost increases, and downsizing of the scope size becomes difficult. In particular, since a large number of multiplication circuits are required to generate a digital video signal, the circuit configuration is necessarily complicated. Further, the larger the information amount of the pixel signal read out from the image sensor, the higher the signal transmission rate (frequency), which causes noise (EMC) that becomes an electric circuit failure in the medical device. Furthermore, when a digital video signal is output to a processor in accordance with the TV standard or the like, the number of transmission signal lines cannot be reduced, causing noise. Also, since the image quality, resolution, color reproducibility, etc. are all determined on the video scope side, there are restrictions when changing the color reproducibility on the processor side.
本発明に係る電子内視鏡装置は、ビデオスコープ内の回路構成を簡素化できるとともに、ノイズ発生、画質低下の防止、プロセッサへの信号伝送速度の安定化を実現するとともに、撮像素子の画素特性に関係なく所望する色再現性をもつ被写体像を表示することが可能なビデオスコープとプロセッサとを備えた電子内視鏡装置である。ビデオスコープは、撮像素子と、信号読み出し手段と、デジタル変換処理手段と、デジタル画素信号出力手段と、メモリを有する。このビデオスコープに接続される本発明に係る電子内視鏡装置のプロセッサは、複数の色要素デジタル画素信号に基づき、カラー映像信号を生成する映像信号生成手段を備えたことを特徴とする。 The electronic endoscope apparatus according to the present invention can simplify the circuit configuration in the video scope, realize noise generation, prevent image quality deterioration, stabilize the signal transmission speed to the processor, and provide pixel characteristics of the image sensor. This is an electronic endoscope apparatus including a video scope and a processor capable of displaying a subject image having a desired color reproducibility irrespective of the above. The video scope includes an image sensor, a signal reading unit, a digital conversion processing unit, a digital pixel signal output unit, and a memory. The processor of the electronic endoscope apparatus according to the present invention connected to the video scope includes a video signal generating means for generating a color video signal based on a plurality of color element digital pixel signals.
撮像素子には、カラー映像信号に関連した複数の色要素を画素の位置に応じて規則的に配列することによって構成される色フィルタが配設されており、例えば、原色(R、G、B)フィルタや補色(G、Ye、Cy、Mg)フィルタが配設されている。信号読み出し手段は、複数の色要素に応じた画素信号から構成される一連のアナログ画素信号を、撮像素子から読み出す。例えば、信号読み出し手段は、単板同時式の色差線順次方式に従って一連のデジタル画素信号を読み出す。この場合、補色フィルタは、色差線順次方式に従い、4つの色要素であるシアン、マゼンタ、グリーン、イエローから成るブロックを規則的に配列することにより構成される。デジタル変換手段は、一連のアナログ画素信号を、所定の周波数によるクロックパルス信号に従い、一連のデジタル画素信号に変換する。例えば、各デジタル画素信号は、所定数ビットのデータとして表される。また、デジタル変換時の周波数(サンプリング周波数)は、撮像素子の画素数、読み出し方法等に従う。 The image sensor is provided with a color filter configured by regularly arranging a plurality of color elements related to the color video signal according to the position of the pixel. For example, primary colors (R, G, B) are arranged. ) Filters and complementary color (G, Ye, Cy, Mg) filters are provided. The signal reading means reads a series of analog pixel signals composed of pixel signals corresponding to a plurality of color elements from the image sensor. For example, the signal reading means reads a series of digital pixel signals according to a single-plate simultaneous color difference line sequential method. In this case, the complementary color filter is configured by regularly arranging blocks composed of four color elements, cyan, magenta, green, and yellow, in accordance with the color difference line sequential method. The digital conversion means converts the series of analog pixel signals into a series of digital pixel signals according to a clock pulse signal having a predetermined frequency. For example, each digital pixel signal is represented as data of a predetermined number of bits. Also, the frequency (sampling frequency) at the time of digital conversion depends on the number of pixels of the image sensor, the readout method, and the like.
