图像处理装置的制作方法

专利名称：图像处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像处理装置，其可通过多种观察光进行观察。
背景技术：
电子内窥镜被广泛应用于插入体腔内等对食道、胃、小肠、大肠等的消化道或肺等的气管所进行的观察。而且，该电子内窥镜也在使用穿插在处置器具沟槽内的处置器具进行各种治疗处置时使用。
例如，场序式的内窥镜装置，其从光源装置通过光学滤波器等，将红、绿、蓝等的光依次照射在被摄物上，通过单色摄像元件受光，对摄像元件的信号处理通过处理器(信号处理装置)进行，并在显示装置上输出彩色图像。
作为在处理器内的信号处理，是为了容易发现病变而进行的颜色增强。所谓颜色增强就是，以生物体粘膜中所含的血红蛋白的量为基准，对颜色进行增强，从而使正常粘膜和病变粘膜可通过色差很容易地加以明确区别。
而且，由内窥镜进行的诊断中，除了在显示器上显示与肉眼所能见到相同的彩色图像的通常观察以外，也可以开始利用生物体组织的自荧光进行自荧光观察。在自荧光观察中，在将紫外～蓝色的激励光对生物体组织照射时，从生物体组织发出的自荧光的光谱，在正常粘膜和肿瘤上是不同的。
而且，这样就可以利用自荧光的光谱在正常粘膜和肿瘤上的不同来进行诊断。
该自荧光的图像，与被生物体组织反射而回来的反射光图像一起，分别将不同颜色分割地被显示在显示器上，由此，就可以明确地辨认出病变部和正常部的颜色不同。由于荧光微弱，荧光图像中还多含有杂波，因此经常在荧光观察用的处理器上装载杂波去除电路。
而且，例如日本特开2002-95635号公报所公开的那样，使用比通常观察光窄的频带的光进行照射以进行观察，就是进行所谓的窄频带光观察(NBINarrow Band Imaging)。在窄频带光观察中，可以更高的对比度观察粘膜表层的血管。
该窄频带光观察由于是以窄频带的光进行观察的，因此就可以显示与通常的内窥镜图像不同的色调的图像。因此，通过在处理器内构筑颜色变换电路，进行颜色的调整，在转变为更适于病变判断的颜色后，输出到显示器进行显示。
而且，也可以进行照射近红外光来观察的所谓红外观察。在红外观察时，通过将被称为靛青绿(吲哚菁绿ICG)的可吸收近红外线的药剂注入血管内，就可以观察到通常观察时看不到的粘膜下深部的血行动态。在该红外观察时，以粘膜中所含的ICG的量为基准，进行颜色增强处理，由此可以更高的对比度观察血管图像。
这些通常观察、荧光观察、窄频带光观察、红外观察，可以通过使用能够切换照明光的照明装置，集合到一个系统中。
以往的电子内窥镜装置及处理器中，在一个处理器内进行与通常观察、荧光观察、窄频带光观察、红外观察等的多种观察光(观察模式)相对应的观察处理时，必须构筑分别所需的颜色增强、杂波去除、颜色变换等的图像处理功能，因此该电路规模变得十分庞大。
作为进行减小内窥镜装置的电路规模的工作，如日本特开平5-277065号公报(日本专利3382973号)所公开地那样，在所连接的内窥镜上安装的电荷耦合元件(缩写为CCD)的每一个上，构成可编程的逻辑元件，由此而实现了电路的公用化。
但是，该技术是在内窥镜装置的电源没有接通时等、没有进行观察时，就自动设定了逻辑元件的，因此在检查中途等中，无法根据使用者的操作来进行逻辑元件的设定。
而且，若在进行观察时进行逻辑元件的设定，则由于在逻辑元件的构成中不能进行信号处理，因此存在显示器上的图像消失的问题。
此外，为了在切换观察模式时切换照明光，就要改变旋转滤波器的旋转数或者移动滤波器的位置等，因此，这期间就会产生图像颜色混乱或图像亮度不稳定等的问题。

发明内容
本发明的目的在于提供一种图像处理装置，其可将多个信号处理以较小的电路规模来实现。
本发明的另一目的在于提供一种图像处理装置，其可将与多个观察光相对应的信号处理以较小的电路规模来实现。
本发明的图像处理装置对拍摄了被摄物的摄像信号进行图像处理，其特征在于，具备可编程电路机构，其针对上述摄像信号，由根据被选择的电路数据而分别可编程地被构筑的电路，进行信号处理；电路数据保存机构，其保存有多种电路数据；控制机构，可进行下述控制，根据切换指示的指示信号，从上述电路数据保存机构中选择与第一电路数据不同的第二电路数据，从而可编程地构筑第二电路，上述第一电路数据被用于由上述可编程电路机构构筑的使用中的第一电路。
发明效果若根据以上说明的本发明，可以较小的电路规模实现与多个观察光相对应的信号处理。


图1到图12涉及本发明的第1实施方式，图1是具备本发明第1实施方式的内窥镜装置的整体结构图。
图2为频带切换滤波器的说明图。
图3是旋转滤波器盘的说明图。
图4是表示通常·荧光观察滤波器、红外观察滤波器的透射特性的附图。
图5是表示窄频带光观察滤波器的透射特性的附图。
