JPH07284472A - 電子内視鏡装置 - Google Patents

電子内視鏡装置

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JPH07284472A
JPH07284472A JP6079080A JP7908094A JPH07284472A JP H07284472 A JPH07284472 A JP H07284472A JP 6079080 A JP6079080 A JP 6079080A JP 7908094 A JP7908094 A JP 7908094A JP H07284472 A JPH07284472 A JP H07284472A
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昭博 高橋
Kohei Iketani
浩平 池谷
Hideo Sugimoto
秀夫 杉本
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Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】S/N比を劣化させることなく、且つ小さな量
子化誤差でデジタル映像信号のガンマ補正を行うことが
できる電子内視鏡装置を提供すること。 【構成】固体撮像素子から送られてくる映像信号をデジ
タル信号に変換した後、ルックアップテーブル32に書
き込まれたガンマ補正データを読み出してガンマ補正を
行うようにした電子内視鏡装置において、ルックアップ
テーブル32には入力される原信号に対応するガンマ補
正分のみのデータを書き込んでおくと共に、ルックアッ
プテーブル32に入力される原信号からノイズ成分を削
減するための第1のローパスフィルタ34と、ルックア
ップテーブル32から出力される信号からノイズ成分を
削減するための第2のローパスフィルタ35とを設け、
ルックアップテーブル32から読み出されて第2のロー
パスフィルタ35を通過したガンマ補正分のデータを原
信号に加算して出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内視鏡挿入部の先端に
固体撮像素子を設けて、観察像を電気信号に変換して外
部に伝送した後、モニタ等に再生するようにした電子内
視鏡装置に関する。
【0002】
【従来の技術】内視鏡の挿入部先端に設けられた固体撮
像素子から伝送されてくる映像信号を、違和感を感じさ
せない画像として再生するためにはガンマ補正を行う必
要がある。
【0003】そこで従来は、ガンマ補正部に入力される
映像信号(原信号)値に対応するガンマ補正後の出力値
を、メモリによって構成されたルックアップテーブルに
書き込んでおき、映像信号をルックアップテーブルのメ
モリのアドレス信号として印加して、それに対応するガ
ンマ補正値を出力させている。補正後の信号は、再びア
ナログ信号に変換された後に映像信号処理され、モニタ
に映像表示される(特開平1−178235号)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ガンマ補正部
では原信号を補正値まで増幅するだけでなく、原信号に
重畳されているノイズ成分まで増幅してしまうので、図
17に示される入力原信号に対して、図18に示される
ように、特に利得の高い低輝度(暗い)範囲においてS
/N比が劣化してしまう欠点がある。
【0005】また、ルックアップテーブルを用いて非線
型処理を行う場合、例えば図19において、アドレスが
0と1との間にあるデータ1〜4がルックアップテーブ
ルに書き込まれないように、ルックアップテーブルに書
き込まれないデータが生じる。
【0006】そのため、アドレスに対してデータ変化の
大きい低輝度(暗い)範囲においては、多くのデータが
ルックアップテーブルに書き込まれておらず、ガンマ補
正に際して、デジタル処理に特有の量子化誤差が発生し
てしまう。
【0007】そこで本発明は、S/N比を劣化させるこ
となく、且つ小さな量子化誤差でデジタル映像信号のガ
ンマ補正を行うことができる電子内視鏡装置を提供する
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の電子内視鏡装置は、内視鏡挿入部の先端に
設けられた固体撮像素子から送られてくる映像信号をデ
ジタル信号に変換した後、ルックアップテーブルに書き
込まれたガンマ補正データを読み出して、上記映像信号
のガンマ補正を行うようにした電子内視鏡装置におい
て、上記ルックアップテーブルには入力される原信号に
対応するガンマ補正分のみのデータを書き込んでおくと
共に、上記ルックアップテーブルに入力される原信号か
らノイズ成分を削減するための第1のローパスフィルタ
と、上記ルックアップテーブルから出力される信号から
ノイズ成分を削減するための第2のローパスフィルタと
を設け、上記ルックアップテーブルから読み出されて上
記第2のローパスフィルタを通過したガンマ補正分のデ
ータを原信号に加算して補正信号として出力することを
