JP2020168164A - 内視鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】静止画像を表示する機能を備えた内視鏡システムにおいて、ユーザに画像選択の手間を生じさせることなく、適正な明るさの所望の静止画像を表示させることのできる内視鏡システムを提供する。【解決手段】内視鏡システムは、評価部と、記憶部と、制御部とを有する。評価部は、輝度を含む撮像画像の画質、及び、撮像画像に表れる被写体の特徴の程度を評価する評価条件に従って、撮像画像を、輝度に関して評価した第１の評価レベルと、輝度とは別の画質又は被写体の特徴に関して評価した第２の評価レベルとを、各フレームの撮像画像ごとに求める。記憶部は、第１の評価レベルが所定範囲内にあるフレームの撮像画像を記憶する。制御部は、動画表示中に、フリーズ機能の指定の入力を受けることにより、記憶画像の中から第２の評価レベルに基づいて選択された選択画像を静止画像とする。【選択図】 図５

Description

本発明は、静止画像を表示する内視鏡システムに関する。

電子内視鏡システムは、生体組織を撮像する撮像素子を備えた電子内視鏡と、撮像された生体組織の画像を処理して表示用画像を作成するように構成された処理部を有するプロセッサと、プロセッサに接続され、作成した表示用画像を表示するように構成されたモニタと、を備える。

内視鏡システムは、撮像した画像を、ユーザの指定操作に応じて静止画像としてモニタに表示させる機能（フリーズ機能）を有している場合がある。従来、所望の静止画像が表示されるよう、直近の複数の画像データを記憶し、フリーズ機能が指定されたときに、そのうちの１つを表示させる内視鏡システムが知られている（特許文献１及び２）。

特許文献１には、記憶された複数の画像データを、例えば新しく記憶された画像データから遡って順に連続表示させ、ユーザが選択した所望の画像データをモニタに表示させることが記載されている。また、特許文献２には、記憶された複数の画像データを新しく記憶された画像データから遡って順に連続表示させ、ぶれや色ズレの少ない適切な画像を自動的に求めてモニタに表示させることが記載されている。

特許第５６３６２４７号公報 特許第５６０１９７０号公報

特許文献１に記載された内視鏡システムでは、複数の画像データの中から、ぶれや明るさに関して許容されるレベルの画像を選択する手間が発生し、ユーザに負担がかかる。
また、特許文献２に記載された内視鏡システムでは、ぶれが少なくても明るさが適正でない画像が表示される可能性があり、表示された静止画像を見て被写体を観察することが困難となる場合がある。

そこで、本発明は、静止画像を表示する機能を備えた内視鏡システムにおいて、ユーザに画像選択の手間を生じさせることなく、適正な明るさの所望の静止画像を表示させることを目的とする。

本発明の一態様は、内視鏡システムである。当該内視鏡システムは、
被写体を繰り返し撮像するよう構成された内視鏡と、撮像された前記被写体の撮像画像から前記被写体の表示用画像を生成するよう構成されたプロセッサと、を備える内視鏡システムであって、
前記内視鏡が撮像した前記撮像画像の輝度を含む前記撮像画像の画質、及び、前記撮像画像に表れる前記被写体の特徴の程度を評価する評価条件に従って、前記撮像画像を、前記輝度に関して評価した第１の評価レベルと、前記輝度とは別の前記画質又は前記特徴に関して評価した第２の評価レベルとを少なくとも含む複数の評価レベルを、前記繰り返し撮像された各フレームの前記撮像画像ごとに求めるよう構成された評価部と、
記憶可能な前記撮像画像のフレーム数が制限された記憶部であって、前記第１の評価レベルが所定範囲内にあるフレームの前記撮像画像を記憶画像として記憶するよう構成された記憶部と、
前記内視鏡が繰り返し撮像して得られる前記撮像画像から前記表示用画像を順次生成する期間中に、１フレームの画像を静止画像として表示する指定の入力を受けることにより、前記記憶画像の中から少なくとも前記第２の評価レベルに基づいて選択された選択画像を前記静止画像とするよう構成された制御部と、を有することを特徴とする。

前記第２の評価レベルは、前記被写体のぶれの程度を数値で評価したレベルであることが好ましい。

前記内視鏡システムは、前記記憶部が、前記記憶部に記憶される前記記憶画像のフレーム数の制限下、前記記憶部に記憶された前記記憶画像のいずれか１つを削除画像として削除して前記撮像画像を前記記憶画像として新たに記憶するよう構成されている態様において好適である。

