JP4349689B2 - Electronic endoscope - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は可撓性導管からなるスコープと、このスコープを着脱自在に接続する画像信号処理ユニットとから成る電子内視鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】
上述したようなタイプの電子内視鏡にあっては、スコープの先端部には固体撮像素子例えばCCD(charge coupled device)イメージセンサが設けられ、このCCDイメージセンサは対物レンズ系と組み合わされる。また、かかるスコープ内には光ファイバー束からなる照明用光ガイドが挿通させられ、その遠位端の端面は照明用レンズと組み合わされる。
【0003】
画像信号処理ユニット内には照明用白色光源例えばハロゲンランプやキセノンランプが設けられ、スコープと画像信号処理ユニットとの接続時に照明用光ガイドの近位端は照明用白色光源に光学的に接続される。かくして、患者の体腔内へのスコープの挿入時、その遠位端の対物レンズ系の前方が該スコープの照明用光ガイドの先端部端面から射出させられる照明光で照明され、これにより光学的被写体はCCDイメージセンサの受光面に結像させられてそこで画素信号として光電変換される。CCDイメージセンサで得られた画素信号は画像信号処理ユニットに送られ、そこでビデオ信号がかかる画素信号に基づいて作成される。次いで、ビデオ信号は画像信号処理ユニットからTVモニタ装置に対して出力され、そこで光学的被写体像がTVモニタ装置上で再現される。
【0004】
ところで、一般的に、電子内視鏡のスコープの対物レンズ系の焦点深度は比較的深くされる。というのは、スコープの遠位端を病巣等の患部に接近させて観察するだけでなく、病巣等の患部を見つけ出す際には該患部を含む広い領域全体を観察することが必要であるからである。この場合、光学的被写体像を適当な輝度で常に再現するためには、照明用光ガイドの遠位端から射出される光の光量を適宜調整することが必要となる。即ち、スコープの遠位端を病巣等の患部に最接近させて観察する際には光量を最低レベルまで低下させ、該患部からスコープの遠位端が次第に遠ざかるつれて光量を次第に増大させることが必要である。
【0005】
上述したような光量調節は自動調光と呼ばれ、この自動調光については一般的には光源に組み込まれた絞りの開度を一フレーム分の画素信号の平均輝度レベルに基づいて制御することにより行われる。詳述すると、一フレーム分の画素信号についてヒストグラム抽出回路でヒストグラムを展開し、このヒストグラムから一フレーム分の画素信号の平均輝度レベルが算出され、その演算結果に基づいて絞り開度を制御することにより、再現画像の輝度が適正に維持される。例えば、光学的被写体の全体がスコープの対物レンズから比較的遠くに離れているとき、再現映像の輝度を適正に維持するためには、絞り開度を広げて照明光量を増大させなければならず、これとは反対に光学的被写体の全体がスコープの対物レンズに接近したとき、再現映像の輝度を適正に維持するためには、絞り開度を狭めて照明光量を減少させなければならない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上で述べたような自動調光にあっては、TVモニタ装置の映像再現画面に局部的なハレーションが屡々発生することがある。なお、ここで言うハレーションとはTVモニタ装置の映像再現画面の輝度が異常に高くなって白色化することである。例えば、光学的被写体の比較的小さな領域がスコープの対物レンズに接近し、その他の大部分の領域が該対物レンズから離れているような場合には、絞り開度が広げられる傾向にあり、このため光学被写体の比較的小さな領域の箇所でハレーションが生じ得る。勿論、ハレーションが生じると、TVモニタ装置の再現映像が観察し難くなり、電子内視鏡による診断、治療等に悪影響を及ぼすことになる。
【0007】
従って、本発明の目的は、上述したようなタイプの電子内視鏡であって、自動調光時での局部的なハレーションの発生を阻止し得るように構成された電子内視鏡を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明による電子内視鏡は、スコープと、このスコープを着脱自在に接続させるようになった画像信号処理ユニットとから成る。画像信号処理ユニット内には光源が設けられ、この光源からの射出光はスコープに導かれてその前方を照明するようになっており、該スコープの先端側には固体撮像手段が設けられる。本発明による電子内視鏡は、固体撮像手段から得られる一フレーム分もしくは一フィールド分の輝度画素信号に基づいてヒストグラムを展開するヒストグラム抽出手段と、このヒストグラム抽出手段で展開されたヒストグラムに基づいて光源からスコープに導かれる光の光量を調節する光量調節手段とを具備して成る。好ましくは、ヒストグラムから平均輝度値が求められ、この平均輝度値を所定の輝度参照値に実質的に一致させるように光量調節手段による光量調節が行われる。この場合、局部的なハレーションの発生後に所定期間にわたって平均輝度値と輝度参照値との差が比較的大きな閾値よりも大きいと判断された際に局部的なハレーションの発生が回避されたと判別することができる。好ましくは、輝度参照値を段階的に変化させる手動設定手段が設けられる。
【0009】
本発明の第1の局面によれば、ヒストグラム抽出手段によって展開されたヒストグラム特性から局部的なハレーションの発生の有無を判別する判別手段と、この判別手段によって局部的なハレーションの発生があると判別された際に光量調節手段による光量調節を強制的に低減させて局部的なハレーションの発生を解消させる局部的ハレーション解消手段とが設けられる。
【0010】
本発明の第1の局面においては、ヒストグラムの全度数の総和に対する該ヒストグラムの高輝度レベルの所定領域の度数の総和の比を算出する演算手段と、この演算手段によって算出された比を所定の閾値と比較する比較手段とが設けられ得る。この場合、かかる比が所定の閾値を越えた際に局部的なハレーションの発生があると判別手段によって判別される。
【0011】
また、本発明の第2の局面においては、ヒストグラムの高輝度レベルの所定領域の度数の総和を算出する演算手段と、この演算手段によって算出された総和を所定の閾値と比較する比較手段とが設けられ得る。この場合、かかる総和が所定の閾値を越えた際に局部的なハレーションの発生があると判別手段によって判別される。このような閾値はスコープの種別に応じて適宜設定され得るものであり、その設定については適当な入力手段例えばキーボード等を介して行い得る。
【0012】
本発明の第2の局面によれば、ヒストグラム抽出手段によって展開されたヒストグラム特性から局部的なハレーションの発生の有無を判別する第1の判別手段と、この第1の判別手段によって局部的なハレーションの発生があると判別された際に該局部的なハレーションの程度を判別する第2の判別手段と、この第2の判別手段によって判別された程度に応じて光量調節手段による光量調節を強制的に低減させて局部的なハレーションの発生を解消させる局部的ハレーション解消手段とが設けられる。
【0013】
本発明の第2の局面においては、ヒストグラムの全度数の総和に対する該ヒストグラムの高輝度レベルの所定領域の度数の総和の比を算出する演算手段と、この演算手段によって算出された比の大きさに応じて段階的に数値化する数値化手段とが設けられ得る。この場合、数値化手段によって数値化された数値が最小値であるとき、局部的なハレーションの発生が無いと第1の判別手段によって判別される。一方、数値化手段によって数値化された数値が最小値以外であるとき、局部的なハレーションの発生があると第1の判別手段によって判別されると共に該数値の大きさに応じて光量調節手段による光量調節を強制的に低減させるべき程度が前記第2の判別手段によって判別される。
【0014】
本発明の第3の局面によれば、局部的なハレーションの発生の有無を指示するフラグ手段と、このフラグ手段によって局部的なハレーションの発生があると指示された際に光量調節手段による光量調節を強制的に低減させて局部的なハレーションの発生を解消させる局部的ハレーション解消手段とが設けられる。
【0015】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による電子内視鏡の一実施形態について添付図面を参照して説明する。
【0016】
図1を参照すると、本発明による電子内視鏡の一実施形態がブロック図として図示される。電子内視鏡は可撓性導管からなるスコープ10を具備し、このスコープ10はプロセッサと呼ばれる画像信号処理ユニット12に着脱自在に連結されるようになっている。スコープ10の先端即ち遠位端には固体撮像素子例えばCCD(charge-coupled device) 撮像素子から成る撮像センサ14が設けられ、この撮像センサ14はそのCCD撮像素子と組み合わされた対物レンズ系を包含する。
【0017】
スコープ10内には光ファイバー束からなる照明用光ガイド16が挿通させられ、この照明用光ガイド16の遠位端はスコープ10の遠位端まで延び、該照明用光ガイド16の遠位端の端面には照明用レンズ(図示されない)が組み合わされる。照明用光ガイド16の近位端は画像信号処理ユニット12へのスコープ10の連結時に該画像信号処理ユニット12内に設けられたキセノンランプ或いはハロゲンランプ等の白色光源18に光学的に接続される。白色光源18の光射出側には絞り20及び集光レンズ22が順次設けられ、絞り20は白色光源18からの光量を適宜調節するための光量調節手段として用いられ、また集光レンズ22は絞り20を経た光を照明用光ガイド16の近位端の端面に集光させるために用いられる。
【0018】
本実施形態では、カラー映像を再現するために面順次方式が採用されるので、照明用光ガイド16の近位端の端面と集光レンズ22との間に回転式三原色カラーフィルタとして回転式RGBカラーフィルタ24が介在させられる。図2に示すように、回転式RGBカラーフィルタ24は円板要素から成り、この円板要素には赤色フィルタ24R、緑色フィルタ24G及び青色フィルタ24Bが設けられ、これら色フィルタはそれぞれセクタ状の形態とされる。カラーフィルタ24R、24G及び24Bはそれぞの半径方向の中心が120 °の角度間隔となるように円板要素の円周方向に沿って配置され、互いに隣接する色フィルタ間の領域は遮光領域とされる。
【0019】
図3に図示するように、回転式三原色カラーフィルタ24はサーボモータ或いはステップモータのような駆動モータ26によって回転させられる。回転式RGBカラーフィルタ24の回転周波数は電子内視鏡で採用されるTV映像再現方式に応じて決められる。例えば、PAL方式が採用されている場合には、回転式RGBカラーフィルタ24の回転周波数は25Hzであり、NTSC方式が採用されれいる場合には、その回転周波数は30Hzとなる。
【0020】
例えば、回転式RGBカラーフィルタ24が回転周波数30Hzで回転させられるとすると(NTSC方式)、その1回転に要する時間は約33ms(1/30sec) となり、各色フィルタによる照明時間はほぼ33/6msとなる。光ガイド16の遠位端の端面からは赤色光、緑色光及び青色光が毎33ms(1/30sec) 間にほぼ33/6msだけ順次射出させられて、光学的被写体は赤色光、緑色光及び青色光でもって順次照明され、その各色の光学的被写体が撮像センサ14の対物レンズ系によってそのCCD撮像素子の受光面に順次結像させられる。撮像センサ14はそのCCD撮像素子の受光面に結像された各色の光学的被写体像を一フレーム分のアナログ画素信号に光電変換し、その各色の一フレーム分のアナログ画素信号は各色の照明時間(33/6ms)に続く次の遮光時間(33/6ms)に亘って撮像センサ14から順次読み出され、このような撮像センサ14からのアナログ画素信号の読出しについてはスコープ10内に設けられたCCDドライバ28によって行われる。
【0021】
なお、厳密に言うと、カラーフィルタ24R、24G及び24Bからのそれぞれの色の出力パワー及びCCDイメージセンサ14の分光感度特性が異なるために、赤色光、緑色光及び青色光による照明時間はそれぞれ多少異なったものとされるが、しかしCCDイメージセンサ14からのそれぞれの色の一フレーム分のアナログ画素信号の読出しは同じ態様で遮光時間内で行われる。
【0022】
図1から明らかなように、画像信号処理ユニット12にはシステムコントローラ30が設けられ、このシステムコントローラ30はマイクロコンピュータから構成される。即ち、システムコントローラ30は中央処理ユニット(CPU)、種々のルーチンを実行するためのプログラム、常数等を格納する読出し専用メモリ(ROM)、データ等を一時的に格納する書込み/読出し自在なメモリ(RAM)、入出力インターフェース(I/O)から成り、電子内視鏡の作動全般を制御する。
【0023】
