JP6370604B2 - Endoscope system - Google Patents

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本発明は、色変換処理に適用されるマトリクス係数を切り替え可能な映像処理装置および内視鏡システムに関する。   The present invention relates to an image processing apparatus and an endoscope system capable of switching matrix coefficients applied to color conversion processing.

人の食道や腸などの管腔内を観察するための内視鏡システムが知られている。この種の内視鏡システムは、電子スコープにより撮像された被写体の各画素の画素信号を処理して映像信号を生成する内視鏡プロセッサを備えている。また、術者にとって管腔内の特定の生体組織の観察映像が見易くなるように、被写体を照明する照明光の波長特性を切り替え可能な内視鏡システムが知られている。   An endoscope system for observing the inside of a lumen such as a human esophagus or intestine is known. This type of endoscope system includes an endoscope processor that processes a pixel signal of each pixel of a subject imaged by an electronic scope to generate a video signal. There is also known an endoscope system that can switch the wavelength characteristics of illumination light that illuminates a subject so that an operator can easily view an observation image of a specific living tissue in a lumen.

例えば特許文献1に照明光の波長特性を切り替え可能な内視鏡システムが記載されている。特許文献1に記載の内視鏡システムは、広い波長帯域の照明光を放射する光源と、照明光の波長帯域を制限する複数の光学フィルタとを備えている。術者が内視鏡システムに対してフィルタ切替操作を行うと、適用される光学フィルタが切り替えられる。また、光学フィルタが切り替えられると、映像信号の色変換処理に適用されるマトリクス係数も切り替えられる。このような内視鏡システムを用いることにより、色変換処理に光学フィルタに適したマトリクス係数が使用され、術者にとって見易い観察映像が得られる。   For example, Patent Document 1 describes an endoscope system capable of switching the wavelength characteristics of illumination light. The endoscope system described in Patent Document 1 includes a light source that emits illumination light in a wide wavelength band and a plurality of optical filters that limit the wavelength band of the illumination light. When the operator performs a filter switching operation on the endoscope system, the applied optical filter is switched. When the optical filter is switched, the matrix coefficient applied to the color conversion processing of the video signal is also switched. By using such an endoscope system, a matrix coefficient suitable for an optical filter is used for color conversion processing, and an observation image that is easy for the operator to view is obtained.

特開2013−13589号公報JP 2013-13589 A

しかしながら、特許文献1に記載の内視鏡システムでは、術者によってフィルタ切替操作が行われると、マトリクス係数も切替操作に従い即時に切り替えられる。そのため、例えば、内視鏡プロセッサが一枚の画像に対して色変換処理を行っている途中にマトリクス係数が切り替わることがある。この場合、異なるマトリクス係数が適用されることによって画像内で色味の異なる領域が混在し観察映像が一時的に乱れるという不具合が指摘される。   However, in the endoscope system described in Patent Document 1, when the operator performs a filter switching operation, the matrix coefficient is also switched immediately according to the switching operation. For this reason, for example, the matrix coefficient may be switched while the endoscope processor is performing color conversion processing on one image. In this case, it is pointed out that when different matrix coefficients are applied, regions of different colors are mixed in the image and the observation video is temporarily disturbed.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ユーザによる指示入力のタイミングに拘わらず、マトリクス係数の切り替わりに起因する観察映像の乱れが発生しない映像処理装置および内視鏡システムを提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an image processing device that does not cause disturbance of an observed image due to switching of matrix coefficients regardless of the timing of instruction input by a user. An endoscope system is provided.

上記の課題を解決する本発明の実施形態の映像処理装置は、所定の撮像装置より所定の周期で順次入力される映像信号に対してマトリクス係数に基づく色変換処理を順次施す色変換手段と、ユーザからの指示入力を受け付ける入力受付手段と、映像信号の周期に同期したタイミングで、色変換手段にて用いられるマトリクス係数を指示入力に応じたマトリクス係数に切り替えるマトリクス係数切替手段とを備える。   A video processing apparatus according to an embodiment of the present invention that solves the above-described problem is a color conversion unit that sequentially performs color conversion processing based on a matrix coefficient on video signals sequentially input from a predetermined imaging device at a predetermined cycle; Input receiving means for receiving an instruction input from a user, and matrix coefficient switching means for switching a matrix coefficient used in the color conversion means to a matrix coefficient corresponding to the instruction input at a timing synchronized with the cycle of the video signal.

このような構成によれば、マトリクス係数は、一枚の画像に対して色変換処理を行っている途中では切り替わらず、映像信号の周期に同期したタイミングで切り替わる。そのため、異なるマトリクス係数が適用されることによって画像内で色味の異なる領域が混在し観察映像が一時的に乱れるという不具合が発生しない。   According to such a configuration, the matrix coefficient is not switched during the color conversion process for one image, but is switched at a timing synchronized with the cycle of the video signal. For this reason, the application of different matrix coefficients does not cause a problem in that regions having different colors are mixed in the image and the observed video is temporarily disturbed.

また、マトリクス係数切替手段は、撮像装置から映像信号の周期に同期した同期信号を受信し、入力受付手段が指示入力を受け付けた後、同期信号を受信したタイミングでマトリクス係数を切り替えてもよい。   The matrix coefficient switching means may receive the synchronization signal synchronized with the cycle of the video signal from the imaging device, and may switch the matrix coefficient at the timing of receiving the synchronization signal after the input receiving means receives the instruction input.