图6是表示R、G、B滤波器的透射特性的附图。
图7是表示激励、G’、R’滤波器的透射特性的附图。
图8是表示激励光截止滤波器的透射特性的附图。
图9是第1实施方式的滤波器切换时的控制动作说明用的流程图。
图10是由FPGA构成的颜色增强电路的结构图。
图11是由FPGA构成的杂波去除电路的结构图。
图12是由FPGA构成的颜色变换电路的结构图。
图13是本发明第2实施方式的滤波器切换时的控制动作说明用的流程图。
具体实施例方式
下面参照

本发明的实施方式。
第1实施方式参照图1到图12说明本发明的第1实施方式。
本实施方式的目的在于提供一种图像处理装置及电子内窥镜装置，其能将与多个观察光(观察模式)相对应的信号处理以小电路规模实现、以及即使在可编程的逻辑元件的构成(构筑)过程中，也可以进行观察图像的动画显示。
首先，说明本实施方式的结构。
如图1所示，具备本发明第1实施方式的电子内窥镜装置1，由下述部分构成电子内窥镜(以下简称为内窥镜)2，其被插入体腔内，可对体腔内患部等的被摄物8进行拍摄；光源装置3，被装卸自如地连接在上述内窥镜2上，并产生观察用的照明光；处理器4，被装卸自如地连接在上述内窥镜2上，并可对所拍摄的图像信号进行信号处理等；显示器5，其与该处理器4相连接，并输入从处理器4输出的图像信号，并将该图像信号所对应的画面进行显示；键盘6，连接于处理器4，并输入数据或指令等；以及脚踏开关7。
内窥镜2具有插入体腔内的细长的插入部11、设于该插入部11后端的操作部12、以及从该操作部12延伸出来的通用塞绳(コニバ一サルコ一ド)13。
在内窥镜2的插入部11内，穿插着传递照明光的光纤14，该光纤14的后端侧被穿插在通用塞绳(universal cord)13内，在该后端设有导光连接器15。而且，使用者通过将该导光连接器15装卸自如地连接到光源装置3上，就可以对导光连接器15的入射端面提供来自光源装置3的照明光。
由该光纤14所传输的照明光，从插入部11的安装在其前端部照明窗上的前端面(出射端面)，再经过照明透镜16，被射出到体腔内的被摄物8上。
在与该照明窗相邻而设的观察窗(摄像窗)上，安装有物镜17，在其成像位置设置有高灵敏度的固体摄像元件，具体来说设有CCD18，以对在该摄像面成像的光学像进行光电转换。该CCD18可经由信号线，将其端部的连接器装卸自如地连接在处理器4上。
该CCD18的摄像面的前方，设置有激励光截止滤波器19，可以对荧光观察情况下所使用的激励光进行截止，并将微弱的荧光传导至CCD18中。
而且，在该内窥镜2的操作部12，设有滤波器切换开关20，用以指示由滤波器切换带来的照明光的切换。该滤波器切换开关20产生的指示信号被送到CPU45中。
光源装置3具备氙灯等的灯21，可射出覆盖红外区域直到可视区域的光；频带切换滤波器22，设于该灯21的照明光路上，来限制透射波长；电动机23，用于切换上述频带切换滤波器22；旋转滤波器盘24，其设置有所透射的波长区域不同的滤波器；电动机25，用于旋转驱动上述旋转滤波器盘24；电动机26，用于使旋转滤波器盘24在与照明光轴相垂直的方向A上移动；聚光透镜27，聚集透过旋转滤波器盘24的光，并使其入射到导光连接器15的端面。
这种情况下，对旋转滤波器盘24进行旋转的电动机25上，安装有齿条28，在电动机26的旋转轴上安装有与上述齿条28啮合的小齿轮29，通过旋转驱动该电动机26，可使电动机25以及旋转滤波器盘24在与照明光轴垂直的方向A上移动。
而且，在该光源装置3上的例如前面板上，在使用者的可操作位置，设有通常光/特殊光切换开关31和特殊光选择开关32。而且，这里的所谓特殊光意思就是指荧光观察、窄频带光观察、红外光观察。
处理器4是将图像信号按照下述顺序流过而构成的，该顺序为，对来自CCD18的摄像信号进行预处理的预处理电路34、A/D转换电路35、色彩平衡补偿电路36、第一同步存储器37、延迟电路38或者可构筑可编程电路的FPGA(Field Programmable Gate Array)39、对延迟电路38侧以及FPGA39侧的信号进行选择的选择器40、伽马补偿电路41、由空间滤波电路构成的结构增强电路42、第二同步存储器43、D/A转换电路44。
此外，将设于处理器4上来进行控制等的CPU45，电连接到内窥镜2、键盘6、脚踏开关7、光源装置3等的外部仪器，以及处理器4内部的色调设定开关33、装载控制电路46等的内部电路上。
而且，能可编程地构筑电路的FPGA39，不仅安装有进行逻辑计算等的门电路，还设置有内部存储器，由此在内部能够构成参照表、能够构成图像存储器。
连接该装载控制电路46以便能进行数据ROM47的地址的指定等，该数据ROM用来存储装载到FPGA39的数据，数据ROM47的输出，被连接在用于构成FPGA39的数据装载用的插针上。