前記削除画像は、前記記憶部に記憶された前記記憶画像のうち最も長く記憶されている画像であることが好ましい。

前記選択画像は、前記記憶部に記憶された前記記憶画像のうち、前記第２の評価レベルが最も良い画像であることが好ましい。

前記制御部は、前記第１の評価レベルが、前記所定範囲を包含する許容範囲内であって前記所定範囲外にあるフレームの前記撮像画像の輝度を調整して、当該撮像画像の前記第１の評価レベルを前記所定範囲内にするよう構成され、
前記記憶部は、調整された前記撮像画像を前記記憶画像として記憶するよう構成されていることが好ましい。

前記選択画像は、前記記憶部に記憶された前記記憶画像のうち、前記調整が行われていない画像であることが好ましい。

前記選択画像は、当該記憶画像のうち、前記調整の程度が相対的に小さい記憶画像であることが好ましい。

前記記憶部は、前記記憶部に記憶された前記記憶画像のうち、最も新しく撮像された前記撮像画像のフレームから数えて所定フレーム数以上前に撮像された記憶画像を削除するよう構成されていることが好ましい。

前記削除画像は、前記記憶部に記憶された前記記憶画像のうち、前記第２の評価レベルが最も悪い記憶画像であることが好ましい。

前記制御部は、前記第１の評価レベルが、前記所定範囲を包含する許容範囲内であって前記所定範囲外にあるフレームの前記撮像画像の輝度を調整して、当該撮像画像の前記第１の評価レベルを前記所定範囲内にするよう構成され、
前記記憶部は、調整された前記撮像画像を前記記憶画像として記憶するよう構成され、前記調整が行われた複数の前記記憶画像を記憶しており、
前記削除画像は、前記記憶部に記憶された前記記憶画像のうち、前記調整の程度が相対的に大きい記憶画像であることが好ましい。

上述の内視鏡システムによれば、静止画像を表示する機能を備えた内視鏡システムにおいて、ユーザに画像選択の手間を生じさせることなく、適正な明るさの所望の静止画像を表示させることができる。

一実施形態の内視鏡システムの構成の一例を示すブロック図である。 画像処理ユニットの構成を示すブロック図である。 評価部の構成を示すブロック図である。 記憶部を概念的に示す図である。 （ａ）は、一実施形態の内視鏡システムにおいて、プロセッサに入力される撮像画像を示す図であり、（ｂ）は、撮像画像の輝度値を示す図であり、（ｃ）は、撮像画像のぶれ評価値を示す図であり、（ｄ）は、記憶画像を示す図であり、（ｅ）は、静止画像を示す図である。 一実施形態の内視鏡システムの動作の一例を説明するフローチャートである。 （ａ）は、内視鏡システムの変形例において、プロセッサに入力される撮像画像を示す図であり、（ｂ）は、撮像画像の輝度値を示す図であり、（ｃ）は、撮像画像のぶれ評価値を示す図であり、（ｄ）は、ゲイン調整を行った撮像画像を示す図であり、（ｅ）は、記憶画像を示す図であり、（ｆ）は、静止画像を示す図である。

（電子内視鏡システム）
図１は、一実施形態の電子内視鏡システム１の構成の一例を示すブロック図である。図１に示されるように、電子内視鏡システム１は、電子スコープ１００、電子内視鏡用プロセッサ２００、モニタ３００、及びプリンタ４００を備えている。

電子内視鏡用プロセッサ２００は、システムコントローラ２０２及びタイミングコントローラ２０６を備えている。システムコントローラ２０２は、メモリ２０４に記憶された各種プログラムを実行し、電子内視鏡システム１の全体を統括的に制御する。また、システムコントローラ２０２は、操作パネル２０８に入力されるユーザ（術者又は補助者）による指示に応じて電子内視鏡システム１の各種設定を変更する。システムコントローラ２０２は、操作パネル２０８におけるユーザの輝度調節操作に応じて、モニタ３００又はプリンタ４００に表示される画像の適正な明るさを設定する。また、システムコントローラ２０２は、ユーザによる静止画像を表示する指定（フリーズ機能の指定）及び指定解除の操作に応じて、後述する画像処理ユニット２２０の動作を制御する。フリーズ機能の指定及び指定解除は、電子スコープ１００に設けられたフリーズボタン（図示略）や、操作パネル２０８、あるいはプロセッサ２００に接続されたフットスイッチ（図示略）等を操作することで行われる。タイミングコントローラ２０６は、各部の動作のタイミングを調整するクロックパルスを電子内視鏡システム１内の各回路に出力する。

