JPH0744926B2

JPH0744926B2 - 電子内視鏡装置

Info

Publication number: JPH0744926B2
Application number: JP62069911A
Authority: JP
Inventors: 昭彦宮崎
Original assignee: Olympus Optic Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1987-03-24
Filing date: 1987-03-24
Publication date: 1995-05-17
Anticipated expiration: 2010-05-17
Also published as: JPS63234937A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は特定の色から変化する境界を際立たせる輪郭強
調手段を設けた電子内視鏡に関する。

［従来の技術］近年、ファイババンドルを用いてイメージガイドを形成
した光学的な内視鏡（ファイバスコープともいう）に代
わり、CCD等の固体撮像素子を撮像手段に用いた内視鏡
（電子内視鏡又は電子スコープと記す。）が種々提案さ
れている。

上記電子内視鏡は、ファイバスコープに比べて画像の記
録とか再生が容易であるし、画像処理等が容易である
等、多くの利点を有し、今後広く普及する状況にある。

ところで、従来のテレビカメラ等においては、撮像され
たR,G,B色信号から、輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Y,B−Ｙ
を生成し、この輝度信号Ｙに輪郭強調処理を行なうこと
によって、画質の解像度を向上させることが行なわれて
いる。同様に、上記電子内視鏡においても、輪郭強調を
行なうようにしたものがあるが、例えば面順次方式の電
子内視鏡では、撮像されたR,G,B色信号それぞれの輪郭
強調量が同一であった。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、前述のように、輝度信号Ｙのみに、ある
いは、R,G,B色信号のそれぞれに同一量に、輪郭強調を
行なうと、各色成分が共通に輪郭強調される。そのた
め、例えば、ある特定の色成分が病変部を特徴づけてい
る場合であっても、この特定の色成分以外の色成分も輪
郭強調され、この特定の色成分の変化が目立たなくなっ
てしまい、診断に適した処理画像が得られないという問
題点がある。

このため本出願人は例えば特願昭61−181630号におい
て、R,G,Bそれぞれで輪郭強調を行う関連技術例を提案
した。

［発明が解決しようとする問題点］上記関連技術例では、R,G,B独立に輪郭強調を行うこと
ができるが、３つが独立であるため、体腔内の正常部位
の近傍の色相近傍で輪郭強調を行う場合には、色相設定
可能範囲が広すぎ、目標とする色相に設定するのに手間
がかかる場合が起こり得る。

本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、煩し
い操作を必要とすることなく、病変部等を識別できるよ
うに輪郭強調できる電子内視鏡装置を提供することを目
的とする。

［問題点を解決する手段及び作用］本発明では撮像手段の出力信号から、体内部位等、輪郭
強調を行う色相に対応した色信号を生成する色信号生成
手段と、この色信号のレベル変化に対し、輪郭強調を行
う輪郭強調手段とを設けて、前記撮像手段の出力信号に
おける特定の色信号成分のレベル変化部分に対し輪郭強
調を行うようにしている。

［実施例］以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例の電子内視鏡装置を示し、第２図は色を
色差座標で表わしたベクトルスコープを示し、第３図は
輪郭強調用色信号を形成するマトリックス回路の構成を
示し、第４図は輪郭強調用エンハンス回路の１例を示
し、第５図は第４図の動作説明図を示す。

第１図に示すように第１実施例の電子内視鏡装置１は、
体腔内に挿入できるように細長に形成した挿入部を備え
た電子内視鏡２と、この電子内視鏡２のユニバーサルコ
ードが接続されるビデオプロセッサ部３と、このビデオ
プロセッサ部３の出力信号によって、体腔内部位４等の
被写体を表示する図示しないカラーモニタとからなる。

