JP2009118898A - 内視鏡プロセッサおよび内視鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】照射する光に適した色ガンマ補正を行う。
【解決手段】画像信号処理ユニット５０は、白色光画像処理回路５２ａ、蛍光画像処理回路５２ｂ、および第１、第２の色ガンマ補正回路５４ａ、５４ｂを有する。画像信号処理ユニット５０は、白色光信号がＨＩＧＨのときに受信する画像信号を白色光画像信号として、励起光信号がＨＩＧＨのときに受信する画像信号を蛍光画像信号として認識する。白色光画像処理回路５２ａは白色光画像信号に、蛍光画像処理回路５２ｂは蛍光画像信号にそれぞれ所定の信号処理を施す。第１の色ガンマ補正回路５４ａは第１の色ガンマ係数を用いて白色光画像信号に色ガンマ補正処理を施す。第２の色ガンマ補正回路５４ｂは第２の色ガンマ係数を用いて蛍光画像信号に色ガンマ補正処理を施す。
【選択図】図３

Description

本発明は、異なる帯域の光が照射された被写体を撮像したときの画像信号に対して照射する光に応じた信号処理を施す内視鏡プロセッサに関する。

生体組織に蛍光を発光させる励起光を照射して、生体組織の自家蛍光を撮像する蛍光内視鏡システムが知られている。このような蛍光内視鏡システムにおいて、白色光を照射するときの白色光画像と励起光を照射するときの蛍光画像とを同時にモニタに表示させることが知られている（特許文献１参照）。

白色光を照射するときの撮像により生成される白色光画像信号と励起光を照射するときの撮像により生成される蛍光画像信号に対して、色ガンマ補正が施されていた。しかし、従来は同一の色ガンマ係数を用いて色ガンマ補正を行っており、色ノイズの増大または色抜けが発生することが問題であった。
特開２００６−１８７４２６号公報

したがって、本発明では、複数の種類の光源の光を別々に照射したときの画像において、色ノイズの低減化および色抜けを防止するように画像信号の処理を行う内視鏡プロセッサの提供を目的とする。

本発明の内視鏡プロセッサは、帯域の異なる第１、第２の光をそれぞれ出射する第１、第２の光源の一方のみの発光を連続的に切替える光源コントローラと、第１、第２の光それぞれを被写体に照射中に撮像素子に被写体の撮像を行なわせそれぞれ第１、第２の画像信号を生成させる撮像素子コントローラと、第１の光の帯域に応じて作成された第１の色ガンマ係数を用いて第１の画像信号にガンマ補正を行い第２の光の帯域に応じて作成された第２の色ガンマ係数を用いて第２の画像信号にガンマ補正を行うガンマ補正処理部を備えることを特徴としている。

なお、第１の光は白色光であり、第２の光は生体組織に自家蛍光を生じさせる励起光であることが好ましい。

また、ガンマ補正処理部は、第１の色ガンマ係数を用いてガンマ補正を行う第１の補正部と、第２の色ガンマ係数を用いてガンマ補正を行う第２の補正部とを有することが好ましい。

あるいは、第１、第２の色ガンマ係数を記憶させた係数メモリ部を備え、ガンマ補正処理部は第１の画像信号を受信するときに係数メモリ部に記憶された第１の色ガンマ係数を用いて第１の画像信号のガンマ補正を行ない第２の画像信号を受信するときに係数メモリ部に記憶された第２の色ガンマ係数を用いて第２の画像信号のガンマ補正を行うことが好ましい。

なお、第１、第２の画像信号をそれぞれ格納する第１、第２の画像メモリと、第１の画像信号を第１の画像メモリに書込むときに書込み中の第１の画像信号と第２の画像メモリに格納された第２の画像信号であってガンマ補正処理部によりガンマ補正の施された第１、第２の画像信号に基づいて第１、第２の画像信号それぞれに相当する第１、第２の画像を含む２画像に相当する２画像信号を生成し、または第２の画像信号を第２の画像メモリに書込むときに書込み中の第２の画像信号と第１の画像メモリに格納された第１の画像信号であってガンマ補正処理部によりガンマ補正の施された第２、第１の画像信号に基づいて２画像信号を生成し、生成した２画像信号をモニタに出力する複合画像生成部とを備えることが好ましい。

