(57)【要約】【課題】  色差線順次方式のカラーフィルタの設けられたＣＣＤを用いてフィールド読出しを行い、奇数フィールドの信号と偶数フィールドの信号とに基づいて全体画像を表示させる電子内視鏡装置において、奇数フィールドと偶数フィールドの輝度信号の大きさが異なる場合における縞模様の発生を抑制する。【解決手段】  奇数フィールドＯ１の輝度信号にボケ処理を施してボケ処理済輝度信号を生成することにより輝度信号の一部の成分を抽出し、そのボケ処理済輝度信号を偶数フィールドＥ１の輝度信号に加算した後、奇数フィールドＯ１の輝度信号および色差信号と、上記ボケ処理済輝度信号の加算された偶数フィールドの輝度信号および色差信号とを用いて全体画像信号を生成し、その全体画像信号に基づいて被観察体の全体画像を表示する。【選択図】          図３
2006121242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の照射により被観察体から発せられた反射光を受光領域により受光して前記被観察体の像を撮像し、前記被観察体の画像信号を出力する撮像素子と、該撮像素子の一部の受光領域を用いた部分画像信号の取得と該一部以外の受光領域を用いた部分画像信号の取得とを交互に繰り返すとともに、ｎ（ｎは自然数）番目に取得された部分画像信号とｎ＋１番目に取得された部分画像信号とを用いて前記被観察体の像に応じた全体画像信号を取得する信号処理部とを備えた電子内視鏡装置において、
前記信号処理部が、前記ｎ番目の部分画像信号の一部の成分を抽出する抽出部と、該抽出部により抽出されたｎ番目の部分画像信号の一部の成分を前記ｎ＋１番目の部分画像信号に加算する加算部を有することを特徴とする電子内視鏡装置。
【請求項２】
前記抽出部が、前記ｎ番目の部分画像信号にボケ処理を施してボケ画像信号を前記一部の成分として抽出するものであり、
前記加算部が、前記ボケ画像信号を前記ｎ＋１番目の部分画像信号に加算するものであることを特徴とする請求項１記載の電子内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子の一部の受光領域を用いた部分画像信号の取得とその一部以外の受光領域を用いた部分画像信号の取得とを交互に繰り返すとともに、ｎ番目に取得された部分画像信号とｎ＋１番目に取得された部分画像信号とを用いて被観察体の像に応じた画像信号を取得する電子内視鏡装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像素子を有するスコープ部により被観察体の像を撮像してカラー画像信号を取得し、その取得したカラー画像信号に基づいてカラー画像を表示する電子内視鏡装置が種々提案されている。
【０００３】
そして、上記のような電子内視鏡装置として、たとえば、補色フィルタなどの色差線順次方式のカラーフィルタを用いて画像信号を取得する電子内視鏡装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
上記のような色差線順次方式の電子内視鏡においては、奇数フィールドと偶数フィールドとで、垂直方向についてそれぞれ異なる隣接２画素の信号電荷が加算されて読み出され、奇数フィールドで読み出された部分画像信号と偶数フィールドで読み出された部分画像信号とが用いられて１枚の全体画像信号が取得される。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１３６６９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような色差線順次方式の電子内視鏡装置を用いて、たとえば、体腔内の胃などを撮影する場合、電子内視鏡装置のスコープ部の先端が胃壁側から胃の内部側に瞬時に向けられると、奇数フィールドと偶数フィールドで取得される画像信号の輝度が全く異なる場合があり、このような場合、表示される画像に縞模様が生じていわゆるフリッカが発生してしまう。