上記ビデオプロセッサ部３内には面順次式の光源部５と
信号処理部６とが収納されている。

上記電子内視鏡２の挿入部内には照明光を伝送するライ
トガイド７が挿通され、光源部５から一方の端面に供給
された照明光を伝送し、先端面から体腔内部位４に向け
て照明光を照射する。この光源部５は白色ランプ８と、
このランプ８の白色光を赤，緑，青の波長の光、つまり
R,G,Bの照明光にする赤，緑，青の色透過フィルタが設
けられた回転フィルタ９とを有し、この回転フィルタ９
は図示しないモータにより回転駆動される。従って、こ
の回転フィルタ９を通し、ライトガイド７の入射端には
R,G,Bの照明光が供給され、ライトガイド７で伝送され
たこのR,G,Bの照明光によって，体腔内部位は順次照明
される。しかして、照明された体腔内部位４等の被写体
は、対物レンズ11でCCD12等の固体撮像素子の撮像面に
結像される。このCCD12の光電変換出力は、プリアンプ1
3で増幅され、信号ケーブルを経て信号処理部６を形成
するプリプロセス回路14に入力される。このプリプロセ
ス回路14に入力された信号は、この回路内のホワイトバ
ランス回路でホワイトバランスの補正が行われ、さらに
γ補正回路でγ補正等の信号処理が行われた後、A/Dコ
ンバータ15によってディジタル信号に変換される。この
ディジタル信号に変換された信号は、フレームメモリ16
に、R,G,Bの照明のもとでそれぞれ撮像された信号が１
フレームごとに書き込まれる。しかしてこのフレームメ
モリ16に書込まれた信号データは同時に読出され、D/A
コンバータ17によってR,G,Bのアナログ信号に変換され
る。このR,G,Bの信号はマトリックス回路18に入力さ
れ、輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Y,B−Ｙに変換される。

ところで、上記のD/Aコンバータ17によって変換された
R,G,B色信号は特定の色信号を生成するためのマトリッ
クス回路21に入力され、輪郭強調を行う色に対する色信
号Ｓが生成される。この色信号Ｓは例えばライトガイド
７の出射端から照明する体腔内部位４部分の色を表わす
色信号である。

上記マトリックス回路21の出力信号Ｓは、エンハンス回
路22に入力され、輪郭強調が行われて、体腔内部位４部
分の色のレベル変動に対し、輪郭強調成分が出力され
る。

上記マトリックス信号18を通して生成された輝度信号
と、エンハンス回路22を通して輪郭強調された信号とは
加算器23で加算され、マトリックス回路18から出力され
る色差信号Ｒ−Y,B−Ｙと共に逆マトリックス回路24及
びNTSCエンコーゴ25にそれぞれ入力される。

上記逆マトリックス回路24に入力された信号は、RGB3原
色信号として出力され、一方NTSCエンコーダ25に入力さ
れた信号は、NTSC複合映像信号として出力される。

ところで、第１実施例の主要部となるマトリックス回路
21は、実際の体腔内部位４の色に対応して設定される。
例えば、照明されている体腔内部位４の色が第２図に示
すようにＲ−Ｙ軸とＢ−Ｙ軸を座標軸とするベクトルス
コープ上において、マゼンタであると、この色はＢ−Ｙ
軸から61°の所にあるので、Ｂ−Ｙ軸を61°回転する
と、回転の式により、になる。

従って、cos61°（B-Y）−sin61°（R-Y）＝0.485（B-
Y）−0.875（R-Y）＝0.485B−0.875R＋0.39Yになる。

一方、Ｙ＝0.30R＋0.59G＋0.11Bであるから、cos61°
（B-Y）−sin61°（R-Y）＝0.758R＋0.23G＋0.528B となる。これがマゼンタの軸となり、マトリックス回路
21として第３図のような構成にすれば良い。色信号Ｒは
抵抗R1を介して、トランジスタQ1のベースに印加され
る。このトランジスタQ1のベースは抵抗R2を介して接地
されている。又、色信号G,Bは、それぞれ抵抗R3,R4を介
してこのトランジスタQ1のエミッタに印加される。この
トランジスタQ1のコレクタは抵抗R5を介して正の電源端
Vccに接続され、このトランジスタQ1のエミッタは抵抗R
6を介して負の電源端−Vccに接続されている。又、この
トランジスタQ1のコレクタは低インピーダンスに変換し
て出力するためのエミッタフォロワを形成するトランジ
スタQ2のベースに接続される。このトランジスタQ2のコ
レクタは正の電源端Vccに接続され、そのエミッタは抵
抗R7を介して負の電源端−Vccに接続されると共に、信
号出力端に接続されている。

