(57)【要約】【課題】実際に階調特性の変更処理を行う処理領域を、被写体画像の輝度分布に応じて可変設定することができる内視鏡装置を提供する。【解決手段】ＣＣＤ１１で撮像された被写体画像は、階調特性変更回路１６に入力され、階調特性の変更処理が行われる。階調特性の変更処理が行われる実際の処理領域は、デフォルトの処理領域中における輝度値が閾値以上となる画素数Ｎ１と以下となる画素数Ｎ２との比Ｎ１／Ｎ２が基準範囲内となるように、デフォルトの処理領域における横方向のサイズ等が増減して、被写体画像の輝度分布に応じて可変設定される。【選択図】図２
2010005339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像する撮像素子を備えた内視鏡と、
前記撮像素子により得られた被写体画像に対して、階調特性の変更処理を行う階調特性変更処理部と、
前記被写体画像における輝度分布の情報に応じて前記階調特性変更処理部により、前記被写体画像中で実際に階調特性の変更処理を行う処理領域を可変設定する処理領域設定部と、
を具備することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
さらに、前記階調特性変更処理部により前記被写体画像中の前記処理領域に対して実際に適用される階調特性自体の変更設定を行う階調特性設定部を有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記処理領域設定部は、前記輝度分布の情報として、所定の輝度値以上の画素数Ｎ１と所定の輝度値未満の画素数Ｎ２の比Ｎ１／Ｎ２が、設定された範囲内となるように前記処理領域を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記処理領域設定部は、前記比Ｎ１／Ｎ２が、設定された範囲から逸脱する場合にはその場合の２次元の処理領域を所定量だけ増加、又は減少する変更を繰り返し行うことにより、変更された処理領域の場合における前記比Ｎ１／Ｎ２が、設定された範囲となるように前記処理領域を設定することを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記階調特性設定部は、前記被写体画像における輝度分布の情報に応じて、前記被写体画像中の前記処理領域に対して実際に適用される階調特性自体の変更設定を行うことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記階調特性設定部は、前記処理領域設定部により設定された前記処理領域内において予め設定された複数の輝度取得位置において、前記被写体画像における輝度分布の情報として、前記被写体画像から複数の輝度値の情報を取得し、取得した複数の輝度値の情報を用いて前記階調特性の変更設定を行うことを特徴とする請求項５に記載の内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡に設けられた撮像素子により撮像された被写体画像に対する画像処理を行う内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内視鏡は医療分野に限らず、工業用分野においても広く用いられるようになっている。  
工業用部分においては、検査対象（観察対象）となる被写体は、多種多様に異なる。内視鏡の挿入部の先端部に設けられた照明窓から出射された照明光で、被写体としてのパイプの内部やエンジンの内部を照明した場合、観察される被写体画像は、先端部から近距離のエリアでは明るく、遠距離のエリアでは暗くなる特徴がある。
【０００３】
このような特徴を有する被写体画像の視認性を向上させるために、被写体画像における輝度レベルが閾値以上の明るい領域と、輝度レベルが閾値以下の暗い領域に対して、階調特性を変更する処理を行う場合がある。  
例えば特開２００７−２６００１９号公報の従来例は、被写体画像データに対する階調特性を変更する階調特性変更回路を有し、階調特性の変更処理を行った被写体画像データを記録メディアに記録すると共に、記録した被写体画像データに対して階調特性の変更を行うことが可能な内視鏡装置を開示している。
【特許文献１】特開２００７−２６００１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例においては、階調特性の変更処理は、被写体画像が異なる場合にも、その処理領域を変更できず、全領域で階調特性の変更処理を行うだけであった。このため、被写体画像の輝度分布が異なる場合には、ユーザが望む視認性を向上できるような階調特性の被写体画像を得ることが困難であった。  
このため、視認性を向上できるように、実際に階調特性の変更処理を行う処理領域を、被写体画像の輝度分布に応じて可変設定することができるものが望まれる。  
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、実際に階調特性の変更処理を行う処理領域を、被写体画像の輝度分布に応じて可変設定することができる内視鏡装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の内視鏡装置は、被写体を撮像する撮像素子を備えた内視鏡と、
