JP4599398B2 - 画像処理装置及び内視鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡の撮像手段により撮像した画像データに対するノイズを抑制するのに適した画像処理装置及び内視鏡装置に関する。

近年、撮像手段を備えた電子内視鏡は、通常観察の他に、特殊光観察等においても広く採用されるようになった。
例えば、日本国特開２００２−９５６３５号公報には、特殊光観察として、狭帯域光観察像が得られる内視鏡装置が開示されている。
狭帯域光観察像を得る場合は、狭帯域化による照射光量の低下のため、撮像素子によって得られた画像情報をそのままモニタに出力すると通常光観察像よりも暗くなる場合がある。
そのため、従来例においては明るさを補う手段として、調光用の信号を生成し、この調光用の信号により光源装置の絞りの開閉量を制御して照明光量を増減することが行われる。

また、従来例においては、ＡＧＣ回路により撮像された信号を適切なレベルまで増幅することも行われる。狭帯域光観察像を得る場合は、狭帯域化による照射光量の低下のため、絞りによる照明光量が最大の状態になっても光量が不足する場合があり、このような場合にはＡＧＣ回路等により信号を電気的に増幅することが行われる。
しかしながら、光量が不足している暗い画像では、Ｓ／Ｎが低い状態であるため、所定の明るさとなるようにＡＧＣ回路などで増幅するとノイズが目立ちやすくなる。
このような場合におけるノイズを抑制する方法としては、周波数空間における平滑化処理を行う方法が知られている。例えば画像データをＦｏｕｒｉｅｒ基底などにより直交変換し、低域通過型の周波数フィルター関数の適用後に、逆変換する方法が挙げられる。同様の効果を実空間の処理で実現する方法もある。また、メディアンフィルタのような局所的フィルタによるノイズ抑制方法も知られている。

しかし、それらの手法の多くは画像全体を一様に処理するため、ノイズ以外の画像情報、例えば生体組織に関する画像情報のコントラストも低下する。
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、コントラスト低下を軽減しながらノイズを有効に抑制して、診断に適した画像を得ることができる画像処理装置及び内視鏡装置を提供することを目的とする。

本発明は、撮像手段により撮像された画像データに対して画像処理を行う画像処理装置において、
前記画像データに対して、複数の空間フィルタによるフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、
前記画像データの局所領域における明るさを算出する明るさ算出手段と、
前記フィルタ処理手段の出力に対して、前記フィルタ処理手段の出力及び／又は前記明るさ算出手段の出力に応じた重み付けを行う重み付け手段と、
前記重み付け手段の出力に対して、処理画像データを生成するための逆フィルタ処理を行う逆フィルタ処理手段と、
を備えたことを特徴とする。
上記構成により、フィルタ処理手段の出力と、局所領域における明るさの出力に応じてフィルタ処理された出力に対して重み付けの係数を変更することにより、明るい画像領域におけるコントラスト低下を回避しながら、暗い画像領域におけるノイズを有効に抑制できるようにしている。

図１は、本発明の実施例１を備えた内視鏡装置の全体構成図。 図２は、図１の回転フィルタの構成を示す図。 図３は、図２の回転フィルタの第１のフィルタ組の分光特性を示す図。 図４は、図２の回転フィルタの第２のフィルタ組の分光特性を示す図。 図５は、ノイズ抑制回路の構成を示すブロック図。 図６は、フィルタ処理結果に対する重み付け係数の特性例を示す図。 図７は、局所領域内の画素値の平均値に対して重み付け係数の特性を決定する閾値の関数例を示す図。 図８は、本実施例における局所的に暗い画像部分におけるノイズ抑制の作用の説明図。 図９は、本実施例における局所的に明るい画像部分におけるノイズ抑制の作用の説明図。 図１０は、本実施例における動作内容のフローチャート図。 図１１は、本発明の実施例２におけるノイズ抑制回路周辺部の構成を示すブロック図。 図１２は、ＣＣＤ種別等により重み付け係数の値が変更されるノイズ抑制回路の構成を示すブロック図。 図１３は、ＡＧＣゲイン値に応じて重み付け係数が変更されることの説明図。 図１４は、ノイズ抑制レベルの変更に応じて重み付け係数を決定するパラメータの特性を変更する説明図。 図１５は、図１４の場合とは異なる特性にした場合の説明図。 図１６は、本発明の実施例３におけるノイズ抑制回路周辺部の構成を示すブロック図。 図１７は、加重平均部における明るさの平均値に対する加重平均する重み付け係数の特性設定例を示す図。 図１８は、実施例３における動作内容を示すフローチャート図。 図１９は、変形例における加重平均する重み付け係数の特性設定例を示す図。 図２０は、本発明の実施例４を備えた内視鏡装置の全体構成図。 図２１は、白傷ノイズ抑制回路の構成図。 図２２は、白傷ノイズを検出するための処理対象画素を中心とした周辺画素を含むように設定されるマスクを示す図。 図２３は、第１変形例における白傷ノイズ抑制回路の構成図。 図２４は、第２変形例における白傷ノイズ抑制回路の構成図。 図２５は、白傷ノイズを検出するために設定された処理対象画素及び周辺画素の画素値の具体例を示す図。 図２６は、図２０の回転フィルタの構成を示す図。 図２７は、本発明の実施例５を備えた内視鏡装置の全体構成図。 実施例５に使用される第２の電子内視鏡の構成を示す図。 第１及び第２の電子内視鏡にそれぞれ使用される励起光カットフィルタの透過率特性の概略を示す図。 第１及び第２の電子内視鏡にそれぞれ使用される励起光カットフィルタの透過率特性の概略を通常観察に用いられる照明光の波長領域の関係で示す図。 変形例における白傷抑制回路の構成を示す図。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

（実施例１）
図１から図１０は、本発明の実施例１に係り、図１は本発明の実施例１を備えた内視鏡装置の全体構成を示し、図２は図１の回転フィルタの構成を示し、図３は図２の回転フィルタの第１のフィルタ組の分光特性を示し、図４は図２の回転フィルタの第２のフィルタ組の分光特性を示し、図５はノイズ抑制回路の構成を示す。
また、図６はフィルタ処理結果に対する重み付け係数の特性例を示し、図７は局所領域内の画素値の平均値に対して重み付け係数の特性を決定する閾値の関数例を示し、図８及び図９は、本実施例によるノイズ抑制の作用の説明図を示し、図１０は本実施例による動作内容のフローチャートを示す。

本実施例は、局所的に明るい画像領域のコントラスト低下を軽減しながら、暗い画像領域のノイズを抑制し、かつ高速処理可能なノイズ抑制処理手段を備えた画像処理装置及び内視鏡装置を提供することを目的とする。また、撮像素子の特性が異なる複数種類の電子内視鏡が接続される場合にも、ノイズ抑制が十分に得られる内視鏡用画像処理装置及び内視鏡装置を提供することも目的とする。
図１に示すように、本実施例を備えた内視鏡装置１は、体腔内に挿入され、体腔内組織を撮像する電子内視鏡２と、電子内視鏡２に照明光を供給する光源装置３と、電子内視鏡２に内蔵された撮像手段を駆動すると共に、撮像された撮像信号を信号処理するビデオプロセッサ４と、ビデオプロセッサ４により生成された内視鏡画像を表示する観察モニタ５と、符号化された内視鏡画像をファイリングするファイリング装置６と、から構成される。

電子内視鏡２は、体腔内に挿入される細長の挿入部７を有し、この挿入部７の後端には操作部８が設けてある。また、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の後端は、光源装置３に着脱自在に接続される。
光源装置３は、ランプ点灯回路１０からの点灯電力の供給により照明光を発生するランプとしての例えばキセノンランプ１１と、白色光の熱線を遮断する熱線カットフィルタ１２と、熱線カットフィルタ１２を介した白色光の光量を制御する絞り装置１３と、照明光を面順次光に変換する回転フィルタ１４と、電子内視鏡２内に配設されたライトガイド９の入射面に回転フィルタ１４を介した面順次光を集光して供給する集光レンズ１５と、回転フィルタ１４の回転を制御する制御回路１６とを備えている。

回転フィルタ１４は、図２に示すように、円板状に構成され中心を回転軸とした２重構造となっており、径が大きい外側の周方向部分には図３に示すような色再現に適したオーバーラップした（第２のフィルタ組の場合に比較すると広帯域の）分光特性の面順次光を出力するための第１のフィルタ組を構成するＲ１フィルタ１４ｒ１，Ｇ１フィルタ１４ｇ１，Ｂ１フィルタ１４ｂ１が配置されている。
また、内側の周方向部分には図４に示すような所望の深層組織情報が抽出可能な離散的な分光特性の狭帯域な面順次光を出力するための第２のフィルタ組を構成するＲ２フィルタ１４ｒ２，Ｇ２フィルタ１４ｇ２，Ｂ２フィルタ１４ｂ２が配置されている。
そして、回転フィルタ１４は、図１に示すように、制御回路１６により回転フィルタモータ１７の回転駆動の制御が行われて所定速度で回転される。また、回転フィルタ１４は、回転フィルタモータ１７と共に、移動モータ１８により矢印Ａで示すように光路と直交する方向に移動される。

例えば回転フィルタモータ１７を保持している保持板１７ａには、ラックが設けてあり、このラックは、移動モータ１８の回転軸に設けたピニオンギヤ１８ａと噛合している。そして、ユーザによるモード切替スイッチ２０のモード切替指示信号に応じてモード切替回路２１から出力される駆動信号により、移動モータ１８を正転或いは逆転させることにより、観察モードに応じて、第１のフィルタ組或いは第２のフィルタ組を光路上に配置できるようにしている。
第１のフィルタ組が光路上に配置された場合には、通常の面順次光となり、通常光観察像が得られる通常モードに相当する。これに対して第２のフィルタ組が光路上に配置された場合には、狭帯域の面順次光となり、狭帯域光観察像が得られる狭帯域モード（ＮＢＩモード）に相当する。なお、図２では第１のフィルタ組と第２のフィルタ組が光路上に配置された場合における光束の位置を示している。

光路上に配置された（通常モードに対応する）第１のフィルタ組或いは（ＮＢＩモードに対応する）第２のフィルタ組を透過し、集光レンズ１５により集光された照明光は、ライトガイド９により伝送され、挿入部７の先端部２２の照明窓に取り付けられた照明レンズ２３を経て、体腔内組織側に照明光として照射される。
この照明窓に隣接して設けられた観察窓には対物レンズ２４が取り付けてあり、その結像位置には、撮像素子として電荷結合素子（ＣＣＤと略記）２５が配置されており、このＣＣＤ２５は、結像された光学像を光電変換する。
このＣＣＤ２５は信号線２６を介してビデオプロセッサ４内のＣＣＤドライバ２９と、プリアンプ３０に接続される。なお、信号線２６は、実際には、図示しないコネクタを介してビデオプロセッサ４と着脱自在に接続される。

ＣＣＤドライバ２９からのＣＣＤドライブ信号の印加によりＣＣＤ２５により光電変換された撮像信号は、プリアンプ３０により増幅された後、相関２重サンプリング及びノイズ除去等を行うプロセス回路３１を経てＡ／Ｄ変換回路３２に入力されると共に、調光回路３３に入力される。
このＡ／Ｄ変換回路３２によりアナログ信号からデジタル信号の画像データに変換された後、ホワイトバランス回路３４に入力され、ホワイトバランスの処理が行われた後、オートゲインコントロール回路（ＡＧＣ回路と略記）３５に入力され、所定レベルまで増幅される。
なお、ＡＧＣ回路３５は、光源装置３の絞り装置１３による照明光量での調光動作が優先して行われ、この絞り装置１３の開口が開放状態に達した後、その開放状態の情報に基づいて、ＡＧＣ回路３５により不足する信号レベルが増大するように増幅する動作を行う。

また、調光回路３３は、プロセス回路３１の出力信号から、光源装置３の絞り装置１３の開口量を調整して適正な照明光量に制御する調光信号を生成する。
上記ＡＧＣ回路３５の出力データは、ノイズ抑制回路３６に入力されると共に、切替スイッチ４０を介してγ補正回路４１に入力される。
切替スイッチ４０は、モード切替スイッチ２０の操作により、モード切替回路２１を介して通常モード時には、接点ａが選択され、ＮＢＩモード時には接点ｂが選択される。従って、本実施例においては、ノイズ抑制回路３６側（ノイズ抑制回路３６から面順次回路３９まで）は、ＮＢＩモードが選択された場合に機能する。
ノイズ抑制回路３６は、タイミングジェネレータ４９からのタイミング信号が送信され、回転フィルタ１４の第２のフィルタ組が光路上に配置された状態で撮像される情報を取得する。そして、ノイズ抑制回路３６は、タイミング信号を用いて、第２のフィルタ組による（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２の照明下でそれぞれ撮像した色成分画像としての）Ｒ、Ｇ、Ｂの画像データ毎にノイズ抑制の処理を行う場合の各種パラメータを切替える。

ノイズ抑制回路３６の出力データは、同時化回路３７に入力され、同時化された後、色変換回路３８に入力され、この色変換回路３８により色変換の処理が行われる。この色変換回路３８は、同時化されたＲＧＢ画像情報を３×３のマトリクスにより色変換する。これにより、ＮＢＩモードで再現される画像情報の視認性を向上する。
この場合におけるＲＧＢからＲ′Ｇ′Ｂ′に色変換する変換式は、３行３列のマトリクスＫを用いて、以下の式（１）とする。

ここで、Ｋは、例えば３個の実数成分ｋ１〜ｋ３（その他の成分は０）からなり、この式（１）ような変換式により、ＲＧＢカラー信号におけるＢの色信号の重み付け（比率）が最大となっている。換言すると、長波長となるＲ２フィルタの透過光により画像化されたＲの色信号を抑圧し、短波長側のＢの色信号を強調してＲＧＢカラー画像として表示されるようにする。

上記（１）式では、Ｒの色信号を完全に抑圧している例で示しているが、Ｒの色信号成分を一部残す色変換を行うようにしても良い。また、（１）式のようにＲの色信号を完全に抑圧する場合には、実施例３で説明しているようにＲ２は照明光として用いないで、Ｇ２，Ｂ２の照明光のみ用いるようにして良い。
この色変換回路３８の出力信号（Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′であるが簡単化のためＲ、Ｇ、Ｂを用いて説明する）は、面順次回路３９に入力される。面順次回路３９は、フレームメモリにより構成され、同時に格納されたＲ、Ｇ、Ｂの画像データを色成分画像として順次読み出すことにより面順次の画像データに変換される。この面順次の画像データＲ，Ｇ，Ｂは、切替スイッチ４０を経てγ補正回路４１に入力され、γ補正された後、拡大回路４２に入力されて拡大補間処理された後、強調回路４３に入力される。
この強調回路４３により、構造強調或いは輪郭強調が行われた後、セレクタ４４を経て同時化回路４５に入力される。この同時化回路４５は、３つのメモリ４５ａ、４５ｂ、４５ｃにより形成されている。

