JP2010220755A

JP2010220755A - 内視鏡用プロセッサ装置、およびその駆動方法

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Publication number: JP2010220755A
Application number: JP2009070334A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Murakami; 浩史村上
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2009-03-23
Filing date: 2009-03-23
Publication date: 2010-10-07
Anticipated expiration: 2029-03-23
Also published as: JP5308884B2

Abstract

【課題】検査の迅速化に寄与する。
【解決手段】プロセッサ装置１１のフレームメモリ４１には、フリーズ操作に応じて一フレーム分の画像が入力される。該画像は、ＣＰＵ３５の制御の下にフレームメモリ４１側に切り替えられた第二スイッチ回路４０を介して画像処理回路４２に入力され、画像処理回路４２で画像処理が施される。画像処理後の画像は、第三スイッチ回路４４を介して動画用メモリ４５に記憶され、表示制御回路４７によってモニタ１８に一時的に静止画像として表示される。その後、端子３８から入力される画像が動画用メモリ４５に、フレームメモリ４１に記憶された画像が静止画用メモリ４６にそれぞれ入力され、表示制御回路４７によってモニタ１８にＰｉｎＰ表示される。
【選択図】図２

Description

本発明は、体内画像の静止画像と動画像をモニタに同時表示させる内視鏡用プロセッサ装置、およびその駆動方法に関する。

医療分野において、電子内視鏡を利用した検査が広く普及している。電子内視鏡は、患者の体（被検体）内に挿入される挿入部の先端に、ＣＣＤイメージセンサ等の固体撮像素子を有する。電子内視鏡は、コードやコネクタを介してプロセッサ装置、および光源装置に接続される。

プロセッサ装置は、固体撮像素子から出力された撮像信号に対して各種処理を施し、診断に供する体内画像を生成する。体内画像は、プロセッサ装置に接続されたモニタに表示される。光源装置は、キセノンランプ等の白色光源を有し、電子内視鏡に被検体内照明用の照明光を供給する。

電子内視鏡には、体内画像の静止画像の表示を指示するためのフリーズボタンが設けられている。プロセッサ装置は、フリーズボタンの操作に応じた処理を実行し、モニタに静止画像を表示させる。この静止画像の表示中も固体撮像素子は撮像動作をしているため、プロセッサ装置は、静止画像とともに動画像を同時表示する、いわゆるＰｉｎＰ（Picture in Picture）表示を行い、体内の視野を確保している。

ＰｉｎＰ表示には、動画用、静止画用の二つのメモリが必要である（特許文献１参照）。プロセッサ装置は、二つのメモリから動画像、静止画像をそれぞれ読み出し、これらに表示用マスクや文字情報を重畳するといった表示制御処理を施したうえで、モニタに体内画像として出力している。

特開平０４−２６９９３６号公報

ＰｉｎＰ表示に際しては、上記のような表示制御処理を経なければならないため、表示の切替に時間が掛かる。つまり、フリーズボタンを操作してからＰｉｎＰ表示にて静止画像が表示されるまでにタイムラグが生じる。このため、術者に違和感や苛立ちを与え、検査の進行に支障を来すおそれがあった。

本発明は、上記背景を鑑みてなされたものであり、その目的は、検査の迅速化に寄与することにある。

上記目的を達成するために、本発明の内視鏡用プロセッサ装置は、内視鏡から画像が順次入力される画像入力部と、前記画像入力部に入力された画像に対して画像処理を施す画像処理手段と、前記画像入力部から前記画像処理手段に画像を直接入力する経路とは別の経路上に配置され、前記画像処理手段に入力する画像を前記画像入力部から取得して記憶するフレームメモリと、前記画像処理手段で画像処理された画像を動画出力用の画像として記憶する動画出力用メモリと、前記画像処理手段で画像処理された画像を静止画出力用の画像として記憶する静止画出力用メモリと、動画出力用、静止画出力用の各メモリから各画像を読み出して、各画像をモニタに表示させる表示制御手段と、前記画像処理手段の前段と後段に設けられ、前記画像入力部から前記画像処理手段に画像が入力される経路と、前記画像処理手段から動画出力用、静止画出力用の各メモリへ画像を出力する経路とを切り替える切替手段と、前記表示制御手段に動画像と静止画像のモニタへの同時表示を指示するための第一操作入力手段と、前記切替手段の動作を制御する切替制御手段とを備えることを特徴とする。

前記切替制御手段は、前記第一操作入力手段の操作に応じて、前記第一操作入力手段の操作に応じて、前記フレームメモリを経由した画像を前記動画出力用メモリに入力させ、一時的に前記動画出力用メモリを介した静止画像をモニタに表示させる。その後、前記フレームメモリを経由した画像を前記静止画出力用メモリに、前記画像入力部から前記画像処理手段に直接入力された画像を前記動画出力用メモリに入力させる状態として前記表示制御手段に同時表示を行わせる。

