JP5355846B2 - 内視鏡用画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、鮮鋭度を強調する強調レベル、画像信号の種類（観察モード）に応じて階調特性の切り替えを行う内視鏡用画像処理装置に関する。

内視鏡装置には、内視鏡画像の鮮鋭度を強調する機能（例えば構造強調）が搭載されており、例えば第１の従来例としての特開２００４−０００３３５号公報に開示されているように、内視鏡に備わるスイッチ等の操作により強調レベルに応じた強調量の切り替えが可能であり、表示装置上に鮮鋭度の異なる内視鏡画像を出力することができる。
また、通常光観察に加えて、特殊光観察を備える内視鏡装置も考案されている。

画像の低輝度部分におけるノイズを軽減する方法として、例えば電子カメラに適用された第２の従来例としての特許３５４０５６７号公報が挙げられ、この第２の従来例では鮮鋭度強調処理を適用する画像信号への階調補正を専用に設けることで実現している。
特開２００４−０００３３５号公報 特許３５４０５６７号公報

上記第１の従来例では、強調レベルを上げて強調量を増してゆくと、ノイズが目立つことがあり、特に照明光の波長帯域を狭帯域化している狭帯域光観察では、低Ｓ／Ｎとなることがあり、暗部でのノイズが顕著となる。
また、第２の従来例では、内視鏡装置のように強調レベルが例えば８段階と強調量の変化幅が広く、強調レベルを上げた場合にはノイズが目立つ事と考えられる。

（発明の目的）
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、画像信号の種類に応じて、ノイズを抑制できる内視鏡用画像処理装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、前記強調手段における強調特性の切替え及び画像信号の種類の少なくとも一方に応じて、ノイズを抑制できる内視鏡用画像処理装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の内視鏡用画像処理装置は、内視鏡に搭載された撮像素子で撮像された信号に対して、内視鏡画像として観察するための前記内視鏡画像に対応する画像信号を生成する信号処理を行う画像処理部と、前記画像信号に対する階調を補正する階調補正回路部と、前記画像信号に対する構造または輪郭の強調を行う強調回路部と、内視鏡画像として観察する観察モード若しくは種類を切り替える切替部と、前記構造または輪郭の強調量の切替を行う強調量切替部と、を備え、前記切替部は、可視波長域の照明光のもとで生成される通常光画像、前記通常光画像とは異なる照明光のもとで生成される特殊光画像、前記可視波長域の照明光のもとで生成される前記画像信号に対して、数値データ処理を施すことにより生成される狭帯域画像に相当する分光画像との少なくとも２つの観察モード若しくは種類を含む内視鏡画像から任意の１つへの切替を可能にし、前記階調補正回路部は、 前記画像信号の画像全体の階調を第１の補正特性で補正する第１の階調補正回路部と、前記第１の階調補正回路部とは異なる第２の補正特性を有し、前記強調回路部へ入力される画像信号に対する階調補正を行うとともに、前記観察モード若しくは種類の切替、又は前記強調量の切替に対応して前記第２の補正特性を変更する第２の階調補正回路部とを有し、前記第２の階調補正回路部は、前記観察モード若しくは種類の切替に応じて前記入力画像信号における低輝度部に対する前記第２の補正特性を変更し、前記構造または輪郭の強調量を大きくする切替の場合には、前記強調量を小さくする切替の場合よりもより小さな輝度値となるように前記第２の補正特性に変更する。

本発明によれば、画像信号の種類又は強調特性を切り替えた場合、ノイズを有効に抑制できる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１ないし図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は狭帯域用フィルタの分光特性の１例を示し、図３は色分離フィルタに用いられる各フィルタの配置例を示し、図４は図１のγ回路の構成を示し、図５は図１の強調回路の構成を示す。
また図６は切替選択された観察モード及び強調レベルの切替選択に対応して設定されるγ＿Ｅｄｇｅ回路及びγ＿Ｃｏｎｔ回路等の入出力特性を示し、図７は変形例の面順次方式の内視鏡装置の全体構成を示し、図８は回転フィルタの構成を示し、図９は図８の外側に配置された第１のフィルタ組を構成する各フィルタの透過特性を示し、図１０は図８の内側に配置された第２のフィルタ組を構成する各フィルタの透過特性を示す。

図１に示すように実施例１を備えた内視鏡装置１は、体腔内等に挿入され、内視鏡検査を行う電子内視鏡（以下、単に内視鏡と略記）２と、この内視鏡２に照明光を供給する光源装置３と、内視鏡２に内蔵された撮像手段を駆動すると共に、撮像手段の出力信号に対する信号処理を行う実施例１の内視鏡用画像処理装置としてのビデオプロセッサ４と、このビデオプロセッサ４から出力される映像信号が入力されることにより、撮像手段により撮像した内視鏡画像を表示するモニタ５とを備えている。
内視鏡２は、細長の挿入部７と、この挿入部７の後端に設けられた操作部８と、この操作部８から延出されたユニバーサルケーブル９とを有し、このユニバーサルケーブル９の端部のライトガイドコネクタ１１は、光源装置３に着脱自在に接続され、信号コネクタは、ビデオプロセッサ４に着脱自在に接続される。

上記挿入部７内には、照明光を伝送するライトガイド１３が挿通され、このライトガイド１３における手元側の端部のライトガイドコネクタ１１を光源装置３に接続することにより、光源装置３の照明光がライトガイド１３に供給される。
光源装置３は、通常光観察モード時には、通常照明光としての白色（可視領域）の照明光を発生して、ライトガイド１３に供給し、特殊光観察モードとしての例えば狭帯域光観察モード時には、狭帯域の照明光を発生して、ライトガイド１３に供給する。
通常光観察モードと狭帯域光観察モードの切替指示は、例えば内視鏡２の操作部８に設けたスコープスイッチ等によるモード切替スイッチ１４ａにより行うことができる。なお、観察モードの切替指示は、内視鏡２に設けたモード切替スイッチ１４ａの他に、フットスイッチにより行える構成としても良いし、ビデオプロセッサ４の操作パネル１７に設けたモード切替スイッチ１４ｂからも行える。さらに、図示しないキーボード等により切替指示を行う構成にしても良い。

このモード切替スイッチ１４ａ等による切替信号は、ビデオプロセッサ４内の制御回路１５に入力され、切替信号が入力されると、この制御回路１５は、光源装置３のフィルタ挿脱装置１６を制御して、通常照明光と、狭帯域照明光とを選択的に切り替える。
また、後述するように、この制御回路１５は、光源装置３からライトガイド１３に供給する照明光の切替制御に連動して、ビデオプロセッサ４内の映像信号処理系の特性を切り替える制御も行う。そして、モード切替スイッチ１４ａによる切替指示により、映像信号処理系の特性を切り替えることにより、通常光観察モードと狭帯域光観察モードそれぞれに適した信号処理を行えるようにしている。
また、ビデオプロセッサ４の操作パネル１７には、モード切替スイッチ１４ｂと、画像の鮮鋭度を強調する強調レベル切替スイッチ１９とが設けてあり、これらのスイッチ１４ｂ、１９による信号は、制御回路１５に入力される。モード切替スイッチ１４ｂは、モード切替スイッチ１４ａと同じ機能を有する。

