JPS63111794A - 色強調回路 - Google Patents

色強調回路

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JPS63111794A
JPS63111794A JP25951286A JP25951286A JPS63111794A JP S63111794 A JPS63111794 A JP S63111794A JP 25951286 A JP25951286 A JP 25951286A JP 25951286 A JP25951286 A JP 25951286A JP S63111794 A JPS63111794 A JP S63111794A
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color
circuit
signal
hue
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JP25951286A
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Takeshi Mori
健 森
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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  • Processing Of Color Television Signals (AREA)

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〕 本発明は色差信号を直接色相強調した色強調回路に関す
る。
[従来の技術] 近年、WA長の挿入部を挿入することによって、切開す
ることを必要としないで、体腔内の患部等を診断したり
、必要に応じて処置具を挿入して治療処置のできる内視
鏡が広く用いられている。
上記内視鏡は挿入部の先端側に配設した結像レンズによ
って、患部等の対象部位を結像し、この結像された光学
像はファイババンドル等の光学的な像伝送手段にて手元
側に伝送し、接眼レンズ系にて拡大観察できるようにな
っている。
ところで、内視鏡においても、上記光学的な像伝送手段
を用いることな(、結像レンズによって、COD等の固
体撮像素子の撮像面に光学像を結び、この固体撮像素子
で光電変換した電気的な画像信号をモニタ画面に表示す
る電子式の内視鏡(以下、電子スコープと記す。)は画
像の記録とか再生等が容易であり、今後広く用いられる
状況にある。
この電子スコープにおいても、体腔内の患部等の画像は
、第9図の概念図に示すように各画素が輝度信号ベクト
ルYで規定される色相面内で変化する色ベクトルAiと
のベクトル和で表わされるとした場合、大部分の画素の
色ペクト/l<Ai(i−1,2,3・・・)が赤の色
ベクトルROの付近に集中している。
上記色ベクトルAiが赤の付近に集中していると、例え
ば正常なピンク色の粘膜と充血している潰瘍との見分け
を行うことが、上記電子スコープによる表示画像から診
断することが難しい。このため、従来の電子スコープで
は表示画像における微妙な色変化に対しても十分注意す
る必要があり、診断する者の負担が大きくなるという問
題があった。又、初期症状においては、色変化が小さい
ため見逃す虞れがあり、特に癌等に対して早期に発見し
易いものであることが望まれる状況にある。
上記見分は易くするものとして、色補正を行うものがあ
るが、従来例では単に特定の色を強調したり、画面全体
の色相を変えてしまうものであった。
このため輝度も変化し、それまで見慣れた色調からある
白方向に偏移したものになるため、それまでに経験によ
りつちかった診断力を十分に生かすことができない。
このため、本出願人は特願昭60−270559号によ
って、画像の輝度とか平均の色相を殆んど変えることな
く色強調する色強調回路を提案した。
[発明が解決しようとする問題点] 上記色強調回路では、入力される色差信号を直角変調し
、色相範囲を広げる処理を施した後、復調して色強調を
行っているため、変調及び復調の際に信号劣化が生じ易
く、改善の余地がある。
本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、入力
