JPH02134091A - 色強調処理回路 - Google Patents

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］ 本発明は色強調の基準値の近傍で強調を抑圧した色強調
回路に関する。

［従来の技術］ 近年、細長の挿入部を挿入することによって、切間づる
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さる内視鏡
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
を用いることなく、結像レンズによって、ＣＯＤ等の固
体撮像素子の搬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１３図の観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
の色ベクトルＡ１（＋＝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Δｉ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
ため見逃づ虞れがあり、特に癌等に対しては早期に発見
し易いものであることが望まれる状況にある。

このため、本出願人は特開昭６２−１３００９１号公報
で、平均色の周囲で色強調を行う従来例を提案した。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来例では平均色による基準色の色相から若干でも
色相がずれる部位は、色相強調がかかつてしまう。

そのため、基準色に選んだ部位の近傍も殆んど色相強調
がかかり、色相強調がかからない部位は基準色のほんの
狭い部位のみとなり、色相強調をかけた後は、どの部位
（どの色相）を基準としたのか分らなくなってしまう。

本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、色強
調を施した場合にも強調処理の基準となる色が分るよう
にした色強調回路を提供することを目的と１゛る。

［問題点を解決する手段及び作用］ 本発明では、基準値の周囲で色強調を行う色強調回路に
おいて、基準値の近傍では強調を抑制すようにすること
により、色強調を行ってもその基準値を分るようにして
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９図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例における関数変換器の構成を示すブロッ
ク図、第２図は第１実施例の色強調回路の構成を示すブ
ロック図、第３図は第１実施例を備えた電子内視鏡装置
の構成図、第４図は色強調回路の各部の動作説明図、第
５図（まウィンドコンパレータの動作説明図、第６図は
関数変換器の入出力特性を示す特性図、第７図は色強調
の機能を示す説明図、第８図は第１図の関数変換器の入
出力特性を示す特性図、第９図は基準色相の近傍では色
相エンハンスされないことを示す説明図である。

第３図に示すように第１実施例を備えた電子内視鏡装置
１は、電子内視Ｖｔ＜電子スコープ）２と、この電子ス
コープ２の信号処理を行う信号処理回路３と、萌記電子
スコープ２に照明光を供給する光源装置４と、前記信号
処理回路３から出力される映像信号をカラー表示するカ
ラーモニタ５とから構成される。

上記電子スコープ２は体腔内等に挿入できるように細長
にした挿入部７の先端側に結像レンズ８を配設し、この
結像レンズ８の焦点面には固体撮像素子としてのＣＣＤ
９を配設して撮像手段が形成しである。又、上記挿入部
７内にはライトガイドファイバ１１が挿通され、外部の
光源装置４の照明光を伝送し、その先端面から配光レン
ズ１２を軽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４は、光源ランプ１３の照明光を凹面鏡１
４で反射し、この反射光はコンデンサレンズ１５を経て
ライトガイドファイバが挿通されているライトガイドケ
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
１６で回転駆動される回転フィルタ１７を適寸ことによ
って、３原色の照明光で照射される。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ＣＣＤ９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２１で増幅され、信号ケ
ーブルによって伝送され、△／Ｄコンバータ２２でディ
ジタル信号データに変換された後、マルチプレクサ２３
を介してフレームメモリ２４Ｒ，２４Ｇ、２４Ｂに各色
の照明のらとでの１フレ一ム分が順次記録される。これ
らフレームメモリ２４Ｒ，２４０，２４８で記録された
信号は同時に読み出され、それぞれＤ／Ａコンバータ２
５でアナ【コグの色信号Ｒ，Ｇ、Ｂに変換きれ、さらに
マトリクス回路２６を経て輝度信号Ｙと２つの色差信号
Ｒ−Ｙ、Ｂ　−Ｙが取り出される。

上記輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは、第１実施
例の色強調回路３１に入力される。この色強調回路３１
によって、所望とする色相に対して色相及び彩度が強調
されて輝度信号Ｙ及び２つの色差信号（Ｒ−Ｙ）″、（
Ｂ−Ｙ）″が出力される。

