JP4895834B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡のように特定の原色成分の強度が大きな光学像の撮影により生成された画像信号の信号処理を行う画像処理装置に関する。

撮像素子を用いて被写体の画像を撮影することにより、画像信号が生成される。生成された画像信号に、被写体の色を出来るだけ正確に再現するために所定の信号処理が施される。信号処理の施された画像信号に相当する画像が表示される。

様々な機器に撮像素子が用いられる。例えば、挿入管の先端に撮像素子を設けた電子内視鏡が知られている。医療用電子内視鏡は生体の内部を観察するために用いられている。医療用電子内視鏡では、補色フィルター付ＣＣＤ撮像素子が使用されている。

一般的な医療用電子内視鏡の信号処理において、補色信号から広帯域輝度信号ＹＨと狭帯域輝度信号ＹＬが生成される。さらに、狭帯域輝度信号ＹＬから色差信号Ｒ−ＹＬ、Ｂ−ＹＬが生成される。広帯域輝度信号ＹＨと色差信号Ｒ−ＹＬ、Ｂ−ＹＬがモニタに送られる。モニタでは、広帯域輝度信号ＹＨと色差信号Ｒ−ＹＬ、Ｂ−ＹＬを用いて原色信号Ｒ、Ｇ、Ｂが生成され、原色信号Ｒ、Ｇ、Ｂに基づいた画像が表示される。なお、内視鏡装置内部で輝度信号と色差信号から原色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを生成し、モニタに伝送され、表示されることもある。

広帯域輝度信号ＹＨを輝度信号として使用する場合には、改善が望まれていることがある。例えば、輝度再現性を向上させることが望まれている。輝度再現性の改善のために、色相に応じて広帯域輝度信号の補正を行なうか否かの判断をして、広帯域輝度信号ＹＨの補正を行なうことが提案されている（特許文献１参照）。

また、医療用電子内視鏡の主な被写体は生体内部であり、全体的に赤みがかっている。赤みがかった画像を撮影するときには広帯域輝度信号ＹＨに起因して、赤色信号成分のみが飽和することがあり得る。赤色信号成分のみが飽和した箇所においては色の再現性が他の箇所より低下していた。
特開平１１−１３６６９３号公報

したがって、本発明では、内視鏡装置に設けられる撮像素子のように、特定の色に色みがかった被写体を撮像する撮像素子が生成する画像信号に対して、色の再現性を改善させる画像処理装置の提供を目的とする。

本発明の画像処理装置は、撮像素子の受光面を形成する複数の画素それぞれにおける受光量に応じた画素信号によって形成される画像信号を受信する受信部と、画像信号に基づいて画素に対応付けた複数の原色成分の光量値に第１の係数群で重み付けを施して加算した値に相当する第１の輝度を算出する第１の輝度算出部と、複数の原色成分の中の第１の原色成分の光量値に施す重み付けに対する第２の原色成分の光量値に施す重み付けの比が第１の係数群を用いるときより大きくなる第２の係数群を用いて画像信号に基づいて画素に対応付けた複数の原色成分の光量値に重み付けを施して加算した値に相当する第２の輝度を算出する第２の輝度算出部と、第１の輝度を所定の閾値と比較する比較部と、第１の輝度が所定の閾値より大きい場合には第２の輝度に応じた輝度補正値を算出する補正値算出部と、第１の輝度から補正値を減算することにより補正輝度を算出する第１の減算部とを備えることを特徴としている。

なお、画像信号に基づいて画素に対応する色差を算出する色差算出部と、第１の輝度が所定の閾値より大きい場合には色差と補正輝度とに対応する色差信号と補正輝度信号とを画素における色差信号と輝度信号として出力し第１の輝度が所定の閾値より小さい場合には色差と第１の輝度に対応する色差信号と第１の輝度信号とを画素における色差信号と輝度信号として出力する出力部とを備えることが好ましい。

または、画像信号に基づいて画素に対応する色差を算出する色差算出部と、第１の輝度が所定の閾値より大きい場合には色差と補正輝度とに基づいて画素における原色成分に対応する原色信号を生成し第１の輝度が所定の閾値より小さい場合には色差と第１の輝度とに基づいて画素における原色成分に対応する原色信号を生成する色信号生成部とを備えることが好ましい。

また、第２の係数群は変更可能であることが好ましい。

また、撮像素子が受光する被写体を照明するための光源の種類を検出する光源検出部を備え、光源検出部により検出される光源の種類に応じて第２の係数群を変更し、撮像素子を有する内視鏡に設けられることが好ましい。

また、撮像素子を有する内視鏡の種類を検出する内視鏡検出部を備え、内視鏡検出部により検出される内視鏡の種類に応じて第２の係数群を変更し、画像信号に対して所定の信号処理を施す内視鏡プロセッサに設けられることが好ましい。

また、補正輝度の算出された画素において輪郭強調を施す輪郭強調処理部を備えることが好ましい。さらに、輪郭強調処理部による輪郭強調の先鋭度を変更可能であることが好ましい。

また、所定の閾値として第１の閾値と第１の閾値より大きな第２の閾値が定められ、輪郭強調処理部は第１の輝度が第１の閾値と第２の閾値との範囲に含まれるときにおける輪郭強調の先鋭度と第１の輝度が第２の閾値より大きいときにおける輪郭強調の先鋭度を変更することが好ましい。

また、所定の閾値は変更可能であることが好ましい。

また、輝度補正値は第２の輝度に１未満の所定の係数を乗じることにより算出されることが好ましい。

また、複数の原色成分の中の第１の原色成分の光量値に施す重み付けに対する第２の原色成分の光量値に施す重み付けの比が第１の係数群を用いるときより小さくなる第３の係数群を用いて画像信号に基づいて画素に対応付けた複数の原色成分の光量値に重み付けを施して加算した値に相当する第３の輝度を算出する第３の輝度算出部を備え、第２の輝度算出部は第１の輝度から第３の輝度を減算することにより第２の輝度を算出することが好ましい。

また、画像信号は補色信号成分によって形成され、第１の輝度算出部は画素に対応する複数の補色信号成分を加算することにより第１の輝度を算出し、第３の輝度算出部は画素に対応する複数の補色信号成分に基づいて画素に対応する複数の原色信号成分を算出し、複数の原色信号成分を第３の係数群で重み付けすることが好ましい。

また、画像信号を形成する原色信号成分に基づいて補色信号成分を生成する補色信号生成部を備え、第１の輝度算出部は画素に対応する複数の補色信号成分を加算することにより第１の輝度を算出し、第３の輝度算出部は画素に対応する複数の原色信号成分を第３の係数群で重み付けすることが好ましい。

また、画像信号は原色信号成分によって形成され、第１の輝度算出部は画素に対応する複数の原色信号成分を第１の係数群で重み付けを行い、第３の輝度算出部は画素に対応する複数の原色信号成分を第３の係数群で重み付けを行なうことが好ましい。

本発明によれば、特定の色に色づいた被写体の撮像により生成される画像信号に対して色の再現性を向上させることが可能となる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態を適用した画像処理装置を有する内視鏡システムを示す外観構成図である。