前記撮像素子により得られた被写体画像に対して、階調特性の変更処理を行う階調特性変更処理部と、
前記被写体画像における輝度分布の情報に応じて前記階調特性変更処理部により実際に階調特性の変更処理を行う処理領域を、前記被写体画像中に可変設定する処理領域設定部と、
を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、実際に階調特性の変更処理を行う処理領域を、被写体画像の輝度分布に応じて可変設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
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８は本発明の実施例１に係り、図１は本発明の実施例１の内視鏡装置の全体構成を示し、図２は図１の内部構成を示し、図３は階調特性回路による階調特性処理を行う場合の入出力特性を示し、図４はパイプ検査モードで設定される処理領域を使用例で示し、図５はエンジン検査モードで設定される処理領域を使用例で示す。  
また、図６は本実施例の内視鏡装置による動作の処理手順の１例を示し、図７は図６のステップＳ５の詳細を示し、図８は図６のステップＳ６の詳細を示す。  
図１に示すように本発明の実施例１の内視鏡装置１は、細長の挿入部２と、この挿入部２の後端が接続された内視鏡装置本体３と、この内視鏡装置本体３に設けられた画像表示部４と、この内視鏡装置１のユーザ（使用者）が指示操作を行う指示操作部としての例えばリモートコントローラ（リモコンと略記）５とを有する。
【０００８】
なお、図１では内視鏡を形成する挿入部２が内視鏡装置本体３に接続された構成の内視鏡装置１の構成例で示しているが、挿入部２の後端を内視鏡装置本体３に着脱自在とした構成にしても良いし、或いはこの挿入部２の後端に形成した操作部からケーブルを延出した内視鏡とし、そのケーブルの端部のコネクタを内視鏡装置本体３に着脱自在とした構成にしても良い。  
図２に示すように挿入部２の先端部６の照明窓には、照明用光源としての例えば照明レンズ付きＬＥＤ７が取り付けられている。このＬＥＤ７は、内視鏡装置本体３内部のＬＥＤ駆動電源回路８から供給されるＬＥＤ駆動電源により発光し、照明窓から照明光を出射する。
【０００９】
また、この先端部６の観察窓（撮像窓）には、被写体の光学像を結像する対物レンズ９が取り付けられ、その結像位置には撮像を行う撮像素子として例えば電荷結合素子（ＣＣＤと略記）１１が配置されている。  
このＣＣＤ１１は、内視鏡装置本体３内部のＣＣＤドライバ１２からのＣＣＤドライブ信号が印加されることにより、撮像面に結像された被写体の光学像に対する光電変換した被写体画像信号を撮像信号として出力する。  
この撮像信号は、内視鏡装置本体３内部の画像前処理部（又は映像前処理部）１３を構成するデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰと略記）１３ａによってアナログの画像信号（又は映像信号）が生成される。この画像信号は、画像処理部（又は映像処理部）１４内のデコーダ１５に入力される。
【００１０】
このデコーダ１５に入力されたアナログの画像信号は、デコーダ１５内の図示しないＡ／Ｄ変換回路によりデジタルの画像信号、つまり被写体画像データ（以下、画像データともいう）に変換される。  
この画像データは、ユーザによる視認性を向上するための階調特性を変更する処理を行う階調特性変更処理部としての階調特性変更回路１６に入力される。  
この階調特性変更回路１６は、階調特性の変更処理（階調変換処理）を行う画像データを画像メモリ１７に一旦格納し、この画像メモリ１７に格納された画像データに対して階調特性の変更処理を行う。  
この階調特性変更回路１６は、ユーザにより、リモコン５等を介して階調特性の変更処理が選択されていると、デコーダ１５側から入力されて、一時画像メモリ１７に格納された画像データを入力画像として階調特性の変更処理を行う。
【００１１】
この階調特性変更回路１６により階調特性の変更処理が施されたデジタルの画像データは、エンコーダ１８に出力される。このエンコーダ１８は、入力される画像データをその内部の図示しないＤ／Ａ変換回路によりアナログ信号に変換して、標準的なアナログ映像信号を生成する。  
そして、標準的なアナログ映像信号は、画像表示部４を形成する液晶ディスプレイ（ＬＣＤと略記）１９に入力され、このＬＣＤ１９の表示面にＣＣＤ１１に結像された被写体の画像が内視鏡画像として表示される。  
なお、階調特性の変更処理の選択或いは設定がされていないと、階調特性変更回路１６は、画像メモリ１７に格納された画像データに対して、階調特性の変更処理を行うことなく、エンコーダ１８側に出力する。この場合には、ＬＣＤ１９には階調特性の変更処理が施されていない被写体の画像が表示される。  
また、画像処理部１４には、この画像処理部１４を含めて内視鏡装置１全体の制御を行う制御部としてのＣＰＵ２１が設けられている。
【００１２】