光源装置３は、照明光を発生するランプ２０を内蔵し、このランプ２０は、可視領域を含む照明光を発生する。この照明光は、赤外カットフィルタ２１により赤外光がカットされて略白色光の波長帯域に近い照明光にされた後、絞り２２に入射される。この絞り２２は、絞り駆動回路２３により、開口量の調整によりその通過光量が制御される。
この絞り２２を通過した照明光は、プランジャなどにより構成されるフィルタ挿脱装置１６により照明光路中に挿脱される狭帯域用フィルタ２４を通して（狭帯域光観察モード時）、或いは狭帯域用フィルタ２４を通さないで（通常光観察モード時）、集光レンズ２５に入射され、この集光レンズ２５により集光されてライトガイド１３の手元側の入射端面に入射される。
図２は、狭帯域用フィルタ２４の透過率特性の１例を示す。この狭帯域用フィルタ２４は、３峰性フィルタ特性を示し、例えば、赤、緑、青の各波長域において、それぞれ狭帯域に透過する狭帯域透過フィルタ特性部Ｒａ，Ｇａ，Ｂａを有する。

より具体的には、狭帯域透過フィルタ特性部Ｒａ，Ｇａ，Ｂａは、それぞれ中心波長が６００ｎｍ、５４０ｎｍ、４２０ｎｍであり、その半値幅が２０〜４０ｎｍのバンドパス特性を有する。
従って、狭帯域用フィルタ２４が照明光路中に配置された場合には、この狭帯域透過フィルタ特性部Ｒａ，Ｇａ，Ｂａを透過した３バンドの狭帯域の照明光がライトガイド１３に入射される。
これに対して、狭帯域用フィルタ２４を照明光路中に配置しない場合には、（可視の波長領域の）白色光がライトガイド１３に供給されることになる。
ライトガイド１３からの照明光は、ライトガイド１３によりその先端面に伝送され、挿入部７の先端部２６に設けた照明窓に取り付けた照明レンズ２７を経て外部に出射され、体腔内の患部等の生体組織の表面を照明する。

先端部２６には、照明窓に隣接して観察窓が設けてあり、この観察窓には対物レンズ２８が取り付けられている。この対物レンズ２８は、生体組織からの戻り光による光学像を結像する。この対物レンズ２８の結像位置には、固体撮像素子として電荷結合素子（ＣＣＤと略記）２９が配置されており、このＣＣＤ２９により光電変換される。
このＣＣＤ２９の撮像面には、光学的に色分離する色分離フィルタ３０として例えば図３に示す補色系フィルタが各画素単位で取り付けてある。
この補色系フィルタは、各画素の前に、マゼンタ（Ｍｇ）、グリーン（Ｇ）、シアン（Ｃｙ）、イエロ（Ｙｅ）の４色のカラーチップが、水平方向には、Ｍｇ、Ｇと、Ｃｙ、Ｙｅ又はＹｅ、Ｃｙとが交互に配置され、縦方向には、Ｍｇ、Ｃｙ、Ｍｇ、Ｙｅと、Ｇ、Ｙｅ、Ｇ、Ｃｙとの配列順で、それぞれ配置されている。

そして、この補色系フィルタを用いたＣＣＤ２９の場合、縦方向に隣接する２列の画素を加算して順次読み出すが、このとき奇数フィールドと偶数フィールドで画素の列をずらして読み出すようにする。そして、後段側でのＹ／Ｃ分離回路３７により、公知のように輝度信号と色信号とが生成されることになる。
上記ＣＣＤ２９は、信号線の一端と接続されており、この信号線の他端が接続された信号コネクタをビデオプロセッサ４に接続することにより、ビデオプロセッサ４内のＣＣＤ駆動回路３１と相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ回路）３２とに接続される。
なお、各内視鏡２は、その内視鏡２に固有の識別情報（ＩＤ）を発生するＩＤ発生部３３を備え、ＩＤ発生部３３によるＩＤは、制御回路１５に入力され、制御回路１５は、ＩＤによりビデオプロセッサ４に接続された内視鏡２の種類やその内視鏡２に搭載されたＣＣＤ２９の種類、画素数等を識別する。
そして、識別した内視鏡２のＣＣＤ２９を適切に駆動するように制御回路１５は、ＣＣＤ駆動回路３１を制御する。

ＣＣＤ２９は、ＣＣＤ駆動回路３１からのＣＣＤ駆動信号の印加により、光電変換する。光電変換された撮像信号は、ＣＤＳ回路３２に入力される。ＣＤＳ回路３２により、撮像信号から信号成分が抽出されて生成されたベースバンドの信号は、Ａ／Ｄ変換回路３４に入力されてデジタル信号に変換されると共に、明るさ検波回路３５に入力され、明るさ（信号の平均輝度）が検出される。
明るさ検波回路３５により検出された明るさ信号は、調光回路３６に入力され、基準の明るさ（調光の目標値）との差分により調光するための調光信号が生成される。この調光信号は、光源装置３内の絞り駆動回路２３に入力され、基準となる明るさとなるように絞り２２の開口量が調整される。

Ａ／Ｄ変換回路３４から出力されるデジタル信号は、オートゲインコントール回路（ＡＧＣ回路と略記）３８により信号レベルが所定レベルとなるようにゲイン制御された後、Ｙ／Ｃ分離回路３７に入力される。そして、このＹ／Ｃ分離回路３７によって、入力信号から輝度信号Ｙｈと（広義の色信号Ｃとしての）線順次の色差信号Ｃｒ（＝２Ｒ−Ｇ），Ｃｂ（＝２Ｂ−Ｇ）が生成される。
輝度信号Ｙｈは、セレクタ３９に入力されると共に、信号の通過帯域を制限する第１のローパスフィルタ（ＬＰＦと略記）４１に入力される。 このＬＰＦ４１は、輝度信号Ｙｈに対応して広い通過帯域に設定されており、このＬＰＦ４１の通過帯域特性に対応した帯域の輝度信号Ｙｌが、第１マトリクス回路４２に入力される。
また、色差信号Ｃｒ，Ｃｂは、信号の通過帯域を制限する第２のＬＰＦ４３を介して（線順次）同時化回路４４に入力される。
この場合、第２のＬＰＦ４３は、制御回路１５により、観察モードに応じてその通過帯域特性が変更される。具体的には、通常光観察モード時には、第２のＬＰＦ４３は、第１のＬＰＦ４９より低帯域に設定される。

一方、狭帯域光観察モード時には、第２のＬＰＦ４３は、通常光観察モード時における低帯域よりも広い帯域に変更される。例えば第２のＬＰＦ４３は、第１のＬＰＦ４１とほぼ同様に広帯域に設定（変更）される。このように第２のＬＰＦ４３は、観察モードの切替に連動して、色差信号Ｃｒ，Ｃｂに対する通過帯域制限する処理特性を変更する処理特性変更手段を形成している。
同時化回路４４は、同時化された色差信号Ｃｒ，Ｃｂを生成し、この色差信号Ｃｒ，Ｃｂは、第１マトリクス回路４２に入力される。
第１マトリクス回路４２は、輝度信号Ｙｌ及び色差信号Ｃｒ，Ｃｂから３原色信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１に変換し、生成された３原色信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１はホワイトバランス回路４５に入力される。

この第１マトリクス回路４２は、制御回路１５によって制御され、ＣＣＤ２９の色分離フィルタ３０の特性や狭帯域用フィルタ２４の特性に応じて（変換特性を決定する）マトリクス係数の値を変更して、混色の無い或いは混色を殆ど解消した３原色信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１に変換して出力する。
例えば、ビデオプロセッサ４に実際に接続される内視鏡２により、その内視鏡２に搭載されているＣＣＤ２９の色分離フィルタ３０の特性が異なる場合があり、制御回路１５は、ＩＤの情報により実際に使用されているＣＣＤ２９の色分離フィルタ３０の特性に応じて第１マトリクス回路４２の係数を変更する。このようにすることにより、実際に使用される撮像素子の種類が異なる場合にも適切に対応でき、偽色の発生を防止したり、混色の（殆ど）無い３原色信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１に変換することができる。