本発明のデジタル画素信号出力手段は、デジタルの輝度信号Y、色差信号R−Y、B−Y、あるいは、アナログの画素信号をビデオスコープ外部へ出力するのではなく、デジタル画素信号をそのまま外部へ出力する。すなわち、デジタル画素信号出力手段は、一連のデジタル画素信号に基づき、所定の色要素ごとに画素信号を分離することで複数の色要素対応デジタル画素信号を生成し、所定の周波数より低い周波数によるクロックパルス信号に従い、複数の色要素対応デジタル画素信号を分離した状態でそのまま外部へ出力させる。分離して伝送する系統数は、必要に応じて適宜選択すればよい。例えば、デジタル画素信号出力手段が、一連のデジタル画素信号を、それぞれ同じ数の色要素に応じた画素信号から構成される第1の画素信号と第2の画素信号とに分離し、2つの伝送経路で外部へ出力してもよい。あるいは、色フィルタが4つの色要素からなるブロックから構成されている場合、4系統に分離してデジタル画素信号を出力してもよい。また、デジタル画素信号がパラレル信号である場合、シリアル伝送するため、デジタル画素信号出力手段は、前記複数の色要素対応デジタル画素信号を、パラレル信号からシリアル信号へ変換するパラレル/シリアル変換手段を備えてもよい。 The digital pixel signal output means of the present invention does not output the digital luminance signal Y, the color difference signals RY, BY, or the analog pixel signal to the outside of the video scope, but directly outputs the digital pixel signal to the outside. Output. That is, the digital pixel signal output means generates a plurality of color element-corresponding digital pixel signals by separating the pixel signals for each predetermined color element based on a series of digital pixel signals, and generates a clock having a frequency lower than the predetermined frequency. According to the pulse signal, a plurality of color element-corresponding digital pixel signals are separated and output to the outside as they are. What is necessary is just to select suitably the number of systems which isolate | separate and transmit as needed. For example, the digital pixel signal output means separates a series of digital pixel signals into a first pixel signal and a second pixel signal each composed of pixel signals corresponding to the same number of color elements, and two transmissions It may be output to the outside through a route. Alternatively, when the color filter is composed of blocks composed of four color elements, the digital pixel signal may be output separately in four systems. When the digital pixel signal is a parallel signal, the digital pixel signal output means includes a parallel / serial conversion means for converting the plurality of color element corresponding digital pixel signals from a parallel signal to a serial signal for serial transmission. May be.
さらに本発明の電子内視鏡装置では、撮像素子の画素感度情報に関するデータを格納可能なメモリがビデオスコープに備えられており、プロセッサは、画素感度情報に関するデータに基づき、前記複数の色要素対応デジタル画素信号からカラー映像信号を生成する映像信号生成手段を備えている。画素感度情報は、色フィルタ等に起因した光の分光透過特性(画素感度特性)を表し、分光分布特性に従って表示される被写体像の色調が変化する。本発明では、撮像素子の画素感度特性に係らず、所定の色調による被写体像を表示するように、カラー映像信号を生成する。 Furthermore, in the electronic endoscope apparatus of the present invention, a video scope is provided with a memory capable of storing data relating to pixel sensitivity information of the image sensor, and the processor is adapted to the plurality of color elements based on the data relating to the pixel sensitivity information. Video signal generating means for generating a color video signal from the digital pixel signal is provided. The pixel sensitivity information represents a spectral transmission characteristic (pixel sensitivity characteristic) of light caused by a color filter or the like, and the color tone of the subject image displayed changes according to the spectral distribution characteristic. In the present invention, a color video signal is generated so that a subject image having a predetermined color tone is displayed regardless of the pixel sensitivity characteristics of the image sensor.
輝度、色差信号生成に必要であって回路構成を大型化させる乗算回路を設ける必要がないため、ビデオスコープ内の回路構成が簡素化される。また、外部出力時のクロックパルス周波数が低下されるため、ノイズ発生を抑えることができるとともに、分離する信号線の数を調整することで、撮像素子の画素数に係らず、安定した伝送レートでデジタル画素信号を外部へ出力することが可能となる。また、デジタル映像信号そのものを外部へ出力しないため、画質の調整範囲が広がる。 Since it is not necessary to provide a multiplication circuit that is necessary for generating luminance and color difference signals and that increases the circuit configuration, the circuit configuration in the video scope is simplified. In addition, since the clock pulse frequency at the time of external output is reduced, noise generation can be suppressed, and by adjusting the number of signal lines to be separated, the transmission rate is stable regardless of the number of pixels of the image sensor. It becomes possible to output a digital pixel signal to the outside. In addition, since the digital video signal itself is not output to the outside, the image quality adjustment range is expanded.