また、リモコン５は、各種の指示操作を行う複数のスイッチボタン（ボタンと略記）２２と、複数のボタン２２のいずれが操作されたか否かを検出して、操作されたボタン２２に割り付けられた機能の信号をＣＰＵ２１に送信するＣＰＵ２３とを有する。なお、ボタン２２としては、例えばメニューを表示させるメニューボタンなどがある。このＣＰＵ２３は、画像処理部１４内のＣＰＵ２１と双方向の通信を行うことができる。  
また、階調特性変更回路１６は、記録メディア２４に記録するための画像データの符号化、つまり画像データの圧縮処理を行う圧縮処理部として、例えばＪＰＥＧ  ＩＣ２５と接続される。なお、ＪＰＥＧ  ＩＣ２５は、以下に説明するようにこの符号化に対する復号化する機能も備えている。
【００１３】
ユーザによるリモコン５のボタン操作により、記録指示を行うと、その記録指示の信号はＣＰＵ２３からＣＰＵ２１に送られ、ＣＰＵ２１はＪＰＥＧ  ＩＣ２５に対して圧縮処理の指示信号を送る。  
そして、ＪＰＥＧ  ＩＣ２５は、階調特性変更回路１６側から階調特性の変更処理がされた画像データ、或いは変更処理がされていない画像データに対して圧縮処理を行い、圧縮処理された画像データがＣＰＵ２１を介して記録メディア２４に記録される。なお、記録メディアには、ＪＰＥＧによる静止画像の記録と、モーションＪＰＥＧによる動画像の記録とを行うことができる。なお、ＪＰＥＧによる符号化／復号化の場合に限らず、他の符号化／復号化、例えばＭＰＥＧ２或いは４等を採用しても良い。  
また、ユーザによるリモコン５からの再生指示の操作が行われると、その再生指示の信号はＣＰＵ２３からＣＰＵ２１に送られ、ＣＰＵ２１はＪＰＥＧ  ＩＣ２５に対して復号化、つまり伸張処理の指示信号を送ると共に、記録メディア２４から読み出した圧縮処理された画像データをＪＰＥＧ  ＩＣ２５に送る。
【００１４】
ＪＰＥＧ  ＩＣ２５は、圧縮処理された画像データに対する復号化、つまり伸張処理を行い、圧縮前の画像データを生成して、階調特性変更回路１６に送る。この階調特性変更回路１６は、この画像データを画像メモリ１７に格納した後、画像メモリ１７から読み出してエンコーダ１８に送る。そして、ＬＣＤ１９には記録メディア２４から読み出された画像データの画像が表示される。  
なお、ＣＰＵ２１は、画像メモリ１７の画像データを階調特性変更回路１６を介して、或いは階調特性変更回路１６を介することなく直接参照することもできる。  
また、階調特性変更回路１６は、例えば図３の折れ線特性で示すような入出力特性で階調特性の変更処理を行う。  
なお、図３における１点鎖線で示す線形の入出力特性は、この階調特性変更回路１６に入力される画像データの輝度値（輝度レベル）に対して階調特性の変更処理を行わない場合の入出力特性を示している。
【００１５】
この階調特性変更回路１６は、輝度値が小さい、つまり暗い方の第１の閾値Ｖａ未満の入力レベルの画像データに対しては、０（ゼロ）の輝度値を出力し、この第１の閾値Ｖａ以上から第２の閾値Ｖｂ以下までの入力レベルの画像データに対しては、線分ＡＢで示す入出力特性で出力する。  
また、この階調特性変更回路１６は、閾値Ｖｂから輝度値が大きい、つまり明るい方となる第３の閾値Ｖｃ以下までの入力レベルの画像データに対しては、線分ＢＣで示す入出力特性で出力し、この第３の閾値Ｖｃ以上から第４の閾値Ｖｄ以下までの入力レベルの画像データに対しては、線分ＣＤで示す入出力特性で出力し、さらに第４の閾値Ｖｄ以上の入力レベルの画像データに対しては、閾値Ｖｄに対応した一定の出力値Ｏｄで出力する。  なお、閾値Ｖａは、識別可能な最小の輝度値付近に設定され、線分ＡＢの特性部分では１点鎖線で示す（階調特性の変更処理を行わない）場合よりも、入力に対する出力の勾配を大きく変化させる特性とすることにより、暗い領域における視認性を向上する階調特性の変更処理を行う。
【００１６】
そして、本実施例においては、図３に示す折れ線特性を可変することができるようにしている。つまり、階調特性の変更処理に用いられるこの折れ線特性は、図３の基準点としてのＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点により決定される。ここでは、Ａ点〜Ｄ点として説明するが、この数の場合に限定されるものでない。  
より具体的には、Ａ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点は、それぞれ入出力特性上の（Ｖａ，０）、（Ｖｂ，Ｏｂ）、（Ｖｃ，Ｏｃ）、（Ｖｄ，Ｏｄ）となり、本実施例では第１の閾値Ｖａ〜第４の閾値Ｖｄを、図３の矢印で示すように適宜の範囲で変更することができるようにしている。なお、図３の矢印で示す入力側の方向のみでなく、これに垂直な出力側の値も適宜の範囲で変更することができるようにしても良い。  
階調特性を決定する第１の閾値Ｖａ〜第４の閾値Ｖｄを含むＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点のデータは、例えばＣＰＵ２１内のメモリ或いはシステムメモリ２６内に格納される。
【００１７】
そして、ＣＰＵ２１はそのデータから、階調特性変更回路１６が階調特性の変更処理を行う際の入力輝度値に対して出力する出力輝度値のテーブルデータを生成して、例えば階調特性変更回路１６内に設けたテーブルデータ格納部１６ａに格納する。  
