JPH08191440A

JPH08191440A - 内視画像補正方法及び装置

Info

Publication number: JPH08191440A
Application number: JP7001779A
Authority: JP
Inventors: Tamon Mizoguchi; 多聞溝口; Toshihiko Yamagata; 俊彦山縣; Shinichi Kawamura; 真一川村; Masami Uchibori; 雅巳内堀; Takanori Norimura; 孝則法村; Isamu Suzuki; 勇鈴木; Kiyoshi Takeuchi; 清竹内
Original assignee: Fukuda Denshi Co Ltd
Current assignee: Fukuda Denshi Co Ltd
Priority date: 1995-01-10
Filing date: 1995-01-10
Publication date: 1996-07-23

Abstract

(57)【要約】【目的】人体冠状動脈内腔に挿入して病変患部を観
察、診断する際に、感度及び色調の均整な画像データに
補正、置換した鮮明な内視画像を表示可能で、かつ、圧
縮されたデジタル画像データの記録及び再生機能を搭載
して一過性現象に対する再現表示を可能とする内視鏡装
置を提供する。【構成】画像処理部２００内に高速でデータを読み出
し可能な座標及び感度、色調補正テーブルを備え、感
度、色調補正テーブル上に、予め内視用カテーテルのイ
メージガイドの伝送特性を補正するデータを登録し、内
腔観察診断の際は、ビデオカメラの出力ビデオ信号に同
期して補正テーブル内のデータを直接読み出す様にした
ことで、イメージガイド固有の画素毎の感度及び色のむ
らを補正した鮮明な内視画像を表示、記録再生可能とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内視画像補正方法及び装
置に関し、例えば画素毎に明るさと色調が補正され、解
像度が高く、明るく鮮明な内腔像を表示する内視画像補
正方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、経皮、経管的に血管内等の患部に
内視用イメージファイバカテーテルを挿入して血管内患
部を観察するには、図１２に示すように、内視用細径イ
メージファイバカテーテルのイメージガイド１のコネク
タを小型ビデオカメラ（ビデオカメラ）４に装着したア
イピース２に接続する。そして、カテーテルよりの映像
をイメージガイド１、アイピース２を介してビデオカメ
ラ４で撮影する。撮影した映像信号（ビデオ信号）出力
をカラー表示可能なモニタ６に接続して拡大表示した像
を観察診断していた。

【０００３】即ち、前記イメージガイド１の接眼端面に
おける血管内腔像を、アイピース２により顕微拡大して
ビデオカメラ４により撮影するそしてビデオカメラ４か
ら出力された撮影後のビデオ信号をモニタ６に入力すれ
ば拡大像がモニタ６の表示画面に拡大表示される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、よく知
られているように、前記従来のイメージガイドを構成す
る光ファイバば、コアと称する光を伝送する部分と、ク
ラッドと称する光を伝送しない部分から構成されてい
る。（１）従って、イメージガイドの接続端面における従来
の血管内腔像には、網目模様が生じてしまっていた。と
ころが、この網目模様の画素配列とビデオカメラの撮像
素子の配列とは、一般的には対応しておらず、モニタ画
面に表示された内視画像にはモアレ縞が生じてしまって
いた。

【０００５】このため、ビデオカメラによる撮影にはフ
ォーカスをずらして撮影するか、光学的ローパスフィル
タを設けてモアレ縞の低減をしていた。（２）しかし、このような方式によると、解像度を損な
うことになり、鮮明な撮影画像が得られなかった。この
ため、図１３に示すように、細径化にともなう撮像感度
および解像度の低下に対する対策として、更にビデオカ
メラ２４で撮影した画像を処理する網目模様除去処理部
２６を備える構成とし、この網目模様除去処理部２６を
選択的に接続可能として、高倍率のアイピース２２を搭
載した高解像度のビデオカメラ２４のビデオ信号出力を
網目模様除去処理部２６に送り、ここで血管内視用カテ
ーテル１８のイメージガイドを構成する各画素の最も明
るい点、即ち尖塔値をサンプリングし、隣接する画素間
を２次元的に延長補間処理し、処理したビデオ信号を出
力して表示モニタ３０に入力し、撮影感度および解像度
を損なうことなく、明るく網目模様の無い画像を表示す
るリアルタイム網膜模様除去処理を施すシステムも採用
されていた。

【０００６】この画像改善処理法では、イメージガイド
を極限まで細径化した内視用カテーテルを用いて撮影す
ると、イメージガイドの各素線の伝送特性の差による明
るさや、色調のむらが強調され、病変部位の観察診断上
問題であった。本発明の目的は、上記画像改善処理法に
おける各画素の明るさ及び色調のバラツキを揃える補正
を行い、網目模様の無い、明るく鮮明な内視画像を表示
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上述した課題を
解決することを目的としてなされたもので、上記画像改
善処理法における各画素の明るさ及び色調のバラツキを
揃える補正を行い、網目模様の無い、明るく鮮明な内視
画像を表示できる実時間内視画像補正処理を提供し、前
記血管内視鏡装置に搭載して上記課題を解決する手段を
提供することを目的としている。

