KR20080102241A - 생체 관찰 장치 - Google Patents

Abstract

램프(11)로부터의 백색광은 회전 필터(14)의 R, G, B 필터를 경유하여 광대역의 R, G, B의 면 순차 조명광이 되고, 전자 내시경(2)을 경유하여 체강 내의 생체 점막에 조사되어 CCD(25)에 의해 순차 촬상된다. CCD(25)의 출력 신호는 필터 회로(36) 내에 있어서 셀렉터로 순차 절환되고, R 신호에 대해서는 통과하고, G 신호에 대해서는 BPF, B 신호에 대해서는 HPF에 의해 생체 점막의 구조의 공간 주파수 성분에 대응한 신호 성분으로 분리된다. 이 분리에 의해 생체 점막의 구조를 식별하기 쉽게 하는 화상의 화상 신호가 생성된다.

생체 관찰 장치, 램프, 회전 필터, 전자 내시경, 필터 회로

Description

생체 관찰 장치 {LIVING BODY OBSERVATION EQUIPMNET}

본 발명은 체강 내 등의 생체 점막 등을 관찰하는 내시경 장치 등의 생체 관찰 장치에 관한 것이다.

내시경 및 광원 장치 등을 갖는 내시경 장치는 종래부터 의료 분야 등에 있어서 널리 이용되고 있다.

의료 분야에 있어서의 내시경 장치에 있어서는, 예를 들어 백색광을 생체 내 점막 등의 피사체에 조사하여, 육안에 의한 관찰과 대략 동일한 상기 피사체의 상을 촬상하는 통상 관찰 외에, 통상 관찰에 있어서의 조사광보다도 협대역을 갖는 광인 협대역광을 상기 피사체에 조사하여 관찰을 행함으로써, 통상 관찰에 비해, 생체에 있어서의 점막 표층의 혈관 등을 콘트라스트 좋게 촬상하는 것이 가능한 협대역광 관찰(NBI : Narrow Band Imaging)이 있다. 이 협대역광 관찰을 행하는 장치의 제1 종래예로서, 예를 들어 일본 특허 공개 제2002-095635호 공보가 있다.

전술한 협대역광 관찰에 있어서 이용되는 협대역광은 조명광을 협대역화할 필요가 있다. 이로 인해, 통상 관찰에 이용되는 광대역의 조명광에 대해 필터를 개재 삽입하는 등의 필요가 있다.

이에 대해, 제2 종래예로서의 일본 특허 공개 제2003-93336호 공보에는 통상 의 조명광에 의해 얻어지는 화상 신호에 대해 신호 처리하여 이산적인 분광 화상을 생성하고, 생체 조직의 원하는 심부의 조직 정보를 얻는 협대역광 내시경 장치가 개시되어 있다.

상기 제2 종래예에서는 분광 화상을 얻기 위한 추정 처리 외에, 예를 들어 촬상된 신호가 포화되지 않도록 광량 제어를 행하는 것이 필요해지는 등, 구성이 복잡해지는 결점이 있다.

본 발명은 상술한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 간단한 구성으로 표층측과 심층측의 점막 구조 등, 생체의 구조를 식별하기 쉽게 하는 화상의 화상 신호를 생성하는 생체 관찰 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 생체에 조사되는 광대역의 조명광을 기초로 촬상을 행하는 촬상 소자의 출력 신호에 대해 신호 처리를 행하여, 생성된 화상 신호를 표시 장치측으로 출력 가능하게 하는 신호 처리 수단을 구비하는 생체 관찰 장치에 있어서,

상기 신호 처리 수단은 상기 출력 신호에 대해, 상기 생체의 구조에 대응한 공간 주파수 성분으로 분리하는 분리 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

도1은 본 발명의 제1 실시예의 내시경 장치의 전체 구성을 도시하는 블럭도.

도2는 회전 필터의 구성을 도시하는 도면.

도3은 회전 필터에 설치된 R, G, B 필터의 분광 특성을 도시하는 특성도.

도4는 필터 회로 주변부의 구성을 도시하는 블럭도.

도5는 필터 회로를 구성하는 BPF의 주파수 특성을 도시하는 특성도.

도6은 필터 회로를 구성하는 HPF의 주파수 특성을 도시하는 특성도.

도7은 제2 관찰 모드 시에 설정되는 γ 보정 회로의 입출력 특성을 도시하는 특성도.

도8은 도5의 BPF를 이용한 경우의 작용 설명도.

도9는 도6의 HPF를 이용한 경우의 작용 설명도.

도10은 본 발명의 제2 실시예의 내시경 장치의 전체 구성을 도시하는 블럭도.

도11은 본 발명의 제3 실시예에 있어서의 웨이블렛 변환부의 구성을 도시하는 블럭도.

도12는 2차원의 이산 웨이블렛 변환에 의한 분해 레벨(2)의 변환 계수군의 구성예를 도시하는 도면.

도13은 변형예에 있어서의 웨이블렛 변환부의 구성을 도시하는 블럭도.

이하, 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 설명한다.

(제1 실시예)

도1 내지 도9는 본 발명의 제1 실시예에 관한 것이다. 도1은 본 발명의 제1 실시예의 내시경 장치의 전체 구성을 도시하는 도면이다. 도2는 회전 필터의 구성을 도시하는 도면이다. 도3은 회전 필터에 설치된 R, G, B 필터의 분광 특성을 도시하는 도면이다. 도4는 필터 회로 주변부의 구성을 도시하는 도면이다.

도5는 필터 회로를 구성하는 BPF의 주파수 특성을 도시하는 도면이다. 도6은 필터 회로를 구성하는 HPF의 주파수 특성을 도시하는 도면이다. 도7은 제2 관찰 모드 시에 설정되는 γ 보정 회로의 입출력 특성을 도시하는 도면이다. 도8은 도5의 BPF를 이용한 경우의 작용 설명도를 도시하는 도면이다. 도9는 도6의 HPF를 이용한 경우의 작용 설명도를 도시하는 도면이다.

도1에 도시한 바와 같이 본 발명의 생체 관찰 장치의 제1 실시예로서의 내시경 장치(1)는 체강 내에 삽입되고, 상기 체강 내에 있어서, 생체 조직 등의 피사체의 상을 촬상하여 촬상 신호로서 출력하는 전자 내시경(2)과, 이 전자 내시경(2)에 대해 피사체측을 조명하기 위한 광대역의 조명광을 출사하는 광원 장치(3)와, 전자 내시경(2)에 내장된 촬상 수단을 구동하는 동시에, 전자 내시경(2)으로부터 출력된 촬상 신호에 대해 신호 처리를 행하여, 화상 신호(생체 신호라고도 함)로서의 영상 신호를 생성하는 신호 처리 수단으로서의 비디오 프로세서(4)와, 비디오 프로세서(4)로부터 출력되는 영상 신호를 기초로, 피사체의 화상을 표시하는 표시 장치로서의 모니터(5)를 갖는다.

전자 내시경(2)은 체강 내에 삽입되는 가늘고 긴 삽입부(7)를 갖고, 이 삽입부(7)의 후단부에는 조작부(8)가 설치되어 있다. 또한, 삽입부(7) 내에는 조명광을 전송하는 라이트 가이드(9)가 삽입 관통되어, 이 라이트 가이드(9)의 후단부(기단부)는 광원 장치(3)에 착탈 가능하게 접속된다.