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、上記のような電子内視鏡装置において、上記のようなフリッカの発生を抑制することができる電子内視鏡装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電子内視鏡装置は、光の照射により被観察体から発せられた反射光を受光領域により受光して被観察体の像を撮像し、被観察体の画像信号を出力する撮像素子と、撮像素子の一部の受光領域を用いた部分画像信号の取得と上記一部以外の受光領域を用いた部分画像信号の取得とを交互に繰り返すとともに、ｎ（ｎは自然数）番目に取得された部分画像信号とｎ＋１番目に取得された部分画像信号とを用いて被観察体の像に応じた全体画像信号を取得する信号処理部とを備えた電子内視鏡装置において、信号処理部が、ｎ番目の部分画像信号の一部の成分を抽出する抽出部と、その抽出部により抽出されたｎ番目の部分画像信号の一部の成分をｎ＋１番目の部分画像信号に加算する加算部を有することを特徴とする。
【０００９】
また、上記電子内視鏡装置においては、抽出部において、ｎ番目の部分画像信号にボケ処理を施すことによりボケ画像信号を取得してこのボケ画像信号を上記一部の成分として抽出し、加算部において、上記ボケ画像信号をｎ＋１番目の部分画像信号に加算するようにすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電子内視鏡装置によれば、ｎ番目の部分画像信号の一部の成分を抽出し、そのｎ番目の部分画像信号の一部の成分をｎ＋１番目の部分画像信号に加算するようにしたので、たとえば、フィールド読出しにおいて、奇数フィールドの部分画像信号と、奇数フィールドの部分画像信号の一部の成分が加算された偶数フィールドの部分画像信号とを用いて全体画像信号を生成し、その全体画像信号に基づいて被観察体の全体画像を表示するようにすれば、上述したような全体画像における縞模様の発生を抑制することができる。
【００１１】
また、上記電子内視鏡装置において、ｎ番目の部分画像信号からその一部の成分を抽出する方法として、ボケ処理を採用するようにすれば、簡易な演算処理により一部の成分を抽出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の電子内視鏡装置の一実施形態について説明する。図１は、本電子内視鏡装置の概略構成を示すブロック図である。
【００１３】
本電子内視鏡装置１は、図１に示すように、体腔内などに挿入可能であり、体腔内における生体組織などの被観察体１０の像を撮像するスコープ部２と、スコープ部２により取得された信号に所定の信号処理を施し、モニタに表示するためのデジタルビデオ信号を生成する信号処理部３と、被観察体１０に照射される白色光をスコープ部２に出力する光源装置４とを備えている。
【００１４】
スコープ部２は、図１に示すように、被観察体１０の像を撮像する撮像素子としてのＣＣＤ２１と、ＣＣＤ２１により取得された信号に所定の処理を施す第１の信号処理回路２２と、各種制御処理を行う第１のマイコン２３と、光源装置４から出力された照明光をスコープ部２の先端まで導光する導光手段２４と、導光手段２４により導光された照明光を被観察体１０に照射する照射レンズ２５とが設けられている。また、スコープ部２の先端には、ＣＣＤ２１に被観察体１０の像を結像する対物光学系２１ｂが設けられている。対物光学系２１ｂは、図１に示すように２枚の凹レンズと１枚の凸レンズとから構成されている。また、スコープ部２と信号処理部３とはコネクタ部２６を介して接続される。
【００１５】
ＣＣＤ２１は、スコープ部２の先端に取り付けられ、照明光の照射により被観察体１０からの反射光を光電変換することによって被観察体の像を撮像するものである。また、ＣＣＤ２１には、カラーフィルタ２１ａが設けられており、ＣＣＤ２１はカラーフィルタ２１ａを透過した光を光電変換することによりカラー画像信号を出力するものである。カラーフィルタ２１ａは、Ｃｙ成分（シアン）、Ｍｇ成分（マゼンダ）、Ｙｅ（黄）、Ｇ（緑）の４色からなる補色フィルタであり、いわゆる色差線順次方式のフィルタ配列で構成されるものである。そして、ＣＣＤ２１は、いわゆるフィールド読出しにより読み出されるものであり、奇数フィールドと偶数フィールドとに分けて読み出されるものである。上記カラーフィルタ２１ａのカラー配列とフィールド読出しについて後で詳述する。
