JPH07284473A - 電子内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】Ｓ／Ｎ比を劣化させることなく映像信号のガン
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。 【構成】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３２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、上記ルッ
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ローパスフィルタ３４を設け、上記
ルックアップテーブル３２から読み出されたガンマ補正
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。

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だなく、原信号に
重畳されたノイズ成分まで増幅してしまうので、図１４
に示される入力原信号に対して、図１５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】そこで本発明は、Ｓ／Ｎ比を劣化させるこ
となく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。

【０００６】

【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ローパスフィルタを設
け、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。

【０００７】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
は上記ローパスフィルタを通っていないものであるのが
よい。

【０００８】

【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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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からの出力信号と原信号とを加算する
ための加算回路３３によって形成されている。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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
接続されていて、加算回路３３に送られる原信号はロー
パスフィルタ３４を通らない。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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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、ローパスフィルタからの出力を
Ａ／Ｄ変換回路でデジタル信号に変換してから、ルック
アップテーブル用メモリ３２に送ることになる。

【００２５】次に、上記実施例の動作について説明をす
る。なお、は、ローパスフィルタ３４に入力される前
の原信号、は、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を通って加算回路３
３に送られるガンマ補正分のみの信号、は、加算回路
３３から出力されるガンマ補正信号を示す。

【００２６】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、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。

【００２７】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。

【００２８】原信号とガンマ補正分信号を加算回路
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。な
お、原信号を加算回路３３で加算する際に、ローパスフ
ィルタ３４及びルックアップテーブル用メモリ３２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。

【００２９】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。に示されるよ
うな信号が入力されると、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。

【００３１】そして、原信号とガンマ補正分信号を
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。こ
の場合も、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、ローパスフィルタ３４及びルックアッ
プテーブル用メモリ３２による遅延時間と調整をしても
よい。

【００３２】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。

【００３３】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１３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。

【００３４】

【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
が入力される前に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、良好なＳ／Ｎ比を得ることができる。

【００３５】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。

【００３６】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】本発明の第２の実施例の回路ブロック図であ
る。

【図１４】ガンマ補正の動作説明のための線図である。

【図１５】ガンマ補正の動作説明のための線図である。

【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 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ローパスフィルタを設け、
   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
   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。