JPH03193024A - 電子内視鏡装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ＣＣＤ等の固体撮像素子で撮像された画像デ
ータの色信号のノイズを低減して画像表示する電子内視
鏡装置に関する。

（従来の技術） 一般に電子内視鏡装置では、色信号に含まれるノイズ成
分を除去して、鮮明な画像データを得ている。

第７図はこのような電子内視鏡装置の従来例を示すもの
であり、図示しない内視鏡スコープの先端部に取付けら
れたＣＣＤＩで撮像された画像データは、前処理回路２
でリセットノイズの除去や増幅等の処理が施された後、
色分離回路３に供給される。

そして、色分離回路３では画像データを輝度信号と色信
号に分離しており、このうち輝度信号はマトリクス回路
４に供給され、色信号はアナログフィルタであるローパ
スフィルタ５で高周波成分が除去された後、マトリクス
回路４に供給される。

そして、マトリクス回路４では、輝度信号と色信号とを
基にマトリクス演算を行ない、ＲＧＢ信号を生成して出
力する。その後、このＫＧＢ信号はＡ／Ｄ変換器６てデ
ィジタル化され、図示しないモニタ装置側へ出力される
。

このようなデータ処理過程において、以下に口−バスフ
ィルタ５て除去可能な周波数帯域を第９図を基に説明す
る。

第９図は水平方向（Ｈ）と垂直方向（Ｖ）の周波数帯域
を２次元的に示した図であり、ＣＣＤＩの読出しクロッ
クは通常７．１６［ＭＨｚ］であるので、水平方向では
その半分の３．５８　［ＭＨ２］までの周波数成分が存
在し得る。そして、実際の色信号帯域は低周波域である
ので、この例でハ１　　［ＭＨｚ　］のローパスフィル
タ５を使用し、これ以上の周波数成分を除去している。

また、垂直方向では通常１フイールド（５２５／２）本
の走査線を有するので、最大（５２５／４）［ＣＰＨ］
の成分か存在し得る。

そして、この成分を水平方向の１［ＭＨｚ］に対応させ
ると、約（５２５／１４）［ＣＰＨコまでが色信号であ
ると考えられるので、第９図（Ａ）に示す帯域が実際の
色信号であり、（Ｂ）に示す帯域はノイズ成分である。

従って、（Ｂ）に示す帯域を除去する必要があるが、垂
直方向でのフィルタ処理が行なわれないのて、除去する
ことかできない。

また、これを第８図で説明すると、同図（Ａ）に示すノ
イズ成分と、（Ｂ）に示す色信号とを比較すると水平方
向の波形はほぼ同一の滑らかな曲線となるか、垂直方向
の波形は（Ａ）に示すノイズ成分の方かパルス状になっ
ている。

従って、このノイス成分は垂直のフィルタでは除去する
ことができるか、水平方向のフィルタでは除去すること
ができない。

（発明か解決しようとする課題） このように、従来の電子内視鏡装置では、色分離回路３
て分離した色信号に対し、で、水・１ノ方向のフィルタ
処理しか行なっていないので、垂直力向のノイズ成分を
除去することができず、鮮明な画像が得られないという
課題かあった。

この発明はこのような従来の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、色信号に対して
垂直方向にフィルタ処理を行ない垂直方向のノイス成分
を除去することのできる電子内視鏡装置を提供すること
にある。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、固体撮像素子で撮
像された画像データを色分離回路で輝度信号と色信号と
に分離した後、マトリクス演粋によってＲＧＢ信号を生
成しカラー表示する電子内視鏡装置において、前記色分
離回路の出力側にディジタルフィルタを設け、色信号の
少なくとも垂直方向成分にディジタルフィルタ処理を施
すこと、が特徴である。

（作用） 上述の如く構成すれば、ＣＣＤ等の固体撮像素子で撮像
された画像データは色分離回路で輝度信号と色信号に分
離される。そして、この色分離回路で取ｔｈされた色信
号は、ディジタルフイタによって少なくとも垂直方向成
分のノイズ成分が除去された後、マトリクス回路に供給
される。