また、同期信号は、映像信号の垂直同期信号であってもよい。この場合、マトリクス係数切替手段は、入力受付手段が指示入力を受け付けた後、垂直同期信号の立下りを検出した時、色変換手段にて用いられるマトリクス係数を指示入力に応じたマトリクス係数に切り替える。   Further, the synchronization signal may be a vertical synchronization signal of a video signal. In this case, the matrix coefficient switching means switches the matrix coefficient used in the color conversion means to the matrix coefficient corresponding to the instruction input when the falling edge of the vertical synchronizing signal is detected after the input receiving means receives the instruction input. .

また、映像処理装置は、複数種類のマトリクス係数を記憶するマトリクス係数記憶手段を更に備えてもよい。この場合、マトリクス係数切替手段は、入力受付手段が指示入力を受け付けると、指示入力に応じたマトリクス係数をマトリクス係数記憶手段から読み出し、映像信号の周期に同期したタイミングで、色変換手段にて用いられるマトリクス係数をマトリクス係数記憶手段から読み出されたマトリクス係数に切り換える。   The video processing apparatus may further include matrix coefficient storage means for storing a plurality of types of matrix coefficients. In this case, when the input receiving unit receives the instruction input, the matrix coefficient switching unit reads out the matrix coefficient corresponding to the instruction input from the matrix coefficient storage unit and uses it in the color conversion unit at a timing synchronized with the cycle of the video signal. The matrix coefficient to be read is switched to the matrix coefficient read from the matrix coefficient storage means.

また、映像処理装置は、被写体を照明する照明光を放射する光源と、照明光の波長特性をそれぞれ異なる波長特性に変化させる複数種類のフィルタと、指示入力に基づいて複数種類のフィルタのいずれか一つを選択するフィルタ選択手段と、選択されたフィルタを照明光の光路に配置するフィルタ配置手段と、を更に備えてもよい。この場合、マトリクス係数切替手段は、映像信号の周期に同期したタイミングで、色変換手段にて用いられるマトリクス係数をフィルタ選択手段にて選択されたフィルタに応じたマトリクス係数に切り換える。   In addition, the video processing apparatus includes any one of a light source that emits illumination light that illuminates a subject, a plurality of types of filters that change the wavelength characteristics of the illumination light to different wavelength characteristics, and a plurality of types of filters based on an instruction input. Filter selection means for selecting one and filter arrangement means for arranging the selected filter in the optical path of the illumination light may be further provided. In this case, the matrix coefficient switching means switches the matrix coefficient used by the color conversion means to a matrix coefficient corresponding to the filter selected by the filter selection means at a timing synchronized with the cycle of the video signal.

本発明の実施形態の内視鏡システムは、上記の映像処理装置と、映像信号を所定の周期で生成して順次出力する撮像装置を有する電子スコープとを備える。   An endoscope system according to an embodiment of the present invention includes the above-described video processing device and an electronic scope including an imaging device that generates a video signal at a predetermined cycle and sequentially outputs the video signal.

本発明の実施形態によれば、ユーザによる指示入力のタイミングに拘わらず、マトリクス係数の切り替わりに起因する観察映像の乱れが発生しない映像処理装置および内視鏡システムが提供される。   According to the embodiment of the present invention, there are provided an image processing apparatus and an endoscope system that do not cause disturbance of an observation image due to switching of matrix coefficients regardless of timing of instruction input by a user.

本発明の実施形態にかかる内視鏡システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the endoscope system concerning embodiment of this invention. 本発明の実施形態にかかるフィルタターレットの正面図である。It is a front view of the filter turret concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態にかかる光学フィルタの分光特性を示す図である。It is a figure which shows the spectral characteristics of the optical filter concerning embodiment of this invention. 本発明の実施形態にかかる撮像素子の受光面の一部を模式的に表した図である。It is the figure which represented typically a part of light-receiving surface of the image pick-up element concerning embodiment of this invention. 本発明の実施形態にかかる色変換回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the color conversion circuit concerning embodiment of this invention. 本発明の実施形態にかかる色変換回路の動作タイミングを示すタイミングチャートである。5 is a timing chart showing operation timings of the color conversion circuit according to the embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施形態にかかる内視鏡システムについて説明する。   Hereinafter, an endoscope system according to an embodiment of the present invention will be described.

図1は、本実施形態の内視鏡システム1の構成を示すブロック図である。図1に示されるように、内視鏡システム1は、医療用の撮像システムであり、電子スコープ100、プロセッサ200およびモニタ300を有している。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an endoscope system 1 of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the endoscope system 1 is a medical imaging system, and includes an electronic scope 100, a processor 200, and a monitor 300.

電子スコープ100は、照明光学系101、対物光学系102、撮像素子103、AFE(Analog Front End)104、ライトガイド105、電気コネクタ106および電気コネクタ107を備えている。   The electronic scope 100 includes an illumination optical system 101, an objective optical system 102, an image sensor 103, an AFE (Analog Front End) 104, a light guide 105, an electrical connector 106, and an electrical connector 107.