スコープ10が画像信号処理ユニット12に接続されると、撮像センサ14はCCDドライバ28を介して画像信号処理ユニット12内のCCDプロセス回路32に接続される。CCDドライバ28によって撮像センサ14から読み出された各色の一フレーム分のアナログ画素信号はCCDプロセス回路32に送られ、そこで所定の画像処理例えばホワイトバランス補正処理、ガンマ補正処理、輪郭強調処理等を受ける。なお、図1では、CCDドライバ28及びCCDプロセス回路32に対するシステムコントローラ30の接続関係についてはその複雑化を避けるために特に図示されていないが、CCDドライバ28での画素信号の読出し及びCCDプロセス回路32での画像処理についてはシステムコントローラ30の制御下で行われる。
【0024】
CCDプロセス回路32で処理された各色の一フレーム分のアナログ画素信号は順次アナログ/デジタル(A/D)変換器34に送られ、そこでデジタル画素信号に変換され、次いで各色の一フレーム分のデジタル画素信号はフレームメモリ36に一旦書き込まれて格納される。フレームメモリ36には各色の一フレーム分のデジタル画素信号を格納するための3つの格納領域が設けられる。フレームメモリ36からは一フレーム分の三原色のデジタル画像信号が同時に順次読み出され、このとき各色の読出しデジタル画像信号には水平同期信号及び垂直同期信号等が付加される。即ち、一フレーム分の三原色のデジタル画像信号はフレームメモリ36からカラーデジタルビデオ信号(R、G、B)として順次出力されてビデオプロセス回路38に送られる。
【0025】
ビデオプロセス回路38には、各色のカラーデジタルビデオ信号に対応したデジタル/アナログ(D/A)及びローパスフィルタ等が設けられ、各色の一フレーム分のカラーデジタルビデオ信号は一フレーム分のカラーアナログビデオ信号に変換され、次いでローパスフィルタを経た後に適宜増幅されてカラーTVモニタ装置40に送られ、そこで光学的被写体像がカラー画像として再現される。また、ビデオプロセス回路38では、カラーデジタルビデオ信号(R、G、B)に基づいて、コンポーネントビデオ信号が作成され、そのコンポーネントビデオ信号は別のTVモニタ装置、ビデオテープレコーダ、画像処理用コンピュータ等の周辺機器に対してビデオプロセス回路38から外部に出力されるようになっている。
【0026】
図4を参照すると、絞り20がその駆動機構と共に図示される。絞り20は一対のブレード要素42及び44から成り、各ブレード要素42、44からはアーム部42A、44Aが一体的に延びる。ブレード要素42及び44は互いに交差するような態様で枢着ピン46によって枢動自在に軸支され、ブレード要素42及び44の開度に応じて白色光源18から射出される白色光の光量が適宜調節される。絞り20の駆動機構はアーム部42A及び44Aの先端の間に作用させられた引張りコイルばね48を包含し、このコイルばね48によりブレード要素42及び44はその開度を狭めるような弾性的偏倚力を常に受ける。なお、枢動ピン46は画像信号処理ユニット12の筐体に対して適宜保持される。
【0027】
絞り20の駆動機構は更に一対のブレード要素42及び44の開度を調節するためにアーム部42A及び44A間に係合させられたカムピン50を包含し、このカムピン50は駆動板52の下端部に固着されて保持される。駆動板52の一方の側辺にはラック54が形成され、このラック54にはピニオン56が係合させられる。ピニオン56はサーボモータ或いはステップモータ等の適当な駆動モータ58の出力シャフト58A上に固着される。なお、駆動モータ58は画像信号処理ユニット12の筐体に対して適宜保持され、またラック54は適当なガイド手段(図示されない)によって摺動自在に適宜保持される。駆動モータ58が回転されると、駆動板52はカムピン50と共にその長手方向(即ち、図4において上下方向)に沿って移動させられ、その移動方向は駆動モータ58の回転方向に依存する。要するに、駆動モータ58の回転方向に従って、ブレード要素42及び44の開度、即ち絞り開度が調節される。
【0028】
図1に示すように、駆動モータ58は駆動回路60によって駆動され、駆動回路60はシステムコントローラ30によって制御される。即ち、駆動回路60からは駆動モータ58には駆動パルスが出力され、この出力駆動パルス数を適宜制御することにより、駆動モータ58の回転量が調節され、また出力駆動パルスの相を逆相にすることにより、駆動モータ58の回転方向が反転され、これにより絞り20の開度が調節される。勿論、駆動回路60から出力される駆動パルス数の制御及びその相の逆転制御についてはシステムコントローラ30によって行われる。
【0029】
図1に示すように、画像信号処理ユニット12にはランプ電源回路62が設けられ、このランプ電源回路62によって白色光源18への給電が行われる。なお、ランプ電源回路62は図示されないプラグを介して商用電源に接続され、かつシステムコントローラ30によって適宜制御される。
【0030】
また、図1に示すように、画像信号処理ユニット12にはヒストグラム抽出回路64が設けられ、このヒストグラム抽出回路64はビデオプロセス回路38に接続され、ビデオプロセス回路38からはコンポーネントビデオ信号のうち輝度画素信号がヒストグラム抽出回路64に対して出力される。
【0031】
スコープ10側には図1に示すように適当な不揮発性メモリ例えば再書込み可能な読出し専用メモリ(EEPROM)66が設けられ、このEEPROM66にはそのスコープ10自体の種々の情報が書き込まれる。例えば、EEPROM66には、該スコープの種別データ、例えば胃用スコープ、気管支用スコープ或いは大腸用スコープ等の種別データが格納され、またそこで用いられるCCDイメージセンサ14の画素数データ、CCDドライバ28によって読み出されたアナログ画像信号を処理する際のクロックパルスの周波数情報等が格納される。スコープ10が画像信号処理ユニット12に連結されると、EEPROM66はシステムコントローラ30に接続され、このときシステムコントローラ30はEEPROM66内の情報データを読み出し、その情報データはシステムコントローラ30内のRAM内に格納保持される。
【0032】
図1に示すように、システムコントローラ30には更にキーボード67が接続され、このキーボード67を通して種々の指令信号や種々のデータ等が入力される。なお、本発明に関連した指令信号及びデータの入力については後の記載で明らかにする。
【0033】
図5に示すように、画像信号処理ユニット12の筐体の外側壁面には操作パネル68が取り付けられ、この操作パネル68上には種々のスイッチ等が設けられる。また、図6を参照すると、操作パネル68上の種々のスイッチ等がシステムコントローラ30との関連でブロック図として示される。なお、図6では、システムコントローラ30のCPU、ROM、RAM及びI/Oがそれぞれ参照符号30A、30B、30C及び30Dで示され、これら構成要素は互いにバスで接続される。
【0034】
図5において、参照符号70は主電源回路(図示されない)の主電源ON/OFFスイッチを示し、この主電源ON/OFFスイッチ70により、商用電源から画像信号処理ユニット12への給電がON/OFFされる。要するに、主電源ON/OFFスイッチ70がONされると、画像信号処理ユニット12は作動可能状態となる。また、図5及び図6において、参照符号72はランプ電源回路62のON/OFFスイッチを示し、このランプ電源ON/OFFスイッチ72からはシステムコントローラ30に対してON/OFF信号が出力される。即ち、ランプ電源ON/OFFスイッチ72がONされると、これにより白色光源18はランプ電源62によって給電されて点灯される。
【0035】
また、操作パネル68上にはTVモニタ装置40の映像再現画面の全体の輝度を調節するためにUPボタンスイッチ74及びDOWNボタンスイッチ76が設けられる。UPボタンスイッチ74は輝度増大パルス信号発生回路(図示されない)の一部を成し、この輝度増大パルス信号発生回路からはUPボタンスイッチ74が押下される度毎に輝度増大パルス信号がシステムコントローラ30に対して出力され、輝度増大パルス信号の出力の度毎に、後述されるような輝度参照値(Yr )が所定量だけ段階的に増大させられる。また、DOWNボタンスイッチ76は輝度減少パルス信号発生回路(図示されない)の一部を成し、この輝度減少パルス信号発生回路からはDOWNボタンスイッチ76が押下される度毎にかかる輝度参照値(Yr )が所定量だけ段階的に減少させられる。
【0036】
このようにTVモニタ装置40の映像再現画面の全体の輝度はUPボタンスイッチ74及びDOWNボタンスイッチ76の押下操作により調節されるが、電子内視鏡の操作者にとっては、かかる光量のレベルがどの程度であるか認識されなければならない。この目的のために、操作パネル68上に輝度レベル表示器78が設けられ、この輝度レベル表示器78は図5に示すように操作パネル68上に上下方向に整列させられた11個の表示窓から成り、各表示窓は半透明の光拡散板から形成される。11個の表示窓にはそれぞれに隣接して“−5”から“+5”までの数字が付され、中央に位置する表示窓はその他のものよりも大きく、そこには数字“0”が付される。
【0037】
輝度レベル表示器78は更に各表示窓の内側に配置された電気的発光体例えば発光ダイオード(LED)80-5、80-4、…800 …80+4及び80+5を包含し、これらLEDは図6では互いに整列された小ブロックとして図示され、個々の小ブロック内には上述の表示窓と対応した数字が付されている。個々のLED80-5、80-4、…800 …80+4及び80+5はLED電源回路82から給電されて点灯させられ、どのLEDを点灯させるかについては、LED電源回路82をシステムコントローラ30で制御することによって行われる。
【0038】
図7を参照すると、そこにはビデオプロセス回路38から得られる一フレーム分のデジタル輝度画素信号に基づいてヒストグラム抽出回路64で展開されたヒストグラムの一例が示される。図7に示すように、本実施形態にあっては、ヒストグラム抽出回路64では、一フレーム分のデジタル輝度画素信号が256 通りの輝度レベルに振り分けられる。要するに、図7に示すヒストグラムにおいては、その横軸Xに沿って256 通りの輝度レベルが示され、その縦軸Yには各輝度レベルに対応したデジタル輝度画素信号の個数即ち度数が示される。輝度レベル0はペデスタルレベルに対応するものであり、また輝度レベル255 は最大輝度レベルに対応する。
【0039】
本発明では、各フレーム毎のデジタル輝度画素信号から得られるヒストグラムから平均輝度レベルYa が以下のような演算により求められる。
【0040】
【数1】
【0041】
ここで、Ln は各輝度レベル(0から255)に対応した輝度値を示し、例えばその輝度値として輝度レベルの数値を用いてもよい。即ち、輝度レベル0ないし255 に対応した輝度値のそれぞれを0ないし225 とすることができる。また、sn は各輝度レベル(0から255)に振り分けられたデジタル輝度画素信号の度数(個数)を示し、fo は一フレーム分のデジタル輝度画素信号の総和を示す。
【0042】
システムコントローラ30では、算出された平均輝度値Ya と輝度参照値Yr とが一致するように絞り20の開度が調節される。即ち、平均輝度値Ya が輝度参照値Yr よりも大きければ、絞り20の開度が小さくなるように駆動モータ58が駆動され、これとは反対に平均輝度値Ya が輝度参照値Yr よりも小さければ、絞り20の開度が大きくなるように駆動モータ58が駆動される。輝度参照値Yr については上述したようにUPボタンスイッチ74及びDOWNボタンスイッチ76の操作によって段階的に変えることが可能であり、これによりTVモニタ装置40の映像再現画面の全体の輝度を適宜調節することができる。
【0043】
先にも述べたように、光学的被写体の比較的小さな領域がスコープ10の対物レンズに接近し、その他の大部分の領域が該対物レンズから遠く離れているような場合には、絞り20の開度が広げられる傾向にある。というのは、光学的被写体の大部分の領域がスコープ10の対物レンズから遠く離れている場合には、平均輝度値Ya は小さなものとなるので、その平均輝度値Ya を輝度参照値Yr に一致させるためには絞り20の開度を大きくしなければならないからである。かくして、そのような場合には、スコープ10の対物レンズに接近した光学的被写体の比較的小さな領域の箇所でハレーションが発生し得ることになる。このような局部的なハレーションの発生時には、そのヒストグラムには共通した特徴的な傾向が見られ、その特徴的な傾向を検出することにより、局部的なハレーションの発生の有無を判断することができる。
【0044】
