(57)【要約】【課題】走査型内視鏡装置において、スコープ先端部に動きが生じても乱れのない観察画像を得る。【解決手段】照明光を螺旋状に走査させる走査型内視鏡装置において、前フレーム期間のＧ成分の画素信号と現フレーム期間のＧ成分の画素信号の差分を画素ごとに検出する。差分画素割合が７０％以上である場合、不連続の断続した画像が生じるスコープ先端部の動きがあると判断し、前フレーム期間の画像信号と現フレーム期間の画素信号から構成される画像信号とを重み付け合算する。【選択図】図１
2011125617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム周期に従い、光ファイバ先端部から射出される照明光を観察対象に向けて走査させる走査手段と、
観察対象からの反射光を受光し、一連の画素信号を出力するフォトセンサと、
前記一連の画素信号に基づいて１フレーム分の画像信号を順次生成する画像処理手段と、
スコープ先端部の動きが所定量以上であるか否かを検出する動き検出手段とを備え、
前記画像処理手段が、前記スコープ先端部の動きが所定量以上である場合、前フレーム期間の画像信号を用いて現フレーム期間の画像信号を生成することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記動き検出手段が、前フレーム期間の一連の画素信号と現フレーム期間の一連の画素信号との間で差分のある画素を検出し、差分画素割合が閾値以上であるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記動き検出手段が、差分画素割合が画像全体の３０％以上であるか否かを判断することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記画像処理手段が、差分画素割合が閾値以上である場合、前フレーム期間の画像信号と現フレーム期間の画素信号から構成される画像信号とをそれぞれ重み付けして加算することにより、現フレーム期間の画像信号を生成することを特徴とする請求項２乃至３のいずれかに記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記画像処理手段が、差分画素割合が大きいほど、前フレーム期間の画像信号に対する重み付けを相対的に大きくすることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記画像処理手段が、差分画素割合が閾値以下の範囲において、差分画素割合が小さいほど、前フレーム期間の画像信号に対する重み付けを相対的に大きくすることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置。
【請求項７】
前記動き検出手段が、スコープ先端部の動きを検出する動き検出センサを有し、動きに関連する変位量が閾値以上であるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項８】
前記画像処理手段が、変位量が閾値以上である場合、前フレーム期間の画像信号をそのまま現フレーム期間の画像信号とすることを特徴とする請求項７に記載の内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光を器官内壁などの観察対象に向けて走査させ、観察画像を取得する内視鏡装置に関し、特に、画像の乱れを抑えるための画像処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡装置として、スコープ先端部に撮像素子を設ける代わりに、光ファイバ先端部を共振させて照明光を走査させる内視鏡装置（以下、走査型内視鏡装置という）が知られている（例えば、特許文献１参照）。そこでは、走査型光ファイバがスコープ内部に設けられ、ファイバ先端部分が圧電素子によって２次元振動することによって、照明光が螺旋状に走査される。
【０００３】
ファイバ先端部は、定められたフレームレート（例えば１／３０秒間隔）に従って周期的に螺旋運動し、観察対象エリアを照明する。そして、観察対象からの反射光をフォトセンサによって順次受光し、画素信号を時系列的に検出する。検出される一連の画素信号をファイバ先端部の走査位置と対応させることによって、観察画像を得る。
【０００４】