プロセッサ200は、システムコントローラ201、タイミングコントローラ202、光源ドライバ203、光源204、集光レンズ205、フィルタターレット206、モータドライバ207、モータ208、フォトインタラプタ209、信号処理回路210、映像信号生成回路211およびフロントパネル212を備えている。信号処理回路210は、デモザイク処理回路210A、色変換回路210B、色補正回路210Cおよびノイズ除去回路210Dを含んでいる。   The processor 200 includes a system controller 201, a timing controller 202, a light source driver 203, a light source 204, a condenser lens 205, a filter turret 206, a motor driver 207, a motor 208, a photo interrupter 209, a signal processing circuit 210, a video signal generation circuit 211, and the like. A front panel 212 is provided. The signal processing circuit 210 includes a demosaic processing circuit 210A, a color conversion circuit 210B, a color correction circuit 210C, and a noise removal circuit 210D.

システムコントローラ201は、内視鏡システム1を構成する各要素を制御する。タイミングコントローラ202は、信号の処理タイミングを調整するクロックパルスを内視鏡システム1内の各回路に送信する。また、システムコントローラ201はフロントパネル212に接続されている。フロントパネル212は、術者が内視鏡システム1の各種設定や各種パラメータを変更するためのユーザインターフェースである。システムコントローラ201は、術者によるフロントパネル212への入力操作に基づいて各要素を制御する。   The system controller 201 controls each element constituting the endoscope system 1. The timing controller 202 transmits a clock pulse for adjusting a signal processing timing to each circuit in the endoscope system 1. The system controller 201 is connected to the front panel 212. The front panel 212 is a user interface for the operator to change various settings and various parameters of the endoscope system 1. The system controller 201 controls each element based on an input operation to the front panel 212 by the operator.

光源204は、光源ドライバ203によって駆動制御され、白色光を放射する。光源204には、キセノンランプ、ハロゲンランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプ等の高輝度ランプが用いられる。光源204から放射された照明光は、集光レンズ205およびフィルタターレット206を介してライトガイド105に入射される。   The light source 204 is driven and controlled by the light source driver 203 to emit white light. As the light source 204, a high-intensity lamp such as a xenon lamp, a halogen lamp, a mercury lamp, or a metal halide lamp is used. The illumination light emitted from the light source 204 is incident on the light guide 105 via the condenser lens 205 and the filter turret 206.

図2に、フィルタターレット206を光源204側から見た正面図を示す。フィルタターレット206は円盤形状を有している。図2に示されるように、フィルタターレット206には、分光特性の異なる第1光学フィルタ206aと第2光学フィルタ206bとが円周方向に並べて配置されている。フィルタターレット206は、モータ208によって回転動作することにより、第1光学フィルタ206aと第2光学フィルタ206bのいずれか一方を照明光の光路中(図2中、点線にて示される領域L参照)に配置し、波長特性の異なる2種類の照明光の一方を取り出す。   FIG. 2 shows a front view of the filter turret 206 viewed from the light source 204 side. The filter turret 206 has a disk shape. As shown in FIG. 2, the filter turret 206 includes a first optical filter 206 a and a second optical filter 206 b having different spectral characteristics arranged side by side in the circumferential direction. The filter turret 206 is rotated by a motor 208, whereby one of the first optical filter 206a and the second optical filter 206b is placed in the optical path of the illumination light (see a region L indicated by a dotted line in FIG. 2). One of two types of illumination light that is arranged and has different wavelength characteristics is taken out.

図3に、第1光学フィルタ206aおよび第2光学フィルタ206bの分光特性を示す。図3の横軸は波長(単位:nm)を示し、縦軸は透過率(単位:%)を示す。図3に示されるように、第1光学フィルタ206aの透過率Taは、波長が約400nmから約700nmまでの可視光帯域の光に対してほぼ100%である。そのため、第1光学フィルタ206aを透過した照明光は白色光となる。一方、第2光学フィルタ206bは、波長が450nm近傍の光(青色光)および550nm近傍の光(緑色光)の光に対する透過率Tbが高く、それ以外の波長の光に対する透過率Tbが低い。そのため、第2光学フィルタ206bを透過した光は、青色光と緑色光とが混ざったシアン色となる。以下、説明の便宜上、第1光学フィルタ206aを透過した照明光を「通常光」と記し、第2光学フィルタ206bを透過した照明光を「狭帯域光」と記す。   FIG. 3 shows spectral characteristics of the first optical filter 206a and the second optical filter 206b. The horizontal axis in FIG. 3 indicates the wavelength (unit: nm), and the vertical axis indicates the transmittance (unit:%). As shown in FIG. 3, the transmittance Ta of the first optical filter 206a is almost 100% with respect to light in the visible light band having a wavelength of about 400 nm to about 700 nm. Therefore, the illumination light transmitted through the first optical filter 206a becomes white light. On the other hand, the second optical filter 206b has a high transmittance Tb with respect to light having a wavelength near 450 nm (blue light) and light near 550 nm (green light), and low transmittance Tb with respect to light having other wavelengths. Therefore, the light transmitted through the second optical filter 206b becomes a cyan color in which blue light and green light are mixed. Hereinafter, for convenience of explanation, the illumination light transmitted through the first optical filter 206a is referred to as “normal light”, and the illumination light transmitted through the second optical filter 206b is referred to as “narrow band light”.

