WO2007129570A1

WO2007129570A1 - 内視鏡用画像処理装置及び内視鏡装置

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Publication number: WO2007129570A1
Application number: PCT/JP2007/058859
Authority: WO
Inventors: Kenji Yamazaki
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp
Current assignee: Olympus Medical Systems Corp
Priority date: 2006-05-08
Filing date: 2007-04-24
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2008-11-08
Also published as: JP5355846B2; KR20080111121A; US8237783B2; CN101437438B; BRPI0711382A2; KR101050887B1; US20090066787A1; CN101437438A; EP2016884B1; EP2016884A4; EP2016884A1; JP2007300972A

Abstract

　内視鏡用画像処理装置は、内視鏡に搭載された撮像素子で撮像された信号に対して、内視鏡画像として観察するための画像信号を生成する信号処理を行う画像処理部と、画像信号に対する階調を補正する階調補正回路部と、内視鏡画像として観察する観察モード若しくは種類を切り替える切替部と、を備え、観察モード若しくは種類の切替に応じて、階調補正回路部による階調の補正特性を変更する。

Description

明細書

内視鏡用画像処理装置及び内視鏡装置

技術分野

[0001] 本発明は、内視鏡画像の種類若しくは観察モード、又は内視鏡画像の鮮鋭度を強調する強調レベルに応じて階調特性の変更を行う内視鏡用画像処理装置及び内視鏡装置に関する。

背景技術

[0002] 内視鏡装置には、内視鏡画像の鮮鋭度を強調する機能 (例えば構造強調)が搭載されており、例えば第 1の先行例としての日本国特開 2004— 000335号公報に開示されているように、内視鏡に備わるスィッチ等の操作により強調レベルに応じた強調量の切り替えが可能であり、表示装置上に鮮鋭度の異なる内視鏡画像を出力することができる。また、通常光観察に加えて、特殊光観察を備えた、つまり観察モードを切り替えて種類が異なる内視鏡画像で観察することができる内視鏡装置も考案されている。

また、画像の低輝度部分におけるノイズを軽減する方法として、例えば電子カメラに適用された第 2の先行例としての日本国特許 3540567号公報がある。この第 2の先行例では、主信号用の階調特性とは異なる鮮鋭度強調処理用の階調補正回路を専用に設けることで実現して、る。

[0003] 上記第 1の先行例では、強調レベルを上げて強調量を増してゆくと、ノイズが目立つことがある。特に照明光の波長帯域が狭帯域にされている狭帯域光観察モードで内視鏡画像の観察を行う場合には、低 SZNとなることがあり、暗部でのノイズが顕著となる。

また、第 2の先行例では、内視鏡装置のように強調レベルが例えば 8段階のように強調量の変化幅が広ぐ強調レベルを上げた場合に適用すると、内視鏡画像のノィズが目立つと考えられる。

本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、内視鏡画像の種類若しくは観察モードの切替に対応して、ノイズを抑制できる内視鏡用画像処理装置及び内視鏡装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、前記強調レベルの切替、又は内視鏡画像の種類若しくは観察モードの切替に対応して、ノイズを抑制できる内視鏡用画像処理装置及び内視鏡装置を提供することを目的とする。

発明の開示

課題を解決するための手段

[0004] 本発明の一実施形態に係る内視鏡用画像処理装置は、

内視鏡に搭載された撮像素子で撮像された信号に対して、内視鏡画像として観察するための前記内視鏡画像に対応する画像信号を生成する信号処理を行う画像処理部と、

前記画像信号に対する階調を補正する階調補正回路部と、

内視鏡画像として観察する観察モード若しくは種類を切り替える切替部と、を備え、

前記観察モード若しくは種類の切替に応じて、前記階調補正回路部による階調の補正特性を変更することを特徴とする。

[0005] 本発明の一実施形態に係る内視鏡用画像処理装置は、

前記画像信号に対する階調を補正する階調補正回路部と、

前記画像信号に対する鮮鋭度の強調を行う強調回路部と、

内視鏡画像として観察する観察モード若しくは種類を切り替える切替部と、前記鮮鋭度の強調量の切替を行う強調量切替部と、

を備え、

前記観察モード若しくは種類の切替、及び前記強調量の切替との少なくとも一方の切替に応じて、前記階調補正回路部による階調の補正特性を変更することを特徴とする。

[0006] 本発明の一実施形態に係る内視鏡装置は、被検体に対して照射される少なくとも可視波長域の通常照明光を含む照明光を発生する光源部と、

前記被検体からの戻り光により前記被検体を撮像する撮像部を備えた内視鏡と、前記照明光の状態で前記撮像部により撮像された信号に基づいて表示装置で観察するための内視鏡画像に対応する画像信号を生成する画像処理部と、

前記画像信号に対して、階調を補正する階調補正回路部と、

前記内視鏡画像として観察する観察モード若しくは種類を切り替える切替部と、を備え、

前記観察モード若しくは種類の切替に応じて、前記階調補正回路部における階調補正特性を変更することを特徴とする。

[0007] 本発明の一実施形態に係る内視鏡装置は、

被検体に対して照射される少なくとも可視波長域の通常照明光を含む照明光を発生する光源部と、

前記内視鏡画像として観察するモード若しくは種類を切り替える切替部と、強調量の切替を可能として、前記画像信号に対して、鮮鋭度の強調を行う強調回路部と、

を備え、

前記モード若しくは種類の切替、及び前記強調量の切替との少なくとも一方に応じて、前記階調補正回路部における階調補正特性を変更することを特徴とする。図面の簡単な説明

[0008] [図 1]図 1は、本発明の実施例 1を備えた内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。

[図 2]図 2は、狭帯域用フィルタの透過特性を示す特性図。

[図 3]図 3は、色分離フィルタに用いられる各フィルタの配置例を示す図。

[図 4]図 4は、図 1の γ回路の構成を示すブロック図。 [図 5]図 5は、図 1の強調回路の構成を示すブロック図。

[図 6A]図 6Aは、切り替えられる観察モードに対応して設定される γ—Edge回路の入出力特性を、 y _Cont回路の入出力特性と共に示す特性図。

[図 6B]図 6Bは、通常光観察モードの場合と狭帯域光観察モードの場合における γ —Cont回路の入出力特性を示す特性図。

[図 6C]図 6Cは、観察モードと強調レベルとの両方の切替により、 γ— Edge回路の入出力特性が切り替えられる例を、狭帯域光観察モードの場合で示す特性図。

[図 7]図 7は、変形例の面順次方式の内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。

[図 8]図 8は、回転フィルタの構成を示す正面図。

[図 9]図 9は、図 8の外側に配置された第 1のフィルタ組を構成する各フィルタの透過特性を示す特性図。

[図 10]図 10は、図 8の内側に配置された第 2のフィルタ組を構成する各フィルタの透過特性を示す特性図。

[図 11]図 11は、本発明の実施例 2を備えた内視鏡装置の全体構成を示すブロック図

[図 12]図 12は、第 1変形例を備えた内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。

[図 13]図 13は、第 2変形例を備えた内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。発明を実施するための最良の形態

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

(実施例 1)

図 1から図 10を参照して本発明の実施例 1を説明する。

図 1に示すように本発明の実施例 1を備えた内視鏡装置 1は、体腔内等に挿入され、内視鏡検査を行う電子内視鏡 (以下、単に内視鏡と略記) 2と、この内視鏡 2に照明光を供給する光源装置 3と、内視鏡 2に搭載された撮像手段を駆動すると共に、撮像手段の出力信号に対する信号処理を行う実施例 1の内視鏡用画像処理装置としてのビデオプロセッサ 4と、このビデオプロセッサ 4から出力される画像信号 (又は映像信号)が入力されることにより、対応する内視鏡画像として表示するモニタ 5とを備えている。内視鏡 2は、細長の挿入部 7と、この挿入部 7の後端に設けられた操作部 8と、この操作部 8から延出されたユニバーサルケーブル 9とを有し、このユニバーサルケープル 9の端部のライトガイドコネクタ 11は、光源装置 3に着脱自在に接続され、信号コネクタは、ビデオプロセッサ 4に着脱自在に接続される。

[0010] 上記挿入部 7内には、照明光を伝送するライトガイド 13が挿通され、このライトガイド 13における手元側の端部のライトガイドコネクタ 11を光源装置 3に接続することにより、光源装置 3の照明光がライトガイド 13に供給される。

この光源装置 3は、術者等のユーザによる内視鏡画像として観察する観察モードの切替 (又は選択）に応じて、切り替えられた観察モードに対応した照明光を発生するこの内視鏡装置 1においては、ユーザは、通常の内視鏡画像 (通常光画像ともいう）として観察する通常光観察モードと、通常光画像とは異なる画像情報を与える特殊光画像として観察する特殊光観察モードとから所望とする観察モードに切り替えることができる。光源装置 3は、通常光観察モードに切り替えられた時には、通常照明光としての白色 (可視波長域)の照明光、つまり広帯域の照明光を発生して、ライトガイド 13に供給する。一方、特殊光観察モードとしての例えば狭帯域光観察モードに切り替えられた時には、光源装置 3は、狭帯域の照明光を発生して、ライトガイド 13に供給する。

