JPH03201691A

JPH03201691A - 信号処理回路

Info

Publication number: JPH03201691A
Application number: JP1344293A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Suzuki; 茂夫鈴木; Fujio Okada; 岡田　藤夫
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1991-09-03
Anticipated expiration: 2010-07-31
Also published as: JPH0771290B2; US5142354A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は信号処理回路に係り、特に電子内視鏡のように
色順次信号を処理する装置に用いるのに適した信号処理
回路に関する。

〔従来の技術〕

電子内視鏡においては、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）。

青（Ｂ）の各！！α明光を順次切り換えながら被写体に
魚対し、各照明光による映像信号を時間的に順次出力し
く色順次信号〉、これをいったん記憶手段に各色信号ご
とに記憶させた後、同峙に読み出して複合映像信号とし
て再生するようにしている。

このような電子内視鏡には、撮像素子として固体撮像素
子（ＣＣＤ等）が通常用いられるが、固体撮像素子の分
光感度特性により、Ｒ，Ｇ、　Ｂの各色信号の信号レベ
ルが異なる。従って、固体撮像素子の出力映像信号は、
第２図（１）に示すように、Ｒ，Ｇ、Ｂごとに信号レベ
ルの異なる色順次信号となる。

第２図（１）は各色信号を一垂直走査期間（ＩＶ）ごと
に示したものであるが、このＩＶの期間の色ｊｇＢ次信
号を、−水平走査期間（ＩＨ）ごとに細かく示すと第２
図（２）のようになる。第２図（２）に示すように、Ｉ
Ｈ期間中の帰線期間には、固体撮像素子の暗電流や他の
雑音による雑音〈レベルｖｄ）が発生している。

従来の信号処理回路においては、固体撮像素子からの信
号を増幅する増幅回路の利得をＲ，Ｇ。

Ｂの各色信号ごとに１侍間的に切り換えて、第２図（３
）に示すように、各色信号の信号レベルが同一となるよ
うに増幅していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述したように、従来の信号処理回路の増幅回路におい
ては、各色信号ごとに増幅利得が異なるので、信号レベ
ルの小さいＧ信号やＢ信号では増幅器の利得がＲ信号に
比べて大きくなり、そのため水平帰線期間の雑音レベル
もＲ信号の雑音レベルに比べて夫々人きくなってしまう
。例えば第２図（３）の例では、Ｒ信号の暗電流雑音レ
ベルをｖｄとすると、Ｇ信号の雑音レベルはＡ、Ｖｄ、
Ｂ信号の雑音レベルはＡｚＶ、＞　（Ａ、、Ａ２はそれ
ぞれＧ信号、Ｂ信号増幅時のＲ信号増幅時に対する増幅
回路の利得の倍率）となってしまう。

そこで、このような増幅回路の出力信号の黒レベルをク
ランプ（ここで黒レベルのクランプとは、映像信号の黒
レベルの絶対電圧値を設定することである）しようとす
ると、第２図（４）に示すように、各色信号の雑音レベ
ルＶｄ、Ａ、Ｖｄ、Ａ２Ｖｄの平均砧が見掛は上の黒レ
ベルとしてクランプされてしまう。そこで真の黒レベル
Ｌ　ｌ＋　Ｌ　２．　Ｌ　ｓは、第２図（５）に示すよ
うに、Ｒ信号の真の黒レベルＬ１の電位が一番高く、次
にＧ信号の真の黒レベルＬ２の電位が高く、最後にＢ信
号の真の黒レベルＬ３の電位が一番低くなってしまう。

このように真の黒レベルが異なる色信号を記憶手段から
同時に呼び出して複合映像信号に加工すると、再生画像
のカラーバランスが崩れてしまい、色再現性が悪くなっ
てしまう。

そのため従来の信号処理回路においては、Ｒ信号、Ｇ信
号、Ｂ信号に夫々同期させてクランプ回路の出力信号に
電圧値の異なる直流電圧を付加して、真の黒レベルを全
ての色信号につき同一の値とするようにしていた。

しかしこのように各色信号ごとに電圧値の異なる直流電
圧を同期させて付加するのは直流電圧値の設定の調整が
難しく、僅かな設定値のずれで再生画像の色再現性が悪
くなり、また異なる特性の撮像素子を用いたスコープを
用いる場合には付加する直流電圧値をそのたびごとに設
定しなおさなければならず、スコープに対する互換性が
乏しく操作性が極めて悪いものであった。