上記輝度信号Ｙ及び色差信号（Ｒ−Ｙ　”）　″（Ｂ−
Ｙ）”はＮＴＳＣエンコーダ３２に入力され、複合映像
信号に変換されカラーモニタ５でカラー表示される。

ところで上記色強調回路３１に入力された信号Ｒ−Ｙ、
Ｂ−Ｙは、第２図に示すように直交変調回路３３に入力
される。

上記直交変調回路３３に入ツノされた色差信号Ｒ−Ｙ、
Ｂ−Ｙはそれぞれ乗粋器３４．３５により、ｓｉｎθ、
　　ＣＯＳθの信号と乗ｎされた後、加算器３６で加算
されて直角位相変調信号Ａ（φ＾）として出力される。

この場合、ｓｉｎθ、　　ＣＯ３θはＮＴＳＣエンコー
ダ３２で使用されている３、５８Ｍ　ＨＺ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
３６の出力信号Ａ（φＡ）は第４図（ａ）に示すｓｉｎ
θに対して同図（ｂ）に示すように　（Ｒ−Ｙ）　　＋
　（Ｂ−Ｙ）　　５ｉｎ（θ＋φＡ）となる。尚、この
位相角はφＡ　＝　ｔａｎ−’　（Ｒ−Ｙ）／　（Ｂ−
Ｙ）である。

一方、強調色指定回路３７は移相回路３８で構成され、
強調したい色相信号Ｍ（φＭ）を出力り゛る。この出力
波形は第４図（Ｃ）に示される。

上記直交変調回路３３の出力信号Δと、移相器３８の出
力信号Ｍは、色相差検出回路３９を形成するコンパレー
タ４１，４２にそれぞれ入力され、０電位と比較された
信号が出力される。上記出力信（）Ａは、コンパレータ
４１の非反転入力端に印加され、第４図（ｄ）に示すよ
うな波形の信号を出力し、移相器３８の出力信号Ｍはコ
ンパレータ４２の反転入力端に印加され、第４図（Ｃ）
に示す波形を出力する。このコンパレーク４２にて反転
出力を利用する理由は、色相差−１８ｏ°〜＋　１８０
゜まぐ求めるためである。

上記コンパレータ４２の出力はフリップフロップ４３の
セット端子に印加され信号の立ち上り時に、フリップフ
ロップ４３の出力をハイレベルにする。コンパレータ４
１の出力はフリップフロップ４３のリセット端子に印加
され、信号の立ち上り時にフリップフロップ４３の出力
をローレベルにＪる。フリップフロップ４３の出力は第
４図（ｆ）に示されるようにφ＾−（φＭ−ｉａｏ°）
に相当するパルス幅を持つ矩形波となっており、スライ
ス回路４４にて、一定振幅にスライスされその後〔１−
バスフィルタ４５を通すことにより、パルス幅がφへ−
（φ、、、−１ａｏ°）に比例した電圧信号に変換され
る。ここでスライス回路４４にて一定振幅にスライスす
る理由は、スライス回路４４を差動アンプで構成するこ
とが出来、温度的に安定した回路を得ることができるた
めである。ところでローバスフィルり４５の出力１ま、
φへ−（φ閃１８０°）−φＡ−φ門＋　１８０°であ
るから減算器４６によって１８０°分に相当する直流電
圧Ｅ分が差引かれ、φＡ−φ閂に相当する電圧になる。

この減算器４６の出力は、ウィンドコンパレータ４７に
入力され、第５図に示す処理が行われる。

つまり減算器４６を通したローパスフィルタ４５の出力
φＡ−φ閂に対し、比較するレベルを第５図（ａ）に示
すようにＯレベル付近に設定して、その絶間にφＡ−φ
門の値があると、ウィンドコンパレータ４７は同図（ｂ
）に示すようにパルスを出力する。このパルスは乗Ｃ１
器４８により第６図に示す入出力特性の関数変換器４９
を通した輝度信号と乗算された後、電圧Ｖと直列の可変
抵抗５０にて分圧される。

この可変抵抗５０で分圧された信号は、加算器５１にて
直流電圧ｖｒを加算して、彩度エンハンスを行う値を設
定する信号にして、彩度エンハンス回路５２を形成する
乗算器５４．５４に入力される。