特徴とする。
【0009】なお、上記ルックアップテーブルから読み
出されたガンマ補正分のみのデータに加算される原信号
は、上記第1と第2のローパスフィルタを通っていない
ものであるのがよい。
【0010】
【実施例】図面を参照して実施例を説明する。図2は本
発明の実施例の電子内視鏡装置の全体的構成を示してお
り、内視鏡1の挿入部2の先端に設けられた対物光学系
3による被写体の結像位置に、例えば電荷結合素子(C
CD)からなる固体撮像素子4が配置されている。5
は、観察範囲を照明する照明光を伝達するためのライト
ガイドファイババンドルである。
【0011】ビデオプロセッサ10に接続される内視鏡
1のコネクタ部6には、固体撮像素子4に入出力される
信号の増幅等を行う駆動回路7と、その内視鏡1に固有
のデータ等が格納された書き換え可能な読み出し専用メ
モリ(EEPROM)8などが配置されている。
【0012】ビデオプロセッサ10は照明光源装置を兼
用しており、内視鏡1のライトガイドファイババンドル
5に対して、光源ランプ11から照明光が入射される。
その入射光路の途中には、赤(R)、緑(G)及び青
(B)の三色のカラーフィルタが取り付けられた三色回
転フィルタ12が定速回転するように配置されていて、
ライトガイドファイババンドル5に対して、赤、緑及び
青の各色照明光が時間をずらして順に入射される。
【0013】固体撮像素子4の駆動回路7と接続される
CCDプロセス部14の出力端は、タイミング回路15
を介してビデオプロセス部16の入力端に接続されてお
り、ビデオプロセス部16からの出力信号はモニタ18
に送られる。
【0014】そして、CCDプロセス部14、タイミン
グ回路15及びビデオプロセス部16の動作は、中央演
算装置(CPU)を有するシステムコントロール部17
において連動して制御される。また、システムコントロ
ール部17に接続されたペリフェラルドライバ19を介
して、それに接続されたEEPROM8から内視鏡側の
データが読み込まれる。
【0015】図3は、上述のCCDプロセス部14とビ
デオプロセス部16の構成を具体的に示したものであ
る。CCDプロセス部14においては、固体撮像素子4
からの出力信号が増幅器23で増幅された後、サンプル
ホールド回路24で映像信号が抽出され、アナログデジ
タル変換回路25でデジタル信号化された後、ガンマ補
正回路26においてガンマ補正が行われる。
【0016】ガンマ補正された映像信号は、タイミング
回路15によって固体撮像素子4の駆動と同期して切り
換えられて、順次、赤(R)、緑(G)、青(B)の各
色に対応したフレームメモリ28R,28G,28Bに
格納される。
【0017】フレームメモリ28R,28G,28Bに
格納された各信号は同時に読み出されて、各々デジタル
アナログ変換回路29R,29G,29Bでアナログの
色信号に変換される。
【0018】その三色の色信号は、各々三原色信号とし
て出力されると共に、それと並列にNTSCエンコーダ
30に入力され、NTSC方式の複合ビデオ信号に変換
されてモニタ18に出力される。
【0019】図1は、ガンマ補正回路26の内容を示し
ており、ガンマ補正回路26は、ルックアップテーブル
用の読み出し専用メモリ32と、ルックアップテーブル
用メモリ32に入力される原信号からノイズ成分を削減
するための第1のローパスフィルタ34と、ルックアッ
プテーブル用メモリ32から出力される信号からノイズ
成分を削減するための第2のローパスフィルタ35と、
第2のローパスフィルタ35からの出力信号と原信号を
加算するための加算回路33によって形成されている。
【0020】図4及び図5は、ルックアップテーブル用
メモリ32に書き込まれたデータの一例を、グラフ化し
て示している。図4に示されるように、ガンマ補正回路
26から出力されるべきガンマ補正値は、入力される原
信号に対して大きな値をとる。しかし、斜線で示される
補正分データの総和は、ガンマ補正値の総和に比べれば
遙かに小さい。
【0021】そこで本実施例においては、ルックアップ
テーブル用メモリ32には図5に示されるガンマ補正分
データのみを書き込んである。そして、原信号をルック
アップテーブル用メモリ32のアドレス信号として印加
して、そのアドレスに対応する補正分データをルックア
ップテーブル用メモリ32から読み出し、加算回路33
において、原信号に補正分データを加算してガンマ補正
値として出力するようにしている。
【0022】なお、ルックアップテーブル用メモリ32
に複数種類のガンマ補正データを書き込んでおき、内視
鏡1の特性や被検体の特徴に合わせてそれに合ったガン
マ補正データを選択して使用するようにしてもよい。
【0023】第1のローパスフィルタ34は、ルックア
ップテーブル用メモリ32の直前の映像信号入力ライン
に介挿接続され、第2のローパスフィルタ35は、ルッ
クアップテーブル用メモリ32の直後の映像信号出力ラ
インに介挿接続されていて、加算回路33に送られる原
信号は第1のローパスフィルタ34及び第2のローパス
フィルタ35を通らない。
【0024】したがって原信号として、ルックアップテ