【０００８】そして上記課題を解決する一手段として、
例えば以下の構成を備える。即ち、内視鏡に組み込まれ
た複数の融着ファイバで構成されたイメージガイドを介
して伝送された被写体像を撮像手段により撮影して得ら
れた内視画像中の前記イメージガイドの各ファイバの伝
送特性の相違に基づく画素毎の明度と色調の違いを補正
低減する内視画像補正装置であって、前記イメージガイ
ドによって白色被写体を撮影して得られた画像を記憶保
持する白画像保持手段と、前記白画像保持手段での保持
画像より前記イメージガイドを構成する各ファイバのコ
アの中心座標を抽出して各ファイバ毎の座標情報と共に
登録する座標データ登録手段と、前記座標データ登録手
段に登録された座標位置の前記白画像保持手段での保持
撮影画像データの色毎の明度の平均値を求め、各画素の
毎に求めた各色毎の平均値に対する差異を算出する算出
手段と、前記算出手段で算出した平均値との差異をなく
すような補正データを生成して各色毎に登録する補正デ
ータ登録手段と、前記撮像手段により撮影した処理すべ
き入力画像を、前記補正データ登録手段で登録した補正
データに従い前記座標データ登録手段に登録された座標
位置の各画素毎に互いの画素毎の色調の差を解消させる
ように前記入力画像を置換する置換手段とを備えること
を特徴とする。

【０００９】

【作用】以上の構成において、感度及び色調が正確に補
正され、明るさと、色化けとを同時に補正し、その結
果、モアレ縞も低減した鮮明な内腔像を表示する血管内
視鏡装置が提供できる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明に係る一実施例を、添付図面を
参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る一実施例
の構成を示す全体図である。図１において、参照符号１
０はイメージガイド、１１はライトガイドであり、イメ
ージガイド１０とライトガイド１１とで血管内視用カテ
ーテルを構成しており、その一部は患者の血管内に経皮
的に挿入され、イメージガイド１０の中を伝送してきた
血管内腔像Ｓ１０Ａを接眼端面に結ぶようになってい
る。１２はライトガイド１１を接続して血管内を照明す
る照光源であるライトソースである。

【００１１】１３はアイピースであり、アイピース１３
は高解像度ビデオカメラ１４に装着され、イメージガイ
ド１０の接眼面とを接続する挿入結合部を備え、フォー
カス調整機能及びセンター軸微動調整機能を有し、ビデ
オカメラ１４の撮像素子面の中心に顕微拡大してピーク
値による補間埋め込み処理（リアルタイム網目模様除去
処理）に適当な大きさで内視像Ｓ１４Ａを結像するよう
になっている。

【００１２】１４はその内部に撮像素子を備え、上記内
視像Ｓ１４Ａをビデオ信号Ｓ１に変換する高解像度ビデ
オカメラ、２００は画像処理部、３００は循環画像メモ
リ、４００は光ディスク装置、５００はリモートコント
ローラ、６００はカラーモニタである。画像処理部２０
０の詳細構成を図２に示す。図２に示されるように、高
解像度ビデオカメラ１４からのビデオ信号Ｓ１を入力し
て、感度、色調補正手段２２０によりイメージガイドを
構成する各画素毎の伝送特性による感度と色調のばらつ
きを補正し、補間手段２３０により隣接する各画素間の
補間埋め込み処理を行い、平滑手段２４０により補間処
理により生じたエッジ成分（量子化雑音）を除去し、平
滑化したビデオ信号を出力してカラーモニタ６００に鮮
明化した内腔画像を表示するように、リアルタイムでビ
デオ信号を処理するようになっている。

【００１３】制御回路２１０は、本実施例の画像処理部
２００を統括制御を司る部分であり、例えばマイクロプ
ロセッサで構成し、画素毎の伝送特性を補正する補正テ
ーブルの作成等の処理を行う。なお、感度、色調補正手
段２２０は、電源の瞬断などにより登録したデータが消
滅しないように補助電源（電池等）で保護された不揮発
性メモリで構成されている。

【００１４】ＩＦ２５０は色調補正したデータを記憶、
再生するための循環画像メモリ３００及び光ディスク装
置とのデータ通信を行うインタフェースである。本実施
例における図２に示す感度、色調補正手段２２０の詳細
構成例を図３に示す。図３に示す感度、色調補正手段２
２０ａは、イメージガイド１０を構成する各画素毎の伝
送特性のばらつきを、制御回路２１０ａで作成したデジ
タル補正テーブルにより処理することを特徴としてい
る。

【００１５】即ち、本実施例の以上に示す画像処理を
行う内視鏡装置においては、まず装置の起動と共に白色
被写体を撮影し、この撮影されたビデオ信号を対応する
デジタル信号に変換して一旦フレームメモリ２２２に記
憶し、制御回路２１０ａでイメージガイド１０の伝送特
性を測定し、測定した伝送特性を補正するための補正デ
ータ（置換データ）を生成して感度，色調補正テーブル
２２３ｂに登録する処理を行う。上記処理を行うことに
より、以後の被検者よりの撮影データに対して単に上記
テーブルを参照するのみで容易に感度及び色調を補正す
ることができ、実時間内に処理することができる。な
お、以上の各構成は、例えばマイクロプロセッサで構成
することができ、マイクロプロセッサで構成することに
より、ハードウエアの構造を簡略化でき、しかも仕様の
変更があっても容易に対応できる。