その後、マトリクス回路では輝度信号と、垂直方向のノ
イズが除去された色信号とに基づいてマトリクス演算が
行なわれ、ＲＧＢ信号が求められる。

そして、このＲＧＢ信号によって固体撮像素子で取込ま
れた画像データが画面表示される。

従って、鮮明な画像データを得ることができるようにな
る。

（実施例） 第１図は本発明が適用された電子内視鏡装置の一実施例
を示す構成図である。

同図に示す電子内視鏡装置は、被撮像体の画像データを
取込むＣＣＤ１と、この画像データにリセットノイスの
除去や増幅等の処理を施す前処理回路２と、前処理され
た画像データを輝度信号Ｙと色信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−
Ｙ）に分離する色分離回路３と、分離された色信号（Ｒ
−Ｙ）、（ＢＹ）の高周波成分を除去するローパスフィ
ルタ５と、輝度信号Ｙ、及び高周波成分が除去された色
信号（Ｒ，−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）をディジタル化するＡ／
Ｄ変換器７，８．９を有している。なお、ＣＣＤ１は、
２種類の色信号Ｒ，Ｂを（Ｒ４−Ｂ　）（Ｒ，−Ｂ）と
して変調し、交互に出力するものである。

また、この電子内視鏡装置は、ディジタル化された色信
号（Ｒ，−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）を垂直方向にフィルタ処理
するディジタルフィルタ］Ｏと、ディジタル化された色
信号（Ｒ，−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）を交互に切換えてディジ
タルフィルタ１０に供給する切換器１１と、ディジタル
フィルタ処理に所要する時間だけ輝度信号Ｙの出力タイ
ミングを遅延させるデイレイ回路１２と、該デイレイ回
路１２から出力された輝度信号Ｙ、及びディジタルフィ
ルタ］０から出力された色信号（Ｒ−Ｙ）。

（Ｂ−Ｙ）を記憶するフレームメモリ１３を備えている
。

更にこの電子内視鏡装置は、出力された色信号（Ｒ−Ｙ
）、（Ｂ−Ｙ）を分離させる切換器４０と、フレームメ
モリ１３から輝度信号Ｙ、及び色信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ
−Ｙ）を取出し、マトリクス演算によってＲＧＢ信号を
生成するマトリクス回路１４と、生成されたＲＧＢ信号
をアナログ化するＤ／Ａ変換器１５，１６．１７と、ア
ナログ化されたＲＧＢ信号を表示出力するモニタ１８と
、特定時間間隔の基準となるパルスを用いて、当該内視
鏡装置の各要素又は信号が調歩動作を行なうように制御
するタイミングジェネレータ１９と、ＣＣＤＩに撮像指
令を与えるドライバ２０を備えている。

第２図は色分離回路３の詳細な内部構成を示すブロック
図である。

同図に示す色分離回路３は、周波数インタリーブと呼ば
れる方式で色信号を分離するものであり、前処理回路２
から出力された画像データの高周波数領域を除去して輝
度信号Ｙを得るローパスフィルタ２１と、この画像デー
タの所定の周波数領域を取出して色信号（Ｒ＋Ｂ）、（
Ｒ−Ｂ）を得るバンドパスフィルタ２２と、前回の水平
走査信号を一時格納し、これを今回出力するＩＨ遅延器
２３と、今回の水平走査信号と前回の水平走査信号とを
加算して色信号Ｒを求める加算器２４と、前記両水平走
査信号を減算して色信号Ｂを求める減算器２５を有して
いる。

また、この色分離回路３は、各色信号Ｒ，Ｂを復調する
復調器２６．２７と、復調された色信号Ｒからローパス
フィルタ２８を介して得られた輝度信号Ｙを減じる減算
器２９と、これと同様に色信号Ｂから輝度信号Ｙを減じ
る減算器３０を備えている。

第３図はディジタルフィルタ１０の内部構成を示すブロ
ック図である。

同図に示すディジタルフィルタ１０は、９段のＦＩＲ（
有限インパルス応答）フィルタを使用する方式であり、
シフトレジスタやＦＩＦＯ（先入れ先出し）メモリ等の
ＩＨデイレイ回路３１〜３１を８個設けて、水平走査ラ
インデータを９ライン分サンプリングするようになって
いる。

加算器３２〜３２は、サンプリングされた９個のデータ
のうち同一係数を乗じるものに対して、先に加算するも
のであり、それぞれ１番１」と９番目のデータ、２番目
と８番目のデータ、３番目と７番目のデータ、及び４番
目と６番目のデータを加算して係数ＲＯＭ３３〜３３に
供給している。