광원 장치(3)는 램프 점등 회로(10)로부터의 점등 전력의 공급에 의해, 가시 영역을 커버하는 광대역의 조명광을 발생하는, 예를 들어 크세논 램프 등의 램 프(11)와, 조명광에 있어서의 열선을 차단하는 열선 커트 필터(12)와, 열선 커트 필터(12)를 경유한 조명광의 광량을 제어하는 조리개 장치(13)와, 조명광을 면 순차광으로 변환하는 회전 필터(14)와, 전자 내시경(2) 내에 배치된 라이트 가이드(9)의 입사면에 회전 필터(14)를 통한 면 순차광을 집광하여 공급하는 집광 렌즈(15)와, 회전 필터(14)의 회전을 제어하는 제어 회로(16)를 구비하고 있다.

회전 필터(14)는, 도2에 도시한 바와 같이 원판의 주위 방향에 적(R), 녹(G), 청(B)의 파장의 광을 광대역에서 투과하는 R 필터(14R), G 필터(14G), B 필터(14B)의 3개가 부채 형상으로 설치되어 있다.

도3은 R 필터(14R), G 필터(14G), B 필터(14B)의 분광 투과 특성을 도시한다. R 필터(14R), G 필터(14G), B 필터(14B)는 각각 R, G, B의 파장 영역의 광을 광대역에서 투과하는 특성을 도시한다.

이 회전 필터(14)는 제어 회로(16)에 의해 구동 제어되는 모터(17)에 의해 소정의 회전 속도로 회전되고, 이 회전에 의해 조명 광로 중에 R 필터(14R), G 필터(14G), B 필터(14B)가 순차 배치되고, 라이트 가이드(9)의 입사면에 R, G, B의 광이 집광 렌즈(15)로 집광되어 순차 입사된다.

그리고, 이 라이트 가이드(9)에 의해 전송되어 삽입부(7)의 선단부(22)의 조명창에 설치된 조명 렌즈(23)를 경유하여 체강 내 조직측으로 조명광으로서 조사된다.

이 조명창에 인접하여 설치된 관찰창에는 대물 렌즈(24)가 설치되어 있고, 그 결상 위치에는 촬상 소자로서 전하 결합 소자(CCD로 약기)(25)가 배치되어 있 고, 이 CCD(25)는 결상된 광학상을 광전 변환한다.

이 CCD(25)는 신호선(26)을 통해 비디오 프로세서(4) 내의 CCD 드라이버(29)와, 프리앰프(30)에 접속된다. 또한, 신호선(26)은, 실제로는 도시하지 않은 커넥터를 통해 비디오 프로세서(4)와 착탈 가능하게 접속된다.

CCD 드라이버(29)로부터의 CCD 드라이브 신호의 인가에 의해 CCD(25)에 의해 광전 변환된 촬상 신호는 프리앰프(30)에 의해 증폭된 후, 상관 2중 샘플링(CDS) 및 노이즈 제거 등을 행하는 프로세스 회로(31)를 경유하여 A/D 변환 회로(32)에 입력되는 동시에, 조광 회로(33)에 입력된다.

이 A/D 변환 회로(32)에 의해 아날로그 신호로부터 디지털 신호의 화상 데이터로 변환된 후, 화이트 밸런스 회로(34)에 입력되어 화이트 밸런스의 처리가 행해진 후, 오토 게인 컨트롤 회로(AGC 회로로 약기)(35)에 입력되어 소정 레벨까지 증폭된다.

또한, AGC 회로(35)는 광원 장치(3)의 조리개 장치(13)에 의한 조명광량에서의 조광 동작이 우선하여 행해져, 이 조리개 장치(13)의 개구가 개방 상태에 도달한 후, 그 개방 상태의 정보를 기초로 하여 AGC 회로(35)에 의해 부족한 신호 레벨이 증대되도록 증폭하는 동작을 행한다.

또한, 조광 회로(33)는 프로세스 회로(31)의 출력 신호로부터 광원 장치(3)의 조리개 장치(13)의 개구량을 조정하여 적절한 조명광량으로 제어하는 조광 신호를 생성한다.

상기 AGC 회로(35)의 출력 데이터는 본 실시예에 있어서의 분리 수단을 형성 하는 필터 회로(36)에 입력되는 동시에, 절환 스위치(40)를 통해 γ 보정 회로(41)에 입력된다.

또한, 전자 내시경(2)에는 의사 등의 조작에 의해, 예를 들어 통상 관찰 모드가 되는 제1 관찰 모드와, 생체 점막의 구조를 강조하여 관찰 모드하는 생체 점막 강조 관찰 모드로서의 제2 관찰 모드의 2개의 관찰 모드를 선택하여 관찰할 수 있도록 모드 절환 스위치(20)가 설치되어 있다.

그리고, 모드 절환 스위치(20)에 의해 이루어진 관찰 모드 절환의 지시는 비디오 프로세서(4)의 모드 절환 회로(21)에 입력되고, 모드 절환 회로(21)는 모드 절환 지시에 대응하여 절환 스위치(40)의 절환을 행하는 동시에, 타이밍 제너레이터(49)로 모드 절환 신호를 보낸다.

또한, 모드 절환 스위치(20)는 전자 내시경(2)에 설치되어 있는 것으로 한정되지 않고, 예를 들어 비디오 프로세서(4)의 도시하지 않은 프론트 패널에 설치되어 있어도 되고, 비디오 프로세서(4)에 접속 가능한 도시하지 않은 키보드에 있어서의 소정의 키로서 구성되어 있어도 된다.

절환 스위치(40)는 모드 절환 스위치(20)의 조작에 의해 모드 절환 회로(21)를 통해 통상 관찰에 대응하는 제1 관찰 모드 시에는, 접점 a가 선택되고, 제2 관찰 모드 시에는 접점 b가 선택된다.

따라서, 제2 관찰 모드가 선택된 경우에는, AGC 회로(35)의 출력 신호는 관찰 대상의 생체가 갖는 주요한 구조, 구체적으로는 촘촘한 점막 구조 및 성긴 점막 구조의 공간 주파수 성분을 분리 추출하는 분리 수단을 형성하는 필터 회로(36)를 경유하고, 또한 동시화 회로(37), 색 변환 회로(38) 및 이면 순차 회로(39)에서의 처리가 행해진 후, 절환 스위치(40)를 경유하여 γ 보정 회로(41)에 입력된다.

필터 회로(36)는, 도4에 도시한 바와 같이 타이밍 제너레이터(49)로부터의 타이밍 신호에 의해 절환되는 셀렉터(51)와, 생체의 주요한 점막 구조에 대응하는 공간 주파수 성분을 분리 추출할 수 있도록 하는, 주파수 특성이 설정된 밴드 패스 필터(BPF로 약기)(52) 및 하이 패스 필터(HPF로 약기)(53)로 구성된다.

도4에 도시한 바와 같이, 필터 회로(36)에 광대역의 R, G, B 신호가 면 순차로 입력되는 타이밍으로 셀렉터(51)가 타이밍 제너레이터(49)에 의해 절환된다.

그리고, R 신호는 통과하여 동시화 회로(37)의 R 메모리(37a)에 저장되고, G 신호는 BPF(52)를 경유하여 G 메모리(37b)에 저장되고, B 신호는 HPF(53)를 경유하여 B 메모리(37c)에 저장된다.

즉, R 신호는 그대로 메모리(37a)에 저장되고, G 신호는 BPF(52)에 의해 필터 처리되어 G 메모리(37b)에 저장되고, B 신호는 HPF(53)에서 필터 처리되어 B 메모리(37c)에 저장된다.