なお、混色の無い３原色信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を生成することにより、特に狭帯域光観察モード時において、特定の色の狭帯域光の下で撮像した色信号が他の色の狭帯域光の下で撮像した色信号のために識別がしにくくなってしまうことを有効に防止できる作用効果を持つ。
ホワイトバランス回路４５に入力された３原色信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１は、ホワイトバランス回路４５によりホワイトバランスするように調整された３原色信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２が生成される。
このホワイトバランス回路４５から出力される３原色信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２は、第２マトリクス回路４６に入力され、この第２マトリクス回路４６により、輝度信号と、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙに変換される。

この場合、制御回路１５は、通常光観察モード時には、３原色信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２から輝度信号Ｙと、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙに単に変換するように第２マトリクス回路４６のマトリクス係数を設定する。
制御回路１５は、狭帯域光観察モード時には、第２マトリクス回路４６のマトリクス係数を通常光観察モード時の値から変更して、３原色信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２から特にＢ信号に対する比率（重み付け）を大きくした輝度信号Ｙｎｂｉ及び色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙが生成されるようにする。
この場合における変換式は、３行３列のマトリクスＡ、Ｋを用いると、以下のようになる。

［数１］

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）のような変換式により、Ｒの色信号に対して、Ｇ，Ｂの色信号の重み付けが大きく、特に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Ｒの色信号を抑圧し、短波長側のＢの色信号を強調している。
又、Ａは、ＲＧＢ信号からＹ色差信号に変換する為のマトリクス（行列）であり、以下のような公知の演算係数が用いられる。

［数２］

第２マトリクス回路４６により出力される輝度信号Ｙｎｂｉは、セレクタ３９に入力される。このセレクタ３９は、制御回路１５により切替が制御される。つまり、通常光観察モード時には輝度信号Ｙｈが選択され、狭帯域光観察モード時には、輝度信号Ｙｎｂｉが選択される。図１では、セレクタ３９から選択して出力される輝度信号Ｙｈ或いはＹｎｂｉを輝度信号Ｙｓｅｌで示している。
第２マトリクス回路４６から出力される色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは、セレクタ３９を通った輝度信号Ｙｈ又はＹｎｂｉ（つまりＹｓｅｌ）と共に、拡大補間回路４７に入力される。

この拡大補間回路４７により拡大処理が施された輝度信号Ｙｓｅｌは、γ回路５０に入力され、γ補正処理された後、強調回路４８に入力され、鮮鋭度強調の処理が施された後、第３マトリクス回路４９に入力される。また、拡大補間回路４７により拡大処理された色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙは、γ回路５０によりγ補正、つまり階調補正された後、第３マトリクス回路４９に入力される。
そして、第３マトリクス回路４９により３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに変換された後、Ｄ／Ａ変換回路５１によりアナログの３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに変換されて映像信号出力端からモニタ５に出力される。

制御回路１５は、モード切替スイッチ１４ａ或いは１４ｂの操作による観察モードの切替或いは選択に対応して、ＬＰＦ４３の特性の変更設定、第１マトリクス回路４２及び第２マトリクス回路４６のマトリクス係数の変更設定、セレクタ３９の輝度信号Ｙｈ／Ｙｎｂｉの選択、γ回路５０の以下に説明するγ＿テーブルの切替の制御を行う。
また、制御回路１５は、観察モードの切替に応じて、光源装置３のフィルタ挿脱装置１６の動作を制御する。また、この制御回路１５は、ホワイトバランス調整時には、ホワイトバランス回路４５のゲイン設定を行う。
上記γ回路５０は、図４に示すような構成である。輝度信号Ｙｓｅｌは、この輝度信号Ｙｓｅｌに対応した画像全体の階調補正を行う（第１の階調特性補正部を構成する）γ＿Ｃｏｎｔｒａｓｔ回路（以下、γ＿Ｃｏｎｔ回路と略記）５４と、画像の輪郭の強調用に対応した階調補正を行う（第２の階調特性補正部を構成する）γ＿Ｅｄｇｅ回路５５とに入力される。

また、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは、色差信号にも対応した階調補正を行うγ＿Ｃｏｎｔ回路５４のみに入力される。
γ＿Ｃｏｎｔ回路５４及びγ＿Ｅｄｇｅ回路５５は、γ＿テーブル格納部５６に格納されたγ＿Ｃｏｎｔ用及びγ＿Ｅｄｇｅ用のγ＿テーブル値がセットされる。
本実施例においては、例えばγ＿Ｃｏｎｔ用のγ＿テーブル値は、観察モードの切替と強調レベルの切替（変更）に対しても変更されないで共通に使用される。
そしてγ＿Ｃｏｎｔ回路５４は、γ＿Ｃｏｎｔ用のγ＿テーブル値により、入力される輝度信号Ｙｓｅｌ、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙそれぞれを階調補正する。

これに対してγ＿Ｅｄｇｅ用のγ＿テーブル値は、観察モードの切替及び強調レベルの切替のいずれの切替においても、入出力特性が異なるものがセットされ、実際にセットされたγ＿Ｅｄｇｅ用のγ＿テーブル値により入力される輝度信号Ｙｓｅｌに対して階調補正を行う。
従って、γ＿テーブル格納部５６には、観察モードに対応したγ＿Ｅｄｇｅ用のγ＿テーブル値と、選択される強調レベルに対応したγ＿Ｅｄｇｅ用のγ＿テーブル値とが予め格納されている。そして、ユーザにより選択された観察モードに対応して、制御回路１５から観察モード用設定指示信号Ｓｏｂがγ＿テーブル格納部５６に入力されると、その観察モードに対応したγ＿Ｅｄｇｅ用のγ＿テーブル値が読み出され、γ＿Ｅｄｇｅ回路５５にセットされる。

また、ユーザにより選択された観察モードに対応して、制御回路１５は、後述するように強調回路４８による鮮鋭度を強調するフィルタ処理を行う際に使用されるフィルタ係数を制御する。
また、同様に、ユーザにより選択された強調レベルに対応して、制御回路１５から強調レベル用設定指示信号Ｓｅｎがγ＿テーブル格納部５６に入力されると、その強調レベルと選択された観察モードとに対応したγ＿Ｅｄｇｅ用のγ＿テーブル値が読み出され、γ＿Ｅｄｇｅ回路５５にセットされる。
そして、γ＿Ｅｄｇｅ回路５５は、セットされたγ＿Ｅｄｇｅ用のγ＿テーブル値により入力される輝度信号Ｙｓｅｌに対して階調補正を行う。
γ＿Ｅｄｇｅ回路５５の出力信号は、図５に示すように強調回路４８内のフィルタ回路５７に入力される。そして、このフィルタ回路５７に入力され信号は、このフィルタ回路５７において、例えば空間フィルタ（例えば９×９）により、鮮鋭度を強調するフィルタ処理が施された後、加算器５８に入力される。

この加算器５８には、γ＿Ｃｏｎｔ回路５４が出力する輝度信号Ｙｓｅｌも入力され、フィルタ回路５７及びγ＿Ｃｏｎｔ回路５４の両出力信号が加算されて加算器５８から出力される。
この加算器５８の出力信号は、クリップ回路５９に入力され、このクリップ回路５９により所定の出力範囲内になるようにクリップ処理されて図１の第３マトリクス回路４９に出力される。例えば、クリップ回路５９は、その出力信号が入力される第３マトリクス回路４９の入力ビット数が１０ビットであれば、０〜１０２３内のデータ値にクリップする。
また、強調回路４８内には、複数の強調レベルに対応したフィルタ係数を予め格納したフィルタ係数格納部６０が設けてあり、このフィルタ係数格納部６０は、上記強調レベル用設定指示信号Ｓｅｎが入力されることにより、その指示信号Ｓｅｎに対応したフィルタ係数をフィルタ回路５７にセットする。そして、このフィルタ回路５７は、実際にセットされたフィルタ係数でフィルタ処理を行う。