同時化回路４５により同時化された信号データは、画像処理回路４６に入力され、動画の色ずれ補正等の画像処理が施された後、Ｄ／Ａ変換回路４７ａ、４７ｂ、４７ｃ及び符号化回路４８に入力され、これらＤ／Ａ変換回路４７ａ、４７ｂ、４７ｃによりアナログの映像信号に変換された後、観察モニタ５に入力される。
観察モニタ５は、入力される映像信号に対応した内視鏡画像を表示する。また、符号化回路４８により圧縮された内視鏡画像信号はファイリング装置６に入力されて、記録される。また、ビデオプロセッサ４内には、タイミングジェネレータ４９が設けてあり、光源装置３の制御回路１６からの回転フィルタ１４の回転に同期した同期信号が入力され、この同期信号と同期した各種タイミング信号を上記各回路に出力する。
また、電子内視鏡２には、各電子内視鏡２に固有の内視鏡識別情報（スコープＩＤと略記）を発生するスコープＩＤ発生回路２８が設けてある。本発明では、このスコープＩＤにおけるＣＣＤ２５の情報を信号処理に利用するようにしている。
つまり、このスコープＩＤは、ノイズ抑制回路３６に入力され、実際に使用されているＣＣＤ２５の種別等に応じたノイズ抑制の処理を行うことができる。なお、ＣＣＤ２５の種別、ＡＧＣ回路３５のＡＧＣゲイン値等によりノイズ抑制回路３６の重み付け係数を変更する場合の説明は実施例２で行う。

また、電子内視鏡２には、モード切替の指示を行うモード切替スイッチ２０が設けられており、このモード切替スイッチ２０の出力は、ビデオプロセッサ４内のモード切替回路２１に出力される。
モード切替回路２１は、モード切替の指示信号に応じた制御信号を、調光制御パラメータ切替回路５０及び光源装置３の移動モータ１８に出力すると共に、切替スイッチ４０の切替を制御する。この切替スイッチ４０は、通常モードの場合には、接点ａが選択され、狭帯域観察モード（ＮＢＩモードと略記）の場合には接点ｂが選択されるようになる。調光制御パラメータ切替回路５０は、回転フィルタ１４の第１のフィルタ組あるいは第２のフィルタ組に応じた調光制御パラメータを調光回路３３に出力し、調光回路３３はモード切替回路２１からの制御信号及び調光制御パラメータ切替回路５０からの調光制御パラメータに基づき光源装置３の絞り装置１３を制御し適正な明るさ制御を行うようになっている。

図５は、ノイズ抑制回路３６の内部構成を示す。ノイズ抑制回路３６には、面順次のＲ，Ｇ，Ｂの画像データが入力画像データとして入力される。入力画像データは、図示していないメモリに記憶され、画像の左上から右下に向かって、中心画素を１画素ずつずらしながら、ｎ×ｎ画素の画像データとして読み出され、フィルタ部５１を構成する複数のフィルタＡ１、Ａ２、…、Ａｘ、…、Ａｐに入力されると共に、小領域での明るさを算出する平均画素値算出部５２に入力される。
フィルタ部５１は、３×３，５×５等、奇数ｎとしたフィルタサイズｎ×ｎからなるｐ（＝ｎ×ｎ）個のフィルタで構成され、各フィルタＡｘ（ｘ＝１、２、…、ｐ）は、入力画像データと畳み込み処理を行い、それぞれのフィルタ処理結果を重み付け部５３及びＬＵＴ５６に出力する。
フィルタ部５１におけるｐ個のフィルタＡｘの係数は、Ｒ、Ｇ、Ｂ画像データ毎にタイミングジェネレータ４９からのタイミング信号（より具体的には切替信号）により切り替えられ、フィルタ係数格納部５４から読み出されて設定される。

フィルタＡｘの係数は、予めサンプルの内視鏡画像（具体的には、ＮＢＩモードにより撮像した内視鏡画像）からＲ，Ｇ，Ｂ毎の標本データを作成し、そのＲ，Ｇ，Ｂ毎の標本データの共分散行列の固有ベクトルで与える。
この場合の固有ベクトルは、互いに直交する特性のベクトルとなり、Ｋａｒｈｕｎｅｎ−Ｌｏｅｖｅ変換（ＫＬ変換と略記）行列となる。また、固有ベクトルと固有値とは組となっており、固有値が大きい固有ベクトルほど、その固有ベクトルで直交変換することにより、低い周波数に相当する周波数成分が求められる。
本実施例では、ｐ個のｐ次元の固有ベクトルを固有値の大きい順に、フィルタＡ１，Ａ２、…、Ａｐとして前記フィルタ係数格納部５４に格納されている。この場合、フィルタＡ１，Ａ２、…、Ａｐは、低い周波数成分に相当する変換係数を与えるフィルタ係数から順次高い方に相当するフィルタ係数に並び替えた配列となる。

そしてフィルタ部５１は、入力画像データに対して、ｐ個のフィルタ係数を用いて直交変換するフィルタ処理を行い、フィルタ処理したフィルタ処理結果（直交変換係数）を重み付け部５３に出力する。
上記平均画素値算出部５２は、フィルタ部５１でフィルタ処理に用いるのと同じ入力画像データにおけるｎ×ｎ画素における画素値の平均値を算出して、その算出結果をＬＵＴ５６に出力する。

重み付け部５３も、ｐ（＝ｎ×ｎ）個の重み付け回路Ｗ１、Ｗ２、…、Ｗｐ（図５では重み付けＷ１、Ｗ２、…、Ｗｐと略記）からなり、各フィルタＡｘによるフィルタ処理結果が、対応する重み付け回路Ｗｘに入力される。
また、各重み付け回路５３Ｗｘは、フィルタＡｘから出力されるフィルタ処理結果に対して重み付けする。そして、重み付け回路５３Ｗｘにより重み付けしたｐ（＝ｎ×ｎ）個の処理結果を、逆フィルタ処理を行う逆フィルタ部５５に出力する。
重み付け部５３の重み付け回路５３Ｗｘにより重み付けする重み付け係数Ｗは、ＬＵＴ５６に予め格納されており、平均画素値算出部５２で算出された平均画素値及びフィルタＡｘの出力に応じた重み付け係数ＷがこのＬＵＴ５６から読み出されて重み付け回路５３Ｗｘにセットされ、セットされた重み付け係数Ｗにより重み付けされる。

逆フィルタ部５５は、重み付け部５３の出力に対して、逆フィルタ処理してノイズ抑制を施した画像データを生成する。生成された画像データは、入力画像データのｎ×ｎ画素の中心画素における画素値とされる。
本実施例においては、重み付け部５３は、フィルタ部５１によるフィルタ処理結果の絶対値｜Ｃｏｅｆ｜を変数として、図６（Ａ）或いは図６（Ｂ）に示すような特性により決定される重み付け係数Ｗの値がフィルタ処理結果Ｃｏｅｆに乗算される。
図６（Ａ）或いは図６（Ｂ）に示す重み付け関数の特性は、２つのパラメータＣｔｈ１、Ｃｔｈ２により決定される。より具体的には、パラメータＣｔｈ１は、重み付け係数Ｗが１になる値を決定する閾値であり、また他方のパラメータＣｔｈ２は、重み付け係数Ｗが０になる値を決定する閾値である。

また、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）の特性を決定するパラメータ（閾値）Ｃｔｈ１ａ、Ｃｔｈ２ａと、パラメータ（閾値）Ｃｔｈ１ｂ、Ｃｔｈ２ｂは、夫々画像の局所領域の暗い場合と明るい場合を示している。
これらのパラメータＣｔｈ１ａ、Ｃｔｈ２ａ及びＣｔｈ１ｂ、Ｃｔｈ２ｂは、図７において、平均画素値算出部５２の算出値、つまりｎ×ｎ画素内の画素値の平均値Ｐａｖにより決定される。
つまり、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）のパラメータＣｔｈ１ａ、Ｃｔｈ２ａ及びＣｔｈ１ｂ、Ｃｔｈ２ｂは、図７における平均値Ｐａｖが小さい場合のＰａｖａと、大きい場合のＰａｖｂとの場合にそれぞれ対応して決定される。
そして、重み付け部５３は、フィルタ処理結果の出力が第１の所定値としてのパラメータＣｔｈ１よりも大きい場合には、フィルタＡｘの出力によらず第１の所定の重み係数（具体的には１）を設定し、これに対してフィルタ処理結果の出力が第１の所定値よりも小さい場合には、フィルタＡｘの出力に応じて重み係数をより小さな値に変更する。更に、前記第１の所定値は、前記明るさ算出手段の出力に応じて変更している。

具体的には、平均値Ｐａｖが小さい（暗い）場合には、第１の所定の重み係数（具体的には１）となるパラメータＣｔｈ１を大きな値とし、平均値Ｐａｖが大きい（明るい）場合には、パラメータＣｔｈ１を小さな値に変更するように、平均画素値算出部５２の出力に応じて、パラメータＣｔｈ１を変更している。

また、本実施例では、第２の所定値としてのパラメータＣｔｈ２も平均画素値算出部５２の出力に応じて変更している。このパラメータＣｔｈ２は、フィルタ処理結果の出力に対して重み付け係数を０に設定するものであり、フィルタ処理結果の出力に含まれるノイズを有効に除去するレベルに設定する。
そして、パラメータＣｔｈ２とＣｔｈ１との間は、重み付け係数が０から１まで変化することになる。
このように平均画素値算出部５２の出力に応じてＣｔｈ１、Ｃｔｈ２が変化する重み付け関数に基づき、フィルタ処理結果の絶対値｜Ｃｏｅｆ｜に応じた重み係数がフィルタＡｘによるフィルタ処理結果毎に設定される。

なお、図７に示すように、平均値Ｐａｖが十分に大きな値である時には、Ｃｔｈ１＝Ｃｔｈ２＝０．０となり、重み係数Ｗは、フィルタ処理結果によらず、値１となる為、後述する逆フィルタ処理により元の画像データを出力することができ、鮮鋭度劣化のない画像データが得られる。

重み付け部５３の出力に対して逆フィルタ処理を行う逆フィルタ部５５は、重み付け部５３から出力されるｐ個の処理結果に対して、フィルタＡｘのマスク（ｎ×ｎサイズ）中心のフィルタ係数との積和（内積）を行う積和演算を行うことにより、フィルタ処理後の出力結果をもとの注目画素における画像データに戻す処理、つまり逆フィルタ処理（より具体的には逆ＫＬ変換処理）を行う。

具体的には、フィルタＡｘの出力をそれぞれ重み付け回路Ｗｘにより重み付けした処理結果をＤｘ（ｘ＝１，２，…，ｐ）とし、フィルタＡｘの中心のフィルタ係数をＡｘ，ｍ（ここで、Ａｘ，ｍは、Ａｘのｍ番目の係数（ｍは、ｐを奇数としてｐ／２を四捨五入した整数値、換言すると（ｐ＋１）／２）））とすると、

となる。ここで、総和記号Σは、Ｄｘ及びＡｘ，ｍの積Ｄｘ・Ａｘ，ｍを、ｘ＝１からｐまで加算することを表している。
そして、上記（２）式による積和演算による逆フィルタ処理結果を、ｎ×ｎ画素の小領域での中心画素に対するノイズ抑制回路３６による処理結果の画素値として後段の回路（図１の同時化回路３７）側に出力する。

上記のように本実施例においては、２つのパラメータＣｔｈ１、Ｃｔｈ２及びフィルタ処理結果の出力により重み付け係数Ｗが決定されると共に、重み付け関数は、図７に示すように平均画素値算出部５２の算出値としての平均値Ｐａｖを変数とした関数ｆ、ｇにより２つのパラメータＣｔｈ１、Ｃｔｈ２を介して決定されるようになっている。
この場合、図７に示す両関数ｆ、ｇは、単調減少の特性を有する。また、関数ｆの傾きは、他方の関数ｇよりも緩やかとなっている。
このように両関数ｆ、ｇが設定されているため、例えば平均画素値算出部５２の平均値Ｐａｖが低い値Ｐａｖａの場合と高い値Ｐａｖｂとの場合では、図６（Ａ）と図６（Ｂ）に示す重み付け関数が異なり、重み付け部５３により重み付けされる重み付け係数Ｗが異なることになる。

図７と図６（Ａ）及び図６（Ｂ）の比較から分かるように、平均画素値算出部５２の平均値Ｐａｖが低い（小さい）Ｐａｖａであると、フィルタ処理結果Ｃｏｅｆに対して重み付け係数Ｗが低い値となるように設定され、逆に平均画素値算出部５２の平均値Ｐａｖが高い（大きい）Ｐａｖｂであると、フィルタ処理結果Ｃｏｅｆに対して重み付け係数Ｗが大きな値となるように設定されるようになる。
つまり、図６（Ａ）の場合の重み付け係数Ｗの場合には、フィルタ処理結果Ｃｏｅｆがかなり大きな閾値Ｃｔｈ１ａ以上になった場合に、初めて重み付け係数Ｗが１となり、その値より少し小さい閾値Ｃｔｈ２ａ以下であると、重み付け係数Ｗが０になってしまう。従って、この場合には、フィルタ処理結果Ｃｏｅｆが重み付け係数Ｗにより抑圧されて出力されることになる。

これに対して、図６（Ｂ）の場合の重み付け係数Ｗにおいては、フィルタ処理結果Ｃｏｅｆが０より大きいと、その場合における重み付け係数Ｗは０より大きく、かなり低い閾値Ｃｔｈ１ｂ以上になると、重み付け係数Ｗが１となり、フィルタ処理結果Ｃｏｅｆの値がそのまま出力される。
本実施例におけるノイズ抑制回路３６は、このように局所領域における明るさに応じて、その明るさが暗い程、同じフィルタ処理結果の値に対する重み付けを小さくすることにより、暗い画像領域におけるノイズを有効に抑制し、かつ明るさが明るい程、それに対する重み付けを大きくすることにより、明るい画像領域の画像情報のコントラストを維持するようにしている。
なお、フィルタＡ１のフィルタ処理結果に対する重み係数Ｗは、常に１．０とする。これにより、ＤＣ成分を保持する。
次に、このように構成された本実施例の内視鏡装置の作用について説明する。
図１に示すように電子内視鏡２を光源装置３やビデオプロセッサ４に接続して、電源を投入する。初期状態では、例えば通常観察状態に設定される。
通常観察時には、照明光の光路上に回転フィルタ１４の第１のフィルタ組であるＲ１フィルタ１４ｒ１，Ｇ１フィルタ１４ｇ１，Ｂ１フィルタ１４ｂ１に位置するようにビデオプロセッサ４内のモード切替回路２１が制御信号により移動モータ１８を制御する。

体腔内組織の通常観察時におけるＲ１フィルタ１４ｒ１，Ｇ１フィルタ１４ｇ１，Ｂ１フィルタ１４ｂは、図３に示したように各波長域がオーバーラップしており、Ｂ１フィルタ１４ｂ１によるＣＣＤ２５で撮像される撮像信号は、生体組織の浅層での組織情報を多く含む浅層及び中層組織情報を有するバンド画像が撮像される。また、Ｇ１フィルタ１４ｇ１によるＣＣＤ２５で撮像される撮像信号には、生体組織の中層での組織情報を多く含む浅層及び中層組織情報を有するバンド画像が撮像され、さらにＲ１フィルタ１４ｒ１によるＣＣＤ２５で撮像される撮像信号には、深層での組織情報を多く含む中層及び深層組織情報を有するバンド画像が撮像される。
そしてビデオプロセッサ４により、これらＲＧＢ撮像信号を同時化して信号処理することで、内視鏡画像としては所望あるいは自然な色再現の内視鏡画像を得ることが可能となる。

