JPH04176433A - 電子内視鏡用信号処理回路 - 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］ 本発明は電子内視鏡用信号処理回路、特にビデオ信号に
対しガンマ補正処理を施す信号処理回路の構成に関する
。

［従来の技術］ 従来から、人体の体腔内あるいは機器の空洞内等の被観
察体内の画像をモニタ上に表示することができる電子内
視鏡装置が周知であり、この種の装置は電子スコープを
被観察体内に挿入して光を照射し、その内部を例えば固
体撮像素子であるＣＣＤ　（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌ
ｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）にて撮像することにより行われる
。

第４図には、従来の電子内視鏡装置においてＲ（赤）、
Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を順次照射する面順次方式
の信号処理回路の構成が示されており、図示の光源１及
びカラーフィルタ２によりＲ，Ｇ、Ｂのカラー光が、電
子スコープ内の光ファイバを介して被観察体内に順次導
入される。そして、電子スコープの先端にはＣＣＤドラ
イバ３により駆動されるＣＣＤ４が設けられており、こ
のＣＣＤ４にて上記Ｒ，Ｇ、Ｂ各色光の照射毎の撮像体
の画像情報が得られる。なお、上記ＣＯＤドライバ３に
は同期信号発生器５が接続される。

また、上記ＣＣＤ４にはその出力信号の増幅等を行うＣ
ＣＤプロセス回路６が接続され、このＣＣＤプロセス回
路６にはガンマ補正回路７が接続されており、このガン
マ補正回路７は上記ＣＣＤ４の受光特性に対し忠実な色
を再現するために、入力された光量に対して電気出力が
一定の関係になるような補正を行う。

このガンマ補正回路７の出力は、Ａ／Ｄ変換器８にてデ
ジタル信号に変換され、このデジタルビデオ信号はフレ
ームメモリ９へ一旦記憶される。

そして、このフレームメモリ９に格納された情報は、Ｄ
／Ａ変換器１０にてアナログ信号に変換されてエンコー
ダ１１を介してモニタ１２へ出力されることになり、モ
ニタ１２上には被観察体内の画像がカラー表示される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の電子内視鏡用信号処理回路で
は、光源１、カラーフィルタ２あるいはＣＣＤ４の分光
感度特性により、Ｒ（赤）１Ｇ（緑）、Ｂ（青）の相互
間で混色か起こり、色精度が悪くなるという問題がある
。

マタ、現行のＴＶ方式（ＮＴＳＣ，ＰＡＬ）自体が忠実
な色再現をしていないという問題がある。

特に、医療用として装置を用いる場合には、患部を観察
するために、全体を明るくして見る傾向が強く、上記の
混色による色の再現性の低下は極力防止しなければなら
ない。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その
目的は、撮像対象が明るい場合に正確な色を再現するこ
とができる電子内視鏡装置用信号処理回路を提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、電子スコープ内
に設けられた撮像素子の出力に対してガンマ補正を行う
第１のガンマ補正回路と、この第１のガンマ補正回路の
入出力信号のいずれかを選択する第１の切換え器と、上
記第１のガンマ補正回路に人力しないビデオ信号に対し
て混色の調整を行うリニアマトリクス回路と、このリニ
アマトリクス回路の出力に対してガンマ補正を行う第２
のガンマ補正回路と、上記リニアマトリクス回路及び第
２のガンマ補正回路の入出力信号のいずれかを選択する
第２の切換え器と、上記撮像素子で得られた画像の輝度
を検出する輝度検出器と、を設け、上記輝度検出器の出
力に基づいて上記切換え器を動作させ、暗い輝度のとき
は第１のガンマ補正回路を用い、明るい輝度のときはリ
ニアマトリクス回路及び第２のガンマ補正回路を用いる
ようにしたことを特徴とする。

［作用］ 上記の構成によれば、輝度検出器により被撮像体の明る
さが測定され、被撮像体が暗いときには切換え器の動作
に基づいて第１のガンマ補正回路によるガンマ補正が行
われるが、明るいときには上記第１のガンマ補正回路で
はなく、リニアマトリクス回路及び第２のガンマ補正回
路にビデオ信号が供給される。従って、ビデオ信号はリ
ニアマトリクスによりＲ，Ｇ、Ｂの各信号における他色
の混色が除去され、その後にこれらの各信号がガンマ補
正処理されることになり、被観察体が明るい場合には色
の精度を向上させることができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図には、実施例に係る電子内視鏡装置用の信号処理
回路ブロックが示されており、従来回路と同一部材につ
いては同一番号を付して説明を省略する。

