(57)【要約】【課題】データ毎に必要であったメモリを低減して回路規模を縮小可能なデータ処理装置を実現する。【解決手段】ビデオプロセッサ（信号処理装置）４は、各種信号処理を行う信号処理回路２４を有して構成される。信号処理回路２４は、各種信号処理に必要なデータを一つのメモリ素子として格納するＲＯＭ４１と、このＲＯＭ４１を制御して、ＲＯＭ４１に格納されたデータを読み出すＲＯＭ制御回路４２と、各回路を制御するＣＰＵ４３とを設けて構成されている。ＲＯＭ４１は、ＡＧＣ回路３２で行われるＡＧＣ処理と、拡大回路３７で行われる拡大・縮小処理と、強調回路３８で行われる強調処理と、ゲイン調整回路４０で行われるゲイン調整処理とで必要なデータとしてルックアップテーブル又は係数データをそれぞれの処理に必要なデータの大きさで格納するように構成されている。【選択図】  図２
2004241923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を変換するためのルックアップテーブルや演算処理を行うための係数データ等の複数の異なった種類の情報が格納される第１のメモリと、
この第１のメモリに格納された情報に基づき、それぞれ異なったデータ処理を実行する複数のデータ処理部と、
を具備し、
複数の異なった種類の情報を前記複数のデータ処理部のそれぞれで使用されるデータ量毎にまとめて前記第１のメモリに格納したことを特徴とするデータ処理装置。
【請求項２】
前記複数のデータ処理部のそれぞれに設けられる第２のメモリと、前記第１のメモリにアクセスし、この第１のメモリに格納された情報を前記データ処理部に転送する制御回路と、を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のデータ処理装置。
【請求項３】
入力された映像信号に対して信号処理を行う信号処理装置であって、
前記制御回路は、前記映像信号の垂直同期信号のブランキング期間に前記第１のメモリにアクセスして前記データ処理部の前記第２のメモリに情報を転送することを特徴とする請求項１に記載のデータ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号などの入力信号をユーザの要求に応じて処理するデータ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、データ処理装置は、入力信号に対応する変換用データを記憶したルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いることが知られている。
このようなデータ処理装置は、一つの画像データに対して複数の異なる変換処理もしくはデータ処理を施す場合、ルックアップテーブルを記憶したメモリ素子や係数データが格納されたメモリ素子が複数個必要となる。
【０００３】
例えば、従来のデータ処理装置は、図６に示すように、データが格納されたメモリを接続し、画像データの処理を行っている。
ここで、図６は従来のデータ処理装置の構成を示す回路ブロック図であり、図７は図６のメモリに格納されるデータを示す概念図である。
【０００４】
映像信号は、ＬＵＴ（ガンマ補正テーブル）１０１の入力信号となり、その入力信号に対応してデータが出力（ガンマ補正）される。その後、映像信号は、拡大係数データメモリ１０２、エンハンス係数データメモリ１０３、ゲイン調整係数データメモリ１０４のデータにより順次乗算器１０５で乗算され、データ処理される。
このような画像データ処理を行う従来のデータ処理装置は、図７に示すようにデータ処理に必要なデータに対して別々のメモリを備える必要がある。
【０００５】
即ち、図７に示すように、従来のデータ処理装置は、ガンマ補正を行うためのガンマ補正テーブルを格納したＬＵＴ（ガンマ補正テーブル）１０１と、画像の拡大縮小を行うための拡大係数データを格納した拡大係数データメモリ１０２と、画像強調を行うためのエンハンス係数データを格納したエンハンス係数データメモリ１０３と、ゲイン調整を行うためのゲイン調整係数データを格納したゲイン調整係数データメモリ１０４との専用のメモリを備えている。