なお、この通常観察の場合には、ビデオプロセッサ４は、ＡＧＣ回路３５を通った画像データは、ノイズ抑制回路３６等の処理を行わないで、切替スイッチ４０を経てγ補正回路４１に入力される。そして、γ補正処理、拡大処理、構造強調処理等が行われた後、セレクタ４４を介して同時化回路４５に入力され、同時化された後、さらに動画色ずれの補正等が行われた後、アナログの色信号に変換されて観察モニタ５の表示面に内視鏡画像が表示される。
一方、電子内視鏡２のモード切替スイッチ２０が押されると、その信号がビデオプロセッサ４のモード切替回路２１に入力される。モード切替回路２１は、光源装置３の移動モータ１８に制御信号を出力することで、通常観察時に光路上にあった回転フィルタ１４の第１のフィルタ組を移動させ、第２のフィルタ組を光路上に配置するように回転フィルタ１４を移動し、ＮＢＩモードにする。

第２のフィルタ組によるＮＢＩモード時におけるＲ２フィルタ１４ｒ２，Ｇ２フィルタ１４ｇ２，Ｂ２フィルタ１４ｂ２は、図４に示したように離散的で狭帯域の分光特性を有するため、回転フィルタ１４の回転により、狭帯域な面順次光となる。
この場合、Ｂ２フィルタ１４ｂ２によるＣＣＤ２５で撮像される撮像信号には、浅層での組織情報を有するバンド画像が撮像され、また、Ｇ２フィルタ１４ｇ２によるＣＣＤ２５で撮像される撮像信号には中層での組織情報を有するバンド画像が撮像され、さらにＲ２フィルタ１４ｒ２によるＣＣＤ２５で撮像される撮像信号には深層での組織情報を有するバンド画像が撮像される。
この時、図３及び図４から明らかなように、第１のフィルタ組による透過光量に対して第２のフィルタ組による透過光量は、その帯域が狭くなるため減少するため、調光制御パラメータ切替回路５０は、回転フィルタ１４の第２のフィルタ組に応じた調光制御パラメータを調光回路３３に出力することで、調光回路３３は絞り装置１３を制御する。

このようにＮＢＩモード時には、照明光量が通常モード時よりも大幅に減少するため、絞り装置１３は開放状態に設定される場合が多い。
また、絞り装置１３が開放状態に設定されても、通常モード時に比較すると、照明光量が小さい状態になることがある。その場合には、照明光量が小さいことによる明るさの不足分を撮像された画像を増幅することで電気的に補正するが、単にＡＧＣ回路３５による増幅率のアップ等では暗い画像部分でのノイズが目立つ画像になってしまうので、本実施例では図５に示したノイズ抑制回路３６を通すことにより、以下に説明するように暗部領域におけるノイズを抑制しつつ、明部領域のコントラスト低下を軽減する。
Ａ／Ｄ変換回路３２によりデジタル信号に変換され、ＡＧＣ回路３５により増幅されたＲ、Ｇ、Ｂの画像データは、図５に示すようにノイズ抑制回路３６を構成するフィルタ部５１に入力され、フィルタ部５１を構成するサイズｎ×ｎのｐ個のフィルタＡ１、Ａ２、…、Ａｐに入力されると共に、平均画素値算出部５２に入力される。

フィルタ部５１は、入力画像データに対して、サンプルの画像データにより予め求められたＫＬ変換行列に基づくフィルタ係数を用いて、フィルタ処理される。そして、フィルタ処理結果は、重み付け部５３に出力される。
また、平均画素値算出部５２は、フィルタ部５１で空間フィルタ処理に用いるのと同じ入力画像データのｎ×ｎ画素の小領域（局所領域）の画素値に対して平均値Ｐａｖを算出する。その平均値Ｐａｖ及びフィルタ処理結果の値に応じてＬＵＴ５６を介して重み付け部５３の重み付け回路Ｗ１、Ｗ２、…、Ｗｐの重み付け係数Ｗを設定する。
本実施例においては、重み付け係数Ｗは、図７に示すように平均値Ｐａｖの値に応じてその特性を決定する２つのパラメータＣｔｈ１，Ｃｔｈ２が設定された後、フィルタ処理結果Ｃｏｅｆの絶対値に応じて決定される。これらのパラメータＣｔｈ１，Ｃｔｈ２により、例えば暗い画像部分の場合には、図６（Ａ）のように設定され、逆に明るい画像部分の場合には図６（Ｂ）のように設定される。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）では、暗い場合でのＣｔｈ１ａ、Ｃｔｈ２ａと、明るい場合でのＣｔｈ１ｂ、Ｃｔｈ２ｂとの場合で示している。

図６（Ａ）及び図６（Ｂ）のように重み付け係数が設定されるため、フィルタＡｘによるフィルタ処理結果Ｃｏｅｆｘ（図６ではＣｏｅｆ）の絶対値が小さい場合、つまり、Ｓ／Ｎが低いと考えられる部分では重み付け係数Ｗの値が小さく、フィルタ処理結果Ｃｏｅｆｘの絶対値が大きい場合には重み付け係数が大きくされる。
従って、この重み付け部５３により重み付け処理により、平均値Ｐａｖが小さい場合には図８（Ａ）の入力データに対して図８（Ｂ）のような処理結果となる。なお、図８は、フィルタ処理した各周波数成分で示している。
図８（Ａ）に示すようにパラメータＣｔｈ２の値をランダムノイズの程度に設定することにより、そのノイズを有効に抑制し、かつ高Ｓ／Ｎの画像情報に基づく周波数成分の低下を軽減した図８（Ｂ）の処理結果を得ることができる。つまり、ノイズに対しては、その抑制効果が大きく、かつ相対的に高Ｓ／Ｎの周波数成分が同時に低減されるのをパラメータＣｔｈ１の値により回避するようにしている。従って、暗い画像領域での粘膜に基づく画像情報のコントラストの低下を軽減できることになる。

一方、平均値Ｐａｖが大きい場合には、パラメータＣｔｈ２は、０となり、かつもう１つのパラメータＣｔｈ１も低い値に設定されるため、重み付け部５３に入力されるフィルタ処理結果Ｃｏｅｆは、殆どそのまま出力される処理となる。
従って、重み付け部５３により重み付け処理により、平均値Ｐａｖが大きい場合には図９（Ａ）の入力データに対して図９（Ｂ）のような処理結果となる。この場合には、重み付け部５３に入力される入力データが殆どそのまま出力されることになる為、明るい画像領域ではコントラスト低下を回避することができることになる。
重み付け部５３の各重み付け回路Ｗｘにより重み付け処理された処理結果の出力は、逆フィルタ部５５に入力され、上記のようにフィルタ部５１の各フィルタＡｘにおける中心のフィルタ係数Ａｘ，ｍとの積和演算による逆フィルタ処理（より具体的には、逆ＫＬ変換）が行われてノイズ抑制された画素値の画像データが次段の同時化回路３７に出力される。

上記ノイズ抑制回路３６は、例えばＲの画像データの１フレーム分の処理が終了すると、同時化回路３７のＲ用フレームメモリに格納される。そして、ノイズ抑制回路３６は、次のＧの画像データの１フレーム分の処理を開始し、その処理が終了すると、処理されたＧの画像データは、同時化回路３７のＧ用フレームメモリに格納される。
この場合、タイミングジェネレータ４９は、ノイズ抑制回路３６のフィルタ係数格納部５４のフィルタ係数及びＬＵＴ５６の重み係数のテーブルを切り替えて、Ｇの画像データに対応したフィルタ係数で、同様にフィルタ処理等を行う。また、Ｇの画像データの１フレーム分の処理が終了すると、Ｂの画像データの１フレーム分の処理を開始し、その処理が終了すると、処理されたＢの画像データは、同時化回路３７のＢ用フレームメモリに格納される。この場合にも、ノイズ抑制回路３６は、Ｂの画像データに対応したフィルタ係数で同様にフィルタ処理等を行うことになる。

同時化回路３７に格納されたＲ，Ｇ，Ｂの画像データは、同時に読み出され、色変換回路３８に入力され、この色変換回路３８は、カラー表示した場合の視認特性を良好なものとするために表示色を変換する処理を行う。この色変換回路３８により色変換されたＲＧＢの画像データは、面順次回路３９により面順次信号に変換される。
面順次信号は、切替スイッチ４０を経てγ補正回路４１側に入力され、以後は通常モードの場合と同様の処理が行われた後、観察モニタ５にＮＢＩモードのＮＢＩ画像が表示される。
上記ノイズ抑制回路３６による全体的な処理手順は、図１０に示すようになる。ノイズ抑制回路３６の動作が開始すると、ステップＳ１において処理対象画像データの有無が判定される。

具体的には、ＲＧＢ画像データの何れかがノイズ抑制回路３６に入力され、中心画素を１画素ずつずらしながら、画像の先頭から後尾へ向かって順次ｎ×ｎ画素の画像データを抽出して処理対象の画像データとするが、抽出すべきｎ×ｎ画素の画像データがあるか否かが判定され、無い場合にはこの処理を終了し、ありと判定されると次のステップＳ２の処理に進む。
ステップＳ２において、処理対象画像データからｎ×ｎ画素の画像データが抽出され、次のステップＳ３によりｎ×ｎ画素の画像データにフィルタ部５１のフィルタＡ１〜Ａｐによりフィルタ処理が行われると共に、ステップＳ４に示すように平均画素値算出部５２により平均値Ｐａｖが算出される。
平均値Ｐａｖが算出されると、ステップＳ５に示すようにその平均値Ｐａｖにより、フィルタ出力に対する重み付け関数の設定が行われる。

さらにステップＳ６において、後述する実施例２で説明するＡＧＣゲイン値、ノイズ抑制部（ＮＲレベル調整部）によるノイズ抑制レベル、強調回路４３による強調レベル、ＣＣＤ種別により重み付け関数の補正を行った後、ステップＳ７に進む。
このステップＳ７において、ステップＳ３によるフィルタ処理のフィルタ出力毎に、重み付け関数、即ちＬＵＴ５６を参照して、フィルタ処理結果の値に応じた重み付け係数Ｗを求め、フィルタ処理結果と乗算して重み付けを行う。
この重み付けの処理により、特に暗部領域でのノイズを有効に抑圧し、かつ明部領域でのコントラスト低下を回避して、次のステップＳ８に進む。
このステップＳ８において、各周波数成分での重み付けの処理結果に対して各フィルタＡｘの所定係数との積和演算を行って逆フィルタ処理を行い、ｎ×ｎ画素の中心画素の画素値を求めた後、ステップＳ１に戻る。ステップＳ１は再び処理対象の画素データの有無を判定し、有ればさらに次のステップＳ２において、上述したｎ×ｎ画素の中心画素に隣接するｎ×ｎ画素の画像データが抽出され、同様の処理が繰り返される。
このようにして、処理対象となる画像データ全てに対して上述した処理が繰り返され、画像データ全てに対して処理が行われると、この処理を終了する。
本実施例によれば、上述したように、画像における局所的な明るさとフィルタ処理結果Ｃｏｅｆの値に応じて、フィルタ処理結果Ｃｏｅｆに対する重み付けを変えることにより、暗部で特に目立つ印象を与えるノイズを有効に抑制し、かつノイズ以外の画像のコントラスト低下を軽減し、また明部でのコントラスト低下を回避できる。

従って、本実施例によれば、特に暗い画像部分が存在する場合にも、診断に適した内視鏡画像を得ることができる。
なお、本実施例においては、フィルタ係数、重み付け係数ＷをＲ、Ｇ、Ｂの画像毎に切り替えるようにしていたが、Ｒ、Ｇ、Ｂの画像で切り替えることなく共通化してノイズ抑制回路３６の回路規模を低減化するように変形した構成にしても良い。
また、上述の説明では、サンプルの画像データに対してＫＬ変換基底をフィルタ係数に用いてノイズ抑制を行っていたが、他の変形例として、離散コサイン変換（ＤＣＴ）基底を採用して、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像に共通のフィルタ処理を行うようにしても良い。
このＤＣＴを用いた場合、フィルタ係数に対称性を持たせられることになるので、回路規模を低減化できると共に、ノイズ抑制のために必要となる演算数も削減できるため、高速処理が可能となる。

また、上述の説明では、フィルタ部５１全体に対して、重み付け部５３の重み付け係数Ｗを設定する、共通のＬＵＴ５６を用いたが、各フィルタＡｘの出力毎に専用のＬＵＴ５６を設けるようにしても良い。
このようにすると、重み付けの自由度があがるため、特に暗い画像情報のコントラスト低下を抑えつつ、ノイズ抑制効果を向上させることが可能となる。例えば、ランダムノイズ以外に内視鏡システムや撮像素子、ある狭帯域光によって得られる画像情報等において特異的となるようなノイズが存在する場合、その周波数成分に対応するフィルタ処理結果に対する重み付け係数を適切に設定することにより、そのノイズを有効に抑制することができる。そして、診断に適した画像が得られるようになる。

（実施例２）
次に本発明の実施例２を図１１等を参照して説明する。本実施例は、実施例１を変形した構成にしたものである。本実施例は、異なる種別の撮像手段を備えた電子内視鏡が接続されたような場合や、輪郭或いは構造強調のレベルを変更したりした場合にも、ノイズ抑制を有効に行うことができるようにすることを目的とする。
実施例１においては、ノイズ抑制回路３６は、ＣＣＤ２５の種別等に依存しないで共通に使用していたが、本実施例では、ＣＣＤ２５の種別、動作状態（ＡＧＣ ＯＮ）に設定された場合のＡＧＣ回路３５のゲイン値、強調回路４３の強調レベルに応じて、その重み付け部による重み付け係数を変更する構成にしている。その他の構成は、実施例１と同様である。
図１１は本発明の実施例２におけるノイズ抑制回路３６の周辺部の回路構成を示す。本実施例においても、実施例１で説明したように、ＡＧＣ回路３５の出力信号はノイズ抑制回路３６に入力され、ノイズ抑制がされた後、図１では示している同時化回路３７等を経て強調回路４３に入力される。

また、本実施例では、ＡＧＣ回路３５のＡＧＣゲインの情報と、強調回路４３による強調レベルの情報と、電子内視鏡２に設けられたＣＣＤ種別検知回路２８Ｂにより検知されたＣＣＤ２５の種別の情報とがノイズ抑制回路３６に入力されるようになっている。なお、図１１に示すＣＣＤ種別検知回路２８ＢによるＣＣＤ種別検知を、図１のスコープＩＤ発生回路２８によるスコープＩＤから行うようにしても良いし、ビデオプロセッサ４に着脱自在で接続される図示しないコネクタの接続ピンによりＣＣＤ２５の種別を検知できるようにしても良い。
より具体的には、図１２に示すようにノイズ抑制回路３６におけるＬＵＴ５６′に、フィルタ部５１の出力、平均画素値算出部５２の出力となる平均値（出力値）、ＣＣＤ２５の種別、ＡＧＣ回路３５のＡＧＣゲイン値、強調回路４３の強調レベルの各情報が入力され、これらの情報により、（パラメータＣｔｈ１、Ｃｔｈ２を変更し）重み付け部５３の重み付け係数Ｗが適切に変更設定される。