一方、ＣＣＤなどの撮像素子を備えたビデオスコープを使用する従来型内視鏡装置では、画像のランダムノイズを除去するため、画像の動きがないときには巡回型のノイズリダクション処理を実行する（特許文献２参照）。前回のフレーム期間の画像信号を利用した画像信号が生成されることによって、ノイズが抑えられる。画像に動きがあるときには、ノイズリダクション処理を抑制し、残像効果のない観察画像を表示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６２９４７７５号明細書
【特許文献２】特開平９−１３８３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
走査型内視鏡装置の場合、１フレーム走査期間中にスコープ先端部が動き、画面中心部走査期間と周辺部走査期間との間に観察対象エリアが変わってしまうと、得られる１フレーム分の画像は、不連続な画像を繋ぎ合わせた異常な画像となる。破綻した画像がモニタに表示されると、オペレータは突然の乱れた画像に気を捕らわれ、内視鏡作業に支障を来す。
【０００７】
このようなスコープ先端部の動きに基づく画像の乱れは、従来のように画質を優先したノイズリダクション処理で対処することはできず、走査型内視鏡装置において画像の乱れを抑える処理が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の内視鏡装置は、フレーム周期に従い、光ファイバ先端部から射出される照明光を観察対象に向けて走査させる走査手段と、観察対象からの反射光を受光し、一連の画素信号を出力するフォトセンサと、一連の画素信号に基づいて１フレーム分の画像信号を順次生成する画像処理手段とを備える。走査手段としては、例えば、光ファイバ先端部を駆動し、照明光を螺旋状に走査させる。プロセッサ内のフォトセンサまで反射光をイメージセンサで伝達してもよく、あるいは、スコープ先端部にフォトセンサを設ける構成にすることも可能である。
【０００９】
さらに本発明の内視鏡装置は、スコープ先端部の動きが所定量以上であるか否かを検出する動き検出手段を備える。ここで、スコープ先端部の動きが所定量以上である状態とは、１フレーム期間走査中にスコープ先端部が動くことによって全体の照射対象領域が一致しない異なるイメージを組み合わせた断続的部分を有する観察画像が得られる状態を示し、オペレータが画像として認識し難い破綻した画像が表示される状態のことをいう。
【００１０】
本発明では、画像処理手段が、スコープ先端部の動きが所定量以上である場合、前フレーム期間の画像信号を用いて現フレーム期間の画像信号を生成する。すなわち、以前のフレーム期間の画像信号をフィードバックさせて現フレーム期間の画像信号を生成する。
【００１１】
例えば、巡回型、あるいは非巡回型フィルタ処理によって画像信号を生成可能であり、所定の割合で前フレーム期間、あるいはそれ以前のフレーム期間の画像情報を現フレームの観察画像に取り入れる。前フレーム期間の画像信号をそのまま現フレーム期間の画送信号として出力することも可能である。
【００１２】
スコープ先端部が動いたときに前フレーム期間の画像情報を含めると、その先端部の実際の動きに基づく画像の変動が観察画像に現れず、観察画像の動きの変化は小さくなる。その結果、動画像である観察画像から認識される動きは、残像効果により連続的な動きとなって見える。
【００１３】
一般的に、ブレが多少ある画像に対して前フレーム期間の観察増画像をフィードバックさせると、残像効果によって観察画像の動きがスムーズに見えず、観察しづらくなる。しかしながら、本発明では、断続的画像を表示する程スコープ先端部に大きな動きがある場合、残像効果を逆に利用することによって連続的な観察画像の動きを視認させ、オペレータが内視鏡作業に支障を来すことを防ぐ。
【００１４】
スコープ先端部の動きを検出する構成としては、前回あるいはそれ以前のフレームの画像信号を再帰させる画像処理を利用することを考え、連続するフレーム間の画像信号の差分を検出すればよい。この場合、動き検出手段は、前フレーム期間の一連の画素信号と現フレーム期間の一連の画素信号との間で差分のある画素を検出し、差分画素の全体画素数に対する割合（以下、差分画素割合という）が閾値以上であるか否かを判断する。画素値の差が許容範囲以上である場合、あるいは画素値がいくらかでも相違する場合、差分が生じていると判断すればよい。また、Ｇ成分などの一つの色成分の画素信号に基づいて差分を検出すればよい。
【００１５】