[0011] 通常光観察モードと狭帯域光観察モードの切替 (又は選択)指示は、例えば内視鏡 2の操作部 8に設けられたスコープスィッチ等により形成されるモード切替部としてのモード切替スィッチ 14aの操作により行うことができる。

観察モードの切替により、対応する内視鏡画像の種類が異なるため、観察モードの切替部は、内視鏡画像の種類を切り替える（又は選択する）種類の切替部としての機能を持つ。

なお、本実施例においては、観察モード或いは内視鏡画像の種類が選択されると、照明光は対応する照明光となるように変更されるが、後述する実施例 2においては、観察モード或いは内視鏡画像の種類が切り替えられても照明光は変更されない。後者の場合には、内視鏡画像処理装置としてのビデオプロセッサ 4による電気的な信号処理により、撮像手段力もの（同じ)信号に基づいて、選択された観察モード或いは種類の内視鏡画像に対応した画像信号が生成されることになる。

[0012] 観察モードの切替指示は、内視鏡 2に設けられたモード切替スィッチ 14aの他に、フットスィッチにより行える構成にしても良いし、ビデオプロセッサ 4の操作パネル 17 に設けられたモード切替スィッチ 14bから行うこともできる。さらに、図示しないキーボード等により、切替指示を行うことができる構成にしても良い。

このモード切替スィッチ 14a等による切替信号は、ビデオプロセッサ 4内の制御回路 15に入力され、切替信号が入力されると、この制御回路 15は、光源装置 3のフィルタ挿脱装置 16を制御して、通常照明光と、狭帯域照明光とを選択的に切り替える。また、後述するように、この制御回路 15は、光源装置 3からライトガイド 13に供給される照明光の切替制御に連動して、ビデオプロセッサ 4を構成する画像処理部若しくは信号処理系における一部の特性を切り替える制御も行う。

[0013] そして、ユーザによるモード切替スィッチ 14aの切替指示により、信号処理系における一部の特性を切り替えることにより、通常光観察モードと狭帯域光観察モードそれぞれに適した信号処理を行えるようにして!/ヽる。

また、ビデオプロセッサ 4の操作パネル 17には、モード切替スィッチ 14bと、内視鏡画像又は画像信号の鮮鋭度を強調する際の強調レベル (又は強調量)の切替を行う強調量切替部としての強調レベル切替スィッチ 19と力設けてあり、これらのスィッチ 1 4b、 19による信号は、制御回路 15に入力される。なお、モード切替スィッチ 14bは、モード切替スィッチ 14aと同じ機能を有する。

そして、後述するようにこれらのスィッチ 14b、 19による切替に対応した内視鏡画像 (又は画像信号）に対して、制御回路 15は、ビデオプロセッサ 4内に設けられた階調補正回路部 (具体的には γ回路 50)による階調の補正特性と、強調回路部 (具体的には強調回路 48)による鮮鋭度の強調特性を変更する制御を行う構成にして、る。

[0014] 制御回路 15は、強調レベルの切替及び観察モードの切替との少なくとも一方の切替に対応して、階調補正回路部による階調の補正特性を変更する制御を行う制御手段を形成している。

なお、強調レベルの切替及び観察モードの切替が行われた場合、その信号を制御回路 50を経由することなぐ直接、階調補正回路部が受け、階調補正回路部が階調の補正特性を変更する構成にしても良い。

光源装置 3は、照明光を発生するランプ 20を内蔵し、このランプ 20は、可視領域を含む照明光を発生する。この照明光は、赤外カットフィルタ 21により赤外光力 Sカットされて略白色光の波長帯域に近い照明光にされた後、絞り 22に入射される。この絞り 22は、絞り駆動回路 23により、開口量の調整によりその通過光量が制御される。

[0015] この絞り 22を通過した照明光は、プランジャなどにより構成されるフィルタ挿脱装置 16により照明光路中に挿脱される狭帯域用フィルタ 24を通して (狭帯域光観察モード時）、或いは狭帯域用フィルタ 24を通さないで (通常光観察モード時）、集光レンズ 25に入射され、この集光レンズ 25により集光されてライトガイド 13の手元側の入射端面に入射される。

図 2は、狭帯域用フィルタ 24の透過率特性の 1例を示す。この狭帯域用フィルタ 24 は、 3峰性フィルタ特性を示し、例えば、赤、緑、青の各波長域において、それぞれ狭帯域に透過する狭帯域透過フィルタ特性部 Ra, Ga, Baを有する。

より具体的には、狭帯域透過フィルタ特性部 Ra, Ga, Baは、それぞれ中心波長が 600nm、 540nm、 420nmであり、その半値幅が 20〜40nmのバンドパス特性を有する。

[0016] 従って、狭帯域用フィルタ 24が照明光路中に配置された場合には、この狭帯域透過フィルタ特性部 Ra, Ga, Baを透過した 3バンドの狭帯域の照明光がライトガイド 13 に入射される。

これに対して、狭帯域用フィルタ 24を照明光路中に配置しない場合には、（可視の波長領域の）白色光がライトガイド 13に供給されることになる。

ライトガイド 13からの照明光は、ライトガイド 13によりその先端面に伝送される。伝送された照明光は、この先端面から、挿入部 7の先端部 26に設けた照明窓に取り付けられた照明レンズ 27を経て外部に照射される。そして、この照明光により、被検体としての体腔内の患部等の生体組織の表面を照明する。

[0017] 先端部 26には、照明窓に隣接して観察窓が設けてあり、この観察窓には対物レンズ 28が取り付けられている。この対物レンズ 28は、生体組織からの戻り光による光学像を結像する。この対物レンズ 28の結像位置には、撮像手段 (撮像部）を形成する固体撮像素子として電荷結合素子 (CCDと略記） 29が配置されており、この CCD29 により光電変換される。

この CCD29の撮像面には、光学的に色分離する色分離フィルタ 30として例えば図 3に示す補色系フィルタが各画素単位で取り付けてある。

この補色系フィルタは、各画素の前に、マゼンタ（Mg)、グリーン（G)、シアン（Cy) 、イエロ（Y_e)の 4色のカラーチップが、水平方向には、 Mgと Gとが交互に配置され、縦方向には、 Mg、 Cy、 Mg、 Yeと G、 Ye、 G、 Cyとの配列順で、それぞれ配置されている。

[0018] そして、この補色系フィルタを用いた CCD29の場合、縦方向に隣接する 2列の画素を加算して順次読み出すが、このとき奇数フィールドと偶数フィールドで画素の列をずらして読み出すようにする。そして、後段側での YZC分離回路 37により、公知のように輝度信号と色信号とが生成されることになる。

上記 CCD29は、信号線の一端と接続されており、この信号線の他端が接続された信号コネクタをビデオプロセッサ 4に接続することにより、ビデオプロセッサ 4内の CC D駆動回路 31と相関二重サンプリング回路 (CDS回路） 32とに接続される。

なお、 CDS回路 32から DZA変換回路 51に至る信号処理系により、 CCD29の出力信号から内視鏡画像を生成する信号処理を行う画像処理部が形成されて!ヽる。また、この画像処理部には、階調を補正する γ回路 50と、鮮鋭度を強調する強調回路 48等が設けられている。

[0019] 各内視鏡 2は、その内視鏡 2に固有の識別情報 (ID)を発生する ID発生部 33を備え、 ID発生部 33による IDは、制御回路 15に入力され、制御回路 15は、 IDによりビデォプロセッサ 4に接続された内視鏡 2の種類やその内視鏡 2に搭載された CCD29 の種類、画素数等を識別する。

そして、識別した内視鏡 2の CCD29を適切に駆動するように制御回路 15は、 CCD 駆動回路 31を制御する。

CCD29は、 CCD駆動回路 31からの CCD駆動信号の印加により、光電変換する。光電変換された撮像信号は、 CDS回路 32に入力される。 CDS回路 32により、撮像信号力信号成分が抽出されて生成されたベースバンドの信号は、 AZD変換回路

34に入力されてデジタル信号に変換されると共に、明るさ検波回路 35に入力され、明るさ (信号の平均輝度)が検出される。

[0020] 明るさ検波回路 35により検出された明るさ信号は、調光回路 36に入力され、基準の明るさ (調光の目標値)との差分により調光するための調光信号が生成される。この調光信号は、光源装置 3内の絞り駆動回路 23に入力され、基準となる明るさとなるように絞り 22の開口量が調整される。