内視鏡システム１０は、電子内視鏡２０、内視鏡プロセッサ１１、およびモニタ１２によって構成される。内視鏡プロセッサ１１は、電子内視鏡２０、及びモニタ１２に接続される。

電子内視鏡２０は体内に挿入される。電子内視鏡２０により体内の撮影が行われる。撮影した画像に相当する画像信号が生成される。画像信号は内視鏡プロセッサ１１に伝送される。内視鏡プロセッサ１１により、伝送された画像信号に対して所定の信号処理が施される。所定の信号処理を施した画像信号は映像信号としてモニタ１２に送られ、送られた映像信号に相当する画像がモニタ１２に表示される。

電子内視鏡２０は、挿入管２１、操作部２２、連結管２３、およびコネクタ２４によって形成される。挿入管２１が、操作部２２から延びるように設けられる。操作部２２とコネクタ２４とが、連結管２３を介して連結される。

挿入管２１は可撓性を有しており、挿入管２１が体内に挿入される。操作部２２には、電子内視鏡２０および内視鏡システム１０が有する機能を実行させるためのスイッチなどが設けられる。コネクタ２４によって、電子内視鏡２０が内視鏡プロセッサ１１に接続される。

電子内視鏡２０の内部構成について図２を用いて説明する。図２は、電子内視鏡２０の内部構成を示すブロック図である。電子内視鏡２０には、ライトガイド２５、撮像素子２６、ＡＦＥ２７、および画像処理装置３０などが設けられる。

ライトガイド２５は、コネクタ２４から挿入管２１の先端まで延設される。撮像素子２６は、挿入管２１の先端に設けられる。ＡＦＥ２７と画像処理装置３０は、操作部２２内に設けられる。

コネクタ２４を内視鏡プロセッサ１１に接続すると、ライトガイド２５は内視鏡プロセッサ１１内部に設けられる光源（図示せず）と光学的に接続される。光源によって発光される照明光がライトガイド２５によって伝達される。伝達された照明光は、ライトガイド２５の出射端から出射し、配光レンズ２８ｄを介して挿入管２１の先端付近に照射される。照明光による被写体の反射光が対物レンズ２８ｏを介して、撮像素子２６の受光面に入射する。撮像素子２６はＣＣＤ撮像素子である。

図３に示すように、撮像素子２６の受光面には、複数の画素Ｐがマトリックス状に設けられる。なお、以後の説明において下から上に向かって行番号が数えられ、左から右に向かって列番号が数えられる。それぞれの画素Ｐは、カラーフィルタによって覆われる。カラーフィルタは、補色市松差線順次方式に従って配置される。すなわち、下から順にＭｇ、Ｃｙ、Ｇ、Ｃｙの並ぶ列と、下から順にＧ、Ｙｅ、Ｍｇ、Ｙｅの並ぶ列とを有する２列４行の画素Ｐによって形成されるカラーフィルタ繰り返し単位ＦＵが、行方向および列方向に配置される。

カラーフィルタを透過した光の色成分が画素Ｐに入射する。光を受光すると、画素Ｐが受光する色成分の光の受光量に応じた画素信号が生成される。したがって、Ｍｇ、Ｃｙ、Ｇ、Ｙｅに覆われた画素Ｐそれぞれにより、Ｍｇ、Ｃｙ、Ｇ、Ｙｅの色成分の光の受光量に応じたＭｇ画素信号、Ｃｙ画素信号、Ｇ画素信号、Ｙｅ画素信号（以後、Ｍｇ、Ｃｙ、Ｇ、Ｙｅとする）が生成される。

撮像素子２６はＡＦＥ２７に駆動される。ＡＦＥ２７は、内視鏡プロセッサ１１に設けられるタイミングコントローラ（図示せず）に制御される。撮像素子２６が駆動されることにより、撮像素子２６においてフィールド読出しが行なわれる。なお、フィールド読出しでは、１／３０秒毎に偶数フィールドの画像信号の出力と奇数フィールドの画像信号の出力とが繰り返される。

偶数フィールドにおいては、奇数行に並ぶ画素Ｐが生成する画素信号と、一つ上の偶数行に並ぶ画素Ｐが生成する画素信号とが混合される。混合された画素信号が行方向に沿って、順番に出力される。一つの奇数行から混合された画素信号が出力されると、同様に次の奇数行において、画素混合および混合された画素信号の出力が行なわれる。

例えば、偶数フィールドにおいては、１、３、…、２ｎ−１、２ｎ＋１、…行に並ぶ画素Ｐが生成する画素信号と、２、４、…、２ｎ、２ｎ＋２、・・・行に並ぶ画素Ｐが生成する画素信号が混合される。すなわち、１行目においては、左から順番にＭｇ＋Ｃｙ、Ｇ＋Ｙｅ、Ｍｇ＋Ｃｙ、…の混合が行なわれる。これらの混合された画素信号が順番に出力される。次の３行目においては、左から順番にＧ＋Ｃｙ、Ｍｇ＋Ｙｅ、Ｇ＋Ｃｙ、…の混合が行なわれる。これらの混合された画素信号が順番に出力される。

奇数フィールドにおいては、偶数行に並ぶ画素Ｐが生成する画素信号と、一つ上の奇数行に並ぶ画素Ｐが生成する画素信号とが混合される。混合された画素信号が行方向に沿って、順番に出力される。一つの偶数行から混合された画素信号が出力されると、同様に次の偶数行において、画素混合及び混合された画素信号の出力が行なわれる。

たとえば、奇数フィールドにおいては、２、４、…、２ｎ、２ｎ＋２、…行に並ぶ画素Ｐが生成する画素信号と、３、５、…、２ｎ＋１、２ｎ＋３、…行に並ぶ画素Ｐが生成する画素信号が混合される。すなわち、２行目においては、左から順番にＣｙ＋Ｇ、Ｙｅ＋Ｍｇ、Ｃｙ＋Ｇ、…の混合が行なわれる。これらの混合された画素信号が順番に出力される。次の４行目においては、左から順番にＣｙ＋Ｍｇ、Ｙｅ＋Ｇ、Ｃｙ＋Ｍｇ、…の混合が行なわれる。これらの混合された画素信号が順番に出力される。

なお、偶数フィールドまたは奇数フィールドにおいて出力される複数の画素信号によりそれぞれのフィールドの画像信号が形成される。撮像素子２６から出力される画像信号は、順番にＡＦＥ２７に入力される。

ＡＦＥ２７には、ＣＤＳ（ＣＯＲＲＥＬＡＴＥＤ ＤＯＵＢＬＥ ＳＡＭＰＬＩＮＧ）回路（図示せず）Ａ／Ｄコンバータ（図示せず）が設けられる。ＡＦＥ２７において、画像信号に対して相関二重サンプリング処理が施される。また、画像信号に対してＡＤ変換が施され、アナログ信号である画像信号からデジタルデータである画像データに変換される。

画像データは、画像信号と同様にそれぞれの画素に対応した画素データによって形成される。画像データは、順番に画像処理装置３０に入力される。画像処理装置３０において、以下に説明する画像信号処理が行われる。

