(57)【要約】【課題】電子スコープの特性に対応して、映像信号値の持ち上がり現象を抑えることが出来る電子内視鏡システムの画像処理プロセッサを提供する。【解決手段】電子内視鏡システムの画像処理プロセッサは、装着された電子スコープの特性と、黒レベルのサンプルの抽出可能な期間とに対応したパルス幅を有するクランプパルスを出力するパルス生成部を備える。パルス生成部から出力されたクランプパルスのパルス幅に対応する期間の間、電子スコープから出力された輝度信号に対して、黒レベルのサンプルの抽出を行い、黒レベルの調整を行うサグ補正回路を備える。サグ補正回路を介して出力された輝度信号に基づいて、電子スコープにより取得される画像データに画像処理を施す映像信号処理部を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着された電子スコープの特性と、黒レベルのサンプルの抽出可能な期間とに対応したパルス幅を有するクランプパルスを出力するパルス生成部と、
前記パルス生成部から出力された前記クランプパルスのパルス幅に対応する期間の間、前記電子スコープから出力された輝度信号に対して、前記黒レベルのサンプルの抽出を行い、前記黒レベルの調整を行うサグ補正回路と、
前記サグ補正回路を介して出力された輝度信号に基づいて、前記電子スコープにより取得される画像データに画像処理を施す映像信号処理部とを備えることを特徴とする電子内視鏡システムの画像処理プロセッサ。
【請求項２】
前記パルス生成部は、バースト信号に対応したディレイ期間を考慮して、前記クランプパルスを出力することを特徴とする請求項１に記載の画像処理プロセッサ。
【請求項３】
前記パルス生成部は、前記装着された電子スコープを識別するための識別情報を取得する判別部と、
前記判別部からの識別情報に基づいて、前記装着される電子スコープに対応した前記パルス幅を設定する調整部とを有することを特徴とする請求項１に記載の画像処理プロセッサ。
【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の画像処理プロセッサに関し、特に黒レベルを正確に調整する画像処理プロセッサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像素子が搭載された電子スコープを備えた電子内視鏡システムが提案されている。
【０００３】
特許文献１は、電子スコープで撮像されて得られたた画像データに画像処理を施す画像処理プロセッサにおいて、クランプ回路を使って、サグ補正や黒レベル調整を行う電子内視鏡システムを開示する。
【特許文献１】特開２０００−３５０１９４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、特許文献１などにおけるクランプ回路は、コンデンサが用いられるが、コンデンサの容量が十分でない場合に、装着された電子スコープの特性によっては、黒レベル信号を一定に保持できずに、映像信号（デジタル・コンポーネント信号）値が時間の経過とともに増加する信号の持ち上がり現象が発生し、見た目（出力画像）では、黒レベルが右肩上がりに浮く現象が発生する。
【０００５】
したがって本発明の目的は、電子スコープの特性に対応して、映像信号値の持ち上がり現象を抑えることが出来る電子内視鏡システムの画像処理プロセッサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電子内視鏡システムの画像処理プロセッサは、装着された電子スコープの特性と、黒レベルのサンプルの抽出可能な期間とに対応したパルス幅を有するクランプパルスを出力するパルス生成部と、パルス生成部から出力されたクランプパルスのパルス幅に対応する期間の間、電子スコープから出力された輝度信号に対して、黒レベルのサンプルの抽出を行い、黒レベルの調整を行うサグ補正回路と、サグ補正回路を介して出力された輝度信号に基づいて、電子スコープにより取得される画像データに画像処理を施す映像信号処理部とを備える。
【０００７】
好ましくは、パルス生成部は、バースト信号に対応したディレイ期間を考慮して、クランプパルスを出力する。
【０００８】