在该数据ROM47上，可以存储分别与通常观察、荧光观察、窄频带光观察、红外观察相对应的总共四种电路数据(通常观察模式用电路数据47a、荧光观察模式用电路数据47b、窄频带光观察模式用电路数据47c、红外观察模式用电路数据47d)，所选择的电路数据被装载到FPGA39，由此构筑与该电路数据相对应的电路。
键盘6上，除了普通键之外，为了分别选择切换通常观察、荧光观察、窄频带光观察、红外观察，而设置有四个键，即，通常观察指示键6a、荧光观察指示键6b、窄频带光观察指示键6c、红外观察指示键6d。而且，在脚踏开关7上，配置有相当于设于光源装置3上的通常光/特殊光切换开关31、和特殊光选择开关32的开关7a、7b。
如图2所示，频带切换滤波器22，设有普通/荧光观察用滤波器48、红外观察用滤波器49、窄频带光观察用滤波器50。
各滤波器的分光特性分别如图4、5所示。也就是说，图4表示的是普通/荧光观察用滤波器48的透射特性48a以及红外观察用滤波器49的透射特性49a，图5表示的是窄频带光观察滤波器50的透射特性50a、50b、50c。
这种情况下，通常/荧光观察用滤波器48的透射特性48a为，透射400nm～660nm的光，红外观察用滤波器49的透射特性为，透射790nm～980nm的光。
如图5所示，窄频带光观察用滤波器50，具有由一个滤波器透射三个离散的频带的3峰性的透射特性50a、50b、50c。也就是具有可以透射400～430nm、530～560nm、600～630nm的光的透射特性50a、50b、50c。
旋转滤波器盘24如图3所示，在外周设有可分别透射红、绿、蓝波长的光的R滤波器51、G滤波器52、B滤波器53。
而且，在旋转滤波器盘24的内周，设有能透射540～560nm的光的G’滤波器54、能透射390～450nm的激励光的激励滤波器55、以及能透射600～620nm的光的R’滤波器56。
外周、内周滤波器的分光特性分别如图6、7所示。也就是说，如图6所示，R滤波器51、G滤波器52、B滤波器53分别显示了表示为滤波器特性51a、52a、53a的透射特性。
而且，如图6所示，外周的各滤波器51、52、53所具有的特性为，不仅可以透射可见光的频带，还可以透射部分近红外光的频带。
具体来说，R滤波器51以及G滤波器52的透射特性51a以及52a，具有透射750～820nm的光的特性，B滤波器53的透射特性53a具有透射波长不小于900nm的光的特性。
激励光截止滤波器19如图8所示，具有遮断波长不大于450nm的光的透射特性19a，该透射频带不与激励光滤波器55的透射频带重合。
本实施方式中，可将光源装置3中与多个观察模式相对应，所选择的观察模式相对应的照明光，供应给内窥镜2的光纤14。
并且，本实施方式中，在处理器4中被选择的各观察模式中，将针对在其观察模式所拍摄的信号进行必要的信号处理的电路，由FPGA39，通过对从数据ROM47读取的电路数据(通过由装载控制电路46而进行的装载控制)进行选择，而可编程地构筑该电路。这样的控制是通过CPU45来进行的。而且，进行这样控制的程序，被储存在例如内置于CPU45的存储器45a内。
本实施方式，其特征在于，通过上述那样的结构，利用公用的FPGA39，例如，在通常观察时以及红外观察时通过公用的FPGA39构筑颜色增强电路，在荧光观察时构筑杂波去除电路，由此以较小的电路规模，就可实现必须的信号处理。
而且，在该实施方式中，与FPGA39一起，使用延迟电路38而形成旁路电路，该旁路电路不通过上述FPGA39，而是绕过(旁路)该FPGA39，来进行例如动画的显示处理。
而且，其特征还在于，可通过选择器40，对由FPGA39而可编程地构筑的电路、以及旁路电路进行选择，在由FPGA39构筑电路的过程中，通过临时通过旁路电路，即使在由该FPGA39构筑电路的过程中，也可以显示动画，以提高使用便利性。
下面说明本实施方式的作用。
从光源装置3的灯21射出用于照亮被摄物的光。从灯21射出的光，通过频带切换滤波器22、旋转滤波器盘24以后，被聚光透镜27聚集，并被射入内窥镜2的光纤14中。
频带切换滤波器22，根据来自CPU45的滤波器切换指示信号，被电动机23旋转驱动，在通常观察时以及荧光观察时，在照明光路上插入普通/荧光观察用滤波器48，在窄频带光观察时在照明光路上插入窄频带光观察用滤波器50，在红外观察时在照明光路上插入红外观察用滤波器49。
旋转滤波器盘24在通常观察时、窄频带光观察时以及红外观察时，将外周的滤波器插入到光轴上，通过电动机25以所定速度被旋转驱动，由此依次使R滤波器51、G滤波器52、B滤波器53进入到光路上。
