(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画面の所定部分を覆うための電気マスク信号を記憶するマスク生成用メモリを備え、このマスク信号を固体撮像素子で得られた画像信号に混合する電子内視鏡の電気マスク生成装置において、
画像変倍機能を備えた電子内視鏡装置の画像変倍に応じてマスク変倍処理を行い、１画素を１ビット情報で表したビット列の変倍マスク信号を変倍マスク画像の１／４につき形成し、このビット列１／４マスク信号を上記マスク生成用メモリに格納し、このマスク生成用メモリからビット列１／４マスク信号をパラレルに読み出すと共に、この１／４マスク信号の読出し方向を変えながら変倍マスク画像の全体を読み出す変倍マスク生成回路と、
上記マスク生成用メモリから読み出したパラレルマスク信号をシリアルマスク信号へ変換するシフトレジスタを有し、シリアル変換した１画素１ビット構成のマスク信号に基づき、変倍マスクを付与した変倍画像信号を形成するマスク混合回路と、を設けたことを特徴とする電子内視鏡の電気マスク生成装置。
【請求項２】
１画素を１ビット情報で表した変倍マスクのビット列を生成するためのプログラム及びデータを記憶する読出し専用メモリと、上記変倍マスクのビット列データを展開させるための読書き自在メモリと、を設けたことを特徴とする請求項１記載の電子内視鏡の電気マスク生成装置。
【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の電気マスク生成装置、特に電子内視鏡の画像変倍機能に合わせてマスクの大きさも変える変倍マスク生成処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子内視鏡装置は、スコープ（電子内視鏡）先端に配置された撮像素子、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）にて被観察体を撮像し、このＣＣＤで得られたビデオ信号（画像信号）に対し所定の画像処理を施しており、これによってモニタに被観察体画像が表示される。このモニタ画面においては、画面の周囲に電気マスクが付与され、この電気マスクで設定された例えば円形開口部に上記の被観察体画像が表示される。
【０００３】
図６には、電子内視鏡装置の電気マスク生成部の回路が示されており、このマスク生成部では、マスク生成メモリ１に所定マスク形状のマスク信号が書き込まれ、このマスク信号をマスクミックス回路２にてビデオ信号に混合するようになっている。例えば、このマスクミックス回路２に入力されるビデオ信号は、上記ＣＣＤの出力から形成されたＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の信号とされ、これらのＲＧＢ信号に対しマスク信号が混合・付与される。
【０００４】
図７には、上記の電気マスク信号の混合処理が示されており、図７（Ａ）はマスクをかける前の上記マスクミックス回路２に入力される原画像であり、これは被観察体画像Ｆが鏡胴枠３と共に画面４上に映し出されたものとなる。この画像では、鏡胴枠３の小さな凹凸部分が映し出されると共に、周囲のケラレ分が生じる。一方、図７（Ｂ）に示されるように、周囲を遮蔽し円形開口部を持つマスク（画像）Ｍ1 が上記マスク生成メモリ１のマスク信号に基づいて形成され、上記マスクミックス回路２で図７の（Ａ）と（Ｂ）の信号が混合されることにより、図７（Ｃ）のように、鏡胴枠３及びケラレ分が隠れた見やすい画面４が形成されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電気マスク処理では、画像を拡大したときにマスクによって必要な画像が表示されなくなる場合があるという問題があった。即ち、近年の電子内視鏡では、被観察体を光学的に拡大して撮像する光学ズーム機能、撮像後に電子的に拡大する電子ズーム機能が設けられており、例えば図８の画面４に示されるように、図８（Ａ）の通常表示画像において注目部位Ｑがあるとき、図８（Ｂ）の拡大表示画像では注目部位Ｑの一部がマスクＭ1 に隠れてしまうことが生じていた。
【０００６】
また、上記マスク生成処理では、マスク生成に時間がかかるという問題がある。即ち、上述した図６のマスク生成メモリ１では、例えば図７（Ｂ）のマスクＭ1 を点線で示すように、４分割した１／４データＭ1aを記憶し、このマスクデータＭ1aをその読出し方向を変えながら順次４回読み出すことにより１枚のマスク画像を形成することができる。そして、従来では、図７（Ｂ）のマスクの一部を拡大した図７（Ｄ）に示されるように、マスク画像Ｍ1 の１画素（ピクセル）Ｐが１バイト（ｂｙｔｅ）のデータで表される。
【０００７】