図４に示すように、画像処理装置３０は、ＡＧＣ（ＡＵＴＯ ＧＡＩＮ ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲ）３１、色信号処理部３２、輝度信号処理部３３、エンコーダ３４によって構成される。

画像処理装置３０に入力された画素データは、ＡＧＣ３１に受信される。ＡＧＣ３１により画素データのゲインコントロールが行なわれる。ＡＧＣ３１からは、ゲインコントロールが行なわれたＭｇ＋Ｃｙ、Ｙｅ＋Ｇ、Ｇ＋Ｃｙ、Ｍｇ＋Ｙｅが色信号処理部３２および輝度信号処理部３３に送られる。

色信号処理部３２では、画素データに基づいて、画素Ｐ毎の色差データＲ−ＹＬ、Ｂ−ＹＬと第２の狭帯域輝度データＹＬ’とが生成される。輝度信号処理部３３では、画素データと第２の狭帯域輝度データＹＬ’とに基づいて、画素Ｐ毎の補正輝度データＹＨ”が生成される。

同じ画素Ｐについての色差データＲ−ＹＬ、Ｂ−ＹＬと補正輝度データＹＨ”とが、エンコーダ３４に送られる。エンコーダ３４により、色差データＲ−ＹＬ、Ｂ−ＹＬと補正輝度データＹＨ”とがエンコードされ、さらにＤ／Ａ変換処理が施され、アナログ信号である映像信号として、内視鏡プロセッサ１１に送られる。

次に色信号処理部３２の構成および機能について説明する。図５に示すように、色信号処理部３２は、ＲＧＢマトリックス回路３２ａ、ガンマ補正回路３２ｂ、第１、第２のＹＬマトリックス回路３２ｃ１、３２ｃ２、ホワイトバランス補正回路３２ｄ、色差マトリックス回路３２ｅ、およびＬＰＦ３２ｆによって構成される。

色信号処理部３２に入力される画素データは、ＲＧＢマトリックス回路３２ａに入力される。ＲＧＢマトリックス回路３２ａにおいてＲＧＢマトリックス処理を行うことによって、補色の光成分に応じたデータレベルであるＭｇ、Ｃｙ、Ｙｅ、Ｇから、原色の光成分に応じたデータレベルであるＲ、Ｇ、Ｂに変換される。

ＲＧＢマトリックス回路３２ａにおける処理のために、ＲＧＢマトリックス処理を受ける注目画素に対して特定の位置に配置された画素の画素信号が、注目画素に対応付けられる。注目画素から列方向（上方向）に４画素、行方向（右方向）に２画素の画素信号が注目画素に対応付けられた画素信号に定められる。

例えば、偶数フィールドにおいて１行１列目に配置された画素Ｐを注目画素とする場合に、画素混合して出力される１行１列目の混合画素信号Ｍｇ＋Ｃｙ、１行２列目の混合画素信号Ｇ＋Ｙｅ、３行１列目の混合画素信号Ｇ＋Ｃｙ、および３行２列目の混合画素信号Ｍｇ＋Ｙｅが、注目画素に対応付けられる（図３参照）。

また、偶数フィールドにおいて１行２列目に配置された画素Ｐを注目画素とする場合に、画素混合して出力される１行２列目の混合画素信号Ｇ＋Ｙｅ、１行２列目の混合画素信号Ｍｇ＋Ｃｙ、３行１列目の混合画素信号Ｇ＋Ｃｙ、および３行２列目の混合画素信号Ｍｇ＋Ｙｅが、注目画素に対応付けられる。

以後、１行目の画素Ｐに関しては、最終列の前の列までの画素Ｐに対して、同様の位置関係にある画素Ｐの混合画素信号が対応付けられる。

また、偶数フィールドにおいて３行１列目に配置された画素Ｐを注目画素とする場合に、画素混合して出力される３行１列目の混合画素信号Ｇ＋Ｃｙ、３行２列目の混合画素信号Ｍｇ＋Ｙｅ、５行１列目の混合画素信号Ｍｇ＋Ｃｙ、および５行２列目の混合画素信号Ｇ＋Ｙｅが、注目画素に対応付けられる。

また、偶数フィールドにおいて３行２列目に配置された画素Ｐを注目画素とする場合に、画素混合して出力される３行２列目の混合画素信号Ｍｇ＋Ｙｅ、３行３列目の混合画素信号Ｇ＋Ｃｙ、５行２列目の混合画素信号Ｇ＋Ｙｅ、および５行３列目の混合画素信号Ｍｇ＋Ｃｙが、注目画素に対応付けられる。

以後、３行目の画素Ｐに関しても、最終列の前の列までの画素Ｐに対して、同様の位置関係にある画素Ｐの混合画素信号が対応付けられる。

奇数フィールドにおいても、偶数フィールドと同様に各画素に対して混合画素信号が対応付けられる。

前述のように、いずれの画素Ｐが注目画素になる場合でも、混合画素信号Ｍｇ＋Ｃｙ、Ｇ＋Ｙｅ、Ｇ＋Ｃｙ、Ｍｇ＋Ｙｅが、注目画素に対応付けられる。

注目画素ＰのＲＧＢマトリックス処理のために、対応付けられた画素データ、すなわち混合画素信号に対応する混合画素データがＲＧＢマトリックス回路３２ａに入力される。入力された混合画素データＭｇ＋Ｃｙ、Ｇ＋Ｙｅ、Ｇ＋Ｃｙ、Ｍｇ＋Ｙｅに以下の（１）式に応じた変換が施され、原色データ成分Ｒ、Ｇ、Ｂが生成される。生成された原色データ成分Ｒ、Ｇ、Ｂは、ガンマ補正回路３２ｂ、第１、第２のＹＬマトリックス回路３２ｃ１、３２ｃ２に送られる。

ガンマ補正回路３２ｂでは、原色データ成分Ｒ、Ｇ、Ｂ毎にガンマ補正処理が施される。ガンマ補正処理の施された原色データ成分Ｒ、Ｇ、Ｂは、ホワイトバランス補正回路３２ｄに送られる。ホワイトバランス処理回路３２ｄにより、原色データ成分Ｒ、Ｇ、Ｂにホワイトバランス処理が施される。ホワイトバランス処理の施された原色データ成分Ｒ、Ｂは色差マトリックス回路３２ｅに送られる。

また、第１のＹＬマトリックス回路３２ｃ１では、原色データ成分Ｒ、Ｇ、Ｂに対して所定の係数を乗じて、加算することにより、第１の狭帯域輝度データＹＬ（ＹＬ＝０．３Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ）が生成される。第１の狭帯域輝度データＹＬは、色差マトリックス回路３２ｅに送られる。

色差マトリックス回路３２ｅでは、原色データ成分Ｒ、Ｂと第１の狭帯域輝度データＹＬに基づいて、色差データＲ−ＹＬ、Ｂ−ＹＬが生成される。色差データＲ−ＹＬ、Ｂ−ＹＬは、エンコーダ３４に送られる。