上記輝度信号をウィンドコンパレータ４７の出力と乗妊
する理由を以下に述べる。内視鏡画像が最も集中する色
相である赤は輝度が低い色である。

輝度が低いところの輝度と色相の関係は第７図に示すよ
うになっており、彩度はＢという放射方向の値に相当す
る。輝度の低い赤について彩度エンハンスを行い、赤の
彩度が飽和してしまうと、彩度が目立ちすぎてしまい、
輝度の差による構造の変化の差が見にくくなってしまう
。彩度の飽和度をきめるのは第７図に示す輝度と、輝度
に対して法線方向の距離できまり、法線方向の距離は図
中ではＢやＢ′に相当する。ＢとかＢ′という値は輝度
によって飽和する値が異なっている。つまり輝度の低い
部分では輝度と法線方向が飽和する値も大きくなるとい
うことになる。彩度エンハンス信号に輝度の成分を乗じ
ることによって、輝度の低いところの彩度エンハンス量
を弱めることになり、彩度が飽和することを軽減させて
いる。さらに関数変換器４９にて、乗算する輝度のガン
マ特性を適切に選ぶことにより、その効果を高めている
。

ところで、上記減算器４６の出力は、色相エンハンス回
路６０を形成する関数変換器６１に入力される。

この関数変換器６１の構成を第１図に示す。

つまり入力信号は、Ａ／Ｄコンバータ６２によって、例
えば８ビツトのディジタル信号に変換され、ＲＯＭ６３
のアドレス端に印加される。このＲＯＭ６３の例えば上
位側の５ビツトのアドレス端には、変換カーブ選択回路
６４からの５ビツトの変換カーブ選択信号が印加される
。この変換カーブ選択回路６４はそれぞれスイッチＳｌ
　（１−１，２，・・・５）の一端を接地すると共に、
他端を抵抗Ｒを介してハイレベルの電源端ｙｃｃに接続
されている。

上記ＲＯＭ６３にはアドレス端に印加される入力信号に
対し、第８図に示す出力信号を出力する入出力特性の関
数データが書込まれており、この入出力特性は、術者に
よるスイッチＳＩの訓ンオフの選択により例えば第８図
（ａ）とか（ｂ）にホずように入出力特性のカーブを選
択できるようにしである。

つまり基準色相Ｍの入力レベル近傍の範囲り内ではその
出力レベルが一定で有り、色相強調がかからないように
してあり、この範囲りから逸脱すると色相強調がかかり
、更に大きく逸脱すると再び色相強調が抑制されるよう
にしである。このカーブ及び範囲りの値の変化は、スイ
ッチＳＩのオン、オフの選択により例えば２５通りでき
、第８図ではその２つの場合を示している。

上記ＲＯＭ６３から読出されたゲイジタルデータはＤ／
Ａコンバータ６５によりアナログ信号に変換される。尚
、△／Ｄコンバータ６２、Ｄ／Ａコンバータ６５はクロ
ック発生回路６６より、変換用り［ｌツクが供給される
。

上記関数変換器６１の出力信号は、第２図に示すパルス
幅変調回路（ＰＷＭ）６７にて位相差が１８０＠Ｏ°、
　＋１８０°の時に、パルス幅を変化させないようにし
ていると共に、位相差がＯ″から±α°までにおいても
パルス幅を変化させないようにしいることが第１実施例
の特徴となっている。

上記パルス幅変調回路６７では、ｓｉｎ波を矩形波にし
て基準の波とし、入力信号によってその波のパルス幅を
変化させている。パルス幅変調回路６７の出力は単安定
マルチバイブレータ（ＭＭＢ）６８ａに入力され、サン
プルホールド用の細いストローブパルス（第９図参照）
に変換される。またこれと並列に上記パルス幅変調回路
６７の出力はデイレイライン６９にて、９０°の位相角
に相当する遅延を受けて同じ様に単安定マルチバイブレ
ータ６８ｂにて上記の単安定マルチバイブレータ６８ａ
の出力とは９０”位相のずれた細いストローブパルスに
変換される。これらのパルスはそれぞれサンプルホール
ド回路７０．７１に入力さ“れ、直交変調回路３３の出
力をサンプルホールドする。上記サンプルホールド回路
７０．７１の出力は、更にサンプル周期を一定にするた
めにサンプルボールド回路７２．７３にそれぞれ入力さ
れ、再度サンプルホールドが行われる。