階調特性変更回路１６は、このテーブルデータを用いて階調特性の変更処理を行う。    ユーザは、デフォルト或いは以前に設定された階調特性から、その階調特性自体を変更しようとする場合には、例えばメニューを表示させるボタン操作を行い、階調特性の変更設定を選択する。  
そして、Ａ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点を変更することにより、以後、階調特性の変更処理を行う場合に用いられるその階調特性自体を変更することができる。ＣＰＵ２１は、ユーザからの指示に応じて階調特性の変更設定の処理を行うと、上記のテーブルデータ格納部１６ａに格納されるテーブルデータを更新する。
【００１８】
本実施例においては、ユーザからの指示操作により手動で階調特性の変更設定を行うようにしている（後述する実施例２においては、階調特性の変更設定を自動的に行う）。    また、本実施例においては、ユーザが検査する被写体における関心領域を入力画像の中央付近に設定した場合、その関心領域を視認性が良い状態で観察（検査）できるように、その輝度分布の情報を利用して階調特性の変更処理が適用される処理領域を可変設定する。なお、ここでの輝度分布は、入力画像（被写体画像）におけるその２次元領域での輝度値の分布を意味する。  
ユーザが検査したいと望む関心領域（検査する部位）は、検査対象となる被写体や、被写体を撮像する距離等に依存してその大きさが変化するため、本実施例においては階調特性変更回路１６への入力画像の輝度分布の情報に応じて処理領域を上記のように可変設定する。
【００１９】
そして、この可変設定によりユーザが視認性良く観察したいと望む関心領域を処理領域に設定して、その処理領域において被写体画像に対する階調特性の変更処理が施される。ユーザは、変更処理が施された被写体画像を視認性の良い状態で観察することができるようになる。  
ユーザは、例えばメニューにより、被写体検査モードを選択することにより、実際にパイプ内部の検査など、検査（観察）しようとする被写体の画像の輝度分布に応じて適正な階調特性に変更することができるようにしている。  
具体的には、この内視鏡装置１が使用される複数の部位、被写体等に対応して、複数の被写体検査モードとして、例えば「パイプ検査モード」と、「エンジン検査モード」とを予め用意している。
【００２０】
そして、各検査モードの場合において、ユーザが視認性が良い状態で観察又は検査したいと望む関心領域が処理領域として設定されるように、その被写体画像の輝度分布の情報を用いて処理領域を自動的に可変設定する。  
具体的には各検査モードに対して、予めデフォルト（暫定的）な処理領域が階調特性変更回路１６への入力画像に対して設定されている。そして、各検査モードで設定されている所定の輝度値としての基準の閾値Ｖｔを用いてデフォルトの処理領域内の画素に対してこの閾値Ｖｔ以上の画素数と、この閾値Ｖｔ以下（より厳密には未満）の画素数とを算出する。  
そして、その画素数の比（割合）がその検査モードの場合に設定された範囲内となるように処理領域を拡大或いは縮小して、実際に階調特性の変更処理が適用される処理領域を設定する。
【００２１】
この処理領域を可変設定する情報は、ＣＰＵ２１内の図示しないメモリ或いはシステムメモリ２６内に処理領域情報として格納される。  
ＣＰＵ２１は、上記の処理領域を可変設定する場合、処理領域情報を読み出して、処理領域設定の制御処理を行う。つまり、ＣＰＵ２１は、処理領域設定部２１ａの制御機能を有する。  
この場合、ＣＰＵ２１自体が処理領域情報を用いて、画像メモリ１７に一時格納されている入力画像に対して上記の画素数の比を算出して、処理領域設定の処理を行うようにしても良いし、或いはＣＰＵ２１の制御下で、階調特性変更回路１６がその処理を行うようにしても良い。以下に説明する動作例では、例えばＣＰＵ２１が行うとして説明する。    図４及び図５は、それぞれ「パイプ検査モード」と「エンジン検査モード」の場合に設定された階調特性の変更処理が行われる処理領域Ｒｐ及びＲｅを設定した様子を使用例で示している。
【００２２】
つまり、図４及び図５は、処理領域Ｒｐ及びＲｅと共に、実際にパイプ内部を検査したパイプ検査画像と、エンジン内部を検査したエンジン検査画像と共に示している。  
図４に示すようにパイプ内部を検査した場合の階調特性変更回路１６に入力される入力画像となるパイプ検査画像は、その画像の中央部が暗くなり、また、殆どの場合、輝度分布は回転対称に近く、中央から放射状の周辺側に次第にその輝度値が大きくなる。また、この場合には、中央付近の部分が視認性が良い状態で観察したい関心領域となる。  
このため、中央付近を含む例えば正方形の領域が処理領域Ｒｐとして設定される（正方形の代わりに、円形等でも良い）。また、この場合、点線で示す処理領域Ｒｐｏがデフォルトで設定された処理領域である。  
また、図５に示すようにエンジン内部を検査したエンジン検査画像は、関心領域は、各タービンブレード部分となり、実際に検査する場合には中央付近に現れる１つのタービンブレード周辺となる。
【００２３】