術者によりフロントパネル212に対してフィルタ切替操作が行われると、フィルタターレット206が回転し、フィルタ切替操作に応じた光学フィルタが照明光の光路中に配置される。これにより、フィルタターレット206にて取り出される照明光(通常光または狭帯域光)が切り替わる。フィルタターレット206の回転位置や回転の位相は、フィルタターレット206の外周付近に形成された開口(不図示)をフォトインタラプタ209によって検出することにより制御される。   When the operator performs a filter switching operation on the front panel 212, the filter turret 206 rotates, and an optical filter corresponding to the filter switching operation is arranged in the optical path of the illumination light. Thereby, the illumination light (normal light or narrow band light) taken out by the filter turret 206 is switched. The rotational position and phase of rotation of the filter turret 206 are controlled by detecting an opening (not shown) formed in the vicinity of the outer periphery of the filter turret 206 by the photo interrupter 209.

フィルタターレット206を通過した照明光(通常光または狭帯域光)は、ライトガイド105内に入射され、電子スコープ100の先端部に向けてライトガイド105内を導波される。ライトガイド105内を導波された照明光は、電子スコープ100の先端部内に配置されたライトガイド105の端面より射出される。ライトガイド105の端面より射出された照明光は、照明光学系101を介して電子スコープ100から射出され、被写体を照明する。被写体で反射された照明光(反射光)は、対物光学系102を介して撮像素子103に入射され、撮像素子103が備える各画素の受光面上で被写体像を結ぶ。   Illumination light (normal light or narrow-band light) that has passed through the filter turret 206 enters the light guide 105 and is guided in the light guide 105 toward the distal end portion of the electronic scope 100. The illumination light guided in the light guide 105 is emitted from the end surface of the light guide 105 disposed in the distal end portion of the electronic scope 100. Illumination light emitted from the end face of the light guide 105 is emitted from the electronic scope 100 via the illumination optical system 101 and illuminates the subject. Illumination light (reflected light) reflected by the subject enters the image sensor 103 via the objective optical system 102 and forms a subject image on the light receiving surface of each pixel included in the image sensor 103.

図4は、撮像素子103の受光面の一部を模式的に表したものである。撮像素子103は、補色市松型画素配置を有するインターレース方式の単板式カラーCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサである。図4中、「Ye」、「Cy」、「Mg」、「G」はそれぞれ、イエロー(Ye)、シアン(Cy)、マゼンタ(Mg)、グリーン(G)のカラーフィルタを有する画素を示している。各画素は、結像された被写体像を光量に応じた電荷として蓄積する。蓄積された電荷は、周知の色差線順次のインターレース方式に基づいて読み出される。具体的には、垂直方向において隣接する2つの画素の画素信号が加算された混合信号が順次読み出される。例えば、図4に示される例では、撮像素子103の画素の内、n水平走査ラインのYe画素の画素信号およびYe画素に隣接するMg画素の画素信号の混合信号(Wrin)と、Cy画素の画素信号およびCy画素に隣接するG画素の画素信号の混合信号(Gbin)とが交互に読み出される。次に、(n+1)水平走査ラインのYe画素の画素信号およびYe画素に隣接するG画素の画素信号の混合信号(Grin)と、Cy画素の画素信号およびCy画素に隣接するMg画素の画素信号の混合信号(Wbin)とが交互に読み出される。このように、水平走査ラインの混合信号の読み出しが順次行われることにより、一フィールド分の画素信号が読み出される。 FIG. 4 schematically shows a part of the light receiving surface of the image sensor 103. The image sensor 103 is an interlaced single-plate color CCD (Charge Coupled Device) image sensor having a complementary color checkered pixel arrangement. In FIG. 4, “Ye”, “Cy”, “Mg”, and “G” indicate pixels having yellow (Ye), cyan (Cy), magenta (Mg), and green (G) color filters, respectively. Yes. Each pixel accumulates the formed subject image as a charge corresponding to the amount of light. The accumulated electric charges are read out based on the well-known color difference line sequential interlacing method. Specifically, a mixed signal obtained by adding pixel signals of two pixels adjacent in the vertical direction is sequentially read out. For example, in the example illustrated in FIG. 4, among the pixels of the image sensor 103, the mixed signal (Wr in ) of the pixel signal of the Ye pixel of the n horizontal scanning lines and the pixel signal of the Mg pixel adjacent to the Ye pixel, and the Cy pixel And the mixed signal (Gb in ) of the pixel signals of the G pixels adjacent to the Cy pixel are alternately read out. Next, (n + 1) the pixel signal of the pixel Y and the pixel signal of the pixel G of the pixel adjacent to the pixel Y (Gr in ) of the horizontal scanning line, the pixel signal of the pixel Cy, and the pixel of the pixel Mg The mixed signal (Wb in ) of the signals is alternately read out. In this way, the pixel signals for one field are read by sequentially reading the mixed signals of the horizontal scanning lines.