前記フレームメモリを複数設ける。そして、ブレ検出・選択手段で複数の前記フレームメモリに記憶された複数フレーム分の画像のブレ量を検出し、検出したブレ量が最も少ない画像を選択して、選択した画像を静止画像として前記画像処理手段に入力させることが好ましい。

画像の強調処理の実行を指示するための第二操作入力手段を備えることが好ましい。前記画像処理手段は、前記第二操作入力手段の操作に応じて、前記フレームメモリから入力された画像に対して強調処理を施す。前記表示制御手段は、前記画像処理手段で強調処理された画像と前記画像入力部から前記画像処理手段に直接入力された画像をモニタに同時表示させる。

本発明の内視鏡用プロセッサ装置の駆動方法は、内視鏡から画像入力部を介して順次入力される画像に対して、画像処理手段で画像処理を施す画像処理ステップと、画像入力部から画像処理手段に画像を直接入力する経路とは別の経路上に配置されたフレームメモリに、画像処理手段に入力する画像を画像入力部から取得して記憶する記憶ステップと、画像処理手段で画像処理された画像を動画出力用の画像として動画出力用メモリに記憶する動画記憶ステップと、画像処理手段で画像処理された画像を静止画出力用の画像として静止画出力用メモリに記憶する静止画記憶ステップと、動画出力用、静止画出力用の各メモリから各画像を表示制御手段に読み出して、各画像をモニタに表示させる表示制御ステップと、切替制御ステップとを備えることを特徴とする。

前記切替制御ステップでは、表示制御手段に動画像と静止画像のモニタへの同時表示を指示するための操作入力手段の操作に応じて、画像入力部から画像処理手段に画像が入力される経路と、画像処理手段から動画出力用、静止画出力用の各メモリへ画像を出力する経路とを切り替え、フレームメモリを経由した画像を動画出力用メモリに入力させ、一時的に動画出力用メモリを介した静止画像をモニタに表示させる。その後、フレームメモリを経由した画像を静止画出力用メモリに、画像入力部から画像処理手段に直接入力された画像を動画出力用メモリに入力させる状態として表示制御手段に同時表示を行わせる。

本発明によれば、モニタへの同時表示を待つことなく、いち早く動画用記憶手段を介した静止画像がモニタに表示されるので、操作性が向上し、術者に違和感や苛立ちを与えることがない。従って、検査の迅速化に寄与することができる。

内視鏡システムの構成を示す外観図である。内視鏡システムの内部構成を示すブロック図である。モニタへの体内画像の表示形態を説明するための図である。フリーズ操作前後における各部の動作および体内画像の表示形態の推移を示すタイミングチャートである。フリーズ操作前後における各部の動作および体内画像の表示形態の推移を示すブロック図である。フリーズ操作前後における各部の動作および体内画像の表示形態の推移を示すブロック図である。フリーズ操作前後における各部の動作および体内画像の表示形態の推移を示すブロック図である。フリーズ操作前後における各部の動作および体内画像の表示形態の推移を示すブロック図である。内視鏡システムの処理手順を示すフローチャートである。ブレ検出・選択回路を有するプロセッサ装置を示すブロック図である。画像強調処理を実行する前後における各部の動作および体内画像の表示形態の推移を示すタイミングチャートである。

［第１実施形態］
図１において、内視鏡システム２は、電子内視鏡１０、プロセッサ装置１１、および光源装置１２からなる。電子内視鏡１０は、周知の如く、患者の体内に挿入される可撓性の挿入部１３と、挿入部１３の基端部分に連設された操作部１４と、プロセッサ装置１１および光源装置１２に接続されるコネクタ１５と、操作部１４、コネクタ１５間を繋ぐユニバーサルコード１６とを有する。

挿入部１３の先端には、観察窓２０、照明窓２１（ともに図２参照）等が設けられている。観察窓２０の奥には、対物光学系２２を介して、体内撮影用のＣＣＤ２３が配されている（いずれも図２参照）。照明窓２１は、ユニバーサルコード１６や挿入部１３に配設されたライトガイド２４、および照明レンズ２５（ともに図２参照）で導光される光源装置１２からの照明光を、被観察部位に照射する。

操作部１４には、挿入部１３の先端を上下左右方向に湾曲させるためのアングルノブや、挿入部１３の先端からエアー、水を噴出させるための送気・送水ボタンの他、フリーズボタン１７が設けられている。フリーズボタン１７は、プロセッサ装置１１にケーブル接続されたモニタ１８に、体内画像の静止画像を表示させる際に操作される。

また、操作部１４の先端側には、電気メス等の処置具が挿通される鉗子口が設けられている。鉗子口は、挿入部１３内の鉗子チャンネルを通して、挿入部１３の先端に設けられた鉗子出口に連通している。

プロセッサ装置１１は、光源装置１２と電気的に接続され、内視鏡システム２の動作を統括的に制御する。プロセッサ装置１１は、ユニバーサルコード１６や挿入部１３内に挿通された伝送ケーブルを介して、電子内視鏡１０に給電を行い、ＣＣＤ２３の駆動を制御する。また、プロセッサ装置１１は、伝送ケーブルを介して、ＣＣＤ２３から出力された撮像信号を受信し、受信した撮像信号に各種処理を施して画像を生成する。プロセッサ装置１１で生成された画像は、モニタ１８に体内画像として表示される。