また、前述のように第２のＹＬマトリックス回路３２ｃ２にも、原色データ成分Ｒ、Ｇ、Ｂが送られる。第２のマトリックス回路３２ｃ２では、特性情報に応じて定められる所定の係数によってＲ、Ｇ、Ｂに重みを付けて加算することにより、第２の狭帯域輝度データＹＬ’が生成される。なお、電子内視鏡２０を内視鏡プロセッサ１１に接続すると、特性情報が内視鏡プロセッサ１１から第２のＹＬマトリックス回路３２ｃ２に送られる。

特性情報は、接続される内視鏡プロセッサ１１に設けられる光源（図示せず）の種類を示す情報である。光源として、ハロゲンランプ（図示せず）、キセノンランプ（図示せず）、メタハラランプ（図示せず）が用いられる。第２のＹＬマトリックス回路３２ｃ２内には、特性情報に対応した各色成分の係数値のデータテーブルが格納されたメモリ（図示せず）が設けられ、入力される光源の特性情報に対応したＲ、Ｇ、Ｂに乗じる係数が設定される。

光源がハロゲンランプである場合には、第２の狭帯域輝度データＹＬ’はＹＬ’＝０Ｒ＋０。９Ｇ＋０．１Ｂの計算式により、求められる。光源がキセノンランプである場合には、第２の狭帯域輝度データＹＬ’はＹＬ’＝０．３Ｒ＋０．５Ｇ＋０．２Ｂの計算式により、求められる。光源がメタハラランプである場合には、第２の狭帯域輝度データＹＬ’はＹＬ’＝０．３Ｒ＋０．７Ｇ＋０Ｂの計算式により、求められる。

生成された第２の狭帯域輝度データＹＬ’は、ＬＰＦ３２ｆに送られる。連続して並ぶ狭帯域輝度データＹＬ’において、空間周波数の高周波成分が除去される。例えば、連続して並ぶ画素Ｐの狭帯域輝度データＹＬ’のデータレベルが階段状に並ぶ状態において（図６ａ参照）、ＬＰＦ３２ｆにより段の切替わりの前後におけるデータレベルの変化率の絶対値が減少する（図６ｂ参照）。高周波成分の除去された第２の狭帯域輝度データＹＬ’は、輝度信号処理部３３に送られる。

次に、輝度信号処理部３３の構成及び機能について説明する。図７に示すように、輝度信号処理部３３は、ＹＨマトリックス回路３３ａ、補正値算出回路３５、加算器３３ｂおよびガンマ補正回路３３ｃによって構成される。

輝度信号処理部３３に入力される画素データは、ＹＨマトリックス回路３３ａに入力される。ＹＨマトリックス回路３３ａにおいてＹＨマトリックス処理を行うことによって、補色の光成分に応じたデータレベルであるＭｇ、Ｃｙ、Ｙｅ、Ｇから、画素Ｐにおける広帯域輝度に応じたデータレベルである第１の広帯域輝度データＹＨ（ＹＨ＝Ｍｇ＋Ｃｙ＋Ｙｅ＋Ｇ）が生成される。

なお、Ｍｇ、Ｃｙ、ＹｅそれぞれのデータレベルはＲ＋Ｂ、Ｇ＋Ｂ、Ｒ＋Ｇに相当する。したがって、第１の広帯域輝度データＹＨのデータレベルは、２Ｒ＋３Ｇ＋２Ｂに相当する。第１の広帯域輝度データＹＨは、補正値算出回路３５と加算器３３ｂとに送られる。

補正値算出回路３５では、入力される第１の広帯域輝度データＹＨに基づいて、補正データｋＹＨ’を算出するか否かが判断される。補正データｋＹＨ’を算出する場合には、補正データｋＹＨ’の正負が反転されて、加算器３３ｂに出力される。補正データｋＹＨ’を算出しない場合には、データレベルがゼロであるゼロデータが補正データとして加算器３３ｂに出力される。

加算器３３ｂにおいて、入力される第１の広帯域輝度データＹＨと補正値算出回路３５から出力される補正データとが加算される。すなわち、補正値算出回路３５において補正データｋＹＨ’が算出された場合には、第１の広帯域輝度データＹＨから補正データｋＹＨ’を減算したＹＨ−ｋＹＨ’が補正輝度データＹＨ”として算出される。また、補正値算出回路３５において補正データが算出されない場合には、第１の広帯域輝度データＹＨの減算が実質的に行なわれずに、補正輝度データＹＨ”として算出される。

算出された補正輝度データＹＨ”は、ガンマ補正回路３３ｃに送られる。ガンマ補正回路３３ｃにおいて、補正輝度データＹＨ”にガンマ補正処理が施される。ガンマ補正処理の施された補正輝度データＹＨ”が、エンコーダ３４に送られる。

次に、補正値算出回路３５の内部構成について、さらに説明する。図８に示すように、
補正値算出回路３５は、減算器３５ａ、判断回路３５ｂ、および乗算器３５ｃによって構成され
る。

前述のように、補正値算出回路３５には、ＹＨマトリックス回路３３ａから第１の広帯域輝度データＹＨ、色信号処理部３２から第２の狭帯域輝度データＹＬ’、およびＲＯＭ（図示せず）から乗算係数ｋ（０＜ｋ＜１）が、入力される。なお、同時に入力される第１の広帯域輝度データＹＨと第２の狭帯域輝度データＹＬ’とが同じ画素Ｐに対応するように、補正値算出回路３５へのデータ入力が制御される。

第１の広帯域輝度データＹＨは、減算器３５ａおよび判断回路３５ｂに入力される。第２の狭帯域輝度データＹＬ’は、減算器３５ａに入力される。乗算係数ｋは、乗算器３５ｃに入力される。

減算器３５ａにおいて、第２の狭帯域輝度データＹＬ’から第１の広帯域輝度データＹＨが減算される。すなわち、第１の広帯域輝度データＹＨから第２の狭帯域輝度データＹＬ’を減算した第２の広帯域輝度データＹＨ’（＝（ＹＨ−ＹＬ’））の正負を反転させたデータが算出される。算出された第２の広帯域輝度データＹＨ’は、判断回路３５ｂに送られる。

判断回路３５ｂでは、入力される第１の広帯域輝度データＹＨと第１の閾値とが比較される。なお、第１の閾値はＲＯＭ（図示せず）に記憶されており、比較時に読出される。第１の広帯域輝度データＹＨが第１の閾値より大きいときには、減算器３５ａから送られる反転された第２の広帯域輝度データＹＨ’が出力される。また、第１の広帯域輝度データＹＨが第１の閾値より小さいときには、減算器３５ａから送られる第２の広帯域輝度データＹＨ’が出力されずに、データレベルがゼロであるゼロデータが出力される。

判断回路３５ｂから出力されるデータは、乗算器３５ｃに送られる。乗算器３５ｃでは、判断回路３５ｂから送られるデータに乗算係数ｋが乗じられる。従って、判断回路３５ｂから第２の広帯域輝度データＹＨが出力される場合には、補正データｋＹＨ’（＝ｋ×（ＹＨ−ＹＬ’））の正負を反転させたデータが算出される。また、判断回路３５ｂからデータレベルがゼロであるゼロデータが出力される場合には、ゼロデータに乗算係数を乗じたゼロデータが算出される。乗算器３５ｃから補正データまたはゼロデータが、前述の加算器３３ｂに出力される。

