(57)【要約】【課題】調光信号のゲイン値を設定する際のマスク領域の影響を低減することが可能な電子内視鏡システム、および該電子内視鏡システムにおける調光信号補正方法を提供することを目的とする。【解決手段】観察対象を撮影して画像信号を生成する電子内視鏡、および電子内視鏡に照明光を供給するプロセッサからなる電子内視鏡システムであって、電子内視鏡は、画像信号の所定の領域にマスク処理を行なうためのマスク処理手段と、画像信号における輝度情報に基づいて調光信号を生成する調光信号生成手段とを備え、プロセッサは、調光信号におけるマスク領域を識別する識別手段と、疑似信号を生成する疑似信号生成手段と、調光信号または疑似信号のいずれかを選択して出力する選択手段と、選択信号から出力される信号に基づいて代表輝度を算出する輝度算出手段とを備え、上記選択手段は、調光信号のマスク領域において疑似信号を輝度算出手段に出力する構成とした。【選択図】  図２
2011024901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察対象を撮影して画像信号を生成するための撮像素子を備える電子内視鏡、および該電子内視鏡に照明光を供給するプロセッサからなる電子内視鏡システムであって、
前記電子内視鏡は、
前記画像信号の所定の領域にマスク処理を行なうためのマスク処理手段と、
前記画像信号における輝度情報に基づいて、前記照明光を調光するために用いられる調光信号を生成する調光信号生成手段と、を備え、
前記プロセッサは、
前記調光信号における前記所定の領域に対応するマスク領域を識別する識別手段と、
疑似信号を生成する疑似信号生成手段と、
前記調光信号または前記疑似信号のいずれかを選択して出力する選択手段と、
前記選択信号から出力される信号に基づいて、代表輝度を算出する輝度算出手段と、を備え、
前記選択手段は、前記調光信号の前記マスク領域において前記疑似信号を前記輝度算出手段に出力することを特徴とする電子内視鏡システム。
【請求項２】
前記選択手段は、前記調光信号の前記マスク領域以外の領域においては、前記調光信号を前記輝度算出手段に出力することを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡システム。
【請求項３】
前記疑似信号生成手段は、前記輝度算出手段によって算出される１フレーム前の代表輝度に基づいて、前記疑似信号を生成することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の電子内視鏡システム。
【請求項４】
前記輝度算出手段は、代表輝度として、平均輝度またはピーク輝度のいずれかを算出することを特徴とする、請求項１から請求項３にいずれか一項に記載の電子内視鏡システム。
【請求項５】
前記プロセッサは、更に、前記識別手段によって識別される前記マスク領域と、マスク領域以外の領域との境界情報を記憶するための記憶手段を備え、
前記選択手段は、前記記憶手段に記憶される境界情報に基づいて、前記調光信号または前記疑似信号のいずれかを選択することを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電子内視鏡システム。
【請求項６】
前記電子内視鏡は、更に、
前記調光信号を増幅または減衰させるゲイン調整手段と、
前記ゲイン調整手段におけるゲイン値を設定するためのゲイン設定手段と、を備え、
前記プロセッサは、更に、
前記輝度算出手段によって算出された代表輝度に基づいて、前記調光信号に対するゲイン値を変更するよう指示するためのコマンドを前記電子内視鏡に送信する送信手段を備えることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電子内視鏡システム。
【請求項７】
前記送信手段は、前記調光信号に対するゲイン値を最大値へと変更するよう指示するためのコマンドを前記電子内視鏡に送信することを特徴とする、請求項６に記載の電子内視鏡システム。
【請求項８】
観察対象を撮影して画像信号を生成するための撮像素子を備える電子内視鏡、および該電子内視鏡に照明光を供給するプロセッサからなる電子内視鏡システムにおける調光信号補正方法であって、
前記画像信号の所定の領域にマスク処理を行なうマスク処理ステップと、
前記画像信号における輝度情報に基づいて、前記照明光を調光するために用いられる調光信号を生成する調光信号生成ステップと、
前記調光信号における前記所定の領域に対応するマスク領域を識別する識別ステップと、
前記調光信号または疑似信号のいずれかを選択して出力する選択ステップと、
前記選択ステップにおいて出力される信号に基づいて、代表輝度を算出する輝度算出ステップと、
前記輝度算出ステップによって算出された代表輝度に基づいて前記疑似信号を生成する疑似信号生成ステップと、を含み、
前記選択ステップは、前記調光信号の前記マスク領域において前記疑似信号を前記輝度算出手段に出力することを特徴とする調光信号補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子内視鏡システム、および電子内視鏡システムの調光ゲイン自動設定時における調光信号の補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、患者の体内を診断又は治療するための電子内視鏡システムは、先端部に備えられたＣＣＤなどの撮像素子で体内を撮像して画像信号を生成する電子内視鏡と、体内の観察部位を照明するための光を電子内視鏡に供給し、電子内視鏡により生成された画像信号を処理してモニタに出力する電子内視鏡用プロセッサとから構成される。このような電子内視鏡システムでは、プロセッサから供給される照明光が電子内視鏡の先端から体内の観察対象へ向けて照射され、観察対象で反射した反射光が撮像素子によって光電変換される。そして、光電変換によって生成された電荷は、画像信号として読み取られ、プロセッサに出力される。プロセッサでは、画像信号に対して画像処理が施されて、モニタに出力され、モニタによって観察対象の画像が表示される。
