JPH0453387A

JPH0453387A - ビデオ信号処理回路

Info

Publication number: JPH0453387A
Application number: JP2163180A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Suzuki; 茂夫鈴木
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1990-06-21
Filing date: 1990-06-21
Publication date: 1992-02-20
Anticipated expiration: 2012-06-18
Also published as: JP2621099B2

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」二の利用分野コ本発明はビデオ信号処理回路、特に電子内視鏡等に利用
され、固体撮像素子で得られるビデオ信号を画像処理す
るための回路構成に関する。

［従来の技術コ従来から、人体の体腔内の画像を得ることができる電子
内視鏡が周知であり、この種の電子内視鏡では、一つの
伝送方式として体腔内に挿入されたスコープ部の先端か
ら赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光をカラーフィルタ
を用いて順次照射し、これらの反射光からＣ　Ｃ　Ｄ　
（Ｃｈａｒｇｅ　ＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）等の固
体撮像素子にて撮像する面順次方式が採用されている。

この面順次方式の電子内視鏡によれば、上記Ｒ　、Ｇ　
、Ｂの各色信号に対応してカラー位相同期信号を発生さ
せ、例えば回転円板に設けられた上記カラーフィルタを
カラー位相同期信号に同期回転させる制御を行うことに
より、ビデオ信号を形成している。

そして、上記ビデオ信号では、上記各ビデオ信号は一定
レベルで増幅する処理が行われると共に、例えば黒レベ
ルに揃うようにクランプをかけることが行われ、これに
より良好な画像信号を形成するようになっている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、」１記従来のビデオ信号処理回路では、
ＣＣＤ等の固体撮像素子の分光感度特性やカラーフィル
タ、ライトガイド用ファイババンドルの影響により、Ｒ
，Ｇ、Ｂの各ビデオ信号の振幅（大きさ）に差があるた
め、クランプをかげても黒レベルの位置が完全に揃わず
、各色信号で差が生じてしまうという問題があった。

すなわち、第６図にはビデオ信号の処理波形が示されて
おり、例えばＣＣＤにより得られた面順次のＲ、Ｇ　、
Ｂのビデオ信号は、図（ａ）のよウニ振幅の異なる信号
となる。そして、」１記ビデオ信号はその大きさがほぼ
一定となるように反転増幅されると共に、増幅の際に黒
レベルが所定の基準線（電圧レベル）に一致するように
クランプがかけられ、図（ｂ）のような信号となる。し
かし、この図（ｂ）からも明らかなように、各ビデオ信
号の大きさの差が比較的大きいことなどのため、各ビデ
オ信号の黒レベルが互にずれてしまう。

この結果、形成される画像においては、暗いところと明
るいところでの色の差が生じ色再現性が悪くなるという
問題があった。

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、ビデオ信号を所定の基準レベルに一致させ、色
再現性を良好にすることができるビデオ信号処理回路を
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、Ｒ，ＧＢ光を順
次照射し、固体撮像素子により得られる面順次のビデオ
信号を処理するビデオ信号処理回路において、上記面順
次ビデオ信号をサンプルホールドして、黒レベルが基準
レベルに一致するようにクランプするフィードバック回
路と、このフィードバック回路内に組み込まれ、各色の
信号毎に異なる増幅度に切り換えながらビデオ信号を増
幅する増幅回路と、を設けたことを特徴とする。

上記増幅回路は、白色撮像時に最大に得られる色信号を
基準にして他の色信号のタイミングを設定し、このタイ
ミング信号により増幅度を切り換えることが好ましい。

［作用］」１記構成によれば、ビデオ信号がサンプルホールドさ
れ、このサンプルホールド電圧は帰還電圧としてビデオ
信号に加えられるので、これによっである程度ビデオ信
号で基準となる黒レベルのバラツキが解消される。そし
て、帰還電圧が加えられたビデオ信号は、各色信号毎に
異なる増幅度に切り換えられて増幅される。例えば、白
色撮像時に最大に得られるＲ信号を基準にしてＧ、Ｂ信
号の増幅度が設定され、これにより増幅されると、上記
のフィードバック作用によっても解消されない基準レベ
ルのバラツキをなくすことができる。

