JPS6354379B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内視鏡によつて生体腔内をテレビジヨ
ン撮影するときの光量差による観察範囲を広げる
ことができるようにした内視鏡用テレビジヨン画
像処理装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a television image processing device for an endoscope, which is capable of widening the observation range due to differences in light intensity when television photographing the inside of a living body cavity using an endoscope.

一般に、内視鏡によつて生体腔内をテレビジヨ
ンで観察する場合、観察部位の明るさに応じて上
記内視鏡に供給する照明光の量を制御するように
している。すなわち、従来のものは内視鏡の像伝
達光学系であるイメージガイドフアイバの全面ま
たは一部の光量を測定し、その値が一定範囲に収
まるように上記光源装置の出力を制御している。 Generally, when observing the inside of a living body cavity through television using an endoscope, the amount of illumination light supplied to the endoscope is controlled depending on the brightness of the observation site. That is, in the conventional system, the light intensity of the entire surface or a part of the image guide fiber, which is the image transmission optical system of the endoscope, is measured, and the output of the light source device is controlled so that the measured value falls within a certain range.

しかしながら、内視鏡による生体腔内のテレビ
ジヨン撮影においてはその生体腔内の空間が狭い
にも拘わらず、比較的撮影距離範囲が広く、近点
と遠点とでの光量の変化量が大きいため、その光
量差は装置の撮影能力を超えてしまう。したがつ
て、生体腔内の内視鏡に近い部分の画像は真白と
なり、遠い部分の画像は真黒となつてしまう。こ
のため、光源装置の出力を制御しても良好に観察
できる光量差の範囲は狭いものであつた。 However, although the space inside the body cavity is narrow in television photography using an endoscope, the imaging distance range is relatively wide, and the amount of change in light intensity between the near and far points is large. Therefore, the difference in light amount exceeds the photographing capability of the device. Therefore, the image of a portion of the body cavity close to the endoscope will be pure white, and the image of a portion far away will be pure black. For this reason, even if the output of the light source device is controlled, the range of light amount differences that can be observed satisfactorily is narrow.

本発明は上記事情に着目してなされたもので、
その目的とするところは内視鏡によつて得られた
画像の光量差が大きくても、これを良好に観察で
きる光量の範囲を拡大できる内視鏡用テレビジヨ
ン画像処理装置を提供することにある。 The present invention has been made focusing on the above circumstances,
The purpose is to provide a television image processing device for endoscopes that can expand the range of light intensity at which images obtained by an endoscope can be observed satisfactorily even if the difference in light intensity is large. be.

以下、本発明の一実施例を第１図および第２図
にもとづいて説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.

第１図中１は内視鏡であり、この内視鏡１は操
作部２と生体腔３内に挿入する可撓性の挿入部４
からなつている。操作部２と挿入部４内には図示
しないイメージガイドが挿入配置され、このイメ
ージガイドを通じて操作部２の接眼部５から生体
腔３内を観察できるようになつている。さらに、
操作部２と挿入部４内にはライトガイド６が挿入
配置され、上記ライトガイド６の基端側部分は操
作部２の側面から外部に導出して光源装置７に接
続されている。そして、このライトガイド６を介
して光源装置７からの照明光を生体腔３内に導び
き入れ、その観察視野内を照明するようになつて
いる。 Reference numeral 1 in FIG. 1 is an endoscope, and this endoscope 1 includes an operating section 2 and a flexible insertion section 4 to be inserted into a biological cavity 3.
It is made up of An image guide (not shown) is inserted into the operating section 2 and the insertion section 4, and the interior of the living body cavity 3 can be observed from the eyepiece section 5 of the operating section 2 through this image guide. moreover,
A light guide 6 is inserted into the operating section 2 and the insertion section 4, and a base end portion of the light guide 6 is led out from a side surface of the operating section 2 and connected to a light source device 7. Illumination light from the light source device 7 is introduced into the living body cavity 3 through the light guide 6 to illuminate the observation field of view.