例えば、ＣＣＤ２５は、そのＣＣＤ２５の種別によりノイズレベルが異なる場合があり、本実施例においては、ＣＣＤ２５の種別により異なるノイズレベルに応じてそのノイズレベルに対応した重み付け係数に変更するようにしている。
具体的にはＣＣＤ２５として、例えば種別が異なり、ノイズが少ない方から４種のＣＣＤ２５Ａ、２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄがあるとした場合、対応する重み付け係数もノイズの値に比例などさせて設定する。例えば、ＣＣＤ２５Ｉ（Ｉ＝Ａ〜Ｄ）の種別を検知した場合、その種別に対応した補正係数ＣＩをパラメータＣｔｈ（ここで、ＣｔｈはＣｔｈ１，Ｃｔｈ２を総称したもの）に乗算する。ここで、ＣＡ＜ＣＢ＜ＣＣ＜ＣＤである。

このように設定することにより、ノイズレベルの大きなＣＣＤに対しては、小さな重み付け係数を与えることができる為、ＣＣＤの種別によらず、適切な抑制効果を得ることが可能になる。

また、ＡＧＣ回路２５によるゲイン値により、ノイズ抑制の効果が変動してしまわないように、そのゲイン値に応じて重み付け係数の値を補正する。
具体的には、ゲイン値が増大されると明るさの平均値Ｐａｖが見かけ上、ゲイン値に比例して大きくなるため、図７の関数ｆ（Ｐａｖ）、ｇ（Ｐａｖ）を変更する必要があり、例えば図７の横軸のＰａｖや縦軸のＣｔｈのスケールをゲイン倍する。
図１３は、例えば点線で示す特性は、ゲインが１の場合のパラメータＣｔｈ１，Ｃｔｈ２の値により設定される重み付け係数Ｗに対して、ゲイン値をａ倍に増大（図１３ではａ＝２）にした場合における重み付け係数Ｗ（実線）を示す。ここで、実線で示す場合のパラメータＣｔｈ１′，Ｃｔｈ２′の値は、
Ｃｔｈ１′＝Ｃｔｈ１×ａ
Ｃｔｈ２′＝Ｃｔｈ２×ａ
となっている。

このように補正することにより、ゲインによって変化するフィルタ処理結果Ｃｏｅｆに応じて重み係数Ｗを変更するので、ゲインに依存しないノイズ抑制を行うことができる。
ゲインの値で重み付け係数を補正する代わりに、明るさ算出手段となる平均画素値算出部５２の出力部に、この平均画素値算出部５２の出力をゲイン値で除算する除算器を設け、また各フィルタＡｘの出力部に夫々のフィルタ処理結果をゲイン値で除算する除算器を設けて、更に各重み付け回路Ｗｘの出力部に夫々の重み付け結果をゲイン値で乗算する乗算器を設けるようにしても良く、この場合には重み付け係数を補正しなくても良い。
また、強調回路４３により構造強調を行う場合には、その強調レベルにより強調量が増大するにつれ重み付け係数Ｗの値が小さくなるように強調レベルに対応した補正係数ＣｊをパラメータＣｔｈに乗算する。
このようにすることにより、構造強調を増大させた場合、通常はノイズも目立つようになるが、本実施例においては暗い画像領域で、ノイズが目立つことを軽減できるようになる。
また、構造強調を行う場合、特定の周波数成分を強調する場合には、その周波数に該当するフィルタ出力結果に対する重み付け係数Ｗの値を小さくするようにしても良い。

その他は、実施例１とほぼ同様の構成である。
このような構成による本実施例によれば、実施例１の場合と同様の効果を有すると共に、さらにＣＣＤ２５の種別、ＡＧＣ回路３５のゲイン値、強調回路４３の強調レベルが変更された場合に対しても適切にノイズ抑制ができる。
つまり、ＣＣＤ２５の種別等が変更された場合にも、それらに対応して、特に暗い画像部分で目立つようになるノイズを有効に抑制し、かつノイズ以外の画像部分のコントラストが低下することを軽減して、診断し易い画像を得ることができる。
本実施例の第１変形例として、例えばビデオプロセッサ４におけるフロントパネル等に、ノイズ抑制レベル（ＮＲレベルと略記）を調整するＮＲレベル調整部を設け、このＮＲレベル調整部におけるＮＲレベルを可変設定する摘み（或いはスイッチ）を操作して、ＮＲレベルを変化すると、その変化に応じて重み付け部５３の重み付け係数も変更するようにしても良い。

具体的には、この摘みを小さいＮＲレベルから大きなＮＲレベルに変更した場合、図１４に示すように重み付け部５３の重み付け係数Ｗを決定するパラメータＣｔｈ（つまりＣｔｈ１，Ｃｔｈ２）を点線で示す特性から実線で示す特性のようにシフトさせる。なお、図１４では上述のパラメータＣｔｈ１，Ｃｔｈ２をまとめたＣｔｈで示している。
図１４に示すように、明るさの平均値Ｐａｖに対して、パラメータＣｔｈの値を大きくする。例えばＮＲレベルに対応する補正係数をＣｔｈの値に乗算する。
このようにすることにより、例えば小さいＮＲレベルから大きなＮＲレベルに変更した場合、その変更に伴ってフィルタ処理結果Ｃｏｅｆに対する重み付け係数Ｗの値は小さく設定され、ノイズ抑制の機能が増大する。
なお、ＮＲレベルを変化させた場合、ノイズ抑制機能が効き始める画像の明るさは変化させないようにするために、図１４に示すように横軸とクロスする位置は変更しないようにする。

従って、ユーザは、ＮＲレベルを変化させることにより、ノイズ抑制機能が開始する明るさを変えないで、ノイズ抑制効果をユーザの好み、例えばユーザが適切と思う画質が得られる状態に自由に設定することができる。
また、第１変形例においては、ノイズ抑制機能が開始する明るさを変更しないようにしていたが、第２変形例としてＮＲレベルを変化させた場合、それに連動してこの明るさも変更するようにしても良い。
この第２変形例においては、例えば小さいＮＲレベルから大きなＮＲレベルに変更した場合、その変更に伴って図１５の点線の特性から実線で示す特性のようにパラメータＣｔｈを変更する。
つまり、平均値Ｐａｖに対するパラメータＣｔｈを決定する特性図において、Ｐａｖ軸、Ｃｔｈ軸の切片の値をＮＲレベルに対応した補正係数で変更し、ＮＲレベルを大きくした場合、両切片の値を同時に大きくする。

このようにすることにより、ノイズ抑制効果が開始される明るさを変更でき、かつ明るさに対するノイズ抑制効果をユーザの好みに応じて変更できる。
なお、図１５における特性をさらに複数用意しておき、その中の値から選択できるようにしても良い。
なお、本実施例では、ＡＧＣ回路３５のゲイン、ＣＣＤ２５の種別、強調レベル、ＮＲレベルにそれぞれ応じて重み付け係数を変更しているが、これらの内の少なくとも１つで重み付け係数を変更するようにしても良い。
また、上記ＡＧＣ回路３５のゲインにより重み付け係数を変更すると説明したものは、ノイズ抑制回路３６に入力されるまでに増幅する増幅器のゲインに置換したものでも良い。

（実施例３）
次に本発明の実施例３を図１６から図１９を参照して説明する。本実施例は、ノイズ抑制の機能を向上しつつ、回路規模を抑制することを目的とする。
本実施例は、実施例１或いは実施例２において、さらに逆フィルタ処理した出力と原画素値とに対して、明るさの出力値を用いて加重平均を行うようにしたものである。
図１６は、実施例３におけるノイズ抑制回路周辺部の回路構成を示す。本実施例は、例えば実施例１におけるノイズ抑制回路３６において、フィルタ部５１におけるフィルタサイズを大きくしたフィルタ部５１′によるノイズ抑制回路３６′を採用している。
フィルタサイズを大きくすると、周波数分解能が高くなり、ノイズ抑制効果を高められるが、回路規模が大きくなってしまう。

例えば、５×５のフィルタサイズでは、十分に明るい画像領域においてフィルタ処理−逆フィルタ処理により、処理前の画素値を得るには全部で（５×５）の２５個のフィルタが必要となり、さらに７×７のフィルタサイズでは全部で４９個のフィルタが必要になってしまい、回路規模が大きくなってしまう。
このため、本実施例では、ｎ×ｎのフィルタサイズを大きくしてノイズ抑制の機能を向上し、かつそのために回路規模が大きくなることを防止すべく、フィルタ数ｒをフル次元、つまり（ｎ×ｎ）より少ないｍ（ｍ＜（ｎ×ｎ）とした整数）にしている。この場合、固有値が大きいものに対応するフィルタ程優先して用いることで、フィルタ数を削減した影響を軽減する。
つまり、固有値の小さいフィルタ係数で求められるフィルタ処理結果（周波数成分）は、高い周波数に相当し、低Ｓ／Ｎの場合となることがあり、このような周波数成分は低減すべきであるが、固有値の小さいフィルタ係数のフィルタを用いない場合には、常に抑制される為、フィルタ数削減によるノイズ抑制効果への影響を軽減できる。

また、逆フィルタ部５５の出力と原画素値とに対して、平均画素値算出部５２による出力値を用いて、加重平均を行うようにすることで、フィルタ数の削減による影響をさらに軽減している。
加重平均部６１は、例えば、図１７（Ａ）に示すように平均画素値算出部５２から出力される平均値Ｐａｖに応じて変化する重み付け係数ｓにより、下の（３）式で算出される値をフィルタマスク中心画素（（ｎ＋１）／２、（ｎ＋１）／２）における画素値Ｐｏｕｔとして出力する。つまり、

ここで、Ｐｎｒ：ノイズ抑制回路３６′から入力値、ｓ：加重平均部６１での重み付け係数（≦１）、Ｐｏｒｇ：フィルタマスク中心における入力画素値（原画素値）である。これにより、平均画素値が大きく明るい場合には、入力画像値を出力し、暗くなるにつれ、ノイズ抑制処理した画素値が支配的になるように出力することで、明るい領域でのボケ感を抑え、暗い領域で目立ち易くなるノイズ感を抑制する。

図１８は、本実施例による動作のフローチャートを示す。図１８に示す動作内容は、図１０に示すフローチャートにおいて、ステップＳ８の後に、ステップＳ１０の処理を行う。
つまり、ステップＳ８において、逆フィルタ処理の後に、ステップＳ１０に示すようにこの逆フィルタ処理の出力と注目画素値（フィルタマスク中心における入力画素値）とを明るさの平均値Ｐａｖを用いて加重平均する処理を行い、この処理の後、ステップＳ１の処理に移る。その他は、図１０と同様の処理動作であり、その説明を省略する。なお、図１８では、図１０の場合と同様にステップＳ６において、ＡＧＣゲイン値等により重み付け部５３による重み付けを補正する実施例２の内容で示している。

本実施例の構成によれば、フィルタサイズｎ×ｎのフィルタ数ｒを、より少ないｍ個に減らしても原信号出力が可能であり、またノイズ抑制処理も実現できるため、ハード規模の縮小化が可能となる。また高速処理も可能となる。
このようにして、本実施例は、フィルタ個数を削減したノイズ抑制回路の出力データと、注目画素の画像データとの加重平均を局所的な明るさに応じて行うことで、回路規模を低減し、ノイズ抑制の機能を向上しつつ、特に明るい領域での鮮鋭度低下を回避することができる。
なお、図１７（Ａ）では加重平均する重み付け係数ｓを明るさの平均値Ｐａｖが０の値からリニアに増大させているが、本実施例の変形例として、例えば図１７（Ｂ）、図１７（Ｃ）に示すように重み付け係数ｓの傾きや、横軸Ｐａｖとの切片を、内視鏡操作者が設定変更可能なノイズ抑制レベルにより変更できるようにしても良い。

また、図１９は、加重平均部６１における重み係数ｓの関数（Ａ）と、重み付け関数の特性を決定するパラメータＣｔｈ１の関数（Ｂ）の関係を示し、重み付け部５３での重み係数Ｗが１となるパラメータＣｔｈ１が値０となる平均値Ｐａｖ＿ｃｓ以上の明るさで、加重平均部６１の重み係数ｓが１．０としている。これにより、明るさ変化に対してノイズ抑制の効果が急激に変化することを軽減することが可能である。
なお、上述した各実施例等を部分的に組み合わせる等して他の実施例等を構成しても良い。
また、上述した各実施例において、ＮＢＩモードにおいては、光源装置３は図４に示すようにＲ２，Ｇ２，Ｂ２の狭帯域の波長の光で照明を行うと説明したが、例えばＧ２，Ｂ２の２つの狭帯域の波長の光で照明を行うようにしても良い。
この場合には、Ｇ２，Ｂ２の照明光の下で得たＧ，Ｂの画像データをノイズ抑制回路３６で画像処理した後、色変換回路３８において、式（１）によりＧ，Ｂの画像データからＲ，Ｇ，Ｂチャンネルの画像データを生成すれば良い。

なお、図１のホワイトバランス回路３４で用いるＲの画像データは、Ｂの画像データを用いることとする。即ち、図示してないフレームメモリをＡ／Ｄ変換回路３２とホワイトバランス回路３４の間に設け、タイミングジェネレータ４９のタイミング信号に同期して、フレームメモリに記憶させたＢの画像データをＲの画像データの代わりにホワイトバランス回路３４に出力する。

ＮＢＩモードにおいては、粘膜組織の表層付近の血管走行状態等、短波長側の光により得られる生体情報が有用であるため、このように短波長側の２つの狭帯域光を用いた場合には、表層付近の血管走行状態等を鮮明に示す画像を色変換処理により構成することが可能となり、診断する場合に有効となる。
なお上述の説明では、ノイズ抑制回路３６、３６′を適用する場合、ＮＢＩモードの場合に対して有効であると説明したが、以下の実施例４で説明する蛍光観察画像を得る内視鏡装置の場合にもノイズ抑制回路３６、３６′は有効である。
また、この場合には、予め代表的な蛍光画像及び反射光による反射画像を撮像して、標本となる画像データを作成し、その画像データに対して固有値及び固有ベクトルを求めてＫＬ変換基底のフィルタ係数を用意しておき、このフィルタ係数を用いてフィルタ処理等のノイズ抑制処理を行う。

また、通常モードとＮＢＩモードの他に、蛍光観察を行う蛍光モードを備えた内視鏡装置を形成し、ＮＢＩモードを選択した場合には上述した実施例１〜実施例３のようにノイズ抑制の画像処理を行い、蛍光モードを選択した場合には、蛍光モードに対応したフィルタ係数等を用いてノイズ抑制の画像処理を行うようにしても良い。
なお、上述の各実施例においては、面順次式の内視鏡装置１の場合で説明したが、同時式の内視鏡装置の場合においても、Ａ／Ｄ変換したＲ，Ｇ，Ｂの画像データをメモリに一旦格納し、これらＲ，Ｇ，Ｂの画像データをＲ，Ｇ，Ｂの色成分画像として順次読み出して面順次の画像データに変換することにより、上述した場合と同様にノイズ抑制を行うことができることは明らかである。また、色分離した場合には、輝度と色差信号が得られる場合にも、マトリクス回路等によりＲ．Ｇ，Ｂの画像データに変換すれば良い。