詳述すると、局部的なハレーションの発生時のヒストグラムには、図8に示すように、最高輝度レベル255 とそこに接近した特定輝度レベルVh との間の度数の総和fH が大きな値となる。例えば、一フレーム分の全デジタル輝度画素信号の総和をfo とした場合、fo に対するfH の比tr を求め、この比tr を適当な閾値Fr と比較することにより、局部的なハレーションの発生の有無を判断することが可能である。即ち、比tr が閾値Fr を越えたとき、局部的なハレーションが発生していると判断され、比tr が閾値Fr 以下のときは、局部的なハレーションの発生は無いと判断される。本発明によれば、局部的なハレーションの発生時には、輝度参照値Yr が強制的に低下させられ、これにより絞り20の開度が小さくされてTVモニタ装置40の映像再現画面の全体の輝度が低下させられ、これにより局部的ハレーションの発生が抑えられる。
【0045】
特定輝度レベルVh については、例えば輝度レベル200 と輝度レベル230 との間で適宜設定され得るが、好ましくは、スコープ10の種別(あるいは、そこに組み込まれる撮像センサ14のタイプ)に応じて個々に設定される。また、閾値Fr については、適宜設定することができるが、この場合にもスコープ10の種別に応じて個々に設定することが好ましい。
【0046】
現在、画像信号処理ユニット12に対して接続可能なスコープ10の種類としては、20以上知られているが、これらスコープ10は3つのグループに大別することができる。例えば、気管支スコープで代表されるようなスコープでは、Vh =210 及びFr =0.13とされ、大腸スコープで代表されるようなスコープでは、Vh =210 及びFr =0.20とされ、胃スコープで代表されるスコープでは、Vh =225 及びFr =0.13とされる。
【0047】
図9を参照すると、システムコントローラ30で実行されるスコープ判別/設定ルーチンのフローチャートが示される。このスコープ判別/設定ルーチンは電子内視鏡のメイン作動ルーチンのサブルーチンとして機能するものであり、その実行は主電源スイッチ70のオンによって開始される。
【0048】
ステップ901では、画像信号処理ユニット12にスコープ10が接続されたか否かが判断される。即ち、ステップ901では、スコープ10の接続が監視され、この監視については、例えば画像信号処理ユニット12側の接続部に適当なスイッチ回路(図示されない)を組み込み、このスイッチ回路のオン/オフ状態をシステムコントローラ30で監視することにより行われる。なお、本ルーチンは例えば20ms毎に実行されるが、画像信号処理ユニット12にスコープ10が接続されない限り、何等の進展もない。
【0049】
ステップ901で画像信号処理ユニット12に対するスコープ10の接続が確認されると、ステップ902に進み、そこでスコープ10のEEPROM66から情報データが読み出され、その読出し情報データはシステムコントローラ30のRAM30C(図6)内に格納される。
【0050】
ステップ903では、かかる情報データのうちのスコープ種別データを参照して、接続スコープ10が気管支スコープで代表されるスコープであるか否かが判断される。接続スコープ10が気管支スコープで代表されるようなスコープであるならば、ステップ904に進み、そこで特定輝度レベルVh として210 が与えられ、また閾値Fr として0.13が与えられる。
【0051】
ステップ903で接続スコープ10が気管支スコープで代表されるようなスコープでないときには、ステップ905に進み、そこで接続スコープ10が大腸スコープで代表されるスコープであるか否かが判断される。接続スコープ10が大腸スコープで代表されるようなスコープであると確認された場合には、ステップ906に進み、そこで特定輝度レベルVh として210 が与えられ、また閾値Fr として0.20が与えられる。
【0052】
ステップ905で接続スコープ10が大腸スコープで代表されるようなスコープでないときには、接続スコープ10は胃スコープで代表されるスコープとなり、このときはステップ907に進み、そこで特定輝度レベルVh として225 が与えられ、また閾値Fr として0.13が与えられる。
【0053】
なお、スコープ10が画像信号処理ユニット12から外され、別のスコープ10が接続されたときも、その別のスコープ10に対して特定輝度レベルVh 及び閾値Fr に対して再設定が行われる。
【0054】
図10及び図11を参照すると、システムコントローラ30で実行される絞り制御ルーチンのフローチャートが示される。この絞り制御ルーチンは時間割込みルーチンとして機能するものであって、例えば映像再現方式としてNTSC方式が採用されている場合には1/30sec 毎に実行される時間割込みルーチンとされる。
【0055】
先ず、ステップ1001では、ヒストグラムの全データ(0≦X≦255)の度数の総和fo (即ち、一フレーム分のデジタル輝度画素信号の総画素数)が算出される。
【0056】
ステップ1002では、ビデオプロセス回路38から得られた一フレーム分のデジタル輝度画素信号に基づいてヒストグラム抽出回路64で展開されたヒストグラムの全データ(0≦X≦255)から平均輝度値Ya が上記演算式によって算出される。なお、ここでは、各輝度レベル(0から255)に対応した輝度値Ln については輝度レベル自体の数値(0ないし255)とされる。
【0057】
ステップ1003では、ヒストグラムの全データ(0≦X≦255)のうち特定輝度レベルVh と最高輝度レベル255 との間(Vh ≦X≦255)の度数の総和fH が算出される。次いで、ステップ1004では、以下の演算が実行される。
tr ←fH /fo
即ち、一フレーム分のデジタル輝度画素信号の総画素数に対する特定輝度レベルVh と最高輝度レベル255 との間の総画素数fH の比率tr が求められ、このデータはシステムコントローラ30のRAM30C(図6)に格納される。
【0058】
ステップ1005では、フラグF1が“0”であるか“1”であるかが判断される。フラグF1は局部的ハレーションの発生の有無を判別するもであり、局部的ハレーションの発生が認められるときにはフラグF1は“1”とされ、局部的ハレーションの発生が認められてないときにはF1は“0”とされる。
【0059】
初期段階では、F1=0と設定してあるので、ステップ1005からステップ1006に進み、そこで以下の演算が実行される。
【0060】
【数2】
【0061】
即ち、平均輝度値Ya と輝度参照値Yr との差ΔYd1が求められる。
【0062】
本実施形態では、輝度参照値Yr は例えば輝度レベル80と輝度レベル180 との間で適宜設定される値であって、上述したようにUPボタンスイッチ74及びDOWNボタンスイッチ76の操作によって段階的に変え得るものである。即ち、例えば、輝度レベル表示器78の11個の表示窓のうちの中央の表示窓(LED800 )が点灯されているとき、輝度参照値Yr は輝度レベル130 に対応したものとされ、UPボタンスイッチ74或いはDOWNボタンスイッチ76の操作により10輝度レベルずつ段階的に変化させられる。輝度参照値Yr は最大値で輝度レベル180 に対応したものとなり(LED80+5)、最小値で輝度レベル80に対応したものとなる(LED80-5)。
【0063】
ステップ1007では、平均輝度値Ya と輝度参照値Yr との差ΔYd1が許容値Yt と比較される。本実施形態では、許容値Yt は例えば2とされ、差ΔYd1が2を越えた場合に、TVモニタ装置40の映像再現画面の全体の輝度が設定輝度参照値Yr に一致してないと判断され、絞り20の開度が調整されることになる。
【0064】
詳しく述べると、もし差ΔYd1が許容値Yt を越えている場合には、ステップ1008に進み、そこで平均輝度値Ya と設定輝度参照値Yr との大小が判断される。Ya ≧Yr のとき(これはTVモニタ装置40の映像再現画面の全体の輝度が設定輝度参照値Yr に比べて大きいことを意味する)、ステップ1009に進み、そこでフラグF2が“1”とされる。これとは反対に、Ya <Yr のとき(これはTVモニタ装置40の映像再現画面の全体の輝度が設定輝度参照値Yr に比べて小さいことを意味する)、ステップ1010に進み、そこでフラグF2が“0”とされる。フラグF2は駆動モータ58の回転方向を指示するためのものであり、F2=1のとき、駆動モータ58は絞り20を閉じる方向に回転駆動させられることになる。一方、F2=0のとき、駆動モータ58は絞り20を広げるように回転駆動させられることになる。
【0065】
ステップ1011では、差ΔYd1の大きさに応じて、駆動回路60から駆動モータ58に出力されるべき駆動パルスの数PV が設定される。駆動パルス数PV の設定については、例えば以下の表1に従って行われる。
【0066】
【表1】
【0067】
即ち、差ΔYd1が大きければ大きい程、駆動パルス数PV には大きな設定値が与えられる。例えば、差ΔYd1が9ないし17であれば、駆動パルス数PV には2が与えられ、差ΔYd1が36ないし62であれば、駆動パルス数PV には10が与えられる。なお、表1に対応する一次元マップがシステムコントローラ30のROM30Bに展開されており、差ΔYd1の大きさに応じて駆動パルス数PV の設定値が該一次元マップから出力される。
【0068】
次いで、ステップ1012では、駆動モータ58がフラグF2で指示された回転方向でかつ上述の設定駆動パルス数PV に基づいて回転駆動され、これにより絞り20の開度が調整される。その後、本ルーチンは一旦終了する。
【0069】
1/30sec 後に再び本ルーチンが実行されるとき、Ya 、f0 及びfH はビデオプロセス回路38から得られる次の一フレーム分のデジタル輝度画素信号に基づいて展開されたヒストグラムから算出され、同様なルーチンが繰り返され、かくして平均輝度値Ya と輝度参照値Yr とが許容値Yt (=2)の範囲内で一致させられる。即ち、TVモニタ装置40の映像再現画面の全体の輝度が設定輝度参照値Yr に常に一致するように絞り20の開度調節(即ち、自動調光)が行われる。なお、ここで注目すべきことは、差ΔYd1が大きければ大きい程、駆動パルス数PV も大きく設定されるので、平均輝度値Ya を輝度参照値Yr に速やかに一致させ得るということである。
【0070】
ステップ1007でΔYd1が許容値Yt 以下となったとき、即ち、平均輝度値Ya と輝度参照値Yr とが許容値Yt (=2)の範囲内で一致したとき、ステップ1007からステップ1013に進み、そこで比率tr が閾値Fr を越えているか否かが判断される。もしtr ≦Fr であれば、局部的なハレーションの発生は無いとされるので、ステップ1013からステップ1011に進むことになるが、このときΔYd1は許容値Yt (=2)以下となっており、このため駆動パルス数PV の設定は“0”とされるので(表1)、駆動モータ58自体は駆動されずに本ルーチンは一旦終了する。
【0071】
要するに、tr ≦Fr である限り、即ち局部的なハレーションの発生が無い限り、TVモニタ装置40の再現映像画面の全体の輝度は設定輝度参照値Yr に一致するように絞り20の開度が調節される。
【0072】
ステップ1013でtr >Fr と判断されたとき、即ち局部的なハレーションの発生が認められたとき、ステップ1014に進み、そこでフラグF1が“1”とされ、次いでステップ1015でカウンタCが“0”にリセットされる。なお、カウンタCの機能については後で説明される。次に、ステップ1016ではフラグF2が“1”とされ、ステップ1017では駆動パルス数PV として適当な値例えば“6”が設定される。続いて、ステップ1012に進み、そこで駆動モータ58が絞り20を閉じる方向に駆動パルス数PV =6だけ回転駆動させられる(F2=1)。即ち、局部的なハレーションの発生が認められると、直ちに絞り20の開度がステップ1017での駆動パルス数PV (=6)の設定値分だけ狭められる。
【0073】
1/30sec 経過後に再び本ルーチンが実行されると、ステップ1005からステップ1018に進み(F1=1)、そこで以下の演算が行われる。
【0074】
【数3】
【0075】
即ち、輝度参照値Yr が適当な値Yc (例えばYc には初期設定値として10が与えられる)だけ減少させられ、その減少輝度参照値(Yr −Yc )と平均輝度値Ya との差ΔYd2が求められる。
【0076】
ステップ1019では、平均輝度値Ya と減少輝度参照値(Yr −Yc )との差ΔYd2が許容値Yt (=2)と比較される。差ΔYd2が許容値Yt を越えている場合には、ステップ1020に進み、そこで平均輝度値Ya と減少輝度参照値(Yr −Yc )との大小が判断される。Ya ≧(Yr −Yc )のとき、ステップ1021に進み、そこでフラグF2が“1”とされる。これとは反対に、Ya <(Yr −Yc )のとき、ステップ1022に進み、そこでフラグF2が“0”とされる。上述したように、フラグF2は駆動モータ58の回転方向を指示するためのものであり、F2=1のとき、駆動モータ58は絞り20を閉じる方向に回転駆動させられることになる。一方、F2=0のとき、駆動モータ58は絞り20を広げるように回転駆動させられることになる。
【0077】