이 경우, BPF(52)는, 도5에 도시한 바와 같이, 중 내지는 중저역부(Fa)의 주파수 성분에 대해서는 그 진폭이 1보다 커지도록 증강하고, 고역부(Fb)를 억압하는 필터 특성(주파수 특성)으로 설정되어 있다. 또한, HPF(53)는, 도6에 도시한 바와 같이, 고역부(Fc)의 주파수 성분에 대해서는 진폭이 1보다 커지도록 증강하는 필터 특성으로 설정되어 있다. 또한, BPF(52), HPF(53) 모두 DC 성분은 그 값이 변화되지 않도록, 그 진폭이 1이 되도록 설정되어 있다.

본 실시예에 있어서의 분리 수단을 구성하는 필터 회로(36)는 생체에 있어서의 촘촘한 점막 구조와 성긴 점막 구조를 분리하는 동시에, 또한 이들 구조를 식별하기 쉽게 하기 위해 γ 보정 회로(41)에 있어서 후술하는 콘트라스트 변환 처리를 실시하도록 하고 있다.

상기 동시화 회로(37)의 R, G, B 메모리(37a, 37b, 37c)에 각각 저장된 R, G, B 신호 데이터는 동시에 판독되어 동시화된 R, G, B 신호가 되고, 색 조정 수단으로서의 색 변환 회로(38)에 입력되어 색 변환된다. 또한, 도4에 도시한 바와 같이, G, B의 신호는 각각 필터 BPF(52), HPF(53)에 의한 필터 처리가 되어 있으므로, BPF(G), HPF(B)로 나타내고 있다.

색 변환 회로(38)는 동시화된 R, BPF(G), HPF(B)의 화상 정보를 3 × 3의 매트릭스에 의해 색 변환한다. 이에 의해, 점막의 표층측의 촘촘한 구조 부분과 심층측의 성긴 구조 부분을 각각 다른 색조로 표시하도록 색 변환 처리한다. 이와 같이 색 변환 처리를 행함으로써, 분리된 점막 구조를 표시되는 색조가 다른 것에 의해 보다 식별하기 쉬운 화상으로 하고 있다.

이 경우에 있어서의 R, BPF(G), HPF(B)로부터 R', G', B'로 색 변환되는 변환식은, 3행 3열의 매트릭스(K)를 이용하여 이하의 식1로 하고 있다.

여기서, 매트릭스(K)는, 예를 들어 3개의 실수 성분(m1 내지 m3)(그 밖의 성분은 0)으로 이루어지고, 이 식1과 같은 변환식에 의해, R, BPF(G), HPF(B)의 컬러 신호에 있어서의 BPF(G) 및 HPF(B)의 색 신호의 가중(비율)을 크게 하고 있다. 여기서는, 장파장이 되는 R의 색 신호를 억압하고 있다.

이 색 변환 회로(38)의 출력 신호(R', G', B'로 변환된 것이 되지만, 이하에서는 혼동되기 쉬워지는 경우를 제외하고, 간단화를 위해 R, G, B를 이용하여 설명함)는 면 순차 회로(39)에 입력된다.

면 순차 회로(39)는 프레임 메모리에 의해 구성되어, 동시에 저장된 R, G, B의 화상 데이터를 색 성분 화상으로서 순차 판독함으로써 면 순차의 화상 데이터로 변환된다. 이 면 순차의 R, G, B의 화상 데이터는 절환 스위치(40)를 경유하여 γ 보정 회로(41)에 입력되어 γ 보정된다.

이 γ 보정 회로(41)는, 예를 들어 그 내부에 γ 보정의 입출력 특성을 저장한 γ테이블을 갖고, 타이밍 제너레이터(49)에 의해 γ 보정의 입출력 특성이 절환 된다.

제1 관찰 모드에서는, 이 γ 보정 회로(41)는 면 순차로 입력되는 R, G, B 신호에 대해 공통의 γ 보정을 행하는 입출력 특성으로 설정되나, 제2 관찰 모드에 있어서는, 면 순차로 입력되는 R, G, B 신호마다 γ 보정의 입출력 특성이 절환된다.

구체적으로는, γ 보정 회로(41)는, R 신호에 대해서는 도7의 실선으로 나타내는 gamma1의 입출력 특성으로 설정하는 것에 비해, 이 R 신호보다도 점막 표층의 촘촘한 구조 정보를 재현하는 G 및 B 신호에 대해서는 도7의 점선으로 나타내는 gamma2의 입출력 특성으로 설정하여 콘트라스트 변환 처리를 행하도록 하고 있다.

gamma2의 입출력 특성은, 작은 입력 영역에 있어서는 gamma1의 입출력 특성의 경우보다도 작은 출력이 되고, 큰 입력 영역에 있어서는 gamma1의 입출력 특성의 경우보다도 큰 출력이 되도록 설정되어 있다.

이와 같은 입출력 특성으로 G 및 B 신호에 대해 γ 보정을 행함으로써, 화상 신호로 재현되는 촘촘한 점막 구조 정보의 콘트라스트를 향상시킬 수 있도록 하고 있다.

이 γ 보정 회로(41)에 의해 γ 보정된 후, 확대 회로(42)에 입력되어 확대 보간 처리된 후, 강조 회로(43)에 입력된다.

이 강조 회로(43)에 의해 구조 강조 혹은 윤곽 강조가 행해진 후, 셀렉터(44)를 경유하여 동시화 회로(45)에 입력된다. 이 동시화 회로(45)는 3개의 메모리(45a, 45b, 45c)에 의해 형성되어 있다.

동시화 회로(45)에 의해 동시화된 R, G, B의 화상 데이터는 화상 처리 회로(46)에 입력되고, 동화상의 색의 불균일 보정 등의 화상 처리가 실시된 후, D/A 변환 회로(47a, 47b, 47c)에 입력된다. 그리고, D/A 변환 회로(47a, 47b, 47c)에 의해 아날로그의 영상 신호 혹은 화상 신호(넓은 의미의 생체 신호)로 변환된 후, 표시 장치로서의 모니터(5)에 입력된다. 모니터(5)는 입력되는 영상 신호에 대응한 내시경 화상을 표시한다. 또한, 비디오 프로세서(4) 내에는 타이밍 제너레이터(49)가 설치되어 있고, 광원 장치(3)의 제어 회로(16)로부터의 회전 필터(14)의 회전에 동기한 동기 신호가 입력되어, 이 동기 신호와 동기한 각종 타이밍 신호를 상기 각 회로에 출력한다.

또한, 조광 회로(33)는 광원 장치(3)의 조리개 장치(13)를 제어하여, 관찰에 적합한 적절한 밝기의 화상이 되도록 조명광량을 제어한다.

다음에, 이와 같은 구성의 본 실시예의 내시경 장치(1)에 의한 작용을 설명한다.

우선, 의사 등은, 도1에 도시한 바와 같이 전자 내시경(2)을 광원 장치(3)나 비디오 프로세서(4)에 접속하여 전원을 투입한다. 또한, 의사 등은 전자 내시경(2)을 체강 내에 삽입하여 체강 내의 관찰 대상 부위의 생체 조직을 관찰한다. 내시경 장치(1)의 각 부는, 초기 상태에서는, 예를 들어 통상 관찰로서의 제1 관찰 모드의 상태로 설정되어 있다.

