JP6192671B2 - 内視鏡システム、内視鏡システムの作動方法 - Google Patents

Description

本発明は、撮像素子から出力されたアナログ信号を信号線によりアナログ伝送した後にＡ／Ｄ変換する内視鏡システム、内視鏡システムの作動方法に関する。

撮像素子には、正常な画素値を出力できない欠陥画素が含まれている場合があり、例えば、白傷画素などが知られている。こうした欠陥画素は、製造時における結晶欠陥などに起因して発生するもの以外にも、宇宙線等の影響により結晶配列が崩れて後発的に発生するものがあることが知られている。

欠陥画素の中でも白傷画素は、信号レベルの高いノイズを出力するために、画像上において目立ち易く、画質を劣化させる原因となっている。そこで、撮像素子の欠陥画素から出力された画素信号を画像処理で補正することにより、画質の改善を図る技術が従来より提案されている。

例えば、特開平１０−４２２０１号公報には、固体撮像素子の欠陥画素位置を記憶して、欠陥画素からの映像信号を、他の画素からの映像信号により補間する画像欠陥補正回路が記載されている。さらに、該公報には、固体撮像素子から出力された時点では１画素分であった白欠陥信号が、アナログ伝送により信号波形がなまって前後に広がり、Ａ／Ｄ変換部に入力される時点では複数画素分の画質劣化となることに対応するために、補間対象となる画素を欠陥画素の周囲にある複数の画素に広げて、これら複数の画素に対する補間も行う技術が記載されている。そして、該公報の段落［００２４］〜［００２６］には、本線ラインの補間値を作成する際に、欠陥画素の前後の画素信号も補間に利用できないことが記載されており、具体的には、欠陥画素信号Ｚ（０）を補間する際にはＺ（−１）およびＺ（＋１）を除いたＺ（−３）〜Ｚ（−２）およびＺ（＋２）〜Ｚ（＋３）を用い、信号Ｚ（−１）を補間する際にはＺ（０）およびＺ（＋１）を除いたＺ（−２）、Ｚ（−３）、およびＺ（＋２）を用い、信号Ｚ（＋１）を補間する際にはＺ（０）およびＺ（−１）を除いたＺ（＋２）、Ｚ（＋３）およびＺ（−２）を用いることが記載されている。

また、特開２００３−７８８２２号公報には、アナログ処理部の周波数特性により広がった欠陥画素信号を補正するために、欠陥画素補正部にアナログ処理部の周波数特性と同等の特性を持ったフィルタ回路を設け、メモリから読み出した欠陥画素補正データをこのフィルタ回路に通すことにより、欠陥画素補正信号にも同様の広がりを持たせ、これをアナログ処理部を通ってきた映像信号から減算することで欠陥画素の補正を行う技術が記載されている。

特開平１０−４２２０１号公報 特開２００３−７８８２２号公報

ところで、映像信号を処理するビデオプロセッサには、様々な種類の内視鏡が接続されるが、内視鏡の種類によって例えば接続ケーブルの長さや太さが異なる。また、接続ケーブルだけでなく、内視鏡の種類によって挿入部の長さや太さが異なることもあり、つまり、撮像素子から出力されたアナログ信号を伝送する信号線の長さや太さ等は、内視鏡によって種々異なる。

しかしながら、上記従来の技術は、様々な種類を接続する内視鏡システムに適用したとしても欠陥画素や近傍画素の補正が適切に行われるとはいえない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、アナログ伝送時に欠陥画素が近傍画素に与える影響を、内視鏡の種類によらず適切に軽減して、品質の高い映像信号を得ることができる内視鏡システム、内視鏡システムの作動方法を提供することを目的としている。

本発明のある態様による内視鏡システムは、内視鏡と、この内視鏡が着脱可能に接続され、該内視鏡が生成したアナログ信号から得られる映像信号を処理するビデオプロセッサと、を有する内視鏡システムであって、前記内視鏡に設けられ、光学像を光電変換してアナログ信号を出力する撮像素子と、前記内視鏡に設けられ、前記アナログ信号をアナログ伝送する信号線と、前記内視鏡に設けられ、前記撮像素子の欠陥画素に関する欠陥画素情報と、前記信号線における前記アナログ信号の伝送特性に関する伝送情報と、を記憶する第１記憶部と、前記信号線によってアナログ伝送された前記アナログ信号をＡ／Ｄ変換して映像信号を生成するＡ／Ｄ変換部と、前記ビデオプロセッサに設けられ、前記欠陥画素情報と前記伝送情報とに応じた、前記欠陥画素の近傍にある欠陥近傍画素の補正情報を記憶する第２記憶部と、前記ビデオプロセッサに設けられ、前記第１記憶部から前記欠陥画素情報と前記伝送情報とを取得して、該欠陥画素情報および該伝送情報に応じた補正情報を前記第２記憶部から取得し、該補正情報に基づき、前記Ａ／Ｄ変換部から取得した前記映像信号に含まれる前記欠陥近傍画素の画素信号の前記アナログ伝送による信号劣化を補正する伝送劣化補正部と、前記ビデオプロセッサに設けられ、前記伝送劣化補正部により補正された前記欠陥近傍画素の画素信号に基づいて、前記欠陥画素の画素信号を補間する欠陥画素補正部と、を具備している。

本発明のある態様による内視鏡システムの作動方法は、内視鏡と、この内視鏡が着脱可能に接続され、該内視鏡が生成したアナログ信号から得られる映像信号を処理するビデオプロセッサと、を有する内視鏡システムの作動方法であって、前記内視鏡に設けられた撮像素子が、光学像を光電変換してアナログ信号を出力するステップと、前記内視鏡に設けられた信号線が、前記アナログ信号をアナログ伝送するステップと、前記内視鏡に設けられた第１記憶部が、前記撮像素子の欠陥画素に関する欠陥画素情報と、前記信号線における前記アナログ信号の伝送特性に関する伝送情報と、を記憶するステップと、Ａ／Ｄ変換部が、前記信号線によってアナログ伝送された前記アナログ信号をＡ／Ｄ変換して映像信号を生成するステップと、前記ビデオプロセッサに設けられた第２記憶部が、前記欠陥画素情報と前記伝送情報とに応じた、前記欠陥画素の近傍にある欠陥近傍画素の補正情報を記憶するステップと、前記ビデオプロセッサに設けられた伝送劣化補正部が、前記第１記憶部から前記欠陥画素情報と前記伝送情報とを取得して、該欠陥画素情報および該伝送情報に応じた補正情報を前記第２記憶部から取得し、該補正情報に基づき、前記Ａ／Ｄ変換部から取得した前記映像信号に含まれる前記欠陥近傍画素の画素信号の前記アナログ伝送による信号劣化を補正するステップと、前記ビデオプロセッサに設けられた欠陥画素補正部が、前記伝送劣化補正部により補正された前記欠陥近傍画素の画素信号に基づいて、前記欠陥画素の画素信号を補間するステップと、を有している。