ステップ1023では、以下の演算が実行される。
【0078】
【数2】
【0079】
即ち、ステップ1006の場合と同様に、平均輝度値Ya と輝度参照値Yr との差ΔYd1が求められる。
【0080】
次に、ステップ1024では、平均輝度値Ya と輝度参照値Yr との差ΔYd1が比較的大きな値を持つ閾値Dy (本実施形態では、Dy =25)と比較される。もし差ΔYd1が閾値Dy よりも大きければ、ステップ1025に進み、そこでカウンタCのカウント値が“1”だけカウントアップされる。次いで、ステップ1026では、カウンタCのカウント値が前もって決められた所定値Ct (本実施形態では、Ct =5)に到達したか否かが判断される。もしC<Ct であれば、ステップ1027をスキップしてステップ1028に進み、そこで差ΔYd2の大きさに応じて、駆動回路60から駆動モータ58に出力されるべき駆動パルスの数PV が設定される。なお、駆動パルス数PV の設定については、上記の表1に従って行われる。
【0081】
ステップ1029では、駆動モータ58がフラグF2で指示された回転方向で(ステップ1021又は1022)かつ上述の設定駆動パルス数PV (ステップ1028)に基づいて回転駆動され、これにより絞り20の開度が調整される。その後、本ルーチンは一旦終了する。その後、1/30sec 経過毎に本ルーチンが実行されるが、ステップ1019で差ΔYd2が許容値Yt を越えている限り、絞り20の開度の調節が上述の場合と同様な態様で繰り返される。要するに、平均輝度値Ya が減少参照値(Yr −Yc )に実質的に等しくなるように自動調光が行われる。
【0082】
ところで、ステップ1024では、スコープ10の比較的大きな移動によって光学的被写体が変化したか否かが監視される。というのは、局部的なハレーションの発生後にスコープ10に比較的大きな動きがあった場合には、局部的なハレーション発生時に得られた平均輝度値Ya とその後に得られた平均輝度値Ya との間には大きな差が生じ得ることになり、それに伴って後者の平均輝度値Ya と輝度参照値Yr との差ΔYd1も大きなものとなり得る。一方、局部的なハレーションの発生後にスコープ10に比較的大きな動きがあったとき、その局部的なハレーションの発生条件が回避され得ることもある。
【0083】
従って、差ΔYd1が比較的大きな値の閾値Dy (=25)を越えた回数がステップ1025でカウンタCによってカウントされ、そのカウント数が所定値Ct (例えば5)に到達した場合には、局部的なハレーション発生条件が回避されたとして、ステップ1026からステップ1027に進み、そこでF1が“1”から“0”に書き直され、また輝度参照値Yr を減少させる値Yc には初期設定値“10”が与えられる。その後の本ルーチンの実行時には、F1=0となっているので、ステップ1005からステップ1006に進んで、上述したような自動調光、即ち輝度参照値Yr に対する自動調光が再び行われる。
【0084】
一方、差ΔYd1が比較的大きな値の閾値Dy (=25)を越えた回数のカウンタ数が所定値Ct (=5)に到達するまでの間にもし差ΔYd1が比較的大きな値の閾値Dy 以下となった場合には、局部的なハレーション発生条件が回避されていないと判断され、ステップ1024からステップ1030に進み、そこでカウンタCが“0”にリセットされる。その後、1/30sec 経過毎に本ルーチンが実行されるが、ステップ1019で差ΔYd2が許容値Yt を越えている限り、絞り20の開度の調節が上述の場合と同様な態様で繰り返される。
【0085】
ステップ1019で差ΔYd2が許容値Yt 以下となったとき、即ち、減少輝度参照値(Yr −Yc )に対して自動調光が行われた後に平均輝度値Ya と減少輝度参照値(Yr −Yc )とが許容値Yt (=2)の範囲内で一致したとき、ステップ1019からステップ1031に進み、そこで局部的ハレーションの発生の有無が再度判断される。減少輝度参照値(Yr −Yc )に対する自動調光が完了したにも拘らず(差ΔYd2が許容値Yt 以下)、ステップ1031で局部的ハレーションの発生が認められるときには、ステップ1031からステップ1032に進み、そこで以下の演算が行われる。
Yc ←Yc +Kc
即ち、値Yc に対して定数Kc (例えば許容値Yt =2よりも大きな値4が与えられる)が加えられる。その後、本ルーチンは一旦終了する。
【0086】
次の割込み処理で本ルーチンが再び実行されると、ステップ1005からステップ1018に進み(F1=1)、そこで以下の演算が行われる。
【0087】
【数3】
【0088】
即ち、上述の場合と同様、輝度参照値Yr が値Yc だけ減少させられ、その減少輝度参照値(Yr −Yc )と平均輝度値Ya との差ΔYd2が求められるが、しかし該減少輝度参照値(Yr −Yc )は先の場合に比べて更に減少されたものとなる。というのは、値Yc には初期設定値10よりも大きな値14が与えられているからである。
【0089】
その後に行われる処理は同様である。即ち、減少輝度参照値(Yr −Yc )に対する自動調光が行われ(Yc =14)、その自動調光完了後に未だ局部的なハレーションの発生が認められる場合には、値Yc に更に4が加算され(ステップ1032)、同様な処理が繰り返される。
【0090】
一方、ステップ1031で局部的なハレーションの発生が認められない場合には、本ルーチンは一旦終了する。その後、1/30sec 経過毎に本ルーチンが実行されるが、F1=1である限り、減少輝度参照値(Yr −Yc )に対する自動調光が持続される。
【0091】
スコープ10の移動によって光学的被写体が変化すると、スコープ10の移動前に得られた平均輝度値Ya とスコープ10の移動後に得られた平均輝度値Ya との間には大きな差が生じ得ることになり、それに伴ってスコープ10の移動後の平均輝度値Ya と輝度参照値Yr との差ΔYd1の絶対値も大きなものとなる(ステップ1023)。このため差ΔYd1が閾値Dy (=25)を越えることとなり、その回数がステップ1025でカウンタCによってカウントされ、そのカウント数が所定値Ct (=5)に到達したとき、ステップ1026からステップ1027に進み、そこでF1が“1”から“0”に書き直され、また値Yc には初期設定値“10”が与えられる。その後の本ルーチンの実行時には、F1=0となっているので、ステップ1005からステップ1006に進んで、上述したような自動調光、即ち輝度参照値Yr に対する自動調光が再び行われる。
【0092】
図12及び図13を参照すると、図10及び図11に示した絞り制御ルーチンの変形例のフローチャートが示される。図10及び図11に示した絞り制御ルーチンにあっては、一フレーム分のデジタル輝度画素信号の総画素数に対する特定輝度レベルVh と最高輝度レベル255 との間の総画素数fH の比率tr が求められ、その比率tr が閾値Fr を越えた際に、局部的なハレーションが発生していると判断されているが、図12及び図13に示す絞り制御ルーチンにあっては、ヒストグラムの全データ(0≦X≦255)のうち特定輝度レベルVh と最高輝度レベル255 との間(Vh ≦X≦255)の度数の総和fH が算出され、この総和fH が所定の閾値Fm を越えた際に、局部的なハレーションが発生していると判断される。
【0093】
先ず、ステップ1201では、ヒストグラムの全データ(0≦X≦255)のうち特定輝度レベルVh と最高輝度レベル255 との間(Vh ≦X≦255)の度数の総和fH が算出される。
【0094】
ステップ1202では、ビデオプロセス回路38から得られた一フレーム分のデジタル輝度画素信号に基づいてヒストグラム抽出回路64で展開されたヒストグラムの全データ(0≦X≦255)から平均輝度値Ya が上記演算式によって算出される。なお、ここでも、各輝度レベル(0から255)に対応した輝度値Ln については輝度レベル自体の数値(0ないし255)とされる。
【0095】
ステップ1203ないし1230はそれぞれ図10及び図11に示すステップ1005ないし1032に対応し、かつ次の点を除けば同じルーチンが実行される。即ち、ステップ1211及びステップ1229では、上述したように、総和fH が所定の閾値Fm を越えた際に局部的なハレーションが発生していると判断され、この点が異なるだけで、ステップ1203ないし1230から成るルーチンは図10及び図11に示すステップ1005ないし1032から成るルーチンと実質的に同じものである。なお、閾値Fm については、例えば一フレーム分の総画素数が65,000のとき、7,000 と設定され得る。
【0096】
図14ないし図16を参照すると、システムコントローラ30で実行される別の絞り制御ルーチンのフローチャートが示される。この絞り制御ルーチンも時間割込みルーチンとして機能するものであって、例えば映像再現方式としてNTSC方式が採用されている場合には1/30sec 毎に実行される。
【0097】
先ず、ステップ1401では、ヒストグラムの全データ(0≦X≦255)の度数の総和fo (即ち、一フレーム分のデジタル輝度画素信号の総画素数)が算出される。
【0098】
ステップ1402では、ビデオプロセス回路38から得られた一フレーム分のデジタル輝度画素信号に基づいてヒストグラム抽出回路64で展開されたヒストグラムの全データ(0≦X≦255)から平均輝度値Ya が上記演算式によって算出される。なお、ここでも、各輝度レベル(0から255)に対応した輝度値Ln については輝度レベル自体の数値(0ないし255)とされる。
【0099】
ステップ1403では、ヒストグラムの全データ(0≦X≦255)のうち第1の特定輝度レベルVh1と最高輝度レベル255 との間(Vh1≦X≦255)の度数の総和fH1が算出される。次いで、ステップ1404では、以下のような演算が実行される。
tr1←fH1/fo
即ち、一フレーム分のデジタル輝度画素信号の総画素数に対する第1の特定輝度レベルVh1と最高輝度レベル255 との間の総画素数fH1の比率tr1が求められ、このデータはシステムコントローラ30のRAMに格納される。
【0100】
ステップ1405では、ヒストグラムの全データ(0≦X≦255)のうち第2の特定輝度レベルVh2と最高輝度レベル255 との間(Vh2≦X≦255)の度数の総和fH2が算出される。次いで、ステップ1406では、以下のような演算が実行される。
tr2←fH2/fo
即ち、一フレーム分のデジタル輝度画素信号の総画素数に対する第2の特定輝度レベルVh2と最高輝度レベル255 との間の総画素数fH2の比率tr2が求められ、このデータはシステムコントローラ30のRAMに格納される。
【0101】
なお、図17に示すように、第2の特定輝度レベルVh2は第1の特定輝度レベルVh1よりも高く、これら第1及び第2の特定輝度レベルVh1及びVh2の具体的な値については、本ルーチンの実行前にスコープ10の種別に応じてあるいはキーボード67を介して入力設定し得る。本実施形態では、第1の輝度レベルVh1については、例えば210 とされ、また第2の輝度レベルVh2については、例えば225 とされる。
【0102】
ステップ1407では、比率tr1及びtr2のそれぞれの値に基づいて変数tm1及びtm2の値が表2に従って設定される。
【0103】
【表2】
【0104】
即ち、0%≦tr1<12%であるとき、変数tm1の値は“0”に設定され、12%≦tr1<18%のとき、変数tm1の値は“1”に設定され、18%≦tr1<24%のとき、変数tm1の値は“2”に設定され、24%≦tr1とき、変数tm1の値は“3”に設定される。また、0%≦tr2<6%のとき、変数tm2の値は“0”に設定され、6%≦tr2<12%のとき、変数tm2の値は“1”に設定され、12%≦tr2<18%のとき、変数tm2の値は“2”に設定され、18%≦tr2<24%のとき、変数tm2の値は“3”に設定され、24%≦tr2とき、変数tm2の値は“4”に設定される。なお、上記表1の場合と同様、表2に対応する一次元マップがシステムコントローラ30のROM30Bに展開され、比率tr1及びtr2のそれぞれの値の大きさに応じて変数tm1及びtm2の設定値が該一次元マップから出力される。
【0105】
ステップ1408では、変数tm1及びtm2の設定値の大きさが比べられ、大きい方の設定値が変数tm の値として設定される。勿論、変数tm1及びtm2が互いに同じ設定値を持つ場合には、その設定値がtm の値として設定される。本実施形態にあっては、tm =0のとき、局部的なハレーションの発生は無いとされ、tm ≧1のとき、局部的なハレーションの発生があると判断される。また、tm ≧1のとき、その値が大きければ大きい程、局部的ハレーションの程度が大きいものとなる。
【0106】
なお、本実施形態では、2つの変数tm1及びtm2から変数tm が決められているが、2つの変数tm1及びtm2のうちのいずれか一方だけを求めて、その一方の値だけを用いて変数tm としてもよい。