なお、５番目のデータはそのまま係数ＲＯＭ３４に供給
される。

係数ＲＯＭ３３〜３３．３４は、サンプリングされたデ
ータに所定の係数を乗じるものであり、ここでは演算処
理に高速性が要求されるため、殻内な乗算器を使用せず
、ＲＯＭを使用している。

加算器３５〜３５．３６は、各係数ＲＯＭ３３〜３３で
乗算されたデータを加算しており、また、タイミング調
整部３７は、各加算器３５〜３５゜３６における処理時
間分だけ遅らせて、係数ＲＯＭ３４で乗算されたデータ
を出力している。

加算器３８は、加算器３６の出力データとタイミング調
整部３７の出力データとを加算しており、また、係数Ｒ
ＯＭ３９は加算器３８による演算結果に所定の係数を乗
じている。

また、このディジタフィルタ１０の各係数ＲＯＭ３３〜
３３，３４．３９では、垂直方向の高周波成分除去特性
を持つように各係数が設定されている。

次に、本実施例の作用を第４図に示す波形図を　０ 参照しながら説明する。

第１図に示すＣＣＤ１て被撮像体の撮像が開始されと、
例えば、第４図（Ａ）に示すような画像データが取込ま
れる。この画像データは前処理回路２においてリセット
ノイズの除去や増幅等の処理か施され、第４図（Ｂ）に
示すような波形に修正される。また、この波形を長いス
パンで見ると同図（Ｃ）のようになり、この画像データ
は色分離回路３に供給される。

そして、第２図に示すように、色分離回路３に供給され
た画像データは２方向に分岐し、このうち一方はローパ
スフィルタ２１で高周波成分か除去され、第４図（Ｄ）
に示すような輝度信号Ｙが取出された後外部へ出力され
る。

また、他方に分岐した画像データはバントパスフィルタ
２２におい第４図（Ｅ）に示すような色信号が取出され
、この色信号は１Ｈ遅延器２３、加算器２４、及び減算
器２５にそれぞれ供給される。

そして、１Ｈ遅延器２３ては前回の水平走査時の色信号
を一時格納し、これをタイミングジェネレータ１９から
の出力パルスに同期させて加算器２４、及び減算器２５
に供給している。また、ＣＣＤ１ては２種類の色信号Ｒ
，Ｂを（Ｒ−＋Ｂ）（Ｒ−Ｂ）として変調し、これらを
交互に出力しているので、加算器２４には色信号（Ｒ十
Ｂ　）と（Ｒ−Ｂ）とが供給され、これらの加算によっ
て色信号Ｒが求められる。

これと同様に、減算器２５では、色信号（Ｒ＋Ｂ）と（
Ｒ−Ｂ）との減算により色信号Ｂか求められる。

そして、求められた色信号Ｒ，Ｂはそれぞれ復調器２６
．２７において復調された後、減算器２９．３０て輝度
信号Ｙとの減算か行なわれ、その結果第４図（Ｆ）に示
すような色信号（Ｒ−Ｙ）、及び（Ｂ−Ｙ）か求められ
る。

次いて、色分離回路−３て得られた輝度信号Ｙは第１図
に示すＡ／Ｄ変換器７に供給され、色信す（Ｒ−Ｙ）、
（Ｂ−Ｙ）はローパスフィルタ５で水平方向のノイズが
除去された後、それぞれＡ／１ ２ Ｄ変換器８，９に供給される。

また、輝度信号Ｙは、第５図のタイムチャートに示され
るように、ＣＣＤＩが１画素読取る毎にタイミングジェ
ネレータ１９から発信されるドツトクロック（同図（Ａ
））に同期して同図（Ｂ）に示すように出力されている
。これに対して、色信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）は輝度
信号Ｙに比べて低い周波数帯域であるので、同図（Ｃ）
、（Ｄ）に示すようにドツトクロックの十分のザンブリ
ングクロックで出力される。

そして、第１図に示す切換器１１では第５図（Ｅ）に示
すように１画素毎に接点を切換えて色信号（Ｒ−Ｙ）と
（Ｂ−Ｙ）とを多重化し、同図（Ｆ）に示すような色信
号を生成している。これによって、下流側機器の回路構
成を簡略化することができる。