AZD変換回路 34から出力されるデジタル信号は、オートゲインコントール回路 (A GC回路と略記） 38により信号レベルが所定レベルとなるようにゲイン制御された後、 YZC分離回路 37に入力される。そして、この YZC分離回路 37によって、入力信号から輝度信号 Yhと (広義の色信号 Cとしての）線順次の色差信号 Cr ( = 2R— G) , C b ( = 2B-G)が生成される。

輝度信号 Yhは、セレクタ 39に入力されると共に、信号の通過帯域を制限する第 1 のローパスフィルタ（LPFと略記） 41に入力される。この LPF41は、輝度信号 Yhに対応して広い通過帯域に設定されており、この LPF41の通過帯域特性に対応した帯域の輝度信号 Y1が、第 1マトリクス回路 42に入力される。

[0021] また、色差信号 Cr, Cbは、信号の通過帯域を制限する第 2の LPF43を介して (線順次）同時ィ匕回路 44に入力される。

この場合、第 2の LPF43は、制御回路 15により、観察モードに応じてその通過帯域特性が変更される。具体的には、通常光観察モード時には、第 2の LPF43は、第 1 の LPF49より低帯域に設定される。

一方、狭帯域光観察モード時には、第 2の LPF43は、通常光観察モード時における低帯域よりも広い帯域に変更される。例えば第 2の LPF43は、第 1の LPF41とほぼ同様に広帯域に設定 (変更)される。このように第 2の LPF43は、観察モードの選択に連動して、色差信号 Cr, Cbに対する通過帯域制限する処理特性を変更する処理特性変更手段を形成して!/ヽる。

[0022] 同時ィ匕回路 44は、同時ィ匕された色差信号 Cr, Cbを生成し、この色差信号 Cr, Cb は、第 1マトリクス回路 42に入力される。第 1マトリクス回路 42は、輝度信号 Yl及び色差信号 Cr, Cbから 3原色信号 Rl, G1 , B1に変換し、生成された 3原色信号 Rl, Gl, B1はホワイトバランス回路 45に入力される。

この第 1マトリクス回路 42は、制御回路 15によって制御され、 CCD29の色分離フィルタ 30の特性や狭帯域用フィルタ 24の特性に応じて (変換特性を決定する）マトリクス係数の値を変更して、混色の無い或いは混色を殆ど解消した 3原色信号 Rl, G1, B1に変換して出力する。

例えば、ビデオプロセッサ 4に実際に接続される内視鏡 2により、その内視鏡 2に搭載されている CCD29の色分離フィルタ 30の特性が異なる場合があり、制御回路 15 は、 IDの情報により実際に使用されている CCD29の色分離フィルタ 30の特性に応じて第 1マトリクス回路 42の係数を変更する。

[0023] このようにすることにより、実際に使用される撮像素子の種類が異なる場合にも適切に対応でき、偽色の発生を防止したり、混色の（殆ど)無い 3原色信号 Rl, Gl, B1に変換することができる。

なお、混色の無い 3原色信号 Rl, Gl, B1を生成することにより、特に狭帯域光観察モード時において、特定の色の狭帯域光の下で撮像した色信号が他の色の狭帯域光の下で撮像した色信号のために識別がしに《なってしまうことを有効に防止できる作用効果を持つ。

ホワイトバランス回路 45に入力された 3原色信号 Rl, Gl, B1は、ホワイトバランス回路 45によりホワイトバランスするように調整された 3原色信号 R2, G2, B2が生成される。

[0024] このホワイトバランス回路 45から出力される 3原色信号 R2, G2, B2は、第 2マトリクス回路 46に入力され、この第 2マトリクス回路 46により、輝度信号と、色差信号 R— Y 、 B— Yに変換される。

この場合、制御回路 15は、通常光観察モード時には、 3原色信号 R2, G2, B2から輝度信号 Yと、色差信号 R— Y、 Β—Υに単に変換するように第 2マトリクス回路 46のマトリクス係数を設定する。

制御回路 15は、狭帯域光観察モード時には、第 2マトリクス回路 46のマトリクス係数を通常光観察モード時の値力も変更して、 3原色信号 R2, G2, B2から特に B信号に対する比率 (重み付け)を大きくした輝度信号 Ynbi及び色差信号 R— Y、B— Yが生成されるようにする。

この場合における変換式は、 3行 3列のマトリクス A、 Kを用いると、以下のようになる

ここで、 Kは、例えば 3個の実数成分 kl〜k3 (その他の成分は 0)力もなり、この式（ 1)のような変換式により、 Rの色信号に対して、 G, Bの色信号の重み付けが大きぐ特に Bの色信号の重み付け (比率）が最大となっている。換言すると、長波長となる R の色信号を抑圧し、短波長側の Bの色信号を強調して、る。

又、 Aは、 RGB信号から Y色差信号に変換する為のマトリクス (行列）であり、以下のような公知の演算係数が用いられる。

第 2マトリクス回路 46により出力される輝度信号 Ynbiは、セレクタ 39に入力される。このセレクタ 39は、制御回路 15により切替が制御される。つまり、通常光観察モード時には輝度信号 Yhが選択され、狭帯域光観察モード時には、輝度信号 Ynbiが選択される。図 1では、セレクタ 39から選択して出力される輝度信号 Yh或いは Ynbiを輝度信号 Yselで示して、る。第 2マトリクス回路 46から出力される色差信号 R—Y、 B— Yは、セレクタ 39を通った輝度信号 Yh又は Ynbi (つまり Ysel)と共に、拡大補間回路 47に入力される。

[0027] この拡大補間回路 47により拡大処理が施された輝度信号 Yselは、内視鏡画像 (又は画像信号)の γ補正、つまり内視鏡画像の階調補正を行う階調補正回路部としての γ回路 50に入力される。

この γ回路 50により γ補正処理された輝度信号 Yselは、内視鏡画像 (又は画像信号)の鮮鋭度の強調の処理を行う強調回路部としての強調回路 48に入力される。この強調回路 48により、鮮鋭度の強調の処理が施された輝度信号 Yselは、第 3マトリタス回路 49に入力される。また、拡大補間回路 47により拡大処理された色差信号 R-Y, B— Yは、 γ回路 50により γ補正、つまり階調補正された後、第 3マトリクス回路 49に入力される。

[0028] そして、第 3マトリクス回路 49により 3原色信号 R, G, Βに変換された後、 DZA変換回路 51によりアナログの 3原色信号 R, G, Bに変換されて映像信号出力端から内視鏡画像の表示手段としてのモニタ 5に出力される。

制御回路 15は、モード切替スィッチ 14a或いは 14bの操作による観察モードの切替又は選択に対応して、 LPF43の特性の変更設定、第 1マトリクス回路 42及び第 2 マトリクス回路 46のマトリクス係数の変更設定、セレクタ 39の輝度信号 YhZYnbiの選択、 γ回路 50における γ _テーブル値の切替の制御を行う。

また、制御回路 15は、観察モードの切替に応じて、光源装置 3のフィルタ挿脱装置 16の動作を制御する。また、この制御回路 15は、ホワイトバランス調整時には、ホヮイトバランス回路 45のゲイン設定を行う。

[0029] 上記 γ回路 50は、図 4に示すような構成である。輝度信号 Yselは、この輝度信号 Y selに対応した内視鏡画像全体の階調補正を行う (第 1の階調補正回路部を構成する） γ— Contrast回路（以下、 γ— Cont回路と略記） 54と、内視鏡画像の輪郭の強調用に対応した階調補正を行う（第 2の階調補正回路部を構成する） y—Edge回路 55とに入力される。

また、色差信号 R— Y、 Β— Υは、色差信号にも対応した階調補正を行う y _Cont 回路 54のみに入力される。 γ— Cont回路 54及び γ—Edge回路 55は、 γ—テーブル格納部 56に格納された Ί—Cont用及び γ—Edge用の γ—テーブル値がセットされる。

本実施例にぉ、ては、例えば γ—Cont用の γ—テーブル値は、観察モードの切替と強調レベルの切替 (変更）に対しても変更されな、で共通に使用される。

[0030] そして γ—Cont回路 54は、 γ—Cont用の γ—テーブル値により、入力される輝度信号 Ysel、色差信号 R— Y、 Β—Υそれぞれを階調補正する。

これに対して γ—Edge用の γ—テーブル値は、観察モードの切替及び強調レべルの切替のいずれの切替においても、入出力特性が異なるものがセットされ、実際にセットされた y—Edge用の γ—テーブル値により入力される輝度信号 Yselに対して階調補正を行う。

従って、 Ί—テーブル格納部 56には、観察モードに対応した γ—Edge用の γ _ テーブル値と、切替で選択される強調レベルに対応した γ—Edge用の γ—テープル値とが予め格納されている。そして、ユーザによる切替操作で選択された観察モードに対応して、制御回路 15から観察モード用設定指示信号 Sobが γ—テーブル格納部 56に入力されると、その観察モードに対応した γ—Edge用の γ—テーブル値が読み出され、 γ— Edge回路 55にセットされる。

