WO2012017735A1 - 内視鏡システム - Google Patents

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Definitions

  • the video signal from the CDS circuit unit 13 is transmitted to the frequency correction unit 16 of the in-scope substrate 15 via the cable 14 wired to the endoscope 10.
  • a frequency correction unit 16 as an in-scope correction circuit performs frequency correction processing on the input video signal and then outputs the processed video signal to an AD converter (ADC) 17.
  • ADC 17 converts the input analog video signal into a digital signal and outputs it.
  • Fluorescence observation uses a high-sensitivity image sensor, so pixel defects called white scratches may appear in the observation image.
  • white scratches As a method of correcting white scratches, it is determined whether or not the target pixel is white scratches by comparing the target pixel and the luminance signal average value of the surrounding pixels. If white scratches are determined, the average value of the peripheral pixels is determined. There is a way to replace it. However, this method has a problem that the resolution is deteriorated. Therefore, the white defect correction circuit 23 detects a white defect pixel by using a pixel value having the second largest value in the peripheral pixels of the target pixel.
  • the process proceeds to step S7 and corrects the target pixel A with the second value. Further, when the white defect correction circuit 23 determines that the pixel of interest A is black peak noise, the process proceeds to step S8 to correct the pixel of interest A with the minimum value of the peripheral pixels. If the white defect correction circuit 23 determines that the target pixel A is a normal pixel, the process proceeds to step S9 and the target pixel A is output as it is.
  • the white defect correction circuit 23 may be configured in consideration of black peak pixels. If all the eight results obtained by the difference calculation of “target pixel-peripheral pixel” are smaller than 0, the target pixel can be detected as a black peak pixel. In this case, the black peak pixel can be corrected by replacing the target pixel with the second value.
  • the NR 26 holds a plurality of types of noise reduction parameters in advance, and the control unit 40 can determine the noise reduction intensity by specifying the noise reduction parameters to be used. For example, the control unit 40 divides the gain value into n (for example, 8) stages, and designates one of the n (for example, 8) stage noise reduction parameters, so that the noise reduction intensity can be set according to the gain value. Is possible.
  • control unit 40 may change the noise reduction intensity according to the type of light source.
  • the illumination light of the light source changes according to each mode such as a normal light observation mode, a fluorescence observation mode, a narrow band observation mode, and an infrared observation mode. Therefore, the control unit 40 changes the noise reduction intensity according to the observation mode.
  • the video processor 20 can display a picture-in-picture display of an external input input via an external input terminal (not shown).
  • the control unit 40 may change the noise reduction intensity with respect to the externally input video signal.
  • the endoscope 10 and the video processor 20 are connected, and the endoscope 10 and the video processor 20 are turned on.
  • the CCD driving unit 18 of the endoscope 10 drives the CCD of the imaging unit 12 and images the subject.
  • the video signal from the imaging unit 12 is subjected to CDS processing in the CDS circuit unit 13, and then supplied to the frequency correction unit 16 configured on the in-scope substrate 15 through the cable 14.
  • the frequency correction unit 16 performs frequency correction for high-frequency emphasis on the attenuation by the cable 14. Note that the frequency correction unit 16 cannot perform sufficient frequency correction, but it can prevent the resolution from being deteriorated and can efficiently perform the frequency correction processing in the video processor 20.
  • the video signal from the frequency correction unit 16 is converted into a digital signal by the ADC 17 and then output to the video processor 20.
  • the optimum frequency correction is performed by the frequency correction unit 28, and a video signal in which the contour is emphasized and the deterioration of the resolution is suppressed is supplied to the DAC 29.
  • the DAC 29 returns the input video signal to an analog signal and then outputs it to the monitor 41. In this way, on the display screen of the monitor 41, a captured image based on the video signal optimized by performing various corrections in the video processor 20 in consideration of various correction processes in the endoscope 10 is displayed.
  • the correction amount acquisition unit reads correction information for performing correction in cooperation with the correction process of the in-scope correction circuit from the memory in the video processor.
  • control unit 40 When information for determining the type of endoscope is provided from the endoscope, the control unit 40 is correction information for each type of endoscope stored in the memory 38, and Correction information for performing correction processing by the video processor 120 alone is read out and supplied to each correction circuit.