また、第１、第２の画像メモリは撮像素子が生成する第１、第２の画像信号を格納し格納した第１、第２の画像信号をガンマ補正処理部に送信し、ガンマ補正処理部は第１の画像信号を受信して第１の色ガンマ係数を用いてガンマ補正を行う第１の補正部と第２の画像信号を受信して第２の色ガンマ係数を用いてガンマ補正を行う第２の補正部とを有することが好ましい。

あるいは、第１、第２の色ガンマ係数を記憶させた係数メモリ部を備え、ガンマ補正処理部は第１の画像信号を受信するときに係数メモリ部に記憶された第１の色ガンマ係数を用いて第１の画像信号のガンマ補正を行ない第２の画像信号を受信するときに係数メモリ部に記憶された第２の色ガンマ係数を用いて第２の画像信号のガンマ補正を行い、ガンマ補正処理部にガンマ補正の施された第１、第２の画像信号がそれぞれ第１、第２の画像メモリに格納されることが好ましい。

本発明の内視鏡システムは、帯域の異なる第１、第２の光をそれぞれ出射する第１、第２の光源と、第１、第２の光源の発光を連続的に切替える光源コントローラと、第１、第２の光源の出射する第１、第２の光を被写体に伝達するライトガイトと、第１、第２の光が照射されるときの被写体を撮像して第１、第２の画像信号を生成する撮像素子とを有する内視鏡と、第１の画像信号に対して第１の色ガンマ係数を用いてガンマ補正を行い第２の画像信号に対して第２の色ガンマ係数を用いてガンマ補正を行うガンマ補正処理部を備えることを特徴としている。

本発明によれば、撮像した被写体の画像信号に対して、照射した光の種類に応じた色ガンマ係数を用いて色ガンマ補正を行うので、それぞれの画像において色ノイズの低減化および色抜けを防止することが可能になる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態を適用した内視鏡プロセッサを有する内視鏡システムの内部構成を概略的に示すブロック図である。

内視鏡システム１０は、内視鏡プロセッサ２０、電子内視鏡３０、およびモニタ１１によって構成される。内視鏡プロセッサ２０は、電子内視鏡３０、およびモニタ１１に接続される。

内視鏡プロセッサ２０から被写体を照明するための照明光が供給される。照明された被写体が電子内視鏡３０により撮像される。電子内視鏡３０の撮像により生成する画像信号が内視鏡プロセッサ２０に送信される。

内視鏡プロセッサ２０では、電子内視鏡３０から得られた画像信号に対して所定の信号処理が施される。所定の信号処理を施した画像信号に基づいてビデオ信号が生成される。ビデオ信号はモニタ１１に送信され、ビデオ信号に相当する画像がモニタ１１に表示される。

内視鏡プロセッサ２０には、光源ユニット４０、画像信号処理ユニット５０、システムコントローラ２１、およびタイミングコントローラ２２などが設けられる。後述するように、光源ユニット４０は被写体を照明するための白色光および／または生体組織に蛍光を発せさせる励起光を発光する。また、後述するように、画像信号処理ユニット５０において画像信号に所定の信号処理が施される。

なお、光源ユニット４０、画像信号処理ユニット５０、および内視鏡システム１０全体の動作は、システムコントローラ２１により制御される。また、タイミングコントローラ２２により内視鏡システム１０の各部位における動作のタイミングが調整される。

内視鏡プロセッサ２０と電子内視鏡３０とを接続すると、光源ユニット４０と電子内視鏡３０に設けられるライトガイド３１とが光学的に接続される。また、内視鏡プロセッサ２０と電子内視鏡３０とを接続すると、画像信号処理ユニット５０およびタイミングコントローラ２２と電子内視鏡３０に設けられる撮像素子３２とがＡＦＥ３３を介して電気的に接続される。

図２に示すように、光源ユニット４０は、白色光源４１、励起光源４２、絞り４３、シャッタ４４、集光レンズ４５、白色光源電源回路４６、励起光源制御回路４７、シャッタ駆動回路４８、および絞り駆動回路４９などによって構成される。なお、白色光源４１から白色光が発光される。励起光源４２から紫外線などの特定の波長の励起光が発光される。

白色光源４１とライトガイド３１との間に、絞り４３、シャッタ４４、ダイクロイックミラーＭＲ、および集光レンズ４５が設けられる。白色光源４１から出射する白色光は、ダイクイロックミラーＭＲを透過し、集光レンズ４５で集光されてライトガイド３１の入射端に入射される。白色光源４１への電力は、白色光源電源回路４６によって供給される。