조명광의 광로 상에서 회전 필터(14)가 일정 속도로 회전하여 R, G, B의 조명광이 집광 렌즈(15)에 의해 집광되어 라이트 가이드(9)에 입사된다. 도3에 도시 한 바와 같이, 광대역의 R, G, B의 각 조명광은 라이트 가이드(9)의 선단부면으로부터 또한 조명 렌즈(23)를 경유하여 생체 조직으로 차례로 조사된다.

그리고, 광대역의 R, G, B의 각 조명광을 기초로 CCD(25)에 의해 촬상되고, CCD(25)에 의해 광전 변환된 CCD 출력 신호는 비디오 프로세서(4) 내의 프리앰프(30)에서 증폭된 후, 프로세스 회로(31) 내의 CDS 회로에 의해 신호 성분이 추출된다. 프로세스 회로(31)의 출력 신호는 A/D 변환 회로(32)에 의해 디지털 신호로 변환되고, (상기와 같이 제1 관찰 모드 시에는) 화이트 밸런스 회로(34), AGC 회로(35)를 경유하여 절환 스위치(40)로부터 γ 보정 회로(41)로 입력된다.

γ 보정 회로(41)에 의해 γ 보정된 후, 확대 회로(42)에 입력되어 확대 보간 처리된 후, 강조 회로(43)에 입력되고, 이 강조 회로(43)에 의해 구조 강조 혹은 윤곽 강조가 행해진 후, 셀렉터(44)를 경유하여 동시화 회로(45)에 입력된다. 이 동시화 회로(45)에 의해 동시화된 화상 데이터는 화상 처리 회로(46)에 입력되어 동화상의 색의 불균일 보정 등의 화상 처리가 실시된 후, D/A 변환 회로(47a, 47b, 47c)에 의해 아날로그의 영상 신호로 변환된 후, 모니터(5)에 출력된다. 그리고, 모니터(5)는 입력되는 영상 신호에 대응한 내시경 화상을 표시한다.

이 제1 관찰 모드에 있어서는, 가시 영역의 조명광에 의한 통상의 컬러 화상이 모니터(5)에 표시된다.

한편, 전자 내시경(2)의 모드 절환 스위치(20)가 조작되어 제2 관찰 모드로의 절환 지시가 행해지면, 그 신호가 비디오 프로세서(4)의 모드 절환 회로(21)에 입력된다.

모드 절환 회로(21)는 타이밍 제너레이터(49)에 대해 제2 관찰 모드로의 절환 지시가 행해진 모드 절환 신호를 보내는 동시에, 절환 스위치(40)의 접점(b)이 온이 되도록 절환한다.

타이밍 제너레이터(49)는, 도4에 도시한 바와 같이 필터 회로(36)에 광대역의 R, G, B의 각 신호가 입력되는 타이밍으로 셀렉터(51)를 순차 절환한다. 이 경우, R 신호는 필터 처리가 행해지지 않고 필터 회로(36)를 통과하여 동시화 회로(37)의 R 메모리(37a)에 저장된다.

이에 대해, G 신호는, 도5에 도시한 바와 같이 고역부(Fb)를 억압하고, 중저역부(Fa)를 증강하는 주파수 특성으로 설정된 BPF(52)에 의해, 중저역부(Fa)의 주파수 성분이 추출(분리)된다.

또한, B 신호는, 도6에 도시한 바와 같이 고역부(Fc)를 증강하는 특성으로 설정된 HPF(53)에 의해, 고역부(Fc)의 주파수 성분이 추출(분리)된다.

이와 같이 생체 점막의 표층측 및 이 표층보다도 심층측의 구조, 구체적으로는 혈관 주행의 구조에 대응하는 공간 주파수 성분을 각각 분리 추출하는 주파수 분리 특성과 함께, 이들을 식별하기 쉽게 하는 특성으로 설정된 필터 회로(36)의 BPF(52) 및 HPF(53)에 의해, 이하에 설명하는 바와 같이 이들의 구조를 눈으로 확인하기 쉽게 하는 신호를 생성한다.

도8은 도5의 BPF(52)를 이용함으로써, 협대역의 G의 조명광을 기초로 촬상한 G 신호와 유사한 G 신호 성분을 분리 추출하는 것을 나타내기 위한 설명도이다.

도8의 사다리꼴은 광대역의 G의 조명광을 나타내는 것이다. 이 G의 조명광 은 중앙 부근의 대역 제한되어, 성긴 점막 구조를 얻는데 적합한 파장 영역(G0)과 함께, 이것으로부터 단파장측의 단파장 영역(Ga)과, 파장 영역(G0)보다 장파장측의 장파장 영역(Gb)을 포함한다. 단파장 영역(Ga)은 헤모글로빈의 흡광도가 낮으므로, CCD(25)에 의해 촬상된 G 신호 중에 있어서, 파장 영역(G0)보다는 혈관상 등의 콘트라스트가 낮아지나, 잔류층(표층)의 촘촘한 점막 구조의 화상에 기여한다.

이 촘촘한 점막 구조는 고주파 성분으로서 나타나므로, BPF(52)의 특성으로서, 고역측을 억압한 특성으로 하여 그 재현을 억제하고 있다.

장파장 영역(Gb)은 파장 영역(G0)보다도 심층의 정보를 재현하지만, 그 대부분은 심층의 굵은 혈관의 구조이고, 인접하는 파장 영역(G0)의 재현 정보와 큰 차이가 없다고 생각된다. 오히려, 헤모글로빈의 흡광도가 보다 낮아지므로, 콘트라스트가 낮고, 파장 영역(G0)에 의한 하이 콘트라스트의 화상 정보와 중합하여 평균화되므로, 전체적으로는 콘트라스트가 저하된다.

이로 인해, 도5에 도시한 바와 같이, BPF(52)의 주파수 특성을 저 내지 중역의 주파수 성분에 대해 콘트라스트 증강하는 주파수 특성으로 설정하면, 저 내지 중역의 주파수 성분의 신호를 증강하여 추출할 수 있으므로, 심층측의 성긴 점막 구조의 화상에 대응하는 G 신호 성분을 얻을 수 있다.

또한, 도9는 도6의 HPF(53)를 이용함으로써, 협대역의 B의 조명광을 기초로 촬상한 B 신호와 유사한 B 신호 성분을 유출하는 것을 나타내기 위한 설명도이다.

도9에 도시하는 사다리꼴은 광대역의 B의 조명광을 나타내는 것이다. 이 B의 조명광은 협대역으로 대역 제한되어, 촘촘한 점막 구조를 얻는데도 적합한 파장 영역(B0)과, 이것보다 장파장측인 장파장 영역(Ba)을 포함한다. 장파장 영역(Ba)은 파장 영역(B0)보다도 파장이 길기 때문에, 파장 영역(B0)보다도 약간 심층의 점막 정보도 재현하는데 기여한다.

그리고, 이 장파장 영역(Ba)에서 얻어진 B의 화상 데이터는 중역의 주파수 성분이 되어 억제 대상이 된다. 그로 인해, HPF(53)의 주파수 특성은, 도6에 도시한 바와 같이 그 대역을 억압한 특성으로 설정되어 있다.

또한, 이 장파장 영역(Ba)은 파장 영역(B0)과 동일한 점막 정보의 재현에 기여하지만, 헤모글로빈의 흡광도가 낮으므로, 콘트라스트가 낮아진다. 이 정보는 콘트라스트가 높은 파장 영역(B0)과 평균화된 화상이 되므로, 파장 영역(B0)만을 조사한 경우보다도 화상의 콘트라스트를 낮게 한다.

