(57)【要約】【課題】ライトガイドを細径化することで挿入部を細径化ながらもノイズの少ない明るい内視鏡画像を得るとともに超解像処理前の画像データの保存も可能にする。【解決手段】ライトガイド１９を細径化し、画素数が少なくフォトダイオードの大きさが大きいイメージセンサ１５を採用する。超解像処理前の画像データを画像メモリ２４に保存し、超解像処理部２３において解像度を上げる処理を施す。超解像処理部２３および画像メモリ２４から画像セレクタ２５に画像データを出力する。画像メモリ２４から出力される画像データを超解像処理部２３からの画像データよりも１フレーム分遅らせる。静止画像保存スイッチ３０が操作されると、超解像処理部２３から入力されていた画像データを、画像セレクタ２５を介して外部メモリ２９に保存するとともに、次のフレームの入力を画像メモリ２４に切替え、同一フレームの超解像処理前の画像データを外部メモリ２９に保存する。【選択図】図１
2012024450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１フレーム分の超解像処理前の画像データを保持可能な画像メモリと、
超解像処理前の画像データに超解像処理を施す超解像処理部と、
前記画像メモリまたは前記超解像処理部から出力される画像データの一方を択一的に入力し、入力される画像データを不揮発性メモリに保存する画像データ保存手段と、
前記画像保存手段の入力の切替えを要求するための切替え要求手段とを備え、
前記画像メモリから出力される画像データが、前記超解像処理部から出力されている画像データの１フレーム分前の画像データであり、前記切替え要求が発生すると、前記超解像処理部から入力される画像データを前記不揮発性メモリに保存するとともに、次のフレームで、前記入力を１フレーム分前記画像メモリから入力される画像データに切替え前記不揮発性メモリに保存する
ことを特徴とする電子内視鏡用画像保存システム。
【請求項２】
ライトガイドが配設されたスコープ本体と、前記スコープ本体が接続されるプロセッサ装置とを備える電子内視鏡装置において、前記超解像処理部および前記画像メモリが前記プロセッサ装置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡用画像保存システム。
【請求項３】
前記スコープ本体が識別情報を記録する記録手段を備え、前記超解像処理部では前記識別情報に基づく超解像処理が前記超解像処理前の画像データに施されることを特徴とする請求項２に記載の電子内視鏡用画像保存システム。
【請求項４】
ライトガイドが配設されたスコープ本体と、前記スコープ本体が接続されるプロセッサ装置とを備える電子内視鏡装置において、前記超解像処理部および前記画像メモリが前記スコープ本体に設けられることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡用画像保存システム。
【請求項５】
請求項１〜請求項４に記載の電子内視鏡用画像保存システムを備えることを特徴とする電子内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子内視鏡挿入部の細径化技術に関わり、特に細径化された電子内視鏡に用いられる画像保存システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子内視鏡では、挿入部先端に設けられたイメージセンサからの映像信号を、長尺の挿入部、ユニバーサルコードを介してプロセッサ装置へと送り、所定の映像信号処理を施した後、モニタに表示する。また、挿入部先端には、例えばプロセッサ装置内の光源からユニバーサルコードおよび挿入部を通して配設されるライトガイドを通して照明光が伝送される。
【０００３】
挿入部は長尺の可撓管として構成されるが、患者の負担軽減や、より狭い部位への応用を可能にするために常に細径化が求められる。挿入部の細径化のためには、ライトガイドの細径化が有効であるが、伝送される光量が低減するため十分な明るさの確保が困難になる。大きなイメージセンサを採用すれば受光感度を上げられるが、これは細径化の目的に反するため採用できない。また、イメージセンサの出力ゲインをアップさせることも考えられるが、この場合ノイズが増大されて内視鏡画像の視認性が悪化する。
【０００４】
挿入部の径を太くすることなく光量を増大させるために、挿入部の先端部に、複数の照明管（光源）を可撓管手方向に沿って配置し、各照明管に接続されるライトガイドを先端で束ねて、これらの照明管の光を照射する構成も提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−０３４８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の構成では、先端部が大型化するともにその構造も複雑となり、柔軟性も悪化する。また光源を先端部に配置することで先端部の温度上昇も招く。
【０００７】