【００１６】図３中、Ａ／Ｄ変換器２２１ヘの入力であ
るＳ１ｒ，Ｓ１ｇ，Ｓ１ｂは、ビデオカメラ１４の出力
ビデオ信号Ｓ１における赤色成分及び緑色成分、青色成
分である。２２２は累積算機能つきフレームメモリ、２
２３ａは感度・色調補正回路、２２４はコア座標メモ
リ、２１０ａは制御回路である。イメージガイド１０に
より伝送され、高解像度ビデオカメラ１４撮影される例
えば内腔像等は、画素毎の伝送特性のばらつきにより、
図４の（Ａ）に示す如く各画素毎に送られる振幅の異な
るビデオ信号Ｓ１ｒ、Ｓ１ｇ、Ｓ１ｂをそれぞれＡ／Ｄ
２２１に入力する。そして、Ａ／Ｄ２２１により入力ビ
デオ信号を高速で対応するデジタル信号である並列バイ
ナリ符号に変換する。

【００１７】Ａ／Ｄ２２１によりデジタル符号に変換さ
れたビデオ信号は、一旦、累積算機能付きフレームメモ
リ２２２に記憶される。そして、コア座標メモリ２２４
の出力する制御信号に従って、上述した図４の（Ａ）に
おいて＋印で示すイメージガイドを構成する各ファイバ
のコアの中心に相当するデータを抽出し、感度、色調補
正回路２２３ａに内蔵する感度・色調補正テーブル２２
３ｂに登録されたデータを選択して図４に（Ｂ）で示す
様に各画素毎に感度及び色調を補正したデータを出力す
る。

【００１８】制御回路２１０ａは、ビデオカメラで１４
で撮影したイメージガイドを構成する各画素の中心に相
当するピークを検出し、検出したピークに対して図５に
示すように、検出順に番号を振り付け、そのフレーム上
の座標をコア座標メモリ２２４ａに登録する。また制御
回路２１０ａは、上述した様にして検出した全画素につ
いての明るさの平均値の算出処理と、求めた明るさの平
均値に対する各画素毎相対伝送率の算出処理と、上述し
た処理で感度、色調について画素毎に振り付けられた番
号に対応する各画素固有の感度、色調補正定数との算出
処理とを実行し処理結果に基づいて感度、色調補正回路
２２３ａ内の感度・色調補正テーブル２２３ｂにデータ
を登録する。

【００１９】以上の構成を備える本実施例における制御
回路２１０ａの内視画像中の画素の中心座標検出及び座
標メモリ２２４ａへの登録処理と、感度・色調補正テー
ブル２２３ｂへの補正データ登録処理を以下に説明す
る。まず、装置の電源投入時に、あるいは、カテーテル
の装着時に白色被写体（例えば滅菌ガーゼ等）をイメー
ジガイド１０、アイピース１３を介してビデオカメラ１
４で撮影している状態とする。そして、不図示の装置に
備えられているホワイトバランス補正スイッチを操作入
力する。これにより、画像処理部２００内に設けられた
感度・色調補正手段２２０ａを用いて以下に示す一連の
登録処理を一過性に行なう。この処理は、被写体の陰影
による感度のむらを除去するために、一定時間（例えば
数秒間）の画像を累積算フレームメモリ２２２に記憶し
て手振れ効果による平均化を行う。

【００２０】即ち、白色被写体（例えば滅菌ガーゼ等）
を一定時間ビデオカメラ１４で撮影して感度・色調補正
手段２２０ａ内のフレームメモリ２２２に一旦記憶す
る。そして、制御回路２１０ａ（伝送特性測定手段）に
より、イメージガイド１０を構成する各画素の最も明る
い点を検出してそのサンプルしたもっとも明るい点にお
ける位置座標及び画像データ値を求める。求めた座標デ
ータはコア座標メモリ２２４ａに登録する。

【００２１】そしてこのサンプリングした各画素の画像
データより、緑色（Ｇ）の値の平均を求める。そして、
求めた緑色（Ｇ）の明るさの平均値（Ｇｈ）に対して各
画素毎に感度の比を求め、最小入力レベルから最大入力
レベルまでの各段階に対して各サンプリング点における
緑色の補正出力データ値が各段階の平均値（Ｇｈ（０〜
２５５））と等しくなるような補正値を算出し、各サン
プリング点について感度・色調補正メモリ（感度・色調
補正テーブルＧ）に登録する。