このため、中央付近に現れる１つのタービンブレードを含む例えば長方形の領域が処理領域Ｒｅとして設定される。この場合、点線で示す処理領域Ｒｅｏがデフォルトで設定された処理領域である。  
このような構成による本実施例の動作を以下に説明する。図６は本実施例によりパイプ内部或いはエンジン内部を検査する場合の内視鏡装置１による処理手順を示す。  
内視鏡装置１の電源を投入して内視鏡装置１を動作状態に設定し、挿入部２を検査対象となるパイプ内部或いはエンジン内部等に挿入する。するとステップＳ１に示すように検査対象の内部の被写体画像がＬＣＤ１９に表示される。  
ユーザは、この実際に検査しようと望む関心領域が表示画面の中央付近になるように挿入部２の先端側を設定する。そして、ステップＳ２に示すようにユーザは、検査しようと望む関心領域を視認性が良い状態で観察するためにメニューボタンを操作する。
【００２４】
すると、ＣＰＵ２３は、その操作を検知して、対応する操作信号をＣＰＵ２１に送り、ＣＰＵ２１はＬＣＤ１９にメニュー画面を表示させる。このメニュー画面としては、検査モードの選択、階調特性設定（階調特性の変更設定）、デフォルトの処理領域の設定等の項目を表示する。  
そして、ユーザは、例えばステップＳ３に示すようにリモコン５から検査モードを選択する。検査モードの選択が行われると、その選択に対応した操作信号がＣＰＵ２３からＣＰＵ２１に送られる。  
すると、ステップＳ４に示すようにＣＰＵ２１は、送られた操作信号がパイプ検査モードか、エンジン検査モードかの判定（識別）を行う。  
そして、パイプ検査モードが選択された場合にはステップＳ５に示すようにＣＰＵ２１は、パイプ検査モードの場合に対応した処理領域Ｒｐの設定（図７にて後述）を行い、ステップＳ７に移る。
【００２５】
一方、エンジン検査モードが選択された場合にはステップＳ６に示すようにＣＰＵ２１は、エンジン検査モードの場合に対応した処理領域Ｒｅの設定（図８にて後述）を行い、ステップＳ７に移る。  
ステップＳ７においては可変設定された処理領域において階調特性変更回路１６は階調特性の変更処理を行い、この階調特性の変更処理が行われた被写体画像がＬＣＤ１９に表示される。  
次に図６のステップＳ５の処理領域Ｒｐの可変設定の処理手順を、図７を参照して説明する。  
この処理が開始すると、最初のステップＳ１１においてＣＰＵ２１は、デフォルトの処理領域Ｒｐｏにおける予め設定された閾値Ｖｔ以上の輝度値の画素数Ｎ１と閾値Ｖｔ未満の輝度値の画素数Ｎ２を算出して、さらにその割合或いは画素数の比Ｎ１／Ｎ２を算出する。
【００２６】
次のステップＳ１２においてＣＰＵ２１は、この比Ｎ１／Ｎ２が予め設定された基準範囲（例えば基準値Ｖｒｅｆ±所定の値Δ）内となるか否かの判定を行う。  
基準範囲内となる場合には、ステップＳ１３に示すようにこの処理領域Ｒｐｏを処理領域Ｒｐに設定する。  
一方、ステップＳ１２の判定において、比Ｎ１／Ｎ２が基準範囲内から逸脱する場合には、ステップＳ１４に示すようにＣＰＵ２１は、処理領域Ｒｐｏの境界を縦及び横方向、同時に所定量だけ、増加、又は減少した後、ステップＳ１２に戻る。処理領域Ｒｐｏの境界を縦及び横方向、同時に所定量だけ、増加、又は減少することにより、処理領域Ｒｐｏの面積サイズが所定値だけ、増加、又は減少する。  
この場合、比Ｎ１／Ｎ２が基準範囲より大きい方に逸脱する場合には、処理領域Ｒｐｏを縦及び横方向、同時に所定量だけ減少させ、逆に比Ｎ１／Ｎ２が基準範囲より小さい方に逸脱する場合には、処理領域Ｒｐｏを縦及び横方向、同時に所定量だけ増加させることになる。
【００２７】
ステップＳ１４及びＳ１２の処理を繰り返すことにより、通常は比Ｎ１／Ｎ２が基準範囲内に収まる状態となる。この場合にはステップＳ１３に移り、その状態での処理領域Ｒｐｏが処理領域Ｒｐとして設定される。  
また、ＣＰＵ２１は、次のステップＳ１５において、階調特性の変更設定を行うか否かをユーザに確認を求める。ユーザは、デフォルトで設定された階調特性で良い場合には、ＮＯを選択し、設定を行う場合にはＹＥＳを選択する。  
ユーザが階調特性の変更設定を選択した場合には、次のステップＳ１６においてＣＰＵ２１はユーザによる指示操作により、階調特性を決定するＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点を可変設定してテーブルデータを更新する。
【００２８】
具体的にはＣＰＵ２１は、例えば図３の折れ線特性をＬＣＤ１９の表示面に表示し、さらにＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点を左右に移動可能な表示にする。ユーザはリモコン５の移動ボタン等の操作により、Ａ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点を左右に移動して、Ａ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点を変更し、確定のボタンを押す等して設定されるＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点を確定する。ＣＰＵ２１はＡ〜Ｄ点の情報により、テーブルデータを更新する。  