される色差信号を変調によるS/Nの低下を招くことな
く色強調することのできる色強調回路を提供することを
目的とする。
[問題点を解決する手段及び作用] 本発明の色強調回路では、色差信号を第1の直角変調回
路と平均化回路に入力すると共に、変調回路を介するこ
となく直接色相強調回路に入力し、平均化回路を通した
後の第2の直角変調回路の平均化信号に対し、色相差検
出回路によって前記第1の直角変調回路の信号の位相差
を検出し、この位相差に1より大きい定数Kを乗じた角
度だけ前記色相強調回路で色差信号ベクトルを回転する
ことによって、S/Nの低下の少ない色強調を行うよう
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6図は本発明の第1実施例に係り、第1
図は本発明の第1実施例の概略の構成を示すブロック図
、第2図は第1実施例によって色強調される様子を示す
ベクトル図、第3図は第1実施例の具体的構成を示すブ
ロック図、第4図は第3図の各部の波形を示すタイミン
グチセート図、第5図は第1実施例によって色強調され
た色ベクトルを示すベクトル図、第6図は関数変換器の
特性を示す特性図である。
第1実施例の色強調回路1は第1図のブロックで示す構
成になっている。
即ち、COD等の固体搬像素子でカラー搬像され、マト
リックス回路から出力される2つの色信号としての色差
信号R−Y、B−Yは色相強調回路2に入力されると共
に、直角変調回路3及び平均化回路4に入力される。
上記直角変調回路3は、N T S C変換回路で用い
られる3、58MH2の信号の直交する位相角θの信号
成分、つまり sinθ、  COSθを用いて色差信
@R−Y、B−Yを変調し、 (R−1’)  + (B−Y)2sin(θ+φA)
の変調信号Aを出力する。
ここで、φA −jan−1(R−Y)/ (B−Y)
この変調信号Aは色相差検出回路5に入力される。又、
上記平均化回路3に入力された色差信号R−Y、B−Y
はそれぞれ積分回路等で一画面分の平均化が行われ、平
均色差信号R−Y、B−Yとなる。これら平均色差信号
R−Y、B−Yは直角変調回路6に入力され、 (R−Y)2+ (B−Y)2sin(φ+φM)の一
画面における平均化された平均変調信号Mが出力される
こコテ、φ−=  jan−1(nコ)/ (B−Y)
テアル。しかして、上記変調信号Aと平均変調信号Mと
は色相差検出回路5に入力され、この回路5から各変調
信号Aに対して、平均変調信号Mからの位相差φへ−φ
門に対応した電圧の色相差が検出され、この色相差に対
応する電圧値が出力される。しかして、色相強調回路2
において、この電圧値に応じて、入力される色差信号R
−Y、B−Yの色相を広げ、色相強調された色差信号(
R−Y)’ 。
(B−Y)’が出力される。
このようにして出力される色差信q (R−Y)’ 。
(B−Y)’ は、概念的には第2図に示すようになる
つまり、(第1図の平均化回路4で求められる)一画面
における平均色ベクトルM(φM)に対し、例えばある
画素における色差信号が第2図のA(ここでi=1.2
.3)で示すものであると、色相差検出回路5によりφ
A−φ閂に比例した信号出力に基づいて色相強調回路2
によって、1より大きい定数Kを用いて位相差K(φ^
−φM)となる角度だけそれぞれ矢印で示すように回転
された色ベクトルA i + に変えられることになる
尚、上記色ベクトルA1を回転した色ベクトルAi′は
、その場合の輝度ベクトルYi(第2図では分り易くす
るため各y+−yとしている)の大きさを変えないで、
生に回転を行っているので、輝度は変化しない。又、上
記各ベクトルAiの回転は平均色ベクトルMからの偏移
に対して行っているので、色調がちとのものから特定の
色方向にずれることはない。
上記第1実施例のより詳細な構成及び動作を第3図以降
を参照して以下に説明する。
第1実施例を備えた電子内視鏡(?I子ススコープ11
は、体腔内等に挿入できるように細長の挿入部12の先
端側に結像レンズ13を配設し、この結像レンズ13の
焦点面にはCCO等の固体撮像素子14が配設して撮像
手段が形成しである。又、上記挿入部12内にはライト
ガイドファイバ15が挿通され、外部の光源装置16の
照明光を伝送し、その先端面から配光レンズ17を経て
対象物側に照明光を照射できるようにしである。