本発明は従来の信号処理回路のこのような欠点を解消す
るこめになされたものであり、真の黒レベルを自動的に
等しく設定でき、調整が不要で互換性が高く色再現性の
良い信号処理回路を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の信号処理回路は、信号レベルの累なる各色信号
からなる映像信号を該色信号ごとに異なる利得で増幅す
る増幅手段と、該増幅手段から出力される映像信号の黒
レベルをクランプするクランプ手段とを備えた信号処理
回路において、該クランプ手段の出力信号の水平帰線期
間の信号レベルのピーク値を検出して一垂直走査期間保
持するピークホールド手段と、該ピークホールド手段で
検出し保持したピーク値を前記クランプ手段の出力信号
に加算する加算手段とを設けたことを特徴とするもので
ある。

〔作用〕

本発明の信号処理回路においては、クランプされた映像
信号の水平帰線期間の信号レベルのビークイ直を検出し
て、該ピーク値をクランプされた映像信号に加算するよ
うにしているので、映像信号の水平帰線期間に重畳した
暗電流やその他のノイズ成分のレベルが増幅器の利得率
の相違により各色信号ごとに具なり、クランプ手段で設
定される黒レベルが真の黒レベルと異なっても、ピーク
ホールド手段で前記水平帰線期間の雑音レベルのピーク
値を検出し保持して真の黒レベルに反比例する補正電圧
（該ピークホールドした電圧値）をクランプ手段の出力
映像信号に加え合わせることにより、操作者による手動
の調整を要せずに真の黒レベルを各色信号ごとに自動的
に一致させることができるのである。

〔実施例〕

以下本発明の信号処理回路のτ実施例を図面を参照しな
がら説明する。

第１図は本発明の信号処理回路の一実施例の回路ブロッ
ク図である。

第１図において、増幅器２の入力端子に接続された信号
処理回路の入力端子１にはＣＣＤ等の固体撮像素子から
の色順次信号が入力される。増幅器２の出力端子は電圧
制御増幅器３の入力端子に接続されている。電圧制御増
幅器３は制御電圧により利得が変化する増幅器であり、
該電圧制御増幅器３の制御端子にはスイッチ１０．　１
１．　１２が接続されている。スイッチ１０．１１．１
２の一方の切り換え端子には、可変抵抗器４．　５．　
６が夫々接続されている。可変抵抗器４．５は電子内視
鏡のスコープ部内に設けられており、可変抵抗器６は本
実施例の信号処理回路内に設けられている。スイッチ１
０，１１．１２には入力端子７゜８．９から入力される
、第３図に示すような、切り換え信号が印加され、該切
り換え信号によりスイッチ１０．１１．１２は前記可変
抵抗器４，５゜６に順次その接続が切り換えられる。可
変抵抗器４、　５．　６には図示しない直流電源からの
直流電圧が印加されており可変抵抗器４．５．６の調節
により電圧制御増幅器３に印加される直流制御電圧値が
設定される。

電圧制御増幅器３の出力端子はクランプ回路１４の入力
端子に接続されており、クランプ回路１４においては入
力端子１５から印加される第２図（８）に示すようなパ
ルス信号によって、人力される映像信号の黒レベル値を
設定する。

クランプ回路１４の出力端子は加算器１６の一方の入力
端子に接続されている。加算器１６の出力端子にはスイ
ッチ１７が接続されており、スイッチ１７は、入力端子
１５から印加される第２図（８）に示すパルス信号によ
りＯＮ・ＯＦ　Ｆ制御される。スイッチ１７の一方の端
子はコンパレータ１９の一方の入力端子に接続されてお
り、コンパレータ１９の他方の入力端子にはコンデンサ
１８が接続され、該コンデンサ１８の他方の端子は接地
されている。フンパレータ１９の出力端子は積分回路２
０の入力端子に接続され−Ｃいる。積分回路２０は高周
波の雑音成分を除去するための回路であり、出力端子は
前記加算器１６の他方の入力端子に逆位相で接続されて
いる。

加算器１６の出力端子は、また、増幅器２１の入力端子
に接続されており、増幅器２１の出力ｄｊＩｉｊ子は第
２のクランプ回路２２の入力端子に接続されている。ク
ランプ回路２２は、クランプ回路１４と同じように、入
力端子１５から入力される第２図（８）のパルス信号の
タイミングにより入力される信号をクランプして、黒レ
ベルの絶対電圧値を改めて設定する。

クランプ回路２２の出力端子はγ−袖正正回路２３入力
端子に接続されており、Ｔ−補正回路２３においては本
映像システムのトータルのγ値を補正する。Ｔ−補正回
路２３の出力端子はクリップ回路２４の入力端子に接続
されており、クリップ回路２４においては、人力される
映像信号の白レベルと黒レベルの間のダイナミックレン
ジを一定の範囲内にクリップする。