【0107】
ステップ1409ないし1416は図10及び図11に示す絞り制御ルーチンのステップ1005ないし1012にそれぞれ対応するものであり、TVモニタ装置40の映像再現画面の全体の輝度が設定輝度参照値Yr に常に一致するように絞り20の開度調節(即ち、自動調光)が行われる。なお、駆動パルス数PV の設定についても、例えば上述の表1に従って行われる。
【0108】
ステップ1411でΔYd1が許容値Yt (=2)以下となったとき、即ち平均輝度値Ya と輝度参照値Yr とが許容値Yt の範囲内で一致したとき、ステップ1411からステップ1417に進み、そこで変数tm ≠0であるか否かが判断される。即ち、局部的なハレーションの発生の有無が判断される。もしtm =0のとき、即ち局部的なハレーションの発生は無いとき、ステップ1417からステップ1415に進むことになるが、このときΔYd1は許容値Yt 以下となっており、このため駆動パルス数PV の設定は“0”とされるので(表1)、駆動モータ58自体は駆動されずに本ルーチンは一旦終了する。
【0109】
要するに、tm =0である限り、即ち局部的なハレーションの発生が無い限り、TVモニタ装置40の再現映像画面の全体の輝度は設定輝度参照値Yr に一致するように絞り20の開度が調節されるだけである。
【0110】
ステップ1417でtm ≠0と判断されたとき、即ち局部的なハレーションの発生が認められたとき、ステップ1418に進み、そこでフラグF1が“1”とされ、次いでステップ1419でカウンタCが“0”にリセットされる。なお、カウンタCの機能については図10及び図11に示した絞り制御ルーチンの場合と同様である。次に、ステップ1420ではフラグF2が“1”とされる。なお、フラグF2の機能についても図10及び図11に示した絞り制御ルーチンの場合と同様であり、ステップ1420では、駆動モータ58の回転駆動方向が絞り20を閉じる方向に設定される(F2=1)。
【0111】
ステップ1421では、駆動パルス数PV の設定値が以下の演算によって求められる。即ち、
PV =CN1 *tm
ここで、CN1 は適当な定数であり、例えば3とされる。要するに、変数tm の設定値が大きければ大きい程、即ち局部的なハレーションの程度が大きければ大きい程、駆動パルス数PV の設定値として大きな値が与えられる。
【0112】
ステップ1422では、局部的なハレーションの発生時に輝度参照値Yr から減算すべき値Yc が以下の演算によって求められる。
Yc =CN2 *tm
ここで、CN2 は適当な定数であり、例えば4とされる。要するに、変数tm の設定値が大きければ大きい程、即ち局部的なハレーションの程度が大きければ大きい程、かかる値Yc として大きな値が与えられる。
【0113】
続いて、ステップ1416に進み、そこで駆動モータ58が絞り20を閉じる方向に駆動パルス数PV =CN1 *tm だけ回転駆動させられる(F2=1)。即ち、局部的なハレーションの発生が認められると、その程度に応じて直ちに絞り20の開度が駆動パルス数PV =CN1 *tm だけ狭められる。
【0114】
1/30sec 経過後に再び本ルーチンが実行されると、ステップ1409からステップ1423に進むことになるが(F1=1)、ステップ1423ないし1437は図10及び図11に示す絞り制御ルーチンのステップ1018ないし1032にそれぞれ対応するものであり、図10及び図11に示す絞り制御ルーチンと同様な絞り制御が行われるが、しかし値Yc には局部的なハレーションの程度に応じた値(ステップ1422)が設定される点で本絞り制御ルーチンは図10及び図11に示す絞り制御ルーチンとは異なる。
【0115】
要するに、図14ないし図16に示す絞り制御ルーチンでは、局部的なハレーションの発生時にそのハレーションの程度が数値化され、該ハレーションの程度が大きければ大きい程、ハレーションの発生が一層速やかに解消するようになっている。
【0116】
図18及び図19を参照すると、システムコントローラ30で実行される更に別の絞り制御ルーチンのフローチャートが示される。この絞り制御ルーチンも時間割込みルーチンとして機能するものであって、例えば映像再現方式としてNTSC方式が採用されている場合には1/30sec 毎に実行される。
【0117】
図18及び図19に示す絞り制御ルーチンでは、局部的なハレーションの発生の有無の判断については、キーボード67を操作するオペレータがTVモニタ装置40の映像再現画面を実際に監視することによって判断される。
【0118】
ステップ1801では、ビデオプロセス回路38から得られた一フレーム分のデジタル輝度画素信号に基づいてヒストグラム抽出回路64で展開されたヒストグラムの全データ(0≦X≦255)から平均輝度値Ya が上述の数式1によって算出される。なお、ここでも、各輝度レベル(0から255)に対応した輝度値Ln については輝度レベル自体の数値(0ないし255)とされる。
【0119】
ステップ1802では、フラグF1が“0”であるか“1”であるかが判断される。フラグF1の書替えについてはキーボード67のオペレータによって行われる。詳述すると、オペレータがTVモニタ装置40の映像再現画面を実際に監視し、局部的なハレーションの発生が確認されたとき、キーボード67上の所定の機能キーを押下することにより、フラグF1の書替えが行われる。要するに、オペレータが局部的なハレーションの発生を認めた際にキーボード67上の特定のキーを押下すると、フラグF1は“0”から“1”にされる。
【0120】
F1=0のとき、即ちオペレータによって局部的なハレーションの発生が認められないとき、ステップ1802からステップ1803に進み、そこでフラグF1と連動する連動フラグFLが“0”とされる。
【0121】
ステップ1804ないしステップ1810は図10及び図11に示す絞り制御ルーチンのステップ1006ないし1012にそれぞれ対応するものであり、TVモニタ装置40の映像再現画面の全体の輝度が設定輝度参照値Yr に常に一致するように絞り20の開度調節(即ち、自動調光)が行われる。なお、駆動パルス数PV の設定についても、例えば上述の表1に従って行われ、またステップ1805でΔYd1が許容値Yt (=2)以下となったとき、即ち平均輝度値Ya と輝度参照値Yr とが許容値Yt の範囲内で一致したとき、ステップ1805からステップ1809に進むが、このときΔYd1は許容値Yt 以下となっており、このため駆動パルス数PV の設定は“0”とされるので(表1)、駆動モータ58自体は駆動されずに本ルーチンは一旦終了する。
【0122】
要するに、オペレータによって局部的なハレーションの発生が認められてF1が“1”とされない限り、TVモニタ装置40の再現映像画面の全体の輝度は設定輝度参照値Yr に一致するように絞り20の開度が調節されるだけである。
【0123】
オペレータによって局部的なハレーションの発生が認められて、F1が“0”から“1”に書き替えられると、ステップ1802からステップ1811に進み、そこで連動フラグFLが“0”であるか“1”であるかが判断される。この時点では、FL=0であるが、ステップ1812に進み、そこで連動フラグFLはF1=1に連動して“0”から“1”に書き替えられる。次に、ステップ1813でカウンタCが“0”にリセットされ、ステップ1814でフラグF2が“1”とされる。なお、カウンタCの機能及びフラグF2の機能については図10及び図11に示した絞り制御ルーチンの場合と同様である。ステップ1814では、駆動モータ58の回転駆動方向が絞り20を閉じる方向に設定され、ステップ1815では、駆動パスル数PV として適当な値例えば“6”が設定される。その後、ステップ1810に進み、そこで駆動モータ58が絞り20を閉じる方向に駆動パルス数PV =6だけ回転駆動させられる(F2=1)。即ち、局部的なハレーションの発生が認められた直後に絞り20の開度がステップ1815での駆動パルス数PV (=6)の設定値分だけ狭められる。
【0124】
1/30sec 経過後に再び本ルーチンが実行されると、ステップ1802及びステップ1811を経た後(F1=1;FL=1)、ステップ1816に進むことになるが、ステップ1816ないし1830は図10及び図11に示す絞り制御ルーチンのステップ1018ないし1032にそれぞれ対応するものであり、図10及び図11に示す絞り制御ルーチンと同様な絞り制御が行われる。
【0125】
【発明の効果】
以上の記載から明らかなように、本発明による電子内視鏡にあっては、自動調光時での局部的なハレーションが発生したとしても、そのハレーションの発生を速やかに解消することができるので、ハレーションの発生による診断、治療等への悪影響が直ちに排除され得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電子内視鏡の概略ブロック図である。
【図2】図1に示す回転式RGBカラーフィルタの正面図である。
【図3】図1に示す回転式RGBカラーフィルタをその駆動モータと共に示す側面図である。
【図4】図1に示す絞りをその駆動機構と共に示す概略正面図である。
【図5】本発明による電子内視鏡の画像信号処理ユニットに設けられた操作パネルの正面図である。
【図6】図5の操作パネル上の設けられた種々のスイッチ等とシステムコントローラの関係を示すブロック図である。
【図7】図1に示すヒストグラム抽出回路で展開されるヒストグラムの一例を概念的に示すグラフである。
【図8】局部的なハレーションの発生とヒストグラムの特性との関係を示すグラフである。
【図9】図1のシステムコントローラで実行されるスコープ判別/設定ルーチンルーチンを説明するためのフローチャートである。
【図10】図1のシステムコントローラで実行される絞り制御ルーチンを説明するためのフローチャートの一部分である。
【図11】図1のシステムコントローラで実行される絞り制御ルーチンを説明するためのフローチャートの残りの部分である。
【図12】図10及び図11に示した絞り制御ルーチンの変形例を説明するためのフローチャートの一部分である。
【図13】図10及び図11に示した絞り制御ルーチンの変形例を説明するためのフローチャートの残りの部分である。
【図14】図1のシステムコントローラで実行される別の絞り制御ルーチンを説明するためのフローチャートの一部分である。
【図15】図1のシステムコントローラで実行される別の絞り制御ルーチンを説明するためのフローチャートの一部分である。
【図16】図1のシステムコントローラで実行される別の絞り制御ルーチンを説明するためのフローチャートの残りの部分である。
【図17】図8に示すグラフと同様なグラフであって、図14ないし図16に示すフローチャートの説明に用いられるグラフである。
【図18】図1のシステムコントローラで実行される更に別の絞り制御ルーチンを説明するためのフローチャートの一部分である。
【図19】図1のシステムコントローラで実行される更に別の絞り制御ルーチンを説明するためのフローチャートの残りの部分である。
【符号の説明】
10 スコープ
12 画像信号処理ユニット
14 撮像センサ
16 光ガイド
18 白色光源
20 絞り
22 集光レンズ
24 回転式RGBカラーフィルタ
28 CCDドライバ
30 システムコントローラ
32 CCDプロセス回路
34 アナログ/デジタル(A/D)変換器
36 フレームメモリ
38 ビデオプロセス回路
40 TVモニタ装置
64 ヒストグラム抽出回路
66 EEPROM
67 キーボード
68 操作パネル
70 電源スイッチ
72 ランプ電源ON/OFFスイッチ
74 UPボタンスイッチ
76 DOWNボタンスイッチ
82 LED電源回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic endoscope including a scope made of a flexible conduit and an image signal processing unit for detachably connecting the scope.
[0002]
[Prior art]
In an electronic endoscope of the type described above, a solid-state imaging device, for example, a CCD (charge coupled device) image sensor is provided at the distal end of the scope, and this CCD image sensor is combined with an objective lens system. In addition, an illumination light guide composed of an optical fiber bundle is inserted into the scope, and the end surface of the distal end thereof is combined with the illumination lens.
