JPH01113020A - 内視鏡画像強調回路 - 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１ 本発明は内視鏡画像部分等特定の領域のみにカラーエン
ハンスする内視鏡用カラーエンハンス回路に関する。

［従来の技術］ 近年、ＣＯＤ等の固体撮像素子を！ｆｆｉ像手段に用い
たテレビカメラが広く普及し、また内視鏡等にも用いら
れるようになった。

上記搬像手段を用いた場合、電気信号であるため信号処
理を行うことによって、注目する特徴を顕著化すること
等を行い易いという利点を有する。

ところで、例えば内視鏡画像は赤っぽく、色相面上では
狭い範囲に集中する傾向を示す場合があり、識別し易く
できると便利である。このため、色調を強調するカラー
エンハンス回路がある。

上記カラーエンハンス回路としては、例えば本出願人に
よって、特願昭６２−６９９１２号において、内視鏡に
適用したカラーエンハンス回路を提案した。

このカラーエンハンス回路を備えた内視鏡を第９図に示
す。

このカラーエンハンス回路１を備えた電子スコープ装置
１１は、体腔内等に挿入できるように細長にした挿入部
１２の先端側に結像レンズ１３を配設し、この結像レン
ズ１３の焦点面にはＣＯＤ等の固体＃Ｉ像素子１４を配
設して搬像手段が形成しである。又、上記挿入部１２内
にはライトガイドファイバ１５が挿通され、外部の光源
装＠１６の照明光を伝送し、その先端面から配光レンズ
１７を経て対象物側に照明光を照射できるようにしであ
る。

上記光源装置１６は、光源ランプ１８の照明光を凹面鏡
１９で反射し、この反射光はコンデンサレンズ２１を経
てライトガイドファイバ１５が挿通されているライトガ
イドケーブルの入射端に集光照射される。この集光照射
される際、３原色透過フィルタを回転軸の回りに設け、
モータ２２で回転駆動される回転フィルタ２３を通すこ
とによって、３原色の照明光で順次照射される。従って
、対象物は各３原色の照明光で順次照明されるようにし
である。

ところで、上記固体撮像素子１４で光電変換され光学像
の画素信号は低雑音指数のプリアンプ２４で増幅され、
信号ケーブルによって伝送され、手元側のマルチプレク
サ２５を介してフレームメモリ２６Ｒ，２６Ｇ、２６Ｂ
に各色の照明のもとでの１フレ一ム分が図示しないＡ／
Ｄコンバータを介して順次記録される。これらフレーム
メモリ２６Ｒ，２６Ｇ、２６Ｂで記録された信号は同時
に読み出され、図示しないＤ／Ａコンバータを通した後
マトリックス回路２７を経て２つの色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ
−Ｙが取り出される。

上記色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは、カラーエンハンス回路
１に入力され、このカラーエンハンス回路１によって、
所望とする色相に対する彩度が強調された色差信号（Ｒ
−Ｙ）’　、（Ｂ−Ｙ）’　が出力される。この色差信
号（Ｒ−Ｙ）’　、（Ｂ−Ｙ）′は、輝度生成用マトリ
ックス回路２８を通すことによって、輝度信号Ｙ′と色
差信号（Ｒ−Ｙ）’　、（Ｂ−Ｙ）’が生成され、該信
号Ｙ　’。

（Ｒ−Ｙ）’　、（Ｂ−Ｙ）’　はＮＴＳＣエンコーダ
２９に入力される。しかして複合映像信号が生成され、
カラーモニタ３０でカラー表示される。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、本出願人による上述の関連技術例では、内視
鏡画像と共に、この内視鏡画像に関す・る文字データを
表示する手段が開示されていない。

例えば、第１０図に示すようにフレームメモリ２６Ｒ，
２６Ｇ、２６Ｂの後段に加算器３１ａ。

３１ｂ、３１ｃを介装し、キャラクタ発生回路３２の出
力信号と、ＣＣＤ１４からの内視鏡画像の色信号Ｒ，Ｇ
、Ｂとを混合することが考えられる。

上記キャラクタ発生回路３２からは、日付、患者名、性
別等の文字情報だけでなく、スチルカメラでモニタ上の
画像を撮影しているときには、第１１図に示すようにＨ
，Ｃ０ＰＹ　（ハードコピー）という文字の長方形状バ
ック部分が緑色になるグリーンバック３３で表示する。