絞り４３の開口率を調整することにより、被写体に照射される白色光の光量が調整される。絞り４３の開口率調整は、第１モータＭ１を駆動することにより実行される。第１モータＭ１の駆動は、絞り駆動回路４９により制御される。絞り駆動回路４９は、システムコントローラ２１を介して画像信号処理ユニット５０に接続される。

後述するように撮像素子が生成する画像信号に基づき、撮像した画像の輝度が画像信号処理ユニット５０によって検出される。検出された画像全体の輝度は、システムコントローラ２１を介して絞り駆動回路４９に通知される。第１モータＭ１の駆動量は、画像全体の受光量に応じて絞り駆動回路４９により求められる。

シャッタ４４は、円盤上に開口部（図示せず）と遮光部（図示せず）とを有するロータリーシャッタであり、入射端への白色光の通過と遮光とが切替えられる。白色光を通過させる場合は、開口部が白色光の光路中に挿入される。白色光を遮光する場合は、遮光部が白色光の光路中に挿入される。シャッタ４４は、シャッタ駆動回路４８により動作が制御される第２モータＭ２により駆動される。

励起光源４２から照射される励起光はダイクロイックミラーＭＲにより反射され、集光レンズ４５で集光されてライトガイド３１の入射端に入射される。励起光源４２の発光および消灯動作は励起光源制御回路４７によって制御される。

シャッタ駆動回路４８および励起光源制御回路４７は、タイミングコントローラ２２に接続される。シャッタ４４による白色光の通過と遮光のタイミングを制御するための白色光信号が、タイミングコントローラ２２からシャッタ駆動回路４８に出力される。また、励起光源４２の発光と消灯のタイミングを制御するための励起光信号が、タイミングコントローラ２２から励起光源制御回路４７に出力される。なお、白色光信号および励起光信号は、タイミングコントローラ２２によりＨＩＧＨ／ＬＯＷ状態のいずれかに切替えられる信号である。

白色光信号がＨＩＧＨであるときには、シャッタ駆動回路４８はシャッタ４４を駆動して、白色光を通過させる。白色光信号がＬＯＷであるときには、シャッタ駆動回路４８はシャッタ４４を駆動して、白色光を遮光させる。

励起光信号がＨＩＧＨであるときには、励起光源制御回路４７は励起光源４２を発光させる。励起光信号がＬＯＷであるときには、励起光源制御回路４７は励起光源４２を消灯させる。

タイミングコントローラ２２は、白色光信号と励起光信号とのＨＩＧＨ／ＬＯＷが互いに逆になるように、ＨＩＧＨ／ＬＯＷの切替を行なう。従って、白色光信号がＨＩＧＨ、すなわち励起光信号がＬＯＷのときに、光源ユニット４０からライトガイド３１に白色光が供給される。一方、白色光信号がＬＯＷすなわち励起光信号がＨＩＧＨのときに、光源ユニット４０からライトガイド３１に励起光が供給される。

白色光源電源回路４６および励起光源制御回路４７は、システムコントローラ２１に接続される。システムコントローラ２１によって白色光源電源回路４６および励起光源制御回路４７の起動と停止とが切替えられる。

次に電子内視鏡３０の構成について詳細に説明する。図１に示すように、電子内視鏡３０には、ライトガイド３１、撮像素子３２、励起光カットフィルタ３４、およびＡＦＥ３３などが設けられる。

ライトガイド３１は、内視鏡プロセッサ２０との接続部分から挿入管３７の先端まで延設される。前述のように、光源ユニット４０から出射される白色光または励起光が、ライトガイド３１の入射端に入射する。入射端に入射した光は、出射端まで伝達される。ライトガイド３１の出射端から出射する光が、配光レンズ３５を介して挿入管３７先端付近に照射される。

挿入管３７の先端には、対物レンズ３６、励起光カットフィルタ３４、および撮像素子３２も設けられる。なお、励起光カットフィルタ３４は、対物レンズ３６と撮像素子３２との間に設けられる。

白色光または励起光が照射された被写体からの反射光は、対物レンズ３６および励起光カットフィルタ３４を介して撮像素子３２の受光面に入射して被写体の光学像が形成される。励起光カットフィルタ３４は、励起光源４２が出射する励起光の全帯域の光成分をカットするフィルタである。

励起光カットフィルタ３４により、白色光または励起光を照射したときの被写体の光学像から励起光の反射光成分が減衰される。励起光カットフィルタを透過した光学像が撮像素子３２に形成される。

