(57)【要約】【課題】水平方向の画素数が垂直方向の画素数に比べて多く、１画素あたりの縦横の長さが大きく異なる場合、静止画記録する際の水平方向の解像度の劣化を低減できる電子内視鏡装置を提供する。【解決手段】画素ずらし法を採用した３板式のカメラヘッドに実質的に得られる画素数は水平方向の画素数は単板式のカメラヘッドの場合により得られる画素数の２倍となり、水平方向の画素数が垂直方向の画素数に比べて非常に多くなり、静止画像として記録する場合、通常の正方画素変換を行うと補間率が１／２程度になり、高解像で得た情報が無駄になるので、ほぼ１の補間率で正方画素変換を行うと共に、垂直方向にはライン補間で２倍に拡大して記録する。【選択図】  図５
2004254777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を撮像して撮像信号を生成する撮像手段と、
前記撮像手段から出力された撮像信号に所定の処理を施して映像信号を生成する画像処理手段と、
前記画像処理手段によって生成された映像信号を表示可能なＴＶモニタと、
を有する電子内視鏡装置において、
前記電子内視鏡装置は更に、静止画像を記録するための静止画像記録手段と、
前記静止画像記録手段に静止画像を記録させる指示をするための記録指示信号を送出する記録指示手段と、
前記記録指示手段から入力された前記記録指示信号に基づいて記録画像フォーマットに変換して前記静止画像記録手段に静止画像を記録させる記録制御手段とを有しており、
前記撮像手段により実質的に得られる水平方向の画素数が垂直方向の画素数よりも大きい場合に、前記記録画像フォーマットに変換する際に、該記録画像に縦横の歪が生じないように映像信号の水平方向は画素補間により正方画素化し、垂直方向はライン補間により拡大することを特徴とする電子内視鏡装置。
【請求項２】
さらに前記静止画像記録手段に記録された静止画像を再生して、前記ＴＶモニタに表示させる指示をするための再生指示信号を送出する再生指示手段と、前記再生指示手段から入力された前記再生指示信号に基づいて再生画像フォーマットに変換して前記ＴＶモニタに再生画像を表示させる再生制御手段とを有しており、
前記再生画像フォーマットに変換する際に、該再生画像に縦横の歪が生じないように映像信号の水平方向は画素補間により長方画素化し、垂直方向はライン補間により縮小することを特徴とする請求項１記載の電子内視鏡装置。
【請求項３】
被写体像を撮像した撮像信号に対して所定の処理を施して映像信号を生成し、ＴＶモニタに出力する画像処理装置において、
静止画像を記録させる指示をするための記録指示信号により静止画像を記録する静止画像記録手段と、
前記記録指示信号に基づいて記録画像フォーマットに変換して前記静止画像記録手段に静止画像を記録させる記録制御手段と、
を有しており、
前記撮像信号により実質的に得られる水平方向の画素数が垂直方向の画素数よりも大きい場合に、前記記録画像フォーマットに変換する際に、該記録画像に縦横の歪が生じないように映像信号の水平方向は画素補間により正方画素化し、垂直方向はライン補間により拡大することを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は撮像手段により撮像した画像をＴＶモニタに表示する電子内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、内視鏡の接眼部にＴＶカメラを接続して被写体を撮像し、得られた撮像信号からＮＴＳＣ方式やＰＡＬ方式などのＴＶフォーマット信号を生成してＴＶモニタに表示する内視鏡撮像装置により、検査や手術が行われている。
【０００３】
このような内視鏡検査や手術を行う場合には、後で詳しく診断をしたり、手術中の記録を残すために術者はしばしば静止画像を記録するということを行う。そして近年では、画質の劣化を少なくするために、静止画をデジタルデータのまま圧縮し、ＰＣカードなどの記憶デバイスに記録するということが行われている。そして、ＰＣカードに記録した画像を、パソコンで保存したり、保存した画像の検索や編集を容易に行うことが出来るようになってきている。
【０００４】
従来技術として特開２０００−３５４５８５号公報に開示されているように静止画像を記録する際には、正方画素変換が行われる。ＴＶカメラに使用される固体撮像素子としての例えば電荷結合素子（以下、ＣＣＤと略記）は、ＮＴＳＣ方式の場合、有効画素数が例えば水平方向７６８画素、垂直方向４９４画素で構成されており、１画素の縦横の比率は、およそ縦７横６となっており、ＰＡＬ方式の場合、有効画素数が例えば水平方向７５２画素、垂直方向５８２画素で構成されており、１画素の縦横の比率は、およそ縦２４横２５となっている。
【０００５】
このようにＣＣＤの１画素は長方形をしているため、パソコン等の正方画素表示のモニタにそのまま表示をすると、縦横の比率が変化して、例えば円が楕円に表示されると言った画像に歪みを生じる。
【０００６】
図７はこの様子を模式的に示す。つまり、図７（Ａ）に示すように、ＣＣＤの１画素の縦横比が７：６となっている場合、補間しないでパソコン等の正方画素表示のモニタに表示すると、図７（Ｃ）に示すように水平方向に７／６拡大されて表示されるので、図７（Ａ）の円は図７（Ｃ）に示すように楕円として表示されることになり、画像に歪みが生じることになる。
そのため、以下に説明するように水平方向の画素を補間して正方画素変換処理を行い、図７（Ａ）の円を図７（Ｂ）に示すように円として表示されるようにする。