またＶＴＲで記録している場合はＶＴＲという文字のバ
ックが緑色になったりするような色情報も送っていた。

送り方としては、例えば緑色をつけるときには、Ｒ９Ｂ
にはキャラクタ発生回路からは何も送らず、Ｇにだけ信
号を送って加算させればよい。これにより、今の状態を
示す文字のバックが緑色なのでユーザが一目で今の状態
を知ることができた。尚、第１０図ではマトリックス回
路２７の輝度信号Ｙとカラーエンハンス回路１の色差信
号（Ｒ−Ｙ）’、（Ｂ−Ｙ）’がＮＴＳＣエンコーダ２
９に入力される構成である。

ところで、上記カラーエンハンス回路１により、色情報
のある信号領域に関してはすべてに彩度強調がかかつて
しまうので、モニタ画面上では内祝鏡像だけでなく、色
のついた所、例えばグリーンバック３３等にも彩度強調
がかかり、強調６１を変える毎に、内視鏡画像と同様に
色が変化して見苦しくなるという欠点を有する。

本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、内視
鏡画像の領域のみに色強調を行うことのできる内視鏡用
カラーエンハンス回路を提供することを目的とする。

［問題点を解決する手段及び作用］ 本発明では、内視鏡画像信号全域又はその一部に対する
色彩強調手段と、この内視鏡画像領域以外では色彩強調
を停止する手段とにより、カラーエンハンス回路を構成
することにより、少くとも内視鏡画像領域以外では色彩
強調が行われないようにしている。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図ないし第６図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例を備えた電子内視１１装置を示す構成図
、第２図は第１実施例のカラーエンハンス回路の構成図
、第３図は第１実施例の動作説明用タイミングチャート
図、第４図はウィンドコンパレータの動作説明図、第５
図は内視鏡画像領域のみで色彩強調が行われることを示
す説明図、第６図は色彩強調される様子を示す色ベクト
ル座標で示す説明図である。

第１図に示すように第１実施例を備えた内視鏡装置４１
は、電子内視鏡（電子スコープとも記す。）４２と、こ
の電子スコープ４２に照明光を供給する光源部４３と、
電子スコープ４２に対する信号処理する信号処理部４４
と、この信号処理部４４から出力される映像信号をカラ
ー表示するモニタ４５とからなる。上記信号処理部４４
内には第１実施例のカラーエンハンス回路４６が収納さ
れている。

上記電子スコープ４２は体腔内に挿入できるように細長
の挿入部４７を有し、この挿入部４７の先端部には対物
レンズ４８及びこの対物レンズ４８の焦点面にＣＯＤ等
の固体撮像索子４９を配置して撮像手段が形成しである
。又、上記挿入部４７内にはライトガイドファイバ５１
が挿通され、外部の光源部４３から供給される照明光を
伝送し、その先端面から配光レンズ５２を経て対象物側
に照明光を照射できるようにしである。

上記光源部４３は、光源ランプ５３の照明光を凹面１５
４で反射し、この反射光はコンデンサレンズ５５を経て
ライトガイドファイバ５１が挿通されているライトガイ
ドケーブルの入射端に集光照射される。この集光照射さ
れる際、３原色透過フィルタを回転軸の回りに設け、モ
ータ５６で回転駆動される回転フィルタ５７を通すこと
によって、３原色の照明光で照射される。従って、対象
物は各３原色の照明光で順次照明されるようにしである
。

ところで、上記固体撮像素子４９で光電変換され光学像
の画素信号は低雑音指数のプリアンプ５８で増幅され、
信号ケーブル５９によって伝送され、信号処理部４４内
のＡ／Ｄコンバータ６１に入力され、ディジタル信号に
変換される。このディジタル信号はマルチプレクサ６２
を介してフレームメモリ６３Ｒ，６３Ｇ、６３Ｂに各色
の照明のもとでの１フレ一ム分が順次記録される。これ
らフレームメモリ６３Ｒ，６３Ｇ、６３Ｂで記録された
信号は同時に読み出され、それぞれＤ／Ａコンバータ６
４ｉ　（ｉ−ａ、ｂ、ｃ）でアナログ色信号に変換され
る。各Ｄ／Ａコンバータ６４ｉの出力信号は加算器６５
ｉにそれぞれ入力され、キャラクタ発生回路６６から出
力されるキャラクタ信号と加算され、マトリックス回路
６７を経て２つの色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙと輝度信号Ｙ
が生成される。