図６（Ａ）は、選択された観察モードに対応して設定されるγ＿Ｅｄｇｅ回路５５の入出力特性を、γ＿Ｃｏｎｔ回路５４の入出力特性と共に示している。
図６（Ａ）では、通常光観察モードの場合のγ＿Ｅｄｇｅ回路５５の入出力特性をγ＿Ｅｄｇｅ（ＷＬＩ）で、狭帯域光観察モードの場合のγ＿Ｅｄｇｅ回路５５の入出力特性をγ＿Ｅｄｇｅ（ＮＢＩ）で示している。また、γ＿Ｃｏｎｔ回路５４の入出力特性は、両モードで共通にしているので単にγ＿Ｃｏｎｔで示している。
図６（Ａ）から分かるように通常光観察モードでは、低輝度部（横軸の左側部分）においては、γ＿Ｅｄｇｅ回路５５は、γ＿Ｃｏｎｔ回路５４の値よりも小さな値を出力する特性に設定されている。
また、狭帯域光観察モードでは、γ＿Ｅｄｇｅ回路５５は、低輝度部において通常光観察モードの場合よりも小さな値を出力する特性に設定されている。

これにより、画像の低輝度部において、フィルタ回路５７（図５参照）が抽出する鮮鋭度強調信号の強度を低下させられる為、狭帯域光観察モードにおける光量不足をＡＧＣ回路３８により補償するような場合のゲインアップ時の低輝度部におけるノイズを抑制することができる。
つまり、狭帯域光観察モードは、通常光観察モードの場合に比較して、照明光が帯域制限されているため、そのままでは通常光観察モードに比較すると光量が小さくなり、絞り２２が全開した状態でも光量が不足する場合がある。この場合には、ＡＧＣ回路３８のＡＧＣ機能が動作して、光量不足をＡＧＣ回路３８によるゲインアップで補償する。
補償後の画像における高輝度部は相対的にＳ／Ｎが高いものの、低輝度部ではＳ／Ｎが低いためにノイズが特に目立ち、更に強調回路４８による強調処理でノイズが顕著となることがある。

本実施例では、γ＿Ｅｄｇｅ回路５５の入出力特性を図６（Ａ）のように設定することにより、上記のように低輝度部での強調信号の強度を低下させるため、強調処理によるノイズの増幅を抑えることができる。
なお、本実施例では、γ＿Ｃｏｎｔ回路５４を両モードで共用しているが、観察モードの切替に応じて、その特性を変更してもよい。図６（Ｂ）は、その場合に設定される特性例を示す。
図６（Ｂ）は、通常光観察モードの場合のγ＿Ｃｏｎｔ回路５４の入出力特性をγ＿Ｃｏｎｔ（ＷＬＩ）で示し、狭帯域光観察モードの場合のγ＿Ｃｏｎｔ回路５４の入出力特性をγ＿Ｃｏｎｔ（ＮＢＩ）で示している。

ここで、γ＿Ｃｏｎｔ（ＷＬＩ）は、図６（Ａ）のγ＿Ｃｏｎｔと同じ入出力特性であり、γ＿Ｃｏｎｔ（ＮＢＩ）は低輝度部においてγ＿Ｃｏｎｔ（ＷＬＩ）よりも小さな値を出力する特性に設定されている。
この場合、図１のγ回路５０は、ユーザにより選択された観察モードに対応して、制御回路１５から観察モード用指定指示信号Ｓｏｂがγ＿テーブル格納部５６に入力されると、その観察モードに対応したγ＿Ｃｏｎｔ用のγ＿テーブル値が読み出され、γ＿Ｃｏｎｔ回路５４にセットされる。γ＿Ｅｄｇｅ回路５５の入出力特性と同様に、γ＿Ｃｏｎｔ回路５４の入出力特性（γ＿テーブル値）を観察モードで切替えることにより、ゲインアップに伴う狭帯域光観察モードの低輝度部におけるノイズを抑制することが出来る。
図６（Ｃ）は、観察モードの切替と強調レベルの切替の両方で、γ＿Ｅｄｇｅ回路５５の入出力特性をを切り替える例を、狭帯域光観察モードの場合で示している。ここでも参考用に図６（Ａ）に示したγ＿Ｃｏｎｔ回路５４の入出力特性も示している。

なお、γ＿Ｅｄｇｅ回路５５の入出力特性として強調レベルを大きくした場合のものをγ＿Ｅｄｇｅ（Ｅｎｈ＿Ｈ）で、強調レベルを小さくした場合のものをγ＿Ｅｄｇｅ（Ｅｎｈ＿Ｌ）で示している。
図６（Ｃ）に示すγ＿Ｅｄｇｅ（Ｅｎｈ＿Ｈ）の特性から分かるように、強調レベルを上げて強調量の度合いを増大するフィルタ係数が設定されると、輝度全域に渡って、γ＿Ｃｏｎｔ回路５４の入出力特性よりも小さな出力値となるγテーブルを適用するように設定している。
これに対して、γ＿Ｅｄｇｅ（Ｅｎｈ＿Ｌ）の特性は、低輝度側においてのみγ＿Ｃｏｎｔ回路５４の入出力特性よりも小さな出力値となっている。
これにより低輝度部においては、ノイズの不要な強調を抑制でき、また高輝度部においては、エッジ部のオーバーシュート、アンダーシュートを低減できる為、過度の強調を抑える事が可能となる。

このように本実施例では、画像の鮮鋭度を強調する場合、階調補正を画像全体の階調補正用と鮮鋭度強調用に分け、鮮鋭度強調用は、鮮鋭度強調レベルの切替や観察モードの切替に応じてその入出力特性を変更する。この場合、低輝度部における階調補正曲線の傾きを、鮮鋭度強調レベルが高い程或いは帯域制限された狭帯域光観察モードの場合にはより小さく設定する構成にしているので、低輝度部において視覚上目立つノイズを有効に低減できる。
さらに、画像全体の階調補正用に設けた階調補正の入出力特性も、観察モードの切り替えに応じて変更する。この場合、狭帯域光観察モード時に、低輝度部においてより小さな値を出力する入出力特性を設定することで、明るさ不足を補うゲインアップによって生じる低輝度部のノイズを更に効果的に抑制できる。
また、簡単な構成で視覚上目立つノイズを有効に低減できる。
また、鮮鋭度強調レベルの切替や観察モードの切替に応じて、ルックアップテーブルによる入出力特性を切り替えることにより、高速処理ができる。
上記実施例１として、同時式の場合に適用した例で説明したが、以下の面順次式の内視鏡装置の場合にも適用することができる。