【０００７】
つまり、画像をＰＣカードに記録する前にＮＴＳＣ方式なら、縦７横７、ＰＡＬ方式ならば、縦２４横２４の比率になるように、水平方向の画素を補間して正方画素変換処理を行う。
【０００８】
正方画素変換処理の一例としては、直線補間法があり、ＮＴＳＣ方式の場合には、水平方向に連続した７個の長方画素データから連続した６個の正方画素データを生成し（補間率６／７倍）、ＰＡＬ方式の場合には、水平方向に連続した２４個の長方画素データから連続した２５個の正方画素データを生成（補間率２５／２４倍）する。
また、一度ＰＣカードに記録した画像をＴＶモニタにて再生するということも行われている。この場合には、反対に長方画素変換処理が行われる。
【０００９】
ＮＴＳＣ方式の場合には、水平方向に連続した６個の正方画素データから連続した７個の長方画素データを生成し（補間率７／６倍）、ＰＡＬ方式の場合には、水平方向に連続した２５個の正方画素データから連続した２４個の長方画素データを生成（補間率２４／２５倍）する。
図７（Ａ）、図７（Ｂ）ではＮＴＳＣ方式の場合の正方画素変換処理、及び長方画素変換処理の画像例で示している。
【００１０】
ところで、前記ＴＶカメラとして、白色照射光を被写体に照射し、カラー撮像を行う同時式の内視鏡装置においては、単板式と３板式の２種類の方法が一般に用いられている。
このうちカラーフイルターを装備した１枚のＣＣＤを採用する単板式に対して、３板式のＴＶカメラは、撮像レンズの後に３色分解プリズムを設け、Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色に分割して、それぞれの色光線を別々の固体撮像素子で撮像するようになっており、例えば特開平１１−２４４２３０号公報の従来技術では色シェーディング補正を行うことを開示している。
【００１１】
このような３板式のＴＶカメラは、単板式のものに比べて、色再現性に優れているとともに、画素ずらし法を用いることで、より解像度を向上することができる。
【００１２】
図８に示すとおり、画素ずらし法は、Ｇ用のＣＣＤと、Ｒ、Ｂ用ＣＣＤの間で水平方向の空間的位置を１／２画素ずらして配列し、ＣＣＤの駆動周波数の２倍の周波数で信号処理を行うことで、水平方向の解像度を向上させる方法である。
図８では左側に示すようにＲ（用ＣＣＤ）の水平位置とＢ（用ＣＣＤ）の水平位置とは同じであるが、Ｇ（用ＣＣＤ）の水平位置は１／２画素ずらして配列され、これらのＣＣＤの場合における通常の水平駆動周波数の２倍の周波数で信号処理を行うことで、水平方向の解像度を向上させる方法であり、図８の右側に示すように水平方向の画素数を２倍に相当するものにする。水平方向に２倍で駆動するため、１画素の横幅は（左側の場合の）１／２倍になる。
【００１３】
すなわち、単板式の場合、ＣＣＤの駆動周波数と信号処理周波数とが等しく、ＣＣＤの画素数がそのまま水平方向、垂直方向の画素数として処理され、ＮＴＳＣ方式では、水平方向７６８画素、垂直方向４９４画素、ＰＡＬ方式では水平方向７５２画素、垂直方向５８２画素の画像データからＴＶフォーマット信号が形成される。
【００１４】
これに対して３板式の場合、ＣＣＤの駆動周波数に対して、信号処理周波数は画素ずらし処理により２倍となり、この結果水平方向の画像データはＣＣＤの画素数の２倍となって処理され、ＮＴＳＣ方式では、水平方向１５３６画素、垂直方向４９４画素、ＰＡＬ方式では水平方向１５０４画素、垂直方向５８２画素の画像データからＴＶフォーマット信号が形成される。
【００１５】
これにより、ＮＴＳＣ方式やＰＡＬ方式のＴＶフォーマットでは、垂直方向の有効走査線数が決まっていることから、３板式ＴＶカメラでは、水平方向の画素数が２倍になったことにより、逆に１画素あたりの水平方向の長さは１／２となり、縦横の比率は、ＮＴＳＣ方式では縦７横３、ＰＡＬ方式では縦４８横２５となる。
【００１６】
さて、このように１画素当たりの縦横比率が大きく異なる画像データを静止画像として記録する場合を考える。（図９には例としてＮＴＳＣ方式の場合の説明図を示す。）
このとき従来例の通りの正方画素変換を行うと、ＮＴＳＣ方式の場合には、水平方向に連続した７個の長方画素データから連続した３個の正方画素データを生成し（補間率３／７倍）、ＰＡＬ方式の場合には、水平方向に連続した４８個の長方画素データから連続した２５個の正方画素データを生成（補間率２５／４８倍）することになる。
【００１７】
【特許文献１】
特開２０００−３５４５８５号公報
【００１８】
【特許文献２】
特開平１１−２４４２３０号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようにして得られた記録画像は、従来例の補間率がほぼ１だったのに対して、補間率が１よりも非常に小さい為に、せっかくの水平方向の高解像度での撮像により得た情報を無駄にしてしまうことになっていた。
【００２０】
また、反対に静止画像をＴＶモニタで再生する場合には、長方画素変換を行うと、ＮＴＳＣ方式の場合には、水平方向に連続した３個の正方画素データから連続した７個の長方画素データを生成し（補間率７／３倍）、ＰＡＬ方式の場合には、水平方向に連続した２５個の正方画素データから連続した４８個の長方画素データを生成（補間率４８／２５倍）することになる。
しかし、このようにして得られた再生画像は、補間率が１よりも非常に大きい為に、画像の粗さが顕著になってしまうという欠点を有する。
【００２１】
（発明の目的）