通过将旋转滤波器盘24及频带切换滤波器22相组合，可在通常观察时透射红、绿、蓝的光，窄频带光观察时透过400～430nm、530～560nm、600～630nm的光，红外光观察时透过790～820nm、790～820nm、900～980nm的光。
为了能以较长的曝光时间拍摄微弱的荧光，电动机25只在荧光观察时以比其它观察模式低的速度转动。而且，荧光观察时，旋转滤波器盘24根据来自CPU45的滤波器切换指示信号，通过电动机26，在与照明光路相垂直的方向A上移动，由此将内周的滤波器插入到照明光路上。
在内周的滤波器插入时，依次从光源装置3射出波长为540～560nm、390～450nm、600～620nm的光。这里，390～450nm的光是激励来自生物体组织的自荧光用的激励光。
入射到内窥镜2的光纤14的光，从内窥镜2前端部的照明窗照射到消化道等的被摄物8上。被被摄物8散射、反射、放射的光，通过内窥镜2前端部的观察窗的物镜17，在CCD18上成像，并进行光电转换而被拍摄。
CCD18的前面，设有激励光截止滤波器19，激励光截止滤波器19具有遮断390～450nm的激励光并抽出荧光的作用。该CCD18与旋转滤波器盘24的旋转同步，并被图未示的CCD驱动电路所驱动，与透射R滤波器51、G滤波器52、B滤波器53等、在旋转滤波器盘24上的各个滤波器的照射光相对应的图像信号，被依次输入到处理器4中。
输入到处理器4中的图像信号，首先被输入到预处理电路34中。在预处理电路34中通过CDS(互关联双倍取样correlation doublesampling)等的处理取出图像信号。
从预处理电路34输出的信号，通过A/D转换电路35从模拟信号转换成数字信号。从A/D转换电路35输出的信号被输入到色彩平衡补偿电路36中。
在色彩平衡补偿电路36调整信号的放大率，以便在拍摄了做为基准的被摄物时，在显示器5上以预定的颜色加以显示，，之后，被临时存储到第一同步存储器37中。该第一同步存储器37中，通过同时读出被依次存储的图像数据，来进行场序图像的同步化。
被同步化的图像数据，被输入到延迟电路38和FPGA39中。延迟电路38由下述用途的存储器构成，该存储器用于匹配时刻，使得只延迟与通过FPGA39的信号相同的时间。
来自延迟电路38以及FPGA39的输出信号，被输入到选择器40。该选择器40在从延迟电路38输出的信号、和从FPGA39输出的信号中选择其一，同时将被同步化的信号再次场序化，并输出到伽马补偿电路41。
这种情况下的场序化，是为了缩小伽马补偿电路41或结构增强电路42的电路规模而进行的。也就是说，选择器40在选择来自第一同步存储器37的信号时，对每个信号成分按照时序进行选择，以进行场序化。
伽马补偿电路41中，可进行补偿显示器5的伽玛特性的转换处理。而且，通过结构增强电路42，进行增强图像轮廓成分的信号处理之后，进行增强处理的信号被输入到第二同步存储器43中。
第二同步存储器43中再次被同步化的信号，通过D/A转换电路44被转换成模拟信号之后，又被输出到显示器5中，在该显示器5的显示面上，显示通过CCD18所拍摄的图像。
观察光的切换(虽然实际上所切换的是照明光，但也可以变为观察光，因此如上所述)，通过由使用者操作内窥镜2的滤波器切换开关20、键盘6、脚踏开关7，光源装置3的开关31、32中的任意一个来进行。
在键盘6上，有键6a～6d，分别用于选择通常观察、荧光观察、窄频带光观察、红外观察，因此，通过使用者选择想直接观察的模式，将所对应的指示信号输入到CPU45中，CPU45根据该指示信号进行观察光的切换控制。
内窥镜2的滤波器切换开关20被按压时，按照通常观察—＞荧光观察—＞窄频带光观察—＞红外观察—＞通常观察......的顺序，由使用者控制CUP45，使得每按一次开关20，就可以按顺序切换观察光。
当按压光源装置3的通常光/特殊光切换开关31(或者是脚踏开关7的与此相对应的开关7a)时，按压前的状态是荧光观察、窄频带光观察、红外观察任意一个时，控制CPU45以使其被切换到通常观察。
按压前的状态为通常观察的情况下，控制CPU45使其切换到荧光观察、窄频带光观察、红外观察中的任意一个。这时，无论切换到荧光观察、窄频带光观察、红外观察中的哪一个，都可以通过特殊光选择开关32来进行选择。
特殊光选择开关32是，当使用者每按一次开关，就会以荧光观察—＞窄频带光观察—＞红外观察—＞荧光观察......的方式从三个特殊观察模式中选择其一。
按压特殊光选择开关32前的状态为通常观察时，CPU45不进行观察光的切换，而是通过图未示的显示用LED的显示来得知改变了所选择的特殊观察模式。按压特殊光选择开关32前的状态不是通常观察时，CPU45实际进行观察光的切换控制。
按照进行观察光切换时的存储器45a中所存储的控制程序，CPU45的控制方法的处理内容如图9所示。