閾値に関しては、スコープ先端部の動きによって画像の乱れが生じる範囲を考慮してその値を定めればよい。例えば、画素差分割合が３０％以上の時に破断した画像が表示されると判断することも可能である。あくまでも異常な画像状態だけ前フレームの画像信号を再帰させ、残像効果による観察画像の見にくさをなるべく避けるため、画素差分割合の閾値としておよそ５０％、６０％、あるいは７０％以上と定めるのがよい。
【００１６】
前フレームの画像信号をフィードバックさせる構成としては、連続的な画像の動きを表示させるため、以前の画像情報が蓄積される巡回型フィルタ処理回路を設けるのがよい。画像処理手段は、差分画素割合が閾値以上の場合、前フレーム期間の画像信号と現フレーム期間の画素信号から構成される画像信号とをそれぞれ重み付けして加算することにより、現フレーム期間の画像信号を生成する。
【００１７】
画素差分割合が大きいほど前フレームの画像と現フレームの画像が大きく相違している。そのため、画像処理手段が、差分画素割合が閾値以上のとき、差分画素割合が大きいほど前フレーム期間の画像信号に対する重み付けを相対的に大きくするのが望ましい。特に、前フレームの画像情報を多く取り入れるため、その割合を現フレームの画像信号の割合より大きくするように重み付けするのがよい。
【００１８】
一方、巡回型フィルタ処理はノイズリダクション機能を備える。そのため、スコープ先端部のブレが小さい状況では、積極的に重み付け加算するのがよい。このとき、画像処理手段は、差分画素割合が閾値以下の範囲において（例えば２５％以下）、差分画素割合が小さいほど、前フレーム期間の画像信号に対する重み付けを相対的に大きくする。ある程度ブレが大きくなると、観察画像の動きが断続的になって見にくいため、重み付けを抑える。
【００１９】
動き検出に関しては、実際にスコープ先端部の動きを検出する構成にしても良い。例えば、動き検出手段は、スコープ先端部の動きを検出する動き検出センサを有し、動きに関連する変位量（例えば加速度）が閾値以上であるか否かを判断する。
【００２０】
また、重み付け加算処理などを用いず、簡易な画像処理によって画像の乱れを抑えることを考えれば、画像処理手段は、変位量が閾値以上である場合、前フレーム期間の画像信号をそのまま現フレーム期間の画像信号としてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
このように本発明によれば、走査型内視鏡装置において、スコープ先端部に動きが生じても乱れのない観察画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態である走査型内視鏡装置のブロック図である。
【図２】スコープ先端部の内部構成を概略的に示した図である。
【図３】走査パターンを示した図である。
【図４】初期回路、巡回型フィルタ処理回路、係数算出回路のブロック図である。
【図５】観察時における信号処理のタイミングチャートを示した図である。
【図６】画素差分と重み付け係数ｋとの関係を表すグラフを示した図である。
【図７】スコープ先端部の動きに起因する画像の乱れを示した図である。
【図８】係数算出回路によって実行される係数演算処理を示したフローチャートである。
【図９】第２の実施形態である内視鏡装置のブロック図である。
【図１０】第２の実施形態における画像処理のタイミングチャートである。
【図１１】第２の実施形態における画像信号出力のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下では、図面を参照して本実施形態である走査型内視鏡装置について説明する。
【００２４】
図１は、第１の実施形態である走査型内視鏡装置のブロック図である。図２は、スコープ先端部の内部構成を概略的に示した図である。図３は、走査パターンを示した図である。
【００２５】
走査型内視鏡装置は、スコープ１０とプロセッサ３０とを備え、スコープ１０の内部には、照明用のシングルモード型光ファイバ（以下、走査型光ファイバという）１２と観察対象からの反射光を伝送するイメージファイバ（ここでは図示せず）が設けられている。スコープ１０は、プロセッサ３０と着脱自在に接続可能であり、プロセッサ３０にはモニタ６０が接続される。
【００２６】
プロセッサ３０には、Ｒ，Ｇ，Ｂの光をそれぞれ発光するレーザー光源２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂが設けられ、レーザードライバ２２によってそれぞれ駆動される。レーザー光源２０Ｒ、２０Ｇ、２０ＢからＲ，Ｇ，Ｂが同時発光し、走査型光ファイバ１２の接続される結合部２３に光が入射する。結合部２３は、光学レンズ、ハーフミラー群から構成されており、Ｒ，Ｇ，Ｂの光を混合する。Ｒ，Ｇ，Ｂの混合した光（白色光）は、走査型光ファイバ１２を通ってスコープ先端部１０Ｔから射出し、これによって観察対象が照明される。