クリップ回路２４の出力端子には第３のクランプ回路２
５の入力端子が接続されており、クランプ回路２５にお
いては、第１．第２のクランプ回路１４．２２と同様に
、入力端子１５から印加される第２図（８）に示すパル
ス信号により、クリップ回路２４でダイナミックレンジ
が調整された映像信号の黒レベル電圧値を改めて設定し
なおす。クランプ回路２５の出力端子にはＡ／Ｄ変換器
２６の人カク；１：子が接続されており、Ａ／Ｄ変換器
２６でアナログ映像信号をディジタル信号に変換する。

Ａ／Ｄ変換器２６の出力端子はメモリに接続されており
、ディジタル信号に変換された映像信号を色信号ごとに
累なる記憶領域に記憶する。

以下、図示しない信号処理系列において、異なる記憶領
域ごとに記憶されたＲ、Ｇ、Ｂ信号を同時に読み出した
後、再びアナログ映像信号に変換し、複合映像信号にエ
ンコードしてモニタ等に供給される。

以下、第２図をも参照しながら本実施例の動作を説明す
る。

ＣＣＤ等の固体撮像素子から出力される映像信号は、入
力端子１に入力され、増幅器２で増幅される。この映像
信号は、第２図〔１）に示すように、Ｒ信号、Ｇ信号、
Ｂ信号ごとに固体撮像素子の分光感度特性の違いによる
レベル差が存在する。この映像信号は第２図（２）に示
すように、撮像素子の暗電流及びその他の雑音による雑
音（レベルＶ、〉が水平帰線期間に重畳している。

増幅器２から出力された映像信号は、電圧制御増幅器３
において各色信号ごとに異なる利得で増幅され、第２図
（３）に示すように、各色信号のピーク電圧値が等しく
なる。

電圧制御増幅器３の制御端子に入力される電圧値は可変
抵抗器４．５．６により設定され、この直流電圧値が、
入力端子７．８．９に人力される第３図（１）、　（２
）、　（３）に示すような一垂直走査期間（＝　Ｉ　Ｖ
）のパルス幅を持つパルス信号によりスイッチ１０．１
１．１２が切り換えられて、各色信号と同期して電圧制
御増幅器３の制御端子に印加され、電圧制御増幅器３の
利得が変化させられる。

前述したように、電圧制御増幅器３の利得が各色信号ご
とに異なるので、第２図（３）に示すようにＲ信号に比
べて利得の大きいＧ信号、Ｂ信号においては、その水平
帰線期間に重畳される雑音のレベルも大きくなる。この
ような雑音成分を持った色信号を第１のクランプ回路１
４でクランプして黒レベルの絶対電圧値を設定しようと
すると、前述したように、第２図（４）に示すように各
色信号ごとの雑音レベルの中間電圧値を見掛は上の黒レ
ベル電圧値として設定してしまうこととなり、真の黒レ
ベル電圧値り３．Ｌ２．Ｌ３は、第２図（５）に示すよ
うに、各色信号ごとにその絶対値が異なってしまう。

このようにしてクランプ回路１４により黒レベル電圧値
が設定された各色信号は、加算器１６を介してスイッチ
１７に入力され、該スイッチ１７において第２図（８）
に示すような水平帰線期間に同期したパルス信号により
その水平走査期間の所定時間（第２図（８）に示すパル
ス信号のパルス幅）の間だけ該スイッチ１７がＯＮして
、この各色信号の水平帰線期間の雑音レベルのピーク値
がコンデンサ１８にチャージされる。コンデンサ１８に
チャージされた電圧値はほぼ１Ｖ期間保持されて、第２
図（０）に示すように、各色信号の真の黒レベルの電圧
値に反比例した電圧値がコンパレータ１９の出力端子か
ら出力されることとなる。

この第２図（６）に示すような電圧値上に重畳する雑音
成分が積分回路２０により除去され、加算器１６の一方
の入力端子に印加されて、第２図（４）に示すような真
の黒レベル値が異なる各色信号に加算される。従って加
算器１６の出力信号は、第２図（７）に示すように、第
２図（６）に示した電圧値により補正され、その黒レベ
ル値が各色信号ごとに同一の電圧値となる。

このようにして黒レベル値が各色信号ごとに整えられた
映像信号が増幅器２１に入力され、増幅器２１で増幅さ
れた後、クランプ回路２２で改めて黒レベル電圧値が設
定され直され、Ｔ−補正回路２３においてＴ−補正され
た後、クリップ回路２４でそのダイナミックレンジが調
整され、第３のクランプ回路２５において再度黒レベル
値が設定される。こののち映像信号はＡ／Ｄ変換器２６
でディジタル信号に変換された後、図示しないメモリに
蓄積されることとなる。