本発明の内視鏡システム、内視鏡システムの作動方法によれば、アナログ伝送時に欠陥画素が近傍画素に与える影響を、内視鏡の種類によらず適切に軽減して、品質の高い映像信号を得ることが可能となる。

本発明の実施形態１における内視鏡システムの構成を示すブロック図。 上記実施形態１において、撮像素子からの各画素の読み出し順序の一例を示す図。 上記実施形態１において、撮像素子から出力される白キズ画素を含むラインの画素値の例を示す線図。 上記実施形態１の図３に示したような信号が信号線を伝送されてＡ／Ｄ変換部に入力されるときの画素値の例を示す線図。 上記実施形態１において、Ａ／Ｄ変換部によりデジタル信号に変換された白キズ画素近傍の３×５画素の画素値を示す図。 上記実施形態１において、補正係数記憶部に記憶されている補正係数テーブルの例を示す図。 上記実施形態１において、補正係数記憶部に記憶されている補正係数の具体的な内容の一例を示す図。 上記実施形態１において、白キズ画素が周波数に応じて白キズ近傍画素に及ぼす影響度の傾向を示す線図。 上記実施形態１において、補正・補間部により白キズ近傍画素が補正された後の画素値を示す図。 上記実施形態１において、補正・補間部により白キズ画素を補間するための補間演算係数を示す図。 上記実施形態１における内視鏡システムの作用を示すフローチャート。 本発明の実施形態３における内視鏡システムの構成を示すブロック図。 本発明の実施形態４における内視鏡システムの構成を示すブロック図。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
［実施形態１］

図１から図１１は本発明の実施形態１を示したものであり、図１は内視鏡システムの構成を示すブロック図である。

この内視鏡システムは、内視鏡１０と、この内視鏡１０が生成したアナログ信号から得られる映像信号を処理するビデオプロセッサ２０と、を備えていて、内視鏡１０はビデオプロセッサ２０に着脱可能となっている。従って、ビデオプロセッサ２０には、異なる種類の内視鏡１０、つまり、異なる撮像素子１１を備え、異なる特性（後述するように、異なる長さや太さ、インピーダンス等）の信号線１２を備えた内視鏡１０が、交換可能に接続されるようになっている。

また、内視鏡１０には検査装置３０が、ビデオプロセッサ２０には映像出力部４０が、それぞれ接続可能となっている。

ここに、検査装置３０は、内視鏡１０の撮像素子１１の白キズ画素の位置（アドレス）や強度（レベル）を検出するための装置である。この検査装置３０は、例えば、内視鏡１０を製造するとき、あるいは内視鏡１０を修理または再調整するとき、等に用いられ、検出された白キズ画素に関するデータは、内視鏡１０の後述する白キズデータ記憶部１４に記憶される。

映像出力部４０は、画像を表示するためのモニタ、画像を記録するためのデータベース、画像を送受するための通信システム、等が幾つかの例として挙げられる。

内視鏡１０は、撮像素子１１と、信号線１２と、Ａ／Ｄ変換部１３と、白キズデータ記憶部１４と、アナログ信号周波数記憶部１５と、ケーブルパラメータ記憶部１６と、を備えている。

撮像素子１１は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子として構成されていて、被写体５０から受光した光学像を光電変換してアナログ信号であるアナログ撮像信号を出力する。

信号線１２は、撮像素子１１から出力されたアナログ信号をアナログ伝送するものであり、撮像素子１１とＡ／Ｄ変換部１３との間に配設された信号線の全般を指す。ここに、信号線１２の具体例としては、内視鏡１０の挿入部の先端部に設けられた撮像素子１１からのアナログ信号を操作部側へ伝送するために挿入部内に配設されている信号線、あるい内視鏡１０とビデオプロセッサ２０とを接続するケーブル内に配設されている信号線、などが挙げられる。

Ａ／Ｄ変換部１３は、例えばＡ／Ｄ変換器やＡＦＥ（アナログ・フロント・エンド）として構成されていて、信号線１２によってアナログ伝送されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換してデジタル映像信号を生成する。

ここに、本実施形態においては、内視鏡１０がデジタル映像信号を出力するデジタル内視鏡である場合を想定して（従って、ビデオプロセッサ２０がデジタル映像信号を入力して処理するデジタルビデオプロセッサである場合を想定して）、Ａ／Ｄ変換部１３が内視鏡１０内に設けられている例を示した。しかし、Ａ／Ｄ変換部１３の位置は、内視鏡１０内に限定されるものではない。

すなわち、例えば、内視鏡１０がアナログ映像信号を出力するアナログ内視鏡であり、ビデオプロセッサ２０がアナログ映像信号を入力して処理するビデオプロセッサである場合には、Ａ／Ｄ変換部１３がビデオプロセッサ２０内に設けられていることになる。

あるいは、内視鏡１０がアナログ映像信号を出力するアナログ内視鏡であり、ビデオプロセッサ２０がデジタル映像信号を入力して処理するデジタルビデオプロセッサである場合には、内視鏡１０とビデオプロセッサ２０との間にＡ／Ｄ変換アダプタを介在させて、このＡ／Ｄ変換アダプタ内にＡ／Ｄ変換部１３が配置されるように構成しても構わない。