電子内視鏡用プロセッサ２００は、電子スコープ１００に照明光を供給する光源装置２３０を備えている。光源装置２３０は、図示されないが、例えば、ランプ電源から駆動電力の供給を受けることにより白色の照明光を放射する高輝度ランプ、例えば、キセノンランプ、メタルハライドランプ、水銀ランプ又はハロゲンランプを備える。高輝度ランプから出射した照明光は、図示されない集光レンズにより集光された後、図示されない調光装置を介して電子スコープ１００の光ファイバー素線の束であるＬＣＢ（Light Carrying Bundle）１０２の入射端に入射されるように光源装置２３０は構成される。
あるいは、光源装置２３０は、所定の色の波長帯域の光を出射する複数の発光ダイオードを備える。発光ダイオードから出射した光はダイクロイックミラー等の光学素子を用いて合成され、合成した光は照明光として、図示されない集光レンズにより集光された後、電子スコープ１００のＬＣＢ（Light Carrying Bundle）１０２の入射端に入射されるように光源装置２３０は構成される。発光ダイオードに代えてレーザダイオードを用いることもできる。発光ダイオード及びレーザダイオードは、他の光源と比較して、低消費電力、発熱量が小さい等の特徴があるため、消費電力や発熱量を抑えつつ明るい画像を取得できるというメリットがある。
なお、図１に示す例では、光源装置２３０は、電子内視鏡用プロセッサ２００に内蔵して設けられるが、電子内視鏡用プロセッサ２００とは別体の装置として電子内視鏡システム１に設けられてもよい。また、光源装置２３０は、後述する電子スコープ１００の先端部に設けられてもよい。この場合、照明光を導光するＬＣＢ１０２は不要である。

入射端よりＬＣＢ１０２内に入射した照明光は、ＬＣＢ１０２内を伝播して電子スコープ１００の先端部内に配置されたＬＣＢ１０２の射出端より射出され、配光レンズ１０４を介して被写体に照射される。被写体からの反射光は、対物レンズ１０６を介して撮像素子１０８の受光面上で光学像を結ぶ。

撮像素子１０８は、生体組織を撮像して受光光量に応じた画像信号を出力するように構成されている。撮像素子１０８は、例えば、ＩＲ（Infra Red）カットフィルタ１０８ａ、ベイヤ配列カラーフィルタ１０８ｂの各種フィルタが受光面に配置された単板式カラーＣＣＤ（Charge-Coupled Device）イメージセンサであり、受光面上で結像した光学像に応じたＲ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）の各原色信号を生成する。単板式カラーＣＣＤイメージセンサの代わりに、単板式カラーＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサを用いることもできる。

電子スコープ１００の電子内視鏡用プロセッサ２００と接続するコネクタ部内には、ドライバ信号処理回路１１２が備えられている。ドライバ信号処理回路１１２は、撮像素子１０８より入力される原色信号に対して色補間、マトリックス演算等の所定の信号処理を施して画像信号（輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ、Ｃｒ）を生成し、生成された画像信号を電子内視鏡用プロセッサ２００の画像処理ユニット２２０に出力する。また、ドライバ信号処理回路１１２は、メモリ１１４にアクセスして電子スコープ１００の固有情報を読み出す。メモリ１１４に記録される電子スコープ１００の固有情報には、例えば撮像素子１０８の画素数や感度、動作可能なフレームレート、型番等が含まれる。ドライバ信号処理回路１１２は、メモリ１１４より読み出された固有情報をシステムコントローラ２０２に出力する。このように、電子スコープ１００は、撮像素子１０８を用いて、体腔内の生体組織を撮像する。

システムコントローラ２０２は、電子スコープ１００の固有情報に基づいて各種演算を行い、制御信号を生成する。システムコントローラ２０２は、生成された制御信号を用いて、電子内視鏡用プロセッサ２００に接続中の電子スコープ１００に適した処理がなされるように電子内視鏡用プロセッサ２００内の各回路の動作やタイミングを制御する。システムコントローラ２０２は、フリーズ機能を指定する操作に応じて、画像処理ユニット２２０を制御するためのフリーズ信号を出力する。