[0031] このように本実施例における γ回路 50においては、観察モードや強調レベルの切替に応じて、ルップアップテーブル手段又は ROMに格納されたデータを変更することにより、強調レベル等が大きく変更された場合にも、その変更に適合して入出力特性を実現できる構成にしている。そして、低輝度等で顕著になり易いノイズを有効に抑制する。

また、ユーザにより選択された観察モードに対応して、制御回路 15は、後述するように強調回路 48による鮮鋭度を強調するフィルタ処理を行う際に使用されるフィルタ係数を制御する。

[0032] また、同様に、ユーザにより選択された強調レベルに対応して、制御回路 15から強調レベル用設定指示信号 Senが γ—テーブル格納部 56に入力されると、その強調レベルと選択された観察モードとに対応した γ—Edge用の γ—テーブル値が読み出され、 γ— Edge回路 55にセットされる。そして、 τ/— Edge回路 55は、セットされた γ— Edge用の γ—テーブル値により入力される輝度信号 Yselに対して階調補正を行う。

[0033] γ— Edge回路 55の出力信号は、図 5に示すように強調回路 48内のフィルタ回路 5 7に入力される。そして、このフィルタ回路 57に入力され信号は、このフィルタ回路 57 において、例えば空間フィルタ（例えば 9 X 9)により、鮮鋭度を強調するフィルタ処理が施された後、加算器 58に入力される。

この加算器 58には、 γ—Cont回路 54が出力する輝度信号 Yselも入力され、フィルタ回路 57及び γ—Cont回路 54の両出力信号が加算されて加算器 58から出力される。

この加算器 58の出力信号は、クリップ回路 59に入力され、このクリップ回路 59により所定の出力範囲内になるようにクリップ処理されて図 1の第 3マトリクス回路 49に出力される。例えば、クリップ回路 59は、その出力信号が入力される第 3マトリクス回路 4 9の入力ビット数が 10ビットであれば、 0〜 1023内のデータ値にクリップする。

[0034] また、強調回路 48内には、複数の強調レベルに対応したフィルタ係数を予め格納したフィルタ係数格納部 60が設けてあり、このフィルタ係数格納部 60は、上記強調レベル用設定指示信号 Senが入力されることにより、その指示信号 Senに対応したフィルタ係数をフィルタ回路 57にセットする。そして、このフィルタ回路 57は、実際にセットされたフィルタ係数でフィルタ処理を行う。

図 6Aは、切り替えられた観察モードに対応して設定される γ— Edge回路 55の入出力特性を、 γ—Cont回路 54の入出力特性と共に示して、る。

図 6Aでは、通常光観察モードの場合の γ—Edge回路 55の入出力特性を γ—Ed ge (WLI)で、狭帯域光観察モードの場合の γ—Edge回路 55の入出力特性を γ _ Edge (ΝΒΙ)で示している。また、 γ— Cont回路 54の入出力特性は、両モードで共通にして、るので単に γ—Contで示してヽる。

[0035] 図 6Aから分力るように通常光観察モードでは、低輝度部 (横軸の左側部分）におヽては、 γ— Edge回路 55は、 γ—Cont回路 54の値よりも小さな値を出力する特性に設定されている。

また、狭帯域光観察モードでは、 γ— Edge回路 55は、低輝度部において通常光観察モードの場合よりも小さな値を出力する特性に設定されている。

これにより、画像の低輝度部において、フィルタ回路 57 (図 5参照）が抽出する鮮鋭度強調信号の強度を低下させられる為、狭帯域光観察モードにおける光量不足を A GC回路 38により補償するような場合のゲインアップ時の低輝度部におけるノイズを抑帘 Uすることができる。

[0036] つまり、狭帯域光観察モードは、通常光観察モードの場合に比較して、照明光が帯域制限されているため、そのままでは通常光観察モードに比較すると光量が小さくなり、絞り 22が全開した状態でも光量が不足する場合がある。この場合には、 AGC回路 38の AGC機能が動作して、光量不足を AGC回路 38によるゲインアップで補償する。

この補償が行われた後の画像における高輝度部は、相対的に SZNが高いものの、低輝度部では SZNが低いためにノイズが特に目立ち、更に強調回路 48による強調処理でノイズが顕著となることがある。

本実施例では、 γ— Edge回路 55の入出力特性を図 6Aのように設定することにより、上記のように低輝度部での強調信号の強度を低下させるため、強調処理によるノィズの増幅を抑えることができる。

[0037] なお、本実施例では、 γ—Cont回路 54を両モードで共用している力観察モードの選択に応じて、その特性を変更してもよい。図 6Bは、その場合に設定される特性例を示す。

図 6Bは、通常光観察モードの場合の γ— Cont回路 54の入出力特性を γ—Con t (WLI)で示し、狭帯域光観察モードの場合の γ—Cont回路 54の入出力特性を γ —Cont (NBI)で示して!/、る。

ここで、 γ—Cont (WLI)は、図 6 Aの γ—Contと同じ入出力特性であり、 γ—Co nt (NBI)は低輝度部にぉ、て γ—Cont (WLI)よりも小さな値を出力する特性に設定されている。

[0038] この場合、図 1の γ回路 50は、ユーザにより選択された観察モードに対応して、制御回路 15から観察モード用指定指示信号 Sobが γ—テーブル格納部 56に入力されると、その観察モードに対応した γ— Cont用の γ—テーブル値が読み出され、その Ί—テーブル値が Ί— Cont回路 54にセットされる。

γ—Edge回路 55の入出力特性と同様に、 γ—Cont回路 54の入出力特性 ( γ _ テーブル値)を観察モードに応じて切り替える（変更する）ことにより、ゲインアップに伴う狭帯域光観察モードの低輝度部におけるノイズを抑制することが出来る。

図 6Cは、観察モードの切替と強調レベルの切替との両方の切替に応じて、 y _Ed ge回路 55の入出力特性が切り替えられる特性例を、狭帯域光観察モードの場合で示している。ここでも参考用に図 6Aに示した γ— Cont回路 54の入出力特性も示している。

[0039] y—Edge回路 55の入出力特性として強調レベルを大きくした場合のものを γ— Ε dge (Enh_H)で、強調レベルを小さくした場合のものを γ—Edge (Enh— L)で示している。なお、強調レベルの大きさは、上述した強調レベル切替スィッチ 19により選択することができる。

図 6Cに示す γ—Edge (Enh— H)の特性力分力るように、強調レベルを上げて強調量の度合いを増大するフィルタ係数が設定されると、輝度全域に渡って、 y _C ont回路 54の入出力特性よりも小さな出力値となる γテーブルが適用されるように設定している。

これに対して、 γ—Edge (Enh— L)の特性は、低輝度側にお!、てのみ γ—Cont 回路 54の入出力特性よりも小さな出力値となっている。

[0040] これにより低輝度部にぉヽては、ノイズの不要な強調を抑制でき、また高輝度部においては、エッジ部のオーバーシュート、アンダーシュートを低減できる為、過度の強調を抑える事が可能となる。

このように本実施例では、内視鏡画像に対応する画像信号に対する階調の補正の処理を行う場合、画像信号全体に対して階調補正を行う通常の階調補正に近、階調補正用の処理と、鮮鋭度強調用の処理とに分けて行う。そして、少なくとも鮮鋭度強調用の処理では、鮮鋭度の強調レベルの切替や観察モードの切替に応じてその入出力特性を変更する。

この場合、低輝度部における階調補正曲線の傾きを、鮮鋭度の強調レベルが高い程或いは帯域制限された狭帯域光観察モードの場合にはより小さく設定する構成にしているので、低輝度部において視覚上目立つノイズを有効に低減できる。

[0041] また、上記のように強調レベルや観察モードの切替に応じて、鮮鋭度強調用の処理の際の入出力特性を変更するため、変更しない場合に比較して、例えば強調レべルが広範囲若しくは多段階で変更される場合においても、その変更に適切に対応できる。

さらに、前記階調補正用の処理のための階調補正の入出力特性も、観察モードの切り替えに応じて変更する。この場合、狭帯域光観察モード時に、低輝度部においてより小さな値を出力する入出力特性に設定する。これにより、明るさ不足を補うゲインアップによって生じる低輝度部のノイズを更に効果的に抑制できる。

また、本実施例は、簡単な構成で視覚上目立つノイズを有効に低減できる。

また、鮮鋭度の強調レベルの切替や観察モードの切替に応じて、ルックアップテーブルによる入出力特性を切り替えることにより、高速処理ができる。

上記実施例 1として、同時式の場合に適用した例で説明した力以下の面順次式の内視鏡装置の場合にも適用することができる。

[0042] この面順次式の内視鏡装置では、 R, G, B光或いは複数の狭帯域光を順次被写体側に照射して、面順次照明を行い、この面順次照明のもとで (色分離フィルタを有しな、）モノクロの撮像素子を用いて面順次式に撮像を行う。