［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、実施例に係るビデオ信号処理回路内のフィ
ードバッククランプ回路の構成が示され、第２図には上
記フィードバッククランプ回路の動作波形が示され、第
３図にはビデオ信号処理回路の全体図が示されており、
まず第３図により全体の構成を説明する。

第３図において、電子内視鏡のスコープ先端に内蔵され
ているＣＯＤ等の固体撮像素子により得られたビデオ信
号は端子へからバッファ１に供給され、このバッファ１
にてインピーダンス変換された後に、低域通過フィルタ
（Ｌ　Ｐ　Ｆ）を通過することによって所定の帯域のビ
デオ信号が得られる。

上記低域通過フィルタ２の後段には、スクリーニング回
路３が設けられており、このスクリーニング回路３では
、上記ビデオ信号の黒レベル期間等には外部からのノイ
ズが混入するので、このノイズを除去する。そして、こ
のスクリーニング回路３の後段に、本発明で特徴となる
フィードバッククランプ回路（増幅回路を含んだフィー
ドバック回路）４が設けられるが、この詳細については
後述する。

このフィードバッククランプ回路４には、ブランキング
回路５．ブラッククリップ回路６が接続されており、こ
のブランキング回路５で水平及び垂直のブランキング期
間のノイズを除去し、ブラッククリップ回路６は黒レベ
ルの所定部分以下の信号をスライスして黒信号に含まれ
るノイズを除去する。

上記ブラッククリップ回路６には、マルチプライヤ−７
６クランプ回路８を介してγ補正回路９が設けられてお
り、上記マルチプライヤ−７でビデオ信号のゲイン等の
補正が行われた後、γ補正を行うためのクランプを行う
。そして、γ補正回路９では、固体撮像素子の光電変換
特性等を考慮した信号の補正が行われる。

また、」上記γ補正回路９には増幅器１０．　クランプ
回路１１を介してホワイトクリップ回路１２が設けられ
ており、このホワイトクリップ回路１２ではビデオ信号
の高輝度レベルのスライスを行う。そして、上記ホワイ
トクリップ回路１２の出力はバッファ１３を介してＤ端
子から次段のＡ／Ｄ変換器へ出力されることになる。

次に、第１図に基づいてフィードバッククランプ回路４
の構成を説明する。

第１図において、ビデオ信号を反転増幅する第１のアン
プ１４が抵抗Ｒ１，Ｒ２と共に設けられ、この第１のア
ンプ１４のゲインは、Ｒ２／Ｒ１となる。そして、この
第１のアンプ１４には、各ビデオ信号毎にゲイン（増幅
度）を調整しなから正転増幅する第２のアンプ１６が抵
抗Ｒ５，Ｒ６゜Ｒ７，Ｒ８共に接続されており、図のよ
うに抵抗Ｒ５にはＧ（緑）・ＥＮＥ信号により動作する
スイッチＳＷ１が設けられ、抵抗Ｒ６にはＢ（青）・Ｅ
ＮＥ信号により動作するスイッチＳＷ２が設けられてい
る。すなわち、実施例では白色撮像時に最大となるＲ（
赤）信号を基準として他の色信号のゲインを設定してお
り、Ｒ信号のゲインは、１＋（Ｒ８／Ｒ７）　　　　　
　　　・・・（１）となり、Ｇ信号のゲインは、抵抗Ｒ
５が抵抗Ｒ７と並列に入るので、となり、Ｂ信号のゲインは、抵抗Ｒ６が抵抗Ｒ７と並列
に入るので、となり、これらのゲイン設定は第２のアンプ１５の出力
が黒レベルにおいて一致するように設定される。