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Abstract

　内視鏡システムは、被検体の光学像を撮像する撮像部によって得た内視鏡画像に基づく映像信号を出力する内視鏡と、内視鏡が着脱自在に接続されて、内視鏡からの映像信号に対して映像信号処理を行うビデオプロセッサとを具備する内視鏡システムであって、ビデオプロセッサは、内視鏡が映像信号の周波数補正を行う第１の周波数補正部を有する場合に第１の周波数補正部において用いられた第１の周波数補正情報が入力され、第１の周波数補正情報に基づいて第１の周波数補正部の周波数補正処理と協調して周波数補正を行うための第２の周波数補正情報を取得する補正量取得部と、内視鏡からの映像信号に対して第２の周波数補正情報を用いて周波数補正を行う第２の周波数補正部と、を具備する。

Description

内視鏡システム
　本発明は、撮像部からの内視鏡画像を処理する内視鏡システムに関する。
　近年、内視鏡（以下、スコープともいう）は医療分野における診断や処置具を用いた治療等に広く用いられるようになった。電荷結合素子（ＣＣＤ）等の撮像素子を内視鏡先端に設け、ＣＣＤを用いて撮像した観察像をビデオプロセッサによってテレビモニタに映出する電子内視鏡装置が普及している。
　ビデオプロセッサは、スコープからの映像信号に対して、種々の映像信号処理を施して、モニタに出力する。例えば、ビデオプロセッサにおいては、輪郭強調処理等の補正処理が行われる。
　ところで、内視鏡システムにおいては、スコープに、挿入部先端に設けられた撮像素子から読み出される映像信号に対する補正処理を行うための補正回路（以下、スコープ内補正回路ともいう）が集積回路として設けられているものがある。撮像素子からの映像信号はスコープ内補正回路において補正処理された後、ビデオプロセッサに出力される。
　ところで、撮像素子の出力をＣＤＳ（相関二重サンプリング）処理するＣＤＳ回路が内蔵されたスコープも開発されている（日本国特開２００８－８０００７号公報参照）。このようなスコープにおいては、ＣＤＳ処理後の映像信号は、スコープ内のケーブル伝送特性の影響を大きく受け、画像高域成分の減衰が大きくなってしまう。そこで、ＣＤＳ回路の出力をスコープ内補正回路によって補正処理した後、ビデオプロセッサに出力するようになっている。
　ところが、上述したように、ビデオプロセッサにおいても輪郭強調等の補正処理を行っており、スコープ内補正回路による補正処理の影響を受けて、ビデオプロセッサにおける補正処理によって映像信号が劣化してしまうことがあるという問題点があった。
　本発明は、プロセッサ内補正回路においてスコープ内補正回路の補正処理と協調した補正処理を行うことにより、画質を向上させることができる内視鏡システムを提供することを目的とする。
　本発明の一態様に係る内視鏡システムは、被検体の光学像を撮像する撮像部によって得た内視鏡画像に基づく映像信号を出力する内視鏡と、前記内視鏡が着脱自在に接続されて、前記内視鏡からの映像信号に対して映像信号処理を行うビデオプロセッサとを具備する内視鏡システムであって、前記ビデオプロセッサは、前記内視鏡が前記映像信号の周波数補正を行う第１の周波数補正部を有する場合に前記第１の周波数補正部において用いられた第１の周波数補正情報が入力され、前記第１の周波数補正情報に基づいて前記第１の周波数補正部の周波数補正処理と協調して周波数補正を行うための第２の周波数補正情報を取得する補正量取得部と、前記内視鏡からの映像信号に対して前記第２の周波数補正情報を用いて周波数補正を行う第２の周波数補正部と、を具備する。
図１は本発明の第１の実施の形態に係る内視鏡システムを示すブロック図である。 図２は図１中のスコープ内基板１５の周波数補正部１６の具体的な構成を示す回路図である。 図３は周波数補正部１６の作用を説明するための波形図である。 図４は白キズ補正回路２３の動作を説明するための説明図である。 図５は白キズ補正回路２３の動作フローを示すフローチャートである。 図６は横軸に時間をとり縦軸に制御量をとって過渡応答特性を示すグラフである。 図７は本発明の第２の実施の形態を示すブロック図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
　図１は本発明の第１の実施の形態に係る内視鏡システムを示すブロック図である。また、図２は図１中のスコープ内基板１５の周波数補正部１６の具体的な構成を示す回路図である。また、図３は周波数補正部１６の作用を説明するための波形図である。なお、図１中において太線は、映像信号の流れを示している。
　図１に示す内視鏡システムは、内視鏡１０とビデオプロセッサ２０とによって構成される。内視鏡１０には、挿入部１１の先端に撮像部１２が設けられている。撮像部１２は、被写体からの光学像を光電変換して、被写体の映像信号をＣＤＳ回路部１３に出力する。ＣＤＳ回路部１３は、撮像部１２から出力される映像信号に対してＣＤＳ（相関二重サンプリング）処理を施す。
　ＣＤＳ回路部１３からの映像信号は、内視鏡１０に配線されたケーブル１４を介してスコープ内基板１５の周波数補正部１６に伝達される。スコープ内補正回路としての周波数補正部１６は、入力された映像信号を周波数補正処理した後、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）１７に出力する。ＡＤＣ１７は、入力されたアナログ映像信号をデジタル信号に変換して出力する。