つまり、上述した各実施例は同時式の電子内視鏡や同時式の光源装置及び同時式のビデオプロセッサの場合にも適用できる。
また、上述の説明では、明るさ算出手段としての平均画素値算出部５２は、フィルタ処理するｎ×ｎの画素サイズにおける平均値Ｐａｖを算出しているが、フィルタ処理する小領域と同じ局所領域で平均値Ｐａｖ等の明るさを算出するものに限定されるものでなく、例えばｎ×ｎの画素サイズを含む局所領域、具体的にはａを２，４等の偶数として、（ｎ＋ａ）×（ｎ＋ａ）の画素サイズの局所領域で平均値を算出するように設定した場合も含む。
上述した実施例１から実施例３によれば、コントラスト低下を軽減しながらノイズを有効に抑制できる効果を有する。

（実施例４）
次に図２０から図２２を参照して、本発明の実施例４を説明する。まず、本実施例の背景を説明する。なお、後述する実施例５も基本的には同じ背景である。
例えば日本国特開平１−１８１１６８号公報では、対象画素値と、周辺画素の平均値とを比較して、その差分が所定の閾値以上であれば、対象画素値を周辺画素の平均値で置換していた。
しかしながら、この方法では、白傷ノイズが隣接画素に存在する場合には、平均値が高くなり、ノイズ抑制効果が十分に得られないといった問題があった。
また、メディアンフィルタを応用したノイズ抑制方法も提案されている（日本国特開２００４−３１３４１３号）。この場合にも、同様の欠点がある。
蛍光観察等のように、撮像素子への入射光量の少ない環境下で明るい画像を得るために、撮像素子自体に電荷増倍機構が設けられた高感度撮像素子が使用されることがあるが、画像情報のみならず、画素欠陥に起因する白傷ノイズも増幅してしまう。このため、高感度撮像素子の場合には、特に白傷ノイズによる影響を軽減できることが望ましい。
このため、本実施例は、撮像素子の画素欠陥として知られる白傷ノイズが注目する画素に隣接して存在する場合にも、白傷ノイズ抑制を適切に、若しくは白傷ノイズ軽減ができる（内視鏡用）画像処理装置或いは内視鏡装置を提供することを目的とする。

そして、上記目的を達成するために、画像処理装置は、以下の（ａ）、（ｂ）の構成にしている。
（ａ）撮像素子により撮像された画像データにおける対象画素値と周辺画素値の平均値との差分を導出し、前記差分を所定の閾値と比較して、閾値以上であれば対象画素を周辺画素平均値に置換する画像処理装置において、周辺画素を画素値の大きい順に並べる並べ替え手段と、前記並べ替え手段により設定された最大の画素値側のもの（単数或いは複数）を除いて前記平均値を算出する平均値算出手段を設けたことを特徴とする。
（ｂ）撮像素子により撮像された画像データにおける対象画素値と周辺画素値の平均値との差分を導出し、前記差分を所定の閾値と比較して、閾値以上であれば対象画素を周辺画素平均値に置換する画像処理装置において、周辺画素を画素値の大きい順から単数或いは複数除外して、前記平均値を算出する平均値算出手段を設けたことを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、内視鏡装置は、以下の（ｃ）、（ｄ）の構成にしている。
（ｃ）撮像素子を内蔵した内視鏡と、前記撮像素子により撮像された画像データにおける対象画素値と周辺画素値の平均値との差分を導出し、前記差分を所定の閾値と比較して、閾値以上であれば対象画素を周辺画素平均値に置換する画像処理装置とを有し、前記画像処理装置は、周辺画素を画素値の大きい順に並べる並べ替え手段と、前記並べ替え手段により設定された最大の画素値側のもの（単数或いは複数）を除いて前記平均値を算出する平均値算出手段とを有する内視鏡装置。
（ｄ）撮像素子を内蔵した内視鏡と、前記撮像素子により撮像された画像データにおける対象画素値と周辺画素値の平均値との差分を導出し、前記差分を所定の閾値と比較して、閾値以上であれば対象画素を周辺画素平均値に置換する画像処理装置とを有し、前記画像処理装置は、周辺画素を画素値の大きい順から単数或いは複数除外して、前記平均値を算出する平均値算出手段を有する内視鏡装置。

次に本実施例を具体的に説明する。図２０は、本実施例を備えた内視鏡装置１０１の全体構成を示す。この内視鏡装置１０１は、電子内視鏡１０２と、光源装置１０３と、ビデオプロセッサ１０４と、観察モニタ５とから構成される。
本内視鏡装置１０１は、通常観察と蛍光観察を行うモードを備えている。このため、電子内視鏡１０２は、例えば図１の電子内視鏡２におけるＣＣＤ２５の代わりにＣＣＤ素子内部に増幅機能（電荷増倍機能）を備えた高感度撮像素子としての高感度ＣＣＤ２５Ｅを採用している。また、この高感度ＣＣＤ２５Ｅの撮像面の前には励起光をカットする励起光カットフィルタ１０６が配置されており、励起光カットフィルタ１０６は、蛍光観察の場合に観察対象部位に照射された励起光の反射光をカットし、蛍光波長を透過する。

また、光源装置１０３は、図１の光源装置３において、回転フィルタ１４における通常光観察用の第１のフィルタ組の内側に配置されている第２のフィルタ組の代わりに蛍光観察用の第３のフィルタ組を設けた回転フィルタ１４Ｂが採用されている。
また、ビデオプロセッサ１０４は、ＣＣＤドライバ２９から高感度ＣＣＤ２５ＥにＣＣＤ駆動信号を印加すると共に、制御電圧発生回路１０７から高感度ＣＣＤ２５Ｅの増幅率の値を決定する制御電圧を印加する。
また、高感度ＣＣＤ２５Ｅの出力信号は、プロセス回路３１、Ａ／Ｄ変換回路３２を経て調光回路３３と、制御電圧発生回路１０７と、白傷ノイズを抑制する白傷ノイズ抑制回路１１１に入力される。この白傷ノイズ抑制回路１１１の主要部は、図２１に示すような構成になっている。

調光回路３３と、制御電圧発生回路１０７は、観察モニタ５上での画像が適当な明るさになるように協調して動作する。調光回路３３は光源装置１０３の絞り装置１３を制御し、また制御電圧発生回路１０７は、電子内視鏡１０２の高感度ＣＣＤ２５Ｅに対してその増幅率を制御する制御電圧を印加する。高感度ＣＣＤ２５Ｅは、制御電圧の値により、その増幅率が決定されることになる。
Ａ／Ｄ変換回路３２から出力される画像データは、白傷ノイズ抑制回路１１１を構成する減算器１１２及びセレクタ１１３に図示しない遅延回路を介して入力される。
また、この画像データの各画素が入力されるタイミングで、並び替え部１１４を起動し、この並び替え部１１４は、図２２に示すように３×３画素のマスク１１５における９個の画素の画素Ｍ１１〜Ｍ３３における処理の対象となる対象画素Ｍ２２を中央として、これを除く８個の周辺画素の画素の値を最大のものから最小のものまで並び替えの処理を行う。

なお、この並び替えは、実際には、少なくとも最大のものを算出する機能を持てば良い。そして、最大画素値の画素Ｍｍａｘを除いた７個の画素値（図２１ではこれをＭ１〜Ｍ７）を平均値算出部１１６に出力し、平均値算出部１１６は、算出した平均値＜Ｍ＞を減算器１１２に出力すると共に、セレクタ１１３に出力する。
減算器１１２は、対象画素Ｍ２２から（最大画素のものを除外した）周辺画素の平均値＜Ｍ＞を減算した減算値を比較器１１７に出力する。比較器１１７は、この減算値と、他方の入力端に印加される閾値とを比較する。そして、比較器１１７による比較結果をセレクト信号としてセレクタ１１３の切替を制御する。
セレクタ１１３は、セレクト信号により、対象画素Ｍ２２の値或いは平均値＜Ｍ＞をセレクトして、この白傷ノイズ抑制回路１１１の出力信号として、次段の同時化回路４５側に出力する。

具体的には、減算器１１２の出力の値が閾値より小さいと、対象画素Ｍ２２は、白傷ノイズでないと判定してセレクタ１１３は対象画素Ｍ２２を出力する。
一方、減算器１１２の出力の値が閾値以上であると、対象画素Ｍ２２は、白傷ノイズであると判定して、セレクタ１１３は平均値＜Ｍ＞を出力し、白傷ノイズをこの平均値＜Ｍ＞で置換することにより白傷ノイズを抑制する。
上記比較器１１７に出力される閾値は、図２０に示すように閾値を格納した閾値メモリ１１８から出力される。
この閾値メモリ１１８には、異なるアドレスに対応して異なる閾値が格納されている。
そして、制御電圧発生回路１０７から出力される制御電圧のレベルに応じて異なるアドレス値を発生するアドレス発生回路１１９の出力により、制御電圧のレベル、換言すると高感度ＣＣＤ２５Ｅの増幅率に対応した閾値が比較器１１７に出力される。

高感度ＣＣＤ２５Ｅは、制御電圧のレベルに応じて略指数関数的に増幅率が増大するため、白傷ノイズの無い画素と、白傷ノイズのある画素との差、すなわち白傷ノイズ値は、増幅率が大きくなる程大きくなる。
このように高感度ＣＣＤ２５Ｅは、制御電圧のレベルに応じて異なる増幅率に設定されるため、本実施例では複数の増幅率に対応した複数の閾値を予め用意し、設定される増幅率に対応した閾値を出力できるようにアドレス発生回路１１９と閾値メモリ１１８を設けて、増幅率が変化した場合においても、適切な閾値が選択されるようにしている。
なお、白傷ノイズ抑制回路１１１は、蛍光観察を行う蛍光モード時に動作し、通常モード時には動作しないで、Ａ／Ｄ変換回路３２の出力信号は、セレクタ１１３を経て同時化回路４５に入力される。

また、モード切替スイッチ２０により、通常モードにした場合には、実施例１の場合と同様に照明光路上には第１のフィルタ組が配置されて、図３に示すＲ１，Ｇ１，Ｂ１の照明光で照明を行う。一方、蛍光モード時には、図２６に示すように照明光路上に第３のフィルタ組が配置される。第３のフィルタ組Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３は、例えば図４に示すＲ２，Ｇ２，Ｂ２の透過特性を持つフィルタを用いることもでき、Ｂ２を励起光としてその蛍光を受光する。他のＲ２，Ｇ２は、その反射光像を蛍光画像と重畳して表示するのに用いる。従って、蛍光画像のみを表示しても良い。
その他の構成は、実施例１において説明したものと同じ構成要素には、同じ符号を付け、その説明を省略する。

本実施例では、白傷ノイズが、高感度ＣＣＤ２５Ｅの増幅率が大きく設定された場合に、特に顕著になるため、蛍光モード時に白傷ノイズ抑制回路１１１が機能する構成にしている。
次に本実施例における蛍光モード時における白傷ノイズ抑制回路１１１の動作を説明する。なお、通常モード時の動作は、実施例１における拡大等の一部の機能を削除した動作と同様である。
蛍光モード時には、第３のフィルタ組が照明光路上に配置され、この場合には励起光が観察対象部位に照射される。そして、観察対象部位における励起光により励起されて発生した蛍光は、高感度ＣＣＤ２５Ｅにより受光される。この場合、観察対象部位で反射された励起光は励起光カットフィルタ１０６によりカットされ、高感度ＣＣＤ２５Ｅには入射されない。

高感度ＣＣＤ２５Ｅにより撮像され、Ａ／Ｄ変換回路３２によりＡ／Ｄ変換された画像データは、図２１に示すように白傷ノイズ抑制回路１１１に入力される。白傷ノイズ抑制回路１１１に順次入力される対象画素Ｍ２２の画像データは、減算器１１２とセレクタ１１３に入力される。
また、並び替え部１１４は、対象画素Ｍ２２の周囲画素を画素値の大きい順に並び替え、最大画素値の画素Ｍｍａｘのものを除外した残りの画素Ｍ１〜Ｍ７を平均値算出部１１６に出力し、平均値＜Ｍ＞が算出される。
そして、減算器１１２は、対象画素Ｍ２２から平均値＜Ｍ＞を減算した出力値を比較器１１７に出力し、この比較器１１７は、その出力値を閾値と比較する。

平均値＜Ｍ＞は、すでに最大画素値の画素Ｍｍａｘを除外した平均値であるため、仮に周辺画素に白傷ノイズがある画素が存在してもその影響が除外されたものとなっている。従って、減算器１１２の出力値を比較器１１７により、閾値と比較することにより、対象画素Ｍ２２が白傷ノイズがある画素であるか否かを適切に判定できる。
つまり、本実施例によれば、対象画素の周辺に隣接して白傷ノイズがある画素が存在した場合にも、その白傷ノイズの影響を殆ど受けることなく、対象画素Ｍ２２が白傷ノイズを含むか否かを判定でき、かつ白傷ノイズを含む場合にも適切な値で置換して白傷ノイズを有効に抑制することができる。
以上の動作から分かるように上記並び替え部１１４は、画素値を並び替えずに周辺画素における最大画素値の画素Ｍｍａｘを検出して、その最大画素値の画素Ｍｍａｘを除外して、その残りの画素からその平均値算出部１１６に出力するものでも良い。また、対象画素Ｍ２２に隣接して例えば２つの白傷ノイズのある画素が存在する可能性がある場合には、最大画素値の画素Ｍｍａｘの他に２番目に大きな画素値のものとを除外して、その残りの画素を平均値算出部１１６に出力して平均値＜Ｍ＞を算出するものでも良い。

このように本実施例によれば、白傷ノイズが隣接して存在する画素の場合にも、周辺画素の平均値＜Ｍ＞の中に白傷ノイズの影響が含まれなくなるため、適正に白傷ノイズを補正することができる。
なお、本実施例は、通常の画素に比べて、欠損画素かこれに類似した極端に小さな画素値となる画素（以下、黒傷ノイズの画素）が存在する可能性がある場合にも同様に適用することができる。
この場合には、周辺画素における最小画素値のものを除外して平均値を算出し、平均値から対象画素の値を減算したものを閾値と比較して、黒傷ノイズの判定を行い、その判定結果に応じて対象画素を置換して出力するか否かを決めるようにしても良い。
なお、本実施例では、素子内部に増幅機能を備えた高感度撮像素子の場合で説明したが、素子内部に増幅機能を有しないＣＣＤ２５等の撮像素子においても、例えばＡＧＣ回路３５を設けて増幅した場合に対しても同様に適用することができる。