そして、画素感度特性を考慮してカラー映像信号を生成することができ、撮像素子のタイプに関係なく、所望する色調の被写体像を表示することができる。 A color video signal can be generated in consideration of pixel sensitivity characteristics, and a subject image having a desired color tone can be displayed regardless of the type of the image sensor.
前記色フィルタが、4つの色要素であるシアン、マゼンタ、グリーン、イエローから成るブロックを規則的に配列することにより構成されている場合、前記映像信号生成手段は、前記前記複数の色要素対応デジタル画素信号から輝度、色信号を生成する加算・減算回路と、前記画素感度情報のデータに応じてマトリクス係数を設定するマトリクス係数設定手段と、設定されたマトリクス係数に従い、前記輝度、色信号をマトリクス演算によりR、G、B原色信号に変換するR、G、B変換回路とを備えるのがよい。 In the case where the color filter is configured by regularly arranging blocks of four color elements, cyan, magenta, green, and yellow, the video signal generation unit is configured to correspond to the digital elements corresponding to the plurality of color elements. An addition / subtraction circuit for generating luminance and color signals from the pixel signals, matrix coefficient setting means for setting matrix coefficients according to the data of the pixel sensitivity information, and the luminance and color signals in a matrix according to the set matrix coefficients It is preferable to provide an R, G, B conversion circuit for converting into R, G, B primary color signals by calculation.
色調整に関しては、輝度Y,色差信号R−Y,B−Yが生成される前段階において色調整処理が行われるのが望ましい。例えば映像信号生成手段は、前記画素感度情報のデータに応じて、各色要素対応デジタル画素信号の補正係数を設定する補正係数設定手段と、前記前記複数の色要素対応デジタル画素信号に対応する補正係数を乗じて、輝度、色信号を生成する加算・減算回路と、設定されたマトリクス係数に従い、前記輝度、色信号をマトリクス演算によりR,G,B原色信号に変換するR,G,B変換回路とを備えるのがよい。 Regarding color adjustment, it is desirable that color adjustment processing is performed in a stage before the luminance Y and the color difference signals RY and BY are generated. For example, the video signal generating means includes a correction coefficient setting means for setting a correction coefficient of each color element corresponding digital pixel signal according to the pixel sensitivity information data, and a correction coefficient corresponding to the plurality of color element corresponding digital pixel signals. And an addition / subtraction circuit that generates luminance and color signals, and an R, G, and B conversion circuit that converts the luminance and color signals into R, G, and B primary color signals by matrix calculation according to a set matrix coefficient. It is good to have.
一連のデジタル画素信号を分離して外部へ出力する構成としては、例えば、画素遅延させてダウンサンプリングさせるように構成してもよい。この場合、デジタル画素信号出力手段は、一連のデジタル画素信号を所定画素分だけ遅延させる画素遅延手段と、一連のデジタル画素信号に対してダウンサンプリングする間引き処理手段とを備える。 As a configuration for separating a series of digital pixel signals and outputting them to the outside, for example, a configuration may be adopted in which downsampling is performed with pixel delay. In this case, the digital pixel signal output means includes pixel delay means for delaying a series of digital pixel signals by a predetermined pixel, and thinning processing means for down-sampling the series of digital pixel signals.
ビデオスコープ内の回路構成を簡素化できるとともに、ノイズ発生、画質低下を抑え、プロセッサへの信号伝送速度を安定化でき、さらに撮像素子の特性に関らず所望する色調の被写体像を表示することができる。 The circuit configuration in the video scope can be simplified, noise generation and image quality degradation can be suppressed, the signal transmission speed to the processor can be stabilized, and the subject image of the desired color tone can be displayed regardless of the characteristics of the image sensor. Can do.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態である電子内視鏡装置におけるビデオスコープのブロック図である。図2は、電子内視鏡装置におけるプロセッサのブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram of a video scope in the electronic endoscope apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is a block diagram of a processor in the electronic endoscope apparatus.