图9所示的控制处理中，由CPU45所进行的图像处理的控制方法，概述如下。
从现有的照明光的状态以及为进行与其相应的图像处理，而由FPGA39构筑的现有动作中的电路的状态，转变到与切换指示相对应的状态时，CPU45进行控制，以便通过FPGA39来构筑具有不同的图像处理功能的新电路。
在进行该构筑的时候，CPU45进行控制以便输出临时图像(本实施方式中为单色的动画)，并确保在显示器5上的图像显示。而且，由FPGA39进行的新电路的构筑结束以后，CPU45进行控制而使该构筑的新电路生成的图像输出到显示机构一侧。通过进行这样的控制，即使是在由FPGA39所进行的电路构筑过程中，也可以防止图像显示的缺失。以下，根据图9进行详细说明。
当将由使用者切换的指示信号输入到CPU45中以后，CPU45对第二同步存储器43进行控制，从而将与输出到显示器5的RGB信号全部相同的信号(G信号)进行分配，由此进行单色图像的输出(参照步骤S1)。
而且，下面的步骤S2中，CPU45通过选择器40对来自延迟电路38的信号进行选择，由此这时的图像信号就不会通过FPGA39。也就是说，CPU45可以对通过延迟电路38的图像信号进行选择。
接下来的步骤S3中，CPU45传送控制电动机23、电动机26的滤波器切换指示信号，并切换到通过滤波器切换处理而被选择的观察光。
这时，CPU45同时在装载控制电路46上指示FPGA39的重编(参照步骤S4)，由此重编FPGA39。
装载控制电路46在指定与观察光相对应的数据ROM47的地址的同时，进行用于在FPGA39读入电路数据的控制，并在FPGA39装载从数据ROM47读取的与观察光相对应的电路数据。
CPU45判断来自装载控制电路46的重编结束(步骤S5)。具体来说，CPU45进行等待，直到接收到来自FPGA39确认装载结束的信号。而且CPU45在步骤S6中等待滤波器切换结束，在该滤波器切换结束以后，如步骤S7所示，通过选择器40选择来自FPGA39的输出。
而且，CPU45在进行滤波器切换结束的判断时，也可以接受来自光源装置3的切换结束信号来进行判断，也可以通过时间设定在滤波器切换结束所需时间以上的定时器的输出信号来进行判断。
此外，在下面的步骤S8中，CPU45控制第二同步存储器43，并再次输出彩色图像。
这样，本实施方式中，设有可绕过装载中的FPGA39的旁路电路，就可以输出通过旁路电路的临时图像，因此在FPGA39的构筑过程中，可以进行动画形式的观查。
另外，在FPGA39内进行的图像处理而产生的图像，在通过旁路电路过程中的暂时时间内不能进行其图像的显示，但这时是滤波器切换过程中的图像，由于原本的图像色彩也不正常，因此并不会引起特别的问题。
而且，由于根据本实施方式，可以观察到一动态(电影)图像，因此在滤波器切换过程中也可以确认内窥镜2的移动，从而确保使用方便性。并且，通过使滤波器切换中的图像成为单色图像，就可以使在滤波器切换带来的图像的色彩失真不那么明显。
通常光观查时、红外光观察时，在FPGA39中所构成的颜色增强电路60的结构实例如图10所示。
颜色增强电路60中，首先以所输入的输入图像信号(具体来说是Rin、Gin、Bin)为基础，在色素量计算电路61中，计算出色素量。该色素量计算电路61中，根据每个像素，在通常观察时，计算出血红蛋白的量，在红外观察时，计算出ICG的量。
求得血红蛋白的量IHb的公式表示为，IHb＝log(R/G)求得ICG的量IIcg的公式表示为，IIcg＝log(B/R)而且，色素量计算电路61，除了每个像素的色素量(血红蛋白的量或ICG的量)以外，还输出平均色素量作为图像一帧的色素量的平均值。
在色素量计算电路61算出的色素量以及平均色素量，被输入到增强系数计算电路62中，增强系数计算电路62根据色素量与平均色素量的差，对每个像素算出增强系数。
通常观察时(IHb计算时)的情况下，各像素每一个的增强系数α被表示为，α＝IHb-Ave(IHb)。
这里，Ave(IHb)，如下所述，意味着IHb量的平均值。红外观察时(ICG量计算时)的情况下，以IIcg代替上式的IHb，其它相同。
上式中的Ave(IHb)表示的是IHb的图像一帧的平均值。这里，通过取得各像素的色素量与一帧的平均值的差，可以在偏色分布的图像中也进行有效的增强。
而且，做为输入图像信号的Rin、Gin、Bin，分别由延迟电路63a、63b、63c延迟以后，又被分别输入到参照表(简述为LUT)64a、64b、64c中。
也就是说，通过延迟电路63a、63b、63c而调整了时刻的图像信号、增强系数α、以及由CPU45指定的色调设定程度(level)的值，分别输入到LUT63a、63b、63c中，再根据这些对每个像素进行以色素量为基础的颜色增强。