【０００３】
また、一般的な電子内視鏡システムには、被写体の状態が変わっても、モニタに表示される画像の明るさを一定に保つために、被写体に照射する光量を自動的に調整する自動調光機能が備えられている。このような自動調光機能を備える電子内視鏡システムの一例が特許文献１に記載されている。特許文献１の電子内視鏡システムでは、まず、ＣＣＤによって生成された画像信号に基づいて自動調光処理に用いるための信号（以下、「調光信号」という）が生成され、プロセッサに送られる。そして、プロセッサの調光回路において、受信した調光信号から代表的な輝度値（例えば、平均輝度値やピーク輝度値）が算出される。そして、算出された代表的な輝度値と適正な画像の明るさを表す参照輝度値とが比較され、これらの差に基づいて、絞りの調整や、電子シャッタ機能を利用した撮像素子の電荷蓄積時間に調整などが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２５３４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電子内視鏡によって生成される調光信号のレベル（振幅）は、その電子内視鏡が備えるＣＣＤの仕様や対物レンズ等の光学系の設計によりばらつきがある。その結果、同じ光量で同じ被写体を撮影した場合でも、電子内視鏡の種類によって、プロセッサに送信される調光信号にばらつきが生じてしまい、適切に調光処理が行なえない場合がある。そのため、電子内視鏡において、調光信号に対してゲイン調整を行なうためのアンプを備え、工場出荷時などに行なわれるキャリブレーションの際に、規定のレベルの調光信号が出力されるよう、当該アンプにおけるゲイン値の設定が行なわれる。
【０００６】
また、先端に対物レンズを備える電子内視鏡においては、当該対物レンズが円形状であることにより、ＣＣＤの撮像領域内の円形の領域（画像領域）内にピントの合った被写体像が結像される。そして、ピントの合っていない画像領域以外の外縁部分の領域（マスク領域）に対しては、マスク処理が施される。このマスク処理としては、具体的にはＣＣＤの撮像面の外縁部に光を遮断する光学マスクを設けて実質的に黒レベルの信号を出力する光学マスク処理や、撮像面の外縁部に対応する画像信号を信号処理回路において黒レベルの信号に変換する電子マスク処理が挙げられる。
【０００７】
ここで、上述のようなマスク処理が施された画像信号に基づいて、調光処理のための調光信号が生成される場合、当該調光信号は、実際の被写体像の明るさに対応したものでなくなってしまうことがある。詳しくは、マスク処理が施された調光信号には、マスク領域における黒レベルの信号が含まれている。そのため、当該調光信号に基づいて平均輝度値を算出した場合には、実際の被写体像に対応する信号（画像領域の信号）における平均輝度値よりも低い輝度値が算出されてしまう。そして、このような調光信号を用いて上述のゲイン値設定が行なわれる場合には、マスク領域の影響により適切なゲイン値を設定することができなくなってしまう。そして、これにより、その後に行なわれる通常の体腔内観察にも影響を及ぼしてしまうという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、調光信号のゲイン値を設定する際のマスク領域の影響を低減することが可能な電子内視鏡システム、および当該電子内視鏡システムにおける調光信号補正方法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】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明により、観察対象を撮影して画像信号を生成するための撮像素子を備える電子内視鏡、および該電子内視鏡に照明光を供給するプロセッサからなる電子内視鏡システムが提供される。また、本発明の電子内視鏡システムが備える電子内視鏡は、画像信号の所定の領域にマスク処理を行なうためのマスク処理手段と、画像信号における輝度情報に基づいて、照明光を調光するために用いられる調光信号を生成する調光信号生成手段とを備え、プロセッサは、調光信号における所定の領域に対応するマスク領域を識別する識別手段と、疑似信号を生成する疑似信号生成手段と、調光信号または疑似信号のいずれかを選択して出力する選択手段と、選択信号から出力される信号に基づいて、代表輝度を算出する輝度算出手段とを備える構成とした。また、上記選択手段は、調光信号のマスク領域において疑似信号を輝度算出手段に出力することを特徴とする。
【００１０】
このように構成することにより、マスク領域における調光信号を疑似信号に置き換えて輝度算出手段に出力することができる。そして、これにより、ゲイン設定処理の際のマスク領域における黒レベル信号の影響を低減することが可能となり、調光信号に対するゲイン値を適切に設定することができる。その結果、その後の通常観察時における調光処理においても、規定の振幅となるようゲイン調整された調光信号によって、適切に調光を行なうことが可能となる。
【００１１】
また、上記選択手段は、調光信号のマスク領域以外の領域においては、調光信号を輝度算出手段に出力するものであっても良い。
【００１２】