白キズデータ記憶部１４は、撮像素子１１の欠陥画素に関する欠陥画素情報を記憶する第１記憶部としての欠陥画素情報記憶部である。ここに、白キズデータ記憶部１４が記憶する欠陥画素情報は、欠陥画素の信号レベル（白キズレベル）の情報と、欠陥画素の画素位置（白キズアドレス）の情報と、を含んでいる。なお、本実施形態においては、欠陥画素が白キズ画素、つまり受光光量に関わらずある高いレベルの信号を出力する画素である場合を想定して説明を行うが、白キズ画素に限定されるものではなく、黒キズ画素や、受光光量と出力信号レベルとの相関関係に欠陥があるその他の欠陥画素であっても構わない。

内視鏡１０は、上述したように、製造時、あるいは修理時や再調整時等に、検査装置３０が接続されるようになっている。そして、この白キズデータ記憶部１４には、検査装置３０によって取得された欠陥画素情報が記憶される。なお、検査装置３０による欠陥画素情報の取得は、内視鏡１０に組み込まれた撮像素子１１を検査することによって行うに限るものではなく、撮像素子１１単体を検査することによって行うようにしても構わない。

アナログ信号周波数記憶部１５は、信号線１２におけるアナログ信号の伝送特性に関する伝送情報を記憶する第１記憶部としての周波数記憶部であり、具体的には、信号線１２を伝送されるアナログ信号の周波数情報を記憶する。なお、ここでは周波数情報を記憶するように構成したが、これに代えてアナログ信号の周期情報を記憶する周期記憶部として構成しても構わない。

ケーブルパラメータ記憶部１６は、信号線１２におけるアナログ信号の伝送特性に関する伝送情報を記憶する第１記憶部としての信号線特性記憶部であり、具体的には、信号線１２の特性を示すパラメータ（ケーブルパラメータ）の情報を記憶する。ここに、信号線１２の特性を示すパラメータは、信号線１２の長さと、信号線１２の太さと、信号線１２の特性インピーダンスと、信号線１２の終端容量と、信号線１２の撮像素子１１側に設けられたアナログアンプ（特に図示はしないが、撮像素子１１の出力はアナログアンプによりアナログ増幅されて信号線１２を伝送される）の静電容量と、撮像素子１１が組み込まれた素子基板の終端抵抗と、の内の少なくとも１つを含んでいる。

ビデオプロセッサ２０は、キズ処理部２１と、画像処理部２４と、補正係数記憶部２５と、を備えている。

まず、補正係数記憶部２５は、欠陥画素情報と伝送情報とに応じた、欠陥画素の近傍にある欠陥近傍画素の補正情報を記憶する第２記憶部である。

キズ処理部２１は、伝送劣化補正部および欠陥画素補正部を兼ねており、補正係数記憶部２５から読み出した補正係数に基づき、内視鏡１０から入力されたデジタル映像信号に含まれる白キズ画素と、信号線１２によるアナログ伝送時にこの白キズ画素の前後の近傍で伝送された欠陥近傍画素である白キズ近傍画素と、の画素値を補正しあるいは補間して、補正映像信号を画像処理部２４へ出力するものであり、補正・補間部２２と、補正係数選択部２３と、を含んでいる。

ここに、補正係数選択部２３は、白キズデータ記憶部１４から欠陥画素情報を、アナログ信号周波数記憶部１５およびケーブルパラメータ記憶部１６から伝送情報を、それぞれ取得して、欠陥画素情報および伝送情報に応じた補正情報を補正係数記憶部２５から取得する。

また、補正・補間部２２は、補正係数選択部２３により取得した補正情報に基づき、Ａ／Ｄ変換部１３から取得した映像信号に含まれる欠陥近傍画素の画素信号のアナログ伝送による信号劣化を補正し、補正された欠陥近傍画素の画素信号に基づいて、欠陥画素の画素信号を補間する。

画像処理部２４は、キズ処理部２１により処理された補正映像信号に、例えば、ホワイトバランス処理、エッジ強調処理、カラーマトリクス処理、ガンマ変換処理などの各種の画像処理を行い、処理後の映像信号を映像出力部４０へ出力する。

次に、図２は、撮像素子１１からの各画素の読み出し順序の一例を示す図である。

撮像素子１１は、複数の画素が行列状に配列されていて、図２の点線矢印に示すように、各画素信号が例えばラスタスキャンで読み出されるようになっている。すなわち、ある行（ラインともいう）に配列された画素を例えば左端から右端へ向かって１画素毎に読み出して行き、右端の画素を読み出し終えたら次のラインへ移って、同様に左端から右端へ向かって１画素毎に読み出すといった処理を繰り返して行うことにより、全画素を読み出すようになっている。

このとき、図２に示す画素位置ｘが白キズ画素であるとすると、ｘ−１が白キズ画素の１つ前に読み出される画素、ｘ−２が白キズ画素の２つ前に読み出される画素、ｘ＋１が白キズ画素の１つ後に読み出される画素、ｘ＋２が白キズ画素の２つ後に読み出される画素となる。

図３は、撮像素子１１から出力される白キズ画素を含むラインの画素値の例を示す線図である。

白キズ画素は、上述したように、受光した光量に関わらず、高いレベルの信号を出力する画素である。従って、図３に示すように、近傍画素の画素レベルが低い場合でも、画素位置ｘの白キズ画素の画素値は高くなっている。

図４は、図３に示したような信号が信号線１２を伝送されてＡ／Ｄ変換部１３に入力されるときの画素値の例を示す線図である。

アナログ信号を伝送する信号線１２は、撮像素子１１側およびＡ／Ｄ変換部１３側の何れに対してもインピーダンス整合がとられているが、それにも関わらず、白キズ画素を含む信号をアナログ転送すると、例えば反射波が生じるなどの影響により、白キズ画素の画素値の影響が近傍画素に及ぶことがある。