本発明は、ライトガイドを細径化することで挿入部を細径化ながらもノイズの少ない明るい内視鏡画像を得るとともに超解像処理前の画像データの保存も可能にすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電子内視鏡用画像保存システムは、１フレーム分の超解像処理前の画像データを保持可能な画像メモリと、超解像処理前の画像データに超解像処理を施す超解像処理部と、画像メモリまたは超解像処理部から出力される画像データの一方を択一的に入力し、入力される画像データを不揮発性メモリに保存する画像データ保存手段と、画像保存手段の入力の切替えを要求するための切替え要求手段とを備え、画像メモリから出力される画像データが、超解像処理部から出力されている画像データの１フレーム分前のデータであり、切替え要求が発生すると、超解像処理部から入力される画像データを不揮発性メモリに保存するとともに、次のフレームで、入力を１フレーム分画像メモリから入力される画像データに切替え不揮発性メモリに保存することを特徴としている。
【０００９】
ライトガイドが配設されたスコープ本体と、スコープ本体が接続されるプロセッサ装置とを備える電子内視鏡装置において、超解像処理部および画像メモリは、プロセッサ装置に設けられる。このときスコープ本体は、例えば識別情報を記録する記録手段を備え、超解像処理部ではこの識別情報に基づく超解像処理が超解像処理前の画像データに施される。また、超解像処理部および画像メモリはスコープ本体に設けられてもよい。
【００１０】
本発明の電子内視鏡システムは、上記電子内視鏡用画像保存システムを備えたことを特徴としている。      
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ライトガイドを細径化することで挿入部を細径化ながらもノイズの少ない明るい内視鏡画像を得るとともに超解像処理前の画像データの保存も可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態における静止画像保存動作処理のタイミングチャートである。
【図３】マスク領域に画像の種類を特定する情報を重畳するときの画像例である。
【図４】第２実施形態の電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
【図５】第２実施形態における静止画像保存動作処理のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態である電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
【００１４】
電子内視鏡システムは主に、スコープ本体１０と、スコープ本体１０が着脱自在に接続され各種画像処理を行うプロセッサ装置１１と、このプロセッサ装置に接続されスコープ本体１０で撮影された映像を表示するモニタ装置１２などから構成される。
【００１５】
スコープ本体１０は、体内や管孔内に挿入される可撓性を有する長尺管状の挿入部と、挿入部が接続されユーザにより把持・操作される操作部と、操作部とプロセッサ装置１１を連結するユニバーサルコードから構成される。挿入部の先端部１３には撮像レンズ１４およびイメージセンサ１５が設けられ、イメージセンサ１５は例えば操作部に設けられたドライバ／信号処理部１６によって駆動される。また、イメージセンサ１５で検出された画像信号は、ドライバ／信号処理部１６で所定の処理を施された後、ユニバーサルコードを介してプロセッサ装置１１へと送出される。
【００１６】
また、本実施形態のプロセッサ装置１１にはランプ１７が設けられ、ランプ１７からの光は集光レンズ１８を通してスコープ本体１０のライトガイド１９に入射される。ライトガイド１９は、ユニバーサルコード、操作部、挿入部を介して先端部１３にまで配設され、入射された光は照明レンズ２０を介して照射される。
【００１７】
なお、本実施形態では、挿入部の細径化を図るためにライトガイド１９のファイバ数を減らすとともに、イメージセンサ１５に総画素数が少なく各フォトダイオードの面積が大きいものを採用する。すなわち、本実施形態では、ライトガイド１９の細径化により減った光量をイメージセンサ１５の各画素の感度を向上することで相殺する。そして、画素数が減ったことによる解像度の低下は、以下の構成に示されるように超解像技術によって補われる。
【００１８】
すなわち、プロセッサ装置１１では、ドライバ／信号処理部１６からの画像信号がまず前段信号処理部２１において所定の前段処理が施され、画像処理部２２において更に所定の画像信号処理が施された後、超解像処理部２３および揮発性の画像メモリ２４へ出力される。画像信号（画像データ）は、超解像処理部２３において超解像技術を用いて解像度が高められ、画像メモリ２４では、入力される１フレーム分の画像データが保持される。
【００１９】
超解像処理部２３において超解像処理が施された画像信号は、画像セレクタ２５に出力され、このとき略同時に画像メモリ２４に保持された１フレーム分前の画像信号が画像セレクタ２５に出力される。画像セレクタ２５は、システムコントローラ２６の指示に基づいて、超解像処理部２３または画像メモリ２４から入力される画像信号の一方を択一的に入力し、後段映像信号処理部２７、あるいは後段映像信号処理部２７および／または保存画像用信号処理部２８に出力する。