上記光源装置16は、光源ランプ18の照明光を凹面鏡
19で反射し、この反射光はコンデンサレンズ21を経
てライトガイドファイバに連結されるライトガイドケー
ブルの入射端に集光照射される。この集光照射される際
、3原色透過フィルタを回転軸の回りに設け、モータ2
2で回転駆動される回転フィルタ23を通すことによっ
て、3原色の各波長の光で照射される。従って、対象物
は各3原色の照明光で順次照明されるようにしである。
ところで、上記固体撮像素子14で光電変換された光学
像の画素信号は低雑音指数のプリアンプ24で増幅され
、手元側のマルチプレクサ25を介して赤、緑、青の各
フレームメモリ26R,26G、26Bに各色の照明の
もとでの1フレ一ム分が順次記録される。これらフレー
ムメモリ26R,26G、26Bで記録された信号は同
時に読み出され、マトリックス回路27を経て2つの色
差信号R−Y、B−Yが取り出される。
上記色差信号R−Y、B−Yは、第1実施例の色強調回
路1を構成する色相強調回路2に入力されると共に、直
角変調回路3及び平均化回路4に入力される。上記直角
変調回路3に入力された色差信号R−Y、[3−Yはそ
れぞれ乗算器31.32により、sinθ、  COS
θの信号と乗算された後、加算器33で加算されて直角
位相変調信号A(φA)として出力される。この場合、
sinθ、  COSθはNTSC変換回路で使用され
ている3、58 MH2の信号を使用すると既存の回路
を流用できて都合が良く、上記加算器33の出力信号A
(φA)は第4図(a)に示すsinθに対して同図(
b)に示すように (R−Y)  + (B−Y)2s
in(θ+φA)となる。尚、この位相角はφ^= j
an−1(R−Y)/(B−Y)である。
上記マトリックス回路27を経て平均化回路4に入力さ
れた色差信号R−Y、B−Yは、それぞれ積分器35.
36に入力されて、(カラー画像の)1フレ一ム分の積
分が行われ、各垂直ブランキング期間ごとに例えば垂直
ブランキング信号等から形成したストローブパルスSt
が印加されるナンブルホールド回路37.38にてサン
プルホールドされる。尚、サンプルホールドの完了時点
で、各積分器35.36はリセット信号Reでリセット
される。
上記サンプルホールド回路37.38の出力信号R−Y
、B−Yはカラー画像一画面分の平均色Mを表わす成分
で、色ベクトルで表わすと第5図のMとなる。
上記サンプルホールド回路37.38の出力信号、つま
り平均色差信号R−Y、B−Yは直角変調回路6を構成
する乗算器41.42でそれぞれ乗算され、その後加算
器43で加算されて直角位相変調され、第4図(C)に
示すような変調信号M(φM)となる。ここで変調信号
M(φM)はM(φM ) −([7百+ (fV)”
  5in(θ+φM )と表わされる。又、位相角は
φ−−tan−1(R−η/(「ηである。
上記変調信号M(φM)は色相差検出回路5の比較器4
5の反転入力端に印加され、可変抵抗器46でその基準
電位を可変設定可能な他方の入力電位と比較され、(例
えば基準側をOレベルにすると)第4図(d)に示すよ
うな比較出力となる。
この比較器45の出力信号の立上がりエツジは同図に示
すように、時間的にφM−180’になる。
しかして、上記可変抵抗器46によって、比較レベルを
可変することにより、上記立上がりエツジの時間位置φ
M−180°を±90°について可変できるようにして
いる。
上記比較器45の出力信号はフリップフロップ回路47
のセット端子に印加され、上記立上がりエツジでフリッ
プフロップ回路47の出力をハイレベルにする。
ところで、上記加算器33の出力も比較器48に入力さ
れ、この比較器48の出力は第4図(e)に示すような
パルスになり、その立上がりエツジの位置はθAとなる
。しかして、この比較器48の出力パルスは上記フリッ
プフロップ回路47のリセット端子Rに印加され、この
出力パルスの立上がりエツジでフリップフロップ回路4
7の出力をリセットする。従って、フリップフロップ回
路47の出力は第4図(f)に示すような波形となる。
この波形はパルス幅がφA−(φM−180°)に対応
するものとなる。
上記フリップフロップ回路47の出力はスライス回路4
9に入力され、このスライス回路49にて一定振幅にス
ライスされ、その後ローパスフィルタ50を通すことに