上記色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは、第１実施例のカラーエ
ンハンス回路４６に入力される。このカラーエンハンス
回路４６によって所望とする色相に対する彩度が強調さ
れた色差信号（Ｒ−Ｙ）’　。

（Ｂ−Ｙ）’が出力される。

上記マトリックス回路６７からの輝度信号Ｙと、上記カ
ラーエンハンス回路４６の色差信号（Ｒ−Ｙ）’　、（
Ｂ−Ｙ）’はＮＴＳＣエンコーダ６８に入力される。し
かして複合映像信号が生成され、カラーモニタ４５でカ
ラー表示される。

ところで上記カラーエンハンス回路４６は第２図に示す
構成である。

加算器６５１の出力信号は直交変調・色相差検出回路７
０を構成する直交変調回路７１に入力されると共に、彩
度強調用乗算回路７２に入力される。

上記直交変調回路７１に入力された色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ
−Ｙはそれぞれ乗算器７３．７４により、ｓｉｎθ、　
　ＣＯＳθの信号と乗算された後、加算器７５で加算さ
れて直角位相変調信号Ａ（φ＾）として出力される。こ
の場合、ｓｉｎθ、　　ＣＯＳθはＮＴＳＧエンコーダ
６８で使用されている３、５８Ｍ　Ｈｚの信号を使用す
ると既存の回路を流用できて都合が良く、上記加算器７
５の出力信号Ａ（φ＾）は第３図（ａ）に示すｓｉｎθ
に対して同図（ｂ）に示すようニ（Ｒ−Ｙ）　　＋　（
Ｂ−Ｙ）　　５ｉｎ（θ＋φ＾）となる。尚、この位相
角はφＡ　−ｔａｎ−１（Ｒ−Ｙ）／　（Ｂ−Ｙ）であ
る。

一方、強色する色（の中心色）を指定する強調色指定回
路７６は移相器７７で構成され、強調したい色相信号Ｍ
（φ門）を出力する。この出力波形は第３図（Ｃ）に示
される。

上記直交変調回路７１の出力信号Ａと、移相器７７の出
力信号Ｍは、色相差検出回路７８を形成するコンパレー
タ７９．８０にそれぞれ入力され、０電位と比較された
信号が出力される。上記出力信号Ａは、コンパレータ７
９の非反転入力端に印加され、第３図（ｄ）に示すよう
な波形の信号を出力し、移相器７７の出力信号Ｍはコン
パレータ８０の反転入力端に印加され、第３図（ｅ）に
示す波形を出力する。このコンパレータ８０にて反転出
力を利用する理由は、色相差として一１８０゛〜＋１８
０１まで求めるためである。

上記コンパレータ８ｏの出力はフリップ７０ツブ８１の
セット端子に印加され、信号の立ち上り時に、フリップ
７０ツブ８１の出力をハイレベルにする。コンパレータ
７９の出力はフリップ７０ツブ８１のリセット端子に印
加され、信号の立ち上り時に７リツプフロツブ８１の出
力をローレベルにする。フリップフロップ８１の出力は
第３図（「）に示されるようにφＡ−（φＭ−１８０°
）に相当するパルス幅を持つ矩形波となっており、スラ
イス回路８２にて、一定振幅にスライスされその侵ロー
パスフィルタ８３を通すことにより、パルス幅がφ＾−
（φＭ−１８０’）に比例した電圧信号に変換される。

ここでスライス回路８２にて一定振幅にスライスする理
由は、スライス回路８２を差動アンプで構成することが
出来、温度的に安定した回路を得ることができるためで
ある。ところでローパスフィルタ８３の出力は、φ＾−
（φＭ−１８０°）−φ＾−φ門＋１８０°であるから
減算器８４によって１８０°分に相当する直流型。

正分が差し引かれ、φ＾−φ門に相当する電圧になる。

この減算器８４の出力は、ウィンドコンパレータ８５に
入力され、第４図に示す処理が行われる。

つまり減算器４２を通したローパスフィルタ４１の出力
φ＾−φ−に対し、比較するレベルを第４図（ａ）に示
すように０レベル付近に設定して、その範囲にφ＾−φ
−の値があると、ウィンドコンパレータ８５は同図（ｂ
）に示すようにパルスを出力する。このウィンドコンパ
レータ８５の出力はパルス可変抵抗８６に入力され、こ
のパルス可変抵抗８６にて分割し、さらに電圧［８７の
電位■を加算し、加算器８８にて、可変電圧１１Ｎ８９
の電圧Ｖ「を加算して信号の直流レベルを調整してこの
色相差検出回路７８から拡大された色相差の信号を出力
する。この信号は、アナログスイッチ９１を介して彩度
強調用乗算回路７２を形成する乗算器９２．９３に入力
される。