このため、従来のデータ処理装置は、回路規模の小型化が制限され、要求されるハードウェア量とコストとが増加する傾向があった。
【０００６】
一方、これに対し、従来のデータ処理装置は、例えば、特開平７−２６２０８１号公報に記載されているように多数のルックアップテーブルを一つのメモリ素子（ＲＯＭ）内に格納し、変換処理の終了まで一つのＲＯＭを複数回通すことで、一回の変換処理を行うようにしたものが提案されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−２６２０８１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば画像データの処理を行うデータ処理装置などの場合、拡大縮小処理や、色調調整等の種類の異なるデータ処理を行う必要があり、これらの処理の種類に応じて使用するデータの種類が異なる。従って、上記特開平７−２６２０８１号公報に記載のデータ処理装置を画像データ処理に適用した場合、ルックアップテーブルとは異なる種類のデータを格納するための別のメモリが必要となってしまう。
【０００９】
本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、データ毎に必要であったメモリを低減して回路規模を縮小可能なデータ処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載のデータ処理装置は、入力信号を変換するためのルックアップテーブルや演算処理を行うための係数データ等の複数の異なった種類の情報が格納される第１のメモリと、この第１のメモリに格納された情報に基づき、それぞれ異なったデータ処理を実行する複数のデータ処理部と、を具備し、複数の異なった種類の情報を前記複数のデータ処理部のそれぞれで使用されるデータ量毎にまとめて前記第１のメモリに格納したことを特徴としている。
また、本発明の請求項２は、請求項１に記載のデータ処理装置において、前記複数のデータ処理部のそれぞれに設けられる第２のメモリと、前記第１のメモリにアクセスし、この第１のメモリに格納された情報を前記データ処理部に転送する制御回路と、を更に備えたことを特徴としている。
また、本発明の請求項３は、請求項２に記載のデータ処理装置において、入力された映像信号に対して信号処理を行う信号処理装置であって、前記制御回路は、前記映像信号の垂直同期信号のブランキング期間に前記第１のメモリにアクセスして前記データ処理部の前記第２のメモリに情報を転送することを特徴としている。
この構成により、データの種類に拘らず、各種の処理に必要なデータをそれぞれのデータ量（ブロック）毎に１つのメモリに格納してあるので、データの種類毎に新たなメモリを必要とせず、回路自体の小型化を達成することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の１実施の形態を説明する。
図１ないし図５は、本発明の１実施の形態に係り、図１は本発明の１実施の形態を備えた内視鏡装置を示す全体構成図、図２は図１の信号処理回路を示す回路ブロック図、図３は図２のＲＯＭに格納されるデータを示す概念図、図４は垂直同期信号及び映像信号のタイミングチャートを示し、図４（ａ）は垂直同期信号のタイミングチャートを示すグラフ、図４（ｂ）は映像信号のタイミングチャートを示すグラフ、図５はセレクタの動作を示す回路ブロック図である。
【００１２】
図１に示すように本発明の１実施の形態を備えた内視鏡装置１は、後述の撮像手段を内蔵する電子内視鏡（以下、単に内視鏡）２と、内視鏡２に照射光を供給する光源装置３と、内視鏡２の撮像手段に対する信号処理を行うデータ処理装置としてのビデオプロセッサ４と、このビデオプロセッサ４で信号処理された映像信号を入力され、内視鏡画像を表示するモニタ５とから構成される。
【００１３】