ＡＦＥ３３は撮像素子駆動回路（図示せず）を有しており、撮像素子駆動回路は受光面に入射した光学像を１フィールド期間、例えば１／６０秒毎に撮像するように撮像素子３２を駆動する。撮像素子駆動回路による撮像素子３２の駆動は、タイミングコントローラ２２によって制御される。

撮像動作の実行により、撮像素子３２は受光する光学像に基づいた画像信号を生成する。生成した画像信号は、ＡＦＥ３３においてＡ／Ｄ変換が施されデジタル画像信号に変換される。変換されたデジタル画像信号が１フィールド期間毎に画像信号処理ユニット５０に送信される。

次に図３を用いて、画像信号処理ユニット５０の構成について説明する。画像信号処理ユニット５０は、前段信号処理回路５１、白色光画像処理回路５２ａ、蛍光画像処理回路５２ｂ、第１、第２の画像メモリ５３ａ、５３ｂ、第１、第２の色ガンマ補正回路５４ａ、５４ｂ、後段信号処理回路５５、およびエンコーダ５６などによって構成される。

画像信号処理ユニット５０は、タイミングコントローラ２２に接続される。タイミングコントローラ２２から白色光信号および励起光信号が、画像信号処理ユニット５０に送信される。画像信号処理ユニット５０において、白色光信号がＨＩＧＨであるときに受信する画像信号は、白色光画像信号（第１の画像信号）として認識される。また、画像信号処理ユニット５０において、励起光信号がＨＩＧＨであるときに受信する画像信号は、蛍光画像信号（第２の画像信号）として認識される。

画像信号処理ユニット５０に送信される白色光画像信号および蛍光画像信号は、前段信号処理回路５１に入力される。前段信号処理回路５１において白色光画像信号および蛍光画像信号に対してゲインコントロール、例えば画像信号全体の実際の輝度の中央値を輝度信号の全階調の中央値に一致させる正規化が行なわれる。さらに、色補間処理などの所定の信号処理が施される。

なお、前述のようにゲインコントロールを行なう前の白色光画像信号に基づいて、白色光画像信号の平均輝度が検出される。検出した平均輝度がシステムコントローラ２１を介して、前述のように絞り制御回路４９に通知され、絞り４３の開口度の算出に用いられる。

白色光画像は、所定の信号処理の施された後、白色光画像処理回路５２ａに送信される。一方、励起光画像信号がＨＩＧＨであるときには、所定の信号処理の施された画像信号が蛍光画像処理回路５２ｂに送信される。

白色光画像処理回路５２ａは、受信した白色光画像信号に対して、白色光を照射したときの画像信号に適した所定の信号処理を実行する。所定の信号処理の施された白色光画像信号は第１の色ガンマ補正部５４ａに送信される。また、所定の信号処理の施された白色光画像信号は第１の画像メモリ５３ａに送信され、格納される。

蛍光画像処理回路５２ｂは、受信した蛍光画像信号に対して、励起光を照射したときの画像信号に適した所定の信号処理を実行する。所定の信号処理の施された蛍光画像信号は第２の色ガンマ補正部５４ｂに送信される。また、所定の信号処理の施された蛍光画像信号は第２の画像メモリ５３ｂに送信され、格納される。

第１の色ガンマ補正部５４ａに送信された白色光画像信号に対して、第１の色ガンマ係数を用いて色ガンマ補正処理が施される。なお、図４に示すように、第１の色ガンマ係数は、画像信号を構成する画素信号の信号レベルに応じて変わるゲインであって、低輝度から高輝度の画素まで適切に色付けられるように定められる。

第２の色ガンマ補正部５４ｂに送信された蛍光画像信号に対して、第２の色ガンマ係数を用いて色ガンマ補正処理が施される。なお、図４に示すように、第２の色ガンマ係数は、画像信号を構成する画素信号の信号レベルに応じて変わるゲインであって、信号レベルの低い範囲において第１の色ガンマ係数よりゲインが低くなるように定められる。

色ガンマ補正処理の施された白色光画像信号および／または蛍光画像信号は、後段四号処理回路５５に送信される。後段信号処理回路５５では、必要に応じて複数画像表示処理が行われる。さらに、クランプ、ブランキング処理などの所定の信号処理、およびＤ／Ａ変換が行なわれる。Ｄ／Ａ変換の行なわれた画像信号に基づいて生成されるビデオ信号がエンコーダ５６によりエンコードされ、モニタ１１に送信される。送信されたビデオ信号に相当する画像がモニタ１１に表示される。