次に本実施例の第１変形例を説明する。従来の面順次式内視鏡装置では、ＲＧＢ各色において、対象画素値と、周辺画素値と、周辺画素平均値とを比較して、その差分が所定の閾値以上である画素を白傷ノイズと判断し、対象画素値を周辺画素平均値に置換していた。
しかしながら、構造の境界情報や、ランダムノイズのように、ＲＧＢ３色のうち、ある色のみが周辺画素よりも突出して明るければ、その色のその画素は白傷と判断されて補正されてしまう為、白傷ノイズは補正されるが、白傷ノイズ以外の画素も多数補正されてしまうこととなり、画像のボケ感が増すといった問題があった。
このため、本変形例ではＲＧＢ各色において、対象画素値と周辺画素平均値との差分を導出し、所定の閾値と比較して、閾値以上であれば対象画素値を周辺画素平均値に置換する内視鏡装置において、ＲＧＢ全色の差分が閾値以上である場合のみ、白傷ノイズと判断し、その画素のみ周辺画素平均値に置換するようにする。

また、カラーバランス値のように、ＲＧＢそれぞれに所定のゲインがかかっている場合には、それぞれのゲイン値を考慮した閾値が色毎に設定される形式を追加してよい。また、閾値は、高感度撮像素子の増幅率に応じて、変化させる構成を追加してもよい。
本変形例は、図２０の構成におて、Ａ／Ｄ変換回路３２の画像データをそのまま同時化回路４５に一時格納し、同時化回路４５から読み出したＲ画像データ、Ｇ画像データ、Ｂ画像データに対して図２３に示すような白傷ノイズ抑制回路１２１を通して、白傷ノイズを抑制する。
図２３に示すように同時化回路４５から白傷ノイズ抑制回路１２１に入力されるＲ画像データＲｉ、Ｇ画像データＧｉ、Ｂ画像データＢｉは、それぞれＲ成分用判定回路１２２Ｒ，Ｇ成分用判定回路１２２Ｇ，Ｂ成分用判定回路１２２Ｂに入力される。

これらＲ成分用判定回路１２２Ｒ，Ｇ成分用判定回路１２２Ｇ，Ｂ成分用判定回路１２２Ｂの出力信号は、セレクタ１２３に入力されると共に、３色とも閾値以上か否かを判定する判定回路１２４に入力される。
また、この判定回路１２４の出力信号は、セレクト信号として、セレクタ１２３の切替を制御する。そして、セレクタ１２３からそれぞれＲ出力画像データＲｏ、Ｇ出力画像データＧｏ、Ｂ出力画像データＢｏが白傷ノイズ抑制回路１２１の出力信号として出力される。
Ｒ画像データＲｉの対象画素Ｍ２２ｒは、Ｒ成分用判定回路１２２Ｒを構成するディレイ回路１２５を経て減算器１２６に入力されると共に、セレクタ１２３に入力される。

また、この対象画素Ｍ２２ｒの周辺画素Ｍｉｊｒ（ｉ，ｊはそれぞれ１から３までの任意の整数であるが、但しｉ＝ｊ＝２の対象画素Ｍ２２の場合のみを除く。また、添え字ｒは、Ｒ成分の画素であることを示す。）は、平均値算出部１２７に入力され、平均値＜Ｍｒ＞が算出される。
算出されたこの平均値＜Ｍｒ＞は、減算器１２６に入力されると共に、セレクタ１２３に入力される。減算器１２６は、対象画素Ｍ２２ｒの値から平均値＜Ｍｒ＞を減算して、減算出力は、比較器１２８に入力され、この比較器１２８により、Ｒ成分用閾値Ｔｈｒと比較される。
この比較器１２８の比較結果Ｄｒは、判定回路１２４に入力される。
Ｇ画像データＧｉが入力されるＧ成分用判定回路１２２Ｇ，Ｂ画像データＢｉが入力されるＢ成分用判定回路１２２Ｂは、Ｒ成分用判定回路１２２Ｒと基本的に同じ構成であり、単に閾値Ｔｈｒがそれぞれ閾値Ｔｈｇ，Ｔｈｂに変更されている。

そして、Ｇ成分用判定回路１２２Ｇは、セレクタ１２３に対象画素Ｍ２２ｇの出力と、平均値＜Ｍｇ＞とを出力し、判定回路１２４には比較結果Ｄｇを出力する。
また、Ｂ成分用判定回路１２２Ｂは、セレクタ１２３に対象画素Ｍ２２ｂの出力と、平均値＜Ｍｂ＞とを出力し、判定回路１２４には比較結果Ｄｂを出力する。
判定回路１２４は、比較結果Ｄｒ，Ｄｇ，Ｄｂ全てが閾値Ｔｈｒ，Ｔｈｇ，Ｔｈｂ以上であると判定した場合のみ、セレクタ１２３を切り替えて平均値＜Ｍｒ＞，＜Ｍｇ＞，＜Ｍｂ＞を出力させ、それ以外の場合には、対象画素Ｍ２２ｒ、Ｍ２２ｇ、Ｍ２２ｂを出力させる。

つまり、判定回路１２４は、
｜Ｍ２２ｒ−＜Ｍｒ＞｜≧Ｔｈｒ
｜Ｍ２２ｇ−＜Ｍｇ＞｜≧Ｔｈｇ
｜Ｍ２２ｂ−＜Ｍｂ＞｜≧Ｔｈｂ
を同時に満たす場合のみ、対象画素Ｍ２２は、白傷ノイズの画素であると判定し、それおぞれ平均値に置換して出力させるようにする。その他の場合には、このような置換を行わない。
本変形例の効果として、全色が所定の閾値である箇所のみ抽出できることから、白傷ノイズのように全色で突出した画素値となることの検出により確実に判定でき、かつ構造の境界情報やランダムノイズのように単色で突出している画素の補正を制限し、過剰な補正による画像のボケ感を抑制することができ、結果として、白傷ノイズの検出及びその補正機能を向上することができる。

次に第２変形例を説明する。蛍光観察等のように、撮像素子への入射光量の少ない環境下で明るい画像を得るために、撮像素子自体に電荷増倍機構が設けられた高感度撮像素子が使用されているが、画像情報のみならず、画素欠陥に起因する白傷ノイズも増幅してしまう。
このため、白傷ノイズ補正手段として、従来例では、面順次内視鏡のＲＧＢ各色において、対象画素値と、周辺画素値とを比較して、その差分が所定の閾値以上である画素を白傷ノイズと判断し、対象画素値を周辺画素値に変換していた。しかしながら、この方式ではハレーションの境界領域も白傷ノイズとして検出して補正しまうこととなり、この補正により不要な画素を補正して画像をぼかしてしまう欠点があった。

このため、本変形例は、ハレーション領域を認識（判定）することにより、ハレーション領域と判定されたその領域では、白傷ノイズの補正処理の対象外とする。このハレーション領域か否かの判定方法としては、
Ａ．対象画素の画素値により判定する。具体的には、ハレーションであるか否かを、最大画素値であるか否かにより判定する。この場合、白傷ノイズは、周囲よりも若干、その値が大きくなるものの、最大画素値ではないという特性を利用する。
Ｂ．対象画素を含む、隣接した複数の領域にわたって、最大画素値となる画素が存在する場合には、ハレーション領域と判定する。

Ｃ．増幅率が大きい場合、白傷画素が最大値（飽和画素と同じ）となる場合があり、Ａの方式ではノイズ補正されない可能性がある。それを防止する為、単一画素のみでハレーション画素と判定した場合は、白傷（ノイズ）と判定し（直し）、ノイズ補正対象とする。図２４は、このようにハレーション判定する手段を備えた場合の白傷ノイズ抑制回路１３１の構成を示す。
上述した図２２のように対象画素Ｍ２２に対してこれを囲む周辺画素をＭ１１〜Ｍ３３（Ｍ２２を除く）としたマスクを設定した場合、対象画素Ｍ２２の信号は、セレクタ１１３に入力されると共に、比較器１３２に入力され、閾値Ｔｈと比較される。
また、対象画素Ｍ２２の周辺画素Ｍｉｊ（ｉ，ｊは１〜３の任意の整数で、ｉ＝ｊ＝２を除く）の信号は、（周辺画素）平均値算出部１３３に入力され、周辺画素Ｍｉｊの平均値＜Ｍ＞が算出され、この平均値＜Ｍ＞は、セレクタ１１３に入力される。

また、本変形例では、対象画素Ｍ２２の周辺画素Ｍ１１〜Ｍ３３（Ｍ２２を除く）における斜め方向に隣接するものを除いた特定の周辺画素Ｍ１２，Ｍ２１，Ｍ２３，Ｍ３２の信号は、ハレーション有無判定回路１３４に入力され、ハレーション領域の画素か否かが判定される。
このハレーション有無判定回路１３４による判定結果Ｄｈは、比較器１３２の比較結果Ｄｍと共に判定回路１３５に入力され、両比較結果に応じた判定出力がセレクト信号としてセレクタ１１３の切替を制御する。
ハレーション有無判定回路１３４は、以下のＤ〜Ｆのいずれかによる判定をする。なお、以下では各画素の画像データが８ビット（０〜２５５）の場合で説明する。
Ｄ．中心画素Ｍ２２が最大画素値の２５５であれば、ハレーションと判定する。

Ｅ．中心画素Ｍ２２が最大画素値２５５であって、かつ中心画素Ｍ２２の隣接画素（横、縦方向のみ、斜めは除外）に、最大画素値の２５５となる画素が１画素以上あれば、中心画素Ｍ２２はハレーションとする。
Ｆ．中心画素Ｍ２２が最大画素値の２５５で、周辺画素値は最大画素値の２５５でない場合には、ハレーションでないと判定する。
判定回路１３５は、ハレーション有無判定回路１３４による判定結果Ｄｈがハレーションと判定すれば、比較器１３２の比較結果Ｄｍに拘わらず、セレクタ１１３が中心画素Ｍ２２を出力するためのセレクト信号をセレクタ１１３に出力する。ハレーション有無判定回路１３４よる判定結果Ｄｈがハレーションでないと判定し、かつ比較器１３２の比較結果Ｄｍが閾値以上であれば、セレクタ１１３は、平均値＜Ｍ＞を出力するためのセレクト信号をセレクタ１１３に出力し、また判定結果Ｄｈがハレーションでないと判定し、かつ比較結果Ｄｍが閾値以下であれば、セレクタ１１３は、中心画素Ｍ２２を出力するためのセレクタ信号をセレクタ１１３へ出力する。

例えば、図２５は白傷ノイズ抑制回路１３１に入力される注目画素及びその周辺画素の画素値の１例を示す。この場合には、Ｄ或いはＥに該当するので、中心画素は、ハレーションと判定して、セレクト信号はセレクタ１１３の切替を行わないで、中心画素Ｍ２２のデータ２５５がそのまま出力されることになる。
更に、高感度ＣＣＤ２５Ｅに対する増幅率に応じて判定方法を変更する構成にしても良い。つまり、増幅率が所定の閾値以下である場合、判定回路１３５は上記Ｄ或いはＥによりハレーション画素を判定し、閾値以上である場合には上記Ｆにより判定する。
本変形例によれば、白傷ノイズ補正時に、ハレーション領域は除外する為、不要な画素をぼかすことが無くなり、画像を鮮明化することができる。

（第５実施例）
次に図２７から図３１を参照して、本発明の第５実施例を説明する。本実施例は、一組の光源装置及び画像処理装置（具体的にはビデオプロセッサ）に対して、特性の異なる複数の、蛍光観察可能な内視鏡が接続された場合でも、蛍光観察画像のＳ／Ｎ低下を回避しつつ、撮像素子における画素欠陥を補正することが可能な画像処理装置及び内視鏡装置を提供することを目的とする。

そして、上記目的を達成するために、画像処理装置は、以下の（ｅ）、（ｆ）の構成にしている。
（ｅ）蛍光観察に用いられる透過波長特性が異なるフィルタをそれぞれ有し、電荷を蓄積する事によって被写体像を撮像する第１及び第２の撮像素子をそれぞれ内蔵すると共に、蓄積時間に関する情報をそれぞれ記憶する第１及び第２の記憶手段を内蔵した第１及び第２の内視鏡が選択的に接続され、前記第１及び第２の撮像素子により撮像された画像データにおける対象画素値と周辺画素値の平均値との差分を導出し、前記差分を所定の閾値と比較して、閾値以上であれば対象画素を周辺画素平均値に置換する画像処理手段と、
周辺画素を画素値の大きい順に並べる並べ替え手段と、前記並べ替え手段により設定された最大の画素値側のもの（単数或いは複数）を除いて前記平均値を算出する平均値算出手段と、
前記記憶手段における蓄積時間に関する情報に基づき、前記画像処理に関する処理パラメータを変更する手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。

（ｆ）蛍光観察に用いられる透過波長特性が異なるフィルタをそれぞれ有し、電荷を蓄積する事によって被写体像を撮像する第１及び第２の撮像素子をそれぞれ内蔵すると共に、蓄積時間に関する情報をそれぞれ記憶する第１及び第２の記憶手段を内蔵した第１及び第２の内視鏡が選択的に接続され、前記第１及び第２の撮像素子により撮像された画像データにおける対象画素値と周辺画素値の平均値との差分を導出し、前記差分を所定の閾値と比較して、閾値以上であれば対象画素を周辺画素平均値に置換する画像処理手段と、
周辺画素を画素値の大きい順から単数或いは複数除外して、前記平均値を算出する平均値算出手段と、
前記記憶手段における蓄積時間に関する情報に基づき、前記画像処理に関する処理パラメータを変更する手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。

また、上記目的を達成するために、内視鏡装置は、以下の（ｇ）〜（ｋ）の構成にしている。
（ｇ）蛍光観察に用いられる透過波長特性が異なるフィルタをそれぞれ有し、電荷を蓄積する事によって被写体像を撮像する第１及び第２の撮像素子をそれぞれ内蔵した第１及び第２の内視鏡と、
前記第１及び第２の内視鏡にそれぞれ設けられ、蓄積時間に関する情報をそれぞれ記憶する第１及び第２の記憶手段と、
前記第１又は第２の内視鏡を経て被写体を照明光で照明する照明手段と、
前記第１及び第２の撮像素子により撮像された画像データにおける対象画素値と周辺画素値の平均値との差分を導出し、前記差分を所定の閾値と比較して、閾値以上であれば対象画素を周辺画素平均値に置換する画像処理装置とを有し、
前記画像処理装置は、周辺画素を画素値の大きい順に並べる並べ替え手段と、前記並べ替え手段により設定された最大の画素値側のもの（単数或いは複数）を除いて前記平均値を算出する平均値算出手段と、前記記憶手段における蓄積時間に関する情報に基づき、前記画像処理に関する処理パラメータを変更する手段と、
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。

（ｈ）蛍光観察に用いられる透過波長特性が異なるフィルタをそれぞれ有し、電荷を蓄積する事によって被写体像を撮像する第１及び第２の撮像素子をそれぞれ内蔵した第１及び第２の内視鏡と、
前記第１及び第２の内視鏡にそれぞれ設けられ、蓄積時間に関する情報をそれぞれ記憶する第１及び第２の記憶手段と、
前記第１又は第２の内視鏡を経て被写体を照明光で照明する照明手段と、
前記第１及び第２の撮像素子により撮像された画像データにおける対象画素値と周辺画素値の平均値との差分を導出し、前記差分を所定の閾値と比較して、閾値以上であれば対象画素を周辺画素平均値に置換する画像処理装置とを有し、
前記画像処理装置は、周辺画素を画素値の大きい順から単数或いは複数除外して、前記平均値を算出する平均値算出手段と、前記記憶手段における蓄積時間に関する情報に基づき、前記画像処理に関する処理パラメータを変更する手段と、
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。