이로 인해, 본 실시예에서는 촬상된 신호에 대해, HPF(53)에 의해 고역을 증강한 주파수 특성으로 하여 고역에서의 콘트라스트를 증강한다. 이와 같이 하여, 표층측의 촘촘한 점막 구조가 눈으로 확인하기 쉬워지는 B 화상을 생성할 수 있다.

이와 같이 하여, 협대역의 G 신호 및 B 신호에 유사한 점막 구조를 반영하는 G 신호 및 B 신호는 R 신호와 함께 동시화된 후, 색 변환 회로(38)에 의해 색 변환되어 점막 구조를 보다 식별하기 쉬운 색조로 변환된다. 또한, 면 순차의 신호로 변환된 후, γ 보정 회로(41)에 있어서, G 신호 및 B 신호에 대해 작은 입력 영역과 큰 입력 영역에 있어서의 각각의 출력의 차를 증대하는 콘트라스트 변환 처리를 실시하도록 하고 있으므로, 표층측에 있어서의 점막 구조를 눈으로 확인하기 쉬운 상태의 화상에서 모니터(5)에 표시된다.

이와 같이 하여 모니터(5)에 표시되는 화상은 생체에 있어서의 촘촘한 점막 구조 부분과 성긴 점막 구조 부분은 그들의 공간 주파수에 대응한 주파수 특성으로 분리되고, 또한 상이한 색조에 의해 보다 식별하기 쉬운 화상으로서 표시된다.

이로 인해, 본 실시예에 따르면, 간단한 구성에 의해 생체에 있어서의 촘촘한 점막 구조 부분과 성긴 점막 구조 부분을 식별하기 쉬운 화상으로서 관찰할 수 있다. 따라서, 진단을 행하기 쉬운 화상을 제공할 수 있는 효과도 있다.

(제2 실시예)

다음에 도10을 참조하여 본 발명의 제2 실시예를 설명한다. 도10은 본 발명의 제2 실시예의 내시경 장치(1B)를 도시한다. 제1 실시예의 내시경 장치(1)는 면 순차식 내시경 장치였으나, 본 실시예에서는 동시식 내시경 장치(1B)로 되어 있다.

이 내시경 장치(1B)는 전자 내시경(2B)과 광원 장치(3B)와, 비디오 프로세서(4B)와 모니터(5)로 구성된다.

전자 내시경(2B)은 도1에 도시하는 전자 내시경(2)에 있어서, CCD(25)의 촬상면에 광학적으로 색 분리하는 색 분리 필터(60)로서, 예를 들어 보색계 필터가 각 화소 단위로 설치되어 있다. 도시하지 않으나, 이 보색계 필터는 각 화소의 앞에 마젠타(Mg), 그린(G), 시안(Cy), 옐로(Ye)의 4색의 컬러 칩이, 수평 방향으로는 Mg와 C가 교대로 배치되고, 종방향으로는 Mg, Cy, Mg, Ye와 G, Ye, G, Cy의 배열순으로 각각 배치되어 있다.

그리고, 이 보색계 필터를 이용한 CCD(25)의 경우, 종방향으로 인접하는 2열의 화소를 가산하여 차례로 판독하지만, 이때 홀수 필드와 짝수 필드로 화소의 열 을 어긋나게 하여 판독하도록 한다. 그리고, 후단측에서의 색 분리 회로에 의해 공지와 같이 휘도 신호와 색차 신호를 생성할 수 있게 된다.

또한, 전자 내시경(2B)에 있어서의, 예를 들어 조작부(8) 내에는 ID 발생 회로(61)가 설치되어 있다. 이 ID 발생 회로(61)의 ID 정보를 이용함으로써, 예를 들어 전자 내시경(2B)의 CCD(25)의 색 분리 필터(60)의 종류, 편차 등에 따라서 신호 처리할 때의 특성을 변경함으로써, 보다 적절한 신호 처리를 행할 수 있도록 하고 있다.

또한, 광원 장치(3B)는 도1의 광원 장치(3)에 있어서 회전 필터(14), 모터(17) 및 제어 회로(16)를 제거한 구성이다.

즉, 이 광원 장치(3B)는 백색의 조명광을 집광 렌즈(15)에 의해 집광하여 라이트 가이드(9)의 기단부면에 입사한다. 그리고, 이 조명광은 라이트 가이드(9)의 선단부면으로부터 또한 조명 렌즈(23)를 경유하여 체강 내의 관찰 대상 부위의 생체 점막으로 조사된다. 그리고, 조명된 생체 점막의 광학상이 색 분리 필터(60)에 의해 보색계로 분리되어 CCD(25)에 의해 촬상된다.

CCD(25)의 출력 신호는 비디오 프로세서(4B) 내의 CDS 회로(62)에 입력된다. 그리고, CCD(25)의 출력 신호는 이 CDS 회로(62)에 의해, 출력 신호로부터 신호 성분이 추출되어 베이스 밴드의 신호로 변환된 후, A/D 변환 회로(63)에 입력되어 디지털 신호로 변환되는 동시에, 밝기 검파 회로(64)에 입력되어 밝기(신호의 평균 휘도)가 검출된다.

밝기 검파 회로(64)에 의해 검출된 밝기 신호는 조광 회로(33)에 입력되어 기준의 밝기(조광의 목표값)와의 차분에 의해 조광하기 위한 조광 신호가 생성된다. 이 조광 회로(33)로부터의 조광 신호는 광원 장치(3B)의 조리개 장치(13)를 제어하여 관찰에 적합한 조명광량이 되도록 조광한다.

A/D 변환 회로(64)로부터 출력되는 디지털 신호는 Y/C 분리 회로(65)에 입력되어, 휘도 신호(Y)와[넓은 의미의 색 신호(C)로서의] 선 순차의 색차 신호(Cr)(＝ 2R ― G), Cb(＝ 2B ― G)가 생성된다. 휘도 신호(Y)는 γ 회로(66)를 통해 셀렉터(67)에 입력되는(이 휘도 신호를 Yh라고 기재함) 동시에, 신호의 통과 대역을 제한하는 LPF(71)에 입력된다.

이 LPF(71)는 휘도 신호(Y)에 대응하여 넓은 통과 대역으로 설정되어 있다. 그리고, 이 LPF(71)의 통과 대역 특성에 의해 설정된 대역의 휘도 신호(Y1)가, 제1 매트릭스 회로(72)에 입력된다.

또한, 색차 신호(Cr, Cb)는 신호의 통과 대역을 제한하는 제2 LPF(73)를 통해(선 순차) 동시화 회로(74)에 입력된다.

이 경우, 제2 LPF(73)는 제어 회로(68)에 의해 관찰 모드에 따라서 그 통과 대역 특성이 변경된다. 구체적으로는, 통상 관찰에 대응하는 제1 관찰 모드 시에는, 제2 LPF(73)는 제1 LPF(71)보다 낮은 통과 대역(저대역)으로 설정된다.

한편, 점막 강조 관찰을 행하는 제2 관찰 모드 시에는, 제2 LPF(73)는 통상 관찰용 제1 관찰 모드 시에 있어서의 저대역보다도 넓은 대역으로 변경된다. 예를 들어, 제2 LPF(73)는 제1 LPF(41)와 대략 마찬가지로 광대역으로 설정(변경)된다. 이와 같이 제2 LPF(73)는 관찰 모드의 절환에 연동하여 색차 신호(Cr, Cb)에 대한 통과 대역을 변경한다. 또한, 이 관찰 모드의 절환에 연동한 제2 LPF(73)의 특성의 변경은 제어 회로(68)의 제어에 의해 행해진다.