增强的公式表示为，Rout＝Rin×e×p(h×kR×α)Gout＝Gin×e×p(h×kG×α)Bout＝Bin×e×p(h×kB×α)。
这里，Rin、Gin、Bin分别是R、G、B的输入图像信号，Rout、Gout、Bout分别是R、G、B的输出图像信号，kR、kG、kB分别是根据每个作为对象的色素的颜色的吸收率而决定的系数，得到与求得IHb量时和求得ICG量时不同的值。
h是表示增强程度的系数，该系数h的值，是通过经由CPU45，由色调设定开关33所设定的设定程度而决定的。
通过进行该增强，根据IHb的量进行增强时，形成了明显的IHb的量增加这样的图像，根据ICG的量进行增强时，形成了明显的ICG的量增加这样的图像。
虽然无论是通常观察时还是红外观察时，电路结构都相同，但由于色素吸收率不同，因此LUT的数据等不能通用。
但是，在本实施方式中，分别只构成必要的LUT64a、64b、64c，由此即使是在将通常观察和红外观察切换时，也可以进行FPGA39的重编(再構成)，因此可以减小电路规模。而且，通过将LUT64a、64b、64c设在FPGA39的内部，就可以进行比在外部设置ROM更快速的处理(访问)。
荧光观察时FPGA39内所构成的杂波去除电路70的结构实例如图11所示。
该杂波去除电路70由3×3的中央值滤波器(メディァンフィルタ)构成，一个时标(クロック分)延迟的延迟电路71(具体为71a～71f)，通过大约一个时标延迟的行存储器72(具体为72a、72b)，将目标像素附近的9像素的像素值输入到中央值选择电路73中。
例如，做为输入图像信号的Rin，被原样输入到中央值选择电路73的同时，被延迟电路71a延迟一像素，并被输入到中央值选择电路73中。进而该被延迟一像素的信号，被延迟电路71b延迟一像素，而被输入到中央值选择电路73中。
同样，被输入的Rin，被行存储器72a延迟大约一行(ラィン)之后，被输入到中央值选择电路73中，同时，分别被延迟电路71a及71b延迟一像素、两像素，而被输入到中央值选择电路73中。
同样被行存储器72a延迟大约一行的信号，被行存储器72b延迟大约一行之后，被输入到中央值选择电路73中，同时，分别被延迟电路71a及71b延迟一像素、两像素，而被输入到中央值选择电路73中。
在中央值选择电路73中，作为附近9像素的中央值的像素值被选择并被输出。虽然图11中只记载了R信号，但G信号、B信号也是同样的，窄频带光观察时，在FPGA39内构成的色变换电路80的结构如图12所示。
该色变换电路80中，作为被输入的图像信号Rin、Gin、Bin的各信号，分别通过LUT81a、81b、81c之后，由矩阵电路82进行矩阵运算，并且经过LUT83a、83b、83c而被输出。
在矩阵电路82所进行的运算表示为，Rout＝a1·Rin+b1·Gin+c1·BinGout＝a2·Rin+b2·Gin+c2·BinBout＝a3·Rin+b3·Gin+c3·Bin。
a、b、c为系数，图未示的存储器中保存有多组，系数a、b、c的值，通过从色调设定开关33由CPU45的色调设定程度而被选择。这样，色调设定开关33既可以用来进行通常观察时/红外观察时的颜色增强等级的设定，也可以进行窄频带光观察时的矩阵运算的系数选择。
这些设定的程度被CPU45存储在每个观察模式中，并被设定成与观察模式的切换相对应地被保存的程度。LUT81和LUT83用于通过颜色变换来进行调整，该调整用于将某些颜色压缩在可显示范围内，这些颜色是来自无法在显示器5显示的色彩区域。
本实施方式中，虽然使用的是FPGA39，但也可以使用其他的PLD(programmable Logic Device)来构成。
而且，被切换的观察光也不仅限于自荧光、窄频带光、红外光，能投入体内的药剂的荧光或喇曼光都可以。
此外，也不仅限于场序式的内窥镜装置1，也适用于同步式的内窥镜装置。
而且，关于通常观察时、红外观察时的颜色增强，也可以如日本特开平10-210324号公报所述，使用根据图像的特征量来调整增强的程度的装置。
而且，FPGA39将FPGA39、装载控制电路46、数据ROM47安装在与其它部分不同的独立基板上，该基板可插拔地(也就是可装卸地)构成在处理器4上，由此，可将颜色变换等的图像处理功能，做为处理器4的扩展功能，提供给用户。
而且，设置于内窥镜2及脚踏开关7等的开关，最好是可以通过使用者的设定，来分担各种功能的构件。
本实施方式具有以下效果。
在本实施方式中，由于可以对应于观察光的切换，在滤波器切换中重编可编程的逻辑元件，因此，对应于多个观察光的信号处理可以小电路规模来实现。