【００１６】
第１の信号処理回路２２は、ＣＣＤ２１の出力信号に対し、相関２重サンプリング処理、自動利得制御およびＡ/Ｄ変換処理などの信号処理を施すものである。そして、第１の信号処理回路の動作は第１のマイコン２３により制御される。
【００１７】
信号処理部３は、スコープ部２の第１の信号処理回路２２から出力された信号に基づいて奇数フィールドと偶数フィールドのデジタルビデオ信号を生成する第２の信号処理回路３１と、第２の信号処理回路３１から出力された奇数フィールドまたは偶数フィールドのデジタルビデオ信号の一部の成分を抽出する抽出部３２と、抽出部３２において抽出された一部の成分を、奇数フィールドのデジタルビデオ信号または偶数フィールドのデジタルビデオ信号に加算する加算部３３と、加算部３３から出力された奇数フィールドおよび偶数フィールドのデジタルビデオ信号をアナログ信号に変換するＤ/Ａ変換回路３４と、上記に示す種々の信号処理を制御する第２のマイコン３５とを備えている。
【００１８】
次に、本実施形態の電子内視鏡装置の作用について説明する。
【００１９】
まず、スコープ部２の先端が体腔内の被観察体の近傍まで挿入され、光源装置４から発せられた照明光が導光手段２４により導光され、照射レンズ２５を介して被観察体１０に照射される。
【００２０】
そして、照明光の照射により被観察体１０から反射された光が対物光学系２１ｂによりＣＣＤ２１の撮像面上に結像される。なお、このときＣＣＤ２１に設けられたカラーフィルタ２１ａを透過した光がＣＣＤ２１の撮像面上に結像される。そして、ＣＣＤ２１の撮像面上に結像された像はＣＣＤ２１により光電変換され、その光電変換された信号はフィールド読出しで読み出される。
【００２１】
ここで、上記フィールド読出しについて説明する。本実施形態におけるカラーフィルタ２１ａのカラー配列は、図２に示すような配列となっている。なお、図２に示すカラー配列はカラーフィルタ２１ａの一部のカラー配列のみを示している。
【００２２】
そして、奇数フィールドと偶数フィールドとで、垂直方向についてそれぞれ異なる隣接２画素の信号電荷が加算されて読み出される。具体的には、奇数フィールドでは、まず、図２に示すｎ１ラインから（Ｇ１＋Ｃｙ１）信号、（Ｍｇ１＋Ｙｅ１）信号が繰り返して読み出される。そして、次に、ｎ２ラインから（Ｇ２＋Ｃｙ２）信号、（Ｍｇ２＋Ｙｅ２）信号が繰り返して読み出される。そして、奇数フィールドが最後のラインまで読み出された後、偶数フィールドの読出しが開始される。偶数フィールドでは、まず、図２に示すｍ１ラインから（Ｇ１＋Ｃｙ２）信号、（Ｍｇ１＋Ｙｅ２）信号が繰り返して読み出される。次に、ｍ２ラインから（Ｇ２＋Ｃｙ３）信号、（Ｍｇ２＋Ｙｅ３）信号が繰り返して読み出され、その後、最後のラインまで読み出される。
【００２３】
そして、上記のようにして奇数フィールドおよび偶数フィールドで順次読み出された信号は第１の信号処理回路２２に入力され、第１の信号処理回路２２において、入力された信号に相関２重サンプリング処理、自動利得制御およびＡ/Ｄ変換処理などが施され、奇数フィールドのデジタル画像信号および偶数フィールドのデジタル画像信号が順次出力される。第１の信号処理回路２２から出力された奇数フィールドのデジタル画像信号および偶数フィールドのデジタル画像信号は、コネクタ部２６を介して信号処理部３の第２の信号処理回路３１に入力される。
【００２４】