また、」上記第２のアンプ１５には、スイッチＳＷ３を
介してサンプルホールド電圧を増幅する第３のアンプ１
６が設けられ、この第３のアンプ１６の正端子側にはサ
ンプルホールド用のコンデンサＣ１と、ｆ↓端子側には
コンデンサＣ２，抵抗Ｒ９、Ｒ１０，基準電圧ＶＲＩ　
　（図のＦ黒レベルを決定する）にて構成される低域通
過フィルタ（ＬＰＦ）が接続されている。そして、上記
スイッチＳＷ３には、オプティカルブラックパルス（Ｏ
ＢＰ）が人力されることになり、このＯＢＰによってビ
デオ信号の黒レベルの信号がサンプルホールドされる。

すなわち、第４図には上記ＯＢＰの形成状態が示されて
おり、ビデオ信号は図（ａ）に示されるような波形の信
号となり、１水平走査期間において図示１００のブラッ
ク信号成分が存在する。これは、ＣＯＤにマスクを被せ
て得られるものであるが、図（ｂ）に示されるＯＢＰに
よって、上記ブラック信号成分を抽出する。従って、」
上記ＯＢＰをスイッチＳＷ３に加えることによりビデオ
信号の黒レベルの信号がサンプルホールドされることに
なり、サンプルホールドされた電圧は第３のアンプ１６
により所定の増幅度で増幅される。

実施例のフィードバッククランプ回路は以上の構成から
なり、以下にその作用を第２図により説明する。

まず、第１図のＢ端子には第２図（ａ）の面順次Ｒ，Ｇ
、Ｂビデオ信号が入力されることになり、この図（ａ）
からも理解されるように、Ｇ信号のレベル（振幅）はＲ
信号と比較すると１／２程度であり、またＢ信号はＲ信
号の１１５程度である。

そして、このＲ，Ｇ、Ｂビデオ信号が第１のアンプ１４
で反転増幅される。この反転増幅された信号はそれぞれ
の信号振幅が同程度となるように、次段の第２のアンプ
１５で増幅され、スイッチＳＷ１及びＳＷ２がＧ　−Ｅ
ＮＥ信号、Ｂ−ＥＮＥ信号でそれぞれ動作すると、図（
ｂ）に示されるように、黒しベルで段差が生じる信号と
なる。

この図（ｂ）の信号は、オプティカルブラックパルス（
ＯＢＰ）の入力によるスイッチＳＷ３のオン動作によっ
て、サンプルホールドされて第３のアンプ１６に入力さ
れることになり、サンプルホールドされた電圧は、図（
Ｃ）に示される信号となる。そして、この信号電圧は第
３のアンプ１６によって正転増幅されると、図（ｄ）に
示される信号となり、このサンプルホールド電圧信号は
抵抗Ｒ１１を介して第１のアンプ１４にフィードバック
される。

そうすると、」−記端子Ｂに供給されるビデオ信号には
、」１記帰還電圧が加算されることになり、このビデオ
信列が反転増幅されると、図（ｅ）に示される信号が第
１のアンプ１４の出力に現れることになり、このビデオ
信号は第２のアンプ１５でゲイン調整が行われて増幅さ
れる。すなわち、図（ｆ）、（ｈ）に示されるＧ　−Ｅ
ＮＥ信号及びＢ・ＥＮＥ信号によってスイッチＳＷＩ　
、ＳＷ２が順次オン動作すると、上記（２）、　　（３
）式でそれぞれについて設定されたゲインにて」上記図
（ｅ）に示される信号がそれぞれ異なるゲイン（増幅率
）で増幅されることになる。つまり、このフィードバッ
クループにより各Ｇ　−ＥＮＥ信号、Ｂ　−ＥＮＥ信号
でゲインを切り換えたときは、第２図（ｂ）に示される
黒レベルの差を打ち消していることになる。

従って、最終的に端子Ｃには図（ｈ）に示されるビデオ
信号が出力され、黒レベルが所定の基準線（電圧）に揃
うことになり、色再現性のよいビデオ信号を得ることが
できる。