而且，本实施方式中，在进行图像信号处理的逻辑元件的构成中，利用不通过该逻辑元件的旁路电路来输出信号，因此即使在可编程逻辑元件的构成过程中，也能以动画状态对观查图像进行观查。
第2实施方式下面参照图13，说明本发明的第2实施方式。
本实施方式的目的在于提供图像处理装置，可使与多个观察光相对应的信号处理以小电路规模来实现，即使在可编程的逻辑元件的构成过程中，也可以进行观查图像的静止画面显示。
本实施方式的结构与第1实施方式相同，也就是说，硬件的结构与图1相同。但是，CPU45的存储器45a中所存储的控制程序，与第1实施方式不同。在本实施方式中，如下所述，在观察光的切换时、对利用FPGA39的电路再构筑时，CPU45进行控制以显示静止画面。
下面，说明本实施方式的作用。
在本实施方式中，观察光的切换时的动作与第1实施方式不同。
进行观察光的切换时的CPU45的控制动作如图13所示。
首先，若进行观察光的切换指示，在最初的步骤S11中，CPU45对第二同步存储器43进行控制，以禁止该第二同步存储器43的写入，由此，就可以输出在下述状态的静止画面，该状态是反复读取在该写入禁止之前所写入的图像的状态，也就是定格(フリ一ズ)状态。
而且，下面的步骤S12中，CPU45向电动机23、电动机26传送滤波器切换指示信号，并切换成预定的观察光。
这时，同时如步骤13所示，CPU45通过在装载控制电路46指示FPGA重编，以重编FPGA39。
装载控制电路46用于进行下述控制，即，在指定与观察光相对应的数据ROM47的地址的同时，在FPGA39读入电路数据，并将从数据ROM47读出的与观察光相对应的电路数据装载在FPGA。
在下面的步骤14中，CPU45根据来自装载控制电路46的装载结束的信号，进行重编是否结束的判断。
CPU45收到装载结束的信号以后，进而在下一个步骤15中，进行滤波器切换是否结束的判断。该滤波器切换结束以后，CPU45控制第二同步存储器43，解除定格，由此再次输出动态图像(步骤16)。
这样，若为本实施方式，通过使图像在FPGA39的装载过程中定格，即使在FPGA39的构成过程中，也可以观查彩色的静止画面，而且不会产生滤波器切换引起的图像紊乱。
而且，虽然FPGA39的重编中，不能进行动画的观查，但由于在滤波器切换中可以进行，因此可以改善由于FPGA39的重编，检查时间被延长的状况。
本实施方式具有以下效果。
在本实施方式中，是与观察光的切换相对应地，在滤波器切换过程中重编可编程的逻辑元件，因此，可以较小的电路规模实现与多个观察光相对应的信号处理。
而且，在本实施方式中，进行图像信号处理的逻辑元件的构成过程中，在比该逻辑元件更接近输出的部分，使图像静止并输出，因此，即使在可编程逻辑元件的构成过程中，也可以观察到无紊乱的图像。
以上参照附图记述了本发明的实施方式，但本发明并不只局限于该具体的实施方式，由本领域人员所做的任何不偏离本发明主旨精神的修改或改变，都将被本发明的权利要求范围所涵盖。
权利要求
1.一种图像处理装置，对拍摄了被摄物的摄像信号进行图像处理，其特征在于，具备可编程电路机构，对于上述摄像信号，由根据被选择的电路数据而分别可编程地被构筑的电路，进行信号处理；电路数据保存机构，其保存有多种电路数据；控制机构，其可进行下述控制，根据切换指示的指示信号，从上述电路数据保存机构中选择与第一电路数据不同的第二电路数据，从而可编程地构筑第二电路，上述第一电路数据被用于由上述可编程电路机构构筑的使用中的第一电路。
2.一种图像处理装置，其基于从可提供不同波长区域的多个照明光的照明光提供机构，选择性地被提供给被摄物的照明光，对拍摄了上述被摄物的摄像信号进行图像处理，其特征在于，具备可编程电路机构，其对于上述摄像信号，由根据电路数据而可编程地被构筑的电路，进行信号处理；电路数据保存机构，其保存有多种电路数据；控制机构，其对应从上述照明光提供机构选择性地所提供的照明光，从上述电路数据保存机构所保存的电路数据选择上述可编程电路机构所使用的电路数据。
3.一种图像处理装置，其特征在于，具备照明光提供机构，其选择性地提供不同波长区域的多个照明光；可编程电路机构，对拍摄了由上述照明光提供机构提供了照明光的被摄物的摄像信号，由根据电路数据而可编程地被构筑的电路，进行信号处理；电路数据保存机构，其保存有多种电路数据；控制机构，其对应上述照明光提供机构所提供的照明光，从上述电路数据保存机构所具有的电路数据选择上述可编程电路机构所使用的电路数据。
4.一种图像处理控制方法，其使用可编程地被构筑的可编程电路，来进行对拍摄了被摄物的摄像信号的图像处理，其特征在于，具备第一控制步骤，对应于提供到上述被摄物的照明光的选择性变更来进行控制，该控制通过上述可编程电路，使得根据利用第一电路数据构筑的第一电路，来构筑使用第二电路数据而构筑的第二电路开始；第二控制步骤，在直到上述第一控制步骤结束为止的构筑中，进行控制，该控制输出临时图像；第三控制步骤，进行控制，该控制在上述第一控制步骤结束后，输出通过由上述可编程电路构筑的第二电路而被图像处理了的第二图像。