[0003]
A white light source for illumination such as a halogen lamp or a xenon lamp is provided in the image signal processing unit, and the proximal end of the light guide for illumination is optically connected to the white light source for illumination when the scope and the image signal processing unit are connected. The Thus, when the scope is inserted into the body cavity of the patient, the front of the objective lens system at the distal end is illuminated with the illumination light emitted from the end face of the illumination light guide of the scope, whereby the optical object is illuminated. Is imaged on the light receiving surface of the CCD image sensor, where it is photoelectrically converted as a pixel signal. The pixel signal obtained by the CCD image sensor is sent to an image signal processing unit, where a video signal is created based on the pixel signal. The video signal is then output from the image signal processing unit to the TV monitor device, where an optical subject image is reproduced on the TV monitor device.
[0004]
By the way, generally, the depth of focus of the objective lens system of the scope of the electronic endoscope is relatively deep. This is because it is necessary not only to observe the distal end of the scope close to the affected area such as a lesion, but also to find the affected area such as a lesion, to observe the entire wide area including the affected area. is there. In this case, in order to always reproduce the optical subject image with appropriate luminance, it is necessary to appropriately adjust the amount of light emitted from the distal end of the illumination light guide. That is, when observing with the distal end of the scope closest to the affected part such as a lesion, the amount of light is reduced to the lowest level, and the distal end of the scope gradually moves away from the affected part to gradually increase the amount of light. is necessary.
[0005]
The light amount adjustment as described above is called automatic dimming. In general, for this automatic dimming, the aperture of the diaphragm incorporated in the light source is controlled based on the average luminance level of the pixel signal for one frame. Is done. More specifically, the histogram extraction circuit develops a histogram for the pixel signal for one frame, the average luminance level of the pixel signal for one frame is calculated from this histogram, and the aperture is controlled based on the calculation result. Thus, the brightness of the reproduced image is properly maintained. For example, when the entire optical object is relatively far away from the scope objective lens, in order to maintain the brightness of the reproduced image properly, the amount of illumination light must be increased by widening the aperture. On the contrary, when the entire optical object approaches the objective lens of the scope, in order to maintain the brightness of the reproduced image properly, the aperture amount must be reduced to reduce the amount of illumination light.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the automatic light control as described above, local halation often occurs on the video reproduction screen of the TV monitor device. Here, the halation means that the luminance of the video reproduction screen of the TV monitor device becomes abnormally high and whitens. For example, when a relatively small area of an optical object is close to the objective lens of the scope and most of the other area is away from the objective lens, the aperture opening tends to be widened. Therefore, halation may occur at a relatively small area of the optical subject. Of course, when halation occurs, it becomes difficult to observe the reproduced image of the TV monitor device, which adversely affects diagnosis, treatment, etc. using an electronic endoscope.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an electronic endoscope of the type described above, which is configured to prevent the occurrence of local halation during automatic light control. That is.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
An electronic endoscope according to the present invention includes a scope and an image signal processing unit in which the scope is detachably connected. A light source is provided in the image signal processing unit, and light emitted from the light source is guided to the scope to illuminate the front thereof, and a solid-state imaging means is provided on the distal end side of the scope. An electronic endoscope according to the present invention is based on a histogram extracting means for developing a histogram based on luminance pixel signals for one frame or one field obtained from a solid-state imaging means, and on the histogram developed by the histogram extracting means. Light amount adjusting means for adjusting the amount of light guided from the light source to the scope. Preferably, the average luminance value is obtained from the histogram, and the light amount adjustment by the light amount adjusting means is performed so that the average luminance value substantially coincides with a predetermined luminance reference value. In this case, it is determined that the occurrence of local halation has been avoided when it is determined that the difference between the average luminance value and the luminance reference value is larger than a relatively large threshold value over a predetermined period after the occurrence of local halation. Can do. Preferably, manual setting means for changing the luminance reference value stepwise is provided.