【００２７】
スコープ先端部１０Ｔには、スコープ先端部１０Ｔから射出される照明光を螺旋状に走査させるスキャナデバイス（以下、ＳＦＥスキャナという）１６が設けられており、プロセッサ３０内のピエゾ駆動回路４６から送られてくる駆動信号に基づいて動作する。図２に示すように、ＳＦＥスキャナ１６は、スコープ先端部１０Ｔのハウジング１０Ｈ内部に装着されており、走査型光ファイバ１２は、チューブ状アクチュエータ１８の軸に挿通される形で保持されている。
【００２８】
筒状固定部材１５によって固定されたアクチュエータ１８は、ピエゾ素子によって構成された圧電素子であり、走査型光ファイバ１２の先端部１２Ｔを二次元的に共振させる。すなわち、直交する２方向に沿って所定の共振モードでファイバ先端部１２Ｔを共振させる。アクチュエータ１８によってカンチレバー状に支持されるファイバ先端部１２Ｔは、その先端面１２Ｓが周期的に螺旋運動するように振動する。ここでは、走査期間（フレーム期間）を１／３０秒に定めている。
【００２９】
ファイバ先端部１２Ｔの先端面１２Ｓから射出した照明光は、レンズ群１９を通って観察部位に到達する。ファイバ先端部１２Ｔが螺旋状に駆動するため、観察対象エリアにおける照明光の軌跡ＰＴは、螺旋状の走査線になる（図３参照）。走査線ＰＴの径方向間隔が密になるように走査することで、観察対象全体が（中心から周囲に向けて順に）照射される。
【００３０】
観察対象において反射した光は、ハウジング１０Ｈの周囲に延びているイメージファイバ１７に入射し、プロセッサ３０へ導かれる。イメージファイバ１７を通った反射光は、光学レンズ、ハーフミラー群から構成される色分離部２４に入射し（図１参照）、Ｒ，Ｇ，Ｂの光に分離される。Ｒ，Ｇ，Ｂの光はそれぞれフォトセンサ２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂに入射する。
【００３１】
フォトセンサ２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂでは、光電変換によってＲ，Ｇ，Ｂに応じた画素信号が生成される。螺旋走査期間は、所定の時間間隔（ここでは、１／３０秒間隔）に定められており、１フレーム分のＲ，Ｇ，Ｂ画素信号が照明光走査に合わせて読み出される。
【００３２】
Ｒ，Ｇ，Ｂ画素信号は、Ａ／Ｄ変換器２８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂにおいてデジタル信号に変換された後、初期回路３２へ送られ、Ｒ，Ｇ，Ｂ画素信号毎に信号処理される。初期回路３２では、順次送られてくる一連のＲ，Ｇ，Ｂデジタル画素信号と照明光の走査位置とをマッピング、すなわち対応づけることにより、時系列的に取得される画素信号の画素位置が特定される。これにより、１フレーム分の画素信号が２次元画像データ（ラスタデータ）として生成される。
【００３３】
マッピングによって得られた２次元画像データは、係数算出回路３３、巡回型フィルタ処理回路３４へ送られる。巡回型フィルタ処理回路３４は、前回のフレーム期間に生成、出力された画像信号と今回のフレーム期間の２次元画像データから構成される画像信号とを重み付けして加算する。ＦＰＧＡなどによって構成される係数算出回路３３は、連続する２フレーム期間の画素信号間の差分に基づいて重み付け係数を演算する。
【００３４】
巡回型フィルタ処理回路３４から順次出力される１フレーム分の画像信号は、画像信号処理回路３６に送られる。そこでは、デジタル画素信号に対してホワイトバランス調整などの画像信号処理が施され、映像信号が生成される。映像信号はエンコーダ３８を介してモニタ６０に送られる。これにより、観察画像がモニタ６０に表示される。
【００３５】
ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むシステムコントロール回路４０は、プロセッサ３０の動作を制御し、初期回路３２、タイミングコントローラ４２、レーザードライバ２２など各回路へ制御信号を出力する。タイミングコントローラ４２は、同期信号をフォトセンサ２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂ、レーザードライバ２２、初期回路３２、巡回型フィルタ処理回路３４、スキャナ制御回路４４等に出力し、ファイバ先端部１２Ｔの螺旋状運動と発光タイミング、画像処理タイミングを同期させる。