電子内視鏡装置には、CCD(Charge-Coupled Device)12を有するビデオスコープ10と、ビデオスコープ10から送られてくる画像信号を処理するプロセッサ40とが備えられており、被写体像を表示するモニタ70がプロセッサ40に接続される。ビデオスコープ10はプロセッサ40に着脱自在に接続され、検査、手術等が開始されると、ビデオスコープ10の挿入部が体内へ挿入される。
The electronic endoscope apparatus includes a
プロセッサ40内に設けられたランプ(図示せず)から放射された光は、ビデオスコープ10内に設けられたライトガイド(図示せず)を介してビデオスコープ10の先端部10Aから出射する。これにより、観察部位Sに照明光が照射される。
Light emitted from a lamp (not shown) provided in the
観察部位Sにおいて反射した光は、CCD12の受光領域12Aに到達し、これにより観察部位Sの光学像がCCD12の受光領域12Aに形成される。本実施形態では、カラー撮像方式として単板同時式が適用されており、CCD12の受光領域12A上にはイエロー(Ye)、シアン(Cy)、マゼンタ(Mg)、グリーン(G)の色要素が市松状に並べられた補色カラーフィルタ13が受光領域12Aの各画素位置に対応するよう配置されている。カラーフィルタ13は、色要素Cy、Ye、Mg、GからなるブロックBを1つの単位として規則的に並べることによって構成されている。ここでは、電荷転送方式としてインタライン転送方式が適用されており、受光領域12A上の画素(色要素)はインタライン転送方式に従って配列されている。
The light reflected from the observation region S reaches the
CCD12の受光領域12Aでは、観察部位Sの光学像が補色カラーフィルタ13の各色要素を通る色に応じた複数の画素信号から成る一連のアナログ画素信号に変換され、所定時間間隔ごとに1フレーム/1フィールド分の画像信号が読み出される。本実施形態では、カラーテレビジョン方式としてNTSC方式が適用されており、1/30秒間隔ごとに1フレーム(1/60秒間隔ごとに1フィールド)分の画像信号が順次読み出される。また、同時単板式として色差線順次方式が適用されており、垂直方向に沿った2画素を加算しながら読み出すとともに、奇数フィールドと偶数フィールドにおいて、隣接する走査ラインの組み合わせを交互に代えながら信号を読み出す。これにより、CCD12の垂直方向に沿った隣接する2画素が組み合わされた状態で、一連のアナログ画素信号G1+Y1、Mg1+Cy1、G2+Y2、Mg2+Cy2、・・がCCD12から出力される。CCD駆動回路17は、所定の周波数で一連のアナログが素信号を読み出すため、クロックパルス信号をCCD12へ出力する。
In the
読み出された一連のアナログ画素信号は、A/D変換回路14へ送られる。そして、周波数f(=14MHz)によるクロックパルス信号に従い、一連のアナログ画素信号が一連のデジタル画素信号に変換される。ここでは、各デジタル画素信号は、10ビットデータとして表される。一連のデジタル画素信号は、信号出力部24へ送られる。
A series of read analog pixel signals is sent to the A /
信号出力部24では、A/D変換回路14から出力された一連のデジタル画素信号は2方向に分離され、画素遅延回路16を介してダウンサンプリング回路18へ入力されるとともに、そのままダウンサンプリング回路19へ送られる。画素遅延回路16では、一連のデジタル画素信号(以下では、第1の一連のデジタル画素信号という)に対し、CCD12の2画素分だけ遅延処理が施される。これにより、ダウンサンプリング19に入力された一連のデジタル画素信号(以下では、第2の一連のデジタル画素信号という)に対し、第1の一連のデジタル画素信号は2画素分(G+Y)だけずれている。
In the
ダウンサンプリング回路18、19では、CCD12、A/D変換回路14に対する画素信号の読み出しクロック周波数(=f)に対し半分のクロック周波数(=f/2)に基づき、第1の一連のデジタル画素信号と第2の一連のデジタル画素信号に対してダウンサンプリング処理(間引き処理)が施される。ここでのダウンサンプリング回路18、19に対するサンプリングのタイミングは同期しており、第1の一連のデジタル画像信号は遅延処理回路16により2画素分ずれているため、色要素G,Yのみに応じた画素信号から構成される画素信号(以下では、第1の色要素対応デジタル画素信号(G1+Y1、G2+Y2、・・・)という)がダウンサンプリング18から出力される。一方、第2の一連のデジタル画素信号は、色要素Mg、Gのみに応じた画素信号からなる画素信号(以下では、第2の色要素対応デジタル画素信号(Mg1+Cy1、Mg2+Cy2、・・・)という)に変換され、ダウンサンプリング回路19より出力される。