内視鏡２は、体腔内等に挿入される細長の挿入部２ａを有し、その後端には術者が把持して挿入の操作等を行う操作部２ｂが設けてある。この内視鏡２は、挿入部２ａ内部等に照明光を伝送するライトガイド１１が挿通され、操作部２ｂ側部から延出されたユニバーサルコード２ｃ後端に設けたライトガイドコネクタ２ｃｃは光源装置３に着脱自在で接続される。
【００１４】
光源装置３は、白色光を発生するランプ３ａが内蔵され、このランプ３ａの照明光は絞り制御回路３ｂにより開閉量が制御される絞り３ｃで光量が調整され、図示しない集光レンズで集光されてライトガイド１１の後端面に入射される。
尚、一般に、絞り３ｃは、内視鏡２が被写体に近づいたときに閉じる方向に動き、内視鏡２が被写体から遠ざかったときに開く方向に動くようになっている。
また、絞り制御回路３ｂは、ビデオプロセッサ４の後述する測光回路から絞り制御信号が入力されるようになっている。
【００１５】
光源装置３からライトガイド１１の後端面に入射された照明光はこのライトガイド１１により伝送され、挿入部２ａの先端部２ａａに設けた照明光学系１２により前方に拡開されて出射され、患部などの被写体を照明するようになっている。
照明光によって照明された被写体からの反射光は、挿入部先端部２ａａに設けた対物光学系１３を介して被写体像として取り込まれる。そして、取り込まれた被写体像は、電荷結合素子（ＣＣＤ）である固体撮像素子１４の撮像面に結像するようになっている。
【００１６】
この固体撮像素子１４に接続された信号線は、ライトガイドコネクタ２ｃｃの側部から延出するビデオケーブル２ｄ後端に設けたビデオコネクタ２ｄｄを介してビデオプロセッサ４と着脱自在に接続される。
固体撮像素子１４は、信号ケーブルを介してビデオプロセッサ４に設けた撮像素子駆動回路２１からの駆動信号により制御駆動され、被写体像を撮像して光電変換し、撮像信号に変換する。
【００１７】
そして、ビデオプロセッサ４の撮像素子駆動回路２１からの駆動信号により固体撮像素子１４から撮像信号が読み出され、この撮像信号は信号ケーブルを介してビデオプロセッサ４内部の相関二重サンプリング回路（以下、ＣＤＳ回路）２２に入力される。
撮像信号は、ＣＤＳ回路２２で相関二重サンプリング処理（ＣＤＳ処理）されて信号成分が抽出されたベースバンドの映像信号に変換された後、Ａ／Ｄ変換器２３に入力されてデジタル信号に変換される。
【００１８】
このデジタル信号は、信号処理回路２４に入力されると共に、光源装置３の照明光の光量を制御するための測光回路２５にも入力される。
測光回路２５から出力される絞り制御信号は、光源装置３の絞り制御回路３ｂを介して絞り３ｃの開口量を調整し、適正な明るさのレベルの映像信号となるように照明光量を自動調光する。
【００１９】
信号処理回路２４は、入力されたデジタル映像信号に対して各種信号処理を施してＤ／Ａ変換器２６に出力する。そして、このＤ／Ａ変換器２６で変換されたアナログの映像信号は、モニタ５に出力されてモニタの表示面に内視鏡画像が表示されるようになっている。
また、信号処理回路２４は、光源装置３の絞り制御回路３ｂからの光量を検出するための光量検出回路２７に接続され、後述するように光量検出データを変換するためのデータが入力されるようになっている。
【００２０】
図２は、信号処理回路２４の内部構成を示す回路ブロック図である。
信号処理回路２４は、相関二重サンプリング処理（ＣＤＳ処理）されてデジタル信号に変換された映像信号に対して、固体撮像素子１４のＯＢ（オプティカルブラック）部分から読み出した信号レベルをクランプして、黒レベルを確定する処理を行うＯＢクランプ回路３１と、ＡＧＣ（  Ａｕｔｏ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｏｒｏｌ  ）処理を行うＡＧＣ回路３２と、多線読み出しされた映像信号を一線に合成する合成回路３３と、ホワイトバランスの補正及び多線のばらつきを補正するＷＢ補正／信号均一化回路３４と、色調調整処理を行う色調調整回路３５と、ガンマ補正を行うγ補正回路３６と、モニタ５上に表示される内視鏡画像の大きさに応じた拡大率で拡大・縮小処理を行う拡大回路３７と、構造強調、輪郭強調等の強調処理を行う強調回路３８と、デジタル映像信号が時系列的に書込まれ、同時にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色成分を読み出すことにより同時化処理を行う同時化回路３９と、ゲイン調整処理を行うゲイン調整回路４０とを有して構成されている。