前述のように、加算器３３ｂにおいて第１の広帯域輝度データＹＨおよび補正データｋＹＨ’またはゼロデータに基づいて、補正輝度データＹＨ”が求められる。さらにガンマ補正処理を受けた補正輝度データＹＨ”が色差データＲ−ＹＬ、Ｂ−ＹＬとともにエンコードされ、映像信号として内視鏡プロセッサ１１に送られる。

内視鏡プロセッサ１１にはメモリ（図示せず）が設けられ、送られた補正輝度データと色差データとがメモリに格納される。一旦メモリに格納された後、補正輝度データと色差データとがモニタ１２に送られる。モニタ１２において、補正輝度データと色差データとから原色データ成分が生成される。原色データ成分に基づいて、撮影した画像が表示される。

次に画像処理装置３０により実行される画像信号処理について図９、図１０のフローチャートを用いて説明する。本実施形態における画像信号処理は、電子内視鏡２０を内視鏡プロセッサ１１に接続して、内視鏡プロセッサ１１の電源をＯＮにすることにより開始する。また、本実施形態における画像信号処理は、内視鏡プロセッサ１１の動作モードを観察モード以外の動作モードに切替えられるとき、または内視鏡プロセッサ１１の電源をＯＦＦにしたときに終了する。

ステップＳ１００において、内視鏡プロセッサ１１から特性情報が読出される。読出した特性情報に基づいてステップＳ１０１、ステップＳ１０２では、接続される内視鏡プロセッサ１１内部の光源の種類が判断される。

ステップＳ１０１では、光源がハロゲンランプであるか否かが判断され、ハロゲンラン
プであると判断したときには、ステップＳ１０３に進む。ハロゲンランプでないと判断し
たときには、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、光源がキセノンランプで
あるか否かの判断が行なわれる。キセノンランプであると判断したときには、ステップＳ
１０４に進み、キセノンランプでないと判断したときにはメタハラランプであると判断し
てステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０３では、ハロゲンランプに対応させた所定の係数を用いて第２の狭帯域輝度データＹＬ’（＝０Ｒ＋０．９Ｇ＋０．１Ｂ）が算出される。ステップＳ１０４では、キセノンランプに対応させた所定の係数を用いて第２の狭帯域輝度データＹＬ’（＝０．３Ｒ＋０．５Ｇ＋０．２Ｂ）が算出される。また、ステップＳ１０５では、メタハラランプに対応させた所定の係数を用いて第２の狭帯域輝度データＹＬ’（＝０．３Ｒ＋０．７Ｇ＋０Ｂ）が算出される。

ステップＳ１０３〜ステップＳ１０５のいずれかのプロセスの後、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、混合画素データＭｇ＋Ｃｙ、Ｇ＋Ｙｅ、Ｇ＋Ｃｙ、Ｍｇ＋Ｙｅが受信される。

ステップＳ１０７では、受信した混合画素データＭｇ＋Ｃｙ、Ｇ＋Ｙｅ、Ｇ＋Ｃｙ、Ｍｇ＋Ｙｅに基づいて、色差データＲ−ＹＬ、Ｂ−ＹＬ、および第２の狭帯域輝度データＹＬ’が生成される。

次のステップＳ１０８では、受信した混合画素データＭｇ＋Ｃｙ、Ｇ＋Ｙｅ、Ｇ＋Ｃｙ、Ｍｇ＋Ｙｅに基づいて、第１の広帯域輝度データＹＨが生成される。第１の広帯域輝度データＹＨの生成後、ステップＳ１０９において、第１の広帯域輝度データＹＨおよび第２の狭帯域輝度データＹＬ’に基づいて第２の広帯域輝度データＹＨ’が生成される。

第２の広帯域輝度データＹＨ’の算出後、ステップＳ１１０において、第１の広帯域輝度データＹＨのデータレベルが第１の閾値より大きいか否かが判別される。第１の閾値より大きいときにはステップＳ１１１に進み、第１の閾値を超えないときにはステップＳ１１２に進む。

ステップＳ１１１では、第２の広帯域輝度データＹＨ’を用いて補正データｋＹＨ’が算出され、加算器３３ｂに出力される。ステップＳ１１２では、第２の広帯域輝度データＹＨ’が破棄され、ゼロデータが、加算器３３ｂに出力される。

補正データｋＹＨ’またはゼロデータが出力されると、ステップＳ１１３に進む。ステップＳ１１３では、第１の広帯域輝度データＹＨに対して、補正データｋＹＨ’またはゼロデータを用いて輝度の補正が行なわれ、補正輝度データＹＨ”が生成される。

生成された補正輝度データＹＨ”は、ステップＳ１０７において生成した色差データＲ−ＹＬ、Ｂ−ＹＬとともにエンコーダ３４に出力される。エンコーダ３４への出力後、ステップＳ１０６に戻り、以後ステップＳ１０６〜ステップＳ１１２の処理が繰り返される。

以上のような第１の実施形態の画像処理装置によれば、観察する被写体の色によらず、色の再現性を高く保つことが可能となる。また照明光の種類によらず、色の再現性を高く保つことが可能になる。このような効果について以下に説明する。

本実施形態のように一般的な内視鏡システムでは、撮像素子は補色カラーフィルタによって覆われており、画像信号を構成する補色信号成分Ｍｇ、Ｃｙ、Ｙｅ、Ｇから一旦輝度信号と色差信号とが生成される。生成された輝度信号と色差信号がモニタに送られ、モニタにおいて輝度信号と色差信号とに基づいて原色信号成分Ｒ、Ｇ、Ｂが生成される。または、電子内視鏡または内視鏡プロセッサにおいて原色信号成分Ｒ、Ｇ、Ｂが生成され、モニタに伝送される。

ところで、ノイズの影響の低減化のために、広帯域輝度信号ＹＨがモニタにおける輝度信号として用いられる。また、正確な色の再現のために、狭帯域輝度信号ＹＬを用いて生成される色差信号Ｒ−ＹＬ、Ｂ−ＹＬがモニタにおける色差信号として用いられる。

広帯域輝度信号ＹＨは、補色信号成分Ｍｇ、Ｃｙ、Ｙｅ、Ｇを合計することにより算出される。したがって、前述のように広帯域輝度信号ＹＨは２Ｒ＋３Ｇ＋２Ｂに相当する。一方、狭帯域輝度信号ＹＬは、補色信号Ｍｇ、Ｃｙ、Ｙｅ、Ｇに基づいて原色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを生成し、生成した原色信号それぞれに０．３、０．５９、０．１１を乗じて加算することにより算出される。すなわち、狭帯域輝度信号ＹＬは０．３Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂである。

Ｇに乗じられる係数に対するＲに乗じられる係数の比は、広帯域輝度信号ＹＨでは０．６７、狭帯域輝度信号ＹＬでは０．５１である。したがって、赤色光成分が与える影響は広帯域輝度信号ＹＨの方が大きい。そのため、赤色光成分の大きな被写体を撮像するときには、広帯域輝度信号ＹＨが飽和しなくても色差信号Ｒ−ＹＬに広帯域輝度信号ＹＨを加算して復元した原色信号成分Ｒが飽和することがある。特に医療用電子内視鏡の被写体は生体であり、全体的に赤色であるため原色信号成分Ｒが飽和する可能性が高い。