一方、内視鏡１の接眼部５にはその内視鏡１に
よつて得られた画像全体を撮影するTVカメラ８
が着脱自在に連結されている。このTVカメラ８
にはAGC（自動利得制御）装置が組み込まれてい
る。そして、TVカメラ８はそのAGC装置により
設定される感度で画像全体を順次走査し各画素の
輝度に応じた電気信号としての映像信号を出力す
る。また、感度レベルの中心は同期回路９からの
信号により自動的に切換え動作を行なう感度設定
回路１０によつて段階的に切り換えられる。TV
カメラ８の出力端には同期回路９からの信号によ
りTVカメラ８からの映像信号を各画素単位ごと
に時間的に分割して通過させるゲート回路１１が
接続される。つまり、この実施例において、上記
TVカメラ８とゲート回路１１は内視鏡１によつ
て得られた光学画像を撮像するとともにこれを標
本化して各画素ごとの画素信号に変換する変換手
段を構成している。また、ゲート回路１１の出力
端は予め設定した適正範囲内に入るレベルの画素
信号のみを通過させる判別回路１２が接続され
る。判別回路１２の出力端はＡ／Ｄ変換回路１３
が接続され、このＡ／Ｄ変換回路１３の出力端は
書込み回路１４を介して画像記憶回路１５に接続
される。この画像記憶回路１５に記憶した情報は
読出し回路１６によつて読み出される。読出し回
路１６の出力端にはＤ／Ａ変換回路１７が接続さ
れ、Ｄ／Ａ変換回路１７の出力端には表示装置と
してのモニタTV１８が接続される。 On the other hand, the eyepiece section 5 of the endoscope 1 has a TV camera 8 for photographing the entire image obtained by the endoscope 1.
are detachably connected. This TV camera 8
has a built-in AGC (automatic gain control) device. Then, the TV camera 8 sequentially scans the entire image with the sensitivity set by the AGC device and outputs a video signal as an electric signal according to the brightness of each pixel. Further, the center of the sensitivity level is switched in stages by a sensitivity setting circuit 10 that automatically performs switching operations based on a signal from a synchronization circuit 9. TV
Connected to the output end of the camera 8 is a gate circuit 11 that temporally divides the video signal from the TV camera 8 into pixel units based on a signal from a synchronization circuit 9 and passes the divided signal. That is, in this example, the above
The TV camera 8 and the gate circuit 11 constitute a conversion means that captures an optical image obtained by the endoscope 1, samples it, and converts it into a pixel signal for each pixel. Further, the output terminal of the gate circuit 11 is connected to a discrimination circuit 12 that allows only pixel signals having a level within a preset appropriate range to pass through. The output terminal of the discrimination circuit 12 is an A/D conversion circuit 13
The output terminal of this A/D conversion circuit 13 is connected to an image storage circuit 15 via a write circuit 14. The information stored in this image storage circuit 15 is read out by a readout circuit 16. A D/A conversion circuit 17 is connected to the output end of the readout circuit 16, and a monitor TV 18 as a display device is connected to the output end of the D/A conversion circuit 17.