また、上記疑似信号生成手段は、輝度算出手段によって算出される１フレーム前の代表輝度に基づいて、疑似信号を生成するものであっても良い。このように構成することにより、調光信号に近い疑似信号を生成することができる。
【００１３】
また、上記輝度算出手段は、代表輝度として、平均輝度またはピーク輝度のいずれかを算出するものであっても良い。
【００１４】
また、上記プロセッサは、更に、識別手段によって識別されるマスク領域と、マスク領域以外の領域との境界情報を記憶するための記憶手段を備える構成としても良い。そして、この場合、上記選択手段は、記憶手段に記憶される境界情報に基づいて、調光信号または疑似信号のいずれかを選択するものであっても良い。このように、選択手段において境界情報を参照することにより、調光信号全体の識別結果に基づいて処理を行なう場合に比べ、処理の負荷を軽減することが可能となる。
【００１５】
また、上記電子内視鏡は、更に、調光信号を増幅または減衰させるゲイン調整手段と、ゲイン調整手段におけるゲイン値を設定するためのゲイン設定手段と、を備える構成としても良い。さらに、上記プロセッサは、更に、輝度算出手段によって算出された代表輝度に基づいて、調光信号に対するゲイン値を変更するよう指示するためのコマンドを電子内視鏡に送信する送信手段を備える構成としても良い。
【００１６】
また、上記送信手段は、調光信号に対するゲイン値を最大値へと変更するよう指示するためのコマンドを電子内視鏡に送信するものであっても良い。このように構成することにより、調光信号のゲイン値を最大へと変更され、調光信号におけるマスク領域を容易に識別することが可能となる。
【００１７】
さらに、本発明により、観察対象を撮影して画像信号を生成するための撮像素子を備える電子内視鏡、および該電子内視鏡に照明光を供給するプロセッサからなる電子内視鏡システムにおける調光信号補正方法が提供される。本発明の調光信号補正方法は、画像信号の所定の領域にマスク処理を行なうマスク処理ステップと、画像信号における輝度情報に基づいて、照明光を調光するために用いられる調光信号を生成する調光信号生成ステップと、調光信号における所定の領域に対応するマスク領域を識別する識別ステップと、調光信号または疑似信号のいずれかを選択して出力する選択ステップと、選択ステップにおいて出力される信号に基づいて、代表輝度を算出する輝度算出ステップと、輝度算出ステップによって算出された代表輝度に基づいて疑似信号を生成する疑似信号生成ステップと、を含み、選択ステップは、調光信号のマスク領域において疑似信号を輝度算出手段に出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
したがって、本発明によれば、マスク領域の影響をほとんど受けずに調光信号のゲイン値を設定することが可能となり、その後の通常観察時においても適切に調光処理を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態における電子内視鏡システムの概略構成図である。
【図２】本発明のプロセッサによって実行されるゲイン設定処理を示すフローチャートである。
【図３】調光信号におけるマスク領域と画像領域とを説明するための模式図である。
【図４】ゲイン設定処理におけるマスク識別処理を示すフローチャートである。
【図５】ゲイン設定処理におけるゲイン確定処理を示すフローチャートである。
【図６】ゲイン確定処理におけるマスク補正処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の電子内視鏡によって実行されるゲイン設定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態における電子内視鏡システム１の概略構成を示す図である。電子内視鏡システム１は、患者の体内画像を撮影するための電子内視鏡１０、電子内視鏡１０が着脱自在に接続されるプロセッサ２０、プロセッサ２０に着脱自在に接続されるモニタ３０から構成される。
【００２２】
電子内視鏡１０は、患者の体内に挿入される長尺の可撓管からなる挿入部１０ａおよびプロセッサ２０に電気的および光学的に接続される接続部１０ｃからなる。電子内視鏡１０の接続部１０ｃから挿入部１０ａの先端まで、プロセッサ２０から供給される光を伝搬するためのライトガイド１０１が延在している。また、挿入部１０ａの先端には、ライトガイド１０１にて伝搬された光を観察部位に射出するための配光レンズ１０２、観察部位で反射された光を撮像素子の受光面に結像させるための対物レンズ１０３、および受光面に結像された被写体像に基づいて画像信号を生成する固体撮像素子であるＣＣＤ１０４が配置される。
【００２３】
また、電子内視鏡１０の接続部１０ｃには、電子内視鏡１０の各部を統括的に制御するための内視鏡制御回路１０５、電子内視鏡１０の仕様情報や各種データを記憶するメモリ１０６、ＣＣＤ１０４にて生成される画像信号に所定の処理を施して、映像信号および調光信号を生成する前段処理回路１０７、調光信号に対してゲイン調整を行なうためのアンプ１０８が備えられている。また、アンプ１０８には電子ボリューム１０９が備えられており、電子ボリューム１０９における抵抗値を変化させることによって、アンプ１０８のゲイン値が増減される。
【００２４】
プロセッサ２０は、電子内視鏡システム１全体の駆動制御や同期を図るためのプロセッサ制御回路２０１、プロセッサ制御回路２０１にて用いられる各種情報を記憶するためのメモリ２０２、電子内視鏡１０に照明光を供給するためのランプ２０３、ランプ２０３から照射される光の光量を調整するための絞り２０４、および電子内視鏡１０から出力される映像信号に所定の画像処理を施してモニタ３０に適した形式のビデオ信号へと変換するための後段処理回路２０６を備えている。