ここで、上記マスク生成メモリ１に１／４データＭ1aを書き込む時間を計算すると、例えばＮＴＳＣ方式で７６８の水平画素、５２５本の垂直ラインとし、マイコンのクロック周波数を１０ＭＨｚ、１クロック＝１インストラクション処理できるマイコンを使用した場合、図６のメモリ書込み動作のフローチャートに従って必要なクロック数（ステップＳ0 〜Ｓ8 まで）を掛けていくこととすると、書込みに必要な時間Ｔは、
Ｔ＝（１／１０7 ）×（７６８／２）×（５２５／２）×８＋（１／１０7 ）
≒０．０８０６４［sec］
となり、１画面を生成する時間は上記時間Ｔの４倍となるため、
０．０８０６４×４＝０．３２２５６［sec］
となる。そして、このＮＴＳＣ方式表示の場合、１フレームに１／３０秒かかるため、マスク生成時に必要なフレーム構成数は、
０．３２２５６／（１／３０）＝９．６７６８［枚］
となる。
【０００８】
上記のデータＭ1aの書込み時間Ｔは、画像形成の初期処理（電源投入時）において必要となる時間ではあるが、１画面を構成するのに、約９．７枚のフレーム数が必要ともなれば迅速な画像表示ができず、マスクデータの書込みを含めた初期処理の時間短縮が望まれている。特に、本願では、拡大・縮小した画像に応じてマスクも拡大・縮小（変倍）することを提案しており、この場合には、画像変倍処理と共に新たなマスク処理が行われることから、変倍操作時のマスクの切換えがスムーズに行われないという問題が生じる。
【０００９】
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、拡大した画像の一部がマスクに隠れないようにすると共に、マスクの生成処理にかかる時間を短縮してマスクが付与された被観察体画像の表示を迅速に行うことができる電子内視鏡の電気マスク生成装置を提供することにある。
【００１０】
【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の発明に係る電子内視鏡の電気マスク生成装置は、画面の所定部分を覆うための電気マスク信号を記憶するマスク生成用メモリを備え、このマスク信号を固体撮像素子で得られた画像信号に混合する電子内視鏡の電気マスク生成装置において、画像変倍機能を備えた電子内視鏡装置の画像変倍に応じてマスク変倍処理を行い、１画素を１ビット情報で表したビット列の変倍マスク信号を変倍マスク画像の１／４につき形成し、このビット列１／４マスク信号を上記マスク生成用メモリに格納し、このマスク生成用メモリからビット列１／４マスク信号をパラレルに読み出すと共に、この１／４マスク信号の読出し方向を変えながら変倍マスク画像の全体を読み出す変倍マスク生成回路と、上記マスク生成用メモリから読み出したパラレルマスク信号をシリアルマスク信号へ変換するシフトレジスタを有し、シリアル変換した１画素１ビット構成のマスク信号に基づき、変倍マスクを付与した変倍画像信号を形成するマスク混合回路と、を設けたことを特徴とする。
請求項２の発明は、１画素を１ビット情報で表した変倍マスクのビット列を生成するためのプログラム及びデータを記憶する読出し専用メモリと、上記変倍マスクのビット列データを展開させるための読書き自在メモリと、を設けたことを特徴とする。
【００１１】
上記の構成によれば、変倍スイッチにより拡大・縮小操作が行われると、マスク自体も拡大処理される。即ち、マイコン等によって画像拡大率に応じたマスク生成データを読み出し、これにに基づいて１画素が１ビットの情報で表されたマスク信号（画像信号）が生成され、このマスク信号がマスク生成用メモリに一旦書き込まれる。その後、この１画素１ビット構成のマスク信号は固体撮像素子を用いて形成された原画像信号にシフトレジスタ等を用いて混合・出力されることにより、モニタ等に新たな拡大画像が拡大マスク（開口部が拡大するマスク）と共に表示される。
【００１２】
上記のマスク生成メモリへの書込み速度は、１画素１バイト構成の従来に比較すると１／８に短縮されており、短時間にマスクが形成されるので、倍率変更時に切り換えられるマスクの表示がスムーズになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１には、実施形態例に係る電子内視鏡の電気マスク生成装置の構成が示され、図２にはマスクミックス回路内の構成が示されている。この装置は、例えば電子内視鏡のプロセッサ装置に組み込まれており、このプロセッサ装置の全体を統括制御するマイコン１１がマスク生成回路としても機能する。このマイコン１１には、１画素（ピクセル）を１ビットで表した電気マスクのビット列生成データ（プログラム等）を記憶したＲＯＭ（読出し専用メモリ）１２、このマスクビット列データを展開させるためのＲＡＭ（読み書き自在メモリ）１３が接続され、また拡大方向（Ｎ）、縮小方向（Ｆ）に操作する変倍スイッチＳＷ１の制御信号が入力される。
【００１４】