In the
第1、第2の色要素対応デジタル画素信号は、それぞれシリアル変換回路20、22において、パラレル信号からシリアル信号に変換される。シリアル変換された第1および、第2の画像信号は、それぞれプロセッサ10内のシリアル−パラレル変換回路42、44へ向けてビデオスコープ10から出力される。
The first and second color element-corresponding digital pixel signals are converted from parallel signals to serial signals in
メモリ15には、CCD12の感度情報データが記憶されており、プロセッサ40に接続されるとデータが読み出される。ここで、CCD12の感度情報は、カラーフィルタ13の材質、CCD12に注入される充填材の性質に従った分光透過特性に関する画素情報である。CCDに配列された分光透過特性(透過光の分光分布特性)はCCDのタイプによって異なり、例えば赤、青など特定の色が強調される。本実施形態では、赤、緑色が強調されるような分光透過特性をもつものとする。
The
プロセッサ40に送られた第1、第2の色要素対応デジタル画素信号は、シリアル−パラレル変換回路42、44において、それぞれシリアル信号からパラレル信号に変換され、それぞれ加算回路46、減算回路48へ送られる。加算回路46、減算回路48では、最初に第1、第2の色要素対応デジタル画素信号に対して補正係数γ、δ、θ、εが乗じられる。
(G1+Y1)→γ×(G1+Ye1)
(Mg1+Cy1)→δ×(Mg1+Cy1)
(G2+Y2)→θ×(G2+Ye2)
(Mg2+Cy2)→ε×(Mg2+Cy2) ・・・・(1)
これにより、分光透過特性が補正される。
The digital pixel signals corresponding to the first and second color elements sent to the
(G1 + Y1) → γ × (G1 + Ye1)
(Mg1 + Cy1) → δ × (Mg1 + Cy1)
(G2 + Y2) → θ × (G2 + Ye2)
(Mg2 + Cy2) → ε × (Mg2 + Cy2) (1)
Thereby, the spectral transmission characteristics are corrected.
さらに、加算回路46では、補正された第1、第2の色要素対応デジタル画素信号が加算されることにより、輝度信号Yが生成される。一方、減算回路48では、補正された第1、第2の色要素対応デジタル画素信号が走査フィールド(偶数フィールド/奇数フィールド)に従って減算される。これにより、赤色(R)に応じたn番目の走査線における色信号Crと青色に応じた色信号Cbとが生成される。輝度信号Yは、そのままR,G,B変換回路52へ送られる。一方、色信号Cb、Crは、1ライン遅延回路50を介してRGB変換回路52へ送られるとともに、そのままRGB変換回路52へ送られる。
Further, the
RGB変換回路52では、輝度信号Y、色差信号Cb,Crに基づいて原色信号(R,G,B)が以下の式によるマトリクス演算により生成される。ただし、α、βは、マトリクス係数であり、マトリクス係数の値に従って被写体像の色調が定められる。
R=Cr+α×Y
G=Y−Cr−Cb
B=Cb+β×(Y−Cr) ・・・・(2)
R,G,B信号はそれぞれR,G,Bメモリ54、56、58へ格納された後、輝度・色差信号(Y、R−Y、B−Y)変換回路60に送られる。
In the
R = Cr + α × Y
G = Y—Cr—Cb
B = Cb + β × (Y−Cr) (2)
The R, G, and B signals are stored in R, G, and
輝度・色差信号変換回路60では、送られてきたR、G、B信号に基づいて輝度信号Y、色差信号(R−Y、B−Y)が生成される。そして、輝度、色差信号は、D/A変換回路62においてアナログ信号に変換された後、モニタ70へ出力される。これにより、観察画像がモニタ70に表示される。
In the luminance / color difference
パルスジェネレータ45は、CCD駆動回路17、ダウンサンプリング回路18、19へデジタル画素信号を所定の周波数で読み出すための信号を出力する。
The
プロセッサ40では、ビデオスコープ10から送られてきた画素情報のデータに基づき、CPU64から加算回路46、減算回路48、R,G,B変換回路52へ制御信号が送られる。これにより、デジタル画素信号に対する補正係数γ、δ、θ、ε、α、βの値が定められる。本実施形態では、CCD12のタイプに関係なく所定の色調による被写体像を表示するように、補正係数γ、δ、θ、ε、α、βの値が定められる。