【００３６】
図４は、初期回路、巡回型フィルタ処理回路、係数算出回路のブロック図である。
【００３７】
初期回路３２は、マッピング回路６２、イメージバッファメモリ６４、遅延バッファメモリ６６を備える。マッピング回路６２は、時系列的に入力される一連のＲ，Ｇ，Ｂ画素信号を画素位置（アドレス）に対応づける。これにより、各画素信号がイメージバッファメモリ６４の特定のアドレスに格納され、ラスタ展開された画素信号がＲ，Ｇ，Ｂ成分毎に得られる。遅延バッファメモリ６４には、一フレーム分のＲ，Ｇ，Ｂ画素信号のうちＧ成分の画素信号が順次格納される。
【００３８】
係数算出回路３３は、差分検出器６８、二値化回路７０、カウンタ７２、係数決定回路７４を備える。差分検出器６８は、所定のフレーム期間の画素信号Ｇｎ−１と次のフレーム期間の画素信号Ｇｎとの差分を各画素に対して検出する。二値化回路７０は、各画素の差分値が閾値を超えているか否かを判断し、閾値を超えている場合には１を出力し、閾値を超えていない場合には０を出力する。
【００３９】
カウンタ７２は、二値化回路７０から出力される信号に基づき、差分値が閾値以上である画素の数をカウントする。そして、係数決定回路７４では、カウント数に基づいて重み付け係数ｋが決定される。カウント数と重み付け係数とを関連づけたルックアップテーブルのデータがシステムコントロール回路３０のメモリにあらかじめ格納されており、ルックアップテーブルに基づいて係数ｋが決定される。
【００４０】
巡回型フィルタ処理回路３４は、バッファメモリ７６、積算器８０、８２、加算器８４を備える。積算器８２に入力した現フレーム期間の画像信号に対して重み付け係数（１−ｋ）が乗じられる。一方、バッファメモリ７６を介して積算器８０に入力する画像信号は、前回のフレーム期間に生成、出力された画像信号であり、画像信号に対して重み付け係数ｋが乗じられる。
【００４１】
加算器８４では、それぞれ重み付けされたフィードバック画像信号と新たに生成された画像信号とが合算される。合算することによって生成された１フレーム分の画像信号が画像信号処理回路３６等を経てモニタ６０へ出力されるとともに、バッファメモリ７６に送られる。
【００４２】
図５は、観察時における信号処理のタイミングチャートを示した図である。
【００４３】
ファイバ先端部１２Ｔを駆動する駆動信号は、フレームレート（１／３０秒）に従って出力される。フレーム期間には、ファイバ先端部１２Ｔを最大振幅位置から中心位置へ戻すためのブレーキ期間が設けられている。イメージング期間において各画素の差分が計算され、イメージング期間終了とともに、前回のフレーム期間の画素信号に対する重み付け係数ｋが決定される。
【００４４】
イメージング期間に取得される画素信号が、観察画像を形成する画素信号となってイメージバッファメモリ３２に格納される。バッファ出力用クロック信号に基づき、ラスタ展開された画素信号がイメージバッファメモリ３２から出力される。モニタ出力用のクロック信号がデジタルビデオ信号のサンプリング周波数に従って出力されており、映像データ更新のクロック信号がモニタ出力用クロック信号に合わせて立ち上がると、それに合わせて画像信号（映像データ）がモニタ６０へ出力される。
【００４５】
図６は、画素差分と重み付け係数ｋとの関係を表すグラフを示した図である。図７は、スコープ先端部の動きに起因する画像の乱れを示した図である。
【００４６】
図６では、横軸を画素差分割合、すなわち連続するフレーム間で閾値（許容値）以上に差のある画素の割合とし、縦軸を重み付け係数ｋの値としている。画素差分割合が小さい場合、スコープ先端部１０Ｔのブレがほとんどない状態と考えてよく、オペレータは破綻のない安定した観察画像を視認することができる。
【００４７】
一方、画素差分割合がおよそ７０％以上である場合、前回のフレーム期間の画像信号と現フレーム期間の画像信号との間に大きな相違が生じている。この２フレーム期間における観察画像の相違は、１フレーム走査期間の途中でスコープ先端部１０Ｔに大きなブレが生じたとき等に発生する。
【００４８】
図７では、１フレーム期間の途中でブレが生じたために断続した画像が表示される様子を示している。中心部に相当する部分画像Ａ１と周辺部に相当する部分画像Ａ２は、スコープ先端部１０Ｔの捉える走査対象領域、すなわち観察対象領域の異なる画像であり、不連続な２つの部分画像Ａ１、Ａ２を繋ぎ合わせた観察画像がモニタ６０に表示される。