上記構成のマトリックス回路21では、色信号G,Bに対し
てトランジスタQ1はベース接地となり、正転出力とな
る。このベース接地の増幅度ＡはR5/（R3//R4）＝R5（R
3＋R4）/R3・R4となり、抵抗R3を経て入力されるＧ信号
に対しての増幅度AGはＡ・R4/（R3＋R4）＝R5/R3… となる。ここで、例えばR3//R4は並列接続の抵抗R3とR4
の合成抵抗値を表わす。

同様にＢの信号に対しての増幅度ABはＡ・R3/（R3＋R4）＝R5/R3… となる。

一方、Ｒの信号に対して、トランジスタQ1はエミッタ接
地となり、反転出力となる。このＲの信号に対する増幅
度ARは −R5/（R3//R4//R6）×R2/（R1＋R2）＝−R2R5（R4R6＋R3R6＋R3R4）／（R3R4R6（R1＋R2））
…となる。

従って、AR:AG:AB＝：：＝−0.758:0.23:0.528と
なるように抵抗R1〜R6を選定すれば良い。

上記マトリックス回路21は、マゼンタの色信号成分を抽
出し、この色信号成分のレベル変化に応じてこの回路か
ら出力される信号レベルも変化する。このマトリックス
回路21の出力信号は、エンハンス回路22で輪郭強調され
る。このエンハンス回路22は、例えば第４図に示す構成
である。

第４図に示すように、輪郭強調用エンハンス回路22は、
入力信号を遅延させる第１及び第２のディレイライン
（DL）31,32と、入力信号とこれら直列接続したディレ
イライン31,32の出力信号とを加算する加算器33と、こ
の加算器33の出力信号を1/2にして反転する1/2反転器34
と、この1/2反転器34の出力信号と前記第１のディレイ
ライン31の出力信号とを加算する加算器35と、この加算
器35の出力信号を所定の大きさ掛算する掛算器36と強調
量設定回路38とからなる。

この強調量設定回路38は、電源39と、この電源39に接続
された可変抵抗40とから構成されており、前記可変抵抗
40で分圧されたDC電圧を前記掛算器36の掛算設定端子に
印加している。

上記エンハンス回路22の動作を第５図を参照して説明す
る。

例えば（ａ）に示すような入力信号は、第１及び第２の
ディレイライン31,32により、それぞれ（ｂ），（ｃ）
に示すように例えば１画素分ずつ遅延される。２画素分
遅延された第２のディレイライン32の出力信号（ｃ）
と、入力信号（ａ）とを加算器３で加算して出力信号
（ｄ）が得られる。この加算器33の出力信号（ｄ）を1/
2反転器34で1/2にして反転して出力信号（ｅ）が得られ
る。そして、この1/2反転器34の出力信号（ｅ）と、前
記第１のディレイライン31の出力信号（ｂ）とを加算器
35で加算すると、輪郭強調成分（ｆ）が得られる。この
輪郭強調成分（ｆ）は、掛算器36で所定の大きさに設定
される。

前記掛算器36で掛算量は、強調量設定回路38の可変抵抗
40より入力されるDC電圧レベルによって決定される。従
って、前記可変抵抗40を調整することにより、上記エン
ハンス回路22での輪郭強調量を任意に設定することがで
きる。なお、前記可変抵抗40は、マイコン制御等の電子
ボリウムを用いることもできる。

なお、前述のように第１及び第２のディレイライン31,3
2が入力信号を１画素分遅延させる場合は、画面水平方
向の輪郭が強調される。また、前記第１及び第２のディ
レイライン31,32の遅延量は１画素よりも大きくても良
く、遅延量を大きくすると低い周波数成分の輪郭を強調
することができる。さらに、前記第１及び第２のディレ
イライン31,32の遅延量を水平走査線１本分にすること
により、画面垂直方向の輪郭を調教することができる。
また、エンハンス回路22を組用い、一方で画面水平方向
の輪郭強調を、他方で画面垂直方向の輪郭強調を行なう
ようにすれば、２次元的な輪郭強調が可能である。