次に、上記構成の内視鏡用テレビジヨン画像処
理装置の動作を説明する。まず、内視鏡１の挿入
部４を生体腔３内に導入し、ライトガイド６を通
じて光源装置７からの照明光をその生体腔３内に
導入して照明する。生体腔３内の視野像はイメー
ジガイドを通じて接眼部５に導びかれ、TVカメ
ラ８に入射する。このTVカメラ８はその内視鏡
によつて得られた視野の光学画像を走査して撮像
し、電気信号としての映像信号に変換して出力す
る。このとき最初の同期信号が感度設定回路１０
に加わつたとすると、第２図で示すようにTVカ
メラ８の電気的感度可変範囲Ｌ（つまり、TVカ
メラ８が入射光量に応じ適切な感度に設定可能な
光量範囲）の中央にAGC装置の感度Ａを自動的
に設定する。そして、この感度におけるラチチユ
ードｌの範囲内において入射光量に応じて自動的
に感度を変え適正値にする。また、TVカメラ８
から出力する映像信号は順次出力する段階でゲー
ト回路１１により同期回路９からの信号に対応し
て各画素単位ごとに時間的に分割されてアナログ
量の画素信号として出力する。つまり、標本化す
る。なお、画像を複数の画素に分割する場合、一
般的には縦ｍ個、横ｎ個のｍ×ｎのマトリツクス
状に分割したものとして行なう。この画素信号は
順次、判別回路１２において予め設定した適正範
囲内にあるレベルの画素信号のみが通過する。こ
の判別回路１２を通過した適正レベルの画素信号
は順次Ａ／Ｄ変換回路１３によりデジタル信号に
変換されたのち、書込み回路１４によつて上記同
期回路９からの信号および判別回路１２からの書
込み信号を受けながら画像記憶回路１５に書き込
まれる。こようにして第１の感度での１画面の映
像信号を画像記憶回路１５に取り込む。 Next, the operation of the endoscope television image processing apparatus having the above configuration will be explained. First, the insertion section 4 of the endoscope 1 is introduced into the body cavity 3, and illumination light from the light source device 7 is introduced into the body cavity 3 through the light guide 6 to illuminate the body cavity 3. The visual field image inside the living body cavity 3 is guided to the eyepiece section 5 through an image guide, and is incident on the TV camera 8. This TV camera 8 scans and captures an optical image of the field of view obtained by the endoscope, converts it into a video signal as an electrical signal, and outputs it. At this time, the first synchronization signal is sent to the sensitivity setting circuit 10.
As shown in FIG. Set sensitivity A automatically. Then, the sensitivity is automatically changed to an appropriate value within the range of latitude l in this sensitivity according to the amount of incident light. Also, TV camera 8
The video signal outputted from the synchronous circuit 9 is temporally divided into pixel units by the gate circuit 11 in response to the signal from the synchronization circuit 9 at the stage of sequential output, and is output as an analog pixel signal. In other words, make a sample. Note that when an image is divided into a plurality of pixels, it is generally divided into an m×n matrix of m pixels vertically and n pixels horizontally. These pixel signals are sequentially passed through the discriminating circuit 12, where only pixel signals having a level within a preset appropriate range are passed. The pixel signals at the appropriate level that have passed through the discrimination circuit 12 are sequentially converted into digital signals by the A/D conversion circuit 13, and then the write circuit 14 outputs the signals from the synchronization circuit 9 and the write signals from the discrimination circuit 12. The data is written into the image storage circuit 15 while receiving the data. In this way, the video signal of one screen at the first sensitivity is taken into the image storage circuit 15.

さらに、上記TVカメラ８は続けて同期回路９
からの信号によつて操作される感度設定回路１０
により１段高い感度Ｂに設定され、その出力する
映像信号は上記同様に処理され、この第２の感度
Ｂでの１画面の画像情報が画像記憶回路１５に取
り込まれる。 Furthermore, the TV camera 8 continues to use a synchronization circuit 9.
Sensitivity setting circuit 10 operated by a signal from
The sensitivity B, which is one step higher, is set, and the output video signal is processed in the same manner as described above, and image information for one screen at this second sensitivity B is taken into the image storage circuit 15.

さらに、上記TVカメラ８はこれに続けて最初
の感度Ａより１段低い感度Ｃに設定され、この第
３の感度Ｃでの画像情報も同じく画像記憶回路１
５に取り込まれる。 Furthermore, the TV camera 8 is subsequently set to a sensitivity C that is one step lower than the first sensitivity A, and the image information at this third sensitivity C is similarly set to the image storage circuit 1.
It will be incorporated into 5.

このようにしてTVカメラ８の感度を３段階に
切り換え、それぞれの感度での適正範囲のレベル
に入る画素信号が取り込まれる。そして、同期回
路９からの信号を受けて対応動作する読出し回路
１６によつて画像記憶回路１５から画素信号を読
み出し、これをＤ／Ａ変換回路１７によりアナロ
グ信号の映像信号に変換し同期回路９の同期信号
によつて走査するモニタTV１８に１つの画面と
して表示する。NTSC方式で動作させた場合には
同期回路９からの信号により１秒間に30フレーム
の映像信号を読み出してモニタTV１８に表示す
る。 In this way, the sensitivity of the TV camera 8 is switched to three levels, and pixel signals that fall within the appropriate range for each sensitivity are captured. Then, the pixel signal is read out from the image storage circuit 15 by the readout circuit 16 which operates in response to the signal from the synchronization circuit 9, and the pixel signal is converted into an analog video signal by the D/A conversion circuit 17. The images are displayed as one screen on the monitor TV 18, which is scanned by the synchronization signal of . When operated according to the NTSC system, a video signal of 30 frames per second is read out by the signal from the synchronization circuit 9 and displayed on the monitor TV 18.