次に、被写体を観察するときの内視鏡システム１０の動作と表示される画像について説明する。内視鏡システム１０には、被写体を観察ずるための動作モードとして、白色光観察モード、蛍光観察モード、および２画像観察モードが設けられる。なお、動作モードの切替は、電子内視鏡３０および内視鏡プロセッサ２０に設けられる切替スイッチなどの入力機器（図示せず）への入力により実行される。

白色光観察モードに切替えられると、ＨＩＧＨ状態の白色光信号およびＬＯＷ状態の励起光信号がタイミングコントローラ２２からそれぞれシャッタ駆動回路４８および励起光源制御回路４７に送信される（図５参照）。

したがって、前述のように、光源ユニット４０からライトガイド３１に白色光のみが供給され、被写体には白色光が照射される。白色光が照射された被写体はフィールド信号のＨＩＧＨ／ＬＯＷが切替わるたびに撮像され、画像信号ＷＳ１、ＷＳ２、…が生成される。

ＨＩＧＨ状態の白色光信号は画像信号処理ユニット５０にも送信され、ＡＦＥ３３から受信する毎フィールドの画像信号は白色光画像信号ＷＳ１、ＷＳ２、…として画像信号処理ユニット５０に認識される。したがって、送信されるすべての白色光画像信号は、前段信号処理回路５１を介して白色光画像処理回路５２ａに送信される。

白色光画像処理回路５２ａに受信されるたびに、白色光画像信号ＷＳ１、ＷＳ２、…は第１の画像メモリ５３ａおよび第１の色ガンマ補正回路５４ａに送信される。前述のように、白色光画像信号ＷＳ１、ＷＳ２、…は第１の画像メモリ５３ａに格納される。また、白色光画像信号ＷＳ１、ＷＳ２、…は第１の色ガンマ補正回路５４ａにおいて前述の色ガンマ補正処理が施される。

白色光画像信号ＷＳ１、ＷＳ２、…は、第１の色ガンマ補正回路５４ａから後段信号処理回路５５に送信される。後段信号処理回路５５には、第１の色ガンマ補正回路５４ａのみから画像信号が送信され、このときに後段信号処理回路５５は複数画像表示処理を行うこと無く、白色光画像信号ＷＳ１、ＷＳ２、…に基づいてビデオ信号を生成する。モニタ１１には、白色光が照射されるときの被写体像である白色光画像が表示される。

蛍光観察モードに切替えられると、ＬＯＷ状態の白色光信号およびＨＩＧＨ状態の励起光信号がタイミングコントローラ２２からそれぞれシャッタ駆動回路４８および励起光源制御回路４７に送信される（図６参照）。

したがって、前述のように、光源ユニット４０からライトガイド３１に励起光のみが供給され、被写体には励起光が照射される。励起光が照射された被写体はフィールド信号のＨＩＧＨ／ＬＯＷが切替わるたびに撮像され、画像信号ＦＳ１、ＦＳ２、…が生成される。

ＨＩＧＨ状態の励起光信号は画像信号処理ユニットにも送信され、ＡＦＥ３３から受信する毎フィールドの画像信号は蛍光画像信号ＦＳ１、ＦＳ２、…として画像信号処理ユニット５０に認識される。したがって、送信されるすべての蛍光画像信号は、前段信号処理回路５１を介して蛍光画像処理回路５２ｂに送信される。

蛍光画像処理回路５２ｂに受信されるたびに、蛍光画像信号ＦＳ１、ＦＳ２、…は第２の画像メモリ５３ｂおよび第２の色ガンマ補正回路５４ｂに送信される。前述のように、蛍光画像信号ＦＳ１、ＦＳ２、…は第２の画像メモリ５３ｂに格納される。また、蛍光画像信号ＦＳ１、ＦＳ２、…は第２の色ガンマ補正回路５４ｂにおいて前述の色ガンマ補正処理が施される。

蛍光画像信号ＦＳ１、ＦＳ２、…は、第２の色ガンマ補正回路５４ｂから後段信号処理回路５５に送信される。後段信号処理回路５５には、第２の色ガンマ補正回路５４ｂのみから画像信号が送信され、このときに後段信号処理回路５５は複数画像表示処理を行うこと無く、蛍光画像信号ＦＳ１、ＦＳ２、…に基づいてビデオ信号を生成する。モニタ１１には、励起光が照射されるときの被写体の自家蛍光画像が表示される。