即ち、上記マイコン１１は、変倍スイッチＳＷ１で設定された倍率に対応するマスク生成データをＲＯＭ１２から読み出し、マスク画像の画素に対応したビット列をＲＡＭ１３に展開する。なお、上記の変倍スイッチＳＷ１は、可動レンズ等を用いて光学的に像を拡大する光学ズーム機能のスイッチ、ＣＣＤで撮像した像を信号処理により拡大する電子ズーム機能のスイッチ或いはそれら両方のスイッチとなる。
【００１５】
そして、上記のマイコン１１には、マスク生成メモリ１５が接続されており、このマスク生成用メモリ１５には上記ＲＡＭ１３で展開したデータに基づき、１画素１ビット構成のマスク信号が書き込まれる。図３（Ａ）には、一つのマスク画像Ｍ2 が示されているが、例えばマスク画像Ｍ2 を４分割した左上のデータＭ2aが上記マスク生成用メモリ１５に生成される。そして、このマスク生成用メモリ１５をマイコン１１により読出し制御することによって、図３（Ａ）の１枚のマスク画像Ｍ2 が出力される。
【００１６】
例えば、１／４マスクデータＭ2aを左上側から走査線に合わせて順次読み出しながら、水平ライン毎に同一のデータＭ2aを右上側から逆方向に読み出すことにより、図３（Ａ）の右上の１／４データＭ2bを含むマスク画像Ｍ2 の上半分を形成し、次にマスク画像Ｍ2 の下半分については、データＭ2aを左下側から読み出して左下の１／４データＭ2cを形成するが、このとき水平ライン毎に同一のデータＭ2aを右下側から逆方向に読み出して右下の１／４データＭ2dを得ることにより形成される。
【００１７】
また、上記マスク生成用メモリ１５の出力信号と被観察体画像の原画素信号を混合するマスクミックス回路１６が設けられており、この画素信号は電子内視鏡先端部に配置されたＣＣＤから得られるもので、例えばＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色毎の信号となる。
【００１８】
図２には、上記マスクミックス回路１６の内部構成が示されており、このマスクミックス回路１６はクロック信号を入力するカウンタ１８、マスク信号のビットデータＤ0 〜Ｄ7 をラッチするラッチ回路１９、このラッチ回路１９から出力されたパラレル信号Ｑ0 〜Ｑ7 をシフトクロックに基づいてシリアル信号に変換するシフトレジスタ２０、ＲＧＢの信号毎にマスク信号を混合する信号混合部２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂを備えている。この信号混合部２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂでは、８個の論理回路２２を有しており、これによって画素毎にマスク信号が混合される。
【００１９】
実施形態例は以上の構成からなり、次にその作用を説明する。まず、電源投入時では、図４（Ａ）に示されるような標準の大きさのマスクＭ2 を形成することになる。即ち、図１のマイコン１１は、１画素１ビット構成のマスクビット列生成データをＲＯＭ１２から読み出し、上記ＲＡＭ１３に標準マスク画像を形成するためのビット列を展開して、このビット列を順次、マスク生成用メモリ１５に書き込む。この結果、例えば図３（Ａ）の１／４マスクデータＭ2aが形成される。このマスクデータＭ2aは、マスク画像Ｍ2 の一部を拡大した図３（Ｂ）に示されるように、１画素が１ビットで表されたものであり、例えば遮蔽部の黒画素を”１”、画素データ無しのスルーを”０”に設定する。
【００２０】
そして、上記マスク生成用メモリ１５内のマスクデータＭ2aは、上述した読み出し方法により４回読み出されることになるが、このマスクデータは、図２に示されるように、８ビット毎にデータＤ0 〜Ｄ7 としてマスクミック回路１６へパラレルに供給される。このマスクミックス回路１６では、ラッチ回路１９、シフトレジスタ２０を介して上記パラレルビットデータがシリアルビットデータへ変換され、このマスク信号のビットデータが信号混合部２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂへ供給される。
【００２１】
例えば、上記信号混合部２１Ｒでは、論理回路２２により赤画素信号Ｒ0 〜Ｒ7 と上記マスク信号のビットデータの反転信号との論理積が演算される。即ち、図３（Ｂ）に示した黒を示すマスクビットデータ”１”は、反転して”０”となるので、赤色信号Ｒ0 〜Ｒ7 が１又は０の何れであっても”０”となり、スルーを示すデータ”０”は、反転して”１”となるので、赤色信号Ｒ0 〜Ｒ7 が１であるとき、”１”となる。これは、緑画素信号Ｇ0 〜Ｇ7 、青画素信号Ｂ0 〜Ｂ7 についても同様であり、ＲＧＢの全てが”０”となったときに、黒の画素が形成され、それ以外では各色信号がスルーで出力される。このようにして、マスク信号が付与された画像信号が形成され、図５（Ａ）に示されるように、モニタ画面４には周囲が標準マスクＭ2 で覆われた被観察体画像が表示される。