【００２２】また、赤（Ｒ）及び青色（Ｂ）成分につい
ても、緑（Ｇ）の明るさの平均値（Ｇｈ）に対しての明
るさの比を各画素毎に求め、最小入力レベルから最大入
力レベルまでの各段階に対して図４（Ｂ）で示すよう
に、各サンプリング点における緑色の補正出力データ値
と等しくなるような補正値を算出し、各サンプリング点
について感度・色調補正メモリ（感度・色調補正テーブ
ルＲ及びＢ）に登録する。

【００２３】この感度、色調補正テーブル２２３ｂに登
録された補正データを用いて撮影画像の補正を行おうと
する場合には、実際の内腔像を撮影したビデオカメラ１
４のビデオ信号出力をＡ／Ｄ２２１により対応するデジ
タルビデオ信号に変換し、そのデジタルビデオ信号出力
をフレームメモリ２２２に一旦記憶した後に読み出し、
感度・色調補正回路２２３ａに入力する。制御回路２１
０ａからは同時にこの入力データ値を例えばアドレスに
入力することにより、各サンプリング点における各入力
レベルに対応する補正データを記憶したアドレスが選択
され、入力レベルに対応して補正された補正データが読
み出され、画素毎の明るさが均一で正確な色調の補正画
像データを出力することができる。

【００２４】この感度・色調が略均一となるように補正
したデータを後述するように補間処理手段２３０によ
り、２次元的に補間埋め込み処理し、その補間処理によ
りエッジ成分を含みモザイク模様を有するデジタルビデ
オ信号出力を、平滑手段２４０により高周波成分とフリ
ッカー雑音を低減、除去したアナログビデオ信号を出力
することで、感度、色調を補正し、画素間を補間して平
滑処理したビデオ信号をモニタに入力して鮮明な内腔画
像が表示できる。

【００２５】次に、図２に示す画像処理部２００の補間
手段２３０の詳細を図６及び図７も参照して以下に説明
する。図４の（Ｂ）に示すように、感度・色調補正手段
２２０の出力はイメージガイド１０を構成する各画素の
中心部に相当する最も明るい点をサンプリングした一画
面について画素数に一致したデータに過ぎず、そのまま
ではモニタ画面上に明るい内腔像を表示させることがで
きない。そこで本実施例においては、図６に示す補間手
段２３０により図７に示すように、２次元的に隣接する
画素間を補間処理することで明るさの強調を行う。

【００２６】図６に示す補間手段２３０は、ラッチ２３
１、Ｈタイマ２３２、ＡＮＤゲート２３３、ラインメモ
リ２３４、タイマ２３５で構成されている。以下、具体
的に説明する。ラッチ２３１は、感度・色調補正手段２
２０の出力データを一定時間（ほぼ、画素間を走査する
走査時間）保持して水平方向に補間する回路である。Ｈ
タイマ２３２は、水平方向に対して、画素間隔以上の尾
引きしないようにＡＮＤゲート２３３に制御信号を入力
し、ラインメモリ２３４へ画像データ（黒レベル）を入
力するタイマである。ラインメモリ２３４は、ビデオカ
メラ１４の水平同期信号に同期して繰り返しデータを読
み出し、垂直方向に対して補間したデータを出力するメ
モリである。

【００２７】Ｖタイマアレー２３５は、垂直方向に対し
て画素間隔以上に尾引きしないようにＡＮＤゲート２３
３に制御信号を入力し、ラインメモリ２３４への画像デ
ータ（黒レベル）を入力するタイマ群である。図２に示
す平滑手段２４０の詳細構成を図８に示す。以下、図８
を参照して本実施例の平滑手段２４０説明する。図８に
示す本実施例の平滑化手段２４０は、補間手段２３０に
より強調されたモザイク模様や、ピーク抽出により生じ
たフリッカー雑音を低減除去する。

【００２８】図８に示す補間手段２３０は、加算回路Ａ
２４１、加算回路Ｂ２４２、フィールドメモリ２４３、
Ｄ／Ａ２４５、制御回路２４６で構成され、２４１加算
回路Ａと、加算回路Ｂ、引き算回路２４４とで時間軸に
対するフリッカー雑音の低減効果（低域フィルター）制
御する。フィールドメモリ２４３は、１画面（フィール
ド）についてデータを遅延する画像メモリである。Ｄ／
Ａ２４５は、フィールドメモリ２４３の出力するデジタ
ル画像データを入力してアナログビデオ信号に変換した
ビデオ信号を出力する回路である。制御回路２４６は、
平滑手段２４０による平滑処理を効果的に制御するため
の制御信号を発生する回路であり、フィールドメモリ２
４３へのデータの書き込みと読み出しのタイミングを水
平及び垂直同期信号に対して時間差を設けて一定周期で
繰り返すことで、２次元的な平滑処理を制御し、また、
加算回路２４１と引き算回路２４４に加えるオフセット
データを制御することで３次元の平滑処理を制御する回
路である。