この図４に示す例では、白キズ画素の前後に伝送された画素位置ｘ−１，ｘ＋１の画素の画素値が撮像素子１１からの出力時点よりも大きくなり、さらにその前後に伝送された画素位置ｘ−２，ｘ＋２の画素の画素値も幾らか大きくなっている。また一般には、Ａ／Ｄ変換部１３に入力されるときの画素位置ｘの白キズ画素自体の画素値も、撮像素子１１の出力時点とは値が異なる。一方、白キズ画素から画素位置ｘ−２，ｘ＋２よりも離れた画素については、白キズ画素の影響を受けないか、もしくは受ける影響が無視できる程度であるものとする。従って以下では、補正・補間部２２による補正または補間の対象となる画素は、画素位置ｘ−２〜ｘ＋２の画素であるものとして説明を行う。

なお、ここでは映像信号をラスタスキャンの順序で読み出す場合を例に挙げたために、白キズ画素の影響を受ける画素は同一ラインにおける近傍の画素となったが、異なる読み出し順序の場合には、その他の近傍画素も白キズ画素の影響を受けることがあるために、この場合には同一ライン以外の近傍の画素も適宜補正等を行うことになる。

図５は、Ａ／Ｄ変換部１３によりデジタル信号に変換された白キズ画素近傍の３×５画素の画素値を示す図である。

ここに、図５において、中心に位置するＩ（０，０）が白キズ画素の画素値を示し、行方向および列方向の画素配置は、図２に示した撮像素子１１上の画素配置と同じである。

この図５に示す配置の中で、ライン番号−１に配列された画素値Ｉ（−２，−１）〜Ｉ（２，−１）およびライン番号１に配列された画素値Ｉ（−２，１）〜Ｉ（２，１）は、図２に示すようなラスタスキャンを行った場合には、白キズ画素とは約１ラインの画素数分離れて信号線１２を伝送されることになるために、白キズ画素の影響を受けていない。従って、白キズ画素と同一ライン上にあるために、白キズ画素の影響を受けた白キズ近傍画素の画素値は、Ｉ（−２，０），Ｉ（−１，０），Ｉ（１，０），Ｉ（２，０）である。

白キズ画素の画素値Ｉ（０，０）は上述したように受光光量に関わりのない無意の値であるのに対して、白キズ近傍画素の画素値Ｉ（−２，０），Ｉ（−１，０），Ｉ（１，０），Ｉ（２，０）は受光光量に応じた有意の値に白キズ画素の画素値が混入したものであるために利用価値があると考えられる。そこで、以下では、白キズ近傍画素は補正し、白キズ画素は補正後の白キズ近傍画素に基づき補間する処理を行う。

すなわち、補正係数選択部２３は、白キズデータ記憶部１４から白キズアドレスと白キズレベルを取得し、アナログ信号周波数記憶部１５から信号線１２を伝送されるアナログ信号の周波数情報を取得し、ケーブルパラメータ記憶部１６からケーブルパラメータ（以下では、ケーブルパラメータとしてケーブル長さを用いる例を説明する）を取得する。そして、補正係数選択部は、取得した各情報に基づいて、補正係数記憶部２５に記憶されている補正係数を選択して読み出す。

図６は、補正係数記憶部２５に記憶されている補正係数テーブルの例を示す図である。

補正係数記憶部２５は、補正情報を、欠陥画素の信号レベルと、信号線１２の特性を示すパラメータとに基づいて補正係数が指定されるテーブルとして記憶している。さらに、補正係数記憶部２５は、テーブルを、アナログ信号の周波数毎に記憶している。

具体的に、図６に示すように、補正係数ｃｉｊ（ここに、ｉ＝１，２，…、ｊ＝１，２，…）は、欠陥画素の信号レベルである白キズレベルと、信号線１２の特性を示すパラメータであるケーブル長さと、のパラメータにより指定されるテーブルに配列されており、さらに、このテーブルが周波数毎に（ここでは、周波数５０ＭＨｚ，１００ＭＨｚ，２００ＭＨｚのそれぞれに対して）設けられている。つまり、この図６に示す例では、補正係数ｃは、３つのパラメータにより指定される３次元状のテーブルに配列されているといえる。

なお、これらに限らずその他のパラメータを用いて補正係数を決定するようにしても構わないために、より一般には、補正係数ｃは、ｎ（ｎは１以上の整数）次元状のテーブルに配列されていることになる。

図７は補正係数記憶部２５に記憶されている補正係数ｃｉｊの具体的な内容の一例を示す図である。

図示のように、補正係数ｃｉｊは、白キズ画素の影響を受けている白キズ近傍画素の画素値Ｉ（−２，０），Ｉ（−１，０），Ｉ（１，０），Ｉ（２，０）に対する各補正係数ｃ（−２），ｃ（−１），ｃ（１），ｃ（２）がそれぞれ格納された配列となっている。

また、図８は白キズ画素が周波数に応じて白キズ近傍画素に及ぼす影響度の傾向を示す線図である。

信号線１２を伝送されるアナログ信号の周波数が、ある下限周波数ｆ１未満である場合には、信号線１２による白キズ画素の伝送を開始する時点で、白キズ画素の前の画素は伝送を終了している。同様に、白キズ画素の伝送が終了した後の時点で、白キズ画素の次の画素の伝送が開始されることになる。従って、下限周波数ｆ１未満の場合には、アナログ伝送による白キズ画素の白キズ近傍画素への影響はないと考えられる。

この下限周波数ｆ１以上になると白キズ画素が白キズ近傍画素へ影響を与え始め、ある周波数ｆ２以上において影響度が上限に達すると考えられる。従って、アナログ伝送の周波数が例えばｆ１未満の場合には、後述するような白キズ近傍画素の補正はスキップして、白キズ画素の補間のみを行う、といった処理を行うようにしても良い。

実際の製品においては、例えば周波数とケーブル長さとの関係から特定周波数において影響度のピークが生じる、等のより複雑な関係が生じると考えられるために、補正係数ｃｉｊ
は実測値に従って設定すれば良いが、この図８によって、白キズ画素が白キズ近傍画素へ与える影響度の大まかな傾向を把握することができる。

次に、内視鏡システムの作用について、図９および図１０を参照しながら、図１１に沿って説明する。ここに、図９は補正・補間部２２により白キズ近傍画素が補正された後の画素値を示す図、図１０は補正・補間部２２により白キズ画素を補間するための補間演算係数を示す図、図１１は内視鏡システムの作用を示すフローチャートである。