AFE104は、撮像素子103から読み出される各混合信号(Wrin、Gbin、Grin、Wbin)に対して信号増幅処理やA/D変換処理を施し、これにより得られたデジタルRAWデータを出力する。AFE104より出力されるデジタルRAWデータは、電気コネクタ107を介して信号処理回路210に送信される。デモザイク処理回路210Aは、AFE104から受信したデジタルRAWデータに対して周知のデモザイク処理を施して映像データを生成する。生成された映像データは、色変換回路210Bに送信される。 The AFE 104 performs signal amplification processing and A / D conversion processing on each mixed signal (Wr in , Gb in , Gr in , Wb in ) read from the image sensor 103, and outputs the obtained digital RAW data To do. Digital RAW data output from the AFE 104 is transmitted to the signal processing circuit 210 via the electrical connector 107. The demosaic processing circuit 210A performs well-known demosaic processing on the digital RAW data received from the AFE 104 to generate video data. The generated video data is transmitted to the color conversion circuit 210B.

色変換回路210Bは、デモザイク処理回路210Aから受信した映像データに対して色変換処理を施す。色変換処理では、映像データに含まれる各混合信号(Wrin、Gbin、Grin、Wbin)に対して次式に示されるマトリクス演算処理が施され、赤(R)、緑(G)、青(B)の各色に対応した画像信号(Rout、Gout、Bout)が生成される。

Figure 0006370604
Figure 0006370604
The color conversion circuit 210B performs color conversion processing on the video data received from the demosaic processing circuit 210A. In the color conversion processing, each mixed signal (Wr in , Gb in , Gr in , Wb in ) included in the video data is subjected to matrix calculation processing represented by the following expression, and red (R), green (G) , Blue (B) image signals (R out , G out , B out ) corresponding to the respective colors are generated.
Figure 0006370604
Figure 0006370604

上記式において、Mはマトリクス係数を示す。色変換回路210Bは、各照明光に対応するマトリクス係数Mを保持している。術者によるフロントパネル212に対するフィルタ切替操作に従って被写体を照明する照明光が切り替わると、被写体像の色味やコントラストなどが変化する。そのため、色変換回路210Bは、マトリクス演算処理に適用するマトリクス係数Mを、切替後の照明光に対応するマトリクス係数Mに切り替える。   In the above formula, M represents a matrix coefficient. The color conversion circuit 210B holds a matrix coefficient M corresponding to each illumination light. When the illumination light that illuminates the subject is switched according to the filter switching operation on the front panel 212 by the surgeon, the color and contrast of the subject image change. Therefore, the color conversion circuit 210B switches the matrix coefficient M applied to the matrix calculation process to the matrix coefficient M corresponding to the illumination light after switching.

色補正回路210Cは、マトリクス演算処理が施された映像データに対してホワイトバランス調整処理やガンマ補正処理などの色補正処理を施してノイズ除去回路210Dに送信する。ノイズ除去回路210Dは、色補正回路210Cから受信した映像データに対して周知の空間フィルタ処理などによるノイズ除去処理を施し、映像信号生成回路211に送信する。   The color correction circuit 210C performs color correction processing such as white balance adjustment processing and gamma correction processing on the video data on which the matrix calculation processing has been performed, and transmits the video data to the noise removal circuit 210D. The noise removal circuit 210D performs noise removal processing such as well-known spatial filter processing on the video data received from the color correction circuit 210C and transmits the processed video data to the video signal generation circuit 211.

映像信号生成回路211は、信号処理回路210(ノイズ除去回路210D)から受信した映像データを、所定の形式(例えば、NTSC形式)の映像信号に変換してモニタ300に送信する。モニタ300は、映像信号生成回路211から受信した映像信号に基づいて被写体の観察映像を表示する。   The video signal generation circuit 211 converts the video data received from the signal processing circuit 210 (noise removal circuit 210D) into a video signal of a predetermined format (for example, NTSC format) and transmits the video signal to the monitor 300. The monitor 300 displays an observation image of the subject based on the video signal received from the video signal generation circuit 211.

次に、映像データに適用されるマトリクス係数の切り替えについて詳細に説明する。図5は、色変換回路210Bの構成を示すブロック図である。色変換回路210Bは、演算部210B1および係数切替部210B2を備えている。演算部210Bは、映像データにマトリクス係数を適用して色変換処理を施す。係数切替部210B2は、演算部210B1によって映像データに適用されるマトリクス係数を切り替える。   Next, switching of matrix coefficients applied to video data will be described in detail. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the color conversion circuit 210B. The color conversion circuit 210B includes a calculation unit 210B1 and a coefficient switching unit 210B2. The calculation unit 210B applies color conversion processing by applying matrix coefficients to the video data. The coefficient switching unit 210B2 switches matrix coefficients applied to the video data by the calculation unit 210B1.

係数切替部210B2の所定の記憶領域には、照明光が通常光である場合に適用されるマトリクス係数M1および照明光が狭帯域光である場合に適用されるマトリクス係数M2が予め記憶されている。術者によりフロントパネル212に対してフィルタ切替操作が行われると、使用される光学フィルタを示すフィルタ切替信号が選択部SELに送信される。選択部SELは、フィルタ切替信号に応じてマトリクス係数(M1またはM2)を読み出し、出力コントローラCTRLに送信する。出力コントローラCTRLは、選択部SELから受信したマトリクス係数を所定のタイミングで演算部210B1に送信する。演算部210B1は、選択部SELからマトリクス係数を受信すると、受信したマトリクス係数を適用したマトリクス演算処理を行う。   In a predetermined storage area of the coefficient switching unit 210B2, a matrix coefficient M1 that is applied when the illumination light is normal light and a matrix coefficient M2 that is applied when the illumination light is narrowband light are stored in advance. . When the operator performs a filter switching operation on the front panel 212, a filter switching signal indicating an optical filter to be used is transmitted to the selection unit SEL. The selection unit SEL reads the matrix coefficient (M1 or M2) according to the filter switching signal and transmits it to the output controller CTRL. The output controller CTRL transmits the matrix coefficient received from the selection unit SEL to the calculation unit 210B1 at a predetermined timing. When the calculation unit 210B1 receives the matrix coefficient from the selection unit SEL, the calculation unit 210B1 performs matrix calculation processing using the received matrix coefficient.