ーブル用メモリ32にはノイズ成分が削減された映像信
号が入力されるが、加算回路33には元のままの映像信
号が入力される。
【0025】図6ないし図8は、デジタル信号のノイズ
削減を行うためのローパスフィルタ回路を例示してお
り、図6は水平フィルタ、図7は垂直フィルタ、図8は
時間フィルタである。
【0026】これらは、いずれもデジタル信号で入力さ
れる映像信号をラッチ341で受けて、それに所定の複
数の定数k0 〜k4 を並列に乗じ、その各出力を、水平
フィルタでは各々ラッチ342で受けて加算して出力
し、垂直フィルタでは各々ラインメモリ343で受けて
加算して出力し、時間フィルタでは各々フレームメモリ
344で受けて加算して出力するものである。
【0027】なお、ローパスフィルタ処理をアナログ信
号で処理する場合には、ルックアップテーブル用メモリ
32からの信号をD/A変換回路でいったんアナログ信
号に変換し、第2のローパスフィルタ35からの出力を
A/D変換回路でデジタル信号に変換してから加算回路
33に送ることになる。
【0028】次に、上記実施例の動作について説明をす
る。なお、は、第1のローパスフィルタ34に入力さ
れる前の原信号、は、第1のローパスフィルタ34を
通過してルックアップテーブル用メモリ32に送られる
信号、は、ルックアップテーブル用メモリ32を通っ
て第2のローパスフィルタ35に送られるガンマ補正分
のみの信号、は、第2のローパスフィルタ35を通過
して加算回路33に送られる信号、は、加算回路33
から出力されるガンマ補正信号を示す。
【0029】図9及び図10は、輝度の低い領域(図5
のO−H間)における、信号レベルの変化(図9)と波
形の変化(図10)を示している。に示されるような
信号が入力されると、第1のローパスフィルタ34を通
過することによって、ではノイズ成分が削減された信
号になる。
【0030】輝度の低いO−H間では、原信号レベルの
増加とともにガンマ補正分データも増加する。そのた
め、の信号のような波形をルックアップテーブル用メ
モリ32に入力すると、ガンマ補正分データは増幅され
た形になり、のような波形になる。
【0031】ルックアップテーブル用メモリ32から出
力されたガンマ補正分信号を第2のローパスフィルタ
35に通すと、さらにローパス処理が行われてノイズが
削減され、のような状態になる。
【0032】このように、ルックアップテーブル用メモ
リ32からの出力信号を第2のローパスフィルタ35に
通すことにより、例えば図13に示される「3」のよう
な、メモリ32に書き込まれていないデータが、あたか
もメモリ32から出力されたかのように処理される。
【0033】そして、その第2のローパスフィルタ35
から出力されたガンマ補正分信号と原信号を加算回
路33で加算すると、のようなガンマ補正出力とな
り、ローパス効果によってノイズ成分が削減されてい
る。
【0034】このように、ルックアップテーブル用メモ
リ32の前後にローパスフィルタを設けることによっ
て、ランダムノイズを入力させた実験結果を示す図14
に示されるように、ルックアップテーブル用メモリ32
の入力側にだけ設ける場合や出力側にだけ設ける場合に
比べて、ノイズをより平滑化することができる。
【0035】なお、原信号を加算回路33で加算する際
に、ルックアップテーブル用メモリ32及び第1と第2
のローパスフィルタ34,35による遅延時間と調整を
するために、加算回路33に送られる原信号伝送路に遅
延素子を介挿してもよい。
【0036】図11及び図12は、輝度の高い領域(図
5のH−L間)における、信号レベルの変化(図11)
と波形の変化(図12)を示している。この場合にも、
に示されるような信号が入力されると、第1のローパ
スフィルタ34を通過することによって、ではノイズ
成分が削減された信号になる。
【0037】輝度の高いH−L間では、原信号レベルが
増加するとガンマ補正分データは減少する。そのため、
のような信号をルックアップテーブル用メモリ32に
入力させると、ルックアップテーブル用メモリ32から
出力されるガンマ補正分データはのように減少し、反
転した波形形状になる。そしてその信号を第2のローパ
スフィルタ35に通すと、さらにローパス処理が行われ
てノイズが削減され、のような状態になる。
【0038】第2のローパスフィルタ35を通過したガ
ンマ補正分信号と原信号を加算回路33で加算する
と、のようなガンマ補正出力となり、輪郭が強調され
たエンハンス効果が現れる。
【0039】ルックアップテーブル用メモリ32の前後
にローパスフィルタ34,35を設けたことにより、図
15に示されるように、ルックアップテーブル用メモリ
32の入力側にだけ設ける場合や出力側にだけ設ける場
合に比べて、輪郭がより強調される。
【0040】なお、この場合にも、加算回路33に送ら
れる原信号伝送路に遅延素子を介挿して、ルックアップ
テーブル用メモリ32及び第1と第2のローパスフィル
タ34,35による遅延時間と調整をしてもよい。
【0041】以上のようにして、輝度の低い領域ではノ