　図２において、周波数補正部１６は、オペアンプ４３によって構成されている。ＣＤＳ回路部１３からの映像信号は終端抵抗Ｒ１及びバッファ４２を介してオペアンプ４３の正相入力端に供給される。オペアンプ４３の出力端は抵抗Ｒ４を介して逆相入力端に接続される。オペアンプ４３の逆相入力端は、コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ３によって構成される高域補正制御部４４を介して基準電位点に接続され、高域補正制御部４４には抵抗Ｒ２が並列接続されている。
　このように構成された周波数補正部１６によれば、終端抵抗Ｒ１の抵抗値の調整及び高域補正制御部４４によって、ゲインの制御及び高域強調が可能である。図３の左側は、ＣＤＳ回路部１３からのＣＤＳ出力波形を示している。ＣＤＳ出力は各画素に対応したパルス状の波形を有し、パルスの振幅は各画素のレベルに対応する。
　図３の例では、同様の画素レベルのＣＤＳ出力の例を示している。このＣＤＳ出力は、ケーブル１４の伝送時において、ケーブルの伝送損失に応じて減衰する。図３の中央はケーブル１４による伝送後の波形を示しており、図３の例では、ケーブル１４によって、特にＣＤＳ出力の高域成分が減衰したことを示している。ケーブル１４によって伝送されたＣＤＳ出力は周波数補正部１６の終端抵抗Ｒ１の調整及び高域補正によって、図３の右側に示す波形となる。図３に示すように、ＣＤＳ出力はレベルが高くなると共に、高域特性が若干改善されている。
　なお、図３に示すように、周波数補正部１６では十分な周波数補正を行うことができるとは限らない。周波数補正部１６は、ビデオプロセッサ２０において十分な周波数補正処理が行えるように、解像度の劣化を抑制するための周波数補正を行う。このような周波数補正部１６の出力がＡＤＣ１７によってデジタル信号に変換された後、ビデオプロセッサ２０に供給される。
　また、スコープ内基板１５には、ＣＣＤ駆動部１８が設けられている。ＣＣＤ駆動部１８は、ビデオプロセッサ２０からの制御信号に基づいて、撮像部１２を構成するＣＣＤを駆動するようになっている。なお、撮像部１２をＣＣＤ以外の撮像素子によって構成してもよい。
　本実施の形態においては、スコープ内基板１５には、メモリ１９が設けられている。メモリ１９は、内視鏡１０に関するスコープ情報を記憶する。スコープ情報としては、内視鏡１０の種類やケーブル１４のケーブル長やケーブル伝送特性の情報、撮像部１２に関する情報等がある。例えば、スコープ情報には、撮像部１２を構成するＣＣＤ等の撮像素子の感度のバラツキ関する情報や各画素の感度バラツキ補正するための補正値等の情報も含まれる。更に、スコープ情報には、撮像部１２としてゲインを調整可能な撮像素子を用いる場合には、そのゲイン値の情報も含まれる。ビデオプロセッサ２０は、メモリ１９に記憶されたスコープ情報を読み出して取得することができるようになっている。
　なお、本実施の形態においては、スコープ情報をメモリ１９に記憶させる例について説明するが、スコープ情報に対応した抵抗値を有する１つ以上の抵抗を内視鏡１０に設け、ビデオプロセッサ２０が抵抗値を読み出すことでスコープ情報を取得するようにしてもよい。
　ビデオプロセッサ２０はＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）３９及びＤＡＣ２９によって構成されている。ビデオプロセッサ２０内の映像入力部２１は、内視鏡１０からの映像信号を取り込んでＡＧＣ回路２２及び検波部３２に出力する。ＡＧＣ回路２２は後述するＡＧＣ用フィルタ３３の出力によってゲインが制御されて、入力された映像信号を増幅してプロセッサ内補正回路の１つである白キズ補正回路２３に出力する。
　蛍光観察では高感度撮像素子を用いることから、白キズと呼ばれる画素欠陥が観察画像に現れることがある。白キズを補正する方法として、注目画素とその周辺画素の輝度信号平均値との比較によって注目画素が白キズであるか否かを判定し、白キズと判定した場合には周辺画素の平均値で置き換える方法がある。しかし、この方法では解像度が劣化するという問題がある。そこで、白キズ補正回路２３は、注目画素の周辺画素の２番目に値が大きい画素値を用いることで白キズ画素を検出する。
　図４は白キズ補正回路２３の動作を説明するための説明図であり、図５は白キズ補正回路２３の動作フローを示すフローチャートである。
　白キズ補正回路２３は、図４の中央の注目画素Ａとその周辺画素Ｂ～Ｉを用いて白キズの補正を行う。白キズ補正回路２３は、３×３画素の周辺画素Ｂ～Ｉの各画素値のうち２番目に大きい値（以下、２番値という）の画素を検出する。例えば、値が同じものを含む場合で示すと、周辺画素Ｂ～Ｉの８つの画素値が大きい方から順番に（7、7、6、5、4、3、2、1）（以下、例１）であったとすると、２番値は、'６'ではなく、'７'となる。
　白キズ補正回路２３は、図５のステップＳ１において、「注目画素－周辺画素」の演算によって、注目画素Ａと周辺の各画素Ｂ～Ｉとの差分を夫々求める。次に、ステップＳ２において、白キズ補正回路２３は、得られた８つの差分値について０よりも大きい個数が７以上であるか否かを判定する。上述の例１の場合、注目画素Ａの画素値が８以上であれば、白キズ補正回路２３はステップＳ４に処理を移行して注目画素Ａを白キズ画素と判定する。
　７つ以上という条件は、３×３画素領域内に２個白キズが存在している撮像素子も補正対象とすることを可能とする。