【００２１】
また、信号処理回路２４は、各種信号処理に必要なデータを一つのメモリ素子として格納する第１のメモリとしてのＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ  ）４１と、このＲＯＭ４１を制御して、ＲＯＭ４１に格納されたデータを読み出すＲＯＭ制御回路４２と、各回路を制御するＣＰＵ（  Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ  ）４３とを設けて構成されている。
【００２２】
また、信号処理回路２４は、ＲＯＭ４１からデータを転送して格納する第２のメモリとしてのＲＡＭ（  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ  ）４４と、このＲＡＭ４４に入力されるデータを選定（セレクト）するセレクタ４５とを有している。更に、信号処理回路２４は、拡大回路３７と、強調回路３８と、ゲイン調整回路４０とに、ＲＯＭ４１からデータを転送して格納するためのＲＡＭ４６〜４９がそれぞれ設けられている。尚、符号５１〜５３は、係数データを乗算するための乗算器である。
【００２３】
また、ＯＢクランプ回路３１と、ＡＧＣ回路３２と、合成回路３３と、ＷＢ補正／信号均一化回路３４と、色調調整回路３５と、γ補正回路３６と、拡大回路３７と、強調回路３８と、同時化回路３９と、ゲイン調整回路４０と、ＲＯＭ制御回路４２と、ＲＡＭ４４と、セレクタ４５とは、ＦＰＧＡ（  Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ  ）  ５４内に構成され、ＣＰＵインターフェース（Ｉ／Ｆ）５５でＣＰＵ４３に接続されている。
【００２４】
本実施の形態では、ＲＯＭ４１は、ＡＧＣ回路３２で行われるＡＧＣ処理と、拡大回路３７で行われる拡大・縮小処理と、強調回路３８で行われる強調処理と、ゲイン調整回路４０で行われるゲイン調整処理とで必要なデータとしてルックアップテーブル又は係数データをそれぞれの処理に必要なデータの大きさで格納するように構成されている。
即ち、ＲＯＭ４１は、図３に示すように各種信号処理に必要なデータが格納されている。
【００２５】
ここで、第１ルックアップテーブルは、ＡＧＣ回路３２でのＡＧＣ処理に用いられ、ＲＡＭ４４へ転送されるデータである。
この第１ルックアップテーブルは、光量検出回路２７から出力される光源装置３の光量検出データを変換するためのデータであり、変換されるデータは輝度信号の目標とする目標値である。
【００２６】
また、第２ルックアップテーブルは、γ補正回路３６でのガンマ補正に用いられ、ＲＡＭ４６へ転送されるデータである。この第２ルックアップテーブルは、色調調整回路３５から出力されるＲＧＢの映像信号に対してガンマ補正を行うためのガンマ補正テーブルである。
【００２７】
また、第１係数データは、拡大回路３７での拡大・縮小処理に用いられ、ＲＡＭ４７へ転送されるデータである。この第１係数データは、入力される映像信号に対して乗算することで拡大・縮小処理を行うための拡大係数データである。
【００２８】
また、第２係数データは、強調回路３８での強調処理に用いられ、ＲＡＭ４８へ転送されるデータである。この第２係数データは、入力される映像信号に対して乗算することで強調処理を行うためのエンハンス係数データである。
【００２９】
また、第３係数データは、ゲイン調整回路４０でのゲイン調整処理に用いられ、ＲＡＭ４９へ転送されるデータである。この第３係数データは、入力される映像信号に対して乗算することでゲイン調整処理を行うためのゲイン調整係数データである。
【００３０】