また、好ましくは、パルス生成部は、装着された電子スコープを識別するための識別情報を取得する判別部と、判別部からの識別情報に基づいて、装着される電子スコープに対応したパルス幅を設定する調整部とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明によれば、電子スコープの特性に対応して、映像信号値の持ち上がり現象を抑えることが出来る電子内視鏡システムの画像処理プロセッサを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本実施形態における電子内視鏡システムの構成について、図を用いて説明する。本実施形態に係る電子内視鏡システム１は、電子スコープ１０、画像処理プロセッサ２０、及びモニタ３０を備える。
【００１１】
電子スコープ１０は、施術者が手で保持しながら各種操作を行う操作部１１と、先端に撮像素子１４を有し患者の体内に挿入される可撓管である挿入部１２と、信号処理回路１９を有し画像処理プロセッサ（画像処理装置）２０に接続される接続部１３とを有する。また、接続部１３には、電子スコープ１０の識別情報が格納されている第１ＲＯＭ１５が設けられている。
【００１２】
電子スコープ１０の接続部１３は画像処理プロセッサ２０のフロント部（不図示）に接続される。画像処理プロセッサ２０では電子スコープ１０により取得された画像に対し、所定の画像処理が施される。
【００１３】
画像処理プロセッサ２０には、モニタ３０が接続される。モニタ３０は、画像処理プロセッサ２０で画像処理された、所定のアナログビデオ信号の規格に依拠した画像を表示する。画像処理プロセッサ２０には、画像処理プロセッサ２０で画像処理された、所定のアナログビデオ信号の規格に依拠した画像をプリントアウトするビデオプリンタなどのプリンタ機器、及び画像処理プロセッサ２０で画像処理された画像データ等を記録する外部記憶装置が接続されてもよい。
【００１４】
電子スコープ１０には、照明光導光用の多数の光ファイバから成るライトガイド（不図示）が挿通されており、ライトガイドは、電子スコープ１０の挿入部１２の先端まで延びている。
【００１５】
画像処理プロセッサ２０は、パルス生成部２１、サグ補正回路２２、及び映像信号処理部２３を有する。画像処理プロセッサ２０は、第１ＲＯＭ１５から電子スコープの識別情報を取得し、後述の画像処理制御に利用する。
【００１６】
電子スコープ１０の接続部１３を画像処理プロセッサ２０に接続すると、ライトガイドは、光源部（不図示）の光源に光学的に接続される。使用者による光源点灯操作が行われると、光源部の光源駆動回路から光源へ点灯駆動信号が出力され、光源から白色光が出射される。光源部から出射される白色光は絞り機構（不図示）等で光量調節され、ライトガイドの入射端に入射する。入射した白色光はライトガイドにより電子スコープ１０の挿入部１２の先端まで導かれ、配光光学系を介して被観察体に照明光として照射される。
【００１７】
被観察体からの反射光は対物光学系（不図示）を介して撮像素子１４に入射し、撮像素子１４の入射面に被観察体の光学像が結像される。撮像素子１４では入射した被観察体の光学像が光電変換され、該光学像に基づいたアナログ画像信号が出力される。
【００１８】
撮像素子１４から出力されたアナログ画像信号は接続部１３の信号処理回路１９でＡ／Ｄ変換、Ｙ／Ｃ分離等の前段の画像信号処理が施され、画像処理プロセッサ２０に入力される。信号処理回路１９における前段の画像信号処理を介して同期信号はパルス生成部２１に出力され、輝度信号（Ｙ信号）はサグ補正回路２２に出力され、Ｃｂ信号などその他の信号は映像信号処理部２３に出力される。
【００１９】
パルス生成部２１は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）など信号処理回路１９から出力された同期信号に基づいて、画像処理プロセッサ２０の各部を制御する制御信号を出力する。同期信号には、垂直同期信号、水平同期信号が含まれる。垂直同期信号、水平同期信号の立ち上がり、立ち下がりタイミング、及びバースト信号を考慮したディレイ期間に対応して、黒レベルのサンプルの抽出可能な期間（垂直ブランキング期間においては、立ち上がり時から立ち下がり時までの期間、ビデオ期間においては、立ち上がり時から、映像信号の出力開始時までの期間）に対応して黒レベルのサンプルの抽出可能な期間内の時間幅のパルス幅を有するクランプパルスがサグ補正回路２２に出力される。
【００２０】