　０よりも大きい差分値が７つ以上ない場合には、白キズ補正回路２３は次のステップＳ３において差分値の全てが０よりも小さいか否かを判定する。上述の例１の場合、注目画素Ａの画素値が０であれば、白キズ補正回路２３はステップＳ５に処理を移行して注目画素Ａを黒ピークノイズと判定する。また、上述の例１の場合、注目画素Ａの画素値が１以上であれば、白キズ補正回路２３はステップＳ６に処理を移行して注目画素Ａを通常画素と判定する。
　白キズ補正回路２３は、注目画素Ａを白キズ画素と判定した場合には、処理をステップＳ７に移行して注目画素Ａを２番値で補正する。また、白キズ補正回路２３は、注目画素Ａを黒ピークノイズと判定した場合には、処理をステップＳ８に移行して注目画素Ａを周辺画素の最小値で補正する。また、白キズ補正回路２３は、注目画素Ａを通常画素と判定した場合には、処理をステップＳ９に移行して注目画素Ａをそのまま出力する。
　このように、白キズ補正回路２３を用いた場合には、白キズ画素を確実に検出して、2番値で置き換えることで、白キズを補正することができる。
　なお、白キズ補正回路２３は、黒ピーク画素にも配慮した構成としてもよい。「注目画素－周辺画素」の差分演算によって得られる８つの結果全てが、０よりも小さい結果であれば、注目画素を黒ピーク画素として検出することができる。この場合には、注目画素を、２番値で置き換えることで、黒ピーク画素の補正も可能である。
　白キズ補正回路２３によって白キズが補正された映像信号は、プロセッサ内補正回路の１つであるゲイン補正回路２４に与えられる。ゲイン補正回路２４には演算部２５及びノイズリダクション回路（ＮＲ）２６が設けられている。ゲイン補正回路２４は、制御部４０に制御されて、映像信号のゲインを補正する。
　制御部４０は、内視鏡１０内のメモリ１９からスコープ情報を読み出す。スコープ情報には、撮像部１２のＣＣＤのバラツキに対応したゲイン補正値が含まれており、制御部４０の補正量取得部３６はゲイン補正値を取得する。制御部４０はスコープ情報に含まれるゲイン補正値に基づいてゲイン補正回路２４を制御する。
　ゲイン補正回路２４の演算部２５は、例えば映像信号とゲイン補正値との乗算を行って、ＣＣＤの感度のバラツキを補正する。演算部２５の演算処理によって、内視鏡１０に設けられた撮像部１２の撮像素子の感度のバラツキを補正することが可能である。
　演算部２５の出力は、ノイズリダクション回路（ＮＲ）２６に与えられる。ＮＲ２６は、演算部２５からの映像信号のノイズを除去した後、映像処理部２７に出力する。演算部２５の演算によってノイズ成分も増幅される可能性があるが、ＮＲ２６を演算部の後段に配置していることから、増幅されたノイズ成分についても確実に除去可能である。
　また、ＮＲ２６は、演算部２５によって映像信号に乗算されるゲイン補正値に応じて、ノイズリダクション強度を変化させてもよい。例えば、ＮＲ２６は、ゲイン補正値が１よりも大きい場合には、ノイズリダクション強度を高くし、ゲイン補正値が１よりも小さい場合には、ノイズリダクション強度を低くする。
　また、本実施の形態においては、プロセッサ内補正回路として調光制御部３４も設けられている。調光制御部３４は、制御部４０に制御されて、調光用フィルタ３５を介して図示しない光源に調光制御信号を出力する。例えば、内視鏡１０の挿入部１１は、先端に光源からの光を被写体に照明する図示しない光学系を備えており、光源からの照明光量を変化させることで、撮像部１２からの映像信号のレベルを変化させることが可能である。そこで、ＣＣＤの感度バラツキに応じて、光源の照明光量を制御することで、感度バラツキの補正が可能である。
　調光制御部３４は、制御部４０からスコープ情報に含まれる感度補正値が与えられ、ＣＣＤの感度バラツキを補正するための調光制御信号と、ＣＣＤに対応した同期信号を、光源へ出力する。この調光制御信号が調光用フィルタ３５を介して光源に供給されることで、ＣＣＤの感度に応じて照明光量が制御される。これにより、ＣＣＤの感度バラツキの補正が可能である。また、調光制御部３４は、ビデオプロセッサ起動時に接続されているＣＣＤを検知するまでは、同期信号の出力を停止し、検知後は、検知したＣＣＤに対応した同期信号を出力する。その後は、スコープが抜去されＣＣＤが未接続になった場合も、スコープが抜去される前に出力されていたＣＣＤに対応した同期信号が出力される。調光制御部３４は、スコープ抜去後、新たなＣＣＤを検知した場合、新しいＣＣＤに対応した同期信号を出力する。
　また、ゲイン補正回路２４及び調光制御部３４は、内視鏡１０に記憶されたスコープ情報に基づいて、感度のバラツキを補正するだけでなく、ビデオプロセッサ２０に入力された映像信号に基づいて感度のバラツキを補正するようにしてもよい。
　検波部３２は映像入力部２１からの映像信号を検波し、映像信号の検波結果を制御部４０に出力している。オプティカルブラックに対応する期間（ＯＢ期間）の映像信号はノイズ成分である。制御部４０は、このＯＢ期間のノイズ信号を加算して、ＯＢ期間の信号レベルの平均値（以下、ＯＢ平均値という）を算出する。ＣＣＤの感度が高い場合にはＯＢ平均値は比較的高くなり、ＣＣＤの感度が低い場合にはＯＢ平均値は比較的低くなる。従って、ＯＢ平均値によってＣＣＤ感度のバラツキを検出することができる。即ち、制御部４０がＯＢ平均値に基づく補正値をゲイン補正回路２４及び調光制御部３４に与えることで、ゲイン補正回路２４及び調光制御部３４は、ＣＣＤの感度バラツキの補正が可能である。例えば、制御部４０は、所定値をＯＢ平均値で除算した値を補正値とすることができる。