出力コントローラCTRLがマトリクス係数を送信するタイミングは、映像データに含まれる垂直同期信号に同期している。具体的には、垂直同期信号は、撮像素子103から一フィールド分の混合信号が読み出される毎に送信される。撮像素子103より送信される垂直同期信号は、一フィールド周期で出力コントローラCTRLにて受信される。出力コントローラCTRLは、選択部SELによって読み出されるマトリクス係数を、垂直同期信号を受信したタイミングで演算部210B1に送信する。   The timing at which the output controller CTRL transmits the matrix coefficient is synchronized with the vertical synchronization signal included in the video data. Specifically, the vertical synchronization signal is transmitted every time a mixed signal for one field is read from the image sensor 103. The vertical synchronization signal transmitted from the image sensor 103 is received by the output controller CTRL in one field cycle. The output controller CTRL transmits the matrix coefficient read by the selection unit SEL to the calculation unit 210B1 at the timing when the vertical synchronization signal is received.

図6は、色変換回路210Bの動作タイミングを示すタイミングチャートである。図6中、左側から右側に向かって時間が経過している。初期状態または術者によって第1光学フィルタ206aが選択されている場合を考える。この場合、第1光学フィルタ206aが照明光の光路上に配置されている。そのため、選択部SELによって通常光に対応したマトリクス係数M1が読み出され、演算部210B1に送信される。演算部210B1は、マトリクス係数M1を適用したマトリクス演算処理を実行する。術者によりフロントパネル212に対して第1光学フィルタ206aを第2光学フィルタ206bに切り替える切替操作が行われると(時刻t1)、選択部SELはマトリクス係数M2を読み出し、出力コントローラCTRLに送信する。出力コントローラCTRLは、選択部SELから受信したマトリクス係数M2を保持する。出力コントローラCTRLは、マトリクス係数M2を保持している間に垂直同期信号を受信すると(時刻t2)、保持しているマトリクス係数M2を演算部210B1に送信する。演算部210B1は、出力コントローラCTRLからマトリクス係数M2を受信すると、マトリクス演算処理に適用するマトリクス係数をマトリクス係数M2に切り替える。   FIG. 6 is a timing chart showing the operation timing of the color conversion circuit 210B. In FIG. 6, time elapses from the left side to the right side. Consider a case where the first optical filter 206a is selected by the initial state or the operator. In this case, the first optical filter 206a is disposed on the optical path of the illumination light. Therefore, the matrix coefficient M1 corresponding to normal light is read by the selection unit SEL and transmitted to the calculation unit 210B1. The calculation unit 210B1 executes matrix calculation processing using the matrix coefficient M1. When the operator performs a switching operation to switch the first optical filter 206a to the second optical filter 206b on the front panel 212 (time t1), the selection unit SEL reads the matrix coefficient M2 and transmits it to the output controller CTRL. The output controller CTRL holds the matrix coefficient M2 received from the selection unit SEL. When the output controller CTRL receives the vertical synchronization signal while holding the matrix coefficient M2 (time t2), the output controller CTRL transmits the held matrix coefficient M2 to the arithmetic unit 210B1. When the calculation unit 210B1 receives the matrix coefficient M2 from the output controller CTRL, the calculation unit 210B1 switches the matrix coefficient to be applied to the matrix calculation processing to the matrix coefficient M2.

このように、本実施形態では、術者によりフィルタの切替操作が行われると、その操作タイミングに拘わらず、常に、マトリクス演算処理に適用されるマトリクス係数が垂直同期信号と同期したタイミング(フィールドが切り替わるタイミング)で切り替わる。そのため、一フィールド内で異なるマトリクス係数が適用されて画像内で色味の異なる領域が混在することにより観察映像が一時的に乱れるという不具合が発生しない。   As described above, in this embodiment, when the operator performs the filter switching operation, the matrix coefficient applied to the matrix calculation processing is always synchronized with the vertical synchronization signal (the field is changed) regardless of the operation timing. At the timing of switching). Therefore, there is no problem that the observed video is temporarily disturbed by applying different matrix coefficients in one field and mixing regions having different colors in the image.

以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本願の実施形態に含まれる。   The above is the description of the exemplary embodiments of the present invention. Embodiments of the present invention are not limited to those described above, and various modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention. For example, the embodiment of the present application also includes an embodiment that is exemplarily specified in the specification or a combination of obvious embodiments and the like as appropriate.

