(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子で得られた信号に基づきカラー表示のための所定の信号を形成するカラー信号処理回路を備えた電子内視鏡装置において、
上記カラー信号処理回路から出力された所定の信号を入力し、血管の幅方向の両端のダウンエッジ部とアップエッジ部を検出する血管エッジ検出回路を含み、この血管エッジ検出回路で得られた血管のダウンエッジ部に対し１よりも小さなダウンエッジ係数を選択し、上記アップエッジ部に対し１よりも大きなアップエッジ係数を選択し、これらのダウンエッジ係数及びアップエッジ係数を血管信号に乗算することにより、血管を強調する血管強調回路を設けたことを特徴とする電子内視鏡装置。
【請求項２】
上記カラー信号処理回路では、赤、緑、青の色信号を形成し、上記血管強調回路は、上記緑信号を用いて血管の上記ダウンエッジ部とアップエッジ部を検出し、これらダウンエッジ部とアップエッジ部に対し選択された係数を少なくとも赤信号に乗算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】
上記カラー信号処理回路では、輝度信号を形成し、上記血管強調回路は、この輝度信号を用いて血管の上記ダウンエッジ部とアップエッジ部を検出し、これらダウンエッジ部とアップエッジ部に対し選択された係数を色差信号又は上記色信号に乗算することを特徴とする請求項１又は２記載の電子内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子内視鏡装置、特に被観察体内の血管を観察し易い状態で表示することができる電子内視鏡の画像処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子内視鏡装置は、照明光を照射して対物光学系を介して捉えられた被観察体を、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子で撮像し、この被観察体像をモニタ等に表示するものであるが、近年、この種の電子内視鏡装置では、上記対物光学系に変倍機構を組み込み、被観察体像を光学的に拡大して表示することが行われる。また同時に、電子ズーム機能によって画像を電子的に拡大することも行われており、モニタ等に表示された拡大画像により、注目部位の細部が良好に観察できるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電子内視鏡装置では、撮像対象が消化器官等、生体内であることが多く、図４に示されるように、拡大された被観察体画像１（モニタ等の表示）においては粘膜２の中に血管（特に毛細血管）３が存在しており、この血管３の走行状態や血管（血液）３の集中状況は、病巣の診断、癌組織の特定等において重要な観察対象となる。一方、生体内は桃色或いは赤みを帯びた色で構成されることから、血管３と粘膜２等の他の組織との区別が不明瞭になる傾向がある。従って、血管３を明確に表示できれば、生体内の観察、診断に役立つ情報を提供することが可能となる。
【０００４】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、血管両端部を強調することにより、粘膜等の組織の中に存在する血管を明瞭に画像表示することができる電子内視鏡装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、撮像素子で得られた信号に基づきカラー表示のための所定の信号を形成するカラー信号処理回路を備えた電子内視鏡装置において、上記カラー信号処理回路から出力された所定の信号を入力し、血管の幅方向の両端のダウンエッジ部とアップエッジ部を検出する血管エッジ検出回路を含み、この血管エッジ検出回路で得られた血管のダウンエッジ部に対し１よりも小さなダウンエッジ係数を選択し、上記アップエッジ部に対し１よりも大きなアップエッジ係数を選択し、これらのダウンエッジ係数及びアップエッジ係数を血管信号に乗算することにより、血管を強調する血管強調回路を設けたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る発明は、上記カラー信号処理回路では、赤、緑、青の色信号を形成し、上記血管強調回路は、上記緑信号を用いて血管の上記ダウンエッジ部とアップエッジ部を検出し、これらダウンエッジ部とアップエッジ部に対し選択された係数を少なくとも赤信号に乗算することを特徴とする。