【００２９】図２のＩＦ２５０は、循環画像メモリ３０
０及び光ディスク装置４００とのデータの通信制御を行
う接続回路である。また、循環画像メモリ３００は、イ
メージガイドを構成する各画素の中心に位置する最も明
るい点をサンプリングした画面データを、画像処理部２
００のＩＦ２５０を介して単位画像データとして読み出
し、画素番号毎にＲＧＢの各データの記録を行う。その
ため、一般的画像記憶方法に対して、約１／１００程度
の圧縮がなされる。通常はデータの記録状態にあってエ
ンドレスの記録を行っており、血管内腔の観察、診断の
際に血管内に充満する血液を排除する透明液を注入した
後で血管内観察部位に血液が再充満する直前のホールド
状態に切り替え制御することで、一定時間に渡る血管内
腔像を繰り返し観察できる他、適当な時点を選択して静
止表示も可能とするＩＣメモリ装置である。

【００３０】循環画像メモリ３００へのデータ記憶及び
読み出し操作は、リモートコントローラ５００を介し
て、制御回路２１０に指令される。循環画像メモリ３０
０は、ビデオカメラ１４のビデオ信号と同期制御され、
読み出しデータは補間回路２３０に入力されて画像化
し、再生像をカラーモニタ６００に表示出来る。光ディ
スク装置４００は、循環画像メモリ３００と同様に圧縮
した画像データを不揮発性の光磁気ディスクに記憶させ
る装置である。該装置への記録データは画像データのみ
で無く、少なくともＩＤコードと共にイメージガイドの
端面像を拡大してビデオカメラ１４で撮影したビデオ信
号から抽出した各画素の番号とその座標データを記録す
る。

【００３１】光ヂィスク装置４００と画像処理部２００
とのデータのやり取りは、専用のインターフェースを介
して行われ、例えばＩＦ２５０通信制御回路にＳＣＳＩ
−II通信制御回路を搭載して制御する。リモートコント
ローラ５００は、光ヂィスク装置４００の操作制御を行
うことができる表示機能付きのキーボードを備えた通信
制御装置であり、リモートコントローラ５００より光デ
ィスク装置に対するコントロール信号などの伝達媒体と
しては、有線／無線いずれの媒体を用いてもよく、例え
ば変調された赤外光を放射して、内視鏡装置本体に備え
た受光センサで検出することによリ伝達し、このリモー
トコントローラ５００よりのコントロール信号等を基に
制御回路２１０により光ディスク装置４００を制御する
処理を行う。

【００３２】カラーモニタ６００は、画像処理装置２０
０のＤ／Ａ回路２４５から出力される画像処理により鮮
明化されたアナログビデオ信号を入力して、内視画像を
表示する装置である。以上の構成における処理の流れを
順に説明すると以下の様になる。制御回路２１０ａは、
まずフレームメモリ２２２に記憶されている撮影データ
を読出して各画素毎のピーク値を計算処理する。ビデオ
カメラ１４のビデオ信号出力Ｓ１について、赤，緑，青
色成分についての分離出力をＳ１ｒ，Ｓ１ｇ，Ｓ１ｂ、
制御回路２１０により抽出した各画素のピーク値をＳ１
ｐｘ［番号０〜ｎ］、その平均値をＹｐとすると、各画
素の相対伝送率ｙｘをｙｇ，ｙｒ，ｙｂの各色成分に分
離し、以下の計算式により各画素の相対伝送率の基準と
なる感度の平均値Ｙｐを求める。

【００３３】

【数１】Ｙｐ＝Ｓ１ｐｇΣ［番号0〜n］／Ｎ但し、画素数Ｎはｎ＋１で求められる。各画素［番号１〜ｎ］の感度，色調に係
る相対伝送率Ｙｇ，Ｙｒ，Ｙｂは、ｙｇ[番号1〜n]＝Ｓ１ｐｇ[番号1〜n]／Ｙｐｙｒ[番号1〜n]＝ｙｇ[番号1〜n]・Ｓ１ｐｒ[番号1〜n]
／Ｓ１ｐｇ[番号1〜n] ｙｂ[番号1〜n]＝ｙｇ[番号1〜n]・Ｓ１ｐｂ[番号1〜n]
／Ｓ１ｐｇ[番号1〜n] となる。この相対伝送率を図３の構成に適用する場合、
以下に示す組成出力が得られる感度，色調補正テーブル
２２３ｂを作成する。以下、テーブルの作成計算式を示
す。各画素の最も明るい点を抽出したビデオ信号Ｓ１ｐ
ｘを入力して、感度色調を補正した補正出力Ｙｃｇ，Ｙ
ｃｒ，Ｙｃｂは、Ｙｃｇ[番号1〜n][0〜255]＝Ｓ１ｐｇ[番号1〜n][番号0
〜255]／ｙｐｇ[番号1〜n] Ｙｃｒ[番号1〜n][0〜255]＝Ｓ１ｐｒ[番号1〜n][番号0
〜255]／ｙｐｒ[番号1〜n] Ｙｃｂ[番号1〜n][0〜255]＝Ｓ１ｐｂ[番号1〜n][番号0
〜255]／ｙｐｂ[番号1〜n] 但し、上記計算式で表す[ ]内の番号1〜nは各画素に振
り付けた画素番号であり、０〜２５５は全てのビデオア
ナログ入力信号を２５５階調に量子化し、８ビットのデ
ジタル符号に変換処理した場合の例である。

