JP2003070008A - 画像信号処理装置 - Google Patents

画像信号処理装置

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JP2003070008A
JP2003070008A JP2001257180A JP2001257180A JP2003070008A JP 2003070008 A JP2003070008 A JP 2003070008A JP 2001257180 A JP2001257180 A JP 2001257180A JP 2001257180 A JP2001257180 A JP 2001257180A JP 2003070008 A JP2003070008 A JP 2003070008A
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JP
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image signal
image
motion vector
color
sequential
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Hirotaka Hara
浩隆 原
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Olympus Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 注目すべき重要観察箇所を見落とすことな
く、動きの速い被写体に対しても色ずれを軽減してカラ
ー画像信号を出力できるようにした面順次方式の画像信
号処理装置を提供する。 【解決手段】 被写体像を光電変換して画像信号を得る
光電変換手段により、面順次方式で順次各色別の画像を
撮像し、この撮像により得られた面順次画像信号を同時
式に変換する同時化手段と、同時化した画像を表示する
表示手段とを備えた画像信号処理装置において、画像信
号の輪郭を抽出する輪郭抽出処理手段1と、輪郭抽出さ
れた画像信号の重心座標を算出する重心座標算出手段2
と、2色の面順次画像信号の各重心点間の移動量を算出
する移動量算出手段3とからなる面順次画像信号の動き
ベクトルを検出する動きベクトル検出手段と、検出され
た動きベクトル量により同時化手段5に記憶されている
画像信号の出力位置を制御する画像入出力制御手段4と
を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電子内視鏡など
において用いられる面順次撮像方式における色ずれを軽
減する画像信号処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、複数色の照明光を各色別に時間
をずらして被写体に順次照射し、その被写体の像を固体
撮像素子で順次撮像してカラー画像をモニタ画面上に表
示するようにした面順次方式の電子内視鏡装置において
は、被写体の動きが速い場合には、色ずれが発生して観
察に著しい支障を生じさせる。
【0003】これに対して、従来、特開平8−6895
2号公報には、固体撮像素子から送られてくる映像信号
から面順次方式によるカラー画像をモニタに表示させる
ための面順次カラー表示処理回路と、前記固体撮像素子
から送られてくる映像信号からモノクロ画像を前記モニ
タに表示させるためのモノクロ表示処理回路とを設け、
前記モニタに表示される画像を、前記面順次カラー表示
処理回路によるカラー画像と前記モノクロ表示処理回路
によるモノクロ画像のいずれでも選択できるようにし、
被写体の動きが速い場合には、次善の策としてモノクロ
画像として被写体の形状を明瞭に表示することができる
ようにした電子内視鏡装置について、開示がなされてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報開
示の従来技術は、動きの速い被写体に対して色ずれを防
ぐために、モノクロ画像出力に切り替えるように構成し
ているものであるが、注目すべき重要な観察箇所を見落
とす可能性があるという問題点がある。すなわち、カラ
ー画像でないため、観察部が正常な色なのか、病気によ
り変色しているかを正確に観察できない。またモノクロ
画像出力は、カラー画像(R,G,B)出力時の画像デ
ータ量の1/3となり、画質的にも悪くなる。
【0005】本発明は、従来の色ずれ防止手法における
上記問題点を解消するためになされたもので、操作者の
手ぶれによる色ずれや、動きの速い被写体に対しても色
ずれを軽減してカラー画像信号を出力することができる