そして、更新された階調特性を、以後の処理領域Ｒｐの可変設定に連動させることもできる。  
このようにして、図７の処理領域Ｒｐの可変設定の処理が終了する。すると、図６における上記のステップＳ７に示すように可変設定された処理領域（この場合にはＲｐ）において階調特性の変更処理が行われる。
【００２９】
上記のようにパイプの内部検査の場合には、ユーザがパイプ内部の検査である旨の選択を行うことにより、その場合においてユーザが視認性良く検査したいと望む関心領域が処理領域Ｒｐに設定されて、その処理領域Ｒｐにおいて階調特性変更回路１６により階調特性の変更処理がされ、その処理画像が表示される。  
このため、ユーザは、視認性が良い状態でパイプ内部の検査を行うことができる。また、本実施例では、ユーザがパイプ内部の検査である旨の選択を行うことにより、処理領域Ｒｐを手動で可変設定する手間を必要としないで、その場合の被写体画像の２次元の輝度分布の情報（具体的には閾値Ｖｔ以上と未満の画素数の比Ｎ１／Ｎ２）を用いて、予め設定された基準範囲となるように自動設定する。このため、ユーザに対する操作性を向上でき、短時間に所望とする検査を終了できる。  
図８のステップＳ２１〜ステップＳ２６の処理は図６のステップＳ６の処理領域Ｒｅの可変設定の処理手順を示す。
【００３０】
図８に示すステップＳ２１〜ステップＳ２６の処理手順は、図７のステップＳ１１〜ステップＳ１６の処理手順と殆ど同じで、一部異なるのみである。具体的には図７における「処理領域Ｒｐｏ」を「処理領域Ｐｅｏ」に、「処理領域Ｒｐ」を「処理領域Ｐｅ」に、そしてステップＳ１４における「縦及び横方向、同時に」をステップＳ２４のように「横方向に所定量」に読み替えた処理となる。  
なお、図８における閾値Ｖｔは図７の場合と同じ値で示しているが、異なる閾値にしても良い。また、図８における基準範囲は、図７の場合の基準範囲と異なる範囲に設定しても良い。  
図８の場合にも、パイプ内部の検査の場合で説明した上記効果において、パイプをエンジンと読み替えたのと同様の効果を有する。
【００３１】
なお、上述した説明は、主に２つの検査モードの場合で説明したが、これら２つの検査モードの他の第３の検査モードで使用する場合には、第３の検査モードに対応した設定或いは登録を行うことにより、第３の検査モードの場合にも同様の効果を達成できる。  
このように本実施例においては、検査しようとする検査対象の選択を行うことにより、選択された検査対象部位においてユーザが視認性良く検査したいと望む関心領域が処理領域に自動設定されて、視認性が良い処理画像として表示される。  
このため、検査対象が異なる場合にも、簡単な操作で視認性が良い状態で検査を行うことができる。  
また、ユーザによる手間を軽減して、操作性が良い状態で、短時間に検査を終了することができる。
【００３２】
（実施例２）
次に図９から図１３を参照して本発明の実施例２を説明する。図９及び図１０は、本実施例におけるパイプ検査画像及びエンジン検査画像における各処理領域内に予め設定される複数のサンプリングポイントを示し、図１１はパイプ内部を検査する場合に設定される階調特性の変更設定の処理手順例を示し、図１２は図１１の動作説明図を示し、図１３はエンジン内部を検査する場合に設定される階調特性の変更設定の処理手順例を示す。  
実施例１の内視鏡装置１においては、処理領域を決定していた。  
本実施例は、決定された処理領域における入力画像の輝度分布の情報を用いて、その処理領域で階調特性の変更処理を行う際に用いられる階調特性の変更設定をその入力画像の輝度分布に応じて可変設定（或いは調整）する。  
つまり、本実施例では、処理領域の可変設定に連動して階調特性の変更設定を自動的に行う。
【００３３】
実施例１においてもユーザは手動で階調特性の変更設定を行うことができたが、本実施例においては、処理領域の決定（設定後）に、自動的に階調特性の変更設定を行う。本実施例の内視鏡装置は、実施例１と同じハードウェアの構成であり、実施例１とはＣＰＵ２１が処理するプログラムが異なる。  
本実施例においては、入力画像の輝度分布の情報、より具体的には入力画像の複数箇所にその輝度値をサンプリング（取得）するための輝度取得位置としてのサンプリングポイントを設定し、そのサンプリングポイントで取得した輝度値により自動的に階調特性の変更設定を行う。  
なお、以下に説明するように各サンプリングポイントの位置としては、その位置における１つの画素の輝度（値）を取得するとしても良いが、ノイズ等の影響を低減するため、本実施例ではサンプリングポイントを含む近傍領域での複数の画素の輝度を取得し、その平均値を用いる。
【００３４】
このサンプリングポイントとしては、例えば図３に示した階調特性を決定するＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ点に対応した２次元位置（サンプリングポイント）Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが検査モードの（被写体）画像に応じて予め設定されている。  