図 7に示す面順次式の内視鏡装置 1Bは、内視鏡 2Bと、光源装置 3Bと、ビデオプ口セッサ 4Bと、モニタ 5と、内視鏡画像を記録するフアイリング装置 6とから構成される内視鏡 2Bは、図 1の内視鏡 2において色分離フィルタ 30を有しないモノクロの CC D29が用いられている。

[0043] また、光源装置 3Bは、図 1の光源装置 3においてフィルタ揷脱装置 16及びフィルタ 24の代わりに、ランプ 20による照明光を面順次光に変換する回転フィルタ 61と、回転フィルタ 61を回転駆動するモータ 62と、このモータ 62を保持する保持板 62aを光路と直交する方向に移動する移動モータ 63と、モータ 62を一定速度で回転させる制御回路 64とが設けてある。なお、ランプ点灯回路 65は、ランプ 20にランプ点灯電力を供給して点灯させる。保持板 62aには、例えばラック部が設けてあり、このラック部は移動モータ 63の回転軸に設けたピ-オンギヤ 63aと嚙合している。そして、移動モータ 63により、保持板 6 2aが図 7中の矢印 Cで示すように移動されると、モータ 62と共に、回転フィルタ 61も移動される。

[0044] 回転フィルタ 61には、図 8に示すように、円板状に構成され中心を回転軸とした 2重構造となっている。

そして、径が大きい外側の周方向部分には図 9に示すような色再現に適したオーバ一ラップした (広帯域の)分光特性の面順次光を出力するための第 1のフィルタ組を構成する Raフィルタ 6 Ira, Gaフィルタ 61ga, Baフィルタ 61baが配置されている。なお、図 9においては、 Raフィルタ 61ra, Gaフィルタ 61ga, Baフィルタ 61baによりそれぞれ透過される波長帯域 Ra、 Ga, Baで示している。

また、内側の周方向部分には生体組織の表層付近における所望の深さの組織情報を抽出可能とする離散的な分光特性の狭帯域な面順次光を出力するための第 2 のフィルタ組を構成する Rbフィルタ 6 lrb, Gbフィルタ 61gb, Bbフィルタ 61bbが配置されている。

[0045] なお、図 10においては、 Rbフィルタ 61rb, Gbフィルタ 61gb, Bbフィルタ 61bbによりそれぞれ透過される波長帯域 Rb、 Gb, Bbで示している。

そして、ユーザによるモード切替スィッチ 14a或いは 14bのモード切替の指示信号に応じてモード切替回路 73から出力される駆動信号により、移動モータ 18を正転或いは逆転させることにより、観察モードに応じて、第 1のフィルタ組或いは第 2のフィルタ組を光路上に配置できるようにしている。

第 1のフィルタ組が光路上に配置された場合には、通常の赤、緑、青の面順次光、つまり、図 9に示す Ra、 Ga, Baの広帯域の面順次光となり、通常光観察像が得られる通常光観察モードに相当する。

[0046] これに対して第 2のフィルタ組が光路上に配置された場合には、狭帯域の面順次光となり、狭帯域光観察像が得られる狭帯域光観察モード (NBIモード）に相当する。なお、図 8では第 1のフィルタ組と第 2のフィルタ組が光路上に配置された場合における光束の位置を示している。また、ビデオプロセッサ 4Bは、 CCD駆動回路 31を有し、この CCD駆動回路 31による CCD駆動信号が印加されることにより CCD29により光電変換された信号は、このビデオプロセッサ 4B内のプリアンプ 66により増幅された後、相関 2重サンプリング及びノイズ除去等を行うプロセス回路 67を経て AZD変換回路 34に入力されると共に、調光回路 3 に入力される。この調光回路 36' は、図 1の明るさ検波回路 35、調光回路 36及び絞り駆動回路 23の機能を持つ。

AZD変換回路 34によりアナログ信号力もデジタル信号の画像データに変換された後、ホワイトバランス回路 68に入力され、ホワイトバランスの処理が行われた後、 A GC回路 69に入力され、所定レベルまで増幅される。

[0047] なお、 AGC回路 69による AGC機能よりも光源装置 3の絞り 22による照明光量での調光動作が優先して行われ、この絞り 22の開口が開放状態に達した後、その開放状態の情報に基づいて、 AGC回路 69は、その開放状態でも不足する分を信号レベルを増大させるように増幅する。

また、調光回路 3 は、プロセス回路 67の出力信号から、光源装置 3の絞り 22の開口量を調整して適正な照明光量に制御する調光信号を生成する。

上記 AGC回路 69の出力データは、面順次信号を同時化された信号に変換する同時ィ匕回路 70に入力されると共に、切替スィッチ 71を介して拡大回路 72に入力される。切替スィッチ 71は、モード切替スィッチ 14aの操作により、モード切替回路 73を介して通常光観察モード時には、接点 aが選択され、狭帯域光観察モード時には接点 bが選択される。

[0048] 同時ィ匕回路 70により同時化された信号データは、色変換回路 74に入力され、この色変換回路 74により色変換の処理が行われる。この色変換回路 74は、同時化された RGB画像情報を 3 X 3のマトリクスにより色変換する。これにより、狭帯域光観察モードで再現される画像情報の視認性を向上する。

この場合における RGBから！^ G' Β' に色変換する変換式は、式（1)中の 3行 3 列のマトリクス Κを用いて変換する。

上記のように Κは、例えば 3個の実数成分 kl〜k3 (その他の成分は 0)力なり、このマトリクス Kによる変換により、 RGBカラー信号における Bの色信号の重み付け（比率)を最大とし、長波長となる R2フィルタの透過光により画像ィ匕された Rの色信号を抑圧し、短波長側の Bの色信号を強調して RGBカラー画像として表示されるようにする。

[0049] この色変換回路 74の出力信号 (R^ 、G' , Β' であるが簡単ィ匕のため R、 G、 Βを用いて説明する）は、面順次回路 75に入力される。

面順次回路 75は、フレームメモリにより構成され、同時に格納された R、 G、 Bの画像データを色成分画像として順次読み出すことにより面順次の画像データに変換される。この面順次の画像データ R, G, Bは、切替スィッチ 71を経て拡大回路 72に入力され、拡大補間処理された後、 γ回路 50Βに入力される。

この γ回路 50Βにより、入力される面順次の R, G, Βの信号データは、 γ補正が行われる。この γ回路 50Βは、実施例 1における図 4で示した γ回路 50に相当する構成である。実施例 1では γ回路 50には、輝度信号 Ysel、 R— Y、 Β— Υが入力されていたが、本変形例では、面順次の R, G, Β信号が入力される。

そして、この場合、図 4に示した輝度信号 Yselの代わりに面順次の R, G, B信号が入力され、色差信号 R— Y、 Β— Υが γ— Cont回路 54に入力される部分と、この γ — Cont回路 54から第 3マトリクス回路 49に色差信号 R— Υ、Β— Υが出力される部分が無くなる。

[0050] この γ回路 50Βの出力信号は、強調回路 48Βに入力され、強調回路 48Βによって、実施例 1と同様に鮮鋭度強調処理が施された後、セレクタ 76を経て同時ィ匕回路 77 に入力される。

なお、本実施例においては、図 4に示した γ— Edge回路 55の出力信号は、強調回路 48B内のフィルタ回路 57 (図 5参照）に入力される。また、図 4における γ— Con t回路 54は、輝度信号 Yselの代わりに面順次の R, G, B信号を強調回路 48B内の加算器 58 (図 5参照）に出力する。

上記同時化回路 77は、例えば 3つのメモリ 77a、 77b, 77cにより形成されている。

[0051] 同時ィ匕回路 77により同時化された信号データは、画像処理回路 78に入力され、動画の色ずれ補正等の画像処理が施された後、 DZA変換回路 79a、 79b、 79c及び符号ィ匕回路 80に入力され、これら DZA変換回路 79a、 79b、 79cによりアナログの映像信号に変換された後、モニタ 5に入力される。

モニタ 5は、入力される映像信号に対応した内視鏡画像を表示する。また、符号ィ匕回路 80により圧縮された内視鏡画像信号はフアイリング装置 6に入力されて、記録される。また、ビデオプロセッサ 4B内には、タイミングジェネレータ 81が設けてあり、光源装置 3の制御回路 64からの回転フィルタ 61の回転に同期した同期信号が入力され、この同期信号と同期した各種タイミング信号を上記各回路に出力する。

[0052] また、 ID発生部 33の IDは、タイミングジェネレータ 81に入力され、タイミングジエネレータ 81は IDにより CCD29の画素数が異なるような場合にも、その CCD29を駆動するための制御信号とタイミング信号とを CCD駆動回路 31に送る。