タイミングコントローラ２０６は、システムコントローラ２０２によるタイミング制御に従って、ドライバ信号処理回路１１２、画像処理ユニット２２０、及び光源装置２３０にクロックパルスからなるタイミング信号を供給する。ドライバ信号処理回路１１２は、タイミングコントローラ２０６から供給されるクロックパルスに従って、撮像素子１０８を電子内視鏡用プロセッサ２００側で処理される映像のフレームレートに同期したタイミング信号で駆動する。

電子内視鏡用プロセッサ２００は、画像処理ユニット２２０を備える。画像処理ユニット２２０は、図２に示すように、評価部２２２、画像メモリ２２４、制御部２２６、及びビデオ信号処理部２２８を備える。図２は、画像処理ユニット２２０の構成を示すブロック図である。

評価部２２２は、ドライバ信号処理回路１１２から出力された画像信号から、１フレームごとに、複数の評価レベルを求める。評価部２２２が求める評価レベルは、撮像素子１０８が撮像した画像（撮像画像）を、画質、及び、撮像画像に表れる被写体の特徴の程度に関する評価条件に従って評価したものである。評価部２２２は、画質のうち、少なくとも輝度に関する評価を行う。また、評価部２２２は、被写体の特徴の程度として、一実施形態によれば、被写体のぶれの程度に関する評価を行う。被写体のぶれについては後述する。

評価部２２２は、具体的に、撮像画像を、輝度に関して評価した輝度評価値（第１の評価レベル）と、輝度とは別の画質又は被写体の特徴に関して評価した評価値（第２の評価レベル）と、を少なくとも求める。以降の説明では、第２の評価レベルとして、被写体のぶれの程度を数値で評価したぶれ評価値を例として説明する。また、以降の説明では、評価部２２２が、輝度評価値及びぶれ評価値の２つを求める場合を例に説明するが、評価部２２２は、輝度評価値及びぶれ評価値に加え、画質及び被写体の特徴に関するさらに別の評価レベルを求めるよう構成されていてもよい。

評価部２２２は、具体的に、図３に示すように、測光回路２２２ａ及び動き検出回路２２２ｂを備えている。図３は、評価部２２２の構成を示すブロック図である。

測光回路２２２ａは、ドライバ信号処理回路１１２から入力される画像信号から、１フレームごとに画像の輝度平均値を、輝度評価値として求めるよう構成されている。なお、測光回路２２２aは、ピーク、中央重点等、平均測光以外の測光方式で評価値を求めてもよい。評価部２２２は、求めた輝度平均値の情報を、制御部２２６に出力する。

動き検出回路２２２ｂは、ドライバ信号処理回路１１２から入力された画像信号から、１フレームごとに、当該フレームの画像信号と、その１つ前のフレームの画像信号との差分値を用いて被写体の動き量を検出するよう構成されている。動き検出回路２２２ｂは、具体的に、２つのフレームの間で、各画素の輝度データを、対応する画素ごとに引き算し、その結果を絶対値に変換して差分値とし、差分値を画素ごとに閾値と比較して「０」（変化量が小さい）又は「１」（変化量が大きい）に２値化し、さらに、得られた２値化画像について求めたヒストグラムから、「１」の画素のカウント値（動き量）を求める。動き量が少ないほど、ぶれ評価値が良いことを意味する。動き検出回路２２２ｂは、例えば、特許第５６０１９７０号公報に記載された動き検出回路と同様に構成される。動き検出回路２２２ｂは、ぶれ評価値として、求めた動き量の情報を画像メモリ２２４に出力する。

なお、評価部２２２は、ぶれ評価値として、動き量に加えて、ぶれ量を求めるよう構成されていてもよく、動き量に代えて、ぶれ量を求めるよう構成されていてもよい。ぶれ量とは、動きぶれ、焦点ぼけ等、画像の１フレーム内での被写体のぶれの大きさを意味する。評価部２２２は、従来公知の方法でぶれ量を求め、例えば、入力される画像信号に関して、画像中の輪郭成分の空間周波数成分に含まれる高域成分の割合として、ぶれ量を求める。評価部２２２が動き量とぶれ量の両方を求める場合、例えば、これらの平均値、あるいは、重み付け係数を用いて重み付けした各量の合計値がぶれ評価値とされる。