【００２５】
また、本実施形態のプロセッサ２０は、ランプ２０３から射出される光の光量を調整するための調光回路２０８を備えている。また、調光回路２０８は、コンパレータ２８１、セレクタ２８２、積分回路２８３、ピーク回路２８４、セレクタ２８５、およびサンプル／ホールド回路２８６を備えている。調光回路２０８の各部は、プロセッサ制御回路２０１の制御の下、通常の体腔内観察時における調光処理、および電子内視鏡１０における調光信号のゲイン値を設定するためのゲイン設定処理のために用いられる。さらに、プロセッサ２０にはキーボード２１０が備えられており、術者によって、キーボード２１０が操作されることにより、電子内視鏡システム１におけるモードの選択や、各種パラメータの設定等が行なわれる。
【００２６】
また、モニタ３０は、ＮＴＳＣ方式の画像に対応するＴＶモニタであり、プロセッサ２０の後段処理回路２０６から出力されるビデオ信号に対応する画像を表示する、一般的な表示装置である。
【００２７】
続いて、上記構成を備える電子内視鏡システム１における体腔内観察について説明する。本実施形態においては、術者が、プロセッサ２０の電源を投入し、キーボード２１０を操作して「通常観察モード」を選択した場合に、通常の体腔内観察が開始される。体腔内観察が開始されると、まず、プロセッサ制御回路２０１の制御の下、ランプ２０３が点灯される。そして、ランプ２０３から放射された光が、絞り２０４を介して電子内視鏡１０のライトガイド１０１の入射端に入射する。ライトガイド１０１の入射端に入射した光は、ライトガイド１０１を伝搬され、挿入部１０ａの先端にある配光レンズ１０２から体内の観察部位に射出される。そして、射出された光が観察部位によって反射され、対物レンズ１０３を介してＣＣＤ１０４の受光面に結像される。
【００２８】
ＣＣＤ１０４では、入射する光の強度に応じた被写体像の画像信号が光電変換により発生される。そして、内視鏡制御回路１０５による制御の下、所定時間間隔ごとにＣＣＤ１０４にて生成された１フレーム分の画像信号が、順次読み出される。本実施形態では、インターライン・トランスファ方式のＣＣＤが使用されており、ＮＴＳＣ方式の垂直同期周波数に対応して、例えば１／３０秒間隔ごとに１フレーム分の画像信号が順次読み出され、前段処理回路１０７へ送られる。
【００２９】
前段処理回路１０７では、ＣＣＤ１０４によって生成された画像信号に対して、Ａ／Ｄ変換をはじめとする所定の処理が施され、輝度信号および色差信号を含む映像信号が生成される。所定の処理には例えば、色毎のゲイン調整や解像度調整、ホワイトバランスやブラックバランスの調整、ガンマ補正、エンハンス処理等がある。そして、前段処理回路１０７により生成された映像信号は、プロセッサ２０の後段処理回路２０６へ送られる。
【００３０】
また、前段処理回路１０７では、ＣＣＤ１０４によって生成された画像信号における輝度情報に基づいて調光信号が生成される。ここで、上記映像信号に含まれる輝度信号は、ガンマ補正処理等が施されているものであるのに対し、調光信号はＣＣＤ１０４から出力される画像信号の輝度値にそのまま対応する信号であり、プロセッサ２０における調光処理に用いられるものである。尚、別の実施形態においては、映像信号に含まれる輝度信号を、調光信号として調光処理に用いることも可能である。
【００３１】
前段処理回路１０７で生成された調光信号は、アンプ１０８に出力される。アンプ１０８では、電子ボリューム１０９により設定されるゲイン値に基づいて調光信号を増幅または減衰させ、プロセッサ２０の調光回路２０６に送信する。アンプ１０８におけるゲイン値は、後述するゲイン設定処理によって設定されるものであり、メモリ１０６に記憶される。
【００３２】
プロセッサ２０の後段処理回路２０６では、受信した映像信号に対して、ノイズリダクション処理や文字情報の重畳等が施され、モニタ３０の表示形式に適したＮＴＳＣ方式のコンポジットビデオ信号などのビデオ信号が生成される。そして、後段処理回路２０６にて生成されたビデオ信号は、プロセッサ２０からモニタ３０へ出力され、モニタ３０にて、ビデオ信号に基づいた被写体像が表示される。これにより術者や診断者は、モニタ３０に映し出される被写体像から患者の体腔内の状態を観察することができる。
【００３３】
また、アンプ１０８より送信される調光信号は、セレクタ２８２に入力する。ここで、通常観察モードにおいては、セレクタ２８２に入力した調光信号は、積分回路２８３およびピーク回路２８４に出力されるよう、経路が選択される。そして、積分回路２８３では調光信号に基づいた平均輝度信号が出力され、ピーク回路２８４では調光信号に基づいたピーク輝度信号が出力される。そして、各回路から出力された輝度信号は、セレクタ２８５に出力される。セレクタ２８５では、電子内視鏡１０の仕様に従って、各回路２８３および２８４から出力される平均輝度信号またはピーク輝度信号のいずれかが選択され、プロセッサ制御回路２０１に出力される。
【００３４】
プロセッサ制御回路２０１では、入力される平均輝度信号、またはピーク輝度信号に基づいて、輝度値が算出され、適正な画像の明るさを表す参照輝度値との比較が行なわれる。そして、これらの輝度値の差に基づいて、ランプ２０３の光量や絞り２０４の開口が制御されることにより、電子内視鏡１０に供給される照明光の調光が行なわれる。このような調光処理を行なうことで、常に適切な明るさの被写体像を観察することができる。
【００３５】