　また、制御部４０は、感度バラツキの補正の目標値を決定するために、光源の照明光量を制御する。例えば、制御部４０は、検波部３２の出力に基づいて平均輝度を算出する。制御部４０は、所定の目標値に補正値を乗算して得た補正目標値と平均輝度とが近くなるように、調光制御部３４を制御して照明量を調整する。
　また、制御部４０は、補正目標値と平均輝度との差が所定の閾値を超えるまでは、演算部２５の演算動作を停止させておいてもよい。即ち、制御部４０は、感度のバラツキが比較的大きくなって、補正目標値が平均輝度から所定の閾値よりも大きくずれた場合に、演算部２５の演算動作を開始させて、感度のバラツキを抑制するようにしてもよい。
　ところで、ＮＲ２６によるノイズリダクション効果は、撮像部１２を構成するＣＣＤの種類、観察モード、ゲイン等によって変化する。そこで、制御部４０は、これらに応じてＮＲ２６のノイズリダクションを制御するようになっている。
　例えば、ゲイン値を変更可能な撮像素子によって撮像部１２が構成されている場合には、制御部４０の補正量取得部３６はスコープ情報から撮像素子のゲイン値の情報を抽出し、制御部４０はこのゲイン値に応じてＮＲ２６のノイズリダクションを制御する。制御部４０は、ゲイン値が高い程、ノイズリダクション強度を強くするようになっている。
　なお、図１の内視鏡１０のように、ビデオプロセッサ２０に接続されるスコープの撮像部が制御部４０の制御に応じて駆動される場合には、制御部４０において撮像素子のゲイン値は把握されている。従って、この場合には、制御部４０はスコープ情報を用いることなくゲイン値を取得して、ＮＲ２６を制御してもよい。
　例えば、ＮＲ２６は、予め複数種類のノイズリダクションパラメータを保持しており、制御部４０は、使用するノイズリダクションパラメータを指定することでノイズリダクション強度を決定することができる。例えば、制御部４０は、ゲイン値をｎ（例えば８）段階に分割し、ｎ（例えば８）段階のノイズリダクションパラメータのいずれかを指定することで、ゲイン値に応じたノイズリダクション強度の設定が可能である。
　例えば、ＮＲ２６が平滑化フィルタを有する構成である場合には、制御部４０は、平滑化フィルタの強度パラメータをゲイン値に応じて設定することで、ゲイン値に応じたノイズリダクション強度を得ることができる。
　また、制御部４０は、映像信号に含まれるノイズ量に応じてノイズリダクション強度を変化させてもよい。例えば、制御部４０は、検波部３２の出力によってＯＢ期間のノイズ量を求め、求めたノイズ量に応じてノイズリダクション強度を変化させる。この場合にも、制御部４０は、ノイズ量をｎ段階に分割し、ノイズリダクション強度をｎ段階で制御してもよい。
　更に、制御部４０は、ＣＣＤの種類に応じてノイズリダクション強度を変化させてもよい。例えば、制御部４０の補正量取得部３６は、ＣＣＤの解像度をスコープ情報によって取得し、制御部４０は解像度が高い程、ノイズリダクション強度を強くする。
　また、制御部４０は、光源の種類に応じてノイズリダクション強度を変化させてもよい。例えば、通常光観察モード、蛍光観察モード、狭帯域観察モード及び赤外観察モード等の各モードに応じて、光源の照明光が変化する。そこで、制御部４０は、観察モードに応じてノイズリダクション強度を変化させる。
　また、ビデオプロセッサ２０は図示しない外部入力端子を介して入力される外部入力を、ピクチャーインピクチャー表示させることも可能である。この場合において、制御部４０は、外部入力された映像信号に対してノイズリダクション強度を変化させるようにしてもよい。
　ビデオプロセッサ２０は入力された映像信号についての明るさ制御も行うようになっている。明るさ制御としては、ＡＧＣ回路２２によるゲイン制御、調光制御部３４による調光制御及び電子シャッタ制御部３０による電子シャッタ制御が考えられる。
　検波部３２の検波結果は、ＡＧＣ制御信号としてＡＧＣ用フィルタ３３を介してＡＧＣ回路２２に供給されている。ＡＧＣ回路２２は、ＡＧＣ制御信号によって平均輝度レベルが所定のレベルとなるように、入力された映像信号のゲインを制御する。制御部４０は、検波部３２を制御して、明るさの目標値を設定するようになっている。
　また、上述したように、調光制御部３４は、制御部４０に制御されて、光源を調光制御する。制御部４０は、調光制御部３４の調光制御による明るさの目標値を設定することができる。
　電子シャッタ制御部３０は、制御部４０に制御されて、電子シャッタの開閉を制御する電子シャッタ制御信号を生成する。電子シャッタ制御信号は、電子シャッタ用フィルタ３１を介してＣＣＤ駆動部１８に与えられる。電子シャッタ制御信号によって、撮像部１２の電子シャッタの開閉が制御される。制御部４０は、電子シャッタ制御による明るさの目標値を電子シャッタ制御部３０に設定することができる。
　本実施の形態においては、検波部３２からのＡＧＣ制御信号、調光制御部３４からの調光制御信号及び電子シャッタ制御部３０からの電子シャッタ制御信号は、夫々ＡＧＣ用フィルタ３３，調光用フィルタ３５及び電子シャッタ用フィルタ３１を介してＡＧＣ回路２２、光源、及びＣＣＤ駆動部１８に供給されている。