また、内視鏡 2Bに設けられた、モード切替の指示を行うモード切替スィッチ 14aの出力信号は、ビデオプロセッサ 4B内のモード切替回路 73に入力される。

モード切替回路 73は、入力されるモード切替の指示信号に応じた制御信号を、調光制御パラメータ切替回路 83及び光源装置 3の移動モータ 63に出力すると共に、切替スィッチ 71の切替と γ回路 50Βの入出力特性を制御する。

調光制御パラメータ切替回路 83は、回転フィルタ 61の第 1のフィルタ組あるヽは第 2のフィルタ組に応じた調光制御パラメータを調光回路 36' に出力し、調光回路 36 ' は、モード切替回路 73からの制御信号及び調光制御パラメータ切替回路 83からの調光制御パラメータに基づき光源装置 3の絞り 22を制御し、適正な明るさとなるように制御を行う。

[0053] また、調光制御パラメータ切替回路 83は、絞り 22の制御だけでは所定の明るさに達してヽな、場合には、 AGC回路 69の AGCを動作させるための制御信号を送って、所定の明るさとなるように AGC回路 69を制御する。

つまり、調光回路 36'は、プロセス回路 67の出力信号と AGC回路 69から送信されたゲイン値に基づき算出した画像の明るさが、所定値となる為の制御信号を AGC回路 69に送信する。

本変形例においても、モード切替スィッチ 14a、 14bを操作することにより、観察モードを切り替えることができると共に、切り替えられて設定された通常光観察モード或いは狭帯域光観察モードに応じて γ回路 50Βの γ—Edge回路 55、 y— Cont回路 54 (図 4参照）の入出力特性が適切に設定される。

[0054] また、強調レベル切替スィッチ 19の操作により強調レベルを切り替えた場合にもその強調レベルに応じて γ回路 50Βの γ—Edge回路 55の入出力特性が適切に設定される。

本変形例では、実施例 1の場合と同様に通常光観察モードから狭帯域光観察モードに切り替えた場合、図 6Aで示したように狭帯域光観察モードにおける γ回路 50B の γ—Edge回路 55の入出力特性が通常光観察モードの場合よりも低輝度部側で低、値 (小さい出力値)を出力するようになる。

また、図 6Cに示したように強調レベルを上げて強調量を大きくした場合には、その強調量が大きい程、 γ— Edge回路 55の入出力特性力 S小さな値を出力する特性に切り替えられる。

従って、本変形例の効果として、実施例 1と同様の効果を得ることができる。

[0055] なお、本変形例における強調レベルの切替えに応じた γ—Edge回路 55の入出力特性として、図 6Aのように設定してもよい。

すなわち、強調レベル上昇に伴い、低輝度部のみで、より小さな値を出力する入出力特性へ切替える。フィルタ回路 57において適用される強調の周波数特性が、高輝度部でのオーバーシュートやアンダーシュートを軽減して、る場合には、低輝度部のノイズを軽減し、高輝度の強調効果の抑制を軽減することができる。

また、強調レベルの切替の場合にも図 6Aに示すような特性にした場合には、データの共通化によりデータ量を減らすことができる。

[0056] (実施例 2)

次に図 11を参照して本発明の実施例 2を説明する。本実施例は、狭帯域の照明光を用いないで、通常の照明光の状態で、（同時式の)狭帯域光の照明で得られる狭帯域画像に相当する画像 (擬似狭帯域画像、或！ヽは分光画像と！/ヽぅ）を得る実施例である。実施例 1における狭帯域の照明光を用いない構成であるため、その背景をまず説明する。

狭帯域光を用いずに粘膜表層付近のおける深さ方向に対する血管の走行状態等をより視認し易くするための内視鏡装置が日本国特開 2003— 93336号公報で開示されている。この先行例は構成が簡単であるものの、数値演算により狭帯域光で撮像した狭帯域画像に相当する分光画像を生成するため、分光画像の信号レベルが低く、低 SZNとなり、その結果ノイズが目立ち易くなる。

[0057] このため、狭帯域光を用いることなく通常の可視光のもとで撮像した信号力もこのように分光画像信号を生成する場合にも、ノイズの少な！ヽ鮮鋭度強調処理画像を表示可能な内視鏡用画像処理装置及び内視鏡装置を提供することを目的として本実施例 2の構成にしている。

図 11は実施例 1の内視鏡 2と同じ補色系の色分離フィルタ 30を用、た場合に対応した実施例 2を備えた内視鏡装置 1Cの構成を示す。

この内視鏡装置 1Cは、図 1に示した内視鏡装置 1において、光源装置 3の一部を変更した光源装置 3Cと、ビデオプロセッサ 4の一部を変更したビデオプロセッサ 4C を採用している。

光源装置 3Cは、図 1の光源装置 3において、フィルタ 24及びフィルタ揷脱装置 16 を有しない構成である。つまり、この光源装置 3Cは、常時、通常光観察用の白色光を発生する。

[0058] また、本実施例におけるビデオプロセッサ 4Cは、図 1のビデオプロセッサ 4において、セレクタを設けないで、通常光観察モードの場合は元より、狭帯域光観察モードの場合にも、 LPF41と LPF43及び同時化回路 44を経て図 1の第 1マトリクス回路 42 の機能を持つ第 1マトリクス回路 86に輝度信号 Y1と色信号 Cr、 Cbとが入力されるようにしている。

この第 1マトリクス回路 86は、通常光観察モード時には、輝度信号 Y1と色信号 Cr, Cbに対して RGB信号（図 1の Rl, Gl, B1に相当）に変換する。

一方、表示装置に分光画像を表示する分光観察モード時には、制御回路 15から狭帯域の信号 (以下、分光画像信号)を生成する 3行 3列のマトリクスス係数が第 1マトリタス回路 86にセットされ、第 1マトリクス回路 86は、狭帯域の分光画像信号 Fl, F 2, F3を出力する。

[0059] このため、図 11では第 1マトリクス回路 86から出力される信号を Rl , Gl , B1 ' で示す（ここで、通常光観察モード時は、 Rl =R1, Gl =G1, ΒΙ' =Β1 ;分光観察モード時は、 Rl =F1 , Gl' =F2, ΒΙ' =F3)。

この第 1マトリクス回路 86の出力信号は、ホワイトバランス回路 45によりホワイトバランスした信号 R2' , Q2' , B2' となり、第 2マトリクス回路 46により輝度信号と、色差信号 , Β -Υ' に変換される。

この輝度信号と、色差信号 R— , Β -Υ' は、拡大補間回路 47を経て拡大補間処理された後、 γ回路 50Cに入力され、 γ回路 50Cで階調変換された輝度信号 Y'は強調回路 48Cに入力される。

[0060] 上記 γ回路 50Cは、例えば実施例 1の γ回路 50と同じ構成である。そして、特に画像の輪郭強調用の 0 — Edge回路 55に対しては、観察モードの切替、強調レベルの切替に応じてその入出力特性を切り替え、実施例 1の場合と同様に処理される。なお、本実施例においても選択される観察モードに応じて、 γ— Cont回路の入出力特性を変更しても良い。

このように本実施例では、白色光による広帯域の照明のもとで撮像された撮像信号から通常の画像信号と、電気的な信号処理 (数値データ処理）により狭帯域の画像に相当する分光画像信号 Fl , F2, F3を生成する構成にしている。

実施例 1においては観察モードを切り替えた場合に、照明光が切り替えられていた力本実施例では照明光の切替は行われない。そして、制御回路 15は、観察モードの切替指示、換言すると観察しようと望む内視鏡画像の種類の切替 (選択）に応じて、第 1マトリクス回路 86のマトリクス係数の切替設定を行う。

[0061] そして、通常光観察モードでは、実施例 1のように処理が行われ、また分光観察モードにおいては電気的な信号処理で生成された分光画像信号 Fl , F2, F3を輝度信号と色差信号 R— , Β -Υ' に変換して、実施例 1の場合と同様に処理して低輝度部でのノイズを有効に抑制する。

また、強調レベル切替スィッチ 19の切替指示による強調レベルの切替が行われた場合にも、 γ— Edge回路 55の入出力特性を切り替えることにより、実施例 1の場合と同様に処理して低輝度部でのノイズを有効に抑制すると共に、高輝度部側におけるエッジ部のオーバシュートを低減することができる。

このように本実施例においても、実施例 1の場合と同様に低輝度で目立つノイズを有効に抑制できる。

[0062] 上記の場合には、補色系の色分離フィルタ 30を用いた内視鏡 2の場合の内視鏡装置 1Cに対して説明したが、補色系の色分離フィルタ 30を用いた内視鏡 2及び原色系の色分離フィルタ 30' を用いた内視鏡 ^ のいずれの場合にも適用できる第 1変形例の内視鏡装置 1Dの構成を図 12に示す。