【００２０】
後段映像信号処理部２７は、入力された画像信号を所定規格の画像信号に変換してモニタ１２に出力する。一方、保存画像用信号処理部２８は、システムコントローラ２６からの指令に従って、入力された画像信号を所定の画像フォーマットでプロセッサ装置１１に装着された不揮発性の外部メモリ２９へ保存する（プロセッサ装置に内蔵されるメモリでもよい）。
【００２１】
画像セレクタ２５の切替えは、例えばスコープ本体１０の操作部に設けられた静止画保存用のスイッチ３０が操作されたことをプロセッサ装置１１に設けられたシステムコントローラ２６が検知したときに行われる（後述）。なお、ドライバ／信号処理部１６やプロセッサ装置１１内の各デバイスの動作タイミングは、プロセッサ装置１１のタイミングコントローラ３１からの各種クロック信号によって制御される。
【００２２】
また、スコープ本体１０に、例えばスコープ本体１０の型番やＩＤなど記録したメモリ３２を設けてもよく、超解像処理部２３における超解像処理を、この型番やＩＤに対応して選択する構成とすることもできる。型番やＩＤの記録はディップスイッチ、バーコードなどでもよく、その場合プロセッサ装置１１には対応する読み取り手段が設けられる。また、スイッチ３０は、プロセッサ装置１１のフロントパネルなど、操作部以外の場所に設けてもよい。
【００２３】
次に図１、図２を参照して、静止画保存用のスイッチ３０が操作されたときに実行される本実施形態における静止画像保存動作について説明する。なお図２は、静止画像保存動作の処理を説明するための各コンポーネントにおけるフレーム画像データの入出力タイミングを概略的に示すタイミングチャートである。
【００２４】
図２（ａ）には６フレーム分の垂直同期信号が示され、図２（ｂ）には、このときイメージセンサ１５から出力される第１〜第６フレームの画像データの出力タイミングが示され、図２（ｃ）には画像処理部２２から出力される第１〜第６フレームの画像データの出力タイミングが示される。また、図２（ｄ）、（ｅ）には、超解像処理部２３および画像メモリ２４から出力される各フレームの画像データの出力タイミングが示される。なお、図２において、斜線が施された矩形領域の各々は、超解像処理が施された各フレームの画像データを示す。また、図２（ｄ）、（ｅ）のタイミングは略同時であるものの、図２（ｂ）〜（ｄ）のタイミングの間には実際には順次遅れが存在する。
【００２５】
一方、図２（ｆ）には、スイッチ３０が操作されたことにより生成される静止画像データ取り込み（保存）要求信号の一例が示される。また、図２（ｇ）には、図２（ｆ）の要求が発せられたときに外部メモリ２９に保存されるフレーム画像データのタイミングが示される。
【００２６】
図２（ｆ）の例では、イメージセンサ１５から第２フレームの読み出しが行われている最中の後半部分で、静止画像データの取り込み要求が発せられた場合が示される。このとき、超解像処理後の第３フレームの画像データがまず外部メモリ２９に保存され、その次のフレームで画像メモリ２４に保持された第３フレームの画像データが外部メモリ２９に保存される。
【００２７】
すなわち、画像セレクタ２５は、通常は超解像処理部２３からの画像信号を後段映像信号処理部２７にのみ出力し、モニタ１２には、超解像処理が施された内視鏡画像が表示されている。しかし、スイッチ３０が操作され、システムコントローラ２６により静止画像データ取り込み要求が発せられると、画像セレクタ２５は、次のフレームの画像データ（超解像処理済みデータ）を保存画像用信号処理部２８にも出力し、このときの画像データが外部メモリ２９に保存される。また、画像セレクタ２５は、更に次のフレームで、画像メモリ２４からの入力に切替え、保存画像用信号処理部２８に出力する。これにより、外部メモリ２９には、画像メモリ２４に保持された画像データが保存される。
【００２８】
画像メモリ２４には、１フレーム遅れた画像データが保持されているので、上記処理により、外部メモリ２９には同じフレームの超解像処理後の画像データと超解像処理前の画像データとが保存される。なお、外部メモリ２９に画像データを保存する際には、何れが超解像処理後の画像データで、何れが超解像処理前の画像データであるかを判別するために例えば画像ファイルのＥＸＩＦデータに超解像処理であるか超解像処理前の画像データであるかを示すインデックスを記録してもよく、あるいは、図３に示されるように、内視鏡画像の電子マスク領域（黒く塗られた領域）にその旨を示すインデックスを重畳した形で外部メモリ２９に保存してもよい。
【００２９】
以上のように、第１実施形態の構成によれば、ライトガイドを細径化しながらも明るさおよび解像度を維持した内視鏡画像の取得、表示が可能である。また、本実施形態では、超解像処理を利用しながらも超解像処理前の画像データも簡単に保存できる。更に、静止画像保存する際、超解像処理が施された画像データの他、超解像処理が施される前の同一フレームの超解像処理前の画像データも保存できる。これにより、超解像処理において不適切な処理が施されたと思われる場合にも超解像処理前の画像データを確認することができ、また後でコンピュータにおいてより適切な画像処理を施すことも可能になる。