（ｉ）ｈにおいて、前記処理パラメータは、前記ノイズ抑制手段における前記閾値である。
（ｊ）ｈにおいて、前記第１及び第２の記憶手段は、前記照明手段が照明する少なくとも一つの照明光を照明した際に前記第１又は第２の撮像素子が蓄積する蓄積時間をそれぞれ記憶する。
（ｋ）ｈにおいて、前記第１及び第２の記憶手段は、前記照明手段が照明する、反射光像を取得するための照明光を照明した際の、前記第１及び第２の撮像素子が蓄積する蓄積時間をそれぞれ記憶する。

図２７は、実施例５の画像処理装置を備えた内視鏡装置１０１Ｂの構成を示す。この内視鏡装置１０１Ｂは、第１の電子内視鏡としての電子内視鏡１０２Ａと、図２８に示す第２の電子内視鏡としての電子内視鏡１０２Ｂと、光源装置１０３Ｂと、本実施例の画像処理装置としてのビデオプロセッサ１０４Ｂと、観察モニタ５とから構成される。なお、本実施例における構成は、実施例４の構成と類似しているため、実施例４で説明した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付け、その説明を省略する。

電子内視鏡１０２Ａは、図２０に示した実施例４に用いた電子内視鏡１０２において、その電子内視鏡１０２Ａの固有の識別情報を発生するスコープＩＤ発生回路１５０を設けた構成である。
また、図２８に示す第２の電子内視鏡１０２Ｂは、図２７に示す電子内視鏡１０２Ａにおいて、さらに通常観察用の撮像手段を備えた電子内視鏡である。
つまり、図２７に示す電子内視鏡１０２Ａは、１つのＣＣＤ２５Ｅにより、通常観察と蛍光観察とを兼用して使用されるのに対し、図２８に示す電子内視鏡１０２Ｂは、通常観察はＣＣＤ２５Ｆ、蛍光観察はＣＣＤ２５Ｅを使用する。
このＣＣＤ２５Ｆは、通常観察用であるため、対物レンズ２４Ｆの結像位置に、励起光カットフィルタ１０６が介在されない状態で配置されている。なお、対物レンズ２４Ｆは、対物レンズ２４と同じ特性のものを採用できる。

また、ＣＣＤ２５ＥとＣＣＤ２５Ｆとの出力信号は、モード切替スイッチ２０により接点が切り替えられる切替スイッチ１５１を介してビデオプロセッサ１０４Ｂのプロセス回路３１に入力される。なお、本実施例においては共通のＣＣＤドライバ２９によりＣＣＤ２５ＥとＣＣＤ２５Ｆが駆動される構成としている。
また、電子内視鏡１０２ＡのＣＣＤ２５Ｅの撮像面の前に配置されている励起光カットフィルタ１０６と電子内視鏡１０２ＢのＣＣＤ２５Ｅの撮像面の前に配置されている励起光カットフィルタ１０６Ｂとは、図２９（Ａ）及び図２９（Ｂ）に示すようにその透過範囲が異なる特性に設定されている。
つまり、電子内視鏡１０２Ｂにおいては、ＣＣＤ２５Ｅは、蛍光観察専用に用いられるため、励起光カットフィルタ１０６Ｂは、図２９（Ｂ）に示すように励起光Ｅｘの波長帯とは異なり、反射光像を得るために使用されるＧ２及びＲ２の波長範囲を透過する特性に設定されている。具体的には波長λ２から波長Ｒ２より長波長のλ０までの波長帯を透過する。このλ２の波長は、Ｇ２の波長帯よりも少し短波長に設定されている。

これに対して、電子内視鏡１０２Ａは、通常観察と蛍光観察とを１つのＣＣＤ２５Ｅで兼用しているので、このＣＣＤ２５Ｅの撮像面の前に配置されている励起光カットフィルタ１０６は、図２９（Ａ）に示すように波長λ１からλ０の波長帯を透過する。このλ１の波長は、Ｇ２の波長帯よりもさらに短波長となり、λ１＜λ２に設定されている。
なお、図２９に示す励起光Ｅｘ、照明光Ｇ２，Ｒ２は、蛍光観察モードの際に光源装置１０３Ｂから出射される面順次照明光の波長帯を示している。
なお、本実施例においては、蛍光観察を行う場合、第１の電子内視鏡１０２Ａによる第１の蛍光像ｌｕ１は、狭帯域にしてその照明光強度を弱くしたＲ２及びＧ２の照明光のもとで撮像された第１の反射光像ｒ１，ｇ１とビデオプロセッサ１０４Ｂ内で合成されて観察モニタ５に表示される。同様に、蛍光観察を行う場合、第２の電子内視鏡１０２Ｂによる第２の蛍光像ｌｕ２は、狭帯域にしてその照明光強度を弱くしたＲ２及びＧ２の照明光のもとで撮像された第２の反射光像ｒ２，ｇ２とビデオプロセッサ１０４Ｂ内で合成されて蛍光観察画像として観察モニタ５で表示される。

この場合、第１の反射光像ｒ１とｒ２とは、照明光Ｒ２の波長帯における励起光カットフィルタの透過率が第１と第２の電子内視鏡で同じであるため、同一被写体を撮像した場合の信号レベルが同等となり、また同様に第１の反射光像ｇ１とｇ２とは、照明光Ｇ２の波長帯における励起光カットフィルタの透過率が第１と第２の電子内視鏡で同じであるため、同一被写体を撮像した場合の信号レベルが同等となる。
また、上記励起光カットフィルタ１０６は、通常観察の場合には、図３０（Ａ）に示すように広帯域のＢ１の照明光の一部を透過するように設定されており、この広帯域のＢ１の照明光のもとで撮像した色信号を得られるようにしている。これに対して、上記励起光カットフィルタ１０６Ｂは、通常観察の場合には、図３０（Ｂ）に示すようにＢ１の照明光を透過しないように設定されている。つまり、励起光カットフィルタ１０６は、透過する波長範囲が励起光カットフィルタ１０６Ｂよりも広帯域に設定されている。
従って、共通の光源装置１０３Ｂを用いて、同一被写体を蛍光観察モードで蛍光観察を行うと、励起光カットフィルタ１０６を用いたＣＣＤ２５Ｅにより撮像される第１の蛍光像ｌｕ１の場合の方が、励起光カットフィルタ１０６Ｂを用いたＣＣＤ２５Ｅにより撮像される第２の蛍光像ｌｕ２の場合における信号レベルより高くなる。つまり、共通の光源装置１０３Ｂを用いて蛍光観察モードで蛍光観察を行うと、電子内視鏡１０２Ａの場合と１０２Ｂの場合とで、ＣＣＤ２５Ｅの出力レベルに差が生じる。

このため、本実施例においては、後述するようにビデオプロセッサ１０４Ｂ側で、蛍光像の信号レベルに反射光像の信号レベルを合わせるための処理パラメータの変更手段（具体的には、撮像時間若しくは蓄積時間の変更手段）を設けた構成にし、励起光カットフィルタの特性が異なる場合にも、Ｓ／Ｎ低下を回避した良好な蛍光観察画像を生成できるようにしている。
本内視鏡装置１０１Ｂに使用される光源装置１０３Ｂは、例えば実施例１における光源装置３において、回転フィルタ１４におけるＢ２フィルタ１４ｂ２の代わりに図２９（Ａ）等に示した励起光Ｅｘを発生する励起光フィルタを設けた回転フィルタ１４Ｃが採用されたものである。つまり、蛍光観察モード時には、光源装置１０３Ｂは、Ｒ２，Ｇ２，励起光Ｅｘの照明光を順次出射し、通常観察モード時にはＲ１，Ｇ１，Ｂ１の照明光を順次出射する。
また、本内視鏡装置１０１Ｂに使用されるビデオプロセッサ１０４Ｂは、図２０に示した実施例４のビデオプロセッサ１０４の一部を変更した構成である。

本実施例におけるビデオプロセッサ１０４Ｂは、通常観察と蛍光観察とを１つのＣＣＤ２５Ｅで兼用している電子内視鏡１０２Ａの場合にも、通常観察と蛍光観察とをそれぞれ専用のＣＣＤ２５Ｆ，ＣＣＤ２５Ｅを用いる電子内視鏡１０２Ｂの場合にも、白傷ノイズ等の画素欠陥を適切に補正し、ノイズの少ない良好な画像を生成する画像処理を行う。 このため、本実施例のビデオプロセッサ１０４Ｂは、図２０のビデオプロセッサ１０４において、さらに制御部１５２を設け、この制御部１５２は、スコープＩＤ発生回路１５０に書き込まれている反射光及び蛍光の蓄積時間に関する情報に応じて、ＣＣＤドライバ２９とアドレス発生回路１１９とを制御する。
例えば、制御部１５２は、例えば蛍光観察モードへの最初の切替時（この他に起動時でも良い）に、スコープＩＤ発生回路１５０から反射光及び蛍光の蓄積時間に関する情報を読み出し、制御部１５２内のメモリ１５２ａに格納する。

そしてユーザにより、蛍光観察モードが選択された場合、制御部１５２は、メモリ１５２ａから反射光像及び蛍光像の撮像時間（より厳密には蓄積時間）に関する情報を読み出し、ＣＣＤドライバ２９に対して、処理パラメータとしての蓄積時間の制御、つまりＣＣＤ２５Ｅによる電子シャッタの制御を行う。
図２７に示すように電子内視鏡１０２Ａが、ビデオプロセッサ１０４Ｂに接続された場合には、制御部１５２は、ＣＣＤドライバ２９に対して、Ｒ２の照明光、Ｇ２の照明光でそれぞれ照明した場合における（反射光像を撮像するときの）各撮像時間をｔｒ１，ｔｇ１となるように制御し、また励起光Ｅｘを照射した場合（蛍光像を撮像するとき）の撮像時間をｔｂ１に制御する。
一方、図２８に示す電子内視鏡１０２Ｂが、ビデオプロセッサ１０４Ｂに接続された場合には、制御部１５２は、ＣＣＤドライバ２９に対してＲ２の照明光、Ｇ２の照明光でそれぞれ照明した場合における各撮像時間をｔｒ２（＜ｔｒ１），ｔｇ２（＜ｔｇ１）となるように制御し、また励起光Ｅｘを照射した場合（蛍光像を撮像するとき）の撮像時間をｔｂ２（＝ｔｂ１）に制御する。

上述のように、電子内視鏡１０２Ａ、１０２Ｂの間では、蛍光の撮像に用いられる励起光カットフィルタ１０６、１０６Ｂの特性が異なるため、同一被写体を撮像した場合に得られる蛍光像ｌｕ１、ｌｕ２の信号レベル（明るさ）が異なるが、赤色帯などの照射による反射光像ｒ１、ｇ１；ｒ２、ｇ２の信号レベル（明るさ）は同等である。このため、蛍光像と反射光像を合成した場合の蛍光観察像における各像の信号レベル（明るさ）のバランスが異なってしまう。
本実施例では、基準の被写体を撮像した場合の反射光像の信号レベル（明るさ）が蛍光像の信号レベル（明るさ）に合うように、反射光撮像時の撮像時間を、内視鏡（励起光カットフィルタ）の特性に合わせて（スコープＩＤ発生回路１５０に予め記録した蓄積時間に関する情報に基づき）調整することで、各像の信号レベル（明るさ）を適切にバランスさせるようにしている。

また微弱な蛍光の撮像では、撮像時間を短縮しないようにすることで、撮像時間の短縮による蛍光像のＳ／Ｎ低下を抑制している。
このように電子内視鏡１０２Ａ、１０２Ｂの間では、蛍光撮像手段に用いられる励起光カットフィルタ１０６，１０６の特性が異なるため、同一被写体を撮像した場合に得られる蛍光像ｌｕ１、ｌｕ２の明るさが異なるが、赤色帯などの照射による反射光像ｒ１，ｇ１；ｒ２，ｇ２の明るさは同等である。このため、同じ処理状態で、蛍光像と反射光像を合成した場合の各像の明るさのバランスが異なってしまう。

本実施例では、蛍光像の明るさに反射光像を合わせる場合、反射光像の撮像では、内視鏡（励起光カットフィルタ）の特性に合わせて撮像素子の撮像時間を（スコープＩＤ発生回路１５０に予め記憶した電子シャッタの情報に基づき）調整して、上記明るさを適切にバランスさせるようにしている。
なお、上記においては、スコープＩＤ発生回路１５０には、反射光及び蛍光の蓄積時間に関する情報が書き込まれている場合を示したが、反射光の蓄積時間に関する情報のみを書き込むようにしても良い。そして、制御部１５２は、この反射光の蓄積時間に関する情報をメモリ１５２ａに格納し、蛍光の蓄積時間に関する情報は、ビデオプロセッサ１０４Ｂに接続される電子内視鏡によらず、所定の蓄積時間を予めメモリ１５２ａに格納しておく構成にして良い。

また、スコープ発生回路１５０は、励起光カットフィルタ１０６若しくは１０６Ｂの特性情報を発生し、制御部１５２は、その特性情報に応じた反射光及び蛍光の蓄積時間に関する情報をメモリ１５２ａ等に格納する構成にしても良い。

さらに、スコープＩＤ発生回路１５０は、単にスコープＩＤ情報を発生し、制御部１５２は、ビデオプロセッサ１０４Ｂ側でそのスコープＩＤの場合に使用される反射光及び蛍光の蓄積時間に関する情報をメモリ１５２ａ等に格納する構成にしても良い。

また、従来の画素欠陥補正の画像処理は、撮像時間に応じて変化する欠陥画素の画素値を考慮した処理になっていなかった為、適切に補正できなかったが、本実施例では以下のように処理パラメータとしての閾値を変更設定して適切に補正できるようにしている。

本実施例では蛍光観察モードの場合、この制御部１５２は、アドレス発生回路１１９に対して、Ｒ２，Ｇ２での反射光撮像と励起光Ｅｘのもとで蛍光撮像した場合の撮像信号が面順次で白傷ノイズ抑制回路１１１の比較器１１７に入力された場合、その比較器１１７の他方の入力端に閾値メモリ１１８から読み出されて印加される３つの閾値を制御する。図２７に示すように電子内視鏡１０２Ａが、ビデオプロセッサ１０４Ｂに接続された場合には、比較器１１７の一方に第１の反射光像ｒ１，ｇ１，蛍光像ｌｕ１に基づく減算器１１２の出力信号が順次入力される場合、比較器１１７の他方に入力端に印加される閾値をＴｈｒ１，Ｔｈｇ１，Ｔｈｂ１とした場合、例えばＴｈｂ１＞Ｔｈｒ１，Ｔｈｂ１＞Ｔｈｇ１となるように制御部１５２は制御する。