よってパルス幅がφへ−(φM−180°)に比例した
電圧信号に変換される。尚、ここで、スライス回路49
にて一定振幅にスライスする理由は、スライス回路を差
動アンプで構成することができ、温度的に安定した回路
を得ることができるためである。ところで、φ^−(φ
M−180°)はφ^−φ門+1804であるからロー
パスフィルタ50の出力から減算器51によって180
°分に相当する直流電圧弁が差引かれ、φA−φ閂に相
当する電圧になる。尚、この電圧は± 180’表示を
士の電圧に対応させたものとなる。しかして、減算器5
1の出力は乗算器52に入力され、ここで色のコントラ
スト値の大きさを示す直流電圧Kが乗ぜられる。この直
流電圧にの値は可変抵抗器53によって可変設定できる
ようにしである。
上記乗算器52の出力は、色相強調回路2を形成するA
/D変換器55に入力され、ディジタル信号に変換され
、関数変換器56に入力されて第6図に示す様な特性を
もつ信号への変換が行われる。この関数変換器56の役
割は(φA−φM)Kの値が± 180°を越えない様
にリミットすることと、リミット時に画像上で不自然な
感じを与えない様に圧縮を行なうものである。つまり、
入力電圧が± 180°に相当する電圧に近づくと、そ
の場合の出力レベルの変化は小さくなり、+180゜に
相当する出力電圧U1と、−180°に相当する電圧′
v2の範囲内から逸脱しないようにしである。
上記関数変換器56の出力は、リード・オンリ・メモリ
(ROM)57.58に入力される。これらROM57
.58はルック・アット・テーブルを形成しており、一
方のROM57はConαに相当づるディジタル量を出
力し、他方のROM58はsinαに相当するディジタ
ル量を出力する。
ROM57の出力はD/A変換器59に入力され、CO
Sαのアナログff159を出力する。又、ROM58
の出力はD/A変換器60に入力され、sinαのアナ
ログ量を出力する。ここでα−(φ^−φ阿)・Kであ
り、回転角を表わす。
上記D/A変換器59の出力は、マトリックス回路27
から出力される色差信号R−Y、B−Yとそれぞれ乗算
器61.62で乗算され、乗算された色差信号(R−Y
)cosα、 (B−Y)cosαが出力される。又、
D/A変換器60の出力も、色差信号R−Y、B−Yと
それぞれ乗算器63.64で乗算され、乗算された色差
信号(R−Y)sinα、 CB−Y)sinαが出力
される。上記乗算器61及び64の出力は加算器65で
加算されて(R−Y)cosα+ (B−Y)Sinα
で表わされる信号となり、乗算器62の出力は減算器6
6によって乗算器63の出力が減粋されて(B−Y)C
O3α−(R−Y)sincrで表わされる信号となる
。つまり、これら乗算器61,62,63.64と、加
算器65と、減算器66とを通すことによって、入力さ
れる色差信号R−Y、B−Yは、3、%色差信号R−Y
、B−Yを回転角αの回転変位した色差信号(R−Y)
’ 、  (B−Y)’つまりに変換される。
この場合回転角αは1より大きい定数にで角度(φ^−
φM)を乗じた値であるため、平均色ベクトルからの偏
移角(φA−φ門)より大きく、色差信号(R−Y)’
 、  (B−Y)’ は色強調された色差信号となる
。尚、これら色差信号(R−Y)’ 、  (B−Y)
′ は乗算の際の余分な高調波成分が混入しない様に、
高調波をカットするローパスフィルタ67゜68を通し
て出力端69.70から出力される。
上記ローパスフィルタ67.68を経て出力端69.7
0から出力される色強調された色差信号(R−Y)’ 
、  (B−Y)’ は色強調前の色差信号(R−Y)
(B−Y)を第5図に示すベクトル図で示Jように回転
したものとなる。
つまり、一画面における平均色ベクトル8に対し、その
画像を形成する画素の色ベクトルを人で表わすと、これ
ら色ベクトルを人、肉の角度差(φへ−φM>Kだけ、
色ベクトル自を回転した色ベクトルA′になる。
この第1実施例の色強調手段を備えた電子スコープ11
によれば、一画面を形成する各画素信号に対して、平均
色からの色ずれのコントラストが小さい場合でも、その
輝度を変化することなく、その色相コントラストを大き
くできるようにしであるので、正常部位と微妙に異なる
のみの初期状態の異常部位に対しても、第1実施例の色
強調回路1を通した画像によれば大きな色のコントラス