図２において、電子内視鏡１０は、前述の観察窓２０、照明窓２１、対物光学系２２、ＣＣＤ２３、および照明レンズ２５が挿入部１３の先端に設けられている。さらに、アナログ信号処理回路（以下、ＡＦＥと略す）２６、ＣＣＤ駆動回路２７、およびＣＰＵ２８が操作部１４に設けられている。

ＣＣＤ２３は、例えばインターライントランスファ型で、プログレッシブスキャンに対応した読み出し方式のＣＣＤイメージセンサからなる。ＣＣＤ２３は、観察窓２０、対物光学系２２（レンズ群およびプリズムからなる）を経由した体内の被観察部位の像光が、撮像面に入射するように配置されている。ＣＣＤ２３の撮像面には、複数の色セグメントからなるカラーフィルタ、例えば、ベイヤー配列の原色カラーフィルタが形成されている。

ＡＦＥ２６は、相関二重サンプリング回路（以下、ＣＤＳと略す）、自動ゲイン制御回路（以下、ＡＧＣと略す）、およびアナログ／デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄと略す）から構成されている。ＣＤＳは、ＣＣＤ２３から出力される撮像信号に対して相関二重サンプリング処理を施し、ＣＣＤ２３で生じるリセット雑音およびアンプ雑音の除去を行う。ＡＧＣは、ＣＤＳによりノイズ除去が行われた撮像信号を、プロセッサ装置１１から指定されるゲイン（増幅率）で増幅する。Ａ／Ｄは、ＡＧＣにより増幅された撮像信号を、所定のビット数のデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄでデジタル化された撮像信号は、ユニバーサルコード１６、コネクタ１５を介してプロセッサ装置１１に入力される。

ＣＣＤ駆動回路２７は、ＣＣＤ２３の駆動パルス（垂直／水平走査パルス、電子シャッタパルス、読み出しパルス、リセットパルス等）とＡＦＥ２６用の同期パルスとを発生する。ＣＣＤ２３は、ＣＣＤ駆動回路２７からの駆動パルスに応じて撮像動作を行い、撮像信号を出力する。ＡＦＥ２６の各部は、ＣＣＤ駆動回路２７からの同期パルスに基づいて動作する。

ＣＰＵ２８は、電子内視鏡１０とプロセッサ装置１１とが接続された後、プロセッサ装置１１のＣＰＵ３５からの動作開始指示に基づいて、ＣＣＤ駆動回路２７を駆動させるとともに、ＡＦＥ２６のＡＧＣのゲインを調整する。

ＣＰＵ２８には、前述のフリーズボタン１７が接続されている。ＣＰＵ２８は、フリーズボタン１７が操作された際に、フリーズ信号ＦＲ（図４参照）をプロセッサ装置１１のＣＰＵ３５に入力する。

ＣＰＵ３５は、プロセッサ装置１１全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ３５は、図示しないデータバスやアドレスバス、制御線を介して各部と接続している。ＲＯＭ３６には、プロセッサ装置１１の動作を制御するための各種プログラム（ＯＳ、アプリケーションプログラム等）やデータ（グラフィックデータ等）が記憶されている。ＣＰＵ３５は、ＲＯＭ３６から必要なプログラムやデータを読み出して、作業用メモリであるＲＡＭ３７に展開し、読み出したプログラムを逐次処理する。また、ＣＰＵ３５は、検査日時、患者や術者の情報等の文字情報といった検査毎に変わる情報を、プロセッサ装置１１のフロントパネル１１ａ（図１も参照）やＬＡＮ(Local Area Network)等のネットワークより得て、ＲＡＭ３７に記憶する。

端子３８には、コネクタ１５を介して電子内視鏡１０のＡＦＥ２６が繋がれる。端子３８は、第一スイッチ回路３９および第二スイッチ回路４０と接続している。

第一スイッチ回路３９は、一入力一出力のオン／オフスイッチ素子であり、端子３８とフレームメモリ４１との間に接続されている。フレームメモリ４１は、第一スイッチ回路３９を介して入力される一フレーム分の画像（静止画像）を一時的に記憶する。

第二スイッチ回路４０は、二入力一出力のスイッチ素子であり、一方の入力端子に端子３８が接続され、他方の入力端子にフレームメモリ４１の出力端子が接続されている。第二スイッチ回路４０の出力端子は、画像処理回路４２の入力端子に接続されている。第二スイッチ回路４０は、画像処理回路４２への画像の入力元を、端子３８またはフレームメモリ４１のいずれかに択一的に切り替える。

第一スイッチ回路３９は、モニタ１８に体内画像の動画像を表示する通常表示（図３（Ａ）参照）ではオフ状態となっており、従ってフレームメモリ４１に画像は入力されない。第一スイッチ回路３９は、ＣＰＵ３５を介してＣＰＵ２８からフリーズ信号ＦＲが入力されたことに応じて、一フレーム期間だけオン状態となる。フレームメモリ４１には、端子３８から入力された一フレーム分の画像（静止画像）が入力される。