図 12の内視鏡装置 1Dにおいては、図 11のビデオプロセッサ 4Cの一部を以下のように変更したビデオプロセッサ 4Dを用いる。このビデオプロセッサ 4Dは、図 11に示した補色系の色分離フィルタ 30を備えた内視鏡 2にも対応できるし、図 12に示すように原色系の色分離フィルタ 30' を用いた内視鏡 ^ にも対応できる構成にしている。図 12に示す内視鏡装置 1Dは、図 11の内視鏡装置 1Cにおけるビデオプロセッサ 4Cにおいて、第 1マトリクス回路 86の前に切替スィッチ 91を設け、補色系の色分離フィルタ 30の内視鏡 2の場合に適用する YZC分離 &同時化回路 92と、原色系の色分離フィルタ 30' を用いた内視鏡 ^ に適用する同時ィ匕回路 93とを選択できる構成にしたビデオプロセッサ 4Dを採用して、る。

[0063] なお、図 12における YZC分離 &同時ィ匕回路 92は、図 11における YZC分離回路 37、 LPF41、 43及び同時化回路 44をまとめて示したものである。

そして、制御回路 15は、ビデオプロセッサ 4Dに接続された内視鏡 2或いは ^ 内の ID発生部 33からの情報における色分離フィルタ 30或いは 30' に対応した情報に基づき、切替スィッチ 91の切替と第 1マトリクス回路 86のマトリクス係数の切替設定等を行う。

また、制御回路 15は、強調回路 48Cに対する特性の切替制御も行う。図 12では、ビデオプロセッサ 4Dには、原色系の色分離フィルタ 30' を用いた内視鏡 ^ が接続された場合を示し、この場合には同時ィ匕回路 93が選択使用される。

[0064] 原色系の色分離フィルタ 30' が採用された CCD29から出力され、同時化回路 93 に入力される R, G, Bの画素の信号は、 1色 Z画素となっているため、この同時化回路 93において 3色 Z画素の信号に変換 (3板化）して第 1マトリクス回路 86に出力する。

この第 1マトリクス回路 86には、補色系の色分離フィルタ 30を用いた CCD29の場合には、輝度信号 Yと色信号 Cr, Cbが入力され、原色系の色分離フィルタ 30' を用いた CCD29の場合には、 R, G, B信号が入力される。

制御回路 15は、 ID発生部 33からの HD情報に基づき、第 1マトリクス回路 86のマトリタス係数の切替を適切に行う。そして、この第 1マトリクス回路 86から図 11の構成の場合で説明したように R , G , B の信号が出力されるようにする。

[0065] 本変形例によれば、原色系の色分離フィルタ 30' を用いた場合にも、補色系の色分離フィルタ 30を用いた場合のヽずれの場合にぉ、ても、実施例 2と同様の効果が得られる。

なお、本変形例において、 ID発生部 33の IDにより、その内視鏡 2、或いは ^ に搭載されている CCD29の特性に応じて、 y回路 50Cにおける例えば γ— Edge回路 5 5の特性を適切に設定するようにするようにしても良!、。

つまり、 CCD29は、その種類等に応じてその光電変換する際の SZNの値が異なるため、 CCD29の種類等に応じて、その S/Nの値に対応した特性の γ—テーブル値を γ回路 50C内の γ—テーブル格納部 56 (図 4参照）に格納しておく。

そして、制御回路 15は、 ID発生部 33の ID力も CCD29に対応した γ—テーブル値を用いる指示信号 Seedを γ回路 50C内の γ—テーブル格納部 56に送り、 γ—テ一ブル格納部 56は、指示された γ—テーブル値を γ—Edge回路 55にセットする。

[0066] この指示信号 Seedは、強調レベルと観察モードの切替に基づ、て γ—Edge回路 55に γ—テーブル値がセットされる機能に加えて、 γ—テーブル値を、実際に使用される CCDの種類等に対応して適切なものがセットされるようにするものである。この場合、 SZNが大きい CCD29の場合に比べて、 SZNが小さい CCD29の場合には低輝度部の入力に対して出力値が低い値となるような特性に設定する。このようにすることにより、 CCD29の特性が異なる場合にも、特に低輝度部でのノイズを有効に抑制できる。

γ— Edge回路 55にセットする γ—テーブル値は、指示信号 Sccd、強調レベルに対応する指示信号 Sen、観察モードに対応する指示信号 Sobとに基づき、セットされるようにしても良い。

[0067] 本実施例は、面順次式の内視鏡 2Bの場合にも適用できる。図 13は面順次式の内視鏡 2Bの場合に適用した第 2変形例を備えた内視鏡装置 IEを示す。この内視鏡装置 1Eは、図 7に示した内視鏡装置 1Bにおいて、光源装置 3Bの一部を変更した光源装置 3Eと、ビデオプロセッサ 4Bの一部を変更したビデオプロセッサ 4Eを採用している。

この光源装置 3Eは、図 7の光源装置 3Bにおいて、回転フィルタ 61の代わりに回転フィルタ 61/ を用い、回転フィルタ 61を移動する移動モータ 63等を設けない構成にしている。

つまり、回転フィルタ 61/ は、図 8に示した外周側のフィルタ組のみを有し、内周側のフィルタ組を有しない。そして、常時、 R, G, Bの面順次光を発生する。

[0068] また、ビデオプロセッサ 4Eは、図 6のビデオプロセッサ 4Bにおいて、色変換回路 74 の代わりに、狭帯域の分光画像信号を生成する機能と、生成された分光画像信号に対して（図 7の色変換回路 74の機能に相当する)色変換する機能とを備えた色変換回路 95を用いている。

また、この色変換回路 95に対して、狭帯域の分光信号を生成するための変換マトリタス係数を供給する変換マトリクス係数格納部 96が設けてある。そして、分光観察モードへのモード切替が行われた場合、モード切替回路 73からの信号により、変換マトリクス係数格納部 96から色変換回路 95に狭帯域の分光信号を生成するための変換マトリクス係数が供給される。

[0069] そして、この色変換回路 95により分光画像信号が生成されると共に色変換され、図 7の色変換回路 74から出力される狭帯域信号に相当する信号が面順次回路 75に出力される。その他の構成は、図 7と同様である。

また、本変形例による動作は、通常光観察モード時においては図 7の場合における通常光観察モードと全く同じ動作となる。

一方、分光観察モード時には、変換マトリクス係数格納部 96から色変換回路 95に対して変換マトリクス係数が供給され、分光画像信号が生成されると共に、さらに色変換される。この色変換回路 95から出力される色変換された分光画像信号は、図 7 の色変換回路 74から出力される色変換された狭帯域信号に対応する。そして、この色変換回路 95以降の動作は図 7の分光観察モードと同様の動作となる。 [0070] そして、本変形例は、通常光観察モードにおける面順次式の広帯域の画像信号から、狭帯域の画像信号、つまり分光画像信号を生成する場合にも適用でき、その場合における低輝度部におけるノイズを有効に抑制できる。

なお、上述した実施例 2及びその変形例においては、特殊光観察モードとして分光観察モードの場合で説明した。

また、この特殊光観察モードとしては、例えば実施例 1において説明した狭帯域光観察モードの代わりに、患部等の被検体に対して、赤外光を照射して撮像を行う赤外光観察モードや、励起光を照射して蛍光観察を行う蛍光観察モードの場合にも適用することができる。

例えば赤外光観察モード又は蛍光観察モードの場合には、実施例 1で説明した狭帯域光観察モードの場合と同様に、少なくとも 1つの狭帯域の照明光を照射し、その照明光のもとで撮像された画像信号カゝら赤外光画像又は蛍光画像を得ることができる。

また、上述した各実施例等を部分的に組み合わせる等して構成される実施例等も本発明に属する。

産業上の利用可能性

[0071] 体腔内に挿入して内視鏡検査を行う場合、観察モードの切替や、強調レベルの切替等して観察することがあり、そのような場合、その切替に連動して γ回路における画像の輪郭に対応した階調補正特性等の変更を行う。このよう〖こすること〖こより、低輝度部で目立ちやすいノイズを有効に抑制し、画質の良い観察画像で内視鏡検査を行うことが可能になる。

[0072] 本出願は、 2006年 5月 8日に日本国に出願された特願 2006— 129681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、図面に引用されるものとする。

Claims

請求の範囲

[1] 内視鏡に搭載された撮像素子で撮像された信号に対して、内視鏡画像として観察するための前記内視鏡画像に対応する画像信号を生成する信号処理を行う画像処理部と、

前記画像信号に対する階調を補正する階調補正回路部と、

前記観察モード若しくは種類の切替に応じて、前記階調補正回路部による階調の補正特性を変更することを特徴とする内視鏡用画像処理装置。

[2] 前記切替部は、可視波長域の照明光のもとで生成される通常光画像、前記通常光画像とは異なる照明光のもとで生成される特殊光画像、前記可視波長域の照明光のもとで生成される前記画像信号に対して、数値データ処理を施すことにより生成される狭帯域画像に相当する分光画像との少なくとも 2つの観察モード若しくは種類を含む内視鏡画像から任意の 1つへの切替が可能であることを特徴とする請求項 1に記載の内視鏡用画像処理装置。