トになって表示されることになるので、見逃すことなく
診断することができる。又、この場合、従来例の色補正
回路における特定の色で強調することを行っていないで
、平均の色調が偏ったり、輝磨が変化することもなく保
持されるので、それまでの経験により体得した診断力を
生かすことができる。
又、第1実施例によれば、色強調を行う前の色差信号R
−Y、B−Yを変調することなく、直接色相強調回路2
で色相強調を行っているため、変調及び復調の処理の際
のS/Nの低下をより少なくでき、品位の高い色強調画
像を得ることができ、先の出願例よりも診断上有効なも
のとなる。
第7図は本発明の第2実施例の色強調回路81を示す。
この第2実施例は第3図に示す構成において、色相強調
回路2の構成が異る。
色相差検出回路5を形成する乗算器52の出力は、色強
調回路82を形成する関数変換器83に入力され、第6
図に示すような特性の信号に変換される。この関数変換
器83の出力は位相変調回路84に入力され、直角変調
に用いた3、58MH1のsinθを搬送波とし、関数
変換器84からの入力を被変調信号として位相変調が行
われる。この位相変調器84の出力信@5in(0+α
)は、乗算器85.86に入力され、それぞれ2sin
θ。
2cosθが乗算される。ここで、乗算する2sinθ
2CO8θの信号は直角変調回路3,6で使用した3、
58MH2の信号を2倍にしたものである。
上記乗算器85の出力は、 2sin  (θ + (Z)  争  sin θ 
−cosa −cos(2θ 十 α )となり、右辺
第1項に比べ、第2項は周波数が高いため、ローパスフ
ィルタ87を通すことによって、この式の右辺第2項は
カットされ、ローパスフィルタ87の出力はCOSαと
なる。
又、上記乗算器86の出力は、 2sin  (θ + a  ) −cos α−5i
n α+5in(2θ 十 α )となり、ローパスフ
ィルタ88を通すことによって、sinαの出力信号を
得ることができる。
上記ローパスフィルタ87.88の出力信号は、上記第
1実施例と同様に、乗算器61.62及び63.64で
乗算され、その後加n器65及び減算器66を通した後
、ローパスフィルタ67.68を通して不要高調波の除
去及びスムーズングが行われ、出力端69.70から色
強調された色差信号(R−Y)’ 、  (B−Y)’
が出力される。
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、上記第2実施例では乗算器85.86にて、2si
nθ、 2CO3θを乗算したが、乗算器85.86で
はsinθ、  caseを乗算し、位相変調器84に
おける搬送波として2sinθを使用しても同じ効果が
得られることは容易に推測できる。
第8図は本発明の第3実施例における要部を示す。
この第3実施例では、例えば第3図に示す色強調の大き
さを決定する乗算器52の乗算係数にの大きさを画像が
表示されるモニタ画像の隅等に表示して、その画面の色
強調の大きさを後で再生した場合にも分るようにしであ
る。
例えば、乗算係数Kを規定する可変抵抗器53の出力電
圧■はA/D変換器91でディジタル吊に変換され、こ
のディジタル聞をアドレスとして乗算係数にの表示用数
値が書き込まれているROM92のデータを読み取り、
この読み取られたデータはシフトレジスタ93に取り込
まれ、表示用タイミング発生器94によって、出力され
る。この出力は、加算器95等を経て輝度信号Yに加算
されて図示しない表示用モニタにて色強調されたカラー
画像面の隅等に表示される。
この第3実施例によれば、色強調された大きさを常に知
ることができるので、記録後、再び再生画像で診断する
場合とか、別の人が診断する場合に好都合である。尚、
上記色強調の係数Kを表示する回路は、青色の色その他
で表示できるようにしても良い。
尚、上述の実施例では各画素単位に対して色強調を行な
うことが想定されているが、本発明はこれに限定される
ものでなく、複数画素単位で行う場合も含む。又、一画
面の平均の色相を求める場合、一画面分の信号全てを積
分するものに限らず、数画素毎に代表値を抽出する等し
て積分したり、あるいは加算器で加算して、加算個数で
除する等して求めても良い。
又、色強調を行う場合、平均の色相からの色ずれ岳に比
例した岳で色強調するものに限らす(関数変換鼎56は