【００４９】
本実施形態では、画素差分割合が大きい場合、破綻した画像が表示されると判断する。そして、前フレーム期間に生成された画像信号をフィードバックさせ、現フレーム期間の画像信号とともに重み付けして合算する。そして、前フレーム期間の画像情報が含まれる画像を現フレーム期間の観察画像として表示する。
【００５０】
ここでは、画素差分割合が７０％以上の場合に観察不能な破綻画像の表示状態へ確実に導かれると考え、前フレーム期間の画像信号に対して重み付け係数ｋを乗じる。画素差分割合が大きいほど係数ｋの値が大きく、現フレーム期間の画像信号の割合よりも前フレーム期間の画像信号の割合が大きくなるように係数ｋが定められている。ここでは、重み付け係数ｋは０．８〜１．０に定められる。
【００５１】
上述した巡回型フィルタ処理回路３４は、前フレームの画像信号を再帰させる回路であり、前フレームの画像信号がさらにその前のフレームの画像信号を再帰させた画像信号であれば、以前の画像情報を蓄積した観察画像が得られる。そのため、スコープ先端部１０Ｔのブレによって重み付け加算された観察画像信号を生成すると、残像効果によってある程度連続的な動きのある観察画像をオペレータは視認することになる。
【００５２】
また、画素差分割合が小さい範囲（０〜２５％）においても、重み付け加算処理を行って画像信号を生成する。スコープ先端部１０Ｔの動きがない実質的にない場合、ノイズリダクション機能が作用し、現フレーム画像信号に生じるノイズが抑制されて高画質の観察画像が得られる。しかしながら、ブレが幾分大きくなって画素差分割合が多少大きくなると、観察画像の動きが滑らかな動きにならず、オペレータは観察しにくい。そのため、画素差分割合が大きくなるほど重み付け係数ｋの値は小さい値に設定される。
【００５３】
図８は、係数算出回路によって実行される係数演算処理を示したフローチャートである。観察動作に従って処理が実行開始される。
【００５４】
現フレームと前フレーム期間のＧ成分の画素信号が画素毎に比較され、差が求められる（Ｓ１０１）。そして、画素値の差が閾値以上である場合、差分のある画素としてカウントされる（Ｓ１０２〜Ｓ１０５）。すべての画素について比較が終了すると（Ｓ１０６）、カウント数、すなわち全体の画素に対して差分のある画素の割合（差分画素割合）がどの程度あるのか判断される（Ｓ１０７）。カウント数が画素差分割合２５％以下の範囲に該当する場合、スコープ先端部１０Ｔに大きなブレがなく観察画像は破綻しないと判断し、図６に示した重み付け係数ｋが定められる（Ｓ１０８）。一方、カウント数が画素差分割合７０％以上の範囲に該当する場合、重み付け係数ｋが図６に示す値に決定される（Ｓ１１０）。
【００５５】
一方、ステップＳ１０９において、カウント数が画素差分割合７０％以上の範囲に該当しない、すなわち、画素差分割合が中間範囲にある場合（２５％〜７０％）、重み付けせずにステップＳ１１１へ進み、現フレーム期間の画素信号から構成される画像信号をそのまま出力する。観察作業が終了するまでステップＳ１０１〜Ｓ１１１が繰り返し実行される。
【００５６】
このように本実施形態によれば、照明光を螺旋状に走査させる走査型内視鏡装置において、前フレーム期間のＧ成分の画素信号と現フレーム期間のＧ成分の画素信号の差分を画素ごとに検出し、差分画素割合が７０％以上である場合、不連続の断続した画像が生じるスコープ先端部の動きがあると判断し、前フレーム期間の画像信号と現フレーム期間の画素信号から構成される画像信号とを重み付け合算する。
【００５７】
以前の画像情報をフィードバックさせた観察画像を表示することによって、観察に支障を来すような破綻画像を表示することを防止し、残像効果により滑らかではなくてもある程度連続的な動きを視認することができる。一方、ブレがほとんど生じない、あるいは多少ぶれる場合に重み付け加算を行うことにより、ノイズリダクション効果によって高画質の観察画像を得ることができる。
【００５８】
連続するフレーム間の画像信号の差分によってスコープ先端部の動きを検出するため、動きを検出する特別なセンサを設ける必要が無く、画像信号を再帰させる巡回型フィルタ処理を活用して動きを検出することができる。また、点順次走査によって画像信号をフレーム周期で取得する構成であるため、画素差分割合が大きいときには画像の乱れが確実に生じる。したがって、画素差分割合を常時検出することでスコープ先端部の動きを検出し、破綻した画像の表示を防ぐことができる。
【００５９】