具体的には、パルス生成部２１は、スコープ判別回路２５、第２ＲＯＭ２７、タイミング調整回路２９を有する。スコープ判別回路２５は、電子スコープ１０の第１ＲＯＭ１５に格納された電子スコープの識別情報を取得する。第２ＲＯＭ２７は、電子スコープの識別情報と、電子スコープごとに最適な（電子スコープの特性に応じた）パルス幅（実際には時間計測カウンタのカウンタ値）と、そのパルス幅を設定する期間とを対応付けしたデータを格納する。スコープ判別回路２５は、電子スコープの識別情報、第２ＲＯＭ２７に格納されたデータに基づいて、予め設定されている固定のパルス幅が利用可能か、あるいは装着された電子スコープに最適なパルス幅をタイミング調整回路２９で調整（最適なパルス幅を設定）するかを判別（最適なパルス幅を設定）する。
【００２１】
電子スコープ１０からの水平同期信号、及び垂直同期信号は、タイミング調整回路２９に入力される。固定のパルス幅が利用可能な場合、水平同期信号、垂直同期信号の立ち下がりタイミングに基づいて、固定のパルス幅を有するクランプパルスが、タイミング調整回路２９からサグ補正回路２２に出力される。装着された電子スコープに最適なパルス幅を調整する必要がある場合、水平同期信号、垂直同期信号の立ち下がりタイミング、電子スコープの識別情報に対応する期間ごとのパルス幅の情報とに基づいて、期間ごとに変動するパルス幅を有するクランプパルスが、タイミング調整回路２９からサグ補正回路２２に出力される。
【００２２】
パルス幅に対応したクランプパルスのＬｏｗ出力期間の間、サグ補正回路２２に入力されたデジタル・コンポーネント信号の黒レベルのサンプルが抽出され、黒レベル調整（サグ補正）が行われる。本実施形態では、クランプパルスのＬｏｗ出力の時間が、画像処理プロセッサ２０に接続された電子スコープ１０の特性や、フィールド期間内の期間ごとに設定される。
【００２３】
例えば、フィールド期間の垂直ブランキング期間の前置等化パルス期間や後置等化パルス期間においては、デジタル・コンポーネント信号の黒レベルのサンプルを抽出できる期間が比較的長いため、電子スコープ１０の特性に応じて、クランプパルスのＬｏｗ出力の時間が短い時間Ｔｃ１から長い時間Ｔａ１で調整される（図２参照）。
【００２４】
また、フィールド期間の垂直ブランキング期間の垂直同期パルス期間や、フィールド期間のビデオ期間においては、デジタル・コンポーネント信号の黒レベルのサンプルを抽出できる期間が比較的短いため、電子スコープ１０の特性に応じて、クランプパルスのＬｏｗ出力の時間が短い時間Ｔｃ２〜Ｔａ２の中で調整される。
【００２５】
図２は、３種類の電子スコープ（スコープ（１）〜（３）)が画像処理プロセッサ２０に装着された場合のクランプパルスの例を示す。
【００２６】
スコープ（１）が装着された場合には、前置等化パルス期間、後置等化パルス期間は比較的長い抽出期間（パルス幅）Ｔａ１が設定され、垂直同期パルス期間及びビデオ期間は比較的短い抽出期間（パルス幅）Ｔａ２が設定され、後置等化パルス期間後からビデオ期間が始まるまでの間は比較的長い抽出期間（パルス幅）Ｔａ３が設定される。
【００２７】
スコープ（２）が装着された場合には、前置等化パルス期間、後置等化パルス期間は中程度の抽出期間（パルス幅）Ｔｂ１が設定され、垂直同期パルス期間及びビデオ期間は比較的短い抽出期間（パルス幅）Ｔｂ２が設定され、後置等化パルス期間後からビデオ期間が始まるまでの間は中程度の抽出期間（パルス幅）Ｔｂ３が設定される。
【００２８】
スコープ（３）が装着された場合には、前置等化パルス期間、後置等化パルス期間は比較的短い抽出期間（パルス幅）Ｔｃ１が設定され、垂直同期パルス期間及びビデオ期間は比較的短い抽出期間（パルス幅）Ｔｃ２が設定され、後置等化パルス期間後からビデオ期間が始まるまでの間は比較的短い抽出期間（パルス幅）Ｔｃ３が設定される（ｔａ１＞Ｔｂ１＞Ｔｃ１、Ｔａ２≧Ｔｂ２≧Ｔｃ２、Ｔａ３＞Ｔｂ３＞Ｔｃ３）。
【００２９】
黒レベル調整は、サグ補正回路における比較的容量の小さいコンデンサを使い、クランプパルスのＬｏｗ出力期間に抽出される黒レベルのサンプルに基づいて行われる。クランプパルスのＬｏｗ出力期間が固定値に設定される場合、ビデオ期間などの黒レベルのサンプルの抽出可能な期間が短い期間であることに対応して、固定値が短い値に設定される。この場合、画像処理プロセッサ２０に接続された電子スコープ１０の特性によっては、サグ補正は行われるものの、容量の小さいコンデンサからの放電などにより、デジタル・コンポーネント信号値が時間の経過とともに増加する信号の持ち上がり現象が発生し、見た目（出力画像）では、黒レベルが右肩上がりに浮く現象（画像の右側の輝度が上がり白っぽくなる現象）が発生する。
【００３０】