【００２２】
一方、図１の変倍スイッチＳＷ１により拡大操作が行われた場合は、マイコン１１によりその拡大率に応じた、例えば図４（Ｄ）のマスクＭ3 の１画素１ビット構成のビット列生成データがＲＯＭ１２から読み出され、ビット列の１／４マスクデータＭ3aがマスク生成用メモリ１５に書き込まれる。そして、このマスク生成用メモリ１５の読出し制御により、図４の（Ｂ）→（Ｃ）→（Ｄ）に示されるように、上記拡大マスクＭ3 が生成されることになり、直前に形成されていたマスクＭ2 を上側から書き換えて行く形でマスクＭ3 が画面４に表示される。
この結果、図５（Ｂ）に示されるように、拡大マスクＭ3 内に拡大画像を表示することができ、注目部位Ｑの一部がマスクＭ3 に隠れることもない。
【００２３】
また、上記の実施形態例において、上記マスク生成用メモリ１５内に書き込まれるマスクデータＭ2a，Ｍ3aは、１画素１ビットで構成されるので、１画素１バイトで構成する従来よりも、８分の１のデータ量となる。即ち、１画素１バイトの場合、上記１／４マスクデータＭ2aは、（７６８／２）×（５２５／２）＝１００８００バイトとなるが、１画素１ビットとした場合は、この８分の１の｛（７６８／２）×（５２５／２）｝／８＝１２６００バイトとなる。
【００２４】
従って、メモリ１５への書込みフレーム数は９．６７６８／８＝１．２０９６で、約１．２枚となり、短時間に電気マスクを生成することが可能となり、拡大、縮小の倍率変更時に切り換えられるマスクの表示もスムーズになるという利点がある。なお、このマスク切換え処理の時間、即ち上述した図４の（Ａ）から（Ｄ）の間のマスク形成の時間をブラックアウト処理することもでき、この場合は、マスクの生成過程［図４（Ｂ），（Ｃ）］が画像４上に表示されないことになる。また、メモリ書込みのためのアドレスは、マスク生成メモリ１５内で自動的に生成できるものを使用すれば不要となる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画像の拡大、縮小の変倍処理に対応して１画素情報を１ビットで表したビット列１／４変倍マスク信号を形成し、このビット列１／４マスク信号をマスク生成用メモリに書き込み、この１／４マスク信号から変倍マスク画像の全体を形成すると共に、上記マスク生成用メモリから読み出したパラレルマスク信号をシリアルマスク信号へ変換しながら変倍マスクを付与するので、拡大した画像の一部が電気マスクに隠れないようにすると共に、マスクの切換え生成処理にかかる時間を短縮することができ、マスクを付与した被観察体画像の表示及び観察が迅速に行われるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例に係る電子内視鏡の電気マスク生成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のマスクミックス回路内の構成を示す図である。
【図３】実施形態例のマスク画像［図（Ａ）］及びマスクの一部の拡大画像［図（Ｂ）］を示す図である。
【図４】実施形態例のマスク切換え時の動作を示す図である。
【図５】実施形態例における変倍動作時の画面の変化を示し、図（Ａ）は標準画面の図、図（Ｂ）は拡大画面の図である。
【図６】従来の電気マスク生成の一部回路を示すブロック図である。
【図７】図６の回路で処理される画像で、図（Ａ）はマスクをかける前の原画像、図（Ｂ）はマスク画像、図（Ｃ）はマスクをかけた画像、図（Ｄ）はマスクの一部の拡大画像を示す図である。
【図８】従来の変倍動作時の画面の変化を示し、図（Ａ）は標準画面の図、図（Ｂ）は拡大画面の図である。
【図９】電気マスク生成時のメモリ書込み動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１，１５  …  マスク生成用メモリ、
２，１６  …  マスクミックス回路、
４  …  画面、
１１  …  マイコン、
２０  …  シフトレジスタ、
２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ  …  信号混合部
ＳＷ１  …  変倍スイッチ。
【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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【図８】
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【図９】
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