【００３０】
次に図４、５を参照して、本発明の第２実施形態の電子内視鏡システムについて説明する。なお、図４は、第２実施形態の電子内視鏡システムの概略を示すブロック図であり、図５は、第１実施形態の図２に対応するタイミングチャートである。
【００３１】
第２実施形態は、超解像処理部、超解像処理前の画像データを保持するメモリ、および画像セレクタがスコープ本体側に設けられた点が第１実施形態と異なるが、その他の構成は第１実施形態と同様である。したがって、第１実施形態と同様の構成に関しては同一参照符号を用いその説明を省略する。
【００３２】
第２実施形態において、超解像処理部２３、画像メモリ２４、画像セレクタ４２は、例えばスコープ本体４０の操作部に設けられる。ドライバ／信号処理部１６から出力される画像信号は、超解像処理部２３および画像メモリ２４に出力され、超解像処理部２３では画像信号に対して超解像処理が施され、画像メモリ２４には、入力された１フレーム分の画像データ（画像信号）が保持される。
【００３３】
画像信号は超解像処理部２３での処理が終了すると、図５（ｃ）に示されるように直ちに画像セレクタ４２へと出力される。これと略同時に、画像メモリ２４からは図５（ｄ）に示されるように保持されていた１フレーム前の画像信号が画像セレクタ４２へと出力される。画像セレクタ４２は、プロセッサ装置４１のシステムコントローラ２６から発せられる図５（ｆ）に示されるような静止画像データ取り込み要求信号に基づいて、超解像処理部２３または画像メモリ２４の何れか一方からの入力を択一的に受け入れる。また、画像セレクタ４２は、択一的に入力された画像信号を順次プロセッサ装置４１の前段信号処理部２１へと出力する。
【００３４】
その後、画像信号は前段信号処理部２１、画像処理部２２を介し、更に後段映像信号処理部２７および保存画像用信号処理部２８へと出力される。後段映像信号処理部２７は、入力された画像信号を所定規格の画像信号に変換してモニタ１２に出力し、保存画像用信号処理部２８は、システムコントローラ２６からの指令に従って、入力された画像信号を所定の画像フォーマットでプロセッサ装置１１に装着された外部メモリ２９へ保存する。
【００３５】
画像セレクタ４２は、超解像処理部２３からの入力を通常受け入れているが、静止画像データ取り込み要求信号を受けると、次の次の１フレーム分の入力を画像メモリ２４からの入力に切替え、その後再び超解像処理部２３からの入力に切替える。したがって、図５（ｅ）、（ｆ）に示されるように、例えば第２フレームの読み出し中に静止画像データ取り込み要求が発生すると、画像セレクタ４２からは、超解像処理済みの第２、第３フレームの画像信号が出力された後、画像メモリ２４からの第３フレームに対応する超解像処理前の画像データが出力され、その後超解像処理済の第５、第６フレーム画像信号が順次出力される。
【００３６】
また、保存画像用信号処理部２８では、図５（ｆ）、（ｇ）に示されるように静止画像データ取り込み要求信号が発せれた次のフレームの画像信号を外部メモリ２９に保存するとともに、その次のフレームの画像信号も外部メモリ２９に保存する。
【００３７】
以上のように、第２実施形態においても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
なお、ここまで画像を外部メモリ２９に保存する電子内視鏡システムについて説明してきたが、操作者の要求に応じて超解像処理前の画像をモニタに出力するように構成することもできる。例えば第１実施形態にこれを適用する場合、図示しないスイッチによりモニタ１２に出力する画像を超解像処理前の画像に切替える要求が発生すると、システムコントローラ２６からの指示により画像セレクタ２５（第２実施形態では画像セレクタ４２）は超解像処理部２３および画像メモリ２４を通らないバイパス回路により超解像処理前の画像を後段映像信号処理部２７（第２実施形態では前段処理回路２１）に出力する。また、超解像処理前の画像をモニタ１２に表示している間、そのことが分かるように、内視鏡画像の電子マスク領域にその旨を示すインデックスを表示する。操作者が再度画像の切り替え要求をすることにより、超解像画像に復帰する。このようなバイパス回路を設けることで、外部メモリ２９に保存する画像をモニタにて確認することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０、４０  スコープ本体（電子内視鏡）
１１、４１  プロセッサ装置
１２  モニタ
１５  イメージセンサ
１７  ランプ
１９  ライトガイド
２３  超解像処理部
２４  画像メモリ
２５、４２  画像セレクタ
２６  システムコントローラ
２８  保存画像用信号処理部
２９  外部メモリ
３０  静止画像保存用スイッチ
【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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