イズが削減され、輝度の高い領域では輪郭強調が行われ
る。そして、複数種類のガンマ補正データから一つを選
択できるようにすれば、ノイズ除去領域とエンハンス領
域とを必要に応じて使いわけることができる。
【0042】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば図16に示されるように、ガンマ補
正回路26R,26G,26Bをビデオプロセス部16
内の各色フレームメモリ28R,28G,28Bの出力
端に各々接続して、赤、緑、青の各色信号に対して各々
独立してガンマ補正を行うものに適用してもよい。その
場合の各ガンマ補正回路26R,26G,26Bの構成
及び動作は、前述の第1の実施例と同様である。
【0043】
【発明の効果】本発明によれば、ガンマ補正分のみのデ
ータを読み出すためのルックアップテーブルに映像信号
が入出力される際にローパスフィルタによりノイズ成分
が削減されるので、暗い映像部分の信号をガンマ補正す
る際のノイズ成分の増幅が抑制されて良好なS/N比を
得ることができる。
【0044】しかも、ルックアップテーブルに書き込ま
れていない値をガンマ補正分データとして出力すること
ができ、低信号レベルのデジタルガンマ補正の際の量子
化誤差を大幅に抑制することができる。
【0045】そして、ローパスフィルタを通らない原信
号をガンマ補正分のデータに加算することにより、ロー
パスフィルタによる原信号波形の平滑化を防止すること
ができ、より高精度の信号を出力することができる。
【0046】また、明るい映像部分では輪郭が強調さ
れ、一つの回路で、ガンマ補正と、ノイズ削減と、エン
ハンスの各効果を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のガンマ補正回路の回路図であ
る。
【図2】本発明の実施例の電子内視鏡装置の全体構成図
である。
【図3】本発明の実施例の回路ブロック図である。
【図4】本発明の実施例のガンマ補正データ説明線図で
ある。
【図5】本発明の実施例のガンマ補正データ説明線図で
ある。
【図6】本発明の実施例のローパスフィルタの回路図で
ある。
【図7】本発明の実施例のローパスフィルタの回路図で
ある。
【図8】本発明の実施例のローパスフィルタの回路図で
ある。
【図9】本発明の実施例の輝度の低い領域における信号
レベルの変化を示す線図である。
【図10】本発明の実施例の輝度の低い領域における信
号波形の変化を示す線図である。
【図11】本発明の実施例の輝度の高い領域における信
号レベルの変化を示す線図である。
【図12】本発明の実施例の輝度の高い領域における信
号波形の変化を示す線図である。
【図13】本発明の実施例の出力特性説明線図である。
【図14】本発明の実施例の出力特性説明線図である。
【図15】本発明の実施例の出力特性説明線図である。
【図16】本発明の第2の実施例の回路ブロック図であ
る。
【図17】デジタルガンマ補正の特性説明線図である。
【図18】デジタルガンマ補正の特性説明線図である。
【図19】デジタルガンマ補正の特性説明線図である。
【符号の説明】
26 ガンマ補正回路 32 ルックアップテーブル用メモリ 33 加算回路 34 第1のローパスフィルタ 35 第2のローパスフィルタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内視鏡挿入部の先端に設けられた固体撮像
    素子から送られてくる映像信号をデジタル信号に変換し
    た後、ルックアップテーブルに書き込まれたガンマ補正
    データを読み出して、上記映像信号のガンマ補正を行う
    ようにした電子内視鏡装置において、 上記ルックアップテーブルには入力される原信号に対応
    するガンマ補正分のみのデータを書き込んでおくと共
    に、上記ルックアップテーブルに入力される原信号から
    ノイズ成分を削減するための第1のローパスフィルタ
    と、上記ルックアップテーブルから出力される信号から
    ノイズ成分を削減するための第2のローパスフィルタと
    を設け、上記ルックアップテーブルから読み出されて上
    記第2のローパスフィルタを通過したガンマ補正分のデ
    ータを原信号に加算して補正信号として出力することを
    特徴とする電子内視鏡装置。
  2. 【請求項2】上記ルックアップテーブルから読み出され
    たガンマ補正分のみのデータに加算される原信号は、上
    記第1と第2のローパスフィルタを通っていないもので
    ある請求項1記載の電子内視鏡装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007050110A (ja) * 2005-08-18 2007-03-01 Pentax Corp 画像処理装置および電子内視鏡装置
JP2018094235A (ja) * 2016-12-15 2018-06-21 オリンパス株式会社 内視鏡

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