しかし、本実施形態では、電子スコープ１０の特性や、黒レベルのサンプルの抽出可能な期間の長さに合わせて、クランプパルスのＬｏｗ出力期間を調整するため、サグ補正回路２２にあるコンデンサの容量を調整することと同等の効果が得られ、このようなデジタル・コンポーネント信号の持ち上がり現象（黒レベルが右肩上がりに浮く現象）を回避することが可能になる。
【００３１】
黒レベル調整後、輝度信号は、サブ補正回路２２から映像信号処理部２３に出力され、他の映像信号と共に後段の画像信号処理（デジタル画像信号に増幅処理、ガンマ補正、輪郭強調等）が施され、信号処理部２５に設けられた画像メモリ（不図示）に画像データとして格納される。画像メモリ内の画像データは、適時読み出されて所定のビデオ信号の仕様に準拠したビデオ信号処理が施され、モニタ３０へ出力される。その結果、メインモニタ３０に被観察体像が表示される。
【００３２】
次に、クランプパルスのＬｏｗ出力期間の長さが調整される流れを図３のフローチャートを使って説明する。画像処理プロセッサ２０の電源がオン状態にされると、ステップＳ１１で、パルス生成部２１からサグ補正回路２２に対してクランプハルスのＨｉｇｈ出力が行われる。ステップＳ１２で、画像処理プロセッサ２０に電子スコープ１０が装着されたか否かが判断される。装着されない場合は、ステップＳ１１に戻され、装着された場合は、ステップＳ１３に進められる。
【００３３】
ステップＳ１３で、パルス生成部２１からサグ補正回路２２に対してクランプハルスのＨｉｇｈ出力が行われる。ステップＳ１４で、水平同期信号の立ち下がりがあったか否かが判断される。無い場合は、ステップＳ１３に戻され、あった場合は、ステップＳ１５に進められる。
【００３４】
ステップＳ１５で、バースト信号出力が開始されるまで、ディレイ制御（一定時間の間、クランプパルスのＬｏｗ出力への切り替えを行わない制御）が行われ、その後、ステップＳ１６で、パルス生成部２１からサグ補正回路２２に対してクランプパルスのＬｏｗ出力が行われる。ステップＳ１７で、装着された電子スコープ１０の特性が、クランプパルスのＬｏｗ出力期間を調整する必要があるか否かが判断される。必要がある場合には、ステップＳ１８に進められ、必要が無い場合はステップＳ１９に進められる。
【００３５】
ステップＳ１８で、装着された電子スコープ１０の特性、及びフィールド期間内の期間（映像信号期間など）ごとに、クランプパルスのＬｏｗ出力の時間を計測するカウンタ値が、設定される。ステップＳ１９で、電子スコープ１０の特性や期間に関係なく、一定の固定値に、クランプパルスのＬｏｗ出力の時間を計測するカウンタ値が設定される。
【００３６】
ステップＳ２０で、クランプパルスのＬｏｗ出力時間の計測が開始される。ステップＳ２１で、クランプパルスのＬｏｗ出力時間が、カウンタ値に到達したか否かが判断され、到達していない場合はステップＳ２１が繰り返され、到達した場合はステップＳ２２で、パルス生成部２１からサグ補正回路２２に対してクランプハルスのＨｉｇｈ出力が行われる。
【００３７】
ステップＳ２３で、ステップＳ２０〜Ｓ２３で使用されたカウンタ値がリセットされる。ステップＳ２４で、垂直同期信号の立ち下がりがあったか否かが判断される。無い場合は、ステップＳ２０に戻され、あった場合は、ステップ２５に進められる。ステップＳ２５で、設定されたカウンタ値の総てがリセットされ、ステップＳ１３に進められる（ラインが切り替えられる）。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施形態における電子内視鏡システムの構成図である。
【図２】デジタル・コンポーネント信号と、クランプ信号とを示すタイミングチャートである。
【図３】クランプパルスのＬｏｗ出力期間の長さが調整される流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
１  電子内視鏡システム
１０  電子スコープ
１１  操作部
１２  挿入部
１３  接続部
１４  撮像素子
１５  第１ＲＯＭ
１９  信号処理回路
２０  画像処理プロセッサ
２１  パルス生成部
２２  サグ補正回路
２３  映像信号処理部
２５  スコープ判別回路
２７  第２ＲＯＭ
２９  タイミング調整回路
３０  モニタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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