２画像観察モードに切替えられると、フィールド信号に同期してＨＩＧＨ／ＬＯＷが切替えられる白色光信号および励起光信号がタイミングコントローラ２２からそれぞれシャッタ駆動回路４８および励起光源制御回路４７に送信される（図７参照）。

したがって、前述のように、光源ユニット４０からライトガイド３１に、白色光と励起光とがフィールド信号に同期して交互に繰返し供給され、被写体に照射される。被写体はフィールド信号のＨＩＧＨ／ＬＯＷが切替わるたびに撮像される。したがって、白色光が照射されるフィールド期間（タイミングｔ１）、励起光が照射されるフィールド期間（タイミングｔ２）、白色光が照射されるフィールド期間（タイミングｔ３）、…に画像信号ＷＳ１、ＦＳ２、ＷＳ３、…が順番に生成される。

前述のように、交互に繰返しＨＩＧＨ状態に切替わる白色光信号および蛍光信号は、画像信号処理ユニット５０にも送信されるので、連続的に受信する画像信号ＷＳ１、ＦＳ２、ＷＳ３、ＦＳ４、…も、画像信号処理ユニット５０により交互に白色光画像信号ＷＳ１、ＷＳ３、…および蛍光画像信号ＦＳ２、ＦＳ４、…として認識される。

前述のように白色光画像信号は、前段信号処理回路５１を介して白色光画像処理回路５２ａに送信される。前述のように蛍光画像信号は、前段信号処理回路５１を介して蛍光画像処理回路５２ｂに送信される。

白色光画像処理回路５２ａが前段信号処理回路５１から白色光画像信号を受信するフィールド期間（タイミングｔ１、ｔ３、…）に受信した白色光画像信号ＷＳ１、ＷＳ３、…は、第１の画像メモリ５３ａに格納される。また、同時に、白色光画像信号ＷＳ１、ＷＳ３、…は、第１の色ガンマ補正回路５４ａに送信される。

蛍光画像処理回路５２ｂが前段信号処理回路５１から蛍光画像信号を受信するフィールド期間（タイミングｔ２、ｔ４、…）に、受信した蛍光画像信号ＦＳ２、ＦＳ４、…は、第２の画像メモリ５３ｂに格納される。また、同時に、蛍光画像信号ＦＳ２、ＦＳ４、…は、第２の色ガンマ補正回路５４ｂに送信される。

なお、第１の画像メモリ５４ａに格納された白色光画像信号ＷＳ１、ＷＳ３、…は、格納後の次のフィールド期間（タイミングｔ２、ｔ４、…）に、白色光画像処理回路５２ａに読出され、第１の色ガンマ補正回路５４ａに送信される。また、第２の画像メモリ５３ｂに格納された蛍光画像信号ＦＳ２、ＦＳ４、…は、格納後の次のフィールド期間（タイミングｔ３、ｔ５、…）に、蛍光画像処理回路５２ｂに読出され、第２の色ガンマ補正回路５４ｂに送信される。

したがって、第１の色ガンマ補正回路５４ａは、連続する２フィールド期間に同じ白色光画像信号を受信して、前述の色ガンマ補正処理を行い、さらに後段信号処理回路５５に送信する（タイミングｔ１とｔ２、ｔ３とｔ４、ｔ５とｔ６参照）。また、第２の色ガンマ補正回路５４ｂは、連続する２フィールド期間に同じ蛍光画像信号を受信して、前述の色ガンマ補正処理を行い、さらに後段信号処理回路５５に送信する（タイミングｔ２とｔ３、ｔ４とｔ５参照）。

後段信号処理回路５５は、フィールド期間毎に第１、第２の色ガンマ補正回路５４ａ、５４ｂから白色光画像信号および蛍光画像信号を受信する。後段信号処理回路５５において、複数画像表示処理が施され、白色光画像信号および蛍光画像信号に基づくビデオ信号が生成される。ビデオ信号に基づいて、モニタ１１には白色光画像と自家蛍光画像の２画像が表示される（図７表示画像欄参照）。

以上のように、本実施形態の内視鏡プロセッサによれば、以下に詳述するように、白色光画像と自家蛍光画像とを同時表示するような場合においても、それぞれの画像に対して適切な色ガンマ補正を行うことが可能となる。