第二スイッチ回路４０は、通常表示では端子３８側に倒されており、従って端子３８から入力された画像は画像処理回路４２に入力される。第二スイッチ回路４０は、フリーズ信号ＦＲが入力されたことに応じて、画像処理回路４２への画像の入力元の切り替えを行う。第二スイッチ回路４０の切替えタイミング等については後述する。

画像処理回路４２は、入力された画像に対して、色補間、ホワイトバランス調整、ガンマ補正、画像強調、画像用ノイズリダクション、色変換等の画像処理を施す。画像処理回路４２には、画像処理用の各種パラメータを保持するレジスタ４３が接続されている。画像処理回路４２は、レジスタ４３に記憶されたパラメータに基づいて上記の画像処理を行う。レジスタ４３の各種パラメータは、フロントパネル１１ａを操作することにより書き換えが可能である。

画像処理回路４２の出力端子には、一入力二出力の第三スイッチ回路４４が接続されている。画像処理回路４２から出力された画像は、第三スイッチ回路４４に入力される。第三スイッチ回路４４の出力端子の一方には動画出力用メモリ（以下、動画用メモリという）４５が接続されており、他方には静止画出力用メモリ（以下、静止画用メモリという）４６が接続されている。第三スイッチ回路４４は、通常表示では動画用メモリ４５側に倒されている。第三スイッチ回路４４の切替えタイミング等については後述する。

表示制御回路４７は、ＣＰＵ３５からＲＯＭ３６およびＲＡＭ３７のグラフィックデータを受け取る。グラフィックデータには、体内画像の無効画素領域を隠して有効画素領域のみを表示させる表示用マスク、検査日時、あるいは患者や術者の情報等の文字情報、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ；Graphical User Interface）といったものがある。表示制御回路４７は、画像処理回路４２からの画像に対して、表示用マスク、文字情報、ＧＵＩの重畳処理、モニタ１８の表示画面への描画処理といった各種表示制御処理を施す。

表示制御回路４７は、動画用、静止画用の各メモリ４５、４６から画像を読み出し、読み出した画像をモニタ１８の表示形式に応じたビデオ信号（コンポーネント信号、コンポジット信号等）に変換する。これにより、モニタ１８に体内画像が表示される。

より具体的には、表示制御回路４７は、フリーズ信号ＦＲが入力される以前は、図３（Ａ）に示す親画面マスク６０を用い、動画像を親画面６２内に表示する通常表示を実行する。

一方、表示制御回路４７は、フリーズ信号ＦＲの入力後、（Ｂ）に示す親子画面マスク６１を用い、静止画像を親画面６２内に表示するとともに、動画像を子画面６３内に表示するＰｉｎＰ（Picture in Picture）表示を実行する。表示制御回路４７は、動画像を子画面６３に表示する際、子画面６３の大きさに応じて動画像を縮小処理（間引き処理や画素データ平均処理等）する。さらに、表示制御回路４７は、フリーズ信号ＦＲの入力に応じて図３（Ｂ）のＰｉｎＰ表示を行って所定時間経過後、図３（Ａ）の通常表示に復帰させる。

プロセッサ装置１１には、上記の他にも、画像に所定の圧縮形式（例えばＪＰＥＧ形式）で画像圧縮を施す圧縮処理回路や、圧縮された画像をＣＦカード、光磁気ディスク（ＭＯ）、ＣＤ−Ｒ等のリムーバブルメディアに記録するメディアＩ／Ｆ、ＬＡＮ等のネットワークとの間で各種データの伝送制御を行うネットワークＩ／Ｆ等が設けられている。これらはデータバス等を介してＣＰＵ３５と接続されている。

図２に戻って、光源装置１２は、光源５０を有する。光源５０は、赤から青までのブロードな波長の光（例えば、４８０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の波長帯の光）を発生するキセノンランプや白色ＬＥＤ（発光ダイオード）等である。光源５０は、光源ドライバ５１によって駆動される。絞り機構５２は、光源５０の光射出側に配置され、集光レンズ５３に入射される光量を増減させる。集光レンズ５３は、絞り機構５２を通過した光を集光して、ライトガイド２４の入射端に導光する。ＣＰＵ５４は、プロセッサ装置１１のＣＰＵ３５と通信し、光源ドライバ５１および絞り機構５２の動作制御を行う。

図４のタイミングチャート、および図５〜図８の状態図を用いて、フリーズ操作時の各部の動作および体内画像の表示形態の推移について説明する。図４において、ＣＣＤ２３の出力、画像処理回路４２への入力、およびフレームメモリ４１への入力は垂直同期パルスと同期しており、これらに対して動画用、静止画用の各メモリ４５、４６への入力は画像処理により一フレーム分遅延する。また、モニタ１８への表示は、動画用、静止画用の各メモリ４５、４６への入力からさらに一フレーム分遅延する。このため、動画用、静止画用の各メモリ４５、４６には、一フレーム前に画像処理回路４２に入力された画像が記録され、モニタ１８には、一フレーム前に動画用、静止画用の各メモリ４５、４６に記録された（二フレーム前に画像処理回路４２に入力された）画像が表示される。