【００３４】よって、第１実施例の制御回路２１０ａに
おける登録処理は例えば下記に示す手順で実行される。スタート→モード設定（ホワイトバランス）→画像
記憶（フレームメモリ）→ピーク検出（極座標読み取
り，ナンバーリング，座標メモリ書き込み）→輝度平
均値算出→相対伝送率計算（画素ナンバー０〜Ｎ迄／
Ｒ，Ｇ，Ｂ）→感度，色調補正定数計算・補正テーブ
ル登録（画素ナンバー０〜Ｎ迄／Ｒ（0〜255），Ｇ（0
〜255），Ｂ（0〜255），）→設定モード終了以上説明したように本実施例によれば、極細径イメージ
ガイドを用いる色調補正処理機能付き内視鏡装置、特に
冠状動脈病変部位の内腔をカラーモニタに拡大表示して
観察と治療をする際の、患者の安全性及びカテーテルの
操作性を高めるために、極限まで細径化されたイメージ
ガイドで構成した内視用カテーテルを用いて、前記イメ
ージガイドを構成する各ファイバの素線の中心部分に相
当する、最も明るい点をサンプリングして、全画素の平
均値を求め、各画素毎に平均値に対する感度差を基に補
正計算を行って、補正メモリに登録し、また、色調補正
も感度と同様に緑色データ、赤色データ及び青色データ
の感度差を求めて等しくなるように補正計算をして、補
正メモリに登録することにより、内腔観察に際してはビ
デオ信号レベルに応じた補正メモリ内に登録された補正
データを直接読み出すことで、各画素毎の感度及び色調
を補正した画像データを出力し、更に各隣接する画素間
を２次元補間処理する補間処理手段により、補間処理し
たビデオ信号出力を、カラーモニタに入力する事で、画
素毎に明るさと色調が補正され、解像度が高く、明るく
鮮明な内腔像を表示するビデオ内視鏡装置が提供でき
る。

【００３５】［第２実施例］第２実施例においては、上
述した第１の実施例中の感度・色調補正手段の構成が異
なり、図３に示す第１実施例の構成に代え、図９に示す
構成を備えている。第２実施例においては、第１の実施
例のイメージガイドを構成する各画素毎の伝送特性のば
らつきをデジタル補正テーブルである感度・色調補正テ
ーブル２２３ｂにより処理するのに比し、アナログ乗算
回路２２６により処理することを特徴としている。

【００３６】第２実施例においても、参照符号Ｓ１ｒ，
Ｓ１ｇ，Ｓ１ｂは、それぞれビデオカメラ１４の出力ビ
デオ信号Ｓ１についての赤色成分及び緑色成分、青色成
分である。第１実施例では、感度・色調緒補正回路２２
３ａに感度・色調補正テーブル２２３ｂを備える構成と
したが、第２実施例では、この感度・色調補正回路を省
略し、替わりに乗算回路２２６を備える構成としたた
め、第１実施例の感度・色調補正テーブル２２３ｂをコ
ア座標メモリ２２４ｂ中にコア座標データと共に備える
構成とする。この感度・色調補正テーブル２２３ｂは、
基本的には第１実施例のものと同様であり、補正データ
は制御回路２１０ｂにより第１実施例と同様にして登録
される。

【００３７】内視画像中の画素の中心座標検出及びコア
座標メモリ２２４ｂへの登録と、感度・色調補正テーブ
ル２２３ｂへのデータ登録等の処理は、装置の電源投入
時、あるいはカテーテルの装着時に白色被写体を撮影し
て、ホワイトバランス補正スイッチを操作することによ
り、一連の登録処理を上述した第１実施例と同様にして
一過性に行なう。

【００３８】第２実施例の図９に示す感度・色調補正手
段２２０ｂについて、図１０及び図１１も参照して以下
に説明する。図９において、上述した第１実施例の図３
に示す構成と同様構成には同一番号を付し詳細説明を省
略する。図９において、２２６は緑色（Ｇ）、青色
（Ｂ）、赤色（Ｒ）の各色毎の信号処理系統に備えられ
た高速アナログ乗算回路であり、乗算回路２２６は図１
０左側上段に模式的に示す撮影情報（下段にアナログビ
デオ信号Ｓ１ｒ，Ｓ１ｇ，Ｓ１ｂの状態を示す）と、Ｄ
／Ａ２２５の出力する感度・色調補正制御アナログ信号
Ｓ２５ｒ，Ｓ２５ｇ，Ｓ２５ｂとを、各それぞれの色毎
の赤、緑、青色信号処理系統のアナログ乗算回路に入力
して図１０の右側に示す感度・色調を補正したアナログ
ビデオ信号出力Ｓ２３ｒ，Ｓ２３ｇ，Ｓ２３ｂを出力す
る。