ようにした画像信号処理装置を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項1に係る発明は、結像光学系により結像され
た被写体像を光電変換して画像信号を得る光電変換手段
により、面順次方式で順次各色別の画像を撮像し、この
撮像により得られた面順次画像信号を同時式に変換する
同時化手段と、同時化した画像を表示する表示手段とを
備えた画像信号処理装置において、前記面順次画像信号
の動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段と、検
出された動きベクトル量により前記同時化手段に記憶さ
れている画像信号の出力位置を制御する画像入出力制御
手段とを備えていることを特徴とするものであり、また
請求項2に係る発明は、請求項1に係る画像信号処理装
置において、前記動きベクトル検出手段は、画像信号の
輪郭を抽出する輪郭抽出処理手段と、輪郭抽出された画
像信号の重心座標を算出する重心座標算出手段と、2色
の面順次画像信号の各重心点間の移動量を算出する移動
量算出手段とからなることを特徴とするものである。
【0007】このように構成した画像信号処理装置にお
いては、面順次画像信号から動きベクトル検出手段を構
成する輪郭抽出処理手段により輪郭抽出画像信号を生成
し、生成された輪郭抽出画像信号の重心座標を重心座標
算出手段で求めて、各色毎の最新の面順次画像信号の重
心点を保持し、順次入力されて来る最新のある一色の面
順次画像信号の重心点と、重心座標算出手段で保持され
ているその他の異なる色の各色面順次画像信号の重心点
から、それぞれの移動量を移動量算出手段で求め、その
移動量に基づいて画像入出力制御手段により各色面順次
画像信号毎の移動量を考慮して、同時化手段から各色毎
の面順次画像信号の出力を制御し、各色毎の出力位置を
移動させ、色ずれの少ないカラー画像を出力する。これ
により、操作者の手ぶれによる色ずれや、動きの速い被
写体に対して色ずれを軽減したカラー画像信号を出力す
ることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】次に、実施の形態について説明す
る。図1は、本発明に係る画像信号処理装置の基本的な
実施の形態を示すブロック構成図である。図1におい
て、1は入力される面順次方式の画像信号の輪郭を抽出
する輪郭抽出処理手段、2は輪郭抽出された画像信号の
重心座標を算出する重心座標算出手段、3は2色の面順
次画像信号の各重心点間の移動量を算出する移動量算出
手段で、前記輪郭抽出処理手段1と重心座標算出手段2
及び移動量算出手段3とで面順次画像信号の動きベクト
ルを検出する動きベクトル検出手段を構成している。4
は画像入出力制御手段で、面順次画像信号を同時式に変
換する同時化手段5に記憶されている各面順次画像信号
の出力位置を、前記移動量算出手段3からの移動量に基
づいて制御するようになっている。
【0009】次に、このように構成されている基本的な
実施の形態に係る画像信号処理装置の動作について説明
する。まず、入力される面順次方式の画像信号から輪郭
抽出処理手段1で輪郭抽出画像信号を生成する。次い
で、生成された輪郭抽出画像信号の重心座標を重心座標
算出手段2で求め、各色毎の最新の面順次画像信号の重
心点を保持し、順次入力されてくる最新のある一色の面
順次画像信号の重心点と、重心座標算出手段2で保持さ
れているその他の異なる色の各色画像信号の重心点か
ら、それぞれの移動量を移動量算出手段3で求める。そ
して、その移動量に基づいて、画像入出力制御手段4に
より各色画像信号毎の移動量を考慮して、同時化手段5
からの各色毎画像信号の出力を制御し、各色毎出力位置
を移動させて、同時化信号を出力し、これにより色ずれ
の少ない画像を出力する。
【0010】図2は、本発明に係る画像信号処理装置を
電子内視鏡に適用した具体的な実施の形態に係る電子内
視鏡の全体構成を示す概略構成図である。図2におい
て、11は電子内視鏡の挿入部であり、その先端には対物
レンズ12の被検体結像位置に、電荷結合素子(CCD)
からなる固体撮像素子13が配置されている。14は被検体
に照明光を照射するための照明用ライトガイドである。
照明用ライトガイド14には、光源部15内に配置された光
源ランプ16から、図示されていないモータによって定速
度で回転駆動される回転RGBフィルタ17を通った照明
光が照射されるようになっている。
【0011】映像信号処理部18は、面順次方式の撮像と
同時化処理を行うためのものであり、プリプロセス回路
19と、CCD駆動回路20とは、コネクタ21を介して固体
撮像素子13に接続されている。コントロール信号発生回