図示しないメイン処理からこの図１１に示す処理に入ると、補正係数選択部２３は、アナログ信号周波数記憶部１５から周波数情報を取得して（ステップＳ１）、補正係数記憶部２５に記憶されている図６に示したような周波数毎のテーブルの中から、取得した周波数情報に応じたテーブルを選択する（ステップＳ２）。

続いて、補正係数選択部２３は、ケーブルパラメータ記憶部１６からケーブルパラメータ（ここでは、例えばケーブル長さ）を取得する（ステップＳ３）。これにより、ステップＳ２で選択したテーブルの中の、どの列の補正係数ｃｉｊが用いられるかが決定される。一例を挙げれば、ケーブル長さが３ｍである場合には、補正係数ｃｉ３が用いられることになる。

さらに、補正係数選択部２３は、白キズデータ記憶部１４から白キズ画素のアドレス（白キズアドレス）を取得する（ステップＳ４）。

そしてキズ処理部２１は、例えば３ライン分の画素信号、すなわち、処理を行う対象となる着目ラインと、この着目ラインの前のラインおよび後のラインと、の画素信号を入力する（ステップＳ５）。

ステップＳ４において取得した白キズアドレスから、着目ラインに白キズ画素が存在するか否かを判定する（ステップＳ６）。

ここで、白キズ画素が存在しないと判定された場合には、着目ラインの画素信号を、ラスタスキャンの画素位置順に従って出力して行く（ステップＳ７）。

また、ステップＳ６において白キズ画素が存在すると判定された場合には、補正係数選択部２３は、白キズデータ記憶部１４から白キズレベルを取得する（ステップＳ８）。

そして、ステップＳ２において選択した補正テーブルの中から、ステップＳ３において取得したケーブルパラメータおよびステップＳ８において取得した白キズレベルに応じた補正係数ｃ（図７参照）を取得する（ステップＳ９）。

内視鏡１０がビデオプロセッサ２０に接続されて決まった動作モードで動く場合には、ケーブルパラメータの値および周波数の値が定まるが、白キズレベルは画像内にある白キズ画素のそれぞれによって異なるために、補正係数ｃは各白キズ画素毎に選択して用いられることになる。例えば、周波数が５０ＭＨｚ、ケーブル長さが３ｍであって、ある白キズ画素の白キズレベルが２０ｍＶである場合には補正係数ｃ２３が用いられ、別の白キズ画素の白キズレベルが４０ｍＶである場合には補正係数ｃ４３が用いられる、等である。

そして、例えば図５に示した白キズ近傍画素の画素値Ｉ（ｉ，０）（ここに、数式１および数式２における変数ｉは、ｉ＝−２，−１，１，２）を、図７に示した補正係数ｃ（ｉ）を用いて、例えば次の数式１に示すように補正し、補正後の画素値Ｉ’（ｉ，０）を取得する（ステップＳ１０）。
［数１］
Ｉ’（ｉ，０）＝ｃ（ｉ）×Ｉ（ｉ，０）

このような、白キズ近傍画素の画素値Ｉ（ｉ，０）に補正係数ｃ（ｉ）を乗算して補正後の画素値Ｉ’（ｉ，０）を取得する処理は、白キズ画素が暗部において目立つために、白キズ画素の周囲が暗部であることを想定して１未満の所定係数を乗算し、画素値を小さくする処理である。従って、このときの補正係数ｃ（ｉ）は、白キズレベルに応じて、どの程度値を小さくすれば白キズ画素が白キズ近傍画素に与えた影響を軽減して目立たなくすることができるかを示す係数となっている。

ただし、白キズ近傍画素は、白キズ画素との画素値の差が大きいときには受ける影響が大きいが、白キズ画素との画素値の差が小さいとき（例えば、白キズ近傍画素が明るい被写体を露光して高い画素値となったとき）などには白キズ画素の影響が小さくなると考えられる。そこで、補正係数ｃ（ｉ）の役割を次の数式２に示すように変更しても良い。
［数２］
Ｉ’（ｉ，０）＝Ｉ（ｉ，０）−ｃ（ｉ）×｛Ｉ（０，０）−Ｉ（ｉ，０）｝

ここに、数式２に用いる白キズ画素の画素値Ｉ（０，０）は、白キズデータ記憶部１４から取得した白キズレベルでも構わないし、撮像素子１１から実際の撮像信号として得られた信号値でも良い。

この数式２は、白キズ画素と白キズ近傍画素との差分に応じて発生すると考えられる白キズ画素による影響部分を、白キズ近傍画素の画素値から減算する処理であり、このときの補正係数ｃ（ｉ）は、白キズ画素と白キズ近傍画素との差分が、白キズ近傍画素に与える影響の大きさを示す係数となっている。

こうして、図９に示すような、補正・補間部２２により白キズ近傍画素の補正処理を行った後の画素値が得られる。

次に、図１０に示すような補間係数α（ｉ，ｊ）（ここに、数式３および数式４における変数ｉ，ｊは、ｉ，ｊ＝−１，０，１であって、ｉ＝ｊ＝０を除く）を用いて、例えば次の数式３に示すように白キズ画素の補間を行い、補間後の画素値Ｉ’（０，０）を取得する（ステップＳ１１）。
［数３］
Ｉ’（０，０）＝ΣΣα（ｉ，ｊ）×Ｉ（ｉ，ｊ）

ここに、補間係数α（ｉ，ｊ）は、例えば次の数式４に示す規格化条件を満たしている。
［数４］
ΣΣα（ｉ，ｊ）＝１
なお、数式３，４における総和（シグマ）は、変数ｉ，ｊのそれぞれについてとっている。

上述した補間係数α（ｉ，ｊ）も補正係数記憶部２５に記憶された補正情報であり、補正係数記憶部２５から読み出して用いられる。

着目ラインに存在する全ての白キズ画素についてステップＳ８〜Ｓ１１の処理を行い、その後、補正および補間が行われた着目ラインの画素信号を、ラスタスキャンの画素位置順に従って出力して行く（ステップＳ１２）。