本実施形態では、マトリクス係数は一フィールド分のマトリクス演算処理が終了するタイミングで切り替わるが、本発明はこれに限定されない。マトリクス係数は、例えば一フレーム分のマトリクス演算処理が終了するタイミングで切り替わってもよい。具体的には、垂直同期信号に代えて、フィールド識別信号が用いられる。フィールド識別信号は、撮像素子103より送信されるRAWデータがODDとEVENのどちらのフィールドのRAWデータであるかを示す信号である。出力コントローラCTRLは、フィールド識別信号に基づいて演算部210B1が一フレーム分のマトリクス演算処理を終了したかどうかを判定する。出力コントローラCTRLは、演算部210B1の一フレーム分のマトリクス演算処理を終了するタイミングで、マトリクス係数を演算部210B1に送信する。   In the present embodiment, the matrix coefficient is switched at the timing when the matrix calculation process for one field ends, but the present invention is not limited to this. For example, the matrix coefficient may be switched at the timing when the matrix calculation process for one frame ends. Specifically, a field identification signal is used instead of the vertical synchronization signal. The field identification signal is a signal indicating whether the RAW data transmitted from the image sensor 103 is the RAW data of the ODD or EVEN field. The output controller CTRL determines whether or not the calculation unit 210B1 has finished the matrix calculation process for one frame based on the field identification signal. The output controller CTRL transmits the matrix coefficient to the calculation unit 210B1 at the timing when the matrix calculation process for one frame of the calculation unit 210B1 is completed.

また、本実施形態では、撮像素子103は、補色市松型画素配置を有するCCDイメージセンサであるが、本発明はこれに限定されない。撮像素子103は、例えば周知のベイヤ方式のCCDイメージセンサであってもよい。また、撮像素子103は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサであってもよい。   In the present embodiment, the image sensor 103 is a CCD image sensor having a complementary color checkered pixel arrangement, but the present invention is not limited to this. The image sensor 103 may be, for example, a well-known Bayer type CCD image sensor. The image sensor 103 may be a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor.

また、本実施形態では、画素信号は撮像素子103からインターレース方式に基づいて読み出されるが、本発明はこれに限定されない。画素信号はプログレッシブ方式に基づいて読み出されてもよい。この場合、演算部210B1で適用使用されるマトリクス係数は、一フレーム分のマトリクス演算処理が終了するタイミングで切り替わる。   In this embodiment, the pixel signal is read from the image sensor 103 based on the interlace method, but the present invention is not limited to this. The pixel signal may be read based on a progressive method. In this case, the matrix coefficient applied and used in the calculation unit 210B1 is switched at the timing when the matrix calculation process for one frame is completed.

また、フィルタターレット206は、2つの光学フィルタ206a、206bを有しているが、本発明はこれに限定されない。フィルタターレット206は、3つ以上の光学フィルタを有してもよい。また、図3に示される第1光学フィルタ206aおよび第2光学フィルタ206bの分光特性は、本実施形態の一例であって、本発明はこれに限定されない。   The filter turret 206 includes two optical filters 206a and 206b, but the present invention is not limited to this. The filter turret 206 may have more than two optical filters. Further, the spectral characteristics of the first optical filter 206a and the second optical filter 206b shown in FIG. 3 are examples of the present embodiment, and the present invention is not limited to this.

また、本実施形態では、一つの光学フィルタに対して、一つのマトリクス係数が係数切替部210B2に記憶されているが、本発明はこれに限定されない。マトリクス係数は、一つの光学フィルタに対して複数種類が係数切替部210B2に記憶されていてもよい。この場合、術者によりフロントパネル212に対してマトリクス係数を切り替える操作が行われると、照明光の光路に配置される光学フィルタは切り替わらずに、演算部210B1で適用されるマトリクス係数のみが垂直同期信号等の同期したタイミングで切り替わる。   Further, in the present embodiment, one matrix coefficient is stored in the coefficient switching unit 210B2 for one optical filter, but the present invention is not limited to this. A plurality of matrix coefficients may be stored in the coefficient switching unit 210B2 for one optical filter. In this case, when the operator performs an operation to switch the matrix coefficient on the front panel 212, the optical filter arranged in the optical path of the illumination light is not switched, and only the matrix coefficient applied in the calculation unit 210B1 is vertically synchronized. It switches at the synchronized timing of the signal.

1 内視鏡システム
100 電子スコープ
101 対物光学系
102 照明光学系
103 撮像素子
104 AFE(Analog Front End)
105 ライトガイド
106 電気コネクタ
107 電気コネクタ
200 プロセッサ
201 システムコントローラ
202 タイミングコントローラ
203 光源ドライバ
204 光源
205 集光レンズ
206 フィルタターレット
206a 第1光学フィルタ
206b 第2光学フィルタ
207 モータドライバ
208 モータ
209 フォトインタラプタ
210 信号処理回路
210A デモザイク処理回路
210B 色変換回路
210B1 演算部
210B2 係数切替部
210C 色補正回路
210D ノイズ除去回路
211 映像信号生成回路
212 フロントパネル
300 モニタ
1 Endoscope System 100 Electronic Scope 101 Objective Optical System 102 Illumination Optical System 103 Image Sensor 104 AFE (Analog Front End)
105 Light Guide 106 Electrical Connector 107 Electrical Connector 200 Processor 201 System Controller 202 Timing Controller 203 Light Source Driver 204 Light Source 205 Condensing Lens 206 Filter Turret 206a First Optical Filter 206b Second Optical Filter 207 Motor Driver 208 Motor 209 Photointerrupter 210 Signal Processing Circuit 210A demosaic processing circuit 210B color conversion circuit 210B1 arithmetic unit 210B2 coefficient switching unit 210C color correction circuit 210D noise removal circuit 211 video signal generation circuit 212 front panel 300 monitor