路22は、発生するタイミング信号を制御し、各回路部に
その信号を供給するようになっている。CCD駆動回路
20は、コントロール信号発生回路22からの信号により固
体撮像素子13を駆動するための駆動信号を発生させる。
CCD駆動回路20によって駆動された固体撮像素子13か
ら出力される映像信号データは、プリプロセス回路19に
入力されて増幅、波形整形等の所定の処理が行われた
後、アナログデジタル変換器23でデジタルデータ化され
る。デジタルデータ化された映像信号は、種々画像処理
が行われ、同時化制御回路24で、面順次信号の同時化処
理が行われた後、映像信号は表示制御回路25に入力され
る。表示制御回路25で表示制御された映像信号は、デジ
タルアナログ変換器26でアナログ信号に変換され、コネ
クタ27を介してモニタテレビ28に被検体の映像が表示さ
れるようになっている。
【0012】図3は、図2に示した具体的な実施の形態
における同時化制御回路24の詳細な構成を示すブロック
構成図である。この同時化制御回路24は、アナログデジ
タル変換器23でデジタルデータ化された面順次方式の画
像信号から、輪郭抽出された画像信号を生成させる輪郭
抽出処理手段30を備え、該輪郭抽出処理手段30は輪郭抽
出手段31と2値化処理手段32とを備え、輪郭抽出手段31
で輪郭抽出を行い、2値化処理手段32で輪郭抽出された
面順次方式の画像信号を2値化処理する。2値化処理さ
れた画像信号の白データ部の重心座標を、重心座標算出
手段33において算出し、面順次方式の画像信号の各色毎
の最新の重心座標をそれぞれ保持するようになってい
る。移動量算出手段34では、順次入力されてくる最新の
ある一色の面順次方式の重心座標と、保持されているそ
の他の異なる色の各色画像信号の重心座標から、各色毎
移動量を算出する。そして、その移動量に基づいて、画
像入出力制御手段35で各色画像信号毎の移動量を考慮し
て、同時化手段36で同時化された画像信号の出力を制御
し、色ずれが少ない画像を出力させる。
【0013】図3に示す上記構成の同時化制御回路は、
面順次方式の画像信号を、同時化処理し、色ずれの少な
い画像として出力するものであるが、次に同時化制御回
路の動作を、図4に示すタイミング図を参照しながら説
明する。面順次方式の画像信号が順次入力されると、輪
郭抽出手段31において撮像された被写体のエッジ部分が
抽出される。エッジ部分すなわち輪郭抽出された画像信
号を、2値化処理手段32において2値化(白と黒の画像
信号)処理し、重心座標算出手段33において2値化処理
した画像信号の白データ部の重心座標点(X座標、Y座
標)を、以下の式により求める。 X座標=ΣX /N, Y座標=ΣY /N ここで、ΣX は画像信号の白データ部のX座標値の合
計、ΣY は画像信号の白データ部のY座標値の合計、N
は白データ部のデータ数を示している。なお、2値化の
信号レベル及び重心座標を求める画像信号領域は、任意
に設定可能である。
【0014】図4に示すタイミング図において、時点t
1 で、最新の面順次方式の画像信号G1 が入力された場
合、前記輪郭抽出手段31と、2値化処理手段32と、重心
座標算出手段33において、面順次方式の画像信号G1 の
重心座標が算出される。時点t2 で、同時化処理された
最新の画像信号を出力するとき、移動量算出手段34にお
いて、時点t1 で算出したG1 の重心座標点を基に、重
心座標算出手段33で保持されているR画像信号R1 とB
画像信号B0 の重心座標点との移動量を算出する。
【0015】R1 画像信号の重心座標点から、G1 画像
信号の重心座標点への移動量をRRとすると、RR=
(G1 重心座標点)−(R1 重心座標点)となる。B0
画像信号の重心座標点から、G1 画像信号の重心座標点
への移動量をBBとすると、BB=(G1 重心座標点)
−(B0 重心座標点)となる。
【0016】算出された移動量を基に、画像入出力制御
手段35において、G(G1 )画像信号の出力位置から、
R(R1 )画像信号の出力位置はRR,B(B0 )画像
信号の出力位置はBB,移動した位置から画像信号を出
力するようにする。
【0017】つまり、時点t1 の同時化手段からの出力
信号B0',G0"は、R1 の重心座標との移動量を基に出
力制御され、時点t2 の同時化手段からの出力信号R
1',B0"は、G1 の重心座標との移動量を基に出力制御
され、時点t3 の同時化手段からの出力信号G1',R1"
は、B1 の重心座標との移動量を基に出力制御されてい
ることになる。なお、画像信号の移動量の制限は任意に
設定可能とし、設定した移動量を超える場合は移動量の
上限値を基に出力制御する。
【0018】モニタテレビ28へ画像信号を表示するとき