本発明は、上記事情を鑑みて、３板式のＴＶカメラにおいて、もしくは、水平方向の画素数が垂直方向の画素数に比べて多く、１画素あたりの縦横の長さが大きく異なる場合などに、静止画記録する際の水平方向の画像データを有効に利用して、解像度の劣化を低減できる電子内視鏡装置及び画像処理装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
被写体像を撮像して撮像信号を生成する撮像手段と、
前記撮像手段から出力された撮像信号に所定の処理を施して映像信号を生成する画像処理手段と、
前記画像処理手段によって生成された映像信号を表示可能なＴＶモニタと、
を有する電子内視鏡装置において、
前記電子内視鏡装置は更に、静止画像を記録するための静止画像記録手段と、
前記静止画像記録手段に静止画像を記録させる指示をするための記録指示信号を送出する記録指示手段と、
前記記録指示手段から入力された前記記録指示信号に基づいて記録画像フォーマットに変換して前記静止画像記録手段に静止画像を記録させる記録制御手段とを有しており、
前記撮像手段により実質的に得られる水平方向の画素数が垂直方向の画素数よりも大きい場合に、前記記録画像フォーマットに変換する際に、該記録画像に縦横の歪が生じないように映像信号の水平方向は画素補間により正方画素化し、垂直方向はライン補間により拡大することにより、
撮像手段として３板式のＴＶカメラを用いた場合、もしくは、水平方向の画素数が垂直方向の画素数に比べて多く、１画素あたりの縦横の長さが大きく異なる撮像手段を用いた場合などに、静止画記録する際の水平方向の画像データを有効に利用して、解像度の劣化を低減できるようにしている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の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１実施の形態の電子内視鏡装置の全体構成を示し、図２はカメラヘッド及びカメラコントロールユニットの内部構成を示し、図３は図２のカメラヘッドにおける撮像部の内部構成を示し、図４は図２における記録再生処理回路の機能構成を示し、図５は本実施の形態における正方画素変換処理及び長方画素変換処理の説明図を示す。
【００２４】
まず、本実施の形態の構成を説明する。
図１に示すように本発明の１実施の形態の電子内視鏡装置１は、被写体像を観察するために体腔内に挿入される光学式内視鏡２と、この光学式内視鏡２の接眼部に着脱自在に接続されるカメラヘッド３と、このカメラヘッド３の撮像部からの撮像信号に対する信号処理をして標準的な映像信号に変換する画像処理装置としてのカメラコントロールユニット（以下、ＣＣＵ）４と、このＣＣＵ４から出力された映像信号を表示するＴＶモニタ５と、光学式内視鏡２による（光学的な）観察に必要となる照明光を発生する光源装置６と、この光源装置６から出力される照明光を光学式内視鏡２に供給するライトガイドケーブル７と、ＣＣＵ６に着脱自在のメモリカード８を装着することにより、メモリカード８に記録された画像を保存したり、編集したり、ディスプレイ９で表示したりするパソコン１０とからなる。
【００２５】
光学式内視鏡２は、細長で例えば硬質の挿入部１１とこの挿入部１１の後端側に形成された把持部と、この把持部の後端に設けられ接眼部１３とを有し、挿入部１１内及び把持部内には図示しないライトガイドが挿通されている。
そして、ライトガイドケーブル７が接続されることにより、光源装置６により発生され、ライトガイドケーブル７を経て光学式内視鏡２に供給された照明光は、この光学式内視鏡２内部のライトガイドにより伝送され、照明窓に固定された先端面から出射され、挿入部１１が挿入された体腔内の患部等の被写体１４側を照明する。
【００２６】
この挿入部１１の先端部には照明窓に隣接して観察窓が設けてあり、観察窓に取り付けた対物レンズにより、被写体の光学像が結像され、その光学像は挿入部１１内に挿通されたリレーレンズ系により後方側に伝送され、接眼部１３から拡大観察できると共に、この接眼部１３にカメラヘッド３を装着した場合には、図２に示すカメラヘッド３に設けた撮像部１５に結像され、光電変換され、撮像信号を出力する。
【００２７】
本実施の形態ではこのカメラヘッド３は３板式ＴＶカメラで構成されている。
つまり、本実施の形態における撮像部１５は、図示しない撮像レンズと、この撮像レンズを経た入射光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色成分に色分離する色分離プリズム１７を形成する３つのプリズム部材１７ａ、１７ｂ、１７ｃと、結像位置に配置された３つの固体撮像素子としての電荷結合素子（以下、ＣＣＤと略記）１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂとからなる。
【００２８】
撮像レンズを通った光はプリズム部材１７ｃに入射し、このプリズム部材１７ｃの後面とプリズム部材１７ａの前面との境界面に設けた青色の波長の光を選択的に反射するダイクロイック層で青色の光成分が選択的に反射されてＣＣＤ１８Ｂに結像される。
【００２９】
また、プリズム部材１７ａに入射された（青色を除く）光成分はプリズム部材１７ａの後面とプリズム部材１７ｂの前面との境界面に設けた赤色の波長の光を選択的に反射するダイクロイック層で赤色の光成分が選択的に反射されてＣＣＤ１８Ｒに結像される。
【００３０】