동시화 회로(74)는 동시화된 색차 신호(Cr, Cb)를 생성하고, 이 색차 신호(Cr, Cb)는 제1 매트릭스 회로(72)에 입력된다.

제1 매트릭스 회로(72)는 휘도 신호(Y) 및 색차 신호(Cr, Cb)로부터 R1, G1, B1의 색 신호로 변환한다.

이 제1 매트릭스 회로(72)는 제어 회로(68)에 의해 제어되어, CCD(25)의 색 분리 필터(60)의 특성에 따라서(변환 특성을 결정함) 매트릭스 계수의 값을 변경하여, 혼색이 없거나, 혹은 혼색을 거의 해소한 R1, G1, B1의 색 신호로 변환한다.

예를 들어, 비디오 프로세서(4B)에 실제로 접속되는 전자 내시경(2B)에 의해, 그 전자 내시경(2B)에 탑재되어 있는 CCD(25)의 색 분리 필터(60)의 특성이 상이한 경우가 있고, 제어 회로(68)는 ID 정보에 의해 실제로 사용되고 있는 CCD(25)의 색 분리 필터(60)의 특성에 따라서 제1 매트릭스 회로(72)의 계수를 변경한다.

이와 같이 함으로써, 실제로 사용되는 촬상 수단의 종류가 상이한 경우에도 적절하게 대응할 수 있어, 위색을 발생을 방지하거나, 혼색이 없는 R1, G1, B1의 3원색 신호로 변환할 수 있다.

이 제1 매트릭스 회로(72)에 의해 생성된 R1, G1, B1의 색 신호는 제1 실시예에 있어서의 필터 회로(36)에 대응하는 필터 회로(36B)를 경유하여 화이트 밸런스 회로(86)에 출력된다.

제1 실시예에서는, 필터 회로(36)에는 면 순차로 R, G, B의 신호가 입력되는 구성이었으므로, 도4에 도시한 바와 같이 셀렉터(51)를 이용하고 있었으나, 본 실시예에서는 R1, G1, B1의 색 신호가 동시에 입력되는 구성이므로, 도4의 셀렉터(51)를 불필요로 하고 있다.

그리고, R1 신호는 필터 회로(36B)를 통과하여 화이트 밸런스 회로(86)에 입력된다. 또한, G1 신호 및 B1 신호는 각각 BPF(52) 및 HPF(53)를 경유하여, G1' 신호 및 B1' 신호로 되어 각각 화이트 밸런스 회로(86)에 입력된다.

본 실시예에 있어서는 이 필터 회로(36B)에 의해 실질적으로 제1 실시예와 동일한 신호 처리가 실시된다. 또한, 이 필터 회로(36B)를 통과시킨 R1 신호, G1' 신호 및 B1' 신호가 입력되는 화이트 밸런스 회로(86) 및 그 출력 신호가 입력되는 γ 회로(75)는 제어 회로(68)에 의해 제어된다.

화이트 밸런스 회로(86)는 입력되는 R1 신호, G1' 신호, B1' 신호에 대해 화이트 밸런스 조정을 행하여, 화이트 밸런스 조정된 R1 신호, G1' 신호, B1' 신호를 γ 회로(75)에 출력한다.

본 실시예에 있어서도, 촬상된 신호에 대해 γ 회로(75)에 의해 제1 실시예의 γ 보정 회로(41)와 기본적으로 동일한 콘트라스트 변환 처리를 실시한다. 즉, 제1 관찰 모드에서는 공통의 입출력 특성으로 γ 보정되지만, 제2 관찰 모드 시에는 R1, G1, B1마다 상이한 입출력 특성으로 γ 보정된다.

이 경우, 제1 실시예에서는 먼저 색 변환된 후에 γ 보정 회로(41)에서 γ 보정하고 있었던 것에 비해, 본 실시예에서는 γ 보정된 후, 후술하는 제2 매트릭스 회로(76)에 있어서 색 변환을 행하는 구성으로 변경되어 있다.

이로 인해, 본 실시예에서는, 제2 관찰 모드 시에는, R1, G1 신호에 대해서는 도7의 gamma1의 입출력 특성으로, 그리고 B1 신호에 대해서는 도7의 gamma2의 입출력 특성으로(이 경우에는 동시에) γ 보정하도록 하고 있다.

이와 같이 본 실시예에 있어서의 γ 회로(75)에 의해, 제2 관찰 모드 시에는 제1 관찰 모드 시보다도 γ 보정의 특성을 강조한 γ 특성으로 변경되어 콘트라스트 변환 처리가 실시되고, 이에 의해 콘트라스트가 강조되어 보다 식별하기 쉬운 표시가 된다.

γ 회로(75)에 의해 γ 보정된 R2, G2, B2의 색 신호는 제2 매트릭스 회로(76)에 의해 휘도 신호(Y)와, 색차 신호(R-Y, B-Y)로 변환된다.

이 경우, 제어 회로(68)는, 제1 관찰 모드 시에는 R2, G2, B2 신호로부터 휘도 신호(Y)와, 색차 신호(R-Y, B-Y)로 단순히 변환하도록 제2 매트릭스 회로(76)의 매트릭스 계수를 설정한다.

또한, 제어 회로(68)는, 제2 관찰 모드 시에는 제2 매트릭스 회로(76)의 매트릭스 계수를 제1 실시예의 색 변환 회로(38)에 의한 색 변환, 즉 색 조정 수단의 기능도 겸하는 매트릭스 계수로 변경한다.

제2 매트릭스 회로(76)에 의해 출력되는 휘도 신호(Yn)는 셀렉터(67)에 입력된다. 이 셀렉터(67)는 제어 회로(68)에 의해 절환이 제어된다. 즉, 제1 관찰 모드 시에는 휘도 신호(Yh)가 선택되고, 제2 관찰 모드 시에는 휘도 신호(Yn)가 선택된다.

제2 매트릭스 회로(76)로부터 출력되는 색차 신호(R-Y, B-Y)는 셀렉터(67)를 통과한 휘도 신호[Yh 또는 Yn(Yh/Yn으로 표기)]와 함께 확대 회로(77)에 입력된다.

이 확대 회로(77)에 의해 확대 처리된 휘도 신호(Yh/Yn)는 강조 회로(78)에 의해 윤곽 강조된 후, 제3 매트릭스 회로(79)에 입력된다. 또한, 확대 회로(77)에 의해 확대 처리된 색차 신호(R-Y, B-Y)는 강조 회로(78)를 통과시키지 않고 제3 매트릭스 회로(79)에 입력된다.

그리고, 휘도 신호(Yh/Yn), 색차 신호(R-Y) 및 색차 신호(B-Y)는 제3 매트릭스 회로(79)에 의해 R, G, B의 3원색 신호로 변환된 후, 또한 D/A 변환 회로(80)에 의해 아날로그의 3원색 신호로 변환되어 영상 신호 출력 단부로부터 모니터(5)로 출력된다.

또한, 강조 회로(78)에 의한 윤곽 강조도 CCD(25) 및 색 분리 필터(60) 등의 종류에 따라서 그 강조 특성(강조 대역을 중저대역으로 할지, 중고대역으로 할지) 등을 변경해도 된다.