この面順次式の内視鏡装置では、Ｒ，Ｇ，Ｂ光或いは複数の狭帯域光を順次被写体側に照射して、面順次照明を行い、この面順次照明のもとで（色分離フィルタを有しない）モノクロの撮像素子を用いて面順次式に撮像を行う。
図７に示す面順次式の内視鏡装置１Ｂは、内視鏡２Ｂと、光源装置３Ｂと、ビデオプロセッサ４Ｂと、モニタ５と、内視鏡画像を記録するファイリング装置６とから構成される。
内視鏡２Ｂは、図１の内視鏡２において色分離フィルタ３０を有しないモノクロのＣＣＤ２９が用いられている。
また、光源装置３Ｂは、図１の光源装置３においてフィルタ挿脱装置１６及びフィルタ２４の代わりに、ランプ２０による照明光を面順次光に変換する回転フィルタ６１と、回転フィルタ６１を回転駆動するモータ６２と、このモータ６２を保持する保持板６２ａを光路と直交する方向に移動する移動モータ６３と、モータ６２を一定速度で回転させる制御回路６４とが設けてある。なお、ランプ点灯回路６５は、ランプ２０にランプ点灯電力を供給して点灯させる。

保持板６２ａには、例えばラック部が設けてあり、このラック部は移動モータ６３の回転軸に設けたピニオンギヤ６３ａと噛合している。そして、移動モータ６３により、保持板６２ａが図７中の矢印Ｃで示すように移動されると、モータ６２と共に、回転フィルタ６１も移動される。
回転フィルタ６１には、図８に示すように、円板状に構成され中心を回転軸とした２重構造となっている。そして、径が大きい外側の周方向部分には図９に示すような色再現に適したオーバーラップした（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Ｒａフィルタ６１ｒａ，Ｇａフィルタ６１ｇａ，Ｂａフィルタ６１ｂａが配置されている。なお、図９においては、Ｒａフィルタ６１ｒａ，Ｇａフィルタ６１ｇａ，Ｂａフィルタ６１ｂａによりそれぞれ透過される波長帯域Ｒａ、Ｇａ，Ｂａで示している。

また、内側の周方向部分には生体組織の表層付近における所望の深さの組織情報を抽出可能とする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Ｒｂフィルタ６１ｒｂ，Ｇｂフィルタ６１ｇｂ，Ｂｂフィルタ６１ｂｂが配置されている。なお、図１０においては、Ｒｂフィルタ６１ｒｂ，Ｇｂフィルタ６１ｇｂ，Ｂｂフィルタ６１ｂｂによりそれぞれ透過される波長帯域Ｒｂ、Ｇｂ，Ｂｂで示している。 そして、ユーザによるモード切替スイッチ１４ａ或いは１４ｂのモード切替の指示信号に応じてモード切替回路７３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、通常の赤、緑、青の面順次光、つまり、図９に示すＲａ、Ｇａ，Ｂａの広帯域の面順次光となり、通常光観察像が得られる通常光観察モードに相当する。

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光観察モード（ＮＢＩモード）に相当する。なお、図８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。
また、ビデオプロセッサ４Ｂは、ＣＣＤ駆動回路３１を有し、このＣＣＤ駆動回路３１によるＣＣＤ駆動信号が印加されることによりＣＣＤ２９により光電変換された信号は、このビデオプロセッサ４Ｂ内のプリアンプ６６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６７を経てＡ／Ｄ変換回路３４に入力されると共に、調光回路３６′に入力される。この調光回路３６′は、図１の明るさ検波回路３５、調光回路３６及び絞り駆動回路２３の機能を持つ。

Ａ／Ｄ変換回路３４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６８に入力され、ホワイトバランスの処理が行われた後、ＡＧＣ回路６９に入力され、所定レベルまで増幅される。
なお、ＡＧＣ回路６９によるＡＧＣ機能よりも光源装置３の絞り２２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２２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６９は、その開放状態でも不足する分を信号レベルを増大させるように増幅する。
また、調光回路３６′は、プロセス回路６７の出力信号から、光源装置３の絞り２２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６９の出力データは、面順次信号を同時化された信号に変換する同時化回路７０に入力されると共に、切替スイッチ７１を介して拡大回路７２に入力される。 切替スイッチ７１は、モード切替スイッチ１４ａの操作により、モード切替回路７３を介して通常光観察モード時には、接点ａが選択され、狭帯域光観察モード時には接点ｂが選択される。
同時化回路７０により同時化された信号データは、色変換回路７４に入力され、この色変換回路７４により色変換の処理が行われる。この色変換回路７４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、狭帯域光観察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、式（１）中の３行３列のマトリクスＫを用いて変換する。

上記のように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、 このマトリクスＫによる変換により、ＲＧＢカラー信号におけるＢの色信号の重み付け（比率）を最大とし、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。
この色変換回路７４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７５に入力される。面順次回路７５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７１を経て拡大回路７２に入力され、拡大補間処理された後、γ回路５０Ｂに入力される。

このγ回路５０Ｂにより、入力される面順次のＲ，Ｇ，Ｂの信号データは、γ補正が行われる。このγ回路５０Ｂは、実施例１における図４で示したγ回路５０に相当する構成である。実施例１ではγ回路５０には、輝度信号Ｙｓｅｌ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙが入力されていたが、本変形例では、面順次のＲ，Ｇ，Ｂ信号が入力される。
そして、この場合、図４に示した輝度信号Ｙｓｅｌの代わりに面順次のＲ，Ｇ，Ｂ信号が入力され、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙがγ＿Ｃｏｎｔ回路５４に入力される部分と、このγ＿Ｃｏｎｔ回路５４から第３マトリクス回路４９に色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙが出力される部分が無くなる。
このγ回路５０Ｂの出力信号は、強調回路４８Ｂに入力され、強調回路４８Ｂによって、実施例１と同様に鮮鋭度強調処理が施された後、セレクタ７６を経て同時化回路７７に入力される。

なお、本実施例においては、図４に示したγ＿Ｅｄｇｅ回路５５の出力信号は、強調回路４８Ｂ内のフィルタ回路５７（図５参照）に入力される。また、図４におけるγ＿Ｃｏｎｔ回路５４は、輝度信号Ｙｓｅｌの代わりに面順次のＲ，Ｇ，Ｂ信号を強調回路４８Ｂ内の加算器５８（図５参照）に出力する。
上記同時化回路７７は、例えば３つのメモリ７７ａ、７７ｂ、７７ｃにより形成されている。
同時化回路７７により同時化された信号データは、画像処理回路７８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７９ａ、７９ｂ、７９ｃ及び符号化回路８０に入力され、これらＤ／Ａ変換回路７９ａ、７９ｂ、７９ｃによりアナログの映像信号に変換された後、モニタ５に入力される。

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８０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４Ｂ内には、タイミングジェネレータ８１が設けてあり、光源装置３の制御回路６４からの回転フィルタ６１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、ＩＤ発生部３３のＩＤは、タイミングジェネレータ８１に入力され、タイミングジェネレータ８１はＩＤによりＣＣＤ２９の画素数が異なるような場合にも、そのＣＣＤ２９を駆動するための制御信号とタイミング信号とをＣＣＤ駆動回路３１に送る。
また、内視鏡２Ｂに設けられた、モード切替の指示を行うモード切替スイッチ１４ａの出力信号は、ビデオプロセッサ４Ｂ内のモード切替回路７３に入力される。

モード切替回路７３は、入力される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８３及び光源装置３の移動モータ６３に出力すると共に、切替スイッチ７１の切替とγ回路５０Ｂの入出力特性を制御する。
調光制御パラメータ切替回路８３は、回転フィルタ６１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３６′に出力し、調光回路３６′は、モード切替回路７３からの制御信号及び調光制御パラメータ切替回路８３からの調光制御パラメータに基づき光源装置３の絞り２２を制御し、適正な明るさとなるように制御を行うと共に、絞り２２の制御だけでは所定の明るさに達していない場合には、ＡＧＣ回路６９のＡＧＣを動作させるための制御信号を送って、所定の明るさとなるようにＡＧＣ回路６９を制御する。