通常、正規化した１フィールドの白色光画像信号および蛍光画像信号を構成する画素信号の度数分布を比較すると、蛍光画像信号の方が信号レベルの低い画素信号をより多く含んでいる。それゆえ、低信号レベルの画素信号に対するゲインが大きい第１の色ガンマ係数を蛍光画像信号の色ガンマ補正に用いると、色ノイズの影響が大きくなる。

一方、上述のような蛍光画像信号に対して色ノイズの影響を抑えるためには、第２の色ガンマ係数のように低信号レベルの画素信号に対するゲインを低く設定することが考えられる。しかし、第２の色ガンマ係数を白色光画像信号に用いると、低輝度の画素において色が落ちる可能性が大きくなる。

従来の内視鏡システムでは、白色光画像および自家蛍光画像を表示するときに、第１、第２の色ガンマ係数のいずれか一方のみを用いて白色光画像信号および自家蛍光画像信号の色ガンマ補正を行っていたので、上述の問題のいずれか一方が発生していた。しかし、本実施形態の画像信号処理ユニットでは、白色光画像信号に第１の色ガンマ係数を用い、蛍光画像信号に第２の色ガンマ係数を用いるので、適切な色ガンマ補正が行われる。

なお、本実施形態の内視鏡プロセッサでは、第１、第２の画像メモリ５３ａ、５３ｂが設けられる構成であるが、画像メモリ５３ａ、５３ｂは無くてもよい。画像メモリ５３ａ、５３ｂを有さない場合に、白色光画像および自家蛍光画像の２画像の同時表示は出来なくなるが、白色光画像信号および蛍光画像信号に対して適切な色ガンマ補正を行うことは可能である。

また、本実施形態の内視鏡プロセッサでは、第１、第２の色ガンマ補正回路５４ａ、５４ｂによって白色光画像信号および蛍光画像信号それぞれの色ガンマ補正を行う構成であるが、単一の色ガンマ補正回路によって色ガンマ補正を行ってもよい。白色光画像信号および蛍光画像信号に対して、それぞれ第１、第２の色ガンマ係数を用いて色ガンマ補正を行えば、本実施形態と同様の効果を得ることが可能である。

例えば、第１、第２の色ガンマ係数を記憶する係数メモリを備え、白色光画像信号を受信したときには第１の色ガンマ係数を読出し、蛍光画像信号を受信したときには第２の色ガンマ係数を読出して色ガンマ補正を行えば、本実施形態と同様の効果を得ることが可能である。

なお、上述のような第１、第２の色ガンマ係数を記憶する係数メモリが第１の実施形態の内視鏡プロセッサに設けられ、第１、第２の色ガンマ補正回路５４ａ、５４ｂのいずれもが係数メモリから第１の色ガンマ係数または第２の色ガンマ係数を読出して、画像信号の色ガンマ補正を行ってもよい。単一の光源から光を照射するときにも、第１、第２の色ガンマ補正回路５４ａ、５４ｂを用いれば、回路の負担を軽減でき、処理速度の向上が図れる。

また、本実施形態の内視鏡プロセッサでは、白色光と励起光とを切替え可能な構成であるが、切替可能な光は白色光と励起光とに限られない。帯域の異なる複数の光の照射を切替可能であれば、本実施形態のように、それぞれの光を照射したときの被写体の画像の色ガンマを適切に補正可能である。

本発明の一実施形態を適用した画像信号処理ユニットを有する内視鏡システムの内部構成を概略的に示すブロック図である。 光源ユニットの内部構成を概略的に示すブロック図である。 画像信号処理ユニットの内部構成を概略的に示すブロック図である。 信号レベルに対応した第１、第２の色ガンマ係数を表示するグラフである。 白色光観察モード時の内視鏡システムの各部位の動作を説明するためのタイミングチャートである。 蛍光観察モード時の内視鏡システムの各部位の動作を説明するためのタイミングチャートである。 ２画像観察モード時の内視鏡システムの各部位の動作を説明するためのタイミングチャートである。

符号の説明

１０ 内視鏡システム
２０ 内視鏡プロセッサ
２２ タイミングコントローラ
３０ 電子内視鏡
４０ 光源ユニット
４１ 白色光源
４２ 励起光源
４８ シャッタ駆動回路
４９ 絞り駆動回路
５０ 画素信号処理ユニット
５３ａ、５３ｂ 第１、第２の画像メモリ
５４ａ、５４ｂ 第１、第２の色ガンマ補正回路
５５ 後段信号処理回路