이와 같은 구성에 의한 본 실시예는 기본적으로 제1 실시예의 면 순차에 의해 촬상된 신호에 대해 공간 주파수 성분으로 CCD(25)에서 촬상된 신호를 분리하는 것을 동시식의 경우에 적용한 작용이 된다.

즉, 제1 실시예에서는 면 순차로 촬상되어 순차 입력되는 R, G, B의 신호에 대해 필터 회로(36)에 의해 공간 주파수 성분으로 분리 등의 처리를 행하고 있었으나, 본 실시예에서는 동시에 입력되는 R, G, B의 신호에 대해 필터 회로(36B)에 의해 공간 주파수 성분으로 분리 등의 처리를 행하고 있다.

따라서, 본 실시예에 따르면, 동시식인 경우에 있어서도 순차식인 경우의 제 1 실시예와 대략 동일한 효과를 갖는다.

즉, 통상 관찰 시와 동일한 조명 상태에 있어서, 협대역광 하에서 촬상한 경우와 유사한 생체 점막의 표층측의 촘촘한 점막 구조와 심층측의 성긴 점막 구조를 식별하기 쉬운 화상으로서 관찰할 수 있다.

또한, 상술한 제1 및 제2 실시예에 있어서는 필터 회로(36, 36B)에 의해 주파수로 분리하는 동시에, 생체 점막의 반사 특성(흡광 특성)을 고려하여 콘트라스트 변환 처리도 행하도록 하고 있으나, 본 발명은 단순히 생체의 구조에 있어서의 분리하고자 하는 공간 주파수로 분리(추출)하는 것도 포함한다.

예를 들어, 표층측의 촘촘한 점막 구조와 성긴 점막 구조에 각각 대응하는 양 공간 주파수 성분 사이의 공간 주파수를 컷오프 주파수로 한 HPF 혹은 LPF 등을 이용하여 양 점막 구조의 적어도 한쪽의 점막 구조에 대응하는 생체 신호로 분리하는 것을 포함한다.

(제3 실시예)

다음에, 도11 내지 도13을 참조하여 본 발명의 제3 실시예를 설명한다. 도11은 본 발명의 제3 실시예에 있어서의 분리 수단으로서의 웨이블렛 변환부(36C)를 도시한다. 본 실시예의 내시경 장치는, 예를 들어 도10의 내시경 장치(1B)에 있어서, 필터 회로(36B) 대신에, 도11에 도시하는 웨이블렛 변환부(36C)를 이용한 구성이다.

도11에 도시한 바와 같이, 이 웨이블렛 변환부(36C)는 도10에 도시하는 G1 신호와 B1 신호에 대해 2차원의 이산 웨이블렛 변환을 행하는 웨이블렛 변환 회로 (이하, DWT로 약기)(81)와, 이 DWT(81)로부터 출력되는 웨이블렛 변환 계수에 소정의 가중 처리를 행하는 계수 변환 회로(82)와, 이 계수 변환 회로(82)의 출력에 대해 2차원의 역이산 웨이블렛 변환을 행하는 역웨이블렛 변환 회로(IDWT로 약기)(83)로 이루어진다.

또한, R 신호는 웨이블렛 변환부(36C)를 통과하여 제1 매트릭스 회로(72)에 입력된다.

DWT(81)에서는 Haar 기저를 이용하여 2차원의 이산 웨이블렛 변환을 행한다. 이 2차원의 이산 웨이블렛 변환은 수평 방향과 수직 방향에 각각 적용하는 2개의 1차원 필터로 이루어지는 분리형 2차원 필터를 이용하는 것으로, 이미 알려져 있으므로 그 설명을 생략한다.

도12는 DWT(81)에 의한 2차원의 이산 웨이블렛 변환에 있어서, 분해 레벨(2)의 변환 계수군의 구성예이다. 여기서, 이산 웨이블렛 변환에 의해 서브 밴드로 분할된 변환 계수(화상 성분)를 HH1, LH1, HL1, HH2, LH2, HL2, LL2로 나타내고 있다.

여기서, 예를 들어 HH1은 수평, 수직 방향 모두 고역 통과 필터를 적용하여 얻어지는 화상 성분을 나타내고, HHx의 x는 원화상에 대한 분해 레벨을 나타낸다. 또한, LH, HL, LL은 각각 수평 방향에 저역 통과형 필터, 수직 방향에 고역 통과형 필터를 적용한 화상 성분, 수평 방향에 고역 통과형 필터, 수직 방향에 저역 통과형 필터를 적용한 화상 성분, 수평 방향에 저역 통과형 필터, 수직 방향에 저역 통과형 필터를 적용한 화상 성분을 나타낸다. 또한, LL2, HL2, LH2, LL2는 LL1을 서 브 밴드로 분해함으로써 도출된다. 또한, 분해 레벨(1)의 경우에는, 분해 전의 화상은 4개의 변환 계수 HH1, LH1, HL1, LL1로 분해되게 된다.

DWT(81)는 입력되는(원신호의) G 신호에 대한 분해 레벨을 B 신호보다도 적게 하고, 예를 들어 분해 레벨을 1로 하여 HH1, LH1, HL1, LL1로 분해한다. 한편, 입력되는 B 신호에 대해서는 G 신호의 경우보다도 분해 레벨을 올리고, 예를 들어 분해 레벨 4로 하여 HH1, LH1, HL1, HH2, LH2, HL2, HH3, LH3, HL3, HH4, LH4, HL4, LL4로 분해한다.

이와 같이 하여 DWT(81)에 의해 생성된 변환 계수는 계수 변환 회로(82)에 입력된다.

이 계수 변환 회로(82)에 있어서의 가중은, G 신호에 대해서는 HH1, LH1, HL1의 변환 계수가 보다 작아지도록 가중 계수가 승산된다.

예를 들어, 가중 계수로서 일률적으로 0이 설정된다. 이에 의해, 수평 방향, 수직 방향, 대각 방향의 고주파 성분을 억제할 수 있다. 또한, LL1에는 가중 계수 1로서 1이 승산된다.

한편, B 신호에 대해서는 HH2, LH2, HL2, HH3, LH3, HL3, HH4, LH4, HL4의 변환 계수가 보다 작아지도록 가중 계수가 승산된다. 예를 들어, 가중 계수는 일률적으로 0이 된다. 이에 의해, 중저역의 주파수 성분을 억제한다. 또한, HH1, LH1, HL1 및 LL4에는 가중 계수 1이 승산된다.

이와 같이 하여, 계수 변환 회로(82)에 의해 가중 처리되어 출력되는 계수는 IDWT(83)에 입력되어 2차원의 역이산 웨이블렛 변환이 행해진다.

이 경우, G 신호에 대해서는 가중 처리된 후의 HH1, LH1, HL1과, LL1을 이용하여 역이산 웨이블렛 변환이 행해진다. 그 결과, 합성되는 화상 신호(G 신호)에는 촘촘한 점막 구조 정보가 억제된다.

한편, B 신호에 대해서는 가중 후의 HH2, LH2, HL2, HH3, LH3, HL3, HH4, LH4, HL4와, HH1, LH1, HL1 및 LL4를 이용하여 역이산 웨이블렛 변환이 행해진다. 그 결과, 합성되는 화상 신호(B 신호)에는 주로 촘촘한 점막 정보가 재현된다.

이와 같이 처리된 R. G. B의 신호는, 도10에 도시하는 γ 회로(75)에 입력되어 제2 실시예에서 설명한 바와 같이 동일한 처리가 행해진다.