まず、図３のフレーム（以下Ｆと略す）１、２の期間では、図５（Ａ）に示すように、第一スイッチ回路３９がオフ、第二、第三スイッチ回路４０、４４がそれぞれ端子３８側、動画用メモリ４５側に倒されている。このため、フレームメモリ４１には画像が入力されず、端子３８から入力された画像は画像処理回路４２に入力される。そして、画像処理回路４２からの処理済みの画像は、動画用メモリ４５に入力される。モニタ１８には、親画面マスク６０によって動画像が親画面６２内に表示される（通常表示）。

なお、現状態で機能していない第一スイッチ回路３９、フレームメモリ４１、静止画用メモリ４６は、機能している部分と区別するため点線で表す。また、添字Ｆ１（Ｆ−１はＦ１の二つ前、Ｆ０は一つ前の期間をそれぞれ示す）等は、該当する部分にどのフレーム期間の画像があるかを示すものである。（Ｂ）およびそれ以降の図６〜図８も同様である。

Ｆ２の期間でフリーズ操作がされ、フリーズ信号ＦＲが入力されると、Ｆ３の期間では、図５（Ｂ）に示すように、第一スイッチ回路３９がオフからオン、第二スイッチ回路４０が端子３８側からフレームメモリ４１側にそれぞれ切り替えられる。第三スイッチ回路４４は動画用メモリ４５側に倒されたままである。このため、フレームメモリ４１に端子３８から入力された画像（静止画像）が入力され、該静止画像がフレームメモリ４１から第二スイッチ回路４０を経て画像処理回路４２に入力される。画像処理回路４２からの処理済みの画像は、通常表示のときと同様、動画用メモリ４５に入力される（図６（Ａ）参照）。

このとき動画用メモリ４５に入力される画像は、フレームメモリ４１で取り込まれた一フレーム分の静止画像である。従ってモニタ１８には、親画面マスク６０によって静止画像が親画面６２内に表示される（図６（Ｂ）参照）。以下、このとき表示される静止画像を、静止画用メモリ４６から入力される静止画像と区別して一時静止画像という。なお、Ｆ３の期間では、図示するように動画用メモリ４５には一フレーム前のＦ２の画像が記録されており、モニタ１８に二フレーム前のＦ１の動画像が表示されている。

図５（Ｂ）の状態から一フレーム期間が経過したＦ４の期間では、図６（Ａ）に示すように、第一スイッチ回路３９がオンからオフに切り替えられ、第二、第三スイッチ回路４０、４４はそれぞれ、フレームメモリ４１側、動画用メモリ４５側に倒されたままである。こうすると、図５（Ｂ）のときと同様、フレームメモリ４１からの静止画像が、動画用メモリ４５に入力される。但し、この時点では依然としてＦ２の動画像がモニタ１８に表示される。

図６（Ａ）の状態からさらに一フレーム期間が経過したＦ５の期間では、図６（Ｂ）に示すように、第一スイッチ回路３９がオフのままで、第二スイッチ回路４０がフレームメモリ４１側から端子３８側に、第三スイッチ回路４４が動画用メモリ４５側から静止画用メモリ４６側にそれぞれ切り替えられる。これにより、フレームメモリ４１からの静止画像が、今度は静止画用メモリ４６に入力される。

このとき、モニタ１８には、図５（Ｂ）（Ｆ３の期間）でフレームメモリ４１に取り込まれ、図６（Ａ）（Ｆ４の期間）で動画用メモリ４５に記録された一時静止画像が表示される。Ｆ３の期間でフレームメモリ４１に静止画像を取り込んでから、最短の二フレームでモニタ１８に一時静止画像を表示させることができる。

続いて、Ｆ６の期間では、図７（Ａ）に示すように、第一、第二スイッチ回路３９、４０は図６（Ｂ）と同じく、それぞれオフ、端子３８側で、第三スイッチ回路４４が静止画用メモリ４６側から動画用メモリ４５側に切り替えられる。端子３８からの画像は画像処理回路４２に入力され、該画像が動画用メモリ４５に入力される。モニタ１８に表示される画像は、図６（Ｂ）と同様に一時静止画像であるが、これはＦ５の期間、つまり図６（Ｂ）で動画用メモリ４５に記録されたものである。

Ｆ７の期間では、図７（Ｂ）に示すように、各スイッチ回路３９、４０、４４は図７（Ａ）と同様の状態である。但し、モニタ１８には、図７（Ａ）（Ｆ６の期間）で静止画用メモリ４６に記録された静止画像が表示される。こうして、親画面６２の表示が動画用メモリ４５による一時静止画像から、静止画用メモリ４６による静止画像に移行する。