画像メモリ２２４は、図４に示すように、記憶画像メモリ（記憶部）２２５と、選択画像メモリ２２４ａと、を有している。図４は、画像メモリ２２４を概念的に示す図である。記憶画像メモリ２２５は、記憶可能な画像のフレーム数が制限されたメモリであり、図４に示すように、画像を１フレームずつ記憶する複数のメモリ２２５ａ、２２５ｂ，２２５ｃ，２２５ｄを有している。すなわち、図４に示す例において、記憶画像メモリ２２５が記憶可能なフレーム数は４つである。以降の説明では、記憶可能なフレーム数が４個である場合を例に説明するが、記憶可能なフレーム数は特に制限されず、例えば２つ、３つ、５〜１００個であってもよい。

記憶画像メモリ２２５は、一実施形態によれば、記憶される画像（記憶画像）のフレーム数の制限下、既に記憶された画像のいずれか１つを削除して、新たな画像を１つ記憶するよう構成されている。図４に示す例において、メモリ２２５ａ〜２２５ｄは直列に接続され、画像を、ＦＩＦＯ（First in First out）に従って、入力された順にメモリ２２５ａからメモリ２２５ｄに向けて一方向に転送しながら記憶させる。

記憶画像メモリ２２５は、制御部２２６に制御されて、輝度評価値が、画像の適正な明るさが得られる所定範囲（以降、適正範囲という）内にある画像を記憶する。また、記憶画像メモリ２２５は、動き検出回路２２２ｂから出力されたぶれ評価値の情報を、各記憶画像と対応付けて記憶する。輝度評価値の適正範囲は、操作パネル２０８においてユーザが行った輝度調節操作に従って、システムコントローラ２０２により設定され、メモリ２０４に記憶される。記憶画像メモリ２２５は、後述するように、フリーズ信号が入力された制御部２２６により制御されて、記憶画像の中から選択された１つの画像を、選択画像メモリ２２４ａに出力する。

選択画像メモリ２２４ａは、静止画像となる画像（選択画像）を記憶するメモリである。選択画像メモリ２２４ａには、記憶画像メモリ２２５から出力された選択画像が記憶され、フリーズ信号が入力された制御部２２６により制御されて、選択画像を、ビデオ信号処理部２２８に出力する。

制御部２２６は、ドライバ信号処理回路１１２から入力された画像信号に関して、輝度評価値が適正範囲内にあるフレームの画像を、記憶画像メモリ２２５に記憶させる要構成されている。このため、記憶画像メモリ２２５内から選択された画像はいずれも静止画像として適正な明るさを有している。なお、記憶画像メモリ２２５には、後述する輝度調整によって輝度評価値が適正範囲内に調整された画像が記憶されてもよい。

また、制御部２２６は、画像処理ユニット２２０に入力される画像から順次、表示用画像が生成し、モニタ３００に出力される動画表示中、システムコントローラ２０２から出力されたフリーズ信号に応じて、記憶画像メモリ２２５に記憶された画像の中から、各画像と共に記憶されたぶれ評価値に基づいて、静止画像となる画像を選択し、選択画像メモリ２２４ａに記憶させる。このように、ぶれ評価値に基づいて静止画像となる画像が選択されることで、画像に表れる被写体のぶれの程度が良好な画像を、静止画像とすることができる。

ビデオ信号処理部２２８は、モニタ３００に供給されるビデオフォーマット信号を生成する。具体的に、ビデオ信号処理部２２８は、ドライバ信号処理回路１１２から入力される画像信号を１フレームずつ処理し、表示用画像のビデオフォーマット信号を生成し、モニタ３００に順次出力する。モニタ３００には、動画表示中、輝度評価値の大きさに関わらず、全てのフレームの撮像画像が表示される。このため、フレームの欠落によるフレームレートの低下は生じない。また、動画表示中にモニタ３００に表示される画像は、後述する輝度調整が施された画像を含まないため、画像の明るさの変化が滑らかである。

ビデオ信号処理部２２８は、フリーズ信号が入力されると、選択画像メモリ２２４ａから出力された画像を用いて、静止画像のビデオフォーマット信号を生成し、動画用の信号から切り替えて、モニタ３００に出力する。フリーズ機能の指定が解除され、フリーズ信号の入力が停止されると、ビデオ信号処理部２２８は、静止画像の信号から切り替えて、動画用の信号をモニタ３００に出力する。