なお、図３における階調特性を決定する基準となるＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ点は、検査モードの画像の輝度分布に応じて、予め設定されている。なお、その位置を変更設定することができる。  
図９及び図１０は、それぞれパイプ検査画像及びエンジン検査画像における各処理領域Ｒｐ、Ｒｅ内に予め設定されたサンプリングポイントＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを示す。    なお、図９及び図１０においては、実施例１の場合よりも処理領域Ｒｐ，Ｒｅが若干広く設定された例で示す。
【００３５】
図９に示すパイプ検査画像の場合においては、処理領域Ｒｐの中心から外側に向かって４つのサンプリングポイントＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを設定する。  
そして、前述したようにパイプ検査画像の場合には、概略の輝度分布の特性として、中央付近からその周辺側にかけて放射状に輝度レベルが次第に大きくなる。このため、本実施例においては基本的に、その輝度分布の特性に応じて、４つのサンプリングポイントＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄで取得した輝度（平均値）それぞれに応じて、階調特性の変更設定（調整）を行う。  
これに対して、図１０に示すエンジン検査画像の場合においては、処理領域Ｒｅ内における外側にサンプリングポイントＰａ，Ｐｂ、その内側にサンプリングポイントＰｃ，Ｐｄを設定する。
【００３６】
この場合には、パイプ検査画像の場合のような典型的な特性（特徴）を有しないため、例えばサンプリングポイントＰａ，Ｐｂと、サンプリングポイントＰｃ，Ｐｄとでそれぞれ輝度平均値を算出して、それらの２つの輝度平均値により、Ｂ点、Ｃ点の階調特性の変更設定（調整）を行う。  
次にパイプ検査モードの場合と、エンジン検査モードの場合における階調特性の変更設定の処理手順を説明する。  
パイプ検査モードの場合には、図１１に示すような処理手順により、階調特性の変更設定の処理を行う。  
最初のステップＳ３１において、処理領域Ｒｐの可変設定が行われる。この処理領域Ｒｐの可変設定の動作は実施例１において説明した。
【００３７】
次のステップＳ３２において、ＣＰＵ２１は、サンプリングポイントＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄに変数ｉを用いたサンプリングポイント（変数）Ｐｉを導入し、このサンプリングポイントＰｉを初期値ｉ＝ａに設定する。ここで、ｉは、初期値から１つ増加する（ｉ→ｉ＋１）毎にｂ，ｃ，ｄと順次変化することを表す（また、後ででてくるｉに対応する大文字Ｉは、同様の意味でＡ〜Ｄを表す）。  
次のステップＳ３３においてＣＰＵ２１は、処理領域Ｒｐ内のサンプリングポイントＰｉ（最初はｉ＝ａ）の近傍の輝度の平均値＜Ｖ（Ｐｉ）＞を取得する。  
つまり、ＣＰＵ２１は、階調特性変更回路１６を介して画像メモリ１７に格納されている画像データ中から図９の処理領域Ｒｐ内のサンプリングポイントＰｉと、このサンプリングポイントＰｉを含む近傍領域の輝度を取得し、それらを平均して輝度の平均値＜Ｖ（Ｐｉ）＞を算出する。
【００３８】
次のステップＳ３４においてＣＰＵ２１は、階調特性を決定する（図３で説明した）閾値Ｖｉに対応するＩ点のテーブルデータを上記平均値＜Ｖ（Ｐｉ）＞となるように変更設定する。  
ステップＳ３３及びＳ３４の処理の動作を図１２の階調特性の変更設定を行う際の入出力特性図を用いて説明する。  
図１２においてＡ点、Ｂ点は、予め設定されている階調特性を決定する基準データ、つまりテーブルデータ格納部１６ａに格納されているテーブルデータに相当する。  
これに対して、ステップＳ３３においてＣＰＵ２１は、サンプリングポイントＰａの輝度と、それを含むその近傍領域の複数画素の輝度を取得し、その平均値＜Ｖ（Ｐｉ）＞を算出する。
【００３９】
この平均値＜Ｖ（Ｐｉ）＞は、図１２中ではＡ′（Ｐａ）点として示す。なお、図１２中のＡ′（Ｐａ）点を含む長方形の領域は、平均値＜Ｖ（Ｐａ）＞がサンプリングポイントＰａの近傍の複数画素から算出されたことを表している。  
そして、ステップＳ３４においてＣＰＵ２１は、Ａ点のテーブルデータが、Ａ′（Ｐａ）点のものとなるように変更する。図１２で示すと、Ａ点のテーブルデータが、Ａ′（Ｐａ）点のものとなるように変更される（換言すると、実際に階調特性の変更処理を行うその特性を決定するＡ点の基準データがＡ′（Ｐａ）点のものに変更される）。  
ステップＳ３４の処理が終了すると、次にステップＳ３５においてＣＰＵ２１は、変数ｉが予め設定された変数範囲（つまりａ〜ｄ）を超えたか否か判定する。そして、超えていない場合には次のステップＳ３６において変数を１つ大きくして、ステップＳ３３に戻る。
【００４０】
この場合には、ステップＳ３３においてＣＰＵ２１は、上述したサンプリングポイントＰａの代わりにサンプリングポイントＰｂに対して同様の処理を行う。  