5.如权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，上述控制机构进行下述控制，即，在从上述电路数据保存机构选择上述第二电路数据从而可编程地构筑第二电路当中，输出临时图像。
6.如权利要求5所述的图像处理装置，其特征在于，上述临时图像是由上述第一电路生成并被存储了的定格图像。
7.如权利要求5所述的图像处理装置，其特征在于，上述临时图像是绕过上述可编程电路机构而被生成的图像。
8.如权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，上述控制机构进行下述控制，该控制根据上述切换指示的指示信号，变更提供到上述被摄物一侧的照明光。
9.如权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，上述可编程电路机构是Field Programmable Gate Array或者programmableLogic Device。
10.如权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，具有产生提供给被摄物一侧的照明光的照明光提供机构，上述照明光提供机构选择性地提供不同波长区域的多个照明光。
11.如权利要求2所述的图像处理装置，其特征在于，还具有照明光切换指示机构，其进行用于切换上述多个照明光的指示。
12.如权利要求2所述的图像处理装置，其特征在于，还具有第二电路机构，其基于从上述照明光提供机构的照明光选择性地被提供给被摄物的照明光，进行针对拍摄了上述被摄物的摄像信号的信号处理；图像选择机构，对上述可编程电路机构的第一图像、或者上述第二电路机构的第二电路图像进行选择从而输出；上述控制机构控制上述图像选择装置，以便在对应于上述照明光切换机构的指示而切换上述照明光时，临时选择上述第二电路机构的上述第二电路图像。
13.如权利要求2所述的图像处理装置，其特征在于，上述电路数据的保存机构所保存的电路数据，是具有不同功能电路的电路数据，上述控制机构选择具有与上述照明光提供机构所提供的照明光相对应的功能的电路的电路数据。
14.如权利要求12所述的图像处理装置，其特征在于，还具有绕道机构，其绕过被输入到上述可编程电路机构中的摄像信号；图像选择机构，对上述可编程电路机构的第一图像、以及经由上述绕道机构的第二图像进行选择并显示图像。
15.如权利要求14所述的图像处理装置，其特征在于，上述绕道机构具有时间延迟的下述功能，该时间延迟与上述可编程电路机构中所产生的延迟时间相当。
16.如权利要求11所述的图像处理装置，其特征在于，上述控制机构进行控制，以使上述可编程电路机构的再构筑，可在上述照明光的切换当中进行。
17.如权利要求12所述的图像处理装置，其特征在于，上述第二电路机构生成定格图像。
18.如权利要求2所述的图像处理装置，其特征在于，还具有观察模式选择机构，其从多个观察模式中选择所需的观察模式，上述控制机构对应上述观察模式选择装置的选择的指示，切换上述照明光。
19.如权利要求2所述的图像处理装置，其特征在于，上述可编程电路机构，是进行颜色增强或者杂波去除的电路。
20.如权利要求3所述的图像处理装置，其特征在于，照明光提供机构提供可视区域的第一照明光、以及与上述第一照明光波长频带不同的第二照明光。
21.如权利要求20所述的图像处理装置，其特征在于，照明光提供机构可以提供用于荧光观察的激励光、或红外光、或窄频带光作为第二照明光。
22.如权利要求4所述的图像处理控制方法，其特征在于，上述第二控制步骤，输出由上述第一电路生成并存储的存储图像、或者旁路上述可编程电路而生成的图像。
全文摘要
本发明提供一种图像处理装置，其中，可以选择性地提供不同波长区域的多个照明光的照明光提供部，产生的照明光，被提供到被摄物，拍摄了被摄物的摄像信号，根据电路数据被有选择地输入到可编程构筑的可编程电路部中进行信号处理。该可编程电路部所使用的多种电路数据，被电路数据保存机构所保存。控制部进行以下控制，即，根据由上述照明光提供机构所提供的照明光，从由上述电路数据保存机构所具有的电路数据，选择上述可编程电路机构所使用的电路数据。
文档编号A61B5/00GK1578471SQ20041006203
公开日2005年2月9日 申请日期2004年6月28日 优先权日2003年6月27日
发明者今泉克一, 高桥义典, 道口信行, 小泽刚志, 竹端荣, 平尾勇实 申请人:奥林巴斯株式会社