[0009]
According to the first aspect of the present invention, the determination means for determining the presence or absence of local halation from the histogram characteristics developed by the histogram extraction means, and the determination means for determining the occurrence of local halation. When this is done, local halation elimination means for forcibly reducing the light quantity adjustment by the light quantity adjustment means to eliminate the occurrence of local halation is provided.
[0010]
In the first aspect of the present invention, calculation means for calculating a ratio of the sum of the frequencies of a predetermined area of the high luminance level of the histogram to the sum of all frequencies of the histogram, and the ratio calculated by the calculation means are set to a predetermined value. Comparing means for comparing with the threshold value may be provided. In this case, when the ratio exceeds a predetermined threshold value, it is determined by the determining means that local halation has occurred.
[0011]
Further, in the second aspect of the present invention, there is an arithmetic means for calculating the sum of the frequencies of the predetermined area of the high luminance level of the histogram, and a comparing means for comparing the total calculated by the arithmetic means with a predetermined threshold value. Can be provided. In this case, when the sum exceeds a predetermined threshold value, it is determined by the determining means that local halation has occurred. Such a threshold value can be appropriately set according to the type of scope, and can be set via an appropriate input means such as a keyboard.
[0012]
According to the second aspect of the present invention, the first discriminating means for discriminating whether or not local halation has occurred from the histogram characteristics developed by the histogram extracting means, and the local halation by the first discriminating means. A second discriminating means for discriminating the degree of local halation when it is discriminated that there is an occurrence of light, and forcibly adjusting the light quantity by the light quantity adjusting means according to the degree discriminated by the second discriminating means Local halation elimination means for reducing the occurrence of local halation by reducing the occurrence of local halation.
[0013]
In the second aspect of the present invention, computing means for calculating the ratio of the sum of the frequencies of the predetermined area of the high luminance level of the histogram to the sum of all the frequencies of the histogram, and the magnitude of the ratio calculated by the computing means According to the method, a digitizing means for digitizing stepwise may be provided. In this case, when the numerical value digitized by the digitizing means is the minimum value, the first discriminating means determines that no local halation has occurred. On the other hand, when the numerical value digitized by the numerical digitizing means is other than the minimum value, the occurrence of local halation is judged by the first discriminating means and the light quantity adjusting means according to the magnitude of the numerical value. The degree to which the light amount adjustment should be forcibly reduced is determined by the second determining means.
[0014]
According to the third aspect of the present invention, flag means for instructing whether or not local halation has occurred, and light quantity adjustment by the light quantity adjusting means when instructed by the flag means that local halation has occurred Local halation elimination means for forcibly reducing the occurrence of local halation is provided.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of an electronic endoscope according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0016]
Referring to FIG. 1, an embodiment of an electronic endoscope according to the present invention is illustrated as a block diagram. The electronic endoscope includes a
[0017]
An
[0018]
In the present embodiment, since a frame sequential method is adopted to reproduce a color image, a rotary RGB color filter is used as a rotary tri-primary color filter between the proximal end face of the
[0019]
As shown in FIG. 3, the rotary three
[0020]
For example, if the rotary
[0021]
Strictly speaking, since the output power of each color from the
[0022]
As is apparent from FIG. 1, the image
[0023]
When the
[0024]
The analog pixel signals for one frame of each color processed by the
[0025]
The
[0026]
Referring to FIG. 4, the
[0027]
The drive mechanism of the
[0028]
As shown in FIG. 1, the
[0029]
As shown in FIG. 1, the image
[0030]
As shown in FIG. 1, the image
[0031]
As shown in FIG. 1, a suitable non-volatile memory such as a rewritable read-only memory (EEPROM) 66 is provided on the
[0032]
As shown in FIG. 1, a keyboard 67 is further connected to the
[0033]
As shown in FIG. 5, an
[0034]
In FIG. 5,
[0035]
Further, an
[0036]
As described above, the overall luminance of the video reproduction screen of the
[0037]
The
[0038]
Referring to FIG. 7, there is shown an example of a histogram developed by the
[0039]
In the present invention, the average luminance level Y is determined from the histogram obtained from the digital luminance pixel signal for each frame.aIs obtained by the following calculation.
[0040]
[Expression 1]
[0041]
Where LnIndicates a luminance value corresponding to each luminance level (0 to 255). For example, a numerical value of the luminance level may be used as the luminance value. That is, the luminance values corresponding to the
[0042]
In the
[0043]
As described above, when a relatively small area of the optical object is close to the objective lens of the
[0044]
More specifically, as shown in FIG. 8, the histogram at the time of occurrence of local halation has a
[0045]
Specific brightness level VhCan be appropriately set between the
[0046]
Currently, 20 or more types of
[0047]
Referring to FIG. 9, a flowchart of a scope determination / setting routine executed by the
[0048]
In
[0049]
When the connection of the
[0050]
In
[0051]
In
[0052]
In
[0053]
Even when the
[0054]
Referring to FIGS. 10 and 11, a flowchart of an aperture control routine executed by the
[0055]
First, in step 1001, the total frequency f of all histogram data (0 ≦ X ≦ 255) fo(That is, the total number of pixels of the digital luminance pixel signal for one frame) is calculated.
[0056]
In step 1002, the average luminance value Y is calculated from all the histogram data (0 ≦ X ≦ 255) developed by the
[0057]
In step 1003, the specific luminance level V out of all the histogram data (0 ≦ X ≦ 255).hAnd the maximum brightness level of 255 (Vh≦ X ≦ 255)HIs calculated. Next, in
tr← fH/ Fo
That is, the specific luminance level V with respect to the total number of pixels of the digital luminance pixel signal for one frame.hAnd the total number of pixels f between the
[0058]
In
[0059]
Since F1 = 0 is set in the initial stage, the process proceeds from
[0060]
[Expression 2]
[0061]
That is, the average luminance value YaAnd luminance reference value YrDifference from Yd1Is required.
[0062]
In the present embodiment, the luminance reference value YrIs a value set as appropriate between the
[0063]
In
[0064]
More specifically, if the difference ΔYd1Is allowable value YtIf it exceeds, the process proceeds to step 1008 where the average luminance value YaAnd set brightness reference value YrIs determined. Ya≧ Yr(This is because the overall brightness of the video reproduction screen of the
[0065]
In
[0066]
[Table 1]
[0067]
That is, the difference ΔYd1Is larger, the number of drive pulses PVA large setting value is given to. For example, the difference ΔYd1Is 9 to 17, the number of drive pulses PVIs given 2 and the difference ΔYd1Is 36 to 62, the number of drive pulses PVIs given 10 A one-dimensional map corresponding to Table 1 is developed in the
[0068]
Next, at step 1012, the
[0069]
When this routine is executed again after 1/30 sec, Ya, F0And fHIs calculated from a histogram developed based on the digital luminance pixel signal for the next one frame obtained from the
[0070]
ΔY in
[0071]
In short, tr≦ FrAs long as there is no occurrence of local halation, the overall brightness of the reproduced video screen of the
[0072]
T in
[0073]
When this routine is executed again after 1/30 sec has elapsed, the routine proceeds from
[0074]
[Equation 3]
[0075]
That is, the luminance reference value YrIs an appropriate value Yc(For example, YcIs reduced by an initial setting value of 10), and the reduced luminance reference value (Yr-Yc) And average luminance value YaDifference from Yd2Is required.
[0076]
In
[0077]
In
[0078]
[Expression 2]
[0079]
That is, as in
[0080]
Next, in
[0081]
In
[0082]
Incidentally, in
[0083]
Therefore, the difference ΔYd1Is a relatively large threshold DyThe number of times exceeding (= 25) is counted by the counter C in step 1025, and the counted number is a predetermined value C.tIf (for example, 5) is reached, it is determined that the local halation occurrence condition has been avoided, and the process proceeds from
[0084]
On the other hand, the difference ΔYd1Is a relatively large threshold DyThe number of counters exceeding (= 25) is a predetermined value CtIf the difference is reached until (= 5)d1Is a relatively large threshold DyIn the following case, it is determined that the local halation occurrence condition is not avoided, and the process proceeds from
[0085]
In
Yc← Yc+ Kc
That is, the value YcFor constant Kc(For example, allowable value YtIs given a
[0086]
When this routine is executed again in the next interrupt process, the process proceeds from
[0087]
[Equation 3]
[0088]
That is, as in the case described above, the luminance reference value YrIs the value YcReduced brightness reference value (Yr-Yc) And average luminance value YaDifference from Yd2However, the reduced luminance reference value (Yr-Yc) Is further reduced compared to the previous case. Because the value YcThis is because a
[0089]
The processing performed thereafter is the same. That is, the reduced luminance reference value (Yr-Yc) Is automatically adjusted (Yc= 14) If the occurrence of local halation is still recognized after completion of the automatic dimming, the
[0090]
On the other hand, if the occurrence of local halation is not recognized in
[0091]
When the optical subject changes due to the movement of the
[0092]
Referring to FIGS. 12 and 13, flowcharts of modified examples of the aperture control routine shown in FIGS. 10 and 11 are shown. In the aperture control routine shown in FIGS. 10 and 11, the specific luminance level V with respect to the total number of pixels of the digital luminance pixel signal for one frame.hAnd the total number of pixels f between the
[0093]
First, in step 1201, the specific brightness level V out of all the histogram data (0 ≦ X ≦ 255).hAnd the maximum brightness level of 255 (Vh≦ X ≦ 255)HIs calculated.
[0094]
In step 1202, the average luminance value Y is calculated from all the histogram data (0 ≦ X ≦ 255) developed by the
[0095]
[0096]
Referring to FIGS. 14 to 16, a flowchart of another aperture control routine executed by the
[0097]
First, in step 1401, the total frequency f of all histogram data (0 ≦ X ≦ 255) fo(That is, the total number of pixels of the digital luminance pixel signal for one frame) is calculated.