上記各乗算器９２．９３に入力された信号は、入力され
る色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙとそれぞれ乗算されて、この
彩度強調度乗算回路７２から強調信号（Ｒ−Ｙ）’、（
Ｂ−Ｙ）’が出力される。

上記アナログスイッチ９１は、タイミング信号発生回路
９４により接点ａ、ｂの切換えが制御される。

このタイミング信号発生回路９４は、内視鏡画像信号の
入力時には接点ａ側を選択し、一方、この内視鏡画像信
号以外には接点すを選択するように切換える。この接点
すには一定電圧Ｖ＋　　（例えば１　［Ｖ］　）が印加
され、この場合乗算器９２゜９３は乗算因子が１なので
、彩度が強調されることなく入力される色差信号Ｒ−Ｙ
、Ｂ−Ｙを次段側に出力させるようにしである。

ところで上記加算器８８の出力は第４図（Ｃ）に示すよ
うになり、従って乗算器９２．９３によって強調したい
色と色相差がない時１■以上の電圧を乗じ、強調したい
色と色相差がある場合１■以下の電圧を乗じて彩度を減
じている。ここでは乗算器９２．９３に乗じる信号をパ
ルスとしたが、波形をローパスフィルタなどで高周波成
分をカットし正規分布形状とか、その他の形状にしても
よい。この波形に関しては、経験によるところが多い。

尚、上記タイミング発生回路９４は、例えば、図示しな
い内視鏡画面形状生成回路の出力信号とかゲート信号に
より、内視鏡画像を表示する期間のみ“Ｈ″レベルなる
切換信号を生成し、アナログスイッチ９１の切換を制御
する。

上記タイミング信号発生回路９４により、アナログスイ
ッチ９１が切換えられる動作を第５図に示す。

第５図（ａ）に示すようにモニタ画面上に内視鏡画像９
６と文字データ９７とが表示される場合、符号９８で示
す走査部分に対してはカラーエンハンス回路４６には同
図（ｂ）に示すように文字データ信号９７ａと内視鏡画
像信号９６ａとが入力される。この場合、上記内視鏡画
１！１９６の画像表示領域に対応して第５図（Ｃ）に示
すようにタイミング信号発生回路９４は“Ｈ”になり、
この“Ｈ′の信号によりこの期間のみアナログスイッチ
９１は接点ａ側が選択され、従って、この期間のみ彩度
強調が行われ、この“Ｈ″以外は接点す側が選択される
ため、彩度強調が行われないで、カラーエンハンス回路
４６に入力される信号はそのまま次段側に出力される。

従って、内視鏡画１９６領域のみが彩度強調のカラーエ
ンハンスを行い、文字データ９７とかグリーンバック９
９等についてはそのままの色で表示できるため、強調間
を変えても色が変化することがないため見苦しくなるこ
とがない。

上記内視鏡画像９６に対しては第６図のように強調され
る。

色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを座標軸とする色ベクトル座標
において、際立たせたい色の色ベクトルを幽とし、画像
を構成する色ベクトルのうちの１つを仮に人とする。し
かして、このカラーエンハンス回路４６を通すことによ
って、色ベクトル自近傍の色信号は彩度が強調され、８
′のようになるが、この色ベクトルＭからずれた色相差
の色ベクトル人は、彩度が下げられて人′のようになる
。

この作用によって、際立たせたい色ベクトルＭ近傍の画
像部分を強調できる。従って、上記際立たせｌζい色ベ
クトル幽として、例えば体腔内の正常部位の色相より病
変部寄りの色相に設定すれば、正常部位の色相かられず
かにずれた病変部等が存在した場合、その病変部を浮き
上がらせることができる。

第７図は本発明の第２実施例を備えた電子内視鏡装置１
０１を示す。

この第２実施例は、上記第１図に示す第１実施例におい
て、マトリックス回路６７から出力される輝度信号Ｙと
カラーエンハンス回路４６′の出力（Ｒ−Ｙ）’　、（
Ｂ−Ｙ）’　とを新たに設けた逆マトリックス回路１０
２でＲ’　、Ｇ’　、Ｂ’の色信号に変換し、この変換
した色信号Ｒ’　、Ｇ’　。