次いで、フレーム８の期間では、図８（Ａ）に示すように、各スイッチ回路３９、４０、４４は図７（Ａ）、（Ｂ）と同様の状態である。モニタ１８には、図７（Ｂ）（Ｆ７の期間）で動画用、静止画用の各メモリ４５、４６に記録された動画像（Ｆ６）、静止画像（Ｆ３）によるＰｉｎＰ表示がなされる。

フリーズ操作がされてからＰｉｎＰ表示がされるまでは六フレーム分の間隔が空くが、ＰｉｎＰ表示に先立って一時静止画像がすぐに表示されるため、術者に不快感を与えることがない。

次に、上記のように構成された内視鏡システム２の作用について説明する。電子内視鏡１０で患者の体内を観察する際、術者は、電子内視鏡１０と各装置１１、１２とを繋げ、各装置１１、１２の電源をオンする。そして、フロントパネル１１ａ等を操作して、患者に関する情報等を入力し、検査開始を指示する。

検査開始を指示した後、術者は、挿入部１３を体内に挿入し、光源装置１２からの照明光で体内を照明しながら、ＣＣＤ２３による体内画像をモニタ１８で観察する。

ＣＣＤ２３から出力された撮像信号は、ＡＦＥ２６の各部で各種処理を施された後、プロセッサ装置１１の画像処理回路４２に入力される。画像処理回路４２では、入力された撮像信号に対して各種画像処理が施され、画像が生成される。画像処理回路４２で処理された画像は、表示制御回路４７に入力される。表示制御回路４５では、ＣＰＵ３５からのグラフィックデータに応じて、各種表示制御処理が実行される。これにより、体内画像がモニタ１８に表示される。

図９において、フリーズボタン１７が操作されていない場合（ステップ（以下、Ｓと略す）１０でｎｏ）、端子３８から入力された画像は、第二スイッチ回路４０を介して画像処理回路４２に入力されて画像処理が行われた後、第三スイッチ回路４４を介して動画用メモリ４５に書き込まれる（Ｓ１１）。モニタ１８には、親画面マスク６０を用いた、親画面６２への動画像表示（通常表示）がなされる（Ｓ１２）。

一方、フリーズボタン１７が操作され、フリーズ信号ＦＲがＣＰＵ３５に入力されると（Ｓ１０でｙｅｓ）、第一スイッチ回路３９がオンされ、フリーズ信号ＦＲが入力されたフレーム期間の次のフレーム期間（図４に示すＦ３の期間）の画像が、第一スイッチ回路３９を介してフレームメモリ４１に書き込まれる。フレームメモリ４１に書き込まれた画像は、フレームメモリ４１側に切り替えられた第二スイッチ回路４０、画像処理回路４２、および第三スイッチ回路４４を経て、動画用メモリ４５に書き込まれる（Ｓ１４）。この動画用メモリ４５に書き込まれた画像は、二フレーム期間経過後、モニタ１８に一時静止画像として表示される（Ｓ１５）。

Ｓ１４でフレームメモリ４１に書き込まれた画像は、一フレーム期間経過後、第三スイッチ回路４４が静止画用メモリ４６側に切り替わることで、今度は静止画用メモリ４６に書き込まれる（Ｓ１６）。この静止画用メモリ４６に書き込まれた画像は、二フレーム期間経過後、モニタ１８に静止画像として表示される（Ｓ１７）。

Ｓ１６で静止画用メモリ４６への画像の書き込みが完了すると、第二スイッチ回路４０が画像処理回路４２側、第三スイッチ回路４４が動画用メモリ４５側にそれぞれ切り替わり、端子３８から入力された画像は、再び動画用メモリ４５に書き込まれる（Ｓ１８）。そして、この動画用メモリ４５に書き込まれた画像と、Ｓ１６で静止画用メモリ４６に書き込まれた画像とで、モニタ１８に親子画面マスク６１を用いたＰｉｎＰ表示がなされる（Ｓ１９）。ＰｉｎＰ表示は、所定時間経過後にフリーズが解除されるまで（Ｓ２０でｙｅｓ）続けられる。

以上説明したように、動画用メモリ４５に静止画像を記録して、これをモニタ１８にＰｉｎＰ表示をさせる前に一時静止画像として表示させるので、フリーズ操作をしてから最短で静止画像を表示させることができ、術者が苛々を募らせることがない。フリーズ操作後、すぐに静止画像を確認することができ、検査をより迅速に行うことができる。

フリーズ操作がされてから一時静止画像が表示されるまでの間は、画像処理回路４２の後段の第三スイッチ回路４４や動画用メモリ４５の動作状態を変更する必要がない。このため、これらの制御シーケンスを簡単に組むことができ、フリーズ操作時にＣＰＵ３５に掛かる負荷を軽減することができる。

［第二実施形態］
上記第一実施形態では、フリーズ信号ＦＲが入力されたフレーム期間の次のフレーム期間の画像を無条件でフレームメモリ４１に書き込んでいる。もしもその画像にブレが生じていて診断に供するものではない場合はフリーズ操作をやり直さざるを得ず、いくら静止画像の表示を迅速化しても意味がない。そこで、本実施形態では、ブレが生じていない画像を静止画像として提供する。