続いて、調光信号のゲイン値を設定するためのゲイン設定処理について説明する。図２は、プロセッサ２０のプロセッサ制御回路２０１にて実行される、ゲイン設定処理の流れを示すフローチャートである。本処理は、通常、上述の体腔内観察を行なう前の、例えば工場出荷時のキャリブレーションの際に行なわれる。本処理では、まず、ゲイン設定処理を開始する旨のコマンドを受信したか否かが判断される（Ｓ１）。ここで、ゲイン設定処理を開始するためには、まず基準となる白い被写体を用意し、該白い被写体から一定の距離だけ離れた場所に、電子内視鏡１０の挿入部１０ａの先端を配置する。そして、この状態で、プロセッサ２０の電源を投入し、作業者がキーボード２１０を操作して、「ゲイン設定モード」を選択する。これにより、キーボード２１０からプロセッサ制御回路２０１にゲイン設定処理を開始する旨のコマンドが送られる。
【００３６】
ゲイン設定処理を開始する旨のコマンドを受信していない場合は（Ｓ１：Ｎｏ）、当該コマンドを受信するまで待機する。一方、ゲイン設定処理を開始する旨のコマンドを受信した場合は（Ｓ１：Ｙｅｓ）、プロセッサ制御回路２０１から電子内視鏡１０の内視鏡制御回路１０５に対して、ゲイン設定モードへ移行することを通知するコマンドが送信される（Ｓ２）。続いて、電子内視鏡１０から、設定値を受信したか否かが判断される（Ｓ３）。後述するように、電子内視鏡１０は、プロセッサ２０からゲイン設定モードへ移行することを通知するコマンドを受信すると、ゲイン設定処理に必要な設定値をプロセッサ２０へと送信する。この設定値は、電子内視鏡１０の仕様に応じて適宜設定されているものであり、予めメモリ１０６に記憶されている。設定値には、調光信号における規定の振幅値ＡＶ１、調光処理における代表輝度値の検出方式（例えばピーク検出の場合「０」、積分検出の場合「１」など）、電子ボリューム１０９によって設定される現在のゲイン値Ｇｎ、電子ボリューム１０９にて設定可能な最大ゲイン値Ｇｍａｘ、および最少ゲイン値Ｇｍｉｎなどの値が含まれる。
【００３７】
そして、電子内視鏡１０から、設定値を受信していない場合は（Ｓ３：Ｎｏ）、設定値を受信するまで待機する。ここで、所定の時間が経過しても設定値を受信しない場合は、通信異常等が考えられるため、エラー処理を行なって割り込みでゲイン設定処理を終了しても良い。一方、電子内視鏡１０から、設定値を受信した場合は（Ｓ３：Ｙｅｓ）、絞り２０４の開口等が固定され、ランプ２０３から一定の光量が放射されるよう制御される（Ｓ４）。これにより、一定の条件下での調光信号のゲイン値を設定することができる。そして、現在ゲイン設定モード中であることを通知するための表示をモニタ３０に出力するよう、後段処理回路２０６に対してコマンドが送信される（Ｓ５）。これにより、モニタ３０に、現在ゲイン設定モード中であることを通知するための表示が行なわれる。
【００３８】
続いて、内視鏡制御回路１０５に対して、電子ボリューム１０９によって設定されるゲイン値を最大ゲイン値Ｇｍａｘとするよう指示するためのコマンドが送信される（Ｓ６）。これは、後述するマスク識別処理において、画像領域における信号とマスク領域における信号との差を明確にするために行なわれる処理である。続いて、電子内視鏡１０から送信される垂直同期信号（以下、「ＶＤ信号」という）を検出したか否かが判断される（Ｓ７）。ここで、ＶＤ信号は１フレームの画像の同期をとるための信号である。そして、ＶＤ信号を検出していない場合は（Ｓ７：Ｎｏ）、ＶＤ信号を検出するまで待機する。これにより、電子内視鏡１０によって生成された１フレーム分の調光信号が、コンパレータ２８１に入力されるまで待機される。その後、ＶＤ信号を検出すると（Ｓ７：Ｙｅｓ）、受信した調光信号に基づいて、マスク識別処理が行なわれる（Ｓ８）。
【００３９】
図３は、１フレーム分の調光信号における画像領域とマスク領域とを説明するための図である。一般に、電子内視鏡１０に備えられる対物レンズ１０３は円形であるため、図３に示されるように、対物レンズ１０３によってＣＣＤ１０４の撮像領域に形成される円形の領域（画像領域）内に含まれる画像信号に基づいて、被写体像が形成される。そして、ピントの合っていない画像領域以外の外縁部分の領域（マスク領域）に対しては、前段処理回路１０７によって、画像信号を黒レベルの信号に置き換える電子マスク処理が施される。そのため、マスク識別処理においては、マスク領域の信号が調光回路２０８における輝度信号の算出に影響を及ぼさないように、調光信号を複数のエリアに分割した場合に、どのエリアがマスク領域であるかを識別する処理が行なわれる。
【００４０】
図４は、本実施形態のマスク識別処理の流れを示すフローチャートである。本処理では、まず、調光信号における各エリアの信号に対して順に識別を行なうためのカウント値が初期値に設定される（Ｓ８０１）。ここでいうカウント値とは、図３に示されるＨＤカウント値およびドットクロック値である。ＨＤカウント値は、水平方向のラインの数を示し、ドットクロック値は、水平方向のラインをさらに、所定の画素からなる複数のエリアに時系列に分割した場合の垂直方向のラインの数を示す。本実施形態では、ＨＤカウント値＝１、ドットクロック値＝１のエリアから、ＨＤカウント値＝２０、ドットクロック値＝２０のエリアまで、カウント値をインクリメントしながら順に識別処理を行なう。Ｓ８０１では、カウント値が初期値として、スタート位置であるＨＤカウント値＝１、ドットクロック値＝１に設定される。
【００４１】