つまり、調光回路３６’は、プロセス回路６７の出力信号とＡＧＣ回路６９から送信されたゲイン値に基づき算出した画像の明るさが、所定値となる為の制御信号をＡＧＣ回路６９に送信する。
本変形例においても、モード切替スイッチ１４ａ、１４ｂを操作することにより、観察モードを切り替えることができると共に、切り替えられて設定された通常光観察モード或いは狭帯域光観察モードに応じてγ回路５０Ｂのγ＿Ｅｄｇｅ回路５５、γ＿Ｃｏｎｔ回路５４（図４参照）の入出力特性が適切に設定される。
また、強調レベル切替スイッチ１９の操作により強調レベルを切り替えた場合にもその強調レベルに応じてγ回路５０Ｂのγ＿Ｅｄｇｅ回路５５の入出力特性が適切に設定される。

本変形例では、実施例１の場合と同様に通常光観察モードから狭帯域光観察モードに切り替えた場合、図６（Ａ）で示したように狭帯域光観察モードにおけるγ回路５０Ｂのγ＿Ｅｄｇｅ回路５５の入出力特性が通常光観察モードの場合よりも低輝度部側で低い値（小さい出力値）を出力するようになる。
また、図６（Ｃ）に示したように強調レベルを上げて強調量を大きくした場合には、その強調量が大きい程、γ＿Ｅｄｇｅ回路５５の入出力特性が小さな値を出力する特性に切り替えられる。
従って、本変形例の効果として、実施例１と同様の効果を得ることができる。
なお、本変形例における強調レベルの切替えに応じたγ＿Ｅｄｇｅ回路５５の入出力特性として、図６（Ａ）のように設定してもよい。

すなわち、強調レベル上昇に伴い、低輝度部のみで、より小さな値を出力する入出力特性へ切替える。フィルタ回路５７において適用される強調の周波数特性が、高輝度部でのオーバーシュートやアンダーシュートを軽減している場合には、低輝度部のノイズを軽減し、高輝度の強調効果の抑制を軽減することができる。
また、強調レベルの切替の場合にも図６（Ａ）に示すような特性にした場合には、データの共通化によりデータ量を減らすことができる。

次に図１１を参照して本発明の実施例２を説明する。本実施例は、狭帯域の照明光を用いないで、通常の照明光の状態で、（同時式の）狭帯域光による画像に相当する画像を得る実施例である。実施例１における狭帯域の照明光を用いない構成であるため、その背景をまず説明する。
狭帯域光を用いずに粘膜表層付近のおける深さ方向に対する血管の走行状態等をより視認し易くするための内視鏡装置が特開２００３−９３３３６号公報で開示されている。この従来例は構成が簡単であるものの、数値演算により狭帯域光で撮像した画像に相当する分光画像信号を生成するため、分光画像の信号レベルが低く、低Ｓ／Ｎとなり、その結果ノイズが目立ち易くなる。
このため、狭帯域光を用いることなく通常の可視光のもとで撮像した信号からこのように分光画像信号を生成する場合にも、ノイズの少ない鮮鋭度強調処理画像を表示可能な内視鏡用画像処理装置及び内視鏡装置を提供することを目的として本実施例２の構成にしている。

図１１は実施例１の内視鏡２と同じ補色系の色分離フィルタ３０を用いた場合に対応した実施例２を備えた内視鏡装置１Ｃの構成を示す。
この内視鏡装置１Ｃは、図１に示した内視鏡装置１において、光源装置３の一部を変更した光源装置３Ｃと、ビデオプロセッサ４の一部を変更したビデオプロセッサ４Ｃを採用している。
光源装置３Ｃは、図１の光源装置３において、フィルタ２４及びフィルタ挿脱装置１６を有しない構成である。つまり、この光源装置３Ｃは、常時、通常光観察用の白色光を発生する。
また、本実施例におけるビデオプロセッサ４Ｃは、図１のビデオプロセッサ４において、セレクタを設けないで、通常光観察モードの場合は元より、狭帯域光観察モードの場合にも、ＬＰＦ４１とＬＰＦ４３及び同時化回路４４を経て図１の第１マトリクス回路４２の機能を持つ第１マトリクス回路８６に輝度信号Ｙｌと色信号Ｃｒ、Ｃｂとが入力されるようにしている。

この第１マトリクス回路８６は、通常光観察モード時には、輝度信号Ｙｌと色信号Ｃｒ，Ｃｂに対してＲＧＢ信号（図１のＲ１，Ｇ１，Ｂ１に相当）に変換する。
一方、表示装置に分光画像を表示する分光観察モード時には、制御回路１５から狭帯域の信号（以下、分光画像信号）を生成する３行３列のマトリクスス係数が第１マトリクス回路８６にセットされ、第１マトリクス回路８６は、狭帯域の分光画像信号Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３を出力する。
このため、図１１では第１マトリクス回路８６から出力される信号をＲ１′，Ｇ１′，Ｂ１′で示す（ここで、通常光観察モード時は、Ｒ１′＝Ｒ１，Ｇ１′＝Ｇ１，Ｂ１′＝Ｂ１；分光観察モード時は、Ｒ１′＝Ｆ１，Ｇ１′＝Ｆ２，Ｂ１′＝Ｆ３）。
この第１マトリクス回路８６の出力信号は、ホワイトバランス回路４５によりホワイトバランスした信号Ｒ２′，Ｇ２′，Ｂ２′となり、第２マトリクス回路４６により輝度信号Ｙ′と、色差信号Ｒ−Ｙ′、Ｂ−Ｙ′に変換される。

この輝度信号Ｙ′と、色差信号Ｒ−Ｙ′、Ｂ−Ｙ′は、拡大補間回路４７を経て拡大補間処理された後、γ回路５０Ｃに入力され、γ回路５０Ｃで階調変換された輝度信号Ｙ’は強調回路４８Ｃに入力される。
上記γ回路５０Ｃは、例えば実施例１のγ回路５０と同じ構成である。そして、特に画像の輪郭強調用のγ＿Ｅｄｇｅ回路５５に対しては、観察モードの切替、強調レベルの切替に応じてその入出力特性を切り替え、実施例１の場合と同様に処理される。
なお、本実施例においても選択される観察モードに応じて、γ＿Ｃｏｎｔ回路の入出力特性を変更しても良い。
このように本実施例では、白色光による照明のもとで撮像された撮像信号から電気的な信号処理により、通常の画像信号と、狭帯域の分光画像信号Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３を生成する構成にしている。

本実施例による動作としては、実施例１においては観察モードを切り替えた場合に、照明光が切り替えられていたが、本実施例では照明光の切替は行われない。そして、制御回路１５は、観察モードの切替指示に応じて、第１マトリクス回路８６のマトリクス係数の切替設定を行う。
そして、通常光観察モードでは、実施例１のように処理が行われ、また分光観察モードにおいては電気的な信号処理で生成された分光画像信号Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３を輝度信号Ｙ′と色差信号Ｒ−Ｙ′、Ｂ−Ｙ′に変換して、実施例１の場合と同様に処理して低輝度部でのノイズを有効に抑制する。

また、強調レベルの切替が行われた場合にも、γ＿Ｅｄｇｅ回路５５の入出力特性を切り替えることにより、実施例１の場合と同様に処理して低輝度部でのノイズを有効に抑制すると共に、高輝度部側におけるエッジ部のオーバシュートを低減することができる。 このように本実施例においても、実施例１の場合と同様に低輝度で目立つノイズを有効に抑制できる。
上記の場合には、補色系の色分離フィルタ３０を用いた内視鏡２の場合の内視鏡装置１Ｃに対して説明したが、補色系の色分離フィルタ３０を用いた内視鏡２及び原色系の色分離フィルタ３０′を用いた内視鏡２′のいずれの場合にも適用できる第１変形例の内視鏡装置１Ｄの構成を図１２に示す。