さらにプリズム部材１７ｂに入射された（青色と赤色を除く）光成分、つまり緑色の光はプリズム部材１７ｂの後面から出射され、ＣＣＤ１８Ｇに結像される。つまり、ＣＣＤ１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂはそれぞれ、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分の光学像が結像され、それぞれ光電変換する。
【００３１】
なお、ＣＣＤ１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂはそれぞれ、ＮＴＳＣフォーマットに対応するべく有効画素数が水平方向７６８画素、垂直方向４９４画素の画素を有しており、ＣＣＤ１８Ｒ、１８Ｂの結像位置に対して、ＣＣＤ１８Ｇは水平方向に１／２画素ずれた位置に配置されている。この画素ずらしは図８ですでに説明しているので、ここでの説明を省略する。
これらＣＣＤ１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂはカメラヘッド３の後端から延出されたカメラケーブル１９内の信号線を経由し、このカメラケーブル１９の端部に設けたコネクタ２０が着脱自在に接続されるＣＣＵ４と接続される。
【００３２】
そして、カメラヘッド３のＣＣＤ１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂは、ＣＣＵ４内のＣＣＤドライバ２１からのＣＣＤドライブ信号が印加されることにより、ＣＣＤ１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂで光電変換されて出力されるＣＣＤ出力信号（撮像信号）がプリプロセス回路２２に出力されるようになっている。
なお、このＣＣＤ出力信号は、画素ずらし処理を施されて、水平方向１５３６画素、垂直方向４９４画素の信号としてプリプロセス回路２２に出力されるようになっている。
【００３３】
プリプロセス回路２２に入力されたＣＣＤ出力信号は、増幅された後、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）等の前処理が行われた後、Ａ／Ｄ変換回路２３に入力されてＲＧＢデジタル信号に変換された後、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰと略記）２４に出力されるようになっている。このＤＳＰ２４では、入力されたＲＧＢデジタル信号に対して、ＣＰＵ２５の制御に基づき、ホワイトバランス処理及び、色シェーディング補正処理を行った後、輪郭強調処理、γ補正等のデジタル処理が施され、文字重畳回路２６に出力されるようになっている。
【００３４】
この文字重畳回路２６では、入力されたＲＧＢデジタル信号に、患者名、現在の日付／時刻あるいはオンスクリーンメニューなどの文字情報が重畳される。文字情報を重畳されたＲＧＢデジタル信号は、フレームメモリ２７に一時的に記憶される。このフレームメモリ２７上の画像データは通常１／３０秒毎に更新されセレクタ２８と記録再生回路２９とに出力される。
【００３５】
セレクタ２８では、フレームメモリ２７からのライブ画像と記録再生回路２９側からの再生画像とが入力され、どちらか一方のＲＧＢデジタル信号が、ＣＰＵ２５からの制御によって切り替えられてＤ／Ａ変換回路３０に出力される。
そして、Ｄ／Ａ変換回路３０に入力されたデジタル信号は、アナログ信号のＲＧＢ信号に変換されて、ＴＶモニタ５に出力される。
【００３６】
また、カメラヘッド３には、記録／再生指示スイッチ３１が設けられており、このスイッチ３１が押されると、ＣＰＵ２５にはメモリカード８ヘの静止画記録指示、あるいは、メモリカード８からの静止画再生指示の信号が送られる。ＣＰＵ２５では記録再生指示スイッチ３１からの入力に応じて、フレームメモリ２７、記録再生処理回路２９、セレクタ２８を制御する。
【００３７】
なお、図１に示すカメラヘッド３に設けた記録指示スイッチ３１ａ及び再生指示スイッチ３１ｂとを、図２では記録／再生指示スイッチ３１により代表して示している。
記録再生処理回路２９では、記録／再生指示スイッチ３１（の記録指示スイッチ３１ａ）から記録が指示されると、ＣＰＵ２５からの制御に基づき、フレームメモリ２７に蓄積されたＲＧＢデジタル信号に対して後述の正方画素化と補間等の処理をしてＣＣＵ４に着脱自在に接続される記録媒体としてのメモリーカード８に静止画像を記録する。
そして、静止画像の画像データが記録されたメモリーカード８をＣＣＵ４から取外し、パソコン１０に設けられたメモリーカード用スロットに装着することでパソコン１０のディスプレイ９に表示される静止画像を閲覧可能となる。
【００３８】
また、記録再生処理回路２９では、記録／再生指示スイッチ３１（の再生指示スイッチ３１ｂ）から再生が指示されると、ＣＰＵ２５からの制御に基づき、メモリカード８に記録された画像を読み出して、長方画素化及び補間等の処理をして再生画像としてのＲＧＢデジタル信号を生成し、セレクタ２８に送信する。
なお、記録再生処理回路２９は、記録時と再生時とで機能が異なる。具体的には記録時には図４（Ａ）に示すような機能構成となり、再生時には図４（Ｂ）に示すような機能構成となる。以下、記録時及び再生時の構成を図４（Ａ）及び図４（Ｂ）を参照して説明する。
【００３９】
記録時には、フレームメモリ２７から読み出されたＲＧＢデジタル信号は正方画素化部４０で正方画素に変換される。なお、実際にはＲＧＢデジタル信号のＲ、Ｇ、Ｂ成分毎に正方画素化部４０で正方画素に変換されるので、実際には３個の正方画素化部４０及び補間部４１が設けられている。