上述したステップＳ７またはステップＳ１２の処理を行ったら、次に、全てのラインが着目ラインとなって上述したような処理が行われたか否かを判定する（ステップＳ１３）。

ここで、まだ全てのラインの処理を行っていないと判定された場合には、ステップＳ５へ戻って上述したような処理を繰り返して行う。

一方、全てのラインの処理を行ったと判定された場合には、この処理から図示しないメイン処理に復帰する。

なお、上述では補正係数選択部２３が補正係数記憶部２５に記憶されたテーブルデータを取得した各パラメータに基づきテーブル参照して補正係数ｃを求めたが、補正係数選択部２３および補正係数記憶部２５に代えて補正係数算出部を設けて、取得した各パラメータに基づき演算を行うことにより補正係数ｃを求めるように構成しても構わない。このときには、補正係数算出部は、白キズ画素から白キズ近傍画素までの距離を考慮して（すなわち、白キズ画素からの距離が遠くなるほど白キズ近傍画素の補正量が小さくなるような）補正係数ｃを算出することはいうまでもない。

また、上述では白キズ近傍画素を補正係数ｃにより補正し、白キズ画素を補正後の白キズ近傍画素により補間したが、白キズ近傍画素についても白キズ画素と同様に、近傍画素に基づき補間するようにしても構わない。

さらに、上述では画素の色について区別せずに説明を行ったが、撮像素子１１が例えばベイヤー配列のカラー撮像素子である場合等には、同一色同士の間で上述したような処理を行えば良い。

このような実施形態１によれば、撮像素子１１から出力されアナログ伝送された後にデジタル化された映像信号に対して、欠陥画素情報および伝送情報に応じた補正情報を補正係数記憶部２５から取得し、取得した補正情報に基づき、映像信号に含まれる欠陥近傍画素の画素信号のアナログ伝送による信号劣化を補正し、補正された欠陥近傍画素の画素信号に基づいて、欠陥画素の画素信号を補間するようにしたために、接続されている内視鏡の種類に応じた、例えば信号線１２の長さや太さあるいは信号線１２を伝送する際の周波数などに応じた、適切な欠陥画素および欠陥近傍画素の補正を行うことができる。

また、内視鏡１０が、撮像素子１１の欠陥画素に関する欠陥画素情報と、信号線１２におけるアナログ信号の伝送特性に関する伝送情報と、を白キズデータ記憶部１４、アナログ信号周波数記憶部１５、およびケーブルパラメータ記憶部１６に記憶していて、ビデオプロセッサ２０がこれらの情報を取得することで、ビデオプロセッサ２０がデータベース等を備える必要なく、様々な種類の内視鏡１０の接続に対応して適切な補正を行うことが可能となる。

さらに、欠陥画素情報が欠陥画素の信号レベルおよび画素位置の情報を含むために、取得した画素位置の欠陥画素およびその周辺の欠陥近傍画素の画素信号が入力される前に、欠陥画素の信号レベルに応じた補正係数ｃを補正係数記憶部２５から予め取得して用意しておくことが可能となる。従って、欠陥画素の画素値がキズ処理部２１に入力された後にその信号レベルに応じた補正係数ｃを補正係数記憶部２５から読み出す場合と比較して、処理の遅延を低減することが可能となる。

そして、伝送情報は、信号線１２の特性を示すパラメータおよび信号線１２を伝送されるアナログ信号の周波数の情報を含むために、信号線１２の特性や伝送周波数に応じた適切な補正が可能となる。

このとき、補正係数記憶部２５が、補正情報を、欠陥画素の信号レベルと、信号線１２の特性を示すパラメータと、に基づいて補正係数が指定されるテーブルとして記憶することにより、テーブル参照を行うだけの少ない処理負荷で補正情報を取得することが可能となる。

一方、補正係数記憶部２５に代えて補正係数算出部を用いる場合には、テーブルデータを記憶するための記憶容量が不要になる利点がある。

また、補正係数記憶部２５がテーブルをアナログ信号の周波数毎に記憶することで、周波数に応じた情報の絞り込みを簡単に行うことができる。

加えて、信号線１２の特性を示すパラメータが、信号線１２の長さと、信号線１２の太さと、信号線１２の特性インピーダンスと、信号線１２の終端容量と、信号線１２の撮像素子１１側に設けられたアナログアンプの静電容量と、撮像素子１１が組み込まれた素子基板の終端抵抗と、の内の少なくとも１つを含むことで、白キズ画素が白キズ近傍画素に与える影響の大きさに寄与するパラメータに基づいて、適切な補正を行うことが可能となる。従って、ビデオプロセッサ２０に対して、各パラメータが異なる種々の内視鏡１０が接続されたとしても、適切な補正を行うことが可能となる。

こうして、アナログ伝送時に欠陥画素が近傍画素に与える影響を、内視鏡の種類によらず適切に軽減して、品質の高い映像信号を得ることができる。
［実施形態２］

次に、本発明の実施形態２を説明する。この実施形態２において、上述の実施形態１と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を適宜省略し、主として異なる点についてのみ説明する。

本実施形態の構成は、上述した実施形態１の構成と基本的に同様であるために、図１から図１１を適宜参照して説明を行う。

上述した実施形態１では、白キズ画素の補間処理を上下左右および斜め方向に位置する８つの白キズ近傍画素の画素値に基づき行ったために、３ライン分の画素信号を入力していた。しかし、この場合には３ライン分のバッファ容量が必要となる。

そこで、本実施形態は、同一ライン上の近傍に位置する白キズ近傍画素のみに基づいて白キズ画素の補間処理を行うことで、バッファ容量を削減したものとなっている。

まず、白キズレベルは白キズデータ記憶部１４から予め取得することができるために、補正・補間部２２に白キズ画素の画素値が入力されるよりも前の段階で（つまり、実際に撮像素子１１の白キズ画素から出力されたレベルを用いなくても）、補正係数記憶部２５から補正係数を読み出すことができる。