は、R,G,Bの3色の画像データがあるエリアのみを
表示するようにマスク処理すればよい。これにより、面
順次方式による各色画像信号毎の色ずれを補正し、面順
次方式の画像信号を、カラー画像で色ずれが少ない画像
として出力することができる。
【0019】なお、上記各実施の形態において、同時化
手段以降に、記憶手段を配置し、同時化出力された画像
信号をフリーズ指示入力時に格納するように構成すれ
ば、特別な制御回路を設けなくても、重要な患部の静止
画像を、色ずれの少ない静止画像として出力することが
容易に可能となる。
【0020】
【発明の効果】以上実施の形態に基づいて説明したよう
に、本発明によれば、従来技術の有する、動きの速い被
写体に対して色ずれを防ぐために、モノクロ画像出力に
切り替えるため、注目すべき重要な観察箇所を見落とす
可能性があるという問題点が解決され、操作者の手ぶれ
による色ずれや、動きの速い被写体に対しても色ずれを
軽減してカラー画像信号を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像信号処理装置の基本的な実施
の形態を示すブロック構成図である。
【図2】本発明に係る画像信号処理装置を適用した電子
内視鏡の具体的な実施の形態を示す概略全体構成図であ
る。
【図3】図2に示した電子内視鏡における同時化制御回
路の詳細な構成を示すブロック構成図である。
【図4】図3に示した同時化制御回路の動作を説明する
ためのタイミング図である。
【符号の説明】
1 輪郭抽出処理手段 2 重心座標算出手段 3 移動量算出手段 4 画像入出力制御手段 5 同時化手段 11 電子内視鏡挿入部 12 対物レンズ 13 固体撮像素子 14 照明用ライトガイド 15 光源部 16 光源ランプ 17 回転RGBフィルタ 18 映像信号処理部 19 プリプロセス回路 20 CCD駆動回路 21 コネクタ 22 コントロール信号発生回路 23 アナログデジタル変換器 24 同時化制御回路 25 表示制御回路 26 デジタルアナログ変換器 27 コネクタ 28 モニタテレビ 30 輪郭抽出処理手段 31 輪郭抽出手段 32 2値化処理手段 33 重心座標算出手段 34 移動量算出手段 35 画像入出力制御手段 36 同時化手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 7/18 H04N 7/18 M 5C066 9/64 9/64 R 5L096 Fターム(参考) 2H040 BA00 CA03 CA23 GA02 GA05 GA06 GA11 4C061 LL01 MM02 NN10 SS21 WW07 5B057 AA07 BA02 BA29 DA07 DB02 DB06 DB09 DC06 DC16 5C054 AA01 AA04 CA04 CC02 EF06 FC09 FC13 FC14 FE24 HA12 5C065 AA04 BB48 CC01 DD02 5C066 AA01 AA11 BA06 CA09 EF11 GA01 KM02 KM10 5L096 AA02 AA06 BA06 CA02 CA14 DA01 EA15 FA06 FA60 FA69 GA40 HA04 LA04 LA12

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 結像光学系により結像された被写体像を
    光電変換して画像信号を得る光電変換手段により、面順
    次方式で順次各色別の画像を撮像し、この撮像により得
    られた面順次画像信号を同時式に変換する同時化手段
    と、同時化した画像を表示する表示手段とを備えた画像
    信号処理装置において、前記面順次画像信号の動きベク
    トルを検出する動きベクトル検出手段と、検出された動
    きベクトル量により前記同時化手段に記憶されている画
    像信号の出力位置を制御する画像入出力制御手段とを備
    えていることを特徴とする画像信号処理装置。
  2. 【請求項2】 前記動きベクトル検出手段は、画像信号
    の輪郭を抽出する輪郭抽出処理手段と、輪郭抽出された
    画像信号の重心座標を算出する重心座標算出手段と、2
    色の面順次画像信号の各重心点間の移動量を算出する移
    動量算出手段とからなることを特徴とする請求項1に係
    る画像信号処理装置。
JP2001257180A 2001-08-28 2001-08-28 画像信号処理装置 Withdrawn JP2003070008A (ja)

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