【００４０】
上記正方画素化部４０は入力されるＲＧＢデジタル信号に対して１画素分の遅延を行うフリップフロップ（ＦＦと略記）４０ａと、ＲＧＢデジタル信号が入力されると共に、このＦＦ４０ａで１画素分遅延された信号とで水平方向の正方画素変換処理を行う補間部４０ｂとから構成される。この正方画素化部４０により、図５（Ａ）に示す長方画素データは図５（Ｂ）に示す正方画素データに変換され、ここで正方画素変換された出力信号は次段のライン補間部４１に入力される。
【００４１】
このライン補間部４１によるライン補間により垂直方向に拡大され、図５（Ｂ）に示す横長の正方画素データは図５（Ｃ）に示すように垂直方向に２倍に拡大する処理がされる。このライン補間部４１は入力される１ライン分の遅延を行うラインメモリ４１ａと、入力される信号と共にこのラインメモリ４１ａで１ライン分遅延された信号とから垂直方向にライン補間を行う補間部４１ｂとから構成され、この補間部４１ｂから垂直方向に２倍に拡大された信号がマトリックス部４２に出力される。
【００４２】
このマトリックス部４２において、マトリックス演算により、ＲＧＢ形式のデータからＹＣｂＣｒ形式のデータに変換処理を行った後、圧縮部４３に出力される。圧縮部４３では、ＪＰＥＧ圧縮を行い、ＪＰＥＧフォーマットの画像データが、メモリカード８に送られて記録される。
【００４３】
一方、再生時にはメモリカード８から再生画像を読み出し、図４（Ｂ）に示す伸張部５０にて、ＪＰＥＧ伸張を行う。
ＪＰＥＧ伸張された画像データは、ＹＣｂＣｒ形式のデジタル信号であり、マトリックス部５１により、記録時とは反対のマトリックス演算により、ＹＣｂＣｒ形式のデータからＲＧＢ形式のデータに変換処理を行って、ライン補間部５２に出力する。なお、ライン補間部５２及び長方画素化部５３は実際には３個で構成されている。
【００４４】
ライン補間部５２では、ＲＧＢデジタル信号をライン補間により垂直方向に縮小する。つまり、図５（Ｃ）に示す画素データは、垂直方向に１／２倍に縮小されて、図５（Ｂ）に示すように横長の画素データに変換される。
このライン補間部５２は、垂直方向のライン補間を行う為に、入力された信号を１ライン分だけ遅延するラインメモリ５２ａと、入力される信号と共にこのラインメモリ５２ａで１ライン分だけ遅延された信号とから垂直方向に１／２倍にライン補間する補間部５２ｂとから構成され、この補間部５２ｂの出力信号は長方画素化部５３に入力される。
【００４５】
この長方画素化部５３は長方画素変換し、長方画素変換した再生画像をセレクタ２８へ出力する。つまり、図５（Ｂ）に示す画素データを図５（Ａ）に示す画素データに変換する。
この長方画素化部５３は水平方向の長方画素変換処理を行う為に、入力される信号に対して１画素分の遅延を発生するＦＦ５３ａと、入力される信号と共に、このＦＦ５３ａで１画素分遅延された信号とから長方画素変換の補間処理を行う補間部５３ｂとから構成され、この補間部５３ｂから長方画素変換された再生画像用のＲＧＢ形式の画像データがセレクタ２８に出力されることになる。
【００４６】
また、図２に示すＣＣＵ４には基準信号発生回路（ＳＳＧと略記）３２が設けられており、ＳＳＧ３２により各種タイミング信号を発生し、前記ＣＣＤドライバ２１はこのタイミング信号によりＣＣＤ１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを駆動するようになっている。
【００４７】
また、ＳＳＧ３２からのタイミング信号は、前記プリプロセス回路２２、Ａ／Ｄ変換回路２３、ＤＳＰ２４、文字重畳回路２６、フレームメモリ２７、Ｄ／Ａ変換回路２８、ＣＰＵ２５及び記録再生処理回路２９に出力されており、ＣＣＤ１８Ｒ、１８Ｇ、１８ＢからのＣＣＤ出力信号（撮像信号）をタイミング信号に同期して信号処理を行う構成にしている。
【００４８】
次に本実施の形態の作用を説明する。
図１に示すように光学式内視鏡２にカメラヘッド３を装着し、光源装置６の照明光をライトガイドケーブル７を介して光学式内視鏡２に供給する状態に設定し、またカメラケーブル１９のコネクタ２０をＣＣＵ４に接続し、このＣＣＵ４の映像信号をモニタ５で表示できる状態にする。
【００４９】
そして光学式内視鏡２の挿入部１１を腹部等の体腔内に挿入すると、患部等の被写体１４の光学像が光学式内視鏡２を経てカメラヘッド３側に伝送され、その光学像がＣＣＤ１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂに結像されて光電変換される。そして、その撮像信号がＣＣＵ４により信号処理されて、モニタ５にはその画像が動画像として表示され、使用者（具体的には術者）は観察することができる。
【００５０】
そして、術者はモニタ５に表示される画像を観察して、診断や必要に応じて処置具で処置することができる。そして、静止画像として記録したいと望む場合には記録／再生指示スイッチ３１（の記録指示スイッチ３１ａ）を操作する。
【００５１】
この操作により記録の指示信号がＣＣＵ４内のＣＰＵ２５に送られる。ＣＰＵ２５はその記録の指示を受けると、フレームメモリ２７を制御して、１／３０秒毎のデータの更新を止めて一定期間画像をフリーズする。つまり、記録の指示信号を受け付けた後、フレームメモリ２７への新たな画像の書き込みを禁止して、その直前に書き込まれた画像を繰り返し読み出してフリーズされた（静止）画像をモニタ５に表示するようにする。この静止画像の表示により記録される画像を使用者に通知する。