　従って、フィルタ３３，３５，３１のフィルタ係数を適宜設定することにより、過渡応答の時定数を調節することができる。即ち、フィルタ３３，３５，３１によって、ＡＧＣ制御、調光制御及び電子シャッタ制御の応答速度を制御することができるようになっている。なお、フィルタ３３，３５，３１のフィルタ係数は制御部４０によって変更可能に構成してもよい。
　図６は横軸に時間をとり縦軸に制御量をとって過渡応答特性を示すグラフである。図６の時定数Ｔ１～Ｔ３には、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３の関係がある。例えば、電子シャッタ用フィルタ３１による時定数をＴ１とし、調光用フィルタ３５による時定数をＴ２とし、ＡＧＣ用フィルタ３３による時定数をＴ３とする。
　この場合には、制御部４０による制御によって、先ず電子シャッタが制御されて明るさを変化させ、次に、光源が制御されて明るさを変化させ、最後にＡＧＣ回路２２が制御されて明るさを変化させる。また、この場合には、制御部４０は、例えば、電子シャッタによる明るさ制御の目標値を最も高くし、次に、光源による明るさ制御の目標値を高くし、ＡＧＣ回路２２による明るさ制御の目標値を最も低くする。
　また、図６の説明では、電子シャッタ制御の応答速度を最も早くし、調光制御、ＡＧＣ制御の順で応答速度を遅くする例を説明したが、調光制御の応答速度を最も早くし、電子シャッタ制御、ＡＧＣ制御の順で応答速度を遅くするようにしてもよい。また、この場合には、調光による明るさ制御の目標値を最も高くし、電子シャッタ制御、ＡＧＣ制御の順で明るさ制御の目標値を低くするようにしてもよい。
　ゲイン補正回路２４からの映像信号は映像処理部２７に供給される。映像処理部２７は、入力された映像信号に、γ補正処理及びホワイトバランス調整処理を施した後、周波数補正部２８に出力する。周波数補正部２８は、映像処理部２７からの映像信号に対して、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号毎で且つ各周波数帯域毎に周波数補正する。
　メモリ３８には、各スコープ種別毎に、プロセッサ内補正回路において用いる各種補正情報（補正値）が記憶されている。メモリ３８には、ビデオプロセッサ２０内において、スコープ内補正回路における補正を考慮した補正を行うための補正情報が記憶される。
　例えば、メモリ３８には、各スコープに対応して各周波数帯域毎で、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号毎の周波数補正情報が記憶されている。メモリ３８が記憶する周波数補正情報は、スコープ内補正回路である周波数補正部１６による周波数補正と協調して周波数補正を行うための周波数補正量を与えるものとなっている。
　上述したように、制御部４０は、内視鏡１０のメモリ１９からスコープ情報を読み出す。制御部４０の内視鏡検知部３７は、スコープ情報によって、ビデオプロセッサ２０に接続されている内視鏡の種別を検知する。これにより、内視鏡検知部３７は、ビデオプロセッサ２０に接続されているスコープの種別、例えば、アナログスコープであるかデジタルスコープであるか、ＣＤＳ回路部を内蔵しているか否か、スコープ内補正回路としてどのような補正回路を内蔵しているか等の情報を認識可能である。
　補正量取得部３６は、スコープ情報に基づいて、プロセッサ内補正回路において補正を行うための補正情報を取得する。例えば、補正量取得部３６は、メモリ３８から周波数補正情報を読み出す。これにより、制御部４０は、ビデオプロセッサ２０側で補正すべき周波数特性を周波数補正部２８に設定可能である。
　周波数補正部２８は、制御部４０からの補正情報に基づいて周波数補正を行う。即ち、周波数補正部２８は、スコープ内補正回路である周波数補正部１６の周波数補正と協調し、内視鏡の種類に応じて、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号毎で周波数帯域毎に、周波数補正を行う。
　このように、周波数補正部２８が制御部４０からの補正情報に基づいて周波数補正を行うことで、スコープ内補正回路である周波数補正部１６による周波数補正と協調した周波数補正が可能であり、極めて効果的な周波数補正を行うことができる。周波数補正部２８による周波数補正処理によって、輪郭強調が行われると共に解像度劣化が抑制される。
　なお、信号ケーブル１４の伝送時における画像の劣化の度合いは、画像の水平方向と垂直方向とで異なる。そこで、補正量取得部３６において、スコープ情報に基づいて水平及び垂直解像度の情報や水平及び垂直方向の補正情報を取得し、制御部４０が水平方向及び垂直方向の各補正情報を周波数補正部２８に与えることで、周波数補正部２８において、水平方向及び垂直方向について夫々独立に周波数補正を行うようにしてもよい。
　周波数補正部２８の出力はＤＡ変換器（ＤＡＣ）２９に与えられる。ＤＡＣ２９は入力された映像信号をアナログ信号に戻して、モニタ４１に出力する。こうして、モニタ４１の表示画面上に、内視鏡１０からの撮像画像に基づく映像表示が行われる。
　なお、周波数補正部１６においても、ビデオプロセッサ２０内の周波数補正部２８と同様に、各周波数帯毎、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号毎、水平及び垂直方向毎に周波数補正を行ってもよい。
　次に、このように構成された実施の形態の動作について説明する。