第５図には、本発明のビデオ信号処理回路を電子内視鏡
装置に適用した一例が示されており、この図で電子内視
鏡の全体構成を説明する。

図において、装置本体２０内に上記と同様のビデオ信号
処理回路３７が組み込まれることになる。

まず、被写体２１への照明光を発光する光源２２は、光
源点灯回路２３から電気エネルギーにより点灯されて発
光する。この光源２２の前面には絞り２４が設けられて
おり、この絞り２４は絞り制御回路２５により制御され
て駆動されており、この絞り制御回路２５には同期信号
発生回路３８からの水平同期信号及び垂直同期信号が供
給される。

そして、上記絞り２４の前面には、入射光を平行光にす
るコリメートレンズ２６が設けられ、このコリメートレ
ンズ２６の前面にはモータ２７及びモータ制御回路２８
で駆動される回転円板２９が設けられている。この回転
円板２９は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のカ
ラーフィルタを有しており、上記コリメートレンズ２６
から出射された平行光は回転円板２９を通過することに
より、赤、緑、青の３色の順次光となる。この回転円板
２９の前面には、集光レンズ３０を介して光ファイバ３
１が接続されており、」１記３色の光は光ファイバ３１
の先端から被写体２１に照射される。

また、上記光ファイバ３１は、スコープ部３２に収納さ
れており、このスコープ部３２には、被写体２１からの
反射光を集光する集光レンズ３３とＣＣＤ３４が設けら
れている。このＣＣＤ３４には、駆動信号線３５を介し
て同期信号発生回路３８から駆動信号が供給され、また
伝送信号線３６を介してＣ０Ｄ３８で得られたビデオ信
号がビデオ信号処理回路３７へ供給される。そして、こ
のビデオ信号処理回路３７では第３図で示される補正な
どの各種の処理が行われた後に、ビデオ信号はＤ端子か
らＣＲＴ等のモニタ３９に出力される。従って、第１図
のフィードバッククランプ回路により黒レベルが所定の
位置に揃ったビデオ信号に基づいてモニタ３９では画像
表示が行われることになり、ホワイトバランスのとれた
色再現性のよい画像をモニタ３９に映し出すことができ
る。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、面順次ビデオ信
号をサンプルホールドして、所定の色レベルが基準レベ
ルに一致するようにクランプするフィードバック回路と
、このフィードバック回路内に組み込まれ、異なる増幅
度に切り換えながら各ビデオ信号を増幅する増幅回路と
、を設けたので、各ビデオ信号の例えば黒レベルが所定
の基準レベルに一致することになり、暗いところと明る
いところでの色の差がなくなり、再現性の高い色の画像
を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るビデオ信号処理回路内の
フィードバッククランプ回路の構成を示す回路図、第２
図は第１図の回路の動作を示す波形図、第３図はビデオ
信号処理回路の全体図、第４図はオプティカルブラック
パルスを示す波形図、第５図は実施例の電子内視鏡の全
体図、第６図は従来のビデオ信号処理回路で形成される
ビデオ信号を示す波形図である。４・・・フィードバッククランプ回路、１４・・・第１
のアンプ（反転アンプ）、１５・・・第２のアンプ、１
６・・・第３のアンプ、２２・・・光源、２９・・・回転円板（カラーフィルタ）、３４・・・Ｃ
ＣＤ、３７・・・ビデオ信号処理回路、０１〜Ｃ３・・
・コンデンサ、Ｒ１−Ｒ１１・・抵抗、ＳＷ１〜ＳＷ３・・・スイッチ。特許出願人　富士写真光機株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｒ、Ｇ、Ｂ光を順次照射し、固体撮像素子により
得られる面順次のビデオ信号を処理するビデオ信号処理
回路において、上記面順次ビデオ信号をサンプルホール
ドして、黒レベルが基準レベルに一致するようにクラン
プするフィードバック回路と、このフィードバック回路
内に組み込まれ、各色の信号毎に異なる増幅度に切り換
えながらビデオ信号を増幅する増幅回路と、を設けたこ
とを特徴とするビデオ信号処理回路。
（２）上記増幅回路は、白色撮像時に最大に得られる色
信号を基準にして他の色信号のタイミングを設定し、こ
のタイミング信号により増幅度を切り換えることを特徴
とする第１請求項記載のビデオ信号処理回路。