つまり、蛍光撮像を行う場合には、ＣＣＤ２５Ｅの増幅率を反射光撮像の場合よりも高く設定するため、その場合に白傷があるとその白傷による信号レベルも高くなる。これに対応して、蛍光撮像を行った場合の信号が比較器１１７に入力された場合には、その場合に対応する閾値Ｔｈｂ１が他の信号の場合の閾値Ｔｈｒ１，Ｔｈｇ１よりも高く設定されるように制御部１５２は制御する。
また、図２８に示す電子内視鏡１０２Ｂの場合には、比較器１１７に入力される上記閾値として、Ｔｈｒ２，Ｔｈｇ２，Ｔｈｂ２となる。この場合、例えばＴｈｂ２＞Ｔｈｒ２，Ｔｈｂ２＞Ｔｈｇ２となるように制御部１５２は制御する。この場合も上記閾値Ｔｈｂ１等の場合と同様に設定される。
また、ＣＣＤ２５Ｅに白傷が有る場合には、ＣＣＤ２５Ｅの撮像時間が短いと、白傷による信号レベルがより低くなる。そこで、上述したようにｔｒ１＞ｔｒ２の設定に対応して、制御部１５２はＴｈｒ１＞Ｔｈｒ２に設定する。同様にｔｇ１＞ｔｇ２の設定に対応して、制御部１５２はＴｈｇ１＞Ｔｈｇ２に設定する。

また、第１の電子内視鏡１０２Ａと第２の電子内視鏡１０２Ｂとでは、蛍光撮像を行う場合のＣＣＤ２５Ｅの増幅率及び撮像時間を同じに設定するため、制御部１５２はＴｈｂ１＝Ｔｈｂ２の設定を行うようにしている。

ここで、アドレス発生回路１１９Ｂは、制御部１５２から入力されるメモリ１５２ａに格納された反射光及び蛍光の蓄積時間に関する情報及び、制御電圧発生回路１０７から出力される制御電圧レベルに応じて、アドレス値を発生して、閾値メモリ１１８から比較器１１７に入力する閾値を切り替える。

なお、実施例４においては、モード切替スイッチ２０を操作した場合、その出力信号で光源装置１０３の照明光の切替を制御する構成にしていたが、本実施例ではモード切替スイッチ２０による操作信号は制御部１５２に入力される。
そして、制御部１５２は、モード切替に対応して、光源装置１０３Ｂの制御回路１６にモード切替の信号を送り、制御回路１６はこの信号に対応した制御を行う。
次に本実施例の作用を説明する。まず、光源装置１０３Ｂ及びビデオプロセッサ１０４Ｂに第２の電子内視鏡１０２Ｂが接続されたとする。そして、電源が投入されると、この制御部１５２は起動時には通常観察モードで照明及び信号処理を行うように制御する。 この通常観察モード時には、光源装置１０３Ｂは、Ｒ１，Ｇ１、Ｂ１の照明光を順次出射し、この照明光の状態でＣＣＤ２５Ｆは撮像を行う。この場合には、制御部１５２は、制御電圧発生回路１０７を動作させない。また、白傷ノイズ抑制回路１１１も動作させない。従って、この場合には、ビデオプロセッサ１０４Ｂ内のＡ／Ｄ変換回路３２の出力信号は、白傷ノイズ抑制回路１１１をスルーして同時化回路４５に入力される。

この場合の動作は、通常の面順次方式の電子内視鏡における通常観察モードと同じ動作となる。一方、モード切替スイッチ２０が操作されて蛍光観察モードに切り替えられると、制御部１５２は、スコープＩＤ発生回路１５０から読み出した蓄積時間に関する情報をメモリ１５２ａに格納し、このメモリ１５２ａに格納した蓄積時間の情報により、ＣＣＤ２５Ｅの電子シャッタ時間、つまり上述した撮像時間ｔｒ２，ｔｇ２の制御を行う。
また、この蛍光観察モードにおいては、制御部１５２は、白傷ノイズ抑制回路１１１を動作させる。この場合、制御部１５２は白傷ノイズ抑制回路１１１内の比較器１１７に印加される閾値を、この比較器１１７の一方の入力端に入力される第２の反射光像ｒ２，ｇ２，蛍光像ｌｕ２に基づく減算器１１２の出力信号が順次入力される場合、比較器１１７の他方に入力端に印加される閾値をＴｈｒ２，Ｔｈｇ２，Ｔｈｂ２とし、この場合Ｔｈｂ２＞Ｔｈｒ２，Ｔｈｂ２＞Ｔｈｇ２となるように制御部１５２は制御する。

また、この第２の電子内視鏡１０２Ｂの代わりに第１の電子内視鏡１０２Ａが光源装置１０３Ｂ及びビデオプロセッサ１０４Ｂに接続された場合にも、基本的に上記符号ｌｕ２等における数字２を１に置換したものと同様の動作となる。
この場合、上述したように第１の電子内視鏡１０２Ａの場合と第２の電子内視鏡１０２Ｂの場合とで、ｔｒ１＞ｔｒ２等に設定するようにしているので、観察モニタ５に第１の蛍光像ｌｕ１或いは第２の蛍光像ｌｕ２を表示する場合、それぞれ反射光像ｒ１，ｇ１或いはｒ２，ｇ２とのカラーバランスを適切に保って表示することができる。
また、本実施例においては、電子内視鏡１０２Ａ或いは１０２Ｂに対して設定される各像の撮像時間に応じて、白傷ノイズ抑制を行う際の閾値を適切に設定することができ、白傷ノイズを有効に抑制できる。

このように本実施例によれば、励起光カットフィルタの特性が異なる場合にも、適切に白傷ノイズを抑制し、かつ良好な蛍光観察画像を得ることができる。
上述の説明においては、蛍光撮像を行う際のＣＣＤ２５Ｅの増幅率を、反射光撮像を行う際よりも高く設定する場合で説明したが、蛍光撮像時と反射光撮像時とで同じ増幅率を設定する場合でも、各像の撮像時間に応じた閾値を用いることで、白傷ノイズ抑制を行うようにしても良い。
また、蛍光撮像を行う際のＣＣＤ２５Ｅの増幅率が第１の電子内視鏡１０２Ａと第２の電子内視鏡１０２Ｂとで異なる場合には、その増幅率に応じた、蛍光像に対して設定される閾値を用いて、白傷ノイズ抑制を行うようにしても良い。

さらに、上述の説明においては、通常観察モード時においては、白傷ノイズ抑制回路１１１の機能を用いない場合で説明したが、通常観察モード時においても、蛍光観察モード時よりは小さい値に設定される閾値を用いて、白傷ノイズ抑制を行うようにしても良い。この場合における閾値の情報は、例えばスコープＩＤ発生回路１５０に格納すれば良い。なお、本実施例では、面順次で入力される撮像信号に対して、白傷ノイズ抑制回路１１１により白傷ノイズの抑制を行っているが、図３１に示す変形例のように同時化回路４５で同時化した後に白傷ノイズ抑制回路１２１で白傷ノイズの抑制を行うようにしても良い。

図３１に示す変形例の白傷ノイズ抑制回路１２１は、実施例４における図２０の白傷ノイズ抑制回路１１１を図２３に示した変形例の白傷ノイズ抑制回路１２１に変形したものと基本的に同じ構成である。
図３１の白傷ノイズ抑制回路１２１は、比較器１２８に印加される閾値を、スコープＩＤ発生回路１５０のスコープＩＤにより制御する点が図２３の白傷ノイズ抑制回路１２１と異なっている。図３１の場合には、第１の電子内視鏡１０２Ａが接続された状態で示しており、この場合にはＲ成分用判定回路１２２Ｒにおける比較器１２８には閾値Ｔｈｒ１が印加される。
なお、明示していないがＧ成分用判定回路１２２Ｇにおける比較器１２８には閾値Ｔｈｇ１が印加されることになり、蛍光成分用（Ｂ成分用）判定回路１２２Ｂにおける比較器１２８には閾値Ｔｈｂ１が印加されることになる。
本変形例は、実施例５の場合とほぼ同様の効果がある。
なお、上述した各実施例等を部分的に組み合わせる等して構成される実施例等も本発明に属する。

内視鏡の撮像手段により撮像された体腔内の画像に対して、狭帯域光観察下のように照明光量が十分でないような場合においても、ノイズを有効に抑制し、かつコントラストの低下を軽減する画像処理を行い、診断に適した内視鏡画像を表示できるようにする。
本出願は、２００５年３月２２日に日本国に出願された特願２００５−８２５４４号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されるものとする。

Claims (26)

1. 撮像手段により撮像された画像データに対して画像処理を行う画像処理装置において、前記画像データに対して、複数の空間フィルタによるフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、
   前記画像データの局所領域における明るさを算出する明るさ算出手段と、
   前記フィルタ処理手段の出力に対して、前記フィルタ処理手段の出力及び／又は前記明るさ算出手段の出力に応じた重み付けを行う重み付け手段と、
   前記重み付け手段の出力に対して、処理画像データを生成するための逆フィルタ処理を行う逆フィルタ処理手段と、
   を備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記重み付け手段は、前記フィルタ処理手段の出力が所定値よりも大きい場合には、前記フィルタ処理手段の出力によらず所定の重み付け係数を用い、前記フィルタ処理手段の出力が所定値よりも小さい場合には、前記フィルタ処理手段の出力に応じて重み付け係数を変更し、前記所定値は、前記明るさ算出手段の出力に応じて変更することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. さらに前記明るさ算出手段の出力に応じて、前記画像データ及び前記逆フィルタ処理手段の出力の加重平均を算出する加重平均算出手段を有することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 前記フィルタ処理手段は、直交基底を用いた直交変換処理手段であり、前記逆フィルタ処理手段は、逆直交変換処理手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
5. 前記フィルタ処理手段は、入力される画像データの色成分毎に異なるフィルタ係数を用いてフィルタ処理することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
6. 前記フィルタ処理手段は、入力される画像データの色成分が異なる場合にも共通のフィルタ係数を用いてフィルタ処理することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
7. 前記重み付け手段は、前記画像データが前記明るさ算出手段に入力されるまでに増幅する増幅器のゲイン値、撮像手段の種別、鮮鋭度補正処理の補正度の少なくとも１つで重み付けする際の重み付け係数を変更することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
8. 前記直交基底は、所定の画像データに対して算出したＫａｒｈｕｎｅｎ−Ｌｏｅｖｅ変換の基底であることを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
9. 前記直交基底は、離散コサイン変換の基底であることを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
10. 前記重み付け手段は、前記フィルタ処理手段の出力が所定値より小さい場合には、前記フィルタ処理手段の出力によらず０の重み付け係数を与える前記所定値を、前記明るさ算出手段の出力に応じて変更することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
11. 前記重み付け手段は、前記フィルタ処理手段の出力が第１の所定値よりも大きい場合には、前記フィルタ処理手段の出力によらず１の重み付け係数とし、前記フィルタ処理手段の出力が第２の所定値よりも小さい場合には、前記フィルタ処理手段の出力によらず０の重み付け係数とし、前記フィルタ処理手段の出力が前記第１及び第２の所定値の間においては、０と１との間の重み付け係数とする特性の重み付け係数とし、前記第１の所定値及び前記第２の所定値は、前記明るさ算出手段の出力に応じて変更することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
12. 前記フィルタ処理手段は、処理対象画素を中心にして奇数ｎとしたｎ×ｎ画素の小領域の画像データに対して、ｎ×ｎ個よりも少ないフィルタ数ｒによりフィルタ処理を行うことを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
13. 前記フィルタ処理手段は、大きな固有値に対応するフィルタ係数のものを優先して、前記フィルタ数ｒを決定することを特徴とする請求項１２に記載の画像処理装置。
14. 撮像手段を備えた内視鏡と、
    前記撮像手段により撮像された画像データに対して、複数のフィルタを適用したフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、
    前記画像データの局所領域における明るさを算出する明るさ算出手段と、
    前記フィルタ処理手段の出力に対して、前記フィルタ処理手段の出力及び／又は前記明るさ算出手段の出力値に応じた重み付けを行う重み付け手段と、
    前記重み付け手段の出力に対して、処理画像データを得るための逆フィルタ処理を行う逆フィルタ処理手段と、
    を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
15. 前記重み付け手段は、前記フィルタ処理手段の出力が所定値よりも大きい場合には、前記フィルタ処理手段の出力によらず所定の重み付け係数を用い、前記フィルタ処理手段の出力が所定値よりも小さい場合には、前記フィルタ処理手段の出力に応じて重み付け係数を変更し、前記所定値は、前記明るさ算出手段の出力に応じて変更することを特徴とする請求項１４に記載の内視鏡装置。
16. さらに前記明るさ算出手段の出力に応じて、前記画像データ及び前記逆フィルタ処理手段の出力の加重平均を算出する加重平均算出手段を有することを特徴とする請求項１４に記載の内視鏡装置。
17. 前記フィルタ処理手段は、直交基底を用いた直交変換処理手段であり、前記逆フィルタ処理手段は、逆直交変換処理手段であることを特徴とする請求項１４に記載の内視鏡装置。
18. 前記フィルタ処理手段は、入力される画像データの色成分毎に異なるフィルタ係数を用いてフィルタ処理することを特徴とする請求項１４に記載の内視鏡装置。
19. 前記フィルタ処理手段は、入力される画像データの色成分が異なる場合にも共通のフィルタ係数を用いてフィルタ処理することを特徴とする請求項１４に記載の内視鏡装置。
20. 前記重み付け手段は、前記画像データが前記明るさ算出手段に入力されるまでに増幅する増幅器のゲイン値、撮像手段の種別、鮮鋭度補正処理の補正度の少なくとも１つで重み付けする際の重み付け係数を変更することを特徴とする請求項１４に記載の内視鏡装置。
21. 前記直交基底は、所定の画像データに対して算出したＫａｒｈｕｎｅｎ−Ｌｏｅｖｅ変換の基底であることを特徴とする請求項１７に記載の内視鏡装置。
22. 前記直交基底は、離散コサイン変換の基底であることを特徴とする請求項１７に記載の内視鏡装置。
23. 前記重み付け手段は、前記フィルタ処理手段の出力が所定値より小さい場合には、前記フィルタ処理手段の出力によらず０の重み付け係数を与える前記所定値を、前記明るさ算出手段の出力に応じて変更することを特徴とする請求項１４に記載の内視鏡装置。
24. 前記重み付け手段は、前記フィルタ処理手段の出力が第１の所定値よりも大きい場合には、前記フィルタ処理手段の出力によらず１の重み付け係数とし、前記フィルタ処理手段の出力が第２の所定値よりも小さい場合には、前記フィルタ処理手段の出力によらず０の重み付け係数とし、前記フィルタ処理手段の出力が前記第１及び第２の所定値の間においては、０と１との間の重み付け係数とする特性の重み付け係数とし、前記第１の所定値及び前記第２の所定値は、前記明るさ算出手段の出力に応じて変更することを特徴とする請求項１４に記載の内視鏡装置。
25. 前記フィルタ処理手段は、処理対象画素を中心にして奇数ｎとしたｎ×ｎ画素の小領域の画像データに対して、ｎ×ｎ個よりも少ないフィルタ数ｒによりフィルタ処理を行うことを特徴とする請求項１６に記載の内視鏡装置。
26. 前記フィルタ処理手段は、大きな固有値に対応するフィルタ係数のものを優先して、前記フィルタ数ｒを決定することを特徴とする請求項２５に記載の内視鏡装置。

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