続いて、ＨＤカウント値が規定内であるか否かが判断される（Ｓ８０２）。ここでは、ＨＤカウント値が撮像領域における最終ライン（すなわち２０）を越えたか否かが判断される。ここで、ＨＤカウント値が規定内でない場合には（Ｓ８０２：Ｎｏ）、本処理を終了し、ゲイン設定処理へと戻る。一方、ＨＤカウント値が規定内である場合には（Ｓ８０２：Ｙｅｓ）、現在のカウント値のエリアが、画像領域であるか否かが判断される（Ｓ８０３）。ここでは、コンパレータ２８１において、当該エリアの調光信号に基づく輝度と基準となる輝度とが比較され、当該調光信号の輝度が基準となる輝度よりも高い場合は、画像領域であると判断される。一方、調光信号の輝度が基準となる輝度よりも低い場合は、マスク領域であると判断される。ここで、基準となる輝度は、マスク領域における黒レベルの輝度値に基づいて適宜設定される。
【００４２】
そして、現在のエリアが画像領域ではないと判断された場合（Ｓ８０３：Ｎｏ）、Ｓ８０９の処理に進み、カウント値がインクリメントされる。そして、Ｓ８０２の処理へと戻る。尚、Ｓ８０９では、図３の紙面上、左上のエリア（ＨＤカウント値＝１、ドットクロック値＝１）から、右方向に順に識別処理が行なわれるように、まずドットクロック値がインクリメントされる。そして、何度か処理が繰り返されることにより、本ステップに来た時点でドットクロック値が２０を超えている場合には、ＨＤカウント値がインクリメントされ、ドットクロック値が１にリセットされる。このように、ＨＤカウント値＝１、ドットクロック値＝１のエリアからスタートし、順に各エリアの信号がコンパレータ２８１にて比較される。
【００４３】
そして、現在のエリアが画像領域であると判断された場合（Ｓ８０３：Ｙｅｓ）、現在のカウント値が境界データとして、メモリ２０２に記憶される（Ｓ８０４）。その後、カウント値がインクリメントされ（Ｓ８０５）、再度ＨＤカウント値が規定内であるか否かが判断される（Ｓ８０６）。そして、ＨＤカウント値が規定内でない場合には（Ｓ８０６：Ｎｏ）、本処理を終了し、ゲイン設定処理へと戻る。一方、ＨＤカウント値が規定内である場合には（Ｓ８０６：Ｙｅｓ）、続いて、現在のカウント値のエリアがマスク領域であるか否かが判断される（Ｓ８０７）。ここでは、上述のようにコンパレータ２８１において、当該エリアの調光信号における輝度と基準となる輝度とが比較され、当該調光信号の輝度が基準となる輝度よりも高い場合は、マスク領域であると判断される。
【００４４】
そして、現在のエリアがマスク領域ではないと判断された場合は（Ｓ８０７：Ｎｏ）、Ｓ８０５の処理に戻り、カウント値がインクリメントされてＳ８０６、Ｓ８０７の処理が繰り返される。一方、現在のエリアがマスク領域であると判断された場合（Ｓ８０７：Ｙｅｓ）、現在のカウント値が境界データとして、メモリ２０２に記憶される（Ｓ８０８）。そして、カウント値がインクリメントされ（Ｓ８０９）、Ｓ８０２の処理へ戻る。
【００４５】
このように、ＨＤカウント値が最終ラインの２０を超えるまで、Ｓ８０２〜Ｓ８０９の処理が繰り返される。これにより、１フレーム分の調光信号におけるマスク領域と画像領域との境界エリアのカウント値が境界データとしてメモリ２０２に記憶される。尚、このとき、メモリ２０２には、境界データとともに、当該境界データが記憶された順序についても記憶される。
【００４６】
その後、図２のゲイン設定処理に戻り、続いてゲイン確定処理が行なわれる（Ｓ９）。図５は、本実施形態におけるゲイン確定処理の流れを示すフローチャートである。本処理は、電子ボリューム１０９において設定されるゲイン値を確定するための処理である。本処理では、まず、Ｕ/Ｄカウント値が、設定値に含まれる最大ゲイン値Ｇｍａｘに設定される（Ｓ９０１）。このＵ/Ｄカウント値は、電子ボリューム１０９によって設定されるゲイン値の増減をカウントするための変数である。続いて、ＶＤ信号を検出したか否かが判断される（Ｓ９０２）。ここで、ＶＤ信号を検出していない場合は（Ｓ９０２：Ｎｏ）、ＶＤ信号を検出するまで待機する。
【００４７】
一方、ＶＤ信号を検出した場合は（Ｓ９０２：Ｙｅｓ）、マスク補正処理が行なわれる（Ｓ９０３）。図６は、本実施形態におけるマスク補正処理の流れを示すフローチャートである。上述のように、電子内視鏡１０から送信される調光信号に基づいて、後述する振幅値を算出する場合、外縁部分（マスク領域）におけるマスク処理の影響により、適切な振幅値が得られない場合がある。そのため、本処理では、マスク識別処理にて得られたマスク領域の境界データに基づいて、マスク領域に対応するエリアにおいては、調光信号を疑似信号に置き換えることで、マスク領域の影響を低減させる構成となっている。
【００４８】
本処理ではまず、カウント値（すなわちＨＤカウント値およびドットクロック値）がリセットされる（Ｓ９８１）。これにより、ＨＤカウント値＝１およびドットクロック値＝１に設定される。続いて、セレクタ２８２において、サンプル／ホールド回路２８６の出力が、積分回路２８３およびピーク回路２８４へ送られるよう、経路が選択される（Ｓ９８２）。ここで、サンプル/ホールド回路２８６からは、積分回路２８３において算出された１フレーム前の調光信号に基づく平均輝度信号が出力される。一般的には、カウント値のスタート位置である左上端はマスク領域であるため、まずは、サンプル/ホールド回路２８６から出力される平均輝度信号が、積分回路２８３およびピーク回路２８４へ出力されるよう制御される。
【００４９】
そして、ＨＤカウント値が、規定内であるか否かが判断される（Ｓ９８３）。ここでは、マスク識別処理と同じく、ＨＤカウント値が最終ライン（すなわち２０）を越えたか否かが判断される。そして、ＨＤカウント値が規定内である場合（Ｓ９８３：Ｙｅｓ）、メモリ２０２に記憶される境界データが読み出される（Ｓ９８４）。境界データは、メモリ２０２に記憶された順序に従って１つずつ読み出される。
【００５０】