【００５２】
フレームメモリ２７には水平方向１５３６画素、垂直方向４９４画素のＲＧＢデジタル信号が蓄積されている。また、画像記録の指示はＣＰＵ２５から記録再生処理回路２９に送られ、記録再生処理回路２９では、ＣＰＵ２５からの制御により、このフレームメモリ２７に蓄積された画像データから、静止画像を形成するための画像データとして、画像の外周部分を切り落とし、例えば水平方向１４９２画素、垂直方向４８０画素という範囲を切り出して読み出し、順次、図４（Ａ）に示す正方画素化部４０に送る。
【００５３】
正方画素化部４０では、水平方向の正方画素変換処理を行う為に、入力された画素と水平方向で隣接する画素との演算を行う為に、遅延回路として機能するＦＦ４０ａにて１画素分の遅延を発生させる。ＦＦ４０ａに出力された画素と隣接する次の画素とは補間部４０ｂへ同時に入力される。
【００５４】
ここで、隣接画素演算により、水平方向に連続した７個の長方画素データから連続した６個の正方画素データを生成することで、１４９２画素から１２８０画素に変換される。つまり、図５（Ａ）から図５（Ｂ）に示すように長方画素データから正方画素データに変換される。
この場合、図５（Ｂ）に示すように、７画素から３画素の割合で、正方画素変換をしたときに比べて、横方向の画素数が、２倍になっているために、生成された画像は横長となっている。
【００５５】
次にライン補間部４１にて、垂直方向を２倍にライン補間して拡大することで、画像の縦横の歪を解消する。
ライン補間部４１では、垂直方向のライン補間を行う為に、入力された１ライン分のデータと垂直方向で隣接するラインとの演算を行う為に、遅延回路として機能するラインメモリ４１ａにて１ライン分の遅延を発生させる。ラインメモリ４１ａに出力されたラインと次のラインとは補間部４１ｂへ同時に入力される。ここで、隣接ライン演算により、垂直方向を２倍にライン補間することで、４８０画素（４８０ライン）から９６０画素（９６０ライン）に変換する。
【００５６】
これにより、水平方向１２８０画素、垂直方向９６０画素の画像データが生成され、図５（Ｃ）に示すように記録画像の縦横の歪が解消される。
この画像データはマトリックス部４２において、マトリックス演算により、ＲＧＢ形式のデータからＹＣｂＣｒ形式のデータに変換処理を行って、圧縮部４３に出力される。圧縮部４３では、ＪＰＥＧ圧縮を行い、ＪＰＥＧフォーマットの画像データが、メモリカード８に送られて記録される。
【００５７】
一方、記録／再生指示スイッチ３１（の再生指示スイッチ３１ｂ）の操作により再生が指示されると、記録再生処理回路２９では、ＣＰＵ２５からの制御により、メモリカード８に記録されたＪＰＥＧフォーマットの画像データ（再生画像）を読み出してくる。読み出された画像データは水平方向１２８０画素、垂直方向９６０画素の画像データであり、伸張部５０にて、ＪＰＥＧ伸張を行う。
【００５８】
伸張された画像データは、ＹＣｂＣｒ形式のデジタル信号であり、マトリックス部５１により、記録時とは反対のマトリックス演算により、ＹＣｂＣｒ形式のデータからＲＧＢ形式のデータに変換処理を行って、ライン補間部５２に出力される。
【００５９】
ライン補間部５２では、垂直方向のライン補間を行う為に、入力された１ライン分のデータと垂直方向で隣接するラインとの演算を行う為に、遅延回路であるラインメモリ５２ａにて１ライン分の遅延を発生させる。ラインメモリ５２ａを出力したラインと次のラインとは補間部５２ｂへ同時に入力される。
ここで、隣接ライン演算により、垂直方向を１／２倍にライン補間することで、９６０画素（９６０ライン）から４８０画素（４８０ライン）に変換する。これにより、水平方向１２８０画素、垂直方向４８０画素の画像データが生成され、図５（Ｃ）に示す画像から図５（Ｂ）のような横長の画像となる。
【００６０】
長方画素化部５３では、水平方向の長方画素変換処理を行う為に、入力された画素と水平方向で隣接する画素との演算を行う為に、遅延回路であるＦＦ５３ａにて１画素分の遅延を発生させる。ＦＦ５３ａを出力した画素と隣接する次の画素とは補間部５３ｂへ同時に入力される。
【００６１】
ここで、隣接画素演算により、水平方向に連続した６個の正方画素データから連続した７個の長方画素データを生成することで、１２８０画素から１４９２画素に変換する。つまり、図５（Ａ）に示す画素データに変換される。
これにより、水平方向１４９２画素、垂直方向４８０画素の再生画像用の画像データが生成され、セレクタ２８に出力される。
【００６２】
セレクク２８では、ＣＰＵ２５からの制御により、通常のライブ画像から、記録再生処理回路２９から出力された再生画像に画像を切り替えて、Ｄ／Ａ変換回路３０へ出力する。Ｄ／Ａ変換回路３０に入力されたデジタル信号は、アナログ信号のＲＧＢ信号に変換されて、ＴＶモニタ５に出力され、再生画像を閲覧することが可能になる。
【００６３】
なお、上述は、ＮＴＳＣ方式の場合で説明したが、ＰＡＬ方式でも同様である。
ＰＡＬ方式の場合には、ＣＣＤは水平方向７５２画素、垂直方向５８２画素を有しており、画素ずらし処理により、水平方向１５０４画素、垂直方向５８２画素の信号として処理され、フレームメモリ２７に一時蓄積される。
【００６４】
記録／再生指示スイッチ３１により記録が指示されると、記録再生処理回路２９では、ＣＰＵ２５からの制御により、このフレームメモリ２７に蓄積された画像データから、静止画像を形成するための画像データとして、画像の外周部分を切り落とし、水平方向１４７４画素、垂直方向５７６画素という範囲を切り出して読み出し、順次、正方画素化部４０に送る。