In the
以上のように本実施形態によれば、カラーフィルタ13を配設したCCD12を有するビデオスコープ10内に、A/D変換回路14、画素遅延回路16、ダウンサンプリング回路18、19を備えた信号出力部24とが備えられている。A/D変換回路14から所定の周波数fで出力される一連のデジタル画素信号は、色要素(G+Y)に応じた画素信号から構成される第1の色要素対応デジタル画素信号と、色要素(Mg+Cy)に応じた画素信号から構成される第2の色要素対応デジタル画素信号とに分離され、f/2に応じた伝送レートに従い、分離された状態でそのまま2系統の信号線を介してプロセッサ40へ出力される。
As described above, according to the present embodiment, the signal output including the A /
さらに、ビデオスコープ10には、画素感度情報に関するデータがメモリ15に格納されており、データがメモリ15から読み出されると、R、G、B原色信号は、補正係数γ、δ、θ、ε、α、βの値に従って生成される。そして、R、G、B原色信号に基づき、カラー映像信号が生成される。
Further, the
ビデオスコープ10内には、画素遅延させる回路と、ダウンサンプリング処理回路を設けるだけでよいため、スコープ側の信号処理回路の構成を簡素化することができる。また、プロセッサにおいても。画素遅延回路とダウンサンプリング回路を設ける必要がない。
Since it is only necessary to provide a pixel delay circuit and a downsampling processing circuit in the
CCD12、すなわちビデオスコープ10の種類が異なる場合においても、一定の色調による被写体像を表示することができる。また、アナログ画素信号ではなくデジタル画素信号がプロセッサ40へ出力されるため、画質劣化の生じていない状態で色調整を行うことができる。
Even when the types of the
デジタル画素信号を分離するとともに、伝送レートを下げてデジタル画素信号をプロセッサ40へ出力するため、ノイズ発生を抑えることができる。また、CCD12の画素数に影響を受けることなく、安定した伝送レートでデジタル画素信号を出力することができる。特に、シリアルデータを並列的に転送するため、信号線の減少によってノイズ発生を低下させるとともに、一定の伝送レートでデジタル画素信号を出力することができる。
Since the digital pixel signal is separated and the transmission rate is lowered and the digital pixel signal is output to the
本実施形態では、色差線順次方式が適用されているが、それ以外の画素読み出し方法を適用してもよい。また、色フィルタも、補色フィルタの代わりに原色フィルタを適用してもよい。すなわち、複数の色要素が規則的に配列されるフィルタを用いればよい。 In this embodiment, the color difference line sequential method is applied, but other pixel readout methods may be applied. In addition, a primary color filter may be applied to the color filter instead of the complementary color filter. That is, a filter in which a plurality of color elements are regularly arranged may be used.
シリアル伝送せずに、パラレル信号のままプロセッサ40へ出力してもよい。また、画素遅延回路、ダウンサイジング回路以外の構成で、デジタル画素信号を分離、出力タイミング調整を行っても良い。
Instead of serial transmission, the parallel signal may be output to the
R、G、B変換回路のマトリクス係数、あるいは加算、減算回路における補正係数いずれかのみ値が調整されるように構成してもよい。 Only the matrix coefficient of the R, G, B conversion circuit or the correction coefficient in the addition / subtraction circuit may be adjusted.