続いて、読み出された境界データと、現在のカウント値が一致するか否かが判断される（Ｓ９８５）。そして、読み出された境界データと、現在のカウント値が一致しない場合（Ｓ９８５：Ｎｏ）、カウント値がインクリメントされる（Ｓ９８６）。そして、カウント値が、読み出された境界データと一致するまで、Ｓ９８５およびＳ９８６の処理が繰り返される。これにより、現在のカウント値が読み出された境界データと一致するまで、サンプル/ホールド回路２８６から出力される疑似信号（すなわち、１フレーム前の調光信号に基づく平均輝度信号）が、当該カウント値のエリアにおける調光信号として、積分回路２８３およびピーク回路２８４に出力される。
【００５１】
一方、読み出された境界データと、現在のカウント値が一致する場合（Ｓ９８５：Ｙｅｓ）、セレクタ２８２において、電子内視鏡１０から送られる調光信号が、積分回路２８３およびピーク回路２８４へ送られるよう、経路が選択される（Ｓ９８７）。続いて、次の境界データが読み出される（Ｓ９８８）。
【００５２】
そして、再び読み出された境界データと、現在のカウント値が一致するか否かが判断される（Ｓ９８９）。そして、読み出された境界データと、現在のカウント値が一致しない場合（Ｓ９８９：Ｎｏ）、カウント値がインクリメントされる（Ｓ９９０）。そして、カウント値が、読み出された境界データと一致するまで、Ｓ９８９およびＳ９９０の処理が繰り返される。これにより、カウント値が読み出された境界データと一致するまで、電子内視鏡１０から送られる調光信号が、当該カウント値のエリアにおける調光信号として、積分回路２８３およびピーク回路２８４に出力される。
【００５３】
一方、読み出された境界データと、現在のカウント値が一致する場合は（Ｓ９８９：Ｙｅｓ）、Ｓ９８２の処理に戻る。そして、Ｓ９８２にでは、セレクタ２８２において、サンプル／ホールド回路２８６の出力が、積分回路２８３およびピーク回路２８４へ送られるよう、信号の経路が選択される。これにより、再びサンプル/ホールド回路２８６から出力される疑似信号が、当該カウント値のエリアにおける調光信号として、積分回路２８３およびピーク回路２８４に出力される。
【００５４】
このように、マスク補正処理においては、マスク領域のエリアの調光信号として、サンプル/ホールド回路２８６から出力される１フレーム前の調光信号に基づく平均輝度信号が疑似信号として出力される。これにより、マスク領域における輝度値と画像領域における輝度値との差異が小さくなり、積分回路２８３およびピーク回路２８４にて、マスクの影響をほとんど受けずに輝度算出を行なうことが可能となる。
【００５５】
そして、ＨＤカウント値が規定内でなくなった場合（Ｓ９８３：Ｎｏ）、積分回路２８３によって算出された平均輝度信号が、サンプル/ホールド回路２８６によってサンプルおよびホールドされる（Ｓ９９０）。ここでホールドされた平均輝度信号は、次のフレームの疑似信号として用いられる。これにより、フレームを重ねていくごとに、疑似信号における輝度値を調光信号における輝度値へと収束させることができ、マスク領域による影響を低減することができる。その後、マスク補正処理を終了し、ゲイン確定処理へと戻る。
【００５６】
ゲイン確定処理では、続いて、Ｕ/Ｄカウント値が最小ゲイン値Ｇｍｉｎ以上であるか否かが判断される（Ｓ９０４）。そして、Ｕ/Ｄカウント値が最小ゲイン値Ｇｍｉｎ以上でない場合（Ｓ９０４：Ｎｏ）、電子ボリューム１０９によって設定され得るゲイン値の限界を超えたとして、エラー処理が行なわれ（Ｓ９０５）、割り込みでゲイン設定処理を終了する。一方、Ｕ/Ｄカウント値が最小ゲイン値Ｇｍｉｎ以上である場合は（Ｓ９０４：Ｙｅｓ）、電子内視鏡１０から送信された設定値に基づいて、輝度値の検出方式がピーク検出であるか否かが判断される（Ｓ９０６）。そして、選択される検出方式がピーク検出である場合は（Ｓ９０６：Ｙｅｓ）、セレクタ２８５おいて、ピーク回路２８４からの出力信号（すなわちピーク輝度信号）がプロセッサ制御回路２０１に出力されるよう、経路が選択される（Ｓ９０７）。一方、設定値がピーク検出でない場合、すなわち積分検出である場合は（Ｓ９０６：Ｎｏ）、セレクタ２８５において、積分回路２８３からの出力信号（すなわち平均輝度信号）がプロセッサ制御回路２０１に出力されるよう、経路が選択される（Ｓ９０８）。
【００５７】
続いて、プロセッサ制御回路２０１にて、セレクタ２８５から出力される輝度信号（ピーク輝度信号または平均輝度信号）に対してＡ／Ｄ変換が施され、振幅値ＡＶ２が算出される（Ｓ９０９）。そして、算出された振幅値ＡＶ２が、電子内視鏡１０より送信される設定値に含まれる規定の振幅値ＡＶ１と比較される（Ｓ９１０）。ここで、算出された振幅値ＡＶ２が、規定の振幅値ＡＶ１より大きい場合は（Ｓ９１０：Ｎｏ）、電子内視鏡１０に対して、ゲイン値をダウンするよう指示するコマンドを送信する。そして、Ｕ/Ｄカウントをディクリメントする（Ｓ９１１）。その後、Ｓ９１０において、振幅値ＡＶ２が、規定の振幅値ＡＶ１以下であると判断されるまで、Ｓ９０２からＳ９１１までの処理が繰り返される。これにより、ゲイン設定処理において最大に設定されたゲイン値およびＵ/Ｄカウント値が１ステップずつ減少され、減少されたゲイン値によって増幅/減衰された調光信号に基づいて、新たな振幅値ＡＶ２が算出され、既定値ＡＶ１との比較が行なわれる。
【００５８】
そして、算出された振幅値ＡＶ２が、規定の振幅値ＡＶ１以下である場合は（Ｓ９１０：Ｙｅｓ）、電子内視鏡１０に対して、ゲイン値を確定するよう指示するコマンドを送信する（Ｓ９１２）。そして、本処理を終了し、ゲイン設定処理に戻る。
【００５９】
ゲイン設定処理では、続いて、ランプ２０３の光量の固定が解除され（Ｓ１０）、モニタ３０における表示が削除される（Ｓ１１）。これにより、プロセッサ制御回路２０１におけるゲイン設定処理が終了する。