　内視鏡１０とビデオプロセッサ２０とを接続して、内視鏡１０及びビデオプロセッサ２０の電源を投入する。これにより、内視鏡１０のＣＣＤ駆動部１８は撮像部１２のＣＣＤを駆動して被写体を撮像する。撮像部１２からの映像信号は、ＣＤＳ回路部１３においてＣＤＳ処理された後、ケーブル１４を介してスコープ内基板１５上に構成された周波数補正部１６に供給される。周波数補正部１６は、ケーブル１４による減衰に対して高域強調のための周波数補正を行う。なお、周波数補正部１６においては、十分な周波数補正を行うことができないが、解像度が劣化することを防止して、ビデオプロセッサ２０における周波数補正処理を効率的に行うことを可能にする。周波数補正部１６からの映像信号はＡＤＣ１７においてデジタル信号に変換された後、ビデオプロセッサ２０に出力される。
　ビデオプロセッサ２０の制御部４０は、内視鏡１０のメモリ１９に記憶されたスコープ情報を読み出す。制御部４０の補正量取得部３６は、スコープ情報に基づいてビデオプロセッサ２０内の各補正回路の各種補正情報を取得する。例えば、補正量取得部３６は、スコープ情報に基づいてメモリ３８の読出しを行い、ビデオプロセッサ２０に接続された内視鏡１０の種類に応じた各周波数帯域毎の周波数補正情報を取得する。制御部４０は補正量取得部３６によって取得した各補正情報に基づいて各部を制御する。
　内視鏡１０からの映像信号は、映像入力部２１を介してＡＧＣ回路２２に供給される。検波部３２は入力された映像信号を検波して、ＡＧＣ制御信号をＡＧＣ用フィルタ３３を介してＡＧＣ回路２２に供給する。ＡＧＣ回路２２はＡＧＣ制御信号に基づくゲインで映像信号を増幅した後、ゲイン補正回路２４に出力する。ゲイン補正回路２４には制御部４０からゲイン補正値が与えられており、演算部２５は映像信号とゲイン補正値との例えば乗算によって感度バラツキを補正する。演算部２５からの映像信号はＮＲ２６によってノイズが除去された後映像処理部２７に供給される。
　映像処理部２７は、入力された映像信号に所定の映像信号処理を施した後、周波数補正部２８に出力する。本実施の形態においては、周波数補正部２８には、制御部４０からスコープ情報に基づく周波数補正情報が供給される。即ち、周波数補正部２８に供給される周波数補正情報は、スコープ内基板１５の周波数補正部１６における周波数補正処理と協調して処理を行うためのものとなっており、周波数補正部２８は、周波数補正部１６における周波数補正処理と合わせて、最適な周波数補正処理を行うことができる。
　周波数補正部２８によって最適な周波数補正が行われて、輪郭が強調され解像度の劣化が抑制された映像信号がＤＡＣ２９に供給される。ＤＡＣ２９は、入力された映像信号をアナログ信号に戻した後、モニタ４１に出力する。こうして、モニタ４１の表示画面上には、内視鏡１０における各種補正処理を考慮してビデオプロセッサ２０内で各種補正が行われて最適化された映像信号に基づく撮像画像が表示される。
　このように本実施の形態においては、スコープ内補正回路における補正情報をビデオプロセッサに伝達し、ビデオプロセッサにおいて、スコープ内補正回路における補正情報を考慮した補正情報を用いて、スコープ内補正回路の補正処理と協調した補正処理を行うことを可能にしている。これにより、映像信号に対する最適な補正処理が可能であり、高画質の撮像画像を得ることができる。
　なお、本実施の形態においては、スコープ内補正回路として周波数補正部のみを採用した例を説明したが、スコープ内補正回路としてゲイン補正回路や感度バラツキ補正回路等の各種補正回路を採用してもよいことは明らかである。この場合においても、補正量取得部は、スコープ内補正回路の補正処理と協調した補正を行うための補正情報をビデオプロセッサ内のメモリから読み出す。
　また、本実施の形態においては、ビデオプロセッサ内のメモリに、ビデオプロセッサ内補正回路において用いる補正情報であってスコープ内補正回路の補正を考慮した補正情報が格納されているものとして説明したが、ビデオプロセッサ内のメモリに、ビデオプロセッサ内補正回路において単独で用いる補正情報を格納し、補正量取得部がスコープ情報に基づいてメモリから読み出した補正情報をスコープ内補正回路の補正を考慮した補正情報に修正するようにしてもよい。
　図７は本発明の第２の実施の形態を示すブロック図である。図７において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
　本実施の形態はアナログ内視鏡１１０が接続されるビデオプロセッサ１２０を採用した点が第１の実施の形態と異なる。アナログ内視鏡１１０は、撮像部１２からの映像信号をビデオプロセッサ１２０に出力する。
　ビデオプロセッサ１２０は、映像入力部２１に代えてＣＤＳ回路部１２１及びＡＤＣ１２２を採用すると共に、電子シャッタ制御部３０及び電子シャッタ用フィルタ３１を省略した点が第１の実施の形態におけるビデオプロセッサ２０と異なるのみである。
　ＣＤＳ回路部１２１は、内視鏡１１０からの映像信号に対してＣＤＳ処理を施した後、ＡＤＣ１２２に出力する。ＡＤＣ１２２は入力された映像信号をデジタル信号に変換して、ＡＧＣ回路２２及び検波部３２に出力する。
　このように構成された実施の形態においては、内視鏡１１０とビデオプロセッサ１２０とが接続されて電源が投入されると、内視鏡１１０からの映像信号がビデオプロセッサ１２０に供給される。ビデオプロセッサ１２０の制御部４０は、内視鏡検知部３７によって、アナログ信号を出力する内視鏡１１０が接続されており、ビデオプロセッサ１２０に入力される映像信号にはスコープ内補正回路による補正が行われていないこと及びスコープ情報が提供されないことを検出する。