その後、多重化された色信号（Ｒ−Ｙ）、（ＢＹ）はＡ
／Ｄ変換器８．９でディジタル化された後、第３図に示
ずディジタルフィルタ１０にｆｊＩ。

給され、このディジタル１０におけるフィルタ処理によ
って、色信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ’）の垂直方向のノ
イズ成分が除去される。そして、ノイズ成分が除去され
た色信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）はフレームメモリ１３
に一杖書込まれる。

一方、輝度信号ＹはＡ／Ｄ変換器７でディジタル化され
た後、デイレイ回路１２に供給され、色信号（Ｒ−Ｙ）
、（Ｂ−Ｙ）かディジタルフィルタ１０て所要する時間
分たけ遅延されてフレームメモリ１３に供給される。

その後、フレームメモリ１３に書込まれた輝度信号Ｙは
マトリクス演算１４に供給され、また、多重化された色
信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−、−Ｙ）はタイミングジェネレ
ータ〕９の同期信号で切換わる切換器４０の動作でそれ
ぞれの色信号（Ｒ−Ｙ）、及び（Ｂ−Ｙ）に分離された
後、マトリクス回路１４に供給される。

そして、マトリクス回路１４ては、輝度信号Ｙ、色信号
（Ｒ−Ｙ）、（、Ｂ−Ｙ）に基づいてマトリクス演算が
行なわれ、色信号Ｒ，Ｇ、Ｂか求められる。その後、こ
の色信号Ｒ，Ｇ、Ｂは、各Ｄ／３ ］　４ Ａ変換器１５，１６．１７でアナログ化された後、モニ
タ１８に画面表示される。

このようにして、本実施例では、色分離回路で分離され
た色信号の処理系統にディジタルフィルタ１０を設け、
これによって色信号の垂直方向のノイズを除去している
。従って、第９図に示す（Ｂ）の部分を除去することか
できるようになり、鮮明な画像データを得ることかでき
るようになる。

なお、本実施例では、色分離回路３として第２図に示す
周波数インタリーブ方式によるものを採用したが、これ
以外の例として第６図に示す色差線順次方式と呼ばれる
方式がある。

この例では、バンドパスフィルタ２２がら得られる色信
号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）を復調器４１て復調し、この
出力信号と１Ｈ遅延器２３による前回の出力信号を切換
器４２．４３で交互に切換えることで、色信号（Ｒ−Ｙ
）　、及び（ｆ３−Ｙ）を得ることができる。

また、本実施例では、色信号の垂直方向成分についてデ
ィジタルフィルタ処理を施す構成とじたが、色信号の垂
直方向成分、及び水平方向成分について同時にディジタ
ルフィルタ処理を施すようにすれば、より高精度にノイ
ズ成分を除去することができることは自明である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明では、色分離回路で分離さ
れた色信号の処理系にディジタルフィルタを設け、これ
によって、色信号の少なくとも垂直方向成分にディジタ
ルフィルタ処理を施している。

従って、色信号における垂直方向のノイズを除去するこ
とができるようになり、鮮明な画像デー第１図は本発明
の一実施例を示す構成図、第２図は色分離回路の内部機
能を示す構成図、第３図はディジタルフィルタの内部機
能を示す構成図、第４図は各信号の波形図、第５図は各
信号のタイムチャート、第６図は色分離回路の他の一例
を示す構成図である。

５ ６ また、第７図は従来例を示す構成図、第８図はノイズ成
分と信号成分を３次元的に示した説明図、第９図は水平
方向、及び垂直方向の色信号、及びノイズ成分の帯域を
示す説明図である。

１・・・ＣＣＤ　　　　　　３・・・色分離回路１０・
・・ディジタルフィルタ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 固体撮像素子で撮像された画像データを色分離回路で輝
   度信号と色信号とに分離した後、マトリクス演算によっ
   てＲＧＢ信号を生成しカラー表示する電子内視鏡装置に
   おいて、 前記色分離回路の出力側にディジタルフィルタを設け、
   色信号の少なくとも垂直方向成分にディジタルフィルタ
   処理を施すこと を特徴とする電子内視鏡装置。