しかして、上記構成によれば、TVカメラ８の
感度レベルを、３段階に切り換えてそれぞれの感
度において適正範囲に入る画素信号を選択してこ
れを合成し、１つの画面として表示するため、撮
影距離の遠近などによる光量差によつて大きく制
限されることなく、適正な濃淡で広い範囲を良好
に観察できる。これの合成後の観察適正範囲を第
２図で示せば、「l′」となる。 However, according to the above configuration, the sensitivity level of the TV camera 8 is switched to three levels, and pixel signals that fall within the appropriate range at each sensitivity are selected, combined, and displayed as one screen. It is possible to observe a wide range with appropriate shading without being greatly restricted by differences in light intensity due to distance, etc. The appropriate observation range after this synthesis is shown in FIG. 2 as "l'".

第３図は本発明の他の実施例を示すものであ
る。この実施例は書込み回路１４の出力端に第１
の切換え回路２１を介して第１の画像記憶回路２
２と第２の画像記憶回路２３を並列に接続し、こ
の両方の画像記憶回路２２，２３の出力端を第２
の切換え回路２４を介して読出し回路１６に接続
してなり、その第１および第２の切換え回路２
１，２４を同期回路９の出力信号により切り換え
るようにしたものである。そして、たとえば第１
の切換え回路２１が書込み回路１４に第１の画像
記憶回路２２に接続するとき、第２の切換え回路
２４は第２の画像記憶回路２３に読出し回路１６
を接続する。この状態において最初の1/30秒間に
１段目の感度設定を行なつたTVカメラ８からの
適正なレベルの画素信号が前記実施例の場合と同
様にして第１の画像記憶回路２２に書き込まれ
る。このようにして２段目、３段目の各感度レベ
ルの設定の切り換えごとの画素信号がそれぞれ第
１の画像記憶回路２２に書き込まれる。３画面の
情報を取り込むと、第１および第２の切換え回路
２２，２４を切り換え、書込み回路１４を第２の
画像記憶回路２３に接続するとともに、３画面の
情報を取り込んだ第１の画像記憶回路２２を読出
し回路１６に接続する。そして、読出し回路１６
に接続した第１の画像記憶回路２２からはNTSC
方式と同様に1/30秒に１画面の読出しを行なう。
この第１の画像記憶回路２２からの読出し動作は
次に切り換るまで行なう。また、この間第２の画
像記憶回路２３には各感度レベルごとの画素信号
を取り込む。そして、再び第１および第２の切換
え回路２２，２４が切り換わり、その動作が繰り
返される。したがつて、結果として1/10秒ごとに
各切換え回路２１，２４が切り換わり、モニタ
TV１８には１秒間に10フレームの画面が映し出
される。 FIG. 3 shows another embodiment of the invention. In this embodiment, a first terminal is connected to the output terminal of the write circuit 14.
the first image storage circuit 2 via the switching circuit 21 of
2 and a second image storage circuit 23 are connected in parallel, and the output ends of both image storage circuits 22 and 23 are connected to the second image storage circuit 23.
The first and second switching circuits 2 are connected to the reading circuit 16 via the switching circuit 24 of the
1 and 24 are switched by the output signal of the synchronous circuit 9. For example, the first
When the switching circuit 21 connects the write circuit 14 to the first image storage circuit 22, the second switching circuit 24 connects the second image storage circuit 23 to the readout circuit 16.
Connect. In this state, in the first 1/30 seconds, a pixel signal of an appropriate level from the TV camera 8 for which the first sensitivity setting was performed is written to the first image storage circuit 22 in the same manner as in the previous embodiment. It will be done. In this way, pixel signals are written into the first image storage circuit 22 each time the settings of the second and third sensitivity levels are switched. When the information of the three screens is captured, the first and second switching circuits 22 and 24 are switched, the writing circuit 14 is connected to the second image storage circuit 23, and the first image memory that has captured the information of the three screens is switched. The circuit 22 is connected to the readout circuit 16. Then, the readout circuit 16
The first image storage circuit 22 connected to the NTSC
Similar to the method, one screen is read out every 1/30 seconds.
This read operation from the first image storage circuit 22 is performed until the next switching. Also, during this time, the second image storage circuit 23 takes in pixel signals for each sensitivity level. Then, the first and second switching circuits 22 and 24 are switched again, and the operation is repeated. Therefore, as a result, each switching circuit 21, 24 switches every 1/10 seconds, and the monitor
TV18 displays 10 frames per second.