　メモリ３８には、ビデオプロセッサ１２０単独で映像信号に対する補正処理を行うために必要な補正情報が記憶されている。この場合には、制御部４０は、メモリ３８に格納されているビデオプロセッサ１２０単独で補正処理を行うための補正情報を読み出して、ビデオプロセッサ内補正回路を制御する。
　なお、内視鏡の種別を判別するための情報が内視鏡から提供される場合には、制御部４０は、メモリ３８に格納された各内視鏡の種別毎の補正情報であって、ビデオプロセッサ１２０単独で補正処理を行うための補正情報を読み出して、各補正回路に供給する。
　このように本実施の形態においては、ビデオプロセッサにアナログ内視鏡が接続された場合においても、メモリから補正情報を読み出すことで、映像信号に最適な補正処理を施すことが可能である。他の効果は第１の実施の形態と同様である。

　本出願は、２０１０年８月２日に日本国に出願された特願２０１０－１７３８６２号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims (13)

  1. 　被検体の光学像を撮像する撮像部によって得た内視鏡画像に基づく映像信号を出力する内視鏡と、前記内視鏡が着脱自在に接続されて、前記内視鏡からの映像信号に対して映像信号処理を行うビデオプロセッサとを具備する内視鏡システムであって、
    　前記ビデオプロセッサは、
    　前記内視鏡が前記映像信号の周波数補正を行う第１の周波数補正部を有する場合に前記第１の周波数補正部において用いられた第１の周波数補正情報が入力され、前記第１の周波数補正情報に基づいて前記第１の周波数補正部の周波数補正処理と協調して周波数補正を行うための第２の周波数補正情報を取得する補正量取得部と、
    　前記内視鏡からの映像信号に対して前記第２の周波数補正情報を用いて周波数補正を行う第２の周波数補正部と、
    　を具備する内視鏡システム。
  2. 　前記ビデオプロセッサは、
    　前記内視鏡が前記映像信号の周波数補正を行う第１の周波数補正部を有するか否かを検知する内視鏡検知部を具備し、
    　前記補正量取得部は、前記内視鏡が前記第１の周波数補正部を有する場合には、前記第２の周波数補正情報を前記第２の周波数補正部に与えて周波数補正を行わせ、前記内視鏡が前記第１の周波数補正部を有さない場合には、前記第２の周波数補正部が単独で周波数補正を行うための第３の周波数補正情報を取得し、前記第３の周波数補正情報を前記第２の周波数補正部に与えて周波数補正を行わせる
    　請求項１に記載の内視鏡システム。
  3. 　前記ビデオプロセッサは、
    　前記第２の周波数補正情報を記憶するメモリを有する
    　請求項１に記載の内視鏡システム。
  4. 　前記ビデオプロセッサは、
    　前記第２及び第３の周波数補正情報を記憶するメモリを有する
    　請求項２に記載の内視鏡システム。
  5. 　前記ビデオプロセッサは、
    　前記第２の周波数補正部が単独で周波数補正を行うための第３の周波数補正情報を記憶するメモリを有し、
    　前記補正量取得部は、前記第１の周波数補正情報及び前記第３の周波数補正情報に基づいて、前記第２の周波数補正情報を生成する
    　請求項１又は２に記載の内視鏡システム。
  6. 　前記第１の周波数補正部は、前記撮像部から前記第１の周波数補正部までの前記映像信号の伝送路による伝送損失を補正し、
    　前記第２の周波数補正部は、前記映像信号の輪郭協調処理を行う
    　請求項１又は２に記載の内視鏡システム。
  7. 　前記第２の周波数補正部は、前記ビデオプロセッサに接続される内視鏡の種別毎で周波数帯域毎に前記映像信号の周波数補正を行う
    　請求項１又は２に記載の内視鏡システム。
  8. 　前記第２の周波数補正部は、前記内視鏡画像の水平方向及び垂直方向について独立に周波数補正を行う
    　請求項１又は２に記載の内視鏡システム。
  9. 　前記内視鏡は、前記第１の周波数補正情報を記憶する第１の情報メモリを有する
    　請求項１に記載の内視鏡システム。
  10. 　前記ビデオプロセッサは、
    　前記内視鏡が装着されると、前記第１の情報メモリから前記第１の周波数補正情報を読み出す
    　請求項９に記載の内視鏡システム。
  11. 　前記ビデオプロセッサは、
    　前記撮像部の感度に対応したスコープ情報が入力され、入力されたスコープ情報に基づくゲイン補正値で前記内視鏡からの映像信号を増幅した後前記第２の周波数補正部に与えるゲイン補正部
    　を具備する請求項１に記載の内視鏡システム。
  12. 　前記ゲイン補正部は、前記ゲイン補正値に基づくノイズリダクション強度で前記ゲイン補正部の出力に対するノイズリダクション処理を行うノイズリダクション部
    　を具備する請求項１０に記載の内視鏡システム。
  13. 　前記ビデオプロセッサは、
    　前記撮像部の感度に対応したスコープ情報が入力され、入力されたスコープ情報に基づいて前記被検体を照明する照明光の光量を調整する調光制御部
    　を具備する請求項１に記載の内視鏡システム。
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