[3] 更に、前記画像信号に対する鮮鋭度の強調を行う強調回路部と、前記鮮鋭度の強調量の切替を行う強調量切替部とを有することを特徴とする請求項 1に記載の内視鏡用画像処理装置。

[4] 前記強調量の切替により、設定された強調量に対応して前記階調補正回路部は、前記階調の補正特性を変更することを特徴とする請求項 3に記載の内視鏡用画像処理装置。

[5] 前記階調補正回路部は、前記画像信号の階調を第 1の補正特性で補正する第 1 の階調補正回路部と、

前記第 1の補正回路部とは異なる第 2の補正特性を有し、前記強調回路部へ入力される入力画像信号に対する階調を補正する第 2の階調補正回路部とを有することを特徴とする請求項 3に記載の内視鏡用画像処理装置。

[6] 前記観察モード若しくは種類の切替、又は前記強調量の切替に対応して、前記第

2の階調補正回路部は、前記第 2の補正特性を変更することを特徴とする請求項 5に記載の内視鏡用画像処理装置。

[7] 少なくとも前記通常光画像への切替の場合と、前記特殊光画像若しくは前記分光画像への切替の場合とで、前記階調補正回路部は、前記階調の補正特性を互いに異なる補正特性に変更することを特徴とする請求項 2に記載の内視鏡用画像処理装置。

[8] 前記第 2の階調補正回路部は、前記観察モード若しくは種類の切替、又は前記強調量の切替に対応して、前記入力画像信号における少なくとも低輝度に対する第 2 の補正特性を変更することを特徴とする請求項 5に記載の内視鏡用画像処理装置。

[9] 前記第 2の階調補正回路部は、前記強調量を大きくする切替の場合には、前記強調量を小さくする切替の場合よりも、より小さな出力値となるような入出力特性を有する前記第 2の補正特性に変更することを特徴とする請求項 5に記載の内視鏡用画像処理装置。

[10] 前記第 2の階調補正回路部は、前記内視鏡画像が前記特殊光画像若しくは前記分光画像の場合には、前記通常光画像の場合よりも、より小さな出力値となる入出力特性を有する前記第 2の補正特性に変更することを特徴とする請求項 5に記載の内視鏡用画像処理装置。

[11] 前記特殊光画像は、少なくとも 1つの狭帯域の照明光のもとで撮像された画像信号から生成される狭帯域光画像、蛍光画像、赤外光画像のいずれかであることを特徴とする請求項 2に記載の内視鏡用画像処理装置。

[12] 前記第 2の階調補正回路部は、前記第 2の補正特性を決定するデータを格納するデータ格納部を有し、前記観察モード若しくは種類、又は前記強調量の切替に応じて前記データを変更することを特徴とする請求項 6に記載の内視鏡用画像処理装置

[13] 内視鏡に搭載された撮像素子で撮像された信号に対して、内視鏡画像として観察するための前記内視鏡画像に対応する画像信号を生成する信号処理を行う画像処理部と、

前記画像信号に対する階調を補正する階調補正回路部と、

前記画像信号に対する鮮鋭度の強調を行う強調回路部と、内視鏡画像として観察する観察モード若しくは種類を切り替える切替部と、前記鮮鋭度の強調量の切替を行う強調量切替部と、

を備え、

前記観察モード若しくは種類の切替、及び前記強調量の切替との少なくとも一方の切替に応じて、前記階調補正回路部による階調の補正特性を変更することを特徴とする内視鏡用画像処理装置。

[14] 前記切替部は、可視波長域の照明光のもとで生成される通常光画像、前記通常光画像とは異なる照明光のもとで生成される特殊光画像、前記可視波長域の照明光のもとで生成される前記画像信号に対して、数値データ処理を施すことにより生成される狭帯域画像に相当する分光画像との少なくとも 2つを含むの内視鏡画像から任意の 1つへの切替が可能であることを特徴とする請求項 13に記載の内視鏡用画像処理装置。

[15] 前記階調補正回路部は、前記画像信号の階調を第 1の補正特性で補正する第 1 の階調補正回路部と、

前記第 1の階調補正回路部とは異なる第 2の補正特性を有し、前記強調回路部へ入力される入力画像信号に対する階調の補正をする第 2の階調補正回路部とを有し前記第 2の階調補正回路部は、前記観察モード若しくは種類の切替、及び前記強調量の切替との少なくとも一方の切替に応じて、前記第 2の補正特性を変更することを特徴とする請求項 13に記載の内視鏡用画像処理装置。

[16] 前記観察モード若しくは種類の切替、又は前記強調量の切替に対応して、前記第

2の階調補正回路部は、前記第 2の補正特性を変更することを特徴とする請求項 15 に記載の内視鏡用画像処理装置。

[17] 少なくとも前記通常光画像への切替の場合と、前記特殊光画像若しくは前記分光画像への切替の場合とで、前記階調補正回路部による補正特性を互いに異なる補正特性に変更することを特徴とする請求項 14に記載の内視鏡用画像処理装置。

[18] 前記第 2の階調補正回路部は、前記観察モード若しくは種類の切替、又は前記強調量の切替に対応して、前記入力画像信号における少なくとも低輝度に対する前記第 2の補正特性を変更することを特徴とする請求項 15に記載の内視鏡用画像処理装置。

[19] 前記第 2の階調補正回路部は、前記強調量を大きくする切替の場合には、前記強調量を小さくする切替の場合よりも、より小さな出力値となるような入出力特性を有する前記第 2の補正特性に変更することを特徴とする請求項 15に記載の内視鏡用画像処理装置。

[20] 前記第 2の階調補正回路部は、前記内視鏡画像が前記特殊光画像又は前記分光画像の場合には、前記通常光画像の場合よりも、より小さな出力値となる入出力特性を有する前記第 2の補正特性に変更することを特徴とする請求項 15に記載の内視鏡用画像処理装置。

[21] 前記特殊光画像は、少なくとも 1つの狭帯域の照明光の照射のもとで撮像された画像信号から生成される狭帯域光画像、蛍光画像、赤外光画像のいずれかを含むことを特徴とする請求項 14に記載の内視鏡用画像処理装置。

[22] 前記第 2の階調補正回路部は、前記第 2の補正特性を決定するデータを格納するデータ格納部を有し、前記観察モード若しくは種類、又は前記強調量の切替に応じて前記データを変更することを特徴とする請求項 15に記載の内視鏡用画像処理装置。

[23] 被検体に対して照射される少なくとも可視波長域の通常照明光を含む照明光を発生する光源部と、

前記観察モード若しくは種類の切替に応じて、前記階調補正回路部による階調の補正特性を変更することを特徴とする内視鏡装置。

[24] 前記切替部は、可視波長域の通常照明光のもとで生成される通常光画像、前記通常光画像とは異なる照明光のもとで生成される特殊光画像、前記可視波長域の通常照明光のもとで生成される前記画像信号に対して、数値データ処理を施すことにより生成される狭帯域画像に相当する分光画像との少なくとも 2つを含む内視鏡画像から任意の 1つの選択切替が可能であることを特徴とする請求項 23に記載の内視鏡装置。

[25] 前記光源部は、前記通常光画像と前記特殊光画像との間の切替に連動して、発生する照明光を切り替えることを特徴とする請求項 24に記載の内視鏡装置。

[26] 更に、前記画像信号に対する鮮鋭度の強調を行う強調回路部と、前記鮮鋭度の強調量の切替を行う強調量切替部とを有することを特徴とする請求項 23に記載の内視鏡装置。

[27] 前記強調量の切替により、設定された強調量に対応して前記階調補正回路部は、前記階調の補正特性を変更することを特徴とする請求項 26に記載の内視鏡装置。

[28] 被検体に対して照射される少なくとも可視波長域の通常照明光を含む照明光を発生する光源部と、

前記内視鏡画像として観察する観察モード若しくは種類を切り替える切替部と、強調量の切替を可能として、前記画像信号に対して、鮮鋭度の強調を行う強調回路部と、

を備え、

前記観察モード若しくは種類の切替、及び前記強調量の切替との少なくとも一方に応じて、前記階調補正回路部による階調の補正特性を変更することを特徴とする内視鏡装置。

[29] 前記切替部は、可視波長域の通常照明光のもとで生成される通常光画像、前記通常光画像とは異なる照明光のもとで生成される特殊光画像、前記可視波長域の通常照明光のもとで生成される前記画像信号に対して、数値データ処理を施すことにより生成される狭帯域画像に相当する分光画像との少なくとも 2つを含む内視鏡画像から任意の 1つの選択切替が可能であることを特徴とする請求項 28に記載の内視鏡装置。

前記光源部は、前記通常光画像と前記特殊光画像との間の切替に連動して、発生する照明光を切り替えることを特徴とする請求項 29に記載の内視鏡装置。