重み付け係数ｋの値は、図６に示すように段階的に変更するだけでなく、画素差分割合の大きさに比例させてもよい。また、重み付け係数ｋの値は０．８〜１．０に限定されることなく、重み付け係数ｋの増加率も任意に設定可能である。ただし、前フレームの画像信号の割合を相対的に大きくするように重み付け係数ｋを定めるのが望ましい。一方、画素差分割合の閾値を７０％以外の値に設定してもよく、ある程度の画像の乱れにも対処するため、例えば閾値を３０％に定めてもよい。
【００６０】
重み付け合算処理については、巡回型フィルタ処理に限定されず、非巡回型フィルタ処理でもよい。また、重み付け係数ｋの演算処理に関しては、システムコントロール回路によるソフトウェア処理で演算を行うように構成してもよい。
【００６１】
次に、図９〜１１を用いて、第２の実施形態である内視鏡装置について説明する。第２の実施形態では、スコープ先端部の動きをセンサで検出し、スコープ先端部に動きが生じた場合、前フレーム期間の画像信号をそのまま利用する。それ以外の構成については、実質的に第１の実施形態と同じである。
【００６２】
図９は、第２の実施形態である内視鏡装置のブロック図である。
【００６３】
初期回路３２において順次生成される１フレーム分の画像信号は、画像信号処理回路３６’に送られる。画像信号処理回路３６’は、生成した１フレーム期間の画像信号を一時的に格納するバッファメモリ（ビデオメモリ）を備える。システムコントロール回路４０からの制御信号に基づいて画像信号はモニタ６０へ出力される。
【００６４】
ビデオスコープ１０’の先端部１０Ｔには、加速度センサ５６が設けられている。システムコントロール回路４０は、加速度センサ５６からの信号を検知し、画像信号処理回路３６’へ制御信号を出力して画像信号の出力タイミングを調整する。
【００６５】
図１０は、第２の実施形態における画像処理のタイミングチャートである。
【００６６】
加速度センサ５６から送られてくる信号によってスコープ先端部１０Ｔの動きが検出されない間、映像データ更新用のクロック信号がデジタルサンプリング周波数に合わせて出力される。これにより、画像信号処理回路３６’のバッファメモリに格納された画像信号が出力される。
【００６７】
加速度センサ５６によってスコープ先端部１０Ｔの動きが検出されると、映像データ更新のクロック信号が出力されない。その結果、以前のフレーム期間の画像信号がそのままモニタ６０へ出力される。
【００６８】
図１１は、第２の実施形態における画像信号出力のフローチャートである。
【００６９】
モニタ６０へ画像信号を出力するためのクロック信号がデジタルサンプリング周波数に従って出力されたことを確認すると（Ｓ２０１）、加速度センサ２０２から出力される電圧信号のレベルが閾値より低いか否かが判断される（Ｓ２０２）。信号レベルが閾値より低いとスコープ先端部１０Ｔの動きが生じていないとみなし、バッファメモリに格納されていた画像信号がモニタ６０へ出力される（Ｓ２０３）。一方、信号レベルが閾値以上である場合、スコープ先端部１０Ｔのブレが生じていると判断し、モニタ６０へ出力する画像信号は更新されない。検査終了まで（Ｓ２０４）画像処理が繰り返し実行される。
【００７０】
なお、スコープ先端部の動きを加速度センサ以外のセンサによって検出してもよく、また、第１の実施形態のように画素差分割合を検出してもよい。逆に、第１の実施形態において加速度センサを設ける構成にしてもよい。
【００７１】
第１の実施形態では重み付け加算処理を行っているが、第２の実施形態のように前フレーム期間の画像信号をそのまま表示させてもよい。逆に、第１の実施形態のような重み付け加算を第２の実施形態で実行してもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１０  スコープ
１２  走査型光ファイバ
１２Ｔ  ファイバ先端部
１６  ＳＦＥスキャナ（走査手段）
２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂ  フォトセンサ
３０  プロセッサ
３２  初期回路  （画像処理手段）
３３  計数算出回路  （画像処理手段）
３４  巡回型フィルタ処理回路  （画像処理手段）
３６、３６’  画像信号処理回路  （画像処理手段）
ｋ  重み付け係数
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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