一方、本実施形態における内視鏡システム１０では、画素で受光する光の赤色光成分が大きいほど、第１の広帯域輝度信号ＹＨから減じる補正データｋＹＨ’が大きくなり、補正輝度データＹＨ”は小さくなる。それゆえ、赤色光成分が大きくても原色信号成分Ｒが飽和することを防ぐことが可能になる。

また、Ｇに乗じられる係数に対するＢに乗じられる係数の比は、Ｒの場合と同様に広帯域輝度信号ＹＨのときの方が大きい。したがって、青色光成分が与える影響は、広帯域輝度信号ＹＨの方が大きい。したがって、青色光成分の大きな被写体を撮像するときには、広帯域輝度信号ＹＨが飽和しなくても色差信号Ｂ−ＹＬから復元した原色信号成分Ｂが飽和することがある。

内視鏡システムでは複数の種類の光源が使われることがあり、光源の種類によっては照明光の赤色光成分の強度、青色光成分の強度が異なる。そこで第１の実施形態の画像処理装置３０では、光源に応じて第２の狭帯域輝度データＹＬ’を求めるための係数を変えることによって、補正データｋＹＨ’に対する原色信号成分Ｒ、Ｇ、Ｂの影響が調整される。原色信号成分Ｒ、Ｇ、Ｂの影響を変えることにより、原色信号成分Ｒ、Ｂの飽和を防ぐことが可能になる。

また、第１の実施形態の画像処理装置によれば、第２の狭帯域輝度データＹＬ’はＬＰＦ３２ｆにより高周波成分が除去される。したがって、第２の狭帯域輝度データＹＬ’に基づく補正データｋＹＨ’を用いて補正した補正輝度データの輪郭を強調することが可能である。

例えば、図１１に示すように、広帯域輝度信号ＹＨが第１の閾値を超える位置において、輝度信号の補正が行われる（符号α参照）。この位置における第２の広帯域輝度データＹＨ’（＝ＹＨ−ＹＬ’）の高周波成分は除去されている。補正係数ｋを乗じて補正データｋＹＨ’が生成される。第１の広帯域輝度データＹＨから補正データｋＹＨ’を減じることにより、輪郭が強調される。

特に、本実施形態のように広帯域輝度信号ＹＨの修正された位置では、補正輝度データ
ＹＨ”の変位は実際の変位に比べて小さくなるため、輪郭がぼやけやすくなる。一方、本
実施形態のように、修正された位置において輪郭が強調されるので、輪郭のぼけを低減化
することが可能になる。

次に、本発明の第２の実施形態を適用した画像処理装置を有する内視鏡システムについて説明する。第２の実施形態では、画像処理装置が電子内視鏡でなく、内視鏡プロセッサに設けられる点で第１の実施形態と異なっている。以下に、第１の実施形態と異なる点について説明する。なお、同じ機能を有する部位には同じ符号を付する。

図１２に示すように、電子内視鏡２００には、ライトガイド２５、撮像素子２６、ＡＦＥ２７、およびＲＯＭ２９などが設けられる。ライトガイド２５、撮像素子２６、およびＡＦＥ２７の配置、機能は第１の実施形態と同じである。

ＲＯＭ２９はコネクタ２４内に設けられ、特性情報が記憶される。特性情報は、電子内視鏡の種類を示す情報である。例えば、電子内視鏡の種類は、気管支用内視鏡、上部消化官用内視鏡、下部消化官用内視鏡などである。コネクタ２４を内視鏡プロセッサ１１に接続すると、ＲＯＭ２９が内視鏡プロセッサ１１内部に設けられる画像処理装置３０に接続される。特性情報は画像処理装置３０に読出される。

また、ＡＦＥ２７から出力される混合画素データＭｇ＋Ｃｙ、Ｇ＋Ｙｅ、Ｇ＋Ｃｙ、Ｍｇ＋Ｙｅも、内視鏡プロセッサ１１内部に設けられる画像処理装置３０に出力される。

第２の実施形態における画像処理装置３０は、前述のように内視鏡プロセッサ１１内部に設けられる。特性情報に応じた第２の狭帯域輝度データＹＬ’を生成するための係数の設定以外の画像処理装置３０の構成および機能は第１の実施形態と同じである。

すなわち、図４に示すように、画像処理装置３０は、ＡＧＣ３１、色信号処理部３２、輝度信号処理部３３、およびエンコーダ３４によって構成される。画像処理装置３０では、第１の実施形態と同様に、補正輝度データＹＨ”および色差データＲ−ＹＬ、Ｂ−ＹＬが生成される。生成された補正輝度データＹＨ”および色差データＲ−ＹＬ、Ｂ−ＹＬに基づく映像信号が生成される。生成された映像信号がモニタ１２に送られる。

第２の実施形態では、色信号処理部３２における第２のＹＬマトリックス回路３２０ｃ２に送られる特性情報が第１の実施形態と異なる。図１３に示すように、色信号処理部３２は、ＲＧＢマトリックス回路３２ａ、ガンマ補正回路３２ｂ、第１、第２のＹＬマトリックス回路３２ｃ１、３２０ｃ２、ホワイトバランス補正回路３２ｄ、色差マトリックス回路３２ｅ、およびＬＰＦ３２ｆによって構成される。

ＲＧＢマトリックス回路３２ａ、ガンマ補正回路３２ｂ、第１のＹＬマトリックス回路３２ｃ１、ホワイトバランス補正回路３２ｄ、色差マトリックス回路３２ｅ、およびＬＰＦ３２ｆの機能および各部位との接続関係は、第１の実施形態と同じである。

第２のＹＬマトリックス回路３２０ｃ２は、第１の実施形態と異なり、電子内視鏡２００のＲＯＭ２９に接続される。ＲＯＭ２９から第２のマトリックス回路３２０ｃ２に特性情報が送られる。前述のように、特性情報は、接続される電子内視鏡の種類を示す情報である。

第１の実施形態と同様に、第２のマトリックス回路３２０ｃ２では、特性情報に応じて定められる所定の係数によってＲ、Ｇ、Ｂに重みを付けて加算することにより、第２の狭帯域輝度データＹＬ’が生成される。

接続される電子内視鏡２００が気管支用内視鏡である場合には、第２の狭帯域輝度データＹＬ’はＹＬ’＝０．３Ｒ＋０．５Ｇ＋０．２Ｂの計算式により、求められる。接続される電子内視鏡が上部消化管用内視鏡である場合には、第２の狭帯域輝度データＹＬ’はＹＬ’＝０Ｒ＋０．９Ｇ＋０．１Ｂの計算式により、求められる。接続される電子内視鏡が下部消化管用内視鏡である場合には、第２の狭帯域輝度データＹＬ’はＹＬ’＝０．３Ｒ＋０．７Ｇ＋０Ｂの計算式により、求められる。

気管支は全体的に薄い色、すなわち赤色光成分の弱い色であるため、輝度信号に対する緑色の影響を弱める補正が必要であって、第２の狭帯域輝度データの計算式の中でＧの係数を小さくすることにより、このような補正が可能になる。