【００６５】
正方画素化部４０では、隣接画素演算により、水平方向に連続した２４個の長方画素データから連続した２５個の正方画素データを生成することで、１４７４画素から１５３６画素に変換する。そして、ライン補間部４１に出力する。
【００６６】
ライン補間部４１では、隣接ライン演算により、垂直方向を２倍にライン補間することで、５７６画素（５７６ライン）から１１５２画素（１１５２ライン）に変換する。これにより、水平方向１５３６画素、垂直方向１１５２画素の画像データが生成され、記録画像の縦横の歪が解消される。そして、メモリカード８に記録される。
【００６７】
一方、記録／再生指示スイッチ３１により再生が指示されると、記録再生処理回路２９では、ＣＰＵ２５からの制御により、メモリカード８に記録されたＪＰＥＧフォーマットの画像データ（再生画像）を読み出す。
【００６８】
読み出された画像データは水平方向１５３６画素、垂直方向１１５２画素の画像データであり、これを処理して、水平方向１４７４画素、垂直方向５７６画素の再生画像用の画像データが生成され、セレクタ２８に出力される。
また、記録再生処理回路２９における画素数変換の処理として、直線補間法を用いたが、画素、もしくはラインの間引きや、同一画素、もしくは同一ラインを複数回利用することによる拡大を行ってもよい。
【００６９】
また、記録時のマトリックス部４２を正方画素化部４０の前段に移動し、再生時のマトリックス部５１を正方画素化部５３の後段に移動することで、補間処理をＹＣｂＣｒ形式のデータで行っても良い。
また、正方画素化部４０とライン補間部４１、ライン補間部５２と正方画素化部５３を、それぞれ順番を入れ替えて処理を行っても良い。
【００７０】
本実施の形態は以下の効果を有する。
このようにして、垂直方向のライン数を補間して拡大することにより、水平方向の正方画素変換による補間率がほぼ１になるようにすることが可能になり、水平方向の高解像の情報が劣化するのを低減することが可能になる。これにより、より高画質な静止画像を得ることが可能になる。
【００７１】
また反対に記録した画像を再生する場合にも、垂直方向のライン数を補間して縮小することにより、水平方向の長方画素変換による補間率がほぼ１になるようにすることが可能になり、水平方向の補間による画像の劣化（粗さ）を改善することが可能になる。
【００７２】
次に変形例を図６を参照して説明する。図６に示す本変形例のＣＣＵ４′は図２のＣＣＵ４において、再生の機能を拡張したものである。
内視鏡検査を行う内視鏡装置においては、図１に示すように３板式のカメラヘッド３を使用してメモリカード８に画像を記録する場合があると共に、単板式のカメラヘッドで撮像した画像が単板式のカメラヘッドに対する信号処理（画像処理）を行うＣＣＵのメモリカード８に記録される場合がある。
【００７３】
この場合、単板式のカメラヘッドで撮像した画像が記録されたメモリカード８が図２のＣＣＵ４に接続される可能性があり、その場合には図２のＣＣＵ４のままでは適切に対応できないので、本変形例はこの場合にも、対応できるようにしたものである。
【００７４】
本変形例におけるＣＣＵ４′に設けた記録再生処理回路２９′は、３板式のカメラヘッド３で撮像された画像を記録する場合には、圧縮形式の情報（ＪＰＥＧ）の他に、その画素数データ情報、例えば図５（Ｃ）に対応する縦４８０横１２８０の画素数データを記録する。
【００７５】
そして、画素数データ情報により、３板式のカメラヘッド３で撮像された画像を記録したメモリカード８がＣＣＵ４Ｂに装着された場合には、再生指示がされた場合には、読み出した画素数データ情報により、上述したように再生する。
【００７６】
一方、単板式のカメラヘッドで撮像された画像が記録されたメモリカード８がＣＣＵ４Ｂに装着された場合には、図８で説明したように水平方向に連続した６個の正方画素データから連続した７個の長方画素データを生成する。
但し、本実施の形態では水平方向の駆動及び信号処理の周波数を単板式ＣＣＤの場合の２倍にしているので、水平方向には２倍に拡大する。
【００７７】
このように本変形例によれば、３板式のカメラヘッド３の場合で撮像した画像を記録したメモリカード８が装着された場合にも、単板式のカメラヘッドで撮像した画像を記録したメモリカード８が装着された場合にも、その画像を再生して表示することができる。
【００７８】
なお、本変形例は、操作パネル３３を有し、操作パネル３３からのマニュアル指示により、ＣＰＵ２５を介して記録再生処理回路２９Ｂに再生処理する場合の必要とするパラメータ等を入力することにより、上述した場合以外の画素数の場合にも再生して適切に表示させるようにすることができる。
【００７９】
［付記］
１．被写体像を撮像して撮像信号を生成する撮像手段と、
前記撮像手段から出力された撮像信号に所定の処理を施して映像信号を生成する画像処理手段と、
前記画像処理手段によって生成された映像信号を表示可能なＴＶモニタと、
を有する電子内視鏡装置において、
前記電子内視鏡装置は更に、静止画像を記録するための静止画像記録手段と、
前記静止画像記録手段に静止画像を記録させる指示をするための記録指示信号を送出する記録指示手段と、
前記記録指示手段から入力された前記記録指示信号に基づいて記録画像フォーマットに変換して前記静止画像記録手段に静止画像を記録させる記録制御手段とを有しており、