[0098]
In step 1402, the average luminance value Y is calculated from all the histogram data (0 ≦ X ≦ 255) developed by the
[0099]
In step 1403, the first specific brightness level V out of all the histogram data (0 ≦ X ≦ 255).h1And the maximum brightness level of 255 (Vh1≦ X ≦ 255)H1Is calculated. Next, in
tr1← fH1/ Fo
That is, the first specific luminance level V with respect to the total number of pixels of the digital luminance pixel signal for one frame.h1And the total number of pixels f between the
[0100]
In step 1405, the second specific brightness level V out of all the histogram data (0 ≦ X ≦ 255).h2And the maximum brightness level of 255 (Vh2≦ X ≦ 255)H2Is calculated. Next, in
tr2← fH2/ Fo
That is, the second specific luminance level V with respect to the total number of pixels of the digital luminance pixel signal for one frame.h2And the total number of pixels f between the
[0101]
As shown in FIG. 17, the second specific luminance level Vh2Is the first specific luminance level Vh1Higher than these first and second specific luminance levels Vh1And Vh2The specific value of can be input and set according to the type of the
[0102]
In step 1407, the ratio tr1And tr2Variable t based on each value ofm1And tm2Is set according to Table 2.
[0103]
[Table 2]
[0104]
That is, 0% ≦ tr1When <12%, the variable tm1Value is set to “0”, 12% ≦ tr1<18%, variable tm1Is set to “1” and 18% ≦ tr1<24%, variable tm1Is set to “2” and 24% ≦ tr1Variable tm1The value of is set to “3”. In addition, 0% ≦ tr2<6%, variable tm2Is set to “0” and 6% ≦ tr2<12%, variable tm2Is set to “1” and 12% ≦ tr2<18%, variable tm2Is set to “2” and 18% ≦ tr2<24%, variable tm2Is set to “3” and 24% ≦ tr2Variable tm2The value of is set to “4”. As in the case of Table 1 above, a one-dimensional map corresponding to Table 2 is developed in the
[0105]
In
[0106]
In the present embodiment, two variables tm1And tm2To variable tmIs determined, but two variables tm1And tm2Only one of them is obtained, and the variable t is used by using only one of the values.mIt is good.
[0107]
[0108]
In
[0109]
In short, tmAs long as = 0, that is, as long as local halation does not occur, the overall luminance of the reproduced video screen of the
[0110]
T in
[0111]
In
PV= CN1* Tm
Where CN1Is an appropriate constant, for example, 3. In short, the variable tmThe larger the set value of, that is, the greater the degree of local halation, the greater the number of drive pulses PVA large value is given as the set value.
[0112]
In
Yc= CN2* Tm
Where CN2Is an appropriate constant, for example, 4. In short, the variable tmThe larger the set value of, that is, the greater the degree of local halation, the greater the value YcAs a large value is given.
[0113]
Subsequently, the process proceeds to step 1416, where the
[0114]
When this routine is executed again after 1/30 sec elapses, the process proceeds from
[0115]
In short, in the aperture control routine shown in FIGS. 14 to 16, the degree of halation is quantified when local halation occurs, and the larger the degree of halation, the faster the occurrence of halation is resolved. It has become.
[0116]
Referring to FIGS. 18 and 19, a flowchart of still another aperture control routine executed by the
[0117]
In the aperture control routine shown in FIGS. 18 and 19, whether or not local halation has occurred is determined by the operator who operates the keyboard 67 actually monitoring the video reproduction screen of the
[0118]
In step 1801, the average luminance value Y is calculated from all the histogram data (0 ≦ X ≦ 255) developed by the
[0119]
In
[0120]
When F1 = 0, that is, when the occurrence of local halation is not recognized by the operator, the process proceeds from
[0121]
[0122]
In short, unless the operator recognizes the occurrence of local halation and F1 is set to “1”, the overall luminance of the reproduced video screen of the
[0123]
When the occurrence of local halation is recognized by the operator and F1 is rewritten from “0” to “1”, the process proceeds from
[0124]
When this routine is executed again after 1/30 sec elapses, after
[0125]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, in the electronic endoscope according to the present invention, even if local halation occurs during automatic light control, the occurrence of the halation can be quickly eliminated. The adverse effects on diagnosis, treatment, etc. due to the occurrence of halation can be eliminated immediately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram of an electronic endoscope according to the present invention.
FIG. 2 is a front view of the rotary RGB color filter shown in FIG.
FIG. 3 is a side view showing the rotary RGB color filter shown in FIG. 1 together with its drive motor.
4 is a schematic front view showing the diaphragm shown in FIG. 1 together with its drive mechanism. FIG.
FIG. 5 is a front view of an operation panel provided in an image signal processing unit of an electronic endoscope according to the present invention.
6 is a block diagram showing the relationship between various switches and the like provided on the operation panel of FIG. 5 and the system controller.
7 is a graph conceptually showing an example of a histogram developed by the histogram extraction circuit shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the occurrence of local halation and the characteristics of a histogram.
FIG. 9 is a flowchart for explaining a scope determination / setting routine executed by the system controller of FIG. 1;
10 is a part of a flowchart for explaining an aperture control routine executed by the system controller of FIG. 1. FIG.
11 is the remaining part of the flowchart for explaining the aperture control routine executed by the system controller of FIG. 1;
12 is a part of a flowchart for explaining a modification of the aperture control routine shown in FIGS. 10 and 11. FIG.
13 is a remaining portion of a flowchart for explaining a modification of the aperture control routine shown in FIGS. 10 and 11. FIG.
14 is a part of a flowchart for explaining another aperture control routine executed by the system controller of FIG. 1; FIG.
15 is a part of a flowchart for explaining another aperture control routine executed by the system controller of FIG. 1; FIG.
FIG. 16 is a remaining portion of a flowchart for explaining another aperture control routine executed by the system controller of FIG. 1;
17 is a graph similar to the graph shown in FIG. 8, and is used for explaining the flowcharts shown in FIGS. 14 to 16. FIG.
FIG. 18 is a part of a flowchart for explaining still another aperture control routine executed by the system controller of FIG. 1;
FIG. 19 is a remaining portion of a flowchart for explaining still another aperture control routine executed by the system controller of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
10 Scope
12 Image signal processing unit
14 Imaging sensor
16 Light guide
18 White light source
20 aperture
22 Condensing lens
24 Rotating RGB color filter
28 CCD driver
30 System controller
32 CCD process circuit
34 Analog / digital (A / D) converter
36 frame memory
38 Video process circuit
40 TV monitor device
64 Histogram extraction circuit
66 EEPROM
67 keyboard
68 Operation panel
70 Power switch
72 Lamp power ON / OFF switch
74 UP button switch
76 DOWN button switch
82 LED power circuit
Claims (13)
信号処理ユニットとから成る電子内視鏡であって、
前記画像信号処理ユニット内に設けられた光源を具備し、この光源からの射出光が前記スコープに導かれてその前方を照明するようになっており、更に、前記スコープの先端側に設けられた固体撮像手段と、この固体撮像手段から得られる一フレーム分もしくは一フィールド分の輝度画素信号に基づいてヒストグラムを展開するヒストグラム抽出手段と、このヒストグラム抽出手段で展開されたヒストグラムに基づいて前記光源から前記スコープに導かれる光の光量を調節する光量調節手段とを具備して成る電子内視鏡において、
前記ヒストグラム抽出手段によって展開されたヒストグラム特性から局部的なハレーションの発生の有無を判別する判別手段と、
この判別手段によって局部的なハレーションの発生があると判別された際に前記光量調節手段によって光量を強制的に低減させて局部的なハレーションの発生を解消させる局部的ハレーション解消手段とを備え、
前記局部的ハレーション解消手段が、画面表示される再現映像に発生する局部的なハレーションの程度を自動的に検出し、ハレーションの程度が大きいほど低減する光量が大きくなるように、判別された程度に応じて光量を強制的に低減させることを特徴とする電子内視鏡。An electronic endoscope comprising a scope and an image signal processing unit adapted to be detachably connected to the scope,
A light source provided in the image signal processing unit is provided, and light emitted from the light source is guided to the scope to illuminate the front thereof, and further provided on the distal end side of the scope. Solid-state imaging means, histogram extraction means for developing a histogram based on luminance pixel signals for one frame or one field obtained from the solid-state imaging means, and from the light source based on the histogram developed by the histogram extraction means In an electronic endoscope comprising a light amount adjusting means for adjusting the amount of light guided to the scope,
Discriminating means for discriminating whether or not local halation occurs from the histogram characteristics developed by the histogram extracting means;
When it is determined by the determining means that the occurrence of local halation has occurred, the light amount adjusting means forcibly reduces the amount of light to eliminate the occurrence of local halation, and the local halation eliminating means is provided.
The local halation elimination means automatically detects the degree of local halation occurring in the reproduced image displayed on the screen , and the degree of determination is such that the amount of light to be reduced increases as the degree of halation increases. An electronic endoscope characterized by forcibly reducing the amount of light accordingly.
前記画像信号処理ユニット内に設けられた光源を具備し、この光源からの射出光が前記スコープに導かれてその前方を照明するようになっており、更に、前記スコープの先端側に設けられた固体撮像手段と、この固体撮像手段から得られる一フレーム分もしくは一フィールド分の輝度画素信号に基づいてヒストグラムを展開するヒストグラム抽出手段と、このヒストグラム抽出手段で展開されたヒストグラムに基づいて前記光源から前記スコープに導かれる光の光量を調節する光量調節手段とを具備して成る電子内視鏡において、
前記ヒストグラム抽出手段によって展開されたヒストグラム特性から局部的なハレーションの発生の有無を判別する第1の判別手段と、
この第1の判別手段によって局部的なハレーションの発生があると判別された際に画面表示される再現映像に発生する該局部的なハレーションの程度を自動的に判別する第2の判別手段と、
この第2の判別手段によって判別された程度に応じて前記光量調節手段により光量を強制的に低減させて局部的なハレーションの発生を解消させる局部的ハレーション解消手段とが設けられ、
前記局部的ハレーション解消手段が、ハレーションの程度が大きいほど低減する光量を大きくすることを特徴とする電子内視鏡。An electronic endoscope comprising a scope and an image signal processing unit adapted to be detachably connected to the scope,
A light source provided in the image signal processing unit is provided, and light emitted from the light source is guided to the scope to illuminate the front thereof, and further provided on the distal end side of the scope. Solid-state imaging means, histogram extraction means for developing a histogram based on luminance pixel signals for one frame or one field obtained from the solid-state imaging means, and from the light source based on the histogram developed by the histogram extraction means In an electronic endoscope comprising a light amount adjusting means for adjusting the amount of light guided to the scope,
First determination means for determining the presence or absence of local halation from the histogram characteristics developed by the histogram extraction means;
Second discriminating means for automatically discriminating the degree of local halation occurring in the reproduced video displayed on the screen when it is discriminated that the occurrence of local halation has occurred by the first discriminating means;
A local halation eliminating means for forcibly reducing the amount of light by the light amount adjusting means according to the degree determined by the second determining means to eliminate the occurrence of local halation ;
An electronic endoscope characterized in that the local halation elimination means increases the amount of light to be reduced as the degree of halation increases .
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