본 실시예에 따르면, 분리형의 2차원 필터를 이용함으로써, 보다 화질이 양호한 상태의 점막 구조를 재현하는 화상을 얻을 수 있다. 그 밖에, 제2 실시예와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 또한, 상기한 설명에 있어서는, 가중을 행하지 않은 경우의 가중 계수로서 1을 이용하였으나, 1 이상의 가중 계수를 설정하여 콘트라스트를 증강하도록 해도 된다. 즉, G 신호의 경우, LL1에 1 이상의 가중 계수를 승산하여, 중저역 성분으로 이루어지는 화상 성분의 콘트라스트를 증강하고, 또한 B 신호에 대해서는 HH1, LH1, HL1에 1 이상의 가중 계수를 승산하여 촘촘한 점막 정보의 콘트라스트를 증강하도록 해도 된다.

(변형예)

도13은 변형예에 있어서의 웨이블렛 변환부(36D)를 도시한다. 이 웨이블렛 변환부(36D)는 도11의 웨이블렛 변환부(36C)에 있어서, B 신호의 밝기 평균치를 산출하는 밝기 평균 화상 생성 회로(84)와, 밝기 평균 화상 생성 회로(84)의 출력 신 호와 IDWT(83)로부터 출력되는 B 신호를 가산하는 가산기(85)를 설치한 것이다.

그리고, 도11의 구성의 경우와 마찬가지로, R 신호는 이 웨이블렛 변환부(36D)를 통과하여 γ 회로(75)에 출력되고, G 신호와 B 신호는 DWT(81), 계수 변환 회로(82) 및 IDWT(83)로 차례로 입력된다. 또한, B 신호는 밝기 평균 화상 생성 회로(84)에 입력되고, 이 밝기 평균 화상 생성 회로(84)의 출력 신호와 IDWT(83)의 출력 신호가 가산되어 γ 회로(75)에 출력된다.

이 변형예에 있어서는, DWT(81)에서는 G 신호 및 B 신호 모두 동일한 분해 레벨, 예를 들어 분해 레벨(1)의 서브 밴드로 분해되도록 하고 있다.

계수 변환 회로(82)는, G 신호에 대해서는 HH1, LH1, HL1의 변환 계수가 보다 작아지도록 가중 계수를 승산하고(예를 들어, 일률적으로 0의 가중 계수를 승산함), LL1에는 1을 승산한다.

한편, 계수 변환 회로(82)는, B 신호에 있어서의 LL1의 계수에는 가중 계수 제로를 승산하고, HH1, LH1, HL1의 계수에는 1을 승산한다.

이 계수 변환 회로(82)에 가중 처리된 계수는 IDWT(83)에 있어서, 2차원의 역이산 웨이블렛 변환된다. B 신호는 가중 후의 LL1과 HH1, LH1, HL1을 기초로 합성 화상을 생성한다. G 신호도 가중 후의 LL1과 HH1, LH1, HL1을 기초로 합성 화상을 생성한다.

또한, 밝기 평균 화상 생성 회로(84)는 B 신호의 밝기 평균을 산출하고, 전체 화소에 대해 이 밝기 평균의 화소값의 화상 신호를 출력한다. 이 밝기 평균 화상 생성 회로(84)로부터 출력되는 화상 신호는 가산기(85)에 입력되고, IDWT(83)로 부터 출력되는 B 신호와 가산된 B2 신호가 이 웨이블렛 변환부(36D)로부터 출력된다.

본 변형예에서는 분해 레벨을 G, B 신호로 공통으로 함으로써 구성을 간략화하는 동시에, 밝기 평균 화상 생성 수단을 형성함으로써 B 신호에 있어서의 저역 성분을 더욱 억제한 화상 신호를 간편하게 생성하는 것이 가능해진다. 그 밖에, 제3 실시예와 동일한 효과를 갖는다.

또한, 제3 실시예 및 그 변형예로서, 제2 실시예의 경우에 적용한 경우로 설명하였으나, 면 순차 방식에도 마찬가지로 적용할 수 있다.

상술한 각 실시예 등에 있어서, 생체 관찰 장치를 신호 처리 수단으로서의 기능을 갖는 비디오 프로세서(4 혹은 4B)만으로 구성해도 된다.

또한, 상술한 각 실시예 등에 있어서는, 광원 장치(3 혹은 3B)에서 발생한 광대역의 조명광을 라이트 가이드(9)에 의해 전송하고, 이 라이트 가이드(9)의 선단부면으로부터 조명 렌즈(23)를 통해 전송한 조명광을 생체 점막 등에 조사하는 구성으로 하고 있었다.

본 발명은 이 구성으로 한정되는 것이 아니라, 예를 들어 전자 내시경(2 혹은 2B)의 선단부(22)에 발광 다이오드(LED로 약기) 등의 발광 소자를 배치하여 조명 수단을 형성하고, 이 발광 소자로부터 혹은 조명 렌즈(23)를 통해 생체 점막 등의 피사체를 조명하는 구성으로 해도 된다.

또한, 상술한 각 실시예 등을 부분적으로 조합하는 것 등으로 인하여 구성되는 실시예 등도 본 발명에 속한다.

또한, 본 발명은 상술한 각 실시 형태로 한정되는 것이 아니라, 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 다양한 변경이나 응용이 가능한 것은 물론이다.

본 출원은 2006년 3월 3일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2006-058711호를 우선권 주장의 기초로서 출원하는 것이고, 상기한 개시 내용은 본원 명세서, 청구 범위, 도면에 인용된 것으로 한다.

Claims (8)

1. 생체에 조사되는 광대역의 조명광을 기초로 촬상을 행하는 촬상 소자의 출력 신호에 대해 신호 처리를 행하고, 생성한 화상 신호를 표시 장치측으로 출력 가능하게 하는 신호 처리 수단을 구비하는 생체 관찰 장치에 있어서,

   상기 신호 처리 수단은 상기 출력 신호에 대해 상기 생체의 구조에 대응한 공간 주파수 성분으로 분리하는 분리 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 생체 관찰 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 분리 수단은 상기 생체에 있어서의 촘촘한 점막 구조 및 성긴 점막 구조 중 적어도 한쪽을 반영한 신호로 분리하는 것을 특징으로 하는 생체 관찰 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 신호 처리 수단은 상기 분리 수단으로부터 출력되는 분리 수단 출력 신호에 대해, 색조를 조정하는 색 조정 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 생체 관찰 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 신호 처리 수단은 상기 분리 수단으로부터 출력되는 분리 수단 출력 신호에 대해, 콘트라스트 변환 처리를 실시하는 콘트라스트 변환 처리 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 생체 관찰 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리 수단은 상기 출력 신호에 대해, 상기 생체의 구조에 대응한 주파수 통과 특성이 상이한 필터를 이용하여 구성되는 생체 관찰 장치.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리 수단은 상기 출력 신호에 대해, 웨이블렛 변환 수단에 의해 구성되는 생체 관찰 장치.
7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리 수단은 상기 출력 신호로서 출력되는 녹색 신호가 갖는 대역 중, 저역부 및 중역부의 진폭을 증강하고, 또한 고역부의 진폭을 억압하는 주파수 특성으로서 설정된 밴드 패스 필터를 갖는 것을 특징으로 하는 생체 관찰 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 분리 수단은 상기 출력 신호로서 출력되는 청색 신호가 갖는 대역 중, 고역부의 진폭을 증강하는 주파수 특성으로서 설정된 고역 통과 필터를 갖는 것을 특징으로 하는 생체 관찰 장치.

Images