この機能を有する)、非線形で色強調を行うようにして
も良い。又、この非線形で色強調を行う手段の特′性を
可変設定できるようにすることもできる。又、非線形で
色強調を行う場合、色相の平均値のほかに、この平均値
からずれた色相部分でも色調の係数を大きくして色強調
できるようにすることもできる。この場合、平均値から
一方の色に偏移しないように全体の平均値の両側で対称
的に色強調されるようにすることが望ましい。
尚、上述の実施例では、面順次方式の照明及び搬像を行
っているが、本発明はこの方式のものに限定されるもの
でなく、白色照明のもとで、カラー’A2像用囚体撮像
索子を用いたカラー搬像方式に対しても同様に適用でき
る。
尚、本発明は電子スコープに用いられるものに限定され
るものでない。
又、本発明はアナログ的に色強調を行うものに限定され
るものでなく、ディジタル回路にて構成することができ
ることは容易に推測される。
尚、上記各実施例で色強調を行った画像信号を記録し、
再び再生ずる場合等、比較のなめ色強調を解除して再生
するために、色強調の大きさを、決定する定数Kを1よ
り小さい値に設定できるようにしても良い。
又、内視a以外の用途等において、色相のコントラスト
が大きすぎる場合等に対応できるように、上記定数にの
値を1より小さい値に設定できるようにしても良い。
[発明の効II 以上述べたように本発明によれば、*aを変化すること
なく、色のコントラストを広げる手段を形成しであるの
で、正常部位を異常部位との色相差が小さい場合でも識
別し易くなり、診断する上で有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第6図は本発明の第1実施例に係り、第1
図は本発明の第1実施例の概略の構成を示すブロック図
、第2図は第1実施例によ)て色強調される様子を示す
ベクトル図、第3図は第1実施例の具体的構成を示すブ
ロック図、第4図は第3図の各部の波形を示すタイミン
グチャート図、第5図は第1実施例によって色強調され
た色ベクトルを示すベクトル図、第6図は関数変換器の
特性を示す特性図、第7図は本発明の第2実施例の構成
を示すブロック図、第8図は本発明の第3実施例におけ
る主要部の構成を示す7079図、第9図は従来例にお
ける色相が赤の周辺に集中することを示す説明崗である
。 1・・・色強調回路    2・・・色相強調回路3.
6−・・直角変調回路 4・・・平均化回路5・・・色
相差検出口路  11・・・電子内?1tlt14・・
・固体m機素子 27・・・マトリックス回路 31.32.41,42,52,61,62゜63.6
4・・・乗1i 33.43.65・・・加譚器 35.36・・・積分器  45.48・・・比較器5
7.58・・・ROM 59.60・・・D/A変換器 第1rll 第2図 第4図 す暢 第5図 R−Y 第6図 第8図 第9図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. カラー映像に対応する色信号の発生手段と、該色信号の
    一画面分の平均値を検出する平均化手段と、この平均値
    と前記カラー映像における適宜単位の色信号の値との差
    を求める色相差検出手段と、この色相差を少なくとも前
    記平均値の付近では増大するように変化させる色相差変
    化手段と、この変化された色相差分だけ、前記適宜単位
    の色信号の位相をシフトする位相シフト手段とを設けて
    色強調をうことを特徴とする色強調回路。
JP25951286A 1986-10-29 1986-10-29 色強調回路 Pending JPS63111794A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001025025A (ja) * 1999-07-08 2001-01-26 Asahi Optical Co Ltd 電子内視鏡

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001025025A (ja) * 1999-07-08 2001-01-26 Asahi Optical Co Ltd 電子内視鏡

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