Claims (8)

1. 帯域の異なる第１、第２の光をそれぞれ出射する第１、第２の光源の一方のみの発光を連続的に切替える光源コントローラと、
   前記第１、第２の光それぞれを被写体に照射中に撮像素子に前記被写体の撮像を行なわせ、それぞれ第１、第２の画像信号を生成させる撮像素子コントローラと、
   前記第１の光の帯域に応じて作成された第１の色ガンマ係数を用いて前記第１の画像信号にガンマ補正を行い、第２の光の帯域に応じて作成された第２の色ガンマ係数を用いて前記第２の画像信号にガンマ補正を行うガンマ補正処理部を備える
   ことを特徴とする内視鏡プロセッサ。
2. 前記第１の光は白色光であり、前記第２の光は生体組織に自家蛍光を生じさせる励起光であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡プロセッサ。
3. 前記ガンマ補正処理部は、前記第１の色ガンマ係数を用いてガンマ補正を行う第１の補正部と、前記第２の色ガンマ係数を用いてガンマ補正を行う第２の補正部とを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内視鏡プロセッサ。
4. 前記第１、第２の色ガンマ係数を記憶させた係数メモリ部を備え、
   前記ガンマ補正処理部は、前記第１の画像信号を受信するときに前記係数メモリ部に記憶された前記第１の色ガンマ係数を用いて前記第１の画像信号のガンマ補正を行ない、前記第２の画像信号を受信するときに前記係数メモリ部に記憶された前記第２の色ガンマ係数を用いて前記第２の画像信号のガンマ補正を行う
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の内視鏡プロセッサ。
5. 前記第１、第２の画像信号をそれぞれ格納する第１、第２の画像メモリと、
   前記第１の画像信号を前記第１の画像メモリに書込むときに、書込み中の前記第１の画像信号と前記第２の画像メモリに格納された前記第２の画像信号であって前記ガンマ補正処理部によりガンマ補正の施された前記第１、第２の画像信号に基づいて前記第１、第２の画像信号それぞれに相当する第１、第２の画像を含む２画像に相当する２画像信号を生成し、または前記第２の画像信号を前記第２の画像メモリに書込むときに、書込み中の前記第２の画像信号と前記第１の画像メモリに格納された前記第１の画像信号であって前記ガンマ補正処理部によりガンマ補正の施された前記第２、第１の画像信号に基づいて前記２画像信号を生成し、生成した前記２画像信号をモニタに出力する複合画像生成部とを備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡プロセッサ。
6. 前記第１、第２の画像メモリは、前記撮像素子が生成する前記第１、第２の画像信号を格納し、格納した前記第１、第２の画像信号を前記ガンマ補正処理部に送信し、
   前記ガンマ補正処理部は、前記第１の画像信号を受信して前記第１の色ガンマ係数を用いてガンマ補正を行う第１の補正部と、前記第２の画像信号を受信して前記第２の色ガンマ係数を用いてガンマ補正を行う第２の補正部とを有する
   ことを特徴とする請求項５に記載の内視鏡プロセッサ。
7. 前記第１、第２の色ガンマ係数を記憶させた係数メモリ部を備え、
   前記ガンマ補正処理部は、前記第１の画像信号を受信するときに前記係数メモリ部に記憶された前記第１の色ガンマ係数を用いて前記第１の画像信号のガンマ補正を行ない、前記第２の画像信号を受信するときに前記係数メモリ部に記憶された前記第２の色ガンマ係数を用いて前記第２の画像信号のガンマ補正を行い、
   前記ガンマ補正処理部にガンマ補正の施された前記第１、第２の画像信号がそれぞれ前記第１、第２の画像メモリに格納される
   ことを特徴とする請求項５に記載の内視鏡プロセッサ。
8. 帯域の異なる第１、第２の光をそれぞれ出射する第１、第２の光源と、
   前記第１、第２の光源の発光を連続的に切替える光源コントローラと、
   前記第１、第２の光源の出射する第１、第２の光を被写体に伝達するライトガイトと、前記第１、第２の光が照射されるときの前記被写体を撮像して第１、第２の画像信号を生成する撮像素子とを有する内視鏡と、
   第１の画像信号に対して第１の色ガンマ係数を用いてガンマ補正を行い、第２の画像信号に対して第２の色ガンマ係数を用いてガンマ補正を行うガンマ補正処理部を備える
   ことを特徴とする内視鏡システム。

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