このように構成された第１実施例によれば、マトリック
ス回路21によって、体腔内部位４等、特定の色信号を生
成し、この色信号のレベル変化に対し、エンハンス回路
22で選択的に輪郭強調を行うようにしてあるので、例え
ば病変部位等、体腔内部位４の正常部位と、同じ明るさ
（明度で）色相がわずかに変化している部位があると、
マトリックス回路21の出力信号レベルが変化し、この出
力信号のレベル変化に対し、エンハンス回路22によって
輪郭強調が行われる。従って、この第１実施例を用いる
と、病変部を効果的に際立たせることができ、病変部を
見落すことを防止できるし、病変部の状態をより詳しく
知ることができ、診断する場合に有力な手段となる。

第６図は本発明の第２実施例の電子内視鏡装置51を示
す。

この実施例では、モザイクフィルタ52がCCD12の撮像面
に設けられた電子内視鏡53で使用できるものである。ビ
デオプロセッサ部54内の白色光源部55を形成する白色ラ
ンプ56の白色光は、コンデンサレンズ57で集光されてラ
イトガイド７の入射端面に照射され、ライトガイド７の
出射端から体腔内部位４等の被写体を白色光で照明す
る。

モザイクフィルタ52を設けたCCD12の撮像面に結像され
る被写体像は、モザイクフィルタ52で色分解される。し
かして、光電変換された信号は、プリアンプ13で増幅さ
れた後、ビデオプロセッサ部54を形成するローパスフィ
ルタ（LPF）61に入力されて輝度信号Ｙが抽出されると
共に、バンドパスフィルタ（BPF）62に入力されて色差
信号成分が抽出される。

上記ローパスフィルタ61を通して出力される輝度信号Ｙ
はAGC回路63によって、出力レベルが適正レベルに保持
され、さらにγ補正回路64によって、一般には0.45傾き
にγ補償された輝度信号Ｙにされる。

一方、バンドパスフィルタ62の出力信号は、線順次であ
り、線順次同時化回路65によって、同時化された後、ホ
ワイトバランス回路66に入力されてホワイトバランス化
された色差信号Ｒ−Y,B−Ｙが生成される。しかして、
色差信号Ｒ−Y,B−Ｙは特定の色信号生成用マトリック
ス回路71に入力され、特定の色信号Ｓが生成される。つ
まり、ライトガイド７によって、照明されている体腔内
部位４部分の色と同一の色を表わす色信号Ｓが生成され
る。例えばその色がマゼンタである場合には、第１実施
例と同様に、0.485（B-Y）−0.875（R-Y）がマゼンタ軸
になる。従って、この場合のマトリックス回路71は、第
７図に示すような構成にすることができる。色差信号Ｒ
−Ｙは抵抗R11を介してトランジスタQ3のベースに印加
される。このベースは抵抗R12を介して接地されてい
る。一方、色差信号Ｂ−Ｙは抵抗R13を介してトランジ
スタQ3のエミッタに印加される。このトランジスタQ3の
コレクタは抵抗R14を介して正の電源端Vccに接続され、
そのエミッタは抵抗R15を介して負の電源端−Vccに接続
されている。また、このトランジスタQ3のコレクタはエ
ミッタフォロワを形成するトランジスタQ4のベースに接
続されている。このトランジスタQ4のコレクタは正の電
源端Vccに接続され、エミッタは抵抗R16を介して負の電
源端−Vccに接続されている。尚、このトランジスタQ4
のエミッタは出力端に接続されている。

上記構成のマトリックス回路71では、色差信号Ｂ−Ｙに
対する増幅度AB-Yは、 AB-Y＝R14/R13…… になる。また、色差信号Ｒ−Ｙに対する増幅度AR-Yは AR-Y＝−R14/（R13//R15）×R12/（R11＋R12）＝−R12R14（R13＋R15）／（R13R15（R11＋R12））… になる。従って、AB-Y:AR-Y＝：＝0.485:−0.875に
なるように、抵抗R11〜R14を選定すれば良い。