図において、ＣＣＤプロセス回路６には従来と同様の構
成の第１のガンマ補正回路１４が接続され、この第１の
ガンマ補正回路１４の後段にはこの回路の入出力信号、
すなわち上記ＣＯＤプロセス回路６から直接出力される
信号と第１のガンマ補正回路１４の出力信号とを選択的
に切り換える第１の切り換え器１５が接続されている。

また、図のＤ／Ａ変換器１０の後段には混色状態を解消
するリニアマトリクス回路１６及び第２のガンマ補正回
路１７ａ、１７ｂ、１７ｃが接続され、これら回路の後
段には上記Ｄ／Ａ変換器１０から直接出力される信号と
第２のガンマ補正回路１７から出力される信号とを選択
的に切り換える第２の切換え器１８ａ、１８ｂ、１８ｃ
が接続されている。上記第２のガンマ補正回路１７は、
リニアマトリクス回路１６が非線形出力に対して良好に
動作しないという特性があるので、リニアマトリクス１
６の後段に接続することが好適となる。

第２図には、上記ガンマ補正回路１４．１７の作用を示
すガンマ曲線が示されており、例えばＣＣＤ４の出力特
性が横軸に光量、縦軸に出力電流をとると曲線１００の
ようになるが、この出力に対してガンマ補正回路１４．
１７により曲線１０１の補正を行っており、これにより
曲線１０３の出力特性を得るようにする。

第３図には、上記リニアマトリクス１６の詳細な回路が
示されており、このリニアマトリクス１６内にはＲ（赤
）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のそれぞれの信号に対して他の
信号を係数倍した信号を差引くための演算器１９ａ、１
９ｂ、１９ｃか設けられている。すなわち、実際に捉え
られたＲ信号は混色によりＲ＋ａＧ＋ｂＢの信号、Ｇ信
号はＧ＋ｃＢ＋ｄＲの信号、Ｂ信号はＢ＋ｅＲ＋ｆＧの
信号となっているので、演算器１９ａではＲ信号に対し
て（−ａＧ−ｂＢ）を加算し、演算器１９ｂではＧ信号
に対して（−ｃＢ−ｄＲ）を加算し、演算器１９ｃでは
Ｂ信号に対して（−ｅＲ−ｆＧ）を加算しており、これ
により他の色の混色を解消することができる。

一方、上記ＣＣＤプロセス回路６にはＣＣＤ４で得られ
た信号から撮像体の輝度を検出する輝度検出器２０が設
けられており、この輝度検出器２０が所定の輝度を検出
すると、上記第１の切換え器１５及び第２の切換え器１
８　ａ、　　１８　ｂ、　　１８Ｃを切り換える。すな
わち、実施例では第２図のガンマ曲線において、上記曲
線１００と曲線１０１が交差する光量Ｐに対応する輝度
となったときに、上記切換え器１５．１８を動作させて
いる。

実施例は以上の構成からなり、以下にその作用を説明す
る。

まず、Ｒ，Ｇ、Ｂ光の順次照射により得られた撮像体情
報はＣＣＤ４からＣＣＤプロセス回路６を介してガンマ
補正回路１４へ出力され、ここで第２図で説明したガン
マ補正が行われる。上記ＣＣＤ４の出力信号は、同時に
輝度検出器２０に供給されて撮像体の輝度が検出される
ことになり、第２図の光量Ｐとなる輝度以下のときは、
第１の切換え器１５はｂ側へ、第２の切換え器１８ａ。

１８ｂ、１８ｃはａ側へ接続された状態となる。

従って、ＣＣＤプロセス６の出力に対して、第１のガン
マ補正回路１４でガンマ補正が行われることになり、Ｄ
／Ａ変換器１０を通過した後は、切換え器１８　ａ、　
　１８　ｂ、　　１８　ｃを介してエンコーダ１１へ出
力されることになる。

一方、被観察体が明るい状態で、上記所定の輝度以上と
なると、第１の切換え器１５はａ側へ、第２の切換え器
１８ａ、１８ｂ、１８ｃはｂ側へ切り換えられ、上記Ｃ
ＣＤプロセス６の出力は、第１のガンマ補正回路１４を
通らずに、Ａ／Ｄ変換器８へ出力され、フレームメモリ
９及びＤ／Ａ変換器１０を介してリニアマトリクス回路
１６に供給される。