そして、ＲＯＭ制御回路４２は、図４に示すタイミングで、垂直同期期間のブランキング期間に一回アクセスしてＲＯＭ４１に格納されたデータを順次読み出す制御を行う。
そして、ＲＯＭ制御回路４２は、ＲＯＭ４１からそれぞれのデータと衝突することなく、処理に必要なアドレスにアクセスできるように、アドレスとリードイネーブルを生成し、読み出したデータを、ＲＡＭ４４〜３２に順次格納させるようになっている。
ＲＡＭ４４に格納されるデータは、セレクタ４５からの選定信号に対応した信号が出力される第１ルックアップテーブルである。
【００３１】
ここで、光源装置３は、光量信号を直接、信号処理回路２４に送信できるものとＣＰＵ４３を介してしか送信できないものがある。
そこで、本実施の形態では、図５に示すようにＣＰＵ４３は、光源装置３が光量信号を直接、信号処理回路２４に送信できるものかそうでないかを判別する判別信号によってセレクタ４５でＲＡＭ４４に入力される入力信号（光量信号）をセレクトするようになっている。セレクトされた光量信号は、ＲＡＭ４４の入力信号となる。
【００３２】
そして、ＡＧＣ回路１８は、光源装置３の光源ランプの光量が足りない場合、図示しない外部からの設定スイッチにて動作するように設定されている。その場合、ＡＧＣ回路１８は、ＯＢクランプ回路３１でＯＢクランプされた映像信号から輝度信号を検出し、この検出した輝度信号とセレクタ４５にて選定（セレクト）されてＲＡＭ４４から出力された目標値とを比較する。そして、検出した輝度信号が目標値に達しない場合、ＡＧＣ回路１８は、ゲインを増加させて画像を明るくするようになっている。
【００３３】
また、ガンマ補正は、ＲＡＭ４６に格納された第２ルックアップテーブルを用いてγ補正回路３６で行われる。γ補正回路３６は、ＲＡＭ２９に格納された第２ルックアップテーブルに基づき、色調調整回路３５から出力される映像信号に対してガンマ補正を行う。
【００３４】
また、拡大・縮小処理は、ＲＡＭ４７に格納された第１係数データを用いて拡大回路３７で行われる。拡大回路３７は、ＲＡＭ４７に格納された第１係数データに基づき、γ補正回路３６でガンマ補正された映像信号に乗算器５１で乗算することで拡大・縮小処理を行う。
【００３５】
また、強調処理は、ＲＡＭ４８に格納された第２係数データを用いて強調回路３８で行われる。強調回路３８は、ＲＡＭ４８に格納された第２係数データに基づき、拡大回路３７で拡大・縮小処理された映像信号に乗算器５２で乗算することで強調処理を行う。
【００３６】
また、ゲイン調整処理は、ＲＡＭ４９に格納された第３係数データを用いてゲイン調整回路４０で行われる。ゲイン調整回路４０は、ＲＡＭ４９に格納された第３係数データに基づき、同時化回路３９で同時化された映像信号に乗算器５３で乗算することでゲイン調整処理を行う。
【００３７】
このように本実施の形態のビデオプロセッサ４（信号処理装置）は、各種信号処理を行うための多数のルックアップテーブルの他、係数データをメモリ素子であるＲＯＭ４１に格納し、映像信号に対して垂直同期期間のブランキング期間に一回アクセスしてＦＰＧＡ５４内のメモリに転送したデータを利用してデータ処理を行うことができる。
【００３８】
また、本実施の形態のビデオプロセッサ４（信号処理装置）は、ＲＯＭをデータ処理に直接使用するわけではないため、データを一つのメモリに格納することができる。
尚、ＲＡＭのアクセス時間がＲＯＭに比べて速いため、時間が短い場合であってもデータ処理を行うことが可能である。また、垂直同期期間におけるブランキング時間は、水平同期期間におけるブランキング時間よりも長いので、次の映像信号期間が始まるまでの間にデータ読み込みのための十分な時間を確保できる。
【００３９】
これにより、本発明のビデオプロセッサ４（信号処理装置）は、メモリ素子を削減して回路面積を縮小することが可能となる。
尚、本実施の形態では、一つのＦＰＧＡで処理を行っているが、複数のＦＰＧＡを用いても良い。
【００４０】
また、本実施の形態の内視鏡装置１は、撮像素子を内蔵した電子内視鏡２を用いて構成しているが、光学式内視鏡及びこの光学式内視鏡に着脱自在に装着するカメラヘッドを用いて構成した内視鏡装置に本発明を適用しても構わない。