そして、第２の信号処理回路３１においては、奇数フィールドのライン毎のデジタル画像信号に基づいて、輝度信号を形成する（２Ｒ＋３Ｇ＋２Ｂ）信号および色差信号に相当する（２Ｂ−Ｇ）信号と（２Ｒ−Ｇ）信号とがライン毎に算出される。そして、その後、偶数フィールドのデジタル画像信号についても、上記と同様に、輝度信号を形成する（２Ｒ＋３Ｇ＋２Ｂ）信号および色差信号に相当する（２Ｂ−Ｇ）信号と（２Ｒ−Ｇ）信号とがライン毎に算出される。なお、輝度信号および色差信号の取得方法については、一般的な既知の取得方法を利用するようにすればよい。
【００２５】
そして、上記のようにして取得された奇数フィールドの輝度信号および色差信号と偶数フィールドの輝度信号および色差信号が用いられて全体画像の表示が行われるが、たとえば、胃などを撮影においては、スコープ部２の先端が胃壁側から胃の内部側に瞬時に向けられる場合があり、このような場合、奇数フィールドと偶数フィールドで取得される輝度信号の大きさが全く異なることがあり、表示される全体画像に縞模様が生じることがある。
【００２６】
そこで、本実施形態の形態においては以下のような処理を行う。
【００２７】
第２の信号処理回路３１において算出された奇数フィールドＯｎ（ｎは自然数）の輝度信号および色差信号と偶数フィールドＥｎ（ｎは自然数）の輝度信号および色差信号とは、図３（Ａ）に示すようなタイミングで出力されて抽出部３２に入力される。そして、たとえば、奇数フィールドＯ１の輝度信号および色差信号と偶数フィールドＥ１の輝度信号および色差信号Ｅ１で１枚の全体画像Ｐ１を表示する際には、抽出部３２において、奇数フィールドＯ１の輝度信号にボケ処理が施され、ボケ処理済輝度信号が生成される。なお、上記ボケ処理は、処理前の輝度信号の輝度情報すなわちｎラインの信号の大きさのｍラインの信号の大きさに対する比率が５０％となるようにすることが望ましい。ボケ処理としては、たとえば、ガウシアンフィルタを用いたボケ処理を利用することができる。なお、ボケ処理の方法については、ガウシアンフィルタを用いた処理だけでなく、その他既知の処理方法を採用するようにしてもよい。
【００２８】
そして、抽出部３２から加算部３３に、奇数フィールドＯ１の輝度信号および色差信号と偶数フィールドＥ１の輝度信号および色差信号と上記のようにして算出されたボケ処理済輝度信号が出力され、加算部３３において、偶数フィールドの輝度信号にボケ処理済輝度信号が加算される。なお、ボケ処理済輝度信号が加算される偶数フィールドの輝度信号についても、その輝度情報が５０％となるようなボケ処理を施すことが望ましい。
【００２９】
そして、加算部３３からＤ/Ａ変換回路３４に、奇数フィールドＯ１の輝度信号および色差信号と、ボケ処理済画像信号の加算された偶数フィールドＥ１の輝度信号および色差信号とが出力され、Ｄ/Ａ変換回路３４においてアナログ信号に変換された後、モニタに出力され、そのアナログ信号に基づいて全体画像Ｐ１が表示される。
【００３０】
そして、次に、偶数フィールドＥ１の輝度信号および色差信号と奇数フィールドＯ１の輝度信号および色差信号とで１枚の全体画像Ｐ２を表示する際には、抽出部３２において、偶数フィールドＥ１の輝度信号にボケ処理が施され、ボケ処理済輝度信号が生成される。
【００３１】
そして、抽出部３２から加算部３３に、偶数フィールドＥ１の輝度信号および色差信号と奇数フィールドＯ２の輝度信号および色差信号Ｏ２と上記のようにして算出されたボケ処理済輝度信号が出力され、加算部３３において、奇数フィールドＯ２の輝度信号にボケ処理済輝度信号が加算される。
【００３２】
そして、加算部３３からＤ/Ａ変換回路３４に、偶数フィールドＥ１の輝度信号および色差信号Ｅ１とボケ処理済画像信号の加算された奇数フィールドＯ２の輝度信号および色差信号とが出力され、Ｄ/Ａ変換回路３４においてアナログ信号に変換された後、モニタに出力され、そのアナログ信号に基づいて全体画像Ｐ２が表示される。
【００３３】
そして、次に、奇数フィールドＯ２の輝度信号および色差信号と偶数フィールドＥ２の輝度信号および色差信号とで１枚の全体画像Ｐ３を表示する際には、抽出部３２において、奇数フィールドＯ２の輝度信号にボケ処理が施され、ボケ処理済輝度信号が生成される。
【００３４】