図１２の内視鏡装置１Ｄにおいては、図１１のビデオプロセッサ４Ｃの一部を以下のように変更したビデオプロセッサ４Ｄを用い、このビデオプロセッサ４Ｄは、図１１に示した補色系の色分離フィルタ３０を備えた内視鏡２にも対応できるし、図１２に示すように原色系の色分離フィルタ３０′を用いた内視鏡２′にも対応できる構成にしている。
図１２に示す内視鏡装置１Ｄは、図１１の内視鏡装置１Ｃにおけるビデオプロセッサ４Ｃにおいて、第１マトリクス回路８６の前に切替スイッチ９１を設け、補色系の色分離フィルタ３０の内視鏡２の場合に適用するＹ／Ｃ分離＆同時化回路９２と、原色系の色分離フィルタ３０′を用いた内視鏡２′に適用する同時化回路９３とを選択できる構成にしたビデオプロセッサ４Ｄを採用している。
なお、図１２におけるＹ／Ｃ分離＆同時化回路９２は、図１１におけるＹ／Ｃ分離回路３７、ＬＰＦ４１、４３及び同時化回路４４をまとめて示したものである。

そして、制御回路１５は、ビデオプロセッサ４Ｄに接続された内視鏡２或いは２′内のＩＤ発生部３３からのＩＤ情報における色分離フィルタ３０或いは３０′に対応した情報に基づき、切替スイッチ９１の切替と第１マトリクス回路８６のマトリクス係数の切替設定等を行う。
また、制御回路１５は、強調回路４８Ｃに対する特性の切替制御も行う。図１２では、ビデオプロセッサ４Ｄには、原色系の色分離フィルタ３０′を用いた内視鏡２′が接続された場合を示し、この場合には同時化回路９３が選択使用される。
原色系の色分離フィルタ３０′が採用されたＣＣＤ２９から出力され、同時化回路９３に入力されるＲ，Ｇ，Ｂの画素の信号は、１色／画素となっているため、この同時化回路９３において３色／画素の信号に変換（３板化）して第１マトリクス回路８６に出力する。

この第１マトリクス回路８６には、補色系の色分離フィルタ３０を用いたＣＣＤ２９の場合には、輝度信号Ｙと色信号Ｃｒ，Ｃｂが入力され、原色系の色分離フィルタ３０′を用いたＣＣＤ２９の場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号が入力される。
制御回路１５は、ＩＤ発生部３３からのＩＤ情報に基づき、第１マトリクス回路８６のマトリクス係数の切替を適切に行う。そして、この第１マトリクス回路８６から図１１の構成の場合で説明したようにＲ１′，Ｇ１′，Ｂ１′の信号が出力されるようにする。 本変形例によれば、原色系の色分離フィルタ３０′を用いた場合にも、補色系の色分離フィルタ３０を用いた場合のいずれの場合においても、実施例２と同様の効果が得られる。

なお、本変形例において、ＩＤ発生部３３のＩＤにより、その内視鏡２、或いは２′に搭載されているＣＣＤ２９の特性に応じて、γ回路５０Ｃにおける例えばγ＿Ｅｄｇｅ回路５５の特性を適切に設定するようにするようにしても良い。
つまり、ＣＣＤ２９は、その種類等に応じてその光電変換する際のＳ／Ｎの値が異なるため、ＣＣＤ２９の種類等に応じて、そのＳ／Ｎの値に対応した特性のγ＿テーブル値をγ回路５０Ｃ内のγ＿テーブル格納部５６（図４参照）に格納しておく。
そして、制御回路１５は、ＩＤ発生部３３のＩＤからＣＣＤ２９に対応したγ＿テーブル値を用いる指示信号Ｓｃｃｄをγ回路５０Ｃ内のγ＿テーブル格納部５６に送り、γ＿テーブル格納部５６は、指示されたγ＿テーブル値をγ＿Ｅｄｇｅ回路５５にセットする。

この指示信号Ｓｃｃｄは、強調レベルと観察モードに基づいてγ＿Ｅｄｇｅ回路５５にγ＿テーブル値がセットされる機能に加えて、γ＿テーブル値を、実際に使用されるＣＣＤの種類等に対応して適切なものがセットされるようにするものである。
この場合、Ｓ／Ｎが大きいＣＣＤ２９の場合に比べて、Ｓ／Ｎが小さいＣＣＤ２９の場合には低輝度部の入力に対して出力値が低い値となるような特性に設定する。このようにすることにより、ＣＣＤ２９の特性が異なる場合にも、特に低輝度部でのノイズを有効に抑制できる。

γ＿Ｅｄｇｅ回路５５にセットするγ＿テーブル値は、指示信号Ｓｃｃｄ、強調レベルに対応する指示信号Ｓｅｎ、観察モードに対応する指示信号Ｓｏｂとに基づき、セットされるようにしても良い。
本実施例は、面順次式の内視鏡２Ｂの場合にも適用できる。図１３は面順次式の内視鏡２Ｂの場合に適用した第２変形例を備えた内視鏡装置１Ｅを示す。
この内視鏡装置１Ｅは、図７に示した内視鏡装置１Ｂにおいて、光源装置３Ｂの一部を変更した光源装置３Ｅと、ビデオプロセッサ４Ｂの一部を変更したビデオプロセッサ４Ｅを採用している。
この光源装置３Ｅは、図７の光源装置３Ｂにおいて、回転フィルタ６１の代わりに回転フィルタ６１′を用い、回転フィルタ６１を移動する移動モータ６３等を設けない構成にしている。

つまり、回転フィルタ６１′は、図８に示した外周側のフィルタ組のみを有し、内周側のフィルタ組を有しない。そして、常時、Ｒ，Ｇ，Ｂの面順次光を発生する。
また、ビデオプロセッサ４Ｅは、図７のビデオプロセッサ４Ｂにおいて、色変換回路７４の代わりに、狭帯域の分光画像信号を生成する機能と、生成された分光画像信号に対して（図７の色変換回路７４の機能に相当する）色変換する機能とを備えた色変換回路９５を用いている。
また、この色変換回路９５に対して、狭帯域の分光信号を生成するための変換マトリクス係数を供給する変換マトリクス係数格納部９６が設けてある。そして、分光観察モードのモード切替が行われた場合、モード切替回路７３からの信号により、変換マトリクス係数格納部９６から色変換回路９５に狭帯域の分光信号を生成するための変換マトリクス係数が供給される。

そして、この色変換回路９５により分光画像信号が生成されると共に色変換され、図７の色変換回路７４から出力される狭帯域信号に相当する信号が面順次回路７５に出力される。その他の構成は、図７と同様である。
また、本変形例による動作は、通常光観察モード時においては図７の場合における通常光観察モードと全く同じ動作となる。
一方、分光観察モード時には、変換マトリクス係数格納部９６から色変換回路９５に対して変換マトリクス係数が供給され、分光画像信号が生成されると共に、さらに色変換される。この色変換回路９５から出力される色変換された分光画像信号は、図７の色変換回路７４から出力される色変換された狭帯域信号に対応する。そして、この色変換回路９５以降の動作は図７の分光観察モードと同様の動作となる。

そして、本変形例は、通常光観察モードにおける面順次式の広帯域の画像信号から、狭帯域の画像信号、つまり分光画像信号を生成する場合にも適用でき、その場合における低輝度部におけるノイズを有効に抑制できる。
なお、上述の説明では、特殊光観察モードとして分光観察モードの場合で説明したが、特殊光観察モードとして赤外光を照射して撮像を行う赤外光観察モードや励起光を照射して蛍光観察を行う蛍光観察モードの場合にも適用することができる。
また、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。