Claims (6)

被写体を照明する照明光の波長特性を変更させる波長特性変更手段と、
ユーザからの前記波長特性の変更を指示する指示入力を受け付ける入力受付手段と、
所定の撮像装置より所定の周期で順次入力される映像信号に対してマトリクス係数に基づく色変換処理を順次施す色変換手段と、
を備え、
前記入力手段が前記指示入力を受け付けると、前記映像信号のフィールド又はフレームが切り替わるタイミングで、前記色変換手段にて用いられるマトリクス係数を、前記指示入力に基づいて変更された後の前記照明光の前記波長特性に応じたマトリクス係数に切り替える、
内視鏡システム
Wavelength characteristic changing means for changing the wavelength characteristic of illumination light for illuminating the subject;
Input receiving means for receiving an instruction input for instructing a change of the wavelength characteristic from a user;
Color conversion means for sequentially performing color conversion processing based on matrix coefficients for video signals sequentially input from a predetermined imaging device at a predetermined cycle;
With
When the input means accepts the instruction input, the matrix coefficient used in the color conversion means is changed based on the instruction input at the timing when the field or frame of the video signal is switched . Switch to a matrix coefficient according to the wavelength characteristics ,
Endoscope system .
前記撮像装置から前記映像信号のフィールド周期又はフレーム周期に同期した同期信号を受信し、
前記入力受付手段が前記指示入力を受け付けた後、前記同期信号を受信したタイミングで前記マトリクス係数を切り替える、
請求項1に記載の内視鏡システム
Receiving a synchronization signal synchronized with a field period or a frame period of the video signal from the imaging device;
After the input accepting unit accepts the instruction input, the matrix coefficient is switched at a timing when the synchronization signal is received.
The endoscope system according to claim 1.
前記同期信号は、前記映像信号の垂直同期信号であり、
前記入力受付手段が前記指示入力を受け付けた後、前記垂直同期信号の立下りを検出した時、前記色変換手段にて用いられるマトリクス係数を変更後の前記波長特性に応じたマトリクス係数に切り替える、
請求項2に記載の内視鏡システム
The synchronization signal is a vertical synchronization signal of the video signal;
When the input reception unit detects the instruction input and then detects the falling edge of the vertical synchronization signal, the matrix coefficient used in the color conversion unit is switched to the matrix coefficient corresponding to the wavelength characteristic after the change,
The endoscope system according to claim 2.
複数種類のマトリクス係数を記憶するマトリクス係数記憶手段を更に備え、
前記入力受付手段が前記指示入力を受け付けると、前記指示入力に基づいて変更された後の前記照明光の前記波長特性に応じたマトリクス係数を前記マトリクス係数記憶手段から読み出し、
前記映像信号のフィールド又はフレームが切り替わるタイミングで、前記色変換手段にて用いられるマトリクス係数を前記マトリクス係数記憶手段から読み出されたマトリクス係数に切り換える、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の内視鏡システム
A matrix coefficient storage means for storing a plurality of types of matrix coefficients;
When the input receiving unit receives the instruction input, the matrix coefficient corresponding to the wavelength characteristic of the illumination light after being changed based on the instruction input is read from the matrix coefficient storage unit,
Switching the matrix coefficient used in the color conversion means to the matrix coefficient read from the matrix coefficient storage means at the timing when the field or frame of the video signal is switched;
The endoscope system according to any one of claims 1 to 3.
被写体を照明する照明光を放射する光源を更に備え
前記波長特性変更手段は、
前記照明光の波長特性をそれぞれ異なる波長特性に変化させる複数種類のフィルタと、
前記指示入力に基づいて前記複数種類のフィルタのいずれか一つを選択するフィルタ選択手段と、
前記選択されたフィルタを前記照明光の光路に配置するフィルタ配置手段と、を有し
前記映像信号のフィールド又はフレームが切り替わるタイミングで、前記色変換手段にて用いられるマトリクス係数を前記フィルタ選択手段にて選択されたフィルタに応じたマトリクス係数に切り換える、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の内視鏡システム
A light source that emits illumination light for illuminating the subject;
The wavelength characteristic changing means is
A plurality of types of filters that change the wavelength characteristics of the illumination light into different wavelength characteristics;
Filter selection means for selecting any one of the plurality of types of filters based on the instruction input;
Anda filter arrangement means for arranging the selected filter in the optical path of the illumination light,
Switching the matrix coefficient used in the color conversion means to a matrix coefficient corresponding to the filter selected by the filter selection means at the timing when the field or frame of the video signal is switched;
The endoscope system according to any one of claims 1 to 4.
前記映像信号を所定の周期で生成して順次出力する前記撮像装置を有する電子スコープを更に備える、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の内視鏡システム。
Further comprising an electronic endoscope having an image pickup device for sequentially generating and outputting the video signal at a predetermined period,
The endoscope system according to any one of claims 1 to 5 .
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