上部消化管は全体的に赤色であるため、輝度信号に対する赤色の影響を弱める補正が必要であって、第２の狭帯域輝度データの計算式の中でＲの係数を小さくすることにより、このような補正が可能になる。

下部消化管は全体的に青色であるため、輝度信号に対する青色の影響を弱める補正が必要であって、第２の狭帯域輝度データの計算式の中でＢの係数を小さくすることにより、このような補正が可能になる。

次に第２の実施形態の画像処理装置３０により実行される画像信号処理について図１０
、図１４のフローチャートを用いて説明する。第１の実施形態同様に、本実施形態におけ
る画像信号処理は、電子内視鏡２００を内視鏡プロセッサ１１に接続して、内視鏡プロセ
ッサ１１の電源をＯＮにすることにより開始する。また、本実施形態における画像信号処
理は、内視鏡プロセッサ１１の動作モードを観察モード以外の動作モードに切替えられる
とき、または内視鏡プロセッサ１１の電源をＯＦＦにしたときに終了する。

ステップＳ１００’において、電子内視鏡２００から特性情報が読出される。読出
した特性情報に基づいてステップＳ１０１’、ステップＳ１０２’では、内視鏡プロセッ
サ１１に接続される電子内視鏡２００の種類が判断される。

ステップＳ１０１’では、電子内視鏡２００が気管支用内視鏡あるか否かが判断され、気管支用内視鏡であると判断したときには、ステップＳ１０３’に進む。気管支用内視鏡でないと判断したときには、ステップＳ１０２’に進む。ステップＳ１０３’では、電子内視鏡２００が上部消化管用内視鏡であるか否かの判断が行なわれる。上部消化管用内視鏡であると判断したときには、ステップＳ１０４’に進み、上部消化管用内視鏡でないと判断したときには下部消化管用内視鏡であると判断してステップＳ１０５’に進む。

ステップＳ１０３’では、気管支用内視鏡に対応させた所定の係数を用いて第２の狭帯域輝度データＹＬ’（＝０．３Ｒ＋０．５Ｇ＋０．２Ｂ）が算出される。ステップＳ１０４’では、上部消化管用内視鏡に対応させた所定の係数を用いて第２の狭帯域輝度データＹＬ’（＝０Ｒ＋０．９Ｇ＋０．１Ｂ）が算出される。また、ステップＳ１０５’では、下部消化管用内視鏡に対応させた所定の係数を用いて第２の狭帯域輝度データＹＬ’（＝０．３Ｒ＋０．７Ｇ＋０Ｂ）が算出される。

ステップＳ１０３’〜ステップＳ１０５’のいずれかのプロセスの後、ステップＳ１０６（図１０参照）に進む。以後、第１の実施形態と同じステップＳ１０６〜ステップＳ１１３が実行される。

以上のような第２の実施形態の画像処理装置によれば、第１の実施形態と同様に、観察する被写体の色によらず、色の再現性を高く保つことが可能になる。また、第２の実施形態の画像処理装置３０によれば、内視鏡プロセッサ１１に接続される電子内視鏡２００により観察される部位にもよらず、色の再現性を高く保つことが可能になる。

なお、第１、第２の実施形態において、第２の狭帯域輝度データＹＬ’を求め、第１の広帯域輝度データＹＨから第２の狭帯域輝度データＹＬ’を減じることにより第２の広帯域輝度データＹＨ’が求められる構成であるが、第２のＹＬマトリックス回路３２ｃ２、３２０ｃ２において、原色信号Ｒ、Ｇ、Ｂに直接所定の係数を乗じることにより、第２の広帯域輝度データＹＨ’に相当する輝度データを生成して、第２の広帯域輝度データの代わりに第１の広帯域ドデータＹＨの補正に用いてもよい。ただし、第２の広帯域輝度データＹＨ’に相当する輝度データにおいて原色データ成分Ｇに乗じる係数に対する原色データ成分Ｒに対して乗じる係数の比は、第１の広帯域輝度データＹＨにおける原色データ成分Ｇに乗じる係数に対する原色データ成分Ｒに乗じる係数の比より大きくなるように係数を定める必要がある。

このように原色データ成分Ｒに乗じる係数を定めることにより、補正輝度データＹＨ”における原色データ成分Ｒの影響を低減化することが可能になる。補正輝度データＹＨ”における原色データ成分Ｂの影響を低減化させる場合には、原色データ成分Ｇに乗じる係数に対する原色データ成分Ｂに乗じる係数の比を、第１の広帯域輝度データＹＨにおける原色データ成分Ｇに乗じる係数に対する原色データ成分Ｂに乗じる係数の比より大きくなるように係数を定めればよい。

また、第１、第２の実施形態において、色差データＲ−ＹＬ、Ｂ−ＹＬおよび補正輝度データＹＨ”に基づく映像信号を生成して出力する構成であるが、色差データＲ−ＹＬ、Ｂ−ＹＬおよび補正輝度データＹＨ”から原色データ成分Ｒ、Ｇ、Ｂを生成して、直接原色データ成分Ｒ、Ｇ、Ｂを後段の機器に送信してもよい。

また、第１、第２の実施形態において、各画素Ｐは補色フィルタによって覆われる構成であるが、赤、緑、青の原色フィルタによって覆われる構成であってもよい。原色フィルタで覆われる場合には、画素信号は、赤、緑、青の原色光成分の光の受光量に応じた原色信号成分Ｒ、Ｇ、Ｂである。それゆえ、原色信号成分Ｒ、Ｇ、Ｂから一旦補色信号Ｍｇ、Ｃｙ、Ｙｅ、Ｇを生成して本実施形態における画像信号処理を施すことが可能である。或いは、所定の係数を原色信号成分Ｒ、Ｇ、Ｂに直接乗じることにより第１の広帯域輝度信号ＹＨに相当する輝度信号および、第１、第２の狭帯域輝度信号ＹＬ、ＹＬ’を生成してもよい。

また、第１、第２の実施形態において、単一のＬＰＦ３２ｆにより所定の周波数を超える高周波成分が除去されるが、カットオフ周波数が異なる複数のＬＰＦを用いるなどの構成により、カットオフ周波数が変更可能であってもよい。カットオフ周波数を変えることにより、輪郭強調の度合いである先鋭度の調整が可能である。

例えば、判断回路３５ｂにおける第１の広帯域データＹＨと比較するための閾値として第１、第２の閾値（第１の閾値＞第２の閾値）を定め、第１の広帯域輝度データＹＨが第１の閾値より大きい場合と、第１の広帯域輝度データＹＨが第１の閾値と第２の閾値の間にある場合によって、カットオフ周波数を変更させることも可能である。

なお、ＬＰＦ３２ｆによる輪郭強調処理を行わなくても、第１、第２の実施形態における色の再現性の向上は可能である。

また、第１、第２の実施形態では、第１の閾値は所定の値であるが、変更可能であっても良い。使用者により変更可能であってもよいし、内視鏡システム１０において用いる機器に応じて自動的に変更される構成であってもよい。