【００３９】第２実施例のコア座標メモリ２２４ｂは、
上述した第１実施例と同様のフレーム上のＨ−Ｖ座標に
対して、各画素の最も明るい点のコア座標データを記憶
すると共に、以下に説明する乗算回路２２６に供給する
感度・色調補正制御アナログ信号Ｓ２５ｒ，Ｓ２５ｇ，
Ｓ２５ｂに対応するデジタル補正データをも登録してお
く。

【００４０】即ち、第１実施例と同様のコア座標デー
タと共に、Ｈ−Ｖ座標に対して、各画素の占める領域に
画素毎の番号と共に各画素固有の感度・色調補正定数と
が登録され、内腔撮影時には、ビデオカメラ１４と同期
してデータを読み出すための座標テーブルであり、読み
出した感度・色調補正データはＤ／Ａ２５５に入力さ
れ、ここで対応するアナログ信号に変換されて感度・色
調補正アナログ制御信号Ｓ２５ｒ，Ｓ２５ｇ，Ｓ２５ｂ
に変換されて乗算回路２２６に出力される。

【００４１】乗算回路２２６は、図１０の右側に示すよ
うに、イメージガイド１０を構成する各画素の明るさ及
び色調が均等になるように補正したビデオ信号出力Ｓ２
３ｒ，Ｓ２３ｇ，Ｓ２３ｂを出力する。また、コア座標
メモリは図１０に示す画素の中心点と一致した座標でフ
レームメモリ２２２の読み出しデータを選択抽出するゲ
ート信号を出力し、補間手段２３０にピークデータのみ
取り込むようになっている。

【００４２】以上説明したように第２実施例によれば、
第１実施例と同様に感度及び色調が正確に補正され、明
るさと、色化けとを同時に補正し、その結果、モアレ縞
も低減した鮮明な内腔像を表示する血管内視鏡装置が提
供できる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、イ
メージガイド固有の各画素の伝送特性のばらつきによる
明るさや色むらを、イメージガイドを構成する各画素の
中心部に相当する最も明るい点をサンプルした全画素の
平均輝度を基に、感度及び色調が正確に補正され、明る
さと、色化けとを同時に補正し、モアレ縞も低減した鮮
明な内腔像を表示する血管内視鏡装置が提供できる。こ
の結果、画素数を減らすことなくイメージガイドを極限
まで細径化し、柔軟性を高めた血管内視用カテーテルに
よる血管患部の観察診断ができるようになり、血管内膜
への損傷等、危険性を著しく改善できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例の全体構成を示す図であ
る。