上記のサンプルホールド回路７２．７３のサンプルパル
スは、ｓｉｎ波から一定位相のパルスを出力する単安定
マルチバイブレータ７４より作り出している。尚、上記
のパルス幅変調回路６７は００の角度位置のリセットパ
ルスでリセットされるようにしである。

以上の動作により、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの信号に色相エンハ
ンスのかかった色差信号（Ｒ−Ｙ）’（Ｂ−Ｙ）’　が
得られる。

しかして、彩度エンハンス回路５２を形成する乗算器５
４．５５にて乗算されて彩度も強調された色差信号（Ｒ
−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）″が出力される。

この第１実施例によれば強調色指定回路３７により設定
したｌｊ、Ｐｉ色相Ｍの周囲の色相を強調できると共に
、基準色相Ｍの近傍の色相範囲りについては、色相エン
ハンスを行わない様にしであるので、強調によって基準
色相が分らなくなってしまうことを防止できる。

つまり、第９図に示すように基準色相Ｍを指定した場合
、この基準色相Ｍ及びその近傍Ａ１．Ａｌ１においては
、その右側に示すようにパルス幅変調回路６７を通して
サンプルホールド回路７０（または７１）でサンプルホ
ールドするスト０ブパルスは一定のタイミングとなり、
色相は強調されない。この基準色相Ｍ及びその近傍の色
相Ａ１、Ａ１’からずれた色相Ａ２．Ａ２’ではサンプ
ルホールドするストローブパルスのタイミングはずれて
色相エンハンスされることになる。

又、ユーザは変換カーブ選択回路６４によって、所望と
する色相エンハンス特性のカーブとか範囲視鏡装置８１
を示す。

電子スコープ８２の先端には対物レンズ８３が配設され
、この対物レンズ８３の焦点面にはＣＣＤ８４が配設さ
れている。このＣＣＤ８４からの信号はＴＶ回路８５に
入力され、カラービデオ信号が生成され、エンコーダ８
６に入力される。このエンコーダ８６は、Ｒ，Ｇ、Ｂ信
号に変換し、Ａ／Ｄコンバータ部８７に出力され、該Ａ
／Ｄコンバータ部８７により、ディジタルＲ，Ｇ、Ｂ信
号に変換される。

上記ディジタルＲ，Ｇ、Ｂ信号はＲ用、Ｇ用。

Ｂ用画像メモリ８８Ｒ，８８Ｇ、８８Ｂに入力され一時
記憶される。これら画像メモリ８８Ｒ，８８Ｇ、８８Ｂ
から読出されたディジタルＲ，Ｇ。

Ｂ信号は、Ｄ／△コンバータ部８９によりアナログのＲ
，Ｇ、Ｂ信号に変換され、カラーモニタ９０でカラー表
示される。又、このディジタルＲ１Ｇ、Ｂ信号は変換回
路９１に入力され、これを色の三属性である色相〈Ｈ）
、彩度（Ｓ）、明度（Ｖ）の画像に変換し、画像強調回
路９２を形成する色相用、彩度用、明度用画像メモリ９
３Ｈ１９３８，９３Ｖに入力される。

上記画像強調回路９２は、上記画像メモリ９３Ｈ，９３
Ｓ、９３Ｖと、彩度強調回路９４と、コントロールコン
ソール９５とから構成される。

上記コントロールコンソール９５は、例えば電子スコー
プ８２の操作部に設けられ、ユーザの入力に基づき上記
変換回路９１に変換指令を出力すると共に、強調処理の
ための指令を彩度強調回路９４に出力する。