このリニアマトリクス回路１６では、上述した第３図に
示されるように、演算器１９ａ、１９ｂ。

１９ｃによりＲ，Ｇ、Ｂの各信号毎に他の色の混色量が
差し引かれることになり、最終的に混色のないＲ，Ｇ、
Ｂ信号が出力される。次に、このリニアマトリクス回路
１６の出力は、第２のガンマ補正回路１８ａ、１８ｂ、
１８ｃに供給され、ここでガンマ補正が行われる。従っ
て、明るい画面においても色精度のよいビデオ信号を得
ることができ、このビデオ信号はエンコーダ１１を介し
てモニタ（第４図の１２）に供給され、モニタ上には被
観察体内、例えば消化器管内の画像が表示される。

この場合、第１のガンマ補正回路１４を通さないことに
より、暗い場合よりもＳＮ比が多少低下することになる
。すなわち、ビデオ信号においては上記Ａ／Ｄ変換器８
、フレームメモリ９及びＤ／Ａ変換器１ｏにて処理を施
す前に、ガンマ補正を行う方がＳＮ比が良くなり、第１
図のように上記回路の後でガンマ補正を行う場合にはＳ
Ｎ比か少し低下することになる。しかし、この場合のビ
デオ信号はもともと輝度の高い明るい状態にあるから、
上記のＳＮ比の低下は画質にほとんど影響を与えず、む
しろ本発明のように混色状態を改善した方が見やすい画
像が得られることになる。

一方、被観察体内が暗い場合には混色の割合か小さいの
で第１のガンマ補正回路１４によってＳＮ比を改善した
方がよいことになり、本発明では両者の利点を選択的に
取り入れることにより、色再現性の良い画質を得ること
ができる。

上記実施例では、上記第１の切換え器１５、第２の切換
え器１８を第１のガンマ補正回路１４、第２のガンマ補
正回路１８の後段に設けているが、上記第１の切換え器
１５は第１のガンマ補正回路１４の前段、第２の切換え
器１８はリニアマトリクス回路１６の前段に設けるよう
にしてもよい。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば、被撮像体が暗い
場合には従来と同様にして第１のガンマ補正回路により
ＳＮ比を落とすことなくガンマ補正を行い、一方被観察
体内が明るい場合には上記第１のガンマ補正回路を用い
ずに、リニアマトリクス回路及び第２のガンマ補正回路
を用いて、各色信号の混色状態を解消するようにしたの
で、被撮像体が明るい場合の色精度が改善され、モニタ
画像において色再現性のよい画質を得ることが可能とな
る。

特に、医療分野においては被観察体内を比較的明るい状
態にして画像表示を行うので、患部の状態を良好に把握
することができる画像を提供できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る電子内視鏡用信号処理回
路の構成を示すブロック図、第２図はガンマ補正を説明
するグラフ図、第３図は実施例のリニアマトリクスの内
部構成を示す回路図、第４図は従来の電子内視鏡装置の
構成を示す回路ブロック図である。 ４１．・ＣＣＤ、　　　　　　６・・・ＣＣＤプロセス
、８・・・Ａ／Ｄ変換器、　９・・・フレームメモリ、
１０・・・Ｄ／Ａ変換器、 １４・・・第１のガンマ補正回路、 １５・・・第１の切換え回路、 １６・・・リニアマトリクス回路、 １７ａ、１７ｂ、１７ｃ ・・・第２のガンマ補正回路、 １８・・・第２の切換え回路、 ２０・・・輝度検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子スコープ内に設けられた撮像素子の出力に対
   してガンマ補正を行う第１のガンマ補正回路と、この第
   １のガンマ補正回路の入出力信号のいずれかを選択する
   第１の切換え器と、上記第１のガンマ補正回路に入力し
   ないビデオ信号に対して混色の調整を行うリニアマトリ
   クス回路と、このリニアマトリクス回路の出力に対して
   ガンマ補正を行う第２のガンマ補正回路と、上記リニア
   マトリクス回路及び第２のガンマ補正回路の入出力信号
   のいずれかを選択する第２の切換え器と、上記撮像素子
   で得られた画像の輝度を検出する輝度検出器と、を設け
   、上記輝度検出器の出力に基づいて上記切換え器を動作
   させ、暗い輝度のときは第１のガンマ補正回路を用い、
   明るい輝度のときはリニアマトリクス回路及び第２のガ
   ンマ補正回路を用いるようにした電子内視鏡用信号処理
   回路。