前記撮像手段により実質的に得られる水平方向の画素数が垂直方向の画素数よりも大きい場合に、前記記録画像フォーマットに変換する際に、該記録画像に縦横の歪が生じないように映像信号の水平方向は補間率が略１で画素補間により正方画素化し、垂直方向はライン補間により拡大することを特徴とする電子内視鏡装置。
２．付記１において、前記撮像手段は３板式のＴＶカメラで、水平方向に１／２画素ずらしをした撮像素子を備え、画素ずらしを行わない場合に対して２倍の解像度を実質的に得られるもの。
【００８０】
３．付記１において、さらに前記静止画像記録手段に記録された静止画像を再生して、前記ＴＶモニタに表示させる指示をするための再生指示信号を送出する再生指示手段と、前記再生指示手段から入力された前記再生指示信号に基づいて再生画像フォーマットに変換して前記ＴＶモニタに再生画像を表示させる再生制御手段とを有しており、
前記再生画像フォーマットに変換する際に、該再生画像に縦横の歪が生じないように映像信号の水平方向は画素補間により長方画素化し、垂直方向はライン補間により縮小する。
４．付記３において、前記静止画像記録手段に記録された静止画像は３板式のＴＶカメラで撮像されたものであり、さらに単板式のＴＶカメラで撮像された静止画像に対しても前記ＴＶカメラに再生画像を表示する機能を有する。
【００８１】
３．被写体像を撮像した撮像信号に対して所定の処理を施して映像信号を生成し、ＴＶモニタに出力する画像処理装置において、
静止画像を記録させる指示をするための記録指示信号により静止画像を記録する静止画像記録手段と、
前記記録指示信号に基づいて記録画像フォーマットに変換して前記静止画像記録手段に静止画像を記録させる記録制御手段と、
を有しており、
前記撮像信号により実質的に得られる水平方向の画素数が垂直方向の画素数よりも大きい場合に、前記記録画像フォーマットに変換する際に、該記録画像に縦横の歪が生じないように映像信号の水平方向は補間率が略１で画素補間により正方画素化し、垂直方向はライン補間により拡大することを特徴とする画像処理装置。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、被写体像を撮像して撮像信号を生成する撮像手段と、
前記撮像手段から出力された撮像信号に所定の処理を施して映像信号を生成する画像処理手段と、
前記画像処理手段によって生成された映像信号を表示可能なＴＶモニタと、
を有する電子内視鏡装置において、
前記電子内視鏡装置は更に、静止画像を記録するための静止画像記録手段と、
前記静止画像記録手段に静止画像を記録させる指示をするための記録指示信号を送出する記録指示手段と、
前記記録指示手段から入力された前記記録指示信号に基づいて記録画像フォーマットに変換して前記静止画像記録手段に静止画像を記録させる記録制御手段とを有しており、
前記撮像手段により実質的に得られる水平方向の画素数が垂直方向の画素数よりも大きい場合に、前記記録画像フォーマットに変換する際に、該記録画像に縦横の歪が生じないように映像信号の水平方向は画素補間により正方画素化し、垂直方向はライン補間により拡大するようにしているので、
撮像手段として３板式のＴＶカメラを用いた場合、もしくは、水平方向の画素数が垂直方向の画素数に比べて非常に多く、１画素あたりの縦横の長さが大きく異なる撮像手段を用いた場合などに、縦横それぞれ異なる比率で補間することで縦横の歪みが生じないようにし、静止画記録する際の水平方向の画像データを有効に利用して、解像度の劣化を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施の形態の電子内視鏡装置の全体構成を示す構成図。
【図２】カメラヘッド及びＣＣＵの内部構成を示すブロック図。
【図３】撮像部の内部構成を示す構成図。
【図４】記録再生処理回路の機能的構成を示すブロック図。
【図５】本実施の形態における正方画素変換処理、及び長方画素変換処理の説明図。
【図６】本実施の形態の変形例におけるＣＣＵの内部構成を示すブロック図。
【図７】従来例の正方画素変換処理、及び長方画素変換処理の説明図。
【図８】画素ずらし法の説明図。
【図９】従来例の正方画素変換処理、及び長方画素変換処理の説明図。
【符号の説明】
１…電子内視鏡装置
２…光学式内視鏡
３…カメラヘッド
４…ＣＣＵ
５…ＴＶモニタ
６…光源装置
７…ライトガイドケーブル
８…メモリカード
１０…パソコン
１１…挿入部
１５…撮像部
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ…プリズム部材
１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ…ＣＣＤ
２１…ＣＣＤドライバ
２２…プリプロセス回路
２３…Ａ／Ｄ変換回路
２４…ＤＳＰ
２６…文字重畳回路
２７…フレームメモリ
２８…セレクタ
２５…ＣＰＵ
２９…記録再生処理回路
３１…記録再生指示スイッチ
４０…正方画素化部
４１…ライン補間部
４２…マトリックス部
４３…圧縮部
５０…伸張部
５１…マトリックス部
５２…ライン補間部
５３…長方画素化部
【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】
2004254777.tif 000009
【図８】
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【図９】
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