上記マトリックス回路71は、マゼンタの色に対してレベ
ルが変化するようになっている。この信号をエンハンス
回路22によって輪郭強調され、マゼンタの色のレベル変
動に対し、輪郭強調成分を取り出す。この輪郭強調成分
は加算器23によって、上記輝度信号Ｙと加算され、色差
信号Ｒ−Y,B−Ｙと共にNTSCエンコーダ25に入力され、N
TSC複合映像信号として出力される。

この第２実施例の作用効果は上記第１実施例とほぼ同様
のものとなる。

尚、第１実施例あるいは第２実施例におけるマトリック
ス回路21あるいは71は、第３図あるいは第７図に示すも
のに限らず、例えば演算増幅器（OPアンプと記す。）を
用いて形成することもできる。例えば、第６図のマトリ
ックス回路71として、第８図に示すマトリックス回路81
を用いても良い。

つまりOPアンプ82は色差信号Ｒ−Ｙに対し、抵抗R21,22
とで反転アンプを形成し、一方OPアンプ83は色差信号Ｂ
−Ｙに対し、抵抗R23,24とで非反転アンプを形成する。
これらアンプ82,83の出力は加算器84に入力され、加算
して色信号Ｓが出力される。この場合は反転アンプの増
幅度は−R22/R21となり、一方非反転アンプの増幅度は
（R23＋R24）/R23となり、これらは例えばマゼンタの色
に対し、その比が−0.875:0.485になるように選定され
る。

尚、このマトリックス回路81では、例えば抵抗R21が固
定抵抗Ｒと、この抵抗ROより小さい抵抗値の可変抵抗ｒ
とで形成され、この可変抵抗によって輪郭強調される色
を微調整できるようにして体腔内部位の色に個人差があ
る場合とか、部位によっして強調したい色が異る場合に
も対応できるようにしてある。この場合抵抗R22につい
ても連動して変化させることによって、色相のみを微調
整できるようにしたりすることもできる。

尚、上記各実施例ではエンハンス回路22の出力は輝度信
号に加算しているが、これに限定されるものでなく、マ
トリックス回路21又は71と逆の機能を有する逆マトリッ
クス回路を介してR,G,B色信号に分解した後にエンハン
ス回路22を通さないR,G,B色信号に加算するようにして
も良い。

又、本発明はファイバスコープの接眼部にCCD等を用い
たテレビカメラを装着した電子内視鏡装置に対しても適
用できる。

［発明の効果］以上述べたように本発明によれば体腔内部位等、特定の
色に対しその特定の色を生成する手段と、その特定の色
レベルの変化に対し、輪郭強調を行う手段とを設けてあ
るので、特定の色レベルが変化する病変部位等を際立た
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例の電子内視鏡装置を示す構成図、第２図
は色相を色差座標で表わされたベクトルスコープ図、第
３図は特定の色信号を生成するマトリックス回路の具体
的構成を示す回路図、第４図はエンハンス回路の構成
図、第５図は第４図の動作説明用波形図、第６図は本発
明の第２実施例の構成図、第７図は第２実施例における
マトリックス回路の構成を示す回路図、第８図は第２実
施例におけるマトリックス回路の他の構成例を示す回路
図である。１…電子内視鏡装置、２…電子内視鏡３…ビデオプロセッサ部５…光源部、12…CCD 16…メモリ 17…D/Aコンバータ 21…マトリックス回路 22…エンハンス回路、23…加算器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体を撮像してカラー撮像信号を出力す
る固体撮像素子と、前記カラー撮像信号を２分配して第１のカラー撮像信号
と第２のカラー撮像信号として出力する分配手段と、前記第１のカラー撮像信号の各色成分を重み付け加減算
して特定の色信号を生成する特定色生成回路と、前記生成された特定の色信号の輪郭成分を抽出して、前
記第２のカラー撮像信号に基づいて生成される信号の輪
郭を強調する輪郭強調信号を出力する輪郭抽出回路と、を設けたことを特徴とする電子内視鏡装置。