請求項３に係る発明は、上記カラー信号処理回路では、輝度信号(及び色差信号)を形成し、上記血管強調回路は、この輝度信号を用いて血管の上記ダウンエッジ部とアップエッジ部を検出し、これらダウンエッジ部とアップエッジ部に対し選択された係数を色差信号又は上記色信号に乗算する。
【０００７】
上記の構成によれば、カラー信号処理回路によりＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）等の色信号が形成され、この中の例えばＧ信号の画像を用いて血管の幅方向両端のダウンエッジ部とアップエッジ部が検出される。そして、このダウンエッジ部に対して１よりも小さい係数、アップエッジ部に対して１よりも大きい係数、その他は１の係数が与えられており、これらの係数が、例えばＲ、Ｂの画像信号に乗算される。この結果、ダウンエッジ部は通常よりも低下した信号、アップエッジ部は通常よりも上昇した信号となり、血管の両端においてメリハリが付くことになり、粘膜の中にあっても血管が明瞭に表示される。なお、上記血管エッジ検出回路における血管両端部の検出は赤の信号でも可能ではあるが、緑の信号の方が粘膜部との差がより明確となるという利点がある。
【０００８】
また、カラー信号処理回路では、輝度信号及び色差信号が形成される場合もあり、この場合には、輝度信号に基づいて血管の両端を検出し、この両端部の色差信号或いはＲ又はＢ信号に対して所定の係数を乗算するようにしてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１には、実施例に係る電子内視鏡装置の血管強調に関する構成が示され、図２には、この電子内視鏡装置のスコープ及びプロセッサ装置（カラー信号処理回路）に関する構成が示されており、この電子内視鏡装置は、図示していないが、光源装置、モニタ及び記録装置等も有し、例えば撮像方式として同時式が採用される。まず、図２において、撮像素子であるＣＣＤ１０がスコープ先端部に設けられ、このＣＣＤ１０では画素単位の色フィルタ［例えばＭｇ（マゼンタ），Ｇ（グリーン），Ｃｙ（シアン），Ｙｅ（イエロー）］を介して被観察体像が捉えられる。即ち、上記光源装置からの光がライトガイドを介してスコープ先端から被観察体に照射されることにより、この被観察体がＣＣＤ１０で撮像される。また、このＣＣＤ１０の前方に、変倍レンズが移動可能に組み込まれた対物光学系を設ければ、この変倍レンズを駆動することによって被観察体の拡大像を得ることができる。
【００１０】
上記ＣＣＤ１０には、撮像信号として蓄積された電荷を読み出すためのＣＣＤドライブ回路１１が接続されると共に、このＣＣＤ１０の後段には、ＣＤＳ（Correlated Double Sampling−相関二重サンプリング）／ＡＧＣ（Automatic Gain Control−自動利得制御回路）１２が配置されており、このＣＤＳ／ＡＧＣ１２はＣＣＤ１０の出力信号に対し相関二重サンプリングを施すと共に、所定の増幅処理をする。このＣＤＳ／ＡＧＣ１２には、クランプ回路１４及びＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器１５を介して、ＤＳＰ（Digital Signal Processor−デジタル信号プロセッサ）１６や電子ズーム回路１７が設けられ、またこれらの回路を統括的に制御するマイコン１８が配置される。
【００１１】
上記ＤＳＰ１６では、ホワイトバランス、ガンマ補正等の各種の処理を施すと共に、Ｙ（輝度）信号とＲ（赤）−Ｙ及びＢ（青）−Ｙの色差（Ｃ）信号が形成される。上記電子ズーム回路１７では、例えばスイッチ部１９に配置されたズームスイッチに基づいて上記ＤＳＰ１６で得られた画像を拡大処理する。
【００１２】