また、図１２においては、サンプリングポイントＰｂで取得した輝度の平均値を＜Ｖ（Ｐｂ）＞で示している。  
そして、Ｂ点のテーブルデータ（より詳しく述べるとその入力輝度データ、つまり閾値Ｖｂ）が平均値＜Ｂ′（Ｐｂ）＞となるように変更される。そして、この場合には、図１２中のＢ点の代わりにＢ”点が階調特性の変更処理に使用されることになる。  
また、入力画像の輝度が＜Ｖ（Ｐａ）＞から＜Ｖ（Ｐｂ）＞までの場合には、Ａ′点とＢ”点を結ぶ実線の特性で階調特性の変更処理が行われることになる（変更前は１点鎖線で示す特性で階調特性の変更処理となる）。
【００４１】
このようにしてサンプリングポイントＰｂ〜Ｐｄまで同様の処理を繰り返すことにより、実際の被写体画像の輝度分布の情報に応じて、その被写体画像の場合に視認性良く観察することができるような階調特性の変更設定が終了する。  
そして、ユーザは、そのように観察に適した、或いは視認に適した階調特性で変更処理された被写体画像を観察することができる。  
エンジン検査モードの場合には、図１３で説明する方法で階調特性の変更設定が行われる。  
この場合には、最初のステップＳ４１の処理領域Ｒｅの可変設定の後、ステップＳ４２に示すようにＣＰＵ２１は、処理領域Ｒｅ内におけるサンプリングポイントＰａ、Ｐｂをそれぞれ含むその近傍の輝度の平均値を取得する。また、２つの平均値を算出する。  
そして、次のステップＳ４３においてＣＰＵ２１は、図３に示したＢ点を上記２つの平均値と同じ値になるようにテーブルデータを変更する。
【００４２】
次のステップＳ４４においてもＣＰＵ２１は、処理領域Ｒｅ内におけるサンプリングポイントＰｃ、Ｐｄをそれぞれ含むその近傍の輝度の平均値を取得する。また、２つの平均値を算出する。  
そして、次のステップＳ４５においてＣＰＵ２１は、図３に示したＣ点を上記２つの平均値と同じ値になるようにテーブルデータを変更する。そして、この階調特性の変更設定が終了する。  
本実施例によれば、処理領域の設定後に、さらに被写体画像の輝度分布の情報に基づいて自動的に階調特性の変更設定を行うようにしているので、ユーザは実際に検査する部位に応じて階調特性の変更設定を手動で行う手間を省くことができる。  
従って、本実施例によれば、実施例１の効果の他にさらにユーザの手間を省くことができ、操作性を向上することができる。
【００４３】
また、上述した階調特性の変更処理を行う場合、基本的には輝度信号に対する階調特性の変更処理或いはＲＧＢ信号の場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂ各信号を共通の階調特性で変更処理することを想定しているが、本実施例は、この場合に限定されるものでない。  
例えばＲ，Ｇ，Ｂ信号毎に異なる階調特性で変更処理することにより、変質の程度や、ひび、損傷の有無等を視覚的により視認し易い状態で観察或いは検査することも可能になる。  
なお、上述した階調特性の変更処理を行う他に、輪郭強調のレベル等の画像処理を、被写体画像の輝度分布に応じて変更設定するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
挿入部をパイプ内部やエンジン内部に挿入して、撮像素子で撮像して損傷の有無等の検査を行う。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は本発明の実施例１の内視鏡装置の全体構成を示す図。
【図２】図２は図１の内部構成を示す構成図。
【図３】図３は階調特性変更回路による階調特性の変更処理で用いられる入出力特性を示す図。
【図４】図４はパイプ検査モードで設定される処理領域を使用例で示す図。
【図５】図５はエンジン検査モードで設定される処理領域を使用例で示す図。
【図６】図６は実施例１の内視鏡装置による動作の処理手順の１例を示すフローチャート。
【図７】図７は図６のステップＳ５の詳細を示すフローチャート。
【図８】図８は図６のステップＳ６の詳細を示すフローチャート。
【図９】図９は本発明の実施例２におけるパイプ検査画像の処理領域内に予め設定される複数のサンプリングポイントを示す図。
【図１０】図１０はエンジン検査画像の処理領域内に予め設定される複数のサンプリングポイントを示す図。
【図１１】図１１はパイプ内部を検査する場合に設定される階調特性の変更設定の処理手順例を示すフローチャート。
【図１２】図１２は図１１の動作説明図。
【図１３】図１３はエンジン内部を検査する場合に設定される階調特性の変更設定の処理手順例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４６】
１…内視鏡装置、２…挿入部、３…内視鏡装置本体、４…画像表示部、５…リモコン、１１…ＣＣＤ、１５…デコーダ、１６…階調特性変更回路、１６ａ…テーブルデータ格納部、１７…画像メモリ、１８…エンコーダ、１９…ＬＣＤ、２１…ＣＰＵ、２１ａ…処理領域設定部、２２…ボタン、２５…ＪＰＥＧ  ＩＣ、２６…システムメモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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