［付記］
１．請求項３において、特殊光画像は、少なくとも１つの狭帯域の照明光で撮像された画像信号から生成される狭帯域光画像、蛍光画像、赤外光画像である。
２．請求項１、２、３において、階調補正手段の階調補正特性は、少なくとも通常光画像と、特殊光画像および分光画像との間では、異なる階調補正特性に切替える。
３．請求項4において、前記第2の階調補正手段は、前記強調手段における強調特性の切替え、及び前記画像信号に基づき生成された画像の種類の少なくとも一方に対応して、少なくとも低輝度に対する階調補正の特性を変更する。
４．付記３において、前記第２の階調補正手段における階調補正の特性は、前記強調特性を切替えて、画像の鮮鋭度がより強く強調される場合には、弱い場合よりも、より小さな出力値となるような入出力特性に変更する。

５．付記３において、前記第２の階調補正手段における階調補正の特性は、切替えた画像信号の種類が特殊光画像および分光画像の場合には、通常光画像の場合よりも、より小さな出力値となる入出力特性に変更する。
６．被検体に照明光を照明する照明手段と、前記被検体からの戻り光により前記被検体を撮像する撮像手段を備えた内視鏡と、前記照明手段およびまたは前記撮像手段の動作を制御し、前記撮像手段の出力に基づいて画像信号を生成し、表示出力装置へ表示出力する信号処理手段とから構成される内視鏡装置において、
前記信号処理手段が、前記画像信号に対して、階調を補正する階調補正手段を備え、
前記画像信号の種類に応じて、前記階調補正手段における階調補正特性を変更することを特徴とする内視鏡装置。

７．被検体に照明光を照明する照明手段と、前記被検体からの戻り光により前記被検体を撮像する撮像手段を備えた内視鏡と、前記照明手段およびまたは前記撮像手段の動作を制御し、前記撮像手段の手段の出力に基づいて画像信号を生成し、表示出力装置へ表示出力する信号処理手段とから構成される内視鏡装置において、
前記信号処理手段が、前記画像信号に対して、階調を補正する階調補正手段と、前記画像信号に対して、鮮鋭度の強調を行い強調特性の切替えが可能な強調手段とを備え、
前記強調手段における強調特性の切替え、及び前記画像信号の種類の少なくとも一方に応じて、前記階調補正手段における階調補正特性を変更することを特徴とする内視鏡装置。
８．付記６、７において、前記画像信号の種類は、可視波長域の照明光をもとに生成される通常光画像、前記通常光画像とは異なる照明光をもとに生成される特殊光画像、前記可視波長域の照明光をもとに生成される前記画像信号に対して、数値データ処理を施すことにより生成する分光画像の少なくとも２つからなる。

体腔内に挿入して内視鏡検査を行う場合、観察モードの切替や、強調レベルの切替等して観察することがあり、そのような場合、その切替に連動してγ回路における画像の輪郭に対応した階調補正特性の変更を行う。このようにすることにより、低輝度部で目立ちやすいノイズを有効に抑制し、画質の良い観察画像が得られるようにする。

本発明の実施例１を備えた内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。 狭帯域用フィルタの透過特性を示す特性図。 色分離フィルタに用いられる各フィルタの配置例を示す図。 図１のγ回路の構成を示すブロック図。 図１の強調回路の構成を示すブロック図。 切替選択された観察モード及び強調レベルの切替選択に対応して設定されるγ＿Ｅｄｇｅ回路及びγ＿Ｃｏｎｔ回路回路等の入出力特性を示す特性図。 変形例の面順次方式の内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。 回転フィルタの構成を示す正面図。 図８の外側に配置された第１のフィルタ組を構成する各フィルタの透過特性を示す特性図。 図８の内側に配置された第２のフィルタ組を構成する各フィルタの透過特性を示す特性図。 本発明の実施例２を備えた内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。 第１変形例を備えた内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。 第２変形例を備えた内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。

符号の説明

１…内視鏡装置
２…電子内視鏡（内視鏡）
３…光源装置
４…ビデオプロセッサ
５…モニタ
７…挿入部
１４ａ…モード切替スイッチ
１５…制御回路
１９…強調レベル切替スイッチ
２０…ランプ
２４…狭帯域用フィルタ
２９…ＣＣＤ
３３…ＩＤ発生回路
３９…セレクタ
４２，４６，４９…マトリクス回路
４８…強調回路
５０…γ回路
５４…γ＿Ｃｏｎｔ回路
５５…γ＿Ｅｄｇｅ回路
５６…γ＿テーブル格納部
５７…フィルタ回路
５８…加算器
５９…クリップ回路
６０…フィルタ係数格納部

Claims (5)

1. 内視鏡に搭載された撮像素子で撮像された信号に対して、内視鏡画像として観察するための前記内視鏡画像に対応する画像信号を生成する信号処理を行う画像処理部と、
   前記画像信号に対する階調を補正する階調補正回路部と、
   前記画像信号に対する構造または輪郭の強調を行う強調回路部と、
   内視鏡画像として観察する観察モード若しくは種類を切り替える切替部と、
   前記構造または輪郭の強調量の切替を行う強調量切替部と、を備え、
   前記切替部は、可視波長域の照明光のもとで生成される通常光画像、前記通常光画像とは異なる照明光のもとで生成される特殊光画像、前記可視波長域の照明光のもとで生成される前記画像信号に対して、数値データ処理を施すことにより生成される狭帯域画像に相当する分光画像との少なくとも２つの観察モード若しくは種類を含む内視鏡画像から任意の１つへの切替を可能にし、
   前記階調補正回路部は、
   前記画像信号の画像全体の階調を第１の補正特性で補正する第１の階調補正回路部と、
   前記第１の階調補正回路部とは異なる第２の補正特性を有し、前記強調回路部へ入力される画像信号に対する階調補正を行うとともに、前記観察モード若しくは種類の切替、又は前記強調量の切替に対応して前記第２の補正特性を変更する第２の階調補正回路部とを有し、
   前記第２の階調補正回路部は、
   前記観察モード若しくは種類の切替に応じて前記入力画像信号における低輝度部に対する前記第２の補正特性を変更し、前記構造または輪郭の強調量を大きくする切替の場合には、前記強調量を小さくする切替の場合よりもより小さな輝度値となるように前記第２の補正特性に変更する
   ことを特徴とすることを特徴とする内視鏡用画像処理装置。
2. 少なくとも前記通常光画像への切替の場合と、前記特殊光画像若しくは前記分光画像への切替の場合とで、前記第１の階調補正回路部による補正特性を互いに異なる補正特性に変更することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用画像処理装置。
3. 前記第１の階調補正回路部は、前記内視鏡画像が前記特殊光画像又は前記分光画像の場合には、前記通常光画像の場合よりも、前記入力画像信号の低輝度部においてより小さな出力値となる入出力特性を有する前記第１の補正特性に変更することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用画像処理装置。
4. 前記第２の階調補正回路部は、前記内視鏡画像が前記特殊光画像又は前記分光画像の場合には、前記通常光画像の場合よりも、前記入力画像信号の低輝度部においてより小さな出力値となる入出力特性を有する前記第２の補正特性に変更することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用画像処理装置。
5. 前記特殊光画像は、少なくとも１つの狭帯域の照明光の照射のもとで撮像された画像信号から生成される狭帯域光画像、蛍光画像、赤外光画像のいずれかを含むことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡用画像処理装置。

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