10 ビデオスコープ
12 CCD(撮像素子)
13 カラーフィルタ
14 A/D変換回路(デジタル変換手段)
15 メモリ
16 画素遅延回路
17 CCD駆動回路 (信号読み出し手段)
18、19 ダウンサンプリング回路
24 信号出力部(デジタル画素信号出力手段)
40 プロセッサ
46 加算回路
48 減算回路
52 R,G,B変換回路
α、β マトリクス係数
10
13 Color filter 14 A / D conversion circuit (digital conversion means)
15
18, 19
40
Claims (6)
前記ビデオスコープが、
カラー映像信号に関連した複数の色要素であって、4つの色要素であるシアン、マゼンタ、グリーン、イエローから成るブロックを規則的に配列することによって構成される色フィルタが配設された撮像素子と、
色差線順次方式に従い、奇数フィールドと偶数フィールドにおいて隣接する走査ラインの組み合わせを交互に変えながら、垂直方向に沿った2画素を加算することによって、一連のアナログ画素信号を、前記撮像素子から読み出す信号読み出し手段と、
前記一連のアナログ画素信号を、所定の周波数によるクロックパルス信号に従い、一連のデジタル画素信号に変換するデジタル変換手段と、
前記一連のデジタル画素信号を、グリーン、イエロー、シアン、マゼンタのうち2つの色要素に応じた第1の色要素対応デジタル画素信号と、残りの2つの色要素に応じた第2の色要素対応デジタル画素信号とに分離し、前記所定の周波数より低い周波数によるクロックパルス信号に従い、前記第1、第2の色要素対応デジタル画素信号を2つの伝送経路で別々に外部へ出力させるデジタル画素信号出力手段と、
前記撮像素子の画素感度情報に関するデータを格納するメモリとを備え、
前記プロセッサが、
前記画素感度情報に関するデータに基づき、撮像素子の画素感度特性に係らず所定の色調による被写体像を表示するように、前記第1、第2の色要素対応デジタル画素信号からカラー映像信号を生成する映像信号生成手段を備えたことを特徴とする電子内視鏡装置。 An electronic endoscope apparatus having a video scope and a processor,
The video scope is
An image pickup device having a plurality of color elements related to a color video signal and provided with a color filter configured by regularly arranging blocks of cyan, magenta, green, and yellow, which are four color elements When,
A signal for reading a series of analog pixel signals from the image sensor by adding two pixels along the vertical direction while alternately changing the combination of adjacent scanning lines in the odd and even fields according to the color difference line sequential method. Reading means;
Digital conversion means for converting the series of analog pixel signals into a series of digital pixel signals according to a clock pulse signal having a predetermined frequency;
The series of digital pixel signals includes a first color element corresponding digital pixel signal corresponding to two color elements of green, yellow, cyan, and magenta, and a second color element corresponding to the remaining two color elements. A digital pixel signal output that is separated into digital pixel signals and outputs the digital pixel signals corresponding to the first and second color elements to the outside separately through two transmission paths in accordance with a clock pulse signal having a frequency lower than the predetermined frequency. Means,
A memory for storing data relating to pixel sensitivity information of the image sensor,
The processor is
Based on the data related to the pixel sensitivity information, a color video signal is generated from the first and second color element-corresponding digital pixel signals so as to display a subject image in a predetermined color tone regardless of the pixel sensitivity characteristics of the image sensor. An electronic endoscope apparatus comprising a video signal generating means.
前記一連のデジタル画素信号を2画素分だけ遅延させる画素遅延手段と、
前記一連のデジタル画素信号および前記画素遅延させた一連の画素信号を、前記所定の周波数の半分の周波数に従ってダウンサンプリングする間引き処理手段とを有することを特徴とする請求項1に記載の電子内視鏡装置。 The digital pixel signal output means comprises:
Pixel delay means for delaying the series of digital pixel signals by two pixels;
Previous SL series of digital pixel signals and said pixel delay a series of pixel signals were, electrons in the claim 1, characterized in that it comprises a thinning processing means for down-sampling according to the frequency of half said predetermined frequency Endoscopic device.