この電子ズーム回路１７の後段に、上記Ｙ信号とＣ信号をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の信号に色変換するＲＧＢ色変換回路２１が設けられる。即ち、当該例のＤＳＰ１６では、Ｍｇ，Ｇ，Ｃｙ，Ｙｅの各色フィルタを介して得られた信号から色変換演算によってＹ信号とＲ−Ｙ及びＢ−ＹのＣ信号が形成されるが、このＹ，Ｃ信号を更に色変換演算することによりＲ，Ｇ，Ｂの各色信号が得られる。
【００１３】
そして、当該実施例では、このＲＧＢ色変換回路２１の信号を入力する形で、血管を明確に表示するための血管強調回路２２が設けられており、この詳細は図１により後述する。この血管強調回路２２の後段には、Ｒ，Ｇ，Ｂの信号をＹ信号とＣ信号へ逆変換するＹＣ色変換回路２３が設けられ、また患者情報等のキャラクタを画像信号にミックスするキャラクタ混合回路２４、Ｙ信号とＣ信号に基づきモニタへの出力処理をするエンコーダ２５、Ｙ信号とＣ信号をＲ，Ｇ，Ｂの信号に変換するＲＧＢ色変換回路２６、Ｄ/Ａ変換器２７等が接続される。
【００１４】
図1に示されるように、上記血管強調回路２２として、入力されたＧ信号の画像から血管のダウンエッジ部とアップエッジ部を検出するエッジ検出回路３０、Ｒ信号に対するダウンエッジ係数及びアップエッジ係数Ｋｒを与える係数発生回路（メモリ等でもよい）３１ａ，３１ｂ、これら係数（及び１）Ｋｒを選択するＲ係数セレクタ３２、Ｂ信号に対するダウンエッジ係数及びアップエッジ係数Ｋｂを与える係数発生回路３３ａ，３３ｂ、これら係数（及び１）Ｋｂを選択するＢ係数セレクタ３４、係数Ｋｒ，Ｋｂを乗算する乗算器３５Ａ，３５Ｂが設けられる。
【００１５】
図３には、この血管強調回路２２での信号処理の状態が示されており、上記エッジ検出回路３０では、図３（Ａ）に示されるように、Ｇ信号画像のライン１００において血管信号ＳＧが得られるものとすると、この信号の立下り時をダウンエッジ部を示すダウンエッジ信号ＳＤとして検出し、一方立上がり時をアップエッジ部を示すアップエッジ信号ＳＵとして検出する。そして、Ｒ係数セレクタ３２では、上記ダウンエッジ信号ＳＤが検出された場合は、係数Ｋｒとして例えば０．６（≦１）が選択され、上記アップエッジ信号ＳＵが検出された場合は、係数Ｋｒとして例えば１．６（≧１）が選択され、これを乗算器３５Ａに与える。また、Ｂ係数セレクタ３４でも同様であり、検出されたダウンエッジ信号ＳＤ及びアップエッジ信号ＳＵに対応して所定の係数Ｋｂ（上記と同じ係数或いは異なる係数）を選択し、乗算器３５Ｂに供給する。
【００１６】
例えば、図３（Ｂ）に示されるように、Ｒ信号画像のライン１００で血管３の信号ＳＲ１が得られるとすると、この血管信号ＳＲ１において、上記ダウンエッジ信号ＳＤ及びアップエッジ信号ＳＵで特定される位置の信号に係数Ｋｒを乗算することにより、図示の血管信号ＳＲ２を形成する。即ち、この信号ＳＲ２はダウンエッジ部が更に小さく、アップエッジ部が更に大きく強調された信号であり、この血管信号ＳＲ２によれば、最終画像では、図３（Ｃ）に示されるように、血管の左端部Ｂl（太線）が黒っぽく、右端部Ｂr（二点鎖線）が赤みを帯びた血管３となる。
【００１７】
第１実施例は以上の構成からなり、まずスコープ先端部からの照射光により照明された被観察体がＣＣＤ１０で撮像されると、このＣＣＤ１０からの出力信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ１２でサンプリングされると共に増幅され、クランプ回路１４、Ａ／Ｄ変換器１５を介してデジタル信号としてＤＳＰ１６へ供給される。上述したように、このＤＳＰ１６では、各種の画像処理が施されたＹ信号とＲ−Ｙ及びＢ−ＹのＣ（色差）信号が形成される。
【００１８】
そして、ズームスイッチが操作されると、電子ズーム回路１７により電子的な画像拡大処理が施され、血管３も拡大される。また、光学的変倍機構を有する場合は、対物光学系の拡大レンズの駆動制御によって光学的拡大像が得られ、電子ズーム回路１７はこの光学拡大像を更に拡大することができる。この電子ズーム回路１７の出力、即ちＹ信号及びＣ信号はＲＧＢ色変換回路２１によりＲ，Ｇ，Ｂの各色信号に変換され、これらの信号は血管強調回路２２へ供給される。
【００１９】