図１０において、プロセッサ装置７０は、基本的な構成はプロセッサ装置１１と同様であるが、フレームメモリ７１、およびブレ検出・選択回路７２を有する点が異なる。プロセッサ装置１１と同様の部分は説明を省略する。

フレームメモリ７１は、一フレーム分の画像を記録するフレームメモリ４１とは違い、連続する複数フレーム分の画像を記録可能である。ブレ検出・選択回路７２は、例えば、デジタルカメラの合焦検知方法を利用して、フレームメモリ７１に記録された複数フレーム分の画像のブレ量を検出する。具体的には、画像中央部の画素に対してハイパスフィルタ等で輪郭抽出処理を施し、これにより抽出した輪郭信号、および画像中央部の画素の輝度値を積算して、これらの積算結果を除算してブレ量を求める。ブレ検出・選択回路７２は、ブレ量が最も少ない、つまりブレが生じていない画像を選択し、これを静止画像として後段の画像処理回路４２等に供給する。

本実施形態では、フリーズ信号ＦＲが入力されたフレームより一定フレーム前までの複数フレーム期間の画像がフレームメモリ７１に書き込まれる。そして、ブレ検出・選択回路７２によってフレームメモリ７１内の複数フレーム分の画像のブレ量が検出され、ブレ量が最も少ない画像が選択されて静止画像として供される。モニタ１８に表示される静止画像が常にブレの少ないものとなるため、フリーズ操作をやり直すといった面倒を術者に負わせることがなく、さらなる検査の迅速化を促進することができる。

［第三実施形態］
フリーズ操作後にフレームメモリに記録された画像は、次にフリーズ操作されたとき等、特別な操作がない限りはフレームメモリに残されている（図４参照）。そこで、本実施形態では、このフレームメモリに残された画像を有効活用する例を示す。

プロセッサ装置の構成は第一実施形態と同一とし、静止画像に強調処理を施すための画像強調実行ボタンや強調処理の条件を設定するための条件設定ボタン等の操作部材がプロセッサ装置のフロントパネルに配されているものとする。なお、強調処理としては、特定の狭い波長域の画像成分を抽出して分光画像を生成する処理、あるいは血管強調処理等が挙げられる。

図１１において、Ｆ３の期間で得られた静止画像と動画像のＰｉｎＰ表示の最中に、画像強調実行ボタンが操作された場合（Ｆ１１の期間）、その操作信号ＥＮがＣＰＵ３５に入力される。ＣＰＵ３５は、レジスタ４３のパラメータを条件設定ボタンで設定された画像強調用パラメータに書き替える。また、ＣＰＵ３５は、操作信号ＥＮが入力されたフレーム期間の次のフレーム期間（Ｆ１２の期間）に、第二スイッチ回路４０をフレームメモリ４１側に切り替え、その次のＦ１３の期間に第三スイッチ回路４４を静止画用メモリ４６側に切り替える。

Ｆ１２の期間でフレームメモリ４１から読み出されたＦ３の期間の画像は、第二スイッチ回路４０がフレームメモリ４１側に切り替わることで、画像処理回路４２に入力される。Ｆ１２の期間では、端子３８から入力された画像は画像処理回路４２には入力されず、フレームメモリ４１から読み出されたＦ３の期間の画像により、いわゆるサイクルスチールが行われる。

画像処理回路４２に入力されたＦ３の期間の画像は、レジスタ４３の画像強調用パラメータに基づいて画像処理回路４２で画像処理が行われる。この画像（図中３’で示す。以下、強調画像という）は、Ｆ１３の期間で第三スイッチ回路４４が静止画用メモリ４６に切り替わることで、静止画用メモリ４６に書き込まれる。このとき、動画用メモリ４５には新たに画像が書き込まれないため、Ｆ１１の期間の画像がそのまま保持される。以後、モニタ１８には、親画面６２に静止画像に代わって強調画像が表示され、子画面６３に動画像が表示されるという、親子画面マスク６１を用いたＰｉｎＰ表示がなされる。

さらにフロントパネルの条件設定ボタンを操作して条件を変更し、ＰｉｎＰ表示中に画像強調実行ボタンを再度操作すると、フレームメモリ４１からＦ３の期間の画像が再度読み出され、画像処理回路４２により新たに画像強調が施された静止画像が親画面６２に表示される。そして、所定時間の経過、または術者の操作に基づき、モニタ１８の表示が通常表示に戻る。フレームメモリ４１に書き込まれた画像を再利用して強調画像を生成し、これをモニタ１８に表示させるので、バリエーション豊かな検査を行うことができ、病変の検出もしやすくなる。従って、さらなる検査の迅速化に貢献することができる。

なお、第一スイッチ回路は必須ではない。第一スイッチ回路をなくして、フレームメモリに画像を順次上書き記録し、フリーズ信号ＦＲが入力されたときにＣＰＵからフレームメモリに上書き禁止指令を送信すればよい。また、レジスタにパラメータを記憶させる代わりに、パラメータ添付回路を画像処理回路の前段に設け、画像自体にパラメータを添付してもよい。