そして、抽出部３２から加算部３３に、奇数フィールドＯ２の輝度信号および色差信号と偶数フィールドＥ２の輝度信号および色差信号Ｅ２と上記のようにして算出されたボケ処理済輝度信号が出力され、加算部３３において、偶数フィールドＥ２の輝度信号にボケ処理済輝度信号が加算される。
【００３５】
そして、加算部３３からＤ/Ａ変換回路３４に、奇数フィールドＯ２の輝度信号および色差信号とボケ処理済画像信号の加算された偶数フィールドＥ２の輝度信号および色差信号とが出力され、Ｄ/Ａ変換回路３４においてアナログ信号に変換された後、モニタに出力され、そのアナログ信号に基づいて全体画像Ｐ３が表示される。
【００３６】
上記のようにして順次前のフィールドで取得された輝度信号にボケ処理が施された後、そのボケ処理済輝度信号が次のフィールドの輝度信号に加算され、そのボケ処理済輝度信号の加算されたフィールドの輝度信号および色差信号と、その前のフィールドの輝度信号および色差信号とに基づいて１枚の全体画像が順次表示される。
【００３７】
上記のようにして全体画像を表示することにより、上述したような縞模様の発生を抑制することができる。
【００３８】
なお、本実施形態においては、前のフィールドの輝度信号のボケ処理済画像信号を次のフィールドの輝度信号に加算することにより、前のフィールドの輝度情報を次のフィールドの輝度情報に寄与させるようにしたが、例えば、以下のように、対象処理ラインの偶数フィールドを前後それぞれ１ライン抽出し、奇数フィールドも前後１ライン抽出する。そして、たとえば、対象処理ラインの信号を、対象処理ライン自身の信号の３０％、前後の奇数ラインの信号の２０％、前後の偶数ラインの信号の１５％を加算して算出するなどし、前後のラインの信号を寄与させるようにしてもよい。
【表１】
2006121242.tif 000003
【００３９】
また、加算される前後のフィールドの信号の比率を、その前後のフィールドの明るさの差に応じて変化させるようにしてもよい。たとえば、前後のフィールドの明るさの差が１００％の場合は、前のフィールドの信号の大きさを５０％、後のフィールドの信号の大きさを５０％として加算するようにし、また、前後のフィールドの明るさの差が５０％の場合は、前のフィールドの信号の大きさを７５％、後のフィールドの信号の大きさを２５％として加算もしくは前のフィールドの信号の大きさを２５％、後のフィールドの信号の大きさを７５％として加算するようにして明るさの変化を目立たないようにするような処理を採用してもよい。
【００４０】
また、本実施形態においては、前のフィールドの輝度情報を次のフィールドの輝度情報に寄与させるようにしたが、輝度情報だけでなく色情報も寄与させるようにしてもよい。また、色情報のみを寄与させるようにしてもよい。
【００４１】
また、上記実施形態においては、色差線順次方式のカラーフィルタを用いたフィールド読出しを行う電子内視鏡装置について説明したが、本発明の電子内視鏡装置は、その他のインターレース読出しを行う電子内視鏡装置にも利用することができ、その場合においてもｎ番目のフィールドの部分画像信号の一部の成分を抽出し、そのｎ番目のフィールドの部分画像信号の一部の成分をｎ＋１番目のフィールドの部分画像信号に加算するようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の電子内視鏡装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図
【図２】図１に示す電子内視鏡装置におけるカラーフィルタのカラー配列を示す図
【図３】図１に示す電子内視鏡装置の作用を説明するための図
【符号の説明】
【００４３】
１  電子内視鏡装置
２  スコープ部
３  信号処理部
１０  被観察体
２１ａ  カラーフィルタ
２１ｂ  対物光学系
２４  導光手段
２５  照射レンズ
２６  コネクタ部
【図１】
2006121242.tif 000004
【図２】
2006121242.tif 000005
【図３】
2006121242.tif 000006