【００６０】
また、図７は、電子内視鏡１０の内視鏡制御回路１０５において実行されるゲイン設定処理の流れを示すフローチャートである。本処理では、まず、プロセッサ２０から、ゲイン設定モードへ移行する旨のコマンドを受信したか否かが判断される（Ｓ１０１）。ここで、ゲイン設定モードへの移行する旨のコマンドを受信していない場合は（Ｓ１０１：Ｎｏ）、当該コマンドを受信するまで待機する。一方、ゲイン設定モードへ移行する旨のコマンドを受信した場合は（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、メモリ１０６に記憶される設定値をプロセッサ２０に送信する（Ｓ１０２）。
【００６１】
続いて、プロセッサ２０から何らかのコマンドを受信したか否かが判断される（Ｓ１０３）。ここで、コマンドを受信していない場合は（Ｓ１０３:Ｎｏ）、コマンドを受信するまで待機する。この間、内視鏡制御回路１０５は、ＣＣＤ１０４を駆動制御し、所定の距離に置かれた白い被写体の画像信号を生成する。そして、前段処理回路１０７にて、画像信号に基づいて調光信号が生成され、アンプ１０８を介してプロセッサ２０に送信される。一方、コマンドを受信した場合は（Ｓ１０３:Ｎｏ）、受信したコマンドが、ゲイン値の確定を通知するものであるか否かが判断される（Ｓ１０４）。そして、受信したコマンドが、ゲイン値の確定を通知するものでない場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）、続いて、受信したコマンドがゲイン値を最大ゲイン値Ｇｍａｘに設定するよう指示するものであるか否かが判断される（Ｓ１０５）。
【００６２】
ここで、受信したコマンドがゲイン値を最大ゲイン値Ｇｍａｘに設定するよう指示するものである場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、内視鏡制御回路１０５により、アンプ１０８におけるゲイン値を最大ゲイン値Ｇｍａｘとなるように、電子ボリューム１０９の抵抗値が制御される（Ｓ１０６）。一方、受信したコマンドがゲイン値を最大ゲイン値Ｇｍａｘに設定するよう指示するものでない場合（Ｓ１０５：Ｎｏ）、受信したコマンドは、ゲイン値をダウンするよう指示するものであると判断される。そして、内視鏡制御回路１０５により、アンプ１０８におけるゲイン値をダウンするように、電子ボリューム１０９の抵抗値が制御される（Ｓ１０７）。
【００６３】
そして、プロセッサ２０から、ゲイン値確定のコマンドを受信するまで、Ｓ１０３〜Ｓ１０７の処理が繰り返され、プロセッサ制御回路２０１からの指示に基づき、アンプ１０８におけるゲイン値を最大ゲイン値に設定してから、１ステップずつ減少するよう、電子ボリューム１０９の抵抗値が制御される。そして、ゲイン値の確定を通知するコマンドを受信すると（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、現在のゲイン値（すなわち電子ボリューム１０９における抵抗値）をメモリ１０６に記憶する（Ｓ１０８）。これにより、電子内視鏡１０において、規定の振幅ＡＶ１の調光信号を出力するのに適したゲイン値の設定が行なわれる。
【００６４】
上述のように、本実施形態においては、マスク領域における調光信号を疑似信号に置き換えることにより、その後の振幅値算出におけるマスク領域の影響を低減することが可能となる。そして、これにより、調光信号に対するゲイン値を設定する処理において、適切なゲイン値を設定することができ、その後の通常観察時における調光処理においても、規定の振幅となるようゲイン調整された調光信号によって、適切に調光を行なうことが可能となる。
【００６５】
以上が本発明の実施形態であるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態においては、プロセッサ制御回路２０１にて、設定値として電子ボリューム１０９における最小値を受信し、エラー処理の基準とする構成としたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、内視鏡制御回路１０５にて、電子ボリューム１０９の最小値を超える場合に、プロセッサ制御回路２１０にその旨を通知する信号を送信し、プロセッサ制御回路２０１では、電子内視鏡１０からの通知に基づいて、エラー処理を行なう構成としても良い。このように構成することで、プロセッサ制御回路２０１の処理の負荷を軽減することができる。
【００６６】
さらに、上記実施形態におけるマスク識別処理においては、調光信号に基づいてマスク領域と画像領域とを識別する構成としたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、前段処理回路１０７において生成される映像信号に基づいて、マスク領域と画像領域とを識別する構成としても良い。このように、エンハンス処理やガンマ補正処理が施された映像信号を用いることで、画像領域とマスク領域とをより明確に識別することが可能となる。
【符号の説明】
【００６７】
１  電子内視鏡システム
１０  電子内視鏡
２０  プロセッサ
３０  モニタ
４０、５０  モニタ
１０４  ＣＣＤ
１０５  内視鏡制御回路
１０７  前段処理回路
１０８  アンプ
１０９  電子ボリューム
２０１  プロセッサ制御回路
２０３  ランプ
２０６  後段処理回路
２０８  調光回路
【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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