なお、上記各実施例ではTVカメラの感度レベ
ルを３段階に切り換えるようにしたが、本発明は
これに限らず、２段階以上ならその段数に制限さ
れない。また、電気回路を同期させる信号は標準
のTV方式（NTSC）の信号とは異なつていても
よい。さらに、TVカメラから書込み回路までの
同期信号と、読出し回路からモニタTVまでの同
期信号は必ずしも同期させる必要がない。 Note that in each of the above embodiments, the sensitivity level of the TV camera is switched to three levels, but the present invention is not limited to this, and is not limited to the number of levels as long as it is two or more levels. Also, the signal for synchronizing the electrical circuits may be different from the standard TV system (NTSC) signal. Furthermore, the synchronizing signal from the TV camera to the writing circuit and the synchronizing signal from the reading circuit to the monitor TV do not necessarily need to be synchronized.

以上説明したように本発明は内視鏡によつて得
られる画像を撮影し各画素ごとに電気信号に変換
する変換手段の感度レベルを感度設定回路で複数
段階に切り換え、各感度に設定した変換手段によ
つて得た画素信号のものから判別回路により所定
の適正な条件に合うものを取り出し、これを合成
して１つの画面として表示するため、良好な観察
ができる観察画像の光量差の範囲を広げることが
できる。したがつて、近点と遠点との光量差が著
しく大きい内視鏡の場合でも適正な濃淡で広い光
量差の範囲を良好に表示することができる。ま
た、光源装置の出力または特殊な光源を使用する
必要がなく、装置の簡略化を図ることができる。 As explained above, the present invention involves switching the sensitivity level of the conversion means for capturing an image obtained by an endoscope and converting it into an electrical signal for each pixel into a plurality of levels using a sensitivity setting circuit, A discriminator circuit extracts pixel signals that meet predetermined appropriate conditions from the pixel signals obtained by the method, and synthesizes them and displays them as a single screen. This allows for a range of light intensity differences in observed images that allows for good observation. can be expanded. Therefore, even in the case of an endoscope in which the difference in light amount between the near point and the far point is extremely large, a wide range of light amount difference can be favorably displayed with appropriate shading. Further, there is no need to use the output of a light source device or a special light source, and the device can be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の一実施例を示す電気回路図、
第２図は表示可能な適正範囲の状態を示す図、第
３図は本発明の他の実施例を示す電気回路図であ
る。 １……内視鏡、８……TVカメラ、１０……感
度設定回路、１２……判別回路、１５……画像記
憶回路、１８……モニタTV、２２……第１の画
像記憶回路、２３……第２の画像記憶回路。 FIG. 1 is an electric circuit diagram showing an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a diagram showing a state within an appropriate range that can be displayed, and FIG. 3 is an electric circuit diagram showing another embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Endoscope, 8... TV camera, 10... Sensitivity setting circuit, 12... Discrimination circuit, 15... Image storage circuit, 18... Monitor TV, 22... First image storage circuit, 23 ...Second image storage circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 内視鏡によつて得られた光学画像を撮像する
とともに標本化して各画素ごとの画素信号に変換
する変換手段と、この変換手段の感度を切り換え
る感度設定回路と、この感度設定回路で設定した
各感度で上記変換手段によつて得た画素信号を判
別し所定の適正な条件の合うものを取り出す判別
回路と、この判別回路によつて取り出した画素信
号を記憶する記憶装置と、この記憶装置に記憶し
た各感度での画像情報を合成して表示する表示装
置とを具備したことを特徴とする内視鏡用テレビ
ジヨン画像処理装置。1. A conversion means that captures and samples an optical image obtained by an endoscope and converts it into a pixel signal for each pixel, a sensitivity setting circuit that switches the sensitivity of this conversion means, and a setting that is performed by this sensitivity setting circuit. a discrimination circuit for discriminating the pixel signals obtained by the conversion means at each sensitivity and extracting those that meet predetermined appropriate conditions; a storage device for storing the pixel signals extracted by the discrimination circuit; What is claimed is: 1. A television image processing device for an endoscope, comprising: a display device that synthesizes and displays image information at each sensitivity stored in the device.