上記画像メモリ９３Ｈ，９３３，９３Ｖは、上記変換回
路９１で変換処理されたＨ、Ｓ、Ｖ像をそれぞれ記憶し
、彩度強調回路９４で彩度強調された画像を記憶する。

上記画像メモリ９３Ｈ，９３８，９３Ｖから読出された
Ｈ、Ｓ、Ｖ像は逆変換回路９６に入力され、これをＲ’
　、Ｇ’　、Ｂ’色信号に変換し、画像メモリ９７Ｒ，
９７Ｇ、９７Ｂに一時記憶する。

この画像メモリ９７Ｒ，９７Ｇ、９７Ｂから読出された
３原色信号、つまり彩度が強調されたＲ′Ｇ’　　Ｂ’
倍信号Ｄ／Ａコンバータ部９８でアナログ信号に変換さ
れた後、カラーモニタ９９でカラー表示される。

ところで、上記彩度強調回路９４の構成を第１１図に示
す。

入力される信号は、ゲイン可変アンプ１０１及び積分回
路１０２に入ツノされる。この積分回路１ｏ２で積分し
た前画面の彩度に対応した信号レベルに応じてゲイン可
変アンプ１０１のゲインが可変制御される。

このゲイン可変アンプ１０１の出力信号はＡ／Ｄコンバ
ータ１０３を経てＲＯＭ等で構成したルツクアップテー
ブル１０４に入力され、入力される彩度に対し、強調を
かけた彩度を出力する。このルックアップテーブル１０
４は第１２図（ａ）に示すように変換カーブの入出力特
性を示し、基準色彩度の近傍りでは傾きが４５°となる
ようにして彩度強調がかからない様にしている。このル
ックアップテーブル１０４の変換カーブはコンソール９
５により、そのカーブを選択できるようにしである。こ
のテーブル１０４の出力はＤ／Δコンバータ１０５を経
て出力される。

従って、例えば第１２図（ｂ）に示すような入力信号が
あると、この基準色彩度近傍の部分りに対してはその出
力が同図（Ｃ）の実線で示ずように彩度の変化がなく出
力される。この部分りより逸脱した部分で（よ彩度強調
がかかり破線で示すように引き延ばされた波形になる。

この実施例でも彩度強調を行う際の基準値の近傍では彩
度を強調しない様にしているので、その基準色が分らな
くなることを防止できる。

尚、本発明は上述した実施例に限らず、色相のみを強調
する場合にも適用できる。又、第１実施例のように色相
及び彩度の強調を行う際、彩度についても基準値の近傍
では強調がかからない様にできる（第７図の人出ノコ特
性を変えれば良い）。

又、色相、彩度等を基準値の近傍ではその強調量を抑制
したものにしても良い。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、色強調を行う際の基
準値の近傍では強調量を抑制するようにしであるので、
強調を行った画像に対して基準値部分が分らなくなって
しまうことを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第９図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例における関数変換器の構成を示すブロッ
ク図、第２図は第１実施例の色強調回路の構成を示すブ
ロック図、第３図は第１実施例を備えた電子内視鏡装置
の構成図、第４図は色強調回路の各部の動作説明図、第
５図はウィンドコンパレータの動作説明図、第６図は関
数変換器の入出力特性を示す特性図、第７図は色強調の
機能を示す説明図、第８図は第１図の関数変換器の入出
力特性を示す特性図、第９図は基準色相の近傍では色相
エンハンスされないことを示す説明図、第１０図は本発
明の第２実施例を備えた内視鏡装置の構成図、第１１図
は第２実施例の彩度強調回路の構成を示すブロック図、
第１２図は第２実施例の動作説明図、第１３図は従来例
における色強調の様子を示す特性図である。 １・・・電子内視鏡装＠　　２・・・電子スコープ３・
・・信号処理回路　　　４・・・光源装置５・・・カラ
ーモニタ　　　３１・・・色強調回路６１・・・関数変
換器　　　６３・・・ＲＯＭ６４・・・変換カーブ選択
回路 第４図 第 図 第６図 ○ 入力 第 図 第８図 第１２図 ′Ａｎ 第１１ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　画像信号を色要素に分けて所定の基準値に基づき色強
   調を行う色強調回路において、前記基準値の近傍に対し
   ては色強調を抑制するようにしたことを特徴とする色強
   調回路。