次に、本実施例を電子内視鏡に用いた場合の一例を示す
。

第４図は本実施例の信号処理回路を電子内視鏡に用いた
場合の一例を示すブロック図である。第４図において、
信号処理回路３９を含む信号処理装置３８は次のように
構成される。

被写体３１への照明光を発光する光源４７は、光源点灯
回路５０からの電気エネルギーにより点灯され、平行光
を発光する。該光源４７の前面には絞り４６が設けられ
ており、該絞り４６は絞り制御回路４８により制御、駆
動される。絞り制御回路４８には同期信号発生回路４１
からの水平同期信号及び垂直同期信号が供給され、また
信号処理回路３９からビデオ信号が供給される。

絞り４６の前面には、入射光を平行光にするコリメート
レンズ４５が設けられ、該コリメートレンズ４５の前面
には、モータ４４で駆動される回転円板４３が設けられ
ている。回転円板４３にはＲ，Ｇ、　Ｂの３色のカラー
フィルタが設けられており、コリメートレンズ４５から
出射された平行光は、回転円板４３を通過することによ
り、Ｒ２Ｏ，Ｂの３色の順次光となる。回転円板４３の
前面には、該回転円板４３を経由して順次光となった光
線を集束して光ファイバ３７に出射する集光レンズ４２
が設けられている。

電子内視鏡のスコープ部３２に設けられたＣＣＤ３４か
ら出力されるビデオ信号は、信号処理装置３８の信号処
理回路３９に人力され、各種の補正ないし加工を施され
た後、出力信号線４０を介してＣＲＴ等のモニタ５１に
出力される。信号処理回路３９．絞り制御回路４８．モ
ータ４４を制御するモータ制御回路４９等の各種の回路
ユニットで必要とされる各種同期信号は、同期信号発生
回路４１から供給される。

電子内視鏡のスコープ部３２には、集光レンズ４２で集
光された光を入射し被写体３１まで導光する光ファイバ
３７、被写体３１からの反射光をＣＣＤ３４に集光する
集光レンズ３３及びＣＣＤ３４が設けられている。なお
、ＣＣＤ３４の駆動信号は、信号処理装置３８の同期信
号発生回路４１からＣＣＤ駆動信号信号Ａ３５を介り、
てＣＣＤ３４に供給される。

なお、本例においては電子内視鏡を示したが、本発明の
信号処理回路は電子内視鏡に対して用いられるのみでな
く、信号レベルの異なる各色信号からなる映像信号を該
色信号ごとに異なる利得で増幅し信号処理を行うような
装置にはあらゆる装置に適用しうろことはいうまでもな
い。

〔発明の効果〕

本発明の信号処理回路においては、クランプ手段の出力
信号の水平帰線期間の雑音レベルのピーク値を検出・保
持し、該ピーク値をクランプ回路の出力信号に加算する
ようにしたので、暗電流やその他の雑音による見掛は上
の黒レベルを自動的に真の黒レベル値に補正することが
でき、手動による黒レベル値の調整が不要とｔす、１ろ
性の異なる撮像素子を用いたスコープの互換性も高く、
がつ再生される映像信号の色バランスが自動的に取れて
、極めて高い色再現性が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の信号処理回路の一実施例のブロック図
、第２図は第１図の実施例の各部の波形図、第３図は第
１図の実施例のスイッチを切り換える切り換えパルス信
号の波形図、第４図は本発明の信号処理回路を電子内視
鏡に応用した場合のブロック図である。３・・・電圧制御地幅器、４．５．６・・・可変抵抗器、１４．２２．２５・・・クランプ回路、１６・・・加算
器、１０．１１．１２．１７・・・スイッチ、１８・・・コ
ンデンサ、１９・・・コンパレータ、２０・・・積分回路、２３・・・Ｔ−補正回路、２４・・・クリップ回路、２６・・・Ａ／Ｄ変換器、３１・・・被写体、３２・・・スコープ部、３４・・・ＣＣＤ。３８・・・信号処理装置、３９・・・信号処理回路、４１・・・同期信号発生回路、５１・・・モニタ。

Claims

【特許請求の範囲】

１、信号レベルの異なる各色信号からなる映像信号を該
色信号ごとに異なる利得で増幅する増幅手段と、該増幅
手段から出力される映像信号の黒レベルをクランプする
クランプ手段とを備えた信号処理回路において、該クラ
ンプ手段の出力信号の水平帰線期間の雑音レベルのピー
ク値を検出して一垂直走査期間保持するピークホールド
手段と、該ピークホールド手段で検出し保持したピーク
値を前記クランプ手段の出力信号に加算する加算手段と
を設けたことを特徴とする信号処理回路。