さらに、白キズアドレスも白キズデータ記憶部１４から予め取得することができるために、白キズ画素と同一ラインにある白キズ近傍画素のアドレスも予め分かる。

従って、補正・補間部２２から補正係数選択部２３に入力される映像信号アドレスが、白キズ近傍画素のアドレスに一致したところで、該アドレスに対応する補正係数ｃ（−２），ｃ（−１），ｃ（１），ｃ（２）の何れかを適用して白キズ近傍画素を補正する。

例えば、図５に示す画素値Ｉ（−２，０）が入力されたらｃ（−２）を乗算して補正後の画素値Ｉ’（−２，０）を算出し、バッファに記憶しておく。

同様に、図５に示す画素値Ｉ（−１，０）が入力されたらｃ（−１）を乗算して補正後の画素値Ｉ’（−１，０）を算出し、バッファに記憶しておく。

一方、図５に示す白キズ画素の画素値Ｉ（０，０）が入力された場合には、後で補間により取得するためにバッファには記憶しない。

さらに同様に、図５に示す、画素値Ｉ（１，０）が入力されたらｃ（１）を乗算して補正後の画素値Ｉ’（１，０）を算出してバッファに記憶し、画素値Ｉ（２，０）が入力されたらｃ（２）を乗算して補正後の画素値Ｉ’（２，０）を算出してバッファに記憶しておく。

なお、上述した数式２に基づき白キズ近傍画素の補正を行っても構わないのは、上述した実施形態１と同様である。

こうして、白キズ画素と同一ラインにある白キズ近傍画素の補正が行われたら、１次元用の補間係数β（ｉ）（ここに、数式５および数式６における変数ｉは、例えばｉ＝−２，−１，１，２）を用いて、例えば次の数式５に示すように白キズ画素の補間を行い、補間後の画素値Ｉ’（０，０）を算出してバッファに記憶する。
［数５］
Ｉ’（０，０）＝Σβ（ｉ）×Ｉ（ｉ，０）

ここに、補間係数β（ｉ）は、例えば次の数式６に示す規格化条件を満たしている。
［数６］
Σβ（ｉ）＝１
なお、数式５，６における総和（シグマ）は、変数ｉについてとっている。

その後、バッファに記憶している画素値Ｉ’（−２，０）をまず出力し、さらに、画素値Ｉ’（−１，０），Ｉ’（０，０），Ｉ’（１，０），Ｉ’（２，０）を順次出力して行く。つまり、画素値Ｉ’（２，０）が補正・補間部２２に入力された後に補正処理および補間処理を行ってから、画素値Ｉ’（−２，０）が出力されることになるために、少なくとも４画素分の遅延を行って補正映像信号を出力することになる（従って、補正処理や補間処理を行わないその他の信号についても同様に、例えば４画素分の遅延を行うことになる）。

このような実施形態２によれば、上述した実施形態１とほぼ同様の効果を奏するとともに、バッファ容量を大幅に削減することが可能となる。さらに、上述した実施形態１では着目ラインの後のラインの画素信号が入力されてから処理を行っていたために、例えば２ライン分の遅延が生じていたが、本実施形態では上述したように例えば４画素分の遅延で済むために、よりリアルタイムに近い処理が可能となる。

また、変形例として、白キズ画素の画素値を、数式１に示したような白キズ近傍画素の補正と同様の補正により算出することも可能である。

この場合には、白キズデータ記憶部１４には、白キズ画素を補正するための補正係数ｃ（０）が、白キズレベルや周波数情報、ケーブルパラメータ等に応じてさらに記憶されている。そして、白キズデータ記憶部１４から取得した白キズレベルに応じた補正係数ｃ（０）（例えば１未満の値となる）を、白キズ画素の画素値Ｉ（０，０）に乗算することで、補正後の白キズ画素値Ｉ’（０，０）を得ることになる。

この構成は、例えば、白キズ画素が空間周波数の高い画像部分中にあり、白キズ近傍画素との相関性が低い場合（つまり、白キズ近傍画素に基づいて白キズ画素の画素値を算出しても、適切な画素値になるとは言えない場合）でも、白キズ画素を目立たなくさせることができる利点がある。

そして、この変形例の構成によれば、補正・補間部２２における処理ではバッファが不要となり、（補正係数ｃを乗算する等の補正処理に要する時間を除いて）ほぼ遅延なしに画素値を出力することが可能となる。
［実施形態３］

図１２は本発明の実施形態３を示したものであり、内視鏡システムの構成を示すブロック図である。

この実施形態３において、上述の実施形態１，２と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を適宜省略し、主として異なる点についてのみ説明する。

本実施形態の内視鏡システムは、図１に示した実施形態１の構成に対して、検査装置３０を取り除き、ビデオプロセッサ２０内に白キズ検出部２６を追加したものとなっている。

従って、この内視鏡システムにおいては、内視鏡１０をビデオプロセッサ２０に接続した状態でメニュー画面等から白キズ検出モードが設定されると、例えば内視鏡１０の撮像光学系を遮光した状態で撮像素子１１から取得した映像信号に基づいて、自動処理により白キズ検出が行われる。

あるいは、自動的な白キズ検出処理に代えて、取得した画像をモニタ画面に表示し、モニタ画面上においてユーザが手動で白キズ画素の位置を指定することにより、指定された位置のレベルを白キズレベルとして設定する手動の白キズ検出処理を行うようにしても良い。

そして、検出された白キズのアドレスやレベルの情報が、内視鏡１０の白キズデータ記憶部１４へ送信されて記憶される。

これにより、その後は白キズデータ記憶部１４に記憶されている欠陥画素情報（白キズレベルおよび白キズアドレス）を読み出して、白キズ画素や白キズ近傍画素の補正、補間に用いることが可能となる。

このような実施形態３によれば、上述した実施形態１，２とほぼ同様の効果を奏するとともに、ビデオプロセッサ２０内に白キズ検出部２６を設けたために、所望のタイミングで白キズ検出を行うことが可能となり、宇宙線等の影響により後発的に発生する白キズ画素にも対応することが可能となる。
［実施形態４］

図１３は本発明の実施形態４を示したものであり、内視鏡システムの構成を示すブロック図である。

この実施形態４において、上述の実施形態１〜３と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を適宜省略し、主として異なる点についてのみ説明する。