前記画素感度情報のデータに応じて、前記第1、第2の色要素対応デジタル画素信号の補正係数を設定する補正係数設定手段と、
前記複数の色要素対応デジタル画素信号に対応する補正係数を乗じて、輝度、色信号を生成する加算・減算回路と、
前記画素感度情報のデータに応じてマトリクス係数を設定するマトリクス係数設定手段と、
設定されたマトリクス係数に従い、前記輝度、色信号をマトリクス演算によりR、G、B原色信号に変換するR、G、B変換回路と
を有することを特徴とする請求項1記載の電子内視鏡装置。 The video signal generation means is
Correction coefficient setting means for setting a correction coefficient of the first and second color element corresponding digital pixel signals according to the data of the pixel sensitivity information;
An addition / subtraction circuit that multiplies the correction coefficient corresponding to the plurality of color element-corresponding digital pixel signals to generate luminance and color signals, and
Matrix coefficient setting means for setting a matrix coefficient in accordance with the pixel sensitivity information data;
The electronic endoscope according to claim 1, further comprising: an R, G, B conversion circuit that converts the luminance and color signals into R, G, and B primary color signals by matrix calculation according to set matrix coefficients. apparatus.
色差線順次方式に従い、奇数フィールドと偶数フィールドにおいて隣接する走査ラインの組み合わせを交互に変えながら、垂直方向に沿った2画素を加算することによって、一連のアナログ画素信号を、前記撮像素子から読み出す信号読み出し手段と、
前記一連のアナログ画素信号を、所定の周波数によるクロックパルス信号に従い、一連のデジタル画素信号に変換するデジタル変換手段と、
前記一連のデジタル画素信号を、グリーン、イエロー、シアン、マゼンタのうち2つの色要素に応じた第1の色要素対応デジタル画素信号と、残りの2つの色要素に応じた第2の色要素対応デジタル画素信号とに分離し、前記所定の周波数より低い周波数によるクロックパルス信号に従い、前記第1、第2の色要素対応デジタル画素信号を2つの伝送経路で別々に外部へ出力させるデジタル画素信号出力手段と、
前記撮像素子の画素感度情報に関するデータを格納するメモリと
を備えたことを特徴とする電子内視鏡装置のビデオスコープ。 An image pickup device having a plurality of color elements related to a color video signal and provided with a color filter configured by regularly arranging blocks of cyan, magenta, green, and yellow, which are four color elements When,
A signal for reading a series of analog pixel signals from the image sensor by adding two pixels along the vertical direction while alternately changing the combination of adjacent scanning lines in the odd and even fields according to the color difference line sequential method. Reading means;
Digital conversion means for converting the series of analog pixel signals into a series of digital pixel signals according to a clock pulse signal having a predetermined frequency;
The series of digital pixel signals includes a first color element corresponding digital pixel signal corresponding to two color elements of green, yellow, cyan, and magenta, and a second color element corresponding to the remaining two color elements. A digital pixel signal output that is separated into digital pixel signals and outputs the digital pixel signals corresponding to the first and second color elements to the outside separately through two transmission paths in accordance with a clock pulse signal having a frequency lower than the predetermined frequency. Means,
A video scope of an electronic endoscope apparatus, comprising: a memory that stores data relating to pixel sensitivity information of the image sensor.
前記画素感度情報に関するデータに基づき、撮像素子の画素感度特性に係らず所定の色調による被写体像を表示するように、前記第1、第2の色要素対応デジタル画素信号からカラー映像信号を生成する映像信号生成手段を備えたことを特徴とする電子内視鏡装置のプロセッサ。 A processor connected to the video scope of the electronic endoscope apparatus according to claim 5,
Based on the data related to the pixel sensitivity information, a color video signal is generated from the first and second color element-corresponding digital pixel signals so as to display a subject image in a predetermined color tone regardless of the pixel sensitivity characteristics of the image sensor. A processor for an electronic endoscope apparatus, comprising a video signal generating means.
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