【００４１】
また、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【００４２】
［付記］
（付記項１）  入力信号を変換するためのルックアップテーブルや演算処理を行うための係数データ等の複数の異なった種類の情報が格納される第１のメモリと、
この第１のメモリに格納された情報に基づき、それぞれ異なったデータ処理を実行する複数のデータ処理部と、
を具備し、
複数の異なった種類の情報を前記複数のデータ処理部のそれぞれで使用されるデータ量毎にまとめて前記第１のメモリに格納したことを特徴とするデータ処理装置。
【００４３】
（付記項２）  前記複数のデータ処理部のそれぞれに設けられる第２のメモリと、前記第１のメモリにアクセスし、この第１のメモリに格納された情報を前記データ処理部に転送する制御回路と、を更に備えたことを特徴とする付記項１に記載のデータ処理装置。
【００４４】
（付記項３）  入力された映像信号に対して信号処理を行う信号処理装置であって、
前記制御回路は、前記映像信号の垂直同期信号のブランキング期間に前記第１のメモリにアクセスして前記データ処理部の前記第２のメモリに情報を転送することを特徴とする付記項１に記載のデータ処理装置。
【００４５】
（付記項４）  前記ルックアップテーブルは、光量検出データを変換するためのデータであることを特徴とする付記項１又は２に記載のデータ処理装置。
【００４６】
（付記項５）  前記ルックアップテーブルは、ガンマ補正に用いられるガンマ補正テーブルであることを特徴とする付記項１又は２に記載のデータ処理装置。
【００４７】
（付記項６）  前記係数データは、拡大・縮小処理に用いられる拡大係数データであることを特徴とする付記項１又は２に記載のデータ処理装置。
【００４８】
（付記項７）  前記係数データは、強調処理に用いられるエンハンス係数データであることを特徴とする付記項１又は２に記載のデータ処理装置。
【００４９】
（付記項８）  前記係数データは、ゲイン調整に用いられるゲイン調整係数データであることを特徴とする付記項１又は２に記載のデータ処理装置。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、データ毎に必要であったメモリを低減して回路規模を縮小可能なデータ処理装置（ビデオプロセッサ）を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施の形態を備えた内視鏡装置を示す全体構成図
【図２】図１の信号処理回路を示す回路ブロック図
【図３】図２のＲＯＭに格納されるデータを示す概念図
【図４】垂直同期信号及び映像信号のタイミングチャートを示すグラフ
【図５】セレクタの動作を示す回路ブロック図
【図６】従来のデータ処理装置の構成を示す回路ブロック図
【図７】図６のメモリに格納されるデータを示す概念図
【符号の説明】
１…内視鏡装置
２…内視鏡
３…光源装置
４…ビデオプロセッサ（信号処理装置）
５…モニタ
２１…撮像素子駆動回路
２２…ＣＤＳ回路
２３…Ａ／Ｄ変換器
２４…信号処理回路
２５…測光回路
２６…Ｄ／Ａ変換器
２７…光量変化検出回路
３１…ＯＢクランプ回路
３２…ＡＧＣ回路
３３…合成回路
３４…ＷＢ補正／信号均一化回路
３５…色調調整回路
３６…γ補正回路
３７…拡大回路
３８…強調回路
３９…同時化回路
４０…ゲイン調整回路
４１…ＲＯＭ（メモリ素子）
４２…ＲＯＭ制御回路
４３…ＣＰＵ
４４，４６〜４９…ＲＡＭ
４５…セレクタ
５１〜５３…乗算器
５４…ＦＰＧＡ
５５…ＣＰＵＩ／Ｆ
【図１】
2004241923.tif 000003
【図２】
2004241923.tif 000004
【図３】
2004241923.tif 000005
【図４】
2004241923.tif 000006
【図５】
2004241923.tif 000007
【図６】
2004241923.tif 000008
【図７】
2004241923.tif 000009