本実施形態の内視鏡システムは、図１に示した実施形態１の構成に対して、ビデオプロセッサ２０内に白キズ検出部２６を追加したもの（あるいは、図１２に示した実施形態３の構成に対して、検査装置３０を追加したもの）となっている。

従って、白キズデータ記憶部１４には、製造時あるいは修理時等に、検査装置３０によって取得された欠陥画素情報が記憶されている。

これに対して、ビデオプロセッサ２０内にはさらに白キズ検出部２６が設けられているために、上述した実施形態３と同様に、白キズ検出モードを設定することで、所望のタイミングで白キズ検出を行うことができる。

このような実施形態４によれば、上述した実施形態１〜３とほぼ同様の効果を奏するとともに、未使用の内視鏡１０をビデオプロセッサ２０に接続してもすぐに白キズ画素および白キズ近傍画素の補正や補間を行うことができると共に、さらに、後発的に発生する白キズ画素にも対応することが可能となる。

なお、上述では主として内視鏡システムについて説明したが、内視鏡システムを上述したように作動させる作動方法であっても良いし、コンピュータに該作動方法を実行させるための処理プログラム、該処理プログラムを記録するコンピュータにより読み取り可能な一時的でない記録媒体、等であっても構わない。

また、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明の態様を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。

１０…内視鏡
１１…撮像素子
１２…信号線
１３…Ａ／Ｄ変換部
１４…白キズデータ記憶部
１５…アナログ信号周波数記憶部
１６…ケーブルパラメータ記憶部
２０…ビデオプロセッサ
２１…キズ処理部
２２…補正・補間部
２３…補正係数選択部
２４…画像処理部
２５…補正係数記憶部
２６…白キズ検出部
３０…検査装置
４０…映像出力部
５０…被写体

Claims (6)

1. 内視鏡と、この内視鏡が着脱可能に接続され、該内視鏡が生成したアナログ信号から得られる映像信号を処理するビデオプロセッサと、を有する内視鏡システムであって、
   前記内視鏡に設けられ、光学像を光電変換してアナログ信号を出力する撮像素子と、
   前記内視鏡に設けられ、前記アナログ信号をアナログ伝送する信号線と、
   前記内視鏡に設けられ、前記撮像素子の欠陥画素に関する欠陥画素情報と、前記信号線における前記アナログ信号の伝送特性に関する伝送情報と、を記憶する第１記憶部と、
   前記信号線によってアナログ伝送された前記アナログ信号をＡ／Ｄ変換して映像信号を生成するＡ／Ｄ変換部と、
   前記ビデオプロセッサに設けられ、前記欠陥画素情報と前記伝送情報とに応じた、前記欠陥画素の近傍にある欠陥近傍画素の補正情報を記憶する第２記憶部と、
   前記ビデオプロセッサに設けられ、前記第１記憶部から前記欠陥画素情報と前記伝送情報とを取得して、該欠陥画素情報および該伝送情報に応じた補正情報を前記第２記憶部から取得し、該補正情報に基づき、前記Ａ／Ｄ変換部から取得した前記映像信号に含まれる前記欠陥近傍画素の画素信号の前記アナログ伝送による信号劣化を補正する伝送劣化補正部と、
   前記ビデオプロセッサに設けられ、前記伝送劣化補正部により補正された前記欠陥近傍画素の画素信号に基づいて、前記欠陥画素の画素信号を補間する欠陥画素補正部と、
   を具備することを特徴とする内視鏡システム。
2. 前記欠陥画素情報は、前記欠陥画素の信号レベルおよび画素位置の情報を含み、
   前記伝送情報は、前記信号線の特性を示すパラメータおよび前記信号線を伝送される前記アナログ信号の周波数の情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
3. 前記第２記憶部は、前記補正情報を、前記欠陥画素の信号レベルと、前記信号線の特性を示すパラメータとに基づいて補正係数が指定されるテーブルとして記憶することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡システム。
4. 前記第２記憶部は、前記テーブルを、前記アナログ信号の周波数毎に記憶することを特徴とする請求項３に記載の内視鏡システム。
5. 前記信号線の特性を示すパラメータは、前記信号線の長さと、前記信号線の太さと、前記信号線の特性インピーダンスと、前記信号線の終端容量と、前記信号線の前記撮像素子側に設けられたアナログアンプの静電容量と、前記撮像素子が組み込まれた素子基板の終端抵抗と、の内の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡システム。
6. 内視鏡と、この内視鏡が着脱可能に接続され、該内視鏡が生成したアナログ信号から得られる映像信号を処理するビデオプロセッサと、を有する内視鏡システムの作動方法であって、
   前記内視鏡に設けられた撮像素子が、光学像を光電変換してアナログ信号を出力するステップと、
   前記内視鏡に設けられた信号線が、前記アナログ信号をアナログ伝送するステップと、
   前記内視鏡に設けられた第１記憶部が、前記撮像素子の欠陥画素に関する欠陥画素情報と、前記信号線における前記アナログ信号の伝送特性に関する伝送情報と、を記憶するステップと、
   Ａ／Ｄ変換部が、前記信号線によってアナログ伝送された前記アナログ信号をＡ／Ｄ変換して映像信号を生成するステップと、
   前記ビデオプロセッサに設けられた第２記憶部が、前記欠陥画素情報と前記伝送情報とに応じた、前記欠陥画素の近傍にある欠陥近傍画素の補正情報を記憶するステップと、
   前記ビデオプロセッサに設けられた伝送劣化補正部が、前記第１記憶部から前記欠陥画素情報と前記伝送情報とを取得して、該欠陥画素情報および該伝送情報に応じた補正情報を前記第２記憶部から取得し、該補正情報に基づき、前記Ａ／Ｄ変換部から取得した前記映像信号に含まれる前記欠陥近傍画素の画素信号の前記アナログ伝送による信号劣化を補正するステップと、
   前記ビデオプロセッサに設けられた欠陥画素補正部が、前記伝送劣化補正部により補正された前記欠陥近傍画素の画素信号に基づいて、前記欠陥画素の画素信号を補間するステップと、
   を有することを特徴とする内視鏡システムの作動方法。

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