【図２】図１に示す本実施例の画像処理部の概略構成を
説明する図である。

【図３】図１に示す本実施例の感度・色調補正手段の１
例を説明する図である。

【図４】本実施例における感度・色調補正テーブルによ
る感度、色調補正処理の一例を説明する図である。

【図５】本実施例におけるコア座標テーブルの一例を説
明する図である。

【図６】図１に示す本実施例の補間手段を説明する図で
ある。

【図７】本実施例の補間手段による補間処理の一例を説
明する図である。

【図８】図１に示す本実施例の平滑手段を説明する図で
ある。

【図９】本発明に係る第２実施例の感度・色調補正手段
の１例（アナログ乗算処理方式）を説明する図である。

【図１０】第２実施例における感度・色調補正処理の一
例を説明する図である。

【図１１】第２実施例における感度・色調補正の座標テ
ーブルの一例を説明する図である。

【図１２】従来技術の一例を説明する図である。

【図１３】従来技術（リアルタイム網目模様除去）の一
例を説明する図である。

【符号の説明】

１０イメージガイド１１ライトガイド１２ライトソース１３アイピース１４高解像度ビデオカメラ２００画像処理部２１０制御回路（伝送特性測定手段）２２０感度、色調補正手段２２１Ａ／Ｄ２２２フレームメモリ２２３ａ感度、色調補正回路（感度、色調補正テーブ
ル）２２４ａコア座標メモリ２２４ｂコア座標メモリ（アナログ乗算処理）２２５ｂＤ／Ａ２２６乗算回路２３０補間手段２３１ラッチ２３２Ｈタイマ２３３ＡＮＤゲート２３４ラインメモリ２３５Ｖタイマアレー２４０平滑手段２４１加算回路Ａ２４２加算回路Ｂ２４３フィールドメモリ２４４引き算回路２４５Ｄ／Ａ２４６制御回路２５０ＩＦ３００循環画像メモリ４００光ディスク装置５００リモートコントローラ６００カラーモニタ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０２Ｂ 23/24 ＢＧ０６Ｔ 1/00 5/00 (72)発明者内堀雅巳東京都文京区本郷２丁目35番８号フクダ電子株式会社本郷事業所内 (72)発明者法村孝則東京都文京区本郷２丁目35番８号フクダ電子株式会社本郷事業所内 (72)発明者鈴木勇東京都文京区本郷２丁目35番８号フクダ電子株式会社本郷事業所内 (72)発明者竹内清東京都文京区本郷２丁目35番８号フクダ電子株式会社本郷事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内視鏡に組み込まれた複数の融着ファイ
バで構成されたイメージガイドを介して伝送された被写
体像を撮像手段により撮影して得られた内視画像中の前
記イメージガイドの各ファイバの伝送特性の相違に基づ
く画素毎の明度と色調の違いを補正低減する内視画像補
正装置であって、前記イメージガイドによって白色被写体を撮影して得ら
れた画像を記憶保持する白画像保持手段と、前記白画像保持手段での保持画像より前記イメージガイ
ドを構成する各ファイバのコアの中心座標を抽出して各
ファイバ毎の座標情報と共に登録する座標データ登録手
段と、前記座標データ登録手段に登録された座標位置の前記白
画像保持手段での保持撮影画像データの色毎の明度の平
均値を求め、各画素の毎に求めた各色毎の平均値に対す
る差異を算出する算出手段と、前記算出手段で算出した平均値との差異をなくすような
補正データを生成して各色毎に登録する補正データ登録
手段と、前記撮像手段により撮影した処理すべき入力画像を、前
記補正データ登録手段で登録した補正データに従い前記
座標データ登録手段に登録された座標位置の各画素毎に
互いの画素毎の色調の差を解消させるように前記入力画
像を置換する置換手段とを備えることを特徴とする内視
画像補正装置。
【請求項２】前記補正データ登録手段は各色毎の最少
レベルから最大レベルまでの各段階に対して補正データ
を生成して登録する事を特徴とする請求項１記載の内視
画像補正装置。
【請求項３】更に、前記置換手段が置換した各ファイ
バのコアの中心座標の補正されたデータ間を２次元的に
補間埋め込み処理を行う補間手段を備えることを特徴と
する請求項１又は２に記載の内視画像補正装置。
【請求項４】更に、前記補間手段により補間された補
間データを平滑化する平滑化手段を備えることを特徴と
する請求項３記載の内視画像補正装置。
【請求項５】各色毎のデータは撮像手段で撮像された
データの赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のデータ
であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれ
かに記載の内視画像補正装置。
【請求項６】前記置換手段は、前記撮像手段で撮像し
た撮像データを対応するデジタル信号に変換し、変換し
たデジタル情報に前記補正データ登録手段が登録した補
正データに基づき補正することを特徴とする請求項１記
載の内視画像補正装置。
【請求項７】前記置換手段は前記補正データ登録手段
で登録した補正データを対応するアナログ信号に変換
し、変換した補正データと前記撮像手段で撮像した処理
すべきアナログ画像データを乗算して補正し、その後対
応するデジタル信号に変換することを特徴とする請求項
１記載の内視画像補正装置。
【請求項８】内視鏡に組み込まれた複数の融着ファイ
バで構成されたイメージガイドを介して伝送された被写
体像を撮像手段により撮影して得られた内視画像中の前
記イメージガイドの各ファイバの伝送特性の相違に基づ
く画素毎の明度と色調の違いを補正低減する内視画像補
正装置における内視画像補正方法であって、前記イメージガイドによって白色被写体を撮影して得ら
れた白画像を記憶保持し、前記保持した白画像より前記
イメージガイドを構成する各ファイバのコアの中心座標
を抽出して各ファイバ毎の座標情報と共に登録し、その
後登録された座標位置の前記保持撮影白画像データの色
毎の明度の平均値を求め、各画素の毎に求めた各色毎の
平均値に対する差異を算出し、算出した平均値との差異
をなくすような補正データを生成して各色毎に登録する
補正データ登録工程と、前記撮像手段により撮影した処理すべき入力画像を、前
記登録工程で登録した補正データに従い登録された座標
位置の各画素毎に互いの画素毎の色調の差を解消させる
ように前記入力画像を置換する補正工程とを備えること
を特徴とする内視画像補正方法。
【請求項９】前記前記登録工程で登録する補正データ
は、各色毎の最少レベルから最大レベルまでの各段階に
対しての補正データを生成して登録する事を特徴とする
請求項８記載の内視画像補正方法。
【請求項１０】更に、前記補正工程で置換した各ファ
イバのコアの中心座標の補正されたデータ間を２次元的
に補間埋め込み処理を行うことを特徴とする請求項８又
は９に記載の内視画像補正方法。
【請求項１１】更に、前記補間埋め込み処理により補
間された補間データを平滑化する平滑化処理を行うこと
を特徴とする請求項１０記載の内視画像補正方法。
【請求項１２】各色毎のデータは撮像手段で撮像され
たデータの赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のデー
タであることを特徴とする請求項８乃至請求項１１のい
ずれかに記載の内視画像補正方法。
【請求項１３】前記補正工程における置換は、前記撮
像手段で撮像した撮像データを対応するデジタル信号に
変換し、変換したデジタル情報に前記登録工程において
登録した補正データに基づき補正することを特徴とする
請求項８記載の内視画像補正方法。
【請求項１４】前記補正工程における置換は前記登録
工程で登録した補正データを対応するアナログ信号に変
換し、変換した補正データと前記撮像手段で撮像した処
理すべきアナログ画像データを乗算して補正し、その後
対応するデジタル信号に変換するものであることを特徴
とする請求項８記載の内視画像補正方法。