この血管強調回路２２では、図１のエッジ検出回路３０へＧ信号が供給されており、このＧ信号画像に基づいて血管３のダウンエッジ部とアップエッジ部が検出される。即ち、図３（Ａ）で説明したように、Ｇ信号血管のダウンエッジ信号ＳＤとアップエッジ信号ＳＵが抽出され、これらの信号ＳＤ，ＳＵがＲ係数セレクタ３２とＢ係数セレクタ３４に供給される。そうすると、このＲ係数セレクタ３２では、係数Ｋｒとして、ダウンエッジ部に対し例えば０．６のダウンエッジ係数、アップエッジ部に対しては例えば１．６のアップエッジ係数が選択され、またその他の部分は１．０の係数が選択される。その後、この係数Ｋｒは乗算器３５ＡでＲ信号へ乗算され、この結果、図３（Ｃ）のようにダウンエッジ部は更に小さく、アップエッジ部は大きくなるＲ血管信号ＳＲ２が得られる。
【００２０】
一方、Ｂ係数セレクタ３４でも、係数Ｋｂとして、ダウンエッジ部に対し例えば０．８のダウンエッジ係数、アップエッジ部に対し例えば１．４のアップエッジ係数が選択され、またその他の部分は１．０の係数が選択される。そして、この係数Ｋｂは乗算器３５ＢでＢ信号へ乗算され、この結果、図３（Ｃ）の信号ＳＲ２と同様のＢ血管信号が得られる。
【００２１】
このような血管強調回路２２から出力された画像信号は、ＹＣ色変換回路２３、キャラクタ混合回路２４等を介してモニタへ供給されており、このモニタでは、図３（Ｃ）の最終画像に示されるように、血管幅方向の左端部Ｂlが黒っぽく、右端部Ｂrが赤っぽくなる形で両端部が強調され、血管３が良好なコントラストで明瞭に表示される。従って、粘膜２の中にあっても血管３の走行状態や集中状況が見やすくなり、この血管３の走行状態等を参考に病巣の診断、癌組織の特定等も良好に行われることになる。
【００２２】
上記実施例では、Ｇ信号画像に基づいて血管両端部の検出を実施したが、Ｒ信号等の画像に基づいて行うこともでき、また図１に示されるように、電子ズーム回路１７（またズームを機能させない場合はＤＳＰ１６でもよい）から出力された輝度（Ｙ）信号をエッジ検出回路３０に供給し、このＹ信号に基づいてダウンエッジ部及びアップエッジ部を検出してもよい。更に、当該例では、Ｒ信号及びＢ信号について所定係数の乗算を行ったが、Ｒ信号のみにこの係数演算を施すようにしてもよい。また、Ｙ信号によりエッジ検出する場合、色差（Ｃ）信号に係数演算を施すこともできる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、カラー信号処理回路から出力された例えばＧ信号に基づいて、血管の幅方向の両端のダウンエッジ部とアップエッジ部を検出し、このダウンエッジ部に１よりも小さな係数を与え、他方のアップエッジ部には１よりも大きな係数を与え、これらの係数を少なくともＲ信号に乗算するようにしたので、左端部が黒っぽく、右端部が赤っぽくなる形で血管の両端部が強調される。この結果、粘膜等の組織の中に存在する血管を明瞭にモニタ表示することができ、被観察体の観察や診断に有益な情報を提供することが可能となる。
【００２４】
また、請求項３の発明によれば、カラー信号処理回路で形成された輝度信号を用いて血管のダウンエッジ部とアップエッジ部を検出し、これらダウンエッジ部とアップエッジ部の色差信号等に対して所定の係数を乗算することによっても、上記の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る電子内視鏡装置の血管強調に関する構成を示すブロック図である。
【図２】実施例の電子内視鏡装置におけるスコープ及びプロセッサ装置内の構成を示すブロック図である。
【図３】実施例における血管強調処理の状態を示す説明図である。
【図４】従来装置で表示される被観察体の拡大画像を示す図である。
【符号の説明】
１０…ＣＣＤ、          １６…ＤＳＰ、
１７…電子ズーム回路、  １８…マイコン、
２１，２６…ＲＧＢ色変換回路、
２２…血管強調回路、
２３…ＹＣ色変換回路、  ３０…エッジ検出回路、
３１ａ，３１ｂ，３３ａ，３３ｂ…係数発生回路、
３２…Ｒ係数セレクタ、  ３４…Ｂ係数セレクタ、
３５Ａ，３５Ｂ…乗算器。
【図１】
0004159291.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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