本発明の第１の実施形態を適用した画像処理装置を有する内視鏡システムの示す外観構成図である。 第１の実施形態の電子内視鏡の内部構成を示すブロック図である。 撮像素子の受光面における補色フィルタの配置図である。 第１、第２の実施形態の画像処理装置の内部構成を示すブロック図である。 第１の実施形態の色信号処理部の内部構成を示すブロック図である。 線上に並ぶ画素における輝度データのデータレベルの分布図である。 第1、第２の実施形態の輝度信号処理部の内部構成を示すブロック図である。 第１、第２の実施形態の補正値算出回路の内部構成を示すブロック図である。 第１の実施形態における第２の狭帯域輝度データＹＬ’を計算するためのフローチャートである。 第１、第２の実施形態において、計算された第２の狭帯域輝度データＹＬ’に基づいて、補正輝度データを生成するためのフローチャートである。 輪郭強調処理を説明するために、線上に並ぶ画素における輝度データのデータレベルの分布図である。 第２の実施形態の電子内視鏡の内部構成を示すブロック図である。 第２の実施形態の色信号処理部の内部構成を示すブロック図である。 第２の実施形態における第２の狭帯域輝度データＹＬ’を計算するためのフローチャートである。

符号の説明

１０ 内視鏡システム
１１ 内視鏡プロセッサ
２０、２００ 電子内視鏡
２６ 撮像素子
３０ 画像処理装置
３２ 色信号処理部
３２ａ ＲＧＢマトリックス回路
３２ｃ１ 第１のＹＬマトリックス回路
３２ｃ２、３２０ｃ２ 第２のＹＬマトリックス回路
３２ｅ 色差マトリックス回路
３２ｆ ＬＰＦ
３３ 輝度信号処理部
３３ａ ＹＨマトリックス回路
３３ｂ 加算器
３３ｃ ガンマ補正回路
３５ 補正値算出回路
３５ａ 減算器
３５ｂ 判断回路
３５ｃ 乗算器
Ｐ 画素

Claims (15)

1. 撮像素子の受光面を形成する複数の画素それぞれにおける受光量に応じた画素信号によって形成される画像信号を受信する受信部と、
   前記画像信号に基づいて、前記画素に対応付けた複数の原色成分の光量値に第１の係数群で重み付けを施して、加算した値に相当する第１の輝度を算出する第１の輝度算出部と、
   前記複数の原色成分の中の第１の原色成分の光量値に施す重み付けに対する第２の原色成分の光量値に施す重み付けの比が前記第１の係数群を用いるときより大きくなる第２の係数群を用いて、前記画像信号に基づいて前記画素に対応付けた複数の原色成分の光量値に重み付けを施して加算した値に相当する第２の輝度を算出する第２の輝度算出部と、
   前記第１の輝度を、所定の閾値と比較する比較部と、
   前記第１の輝度が前記所定の閾値より大きい場合には、前記第２の輝度に応じた輝度補正値を算出する補正値算出部と、
   前記第１の輝度から前記補正値を減算することにより、補正輝度を算出する第１の減算部とを備える
   ことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記画像信号に基づいて、前記画素に対応する色差を算出する色差算出部と、
   前記第１の輝度が前記所定の閾値より大きい場合には前記色差と前記補正輝度とに対応する色差信号と補正輝度信号とを前記画素における色差信号と輝度信号として出力し、前記第１の輝度が前記所定の閾値より小さい場合には前記色差と前記第１の輝度に対応する色差信号と第１の輝度信号とを前記画素における色差信号と輝度信号として出力する出力部とを備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記画像信号に基づいて、前記画素に対応する色差を算出する色差算出部と、
   前記第１の輝度が前記所定の閾値より大きい場合には前記色差と前記補正輝度とに基づいて前記画素における原色成分に対応する原色信号を生成し、前記第１の輝度が前記所定の閾値より小さい場合には前記色差と前記第１の輝度とに基づいて前記画素における原色成分に対応する原色信号を生成する色信号生成部とを備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 前記第２の係数群は、変更可能であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
5. 前記撮像素子が受光する被写体を照明するための光源の種類を検出する光源検出部を備え、前記光源検出部により検出される光源の種類に応じて前記第２の係数群を変更し、前記撮像素子を有する内視鏡に設けられることを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
6. 前記撮像素子を有する内視鏡の種類を検出する内視鏡検出部を備え、前記内視鏡検出部により検出される内視鏡の種類に応じて前記第２の係数群を変更し、前記画像信号に対して所定の信号処理を施す内視鏡プロセッサに設けられることを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
7. 前記補正輝度の算出された前記画素において、輪郭強調を施す輪郭強調処理部を備えることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
8. 前記輪郭強調処理部による輪郭強調の先鋭度を変更可能であることを特徴とする請求項７に記載の画像処理装置。
9. 前記所定の閾値として第１の閾値と前記第１の閾値より小さな第２の閾値が定められ、
   前記輪郭強調処理部は、前記第１の輝度が前記第１の閾値と前記第２の閾値との範囲に含まれるときにおける輪郭強調の先鋭度と、前記第１の輝度が前記第１の閾値より大きいときにおける輪郭強調の先鋭度を変更する
   ことを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
10. 前記所定の閾値は、変更可能であることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の画像処理装置。
11. 前記輝度補正値は、前記第２の輝度に、１未満の所定の係数を乗じることにより算出されることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の画像処理装置。
12. 前記複数の原色成分の中の前記第１の原色成分の光量値に施す重み付けに対する第２の原色成分の光量値に施す重み付けの比が前記第１の係数群を用いるときより小さくなる第３の係数群を用いて、前記画像信号に基づいて前記画素に対応付けた複数の原色成分の光量値に重み付けを施して加算した値に相当する第３の輝度を算出する第３の輝度算出部を備え、
    前記第２の輝度算出部は、前記第１の輝度から前記第３の輝度を減算することにより、前記第２の輝度を算出する
    ことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の画像処理装置。
13. 前記画像信号は補色信号成分によって形成され、
    前記第１の輝度算出部は、前記画素に対応する複数の前記補色信号成分を加算することにより第１の輝度を算出し、
    前記第３の輝度算出部は、前記画素に対応する複数の前記補色信号成分に基づいて前記画素に対応する複数の原色信号成分を算出し、複数の前記原色信号成分を前記第３の係数群で重み付けする
    ことを特徴とする請求項１２に記載の画像処理装置。
14. 前記画像信号を形成する原色信号成分に基づいて、補色信号成分を生成する補色信号生成部を備え、
    前記第１の輝度算出部は、前記画素に対応する複数の前記補色信号成分を加算することにより第１の輝度を算出し、
    前記第３の輝度算出部は、前記画素に対応する複数の前記原色信号成分を前記第３の係数群で重み付けする
    ことを特徴とする請求項１２に記載の画像処理装置。
15. 前記画像信号は原色信号成分によって形成され、
    前記第１の輝度算出部は、前記画素に対応する複数の前記原色信号成分を前記第１の係数群で重み付けを行い、
    前記第３の輝度算出部は、前記画素に対応する複数の前記原色信号成分を前記第３の係数群で重み付けを行なう
    ことを特徴とする請求項１２に記載の画像処理装置。

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