Ｂ′にキャラクタ発生回Ｗ！１６６の出力信号を加算器
６５ｉで加算し、ＲＧＢ対応のカラーモニタ４５でカラ
ー表示する構成にしている。

尚、この場合のカラーエンハンス回路４６′は、第１図
又は第２図に示すカラーエンハンス回路４６において、
アナログスイッチ９１とタイミング信号発生回路９４と
を有しない構成のものである。

この第２実施例は、内視鏡画像信号に対し、カラーエン
ハンス後に文字信号を重畳する構成にしであるので、ア
ナログスイッチ９１とかタイミング信号発生回路９４等
を設けることなく、従って簡単な構成で第１実施例と同
様の作用を有する。

第８図は本発明の第３実施例のカラーエンハンス回路１
１１を示す。

この第３実施例は、例えば第７図の直交変調・色相差検
出回路７０の出力信号と、色彩強調用乗舜回路７２との
間に強調領域指定回路１１２で切換えられるアナログス
イッチ１１３が設けである。

この強調領域指定回路１１２は例えば信号処理部４４の
操作パネルで制御でき、例えば内視鏡画像領域内で、小
円形部分とか正方形部分で“Ｈ”となる信号をスイッチ
操作によりＲＯＭ内の“Ｈ”出力期間を可変設定できる
ものであり、この“Ｈ”の期間のみ直交変調・色相差検
出回路７０の出力信号を乗算回路７２側に出力し、その
他は１■の電圧Ｖｌを出力する。

この第３実施例は、患部領域部分とか操作する者が所望
とする領域のみを色彩強調できるし、その際文字情報は
当然色彩強調されることがない。

又、マニュアルにて内視鏡画像全体に対して色彩強調す
るように接点ａをオンさせるようにもできる。

尚、上述の各実施例では彩度強調を行うものを示しであ
るが、色相強調を行うものでも良いし、彩度と色相とを
強調するカラーエンハンス回路でも良い。さらに輪郭強
調を行う場合にも適用できる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、内視鏡画像領域内の
みで色彩強調を行う手段を形成しであるので、内視鏡画
像領域以外の部分で表示される文字情報等が色彩強調さ
れることがなく、見苦しくなることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例を備えた電子内視鏡装置を示す構成図、
第２図は第１実施例のカラーエンハンス回路の構成図、
第３図は第１実施例の動作説明用タイミングチャート図
、第４図はウィンドコンパレータの動作説明図、第５図
は内視鏡画像領域のみで色彩強調が行われることを示す
説明図、第６図は色彩強調される様子を色ベクトル座標
で示す説明図、第７図は本発明の第２実施例を備えた電
子内視鏡装置の構成図、第８図は本発明の第３実施例を
示す構成図、第９図は先行例の電子内視鏡を示す構成図
、第１０図は第９図の先行例に文字情報を重畳する手段
を付加した電子内視鏡を示す構成図、第１１図は第１０
図におけるモニタ画面に内視鏡画像と共に文字情報が表
示される様子を示す正面図である。 ４１・・・電子内視鏡装置　４２・・・電子スコープ４
３・・・光源部　　　　　４４・・・信号処理部４５・
・・カラーモニタ ４６・・・カラーエンハンス回路 ６５ａ、６５ｂ、６５ｃｍ・・加締器 ６６・・・キャラクタ発生回路 ６７・・・マトリックス回路 ７０・・・直交変調・色相差検出回路 ７２・・・（彩度強調用）乗算回路 ９１・・・アナログスイッチ ９４・・・タイミング信号発生回路 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少くとも彩度を強調する色彩強調手段を設けた内視
   鏡用カラーエンハンス回路において、モニタ画面上にお
   ける内視鏡画像領域以内で色彩強調を行う色彩強調手段
   を形成したことを特徴とする内視鏡用カラーエンハンス
   回路。 ２、前記色彩強調手段は、内視鏡画像領域以外に対して
   は色彩強調を停止する手段を設けたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の内視鏡用カラーエンハンス回
   路。 ３、前記色彩強調手段は、内視鏡画像信号に対し、色彩
   強調後に、内視鏡画像領域以外で表示される文字情報等
   を重畳する手段で構成したことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の内視鏡用カラーエンハンス回路。