さらには、ＣＰＵの指令の下、動画か静止画かを表すフラグを画像に付加し、スイッチ回路や画像処理回路の各部がフラグで動画か静止画かを判断して、切替や画像処理をしてもよく、この場合は一度フラグを立てれば、ＣＰＵが一々各スイッチ回路に切替指令を出さなくてもよいので、ＣＰＵの制御負荷を軽減することができる。

上記実施形態では、固体撮像素子としてＣＣＤ型の固体撮像素子を例に示しているが、ＣＣＤ型に限らずＣＭＯＳ型の固体撮像素子等を用いてもよい。

２内視鏡システム
１０電子内視鏡
１１、７０プロセッサ装置
１１ａフロントパネル
１７フリーズボタン
１８モニタ
２３ＣＣＤ型固体撮像素子
３５ＣＰＵ
３８端子
４０第二スイッチ回路
４１、７１フレームメモリ
４２画像処理回路
４４第三スイッチ回路
４５動画（出力）用メモリ
４６静止画（出力）用メモリ
４７表示制御回路
７２ブレ検出・選択回路

Claims

内視鏡から画像が順次入力される画像入力部と、
前記画像入力部に入力された画像に対して画像処理を施す画像処理手段と、
前記画像入力部から前記画像処理手段に画像を直接入力する経路とは別の経路上に配置され、前記画像処理手段に入力する画像を前記画像入力部から取得して記憶するフレームメモリと、
前記画像処理手段で画像処理された画像を動画出力用の画像として記憶する動画出力用メモリと、
前記画像処理手段で画像処理された画像を静止画出力用の画像として記憶する静止画出力用メモリと、
動画出力用、静止画出力用の各メモリから各画像を読み出して、各画像をモニタに表示させる表示制御手段と、
前記画像処理手段の前段と後段に設けられ、前記画像入力部から前記画像処理手段に画像が入力される経路と、前記画像処理手段から動画出力用、静止画出力用の各メモリへ画像を出力する経路とを切り替える切替手段と、
前記表示制御手段に動画像と静止画像のモニタへの同時表示を指示するための第一操作入力手段と、
前記切替手段の動作を制御する切替制御手段であり、前記第一操作入力手段の操作に応じて、前記フレームメモリを経由した画像を前記動画出力用メモリに入力させ、一時的に前記動画出力用メモリを介した静止画像をモニタに表示させた後、前記フレームメモリを経由した画像を前記静止画出力用メモリに、前記画像入力部から前記画像処理手段に直接入力された画像を前記動画出力用メモリに入力させる状態として前記表示制御手段に同時表示を行わせる切替制御手段とを備えることを特徴とする内視鏡用プロセッサ装置。
前記フレームメモリは複数あり、
複数の前記フレームメモリに記憶された複数フレーム分の画像のブレ量を検出し、検出したブレ量が最も少ない画像を選択するブレ検出・選択手段を備え、
前記ブレ検出・選択手段で選択された画像を静止画像として前記画像処理手段に入力させることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用プロセッサ装置。
画像の強調処理の実行を指示するための第二操作入力手段を備え、
前記画像処理手段は、前記第二操作入力手段の操作に応じて、前記フレームメモリから入力された画像に対して強調処理を施し、
前記表示制御手段は、前記画像処理手段で強調処理された画像と前記画像入力部から前記画像処理手段に直接入力された画像をモニタに同時表示させることを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡用プロセッサ装置。
内視鏡から画像入力部を介して順次入力される画像に対して、画像処理手段で画像処理を施す画像処理ステップと、
画像入力部から画像処理手段に画像を直接入力する経路とは別の経路上に配置されたフレームメモリに、画像処理手段に入力する画像を画像入力部から取得して記憶する記憶ステップと、
画像処理手段で画像処理された画像を動画出力用の画像として動画出力用メモリに記憶する動画記憶ステップと、
画像処理手段で画像処理された画像を静止画出力用の画像として静止画出力用メモリに記憶する静止画記憶ステップと、
動画出力用、静止画出力用の各メモリから各画像を表示制御手段に読み出して、各画像をモニタに表示させる表示制御ステップと、
表示制御手段に動画像と静止画像のモニタへの同時表示を指示するための操作入力手段の操作に応じて、画像入力部から画像処理手段に画像が入力される経路と、画像処理手段から動画出力用、静止画出力用の各メモリへ画像を出力する経路とを切り替え、フレームメモリを経由した画像を動画出力用メモリに入力させ、一時的に動画出力用メモリを介した静止画像をモニタに表示させた後、フレームメモリを経由した画像を静止画出力用メモリに、画像入力部から画像処理手段に直接入力された画像を動画出力用メモリに入力させる状態として表示制御手段に同時表示を行わせる切替制御ステップとを備えることを特徴とする内視鏡用プロセッサ装置の駆動方法。