ここで、図５を参照して、静止画像となる画像の選択について説明する。
図５（ａ）は、一実施形態の内視鏡システム１において、画像処理ユニット２２０に順次入力される撮像画像のフレームを示す。図５（ｂ）は、撮像画像の各フレームの輝度値を示し、図５（ｃ）は、撮像画像の各フレームのぶれ評価値を示す。図５（ｄ）は、記憶画像メモリ２２５に記憶された画像のフレームを示す。図５（ｅ）は、モニタ３００に出力される静止画像のフレームを示す。
図５（ａ）、（ｄ）、（ｅ）に示すＦ（−５）、Ｆ（−４）等で表した矩形枠はそれぞれ、１フレーム分の撮像画像を表し、括弧内の数字が小さいフレームであるほど先に入力したフレームであることを示す。

画像処理ユニット２２０には、図５（ａ）に示すように、Ｆ（−５）、Ｆ（−４）、Ｆ（−３）、・・・の順に、撮像画像が入力される。なお、わかりやすく説明するため、図５において、Ｆ（−５）より先に入力したフレームの図示は省略されている。

例えば、Ｆ（−５）の画像は、評価部２２２により、図５（ｂ）に示すように、輝度平均値が適正範囲内にあると評価されているため、図５（ｄ）に示すように、メモリ２２５ａ内に記憶される。
次に入力されるＦ（−４）の画像は、図５（ｂ）に示すように、輝度平均値が適正範囲未満であるため、記憶画像メモリ２２５に入力されない。したがって、メモリ２２５ａにＦ（−５）の画像が記憶された状態が維持される。
次に入力されるＦ（−３）の画像も、輝度平均値が適正範囲未満であるため、記憶画像メモリ２２５に入力されず、メモリ２２５ａにＦ（−５）の画像が記憶された状態が維持される。
次のＦ（−２）以降に入力される画像は、輝度平均値が適正範囲内であるため、図５（ｄ）に示すように、順次メモリ２２５ａに入力され、その都度、先に記憶された画像は、メモリ２２５ｄ側に向かって保存場所が１つずつ移動し、４フレーム新しい画像が入力されるときにメモリ２２５ｄから削除される。

動画表示中に、図５（ｅ）に示すように、Ｆ（０）の画像が入力されてから、Ｆ（１）の画像が入力されるまでに、フリーズ機能が指定されると、Ｆ（１）の画像が入力されるタイミングで、記憶画像メモリ２２５に記憶されている画像の中から例えばぶれ評価値が最も良いＦ（−５）の画像が選択され、選択画像メモリ２２４ａに記憶される。モニタ３００には、Ｆ（−５）、・・・、Ｆ（０）の順に表示された動画から切り替わって、Ｆ（−５）の画像が、静止画像としてモニタ３００に繰り返し表示される。図５（ｅ）に示す静止フラグの立ち上がりは、フリーズ信号が出力された時点を示す。

このように、フリーズ機能が指定されたとき、適正な明るさでない画像は、記憶画像メモリ２２５に記憶されないため、静止画像として出力されない。また、静止画像として出力される画像は、ぶれ評価値に基づいて選択される。したがって、モニタ３００には、ユーザにとって見やすい明るさで、ぶれ評価値の良い（例えば動き量の小さい）画像が表示される。このため、フリーズ機能の指定を解除して再度フリーズ機能を指定し、静止画像を撮り直す必要が生じ難く、フリーズ機能の使い勝手が良い。これに対し、明るさが適正でない画像が静止画像として表示されると、ぶれ評価値の良い画像であっても、明るすぎてあるいは暗すぎて被写体を観察することが困難となる。従来の内視鏡システムでは、例えば、撮像時に被写体に寄りすぎて輝度が適正範囲を超える画像によって、画像メモリに記憶されたぶれが少なく明るさも適正な画像が上書きされ、静止画像として選択されない場合がある。このため、例えば、静止画像の撮り直しが必要となり、ユーザが見たいと思った時点の画像を見られなくなる場合がある。

また、適正な明るさでない画像は、記憶画像メモリ２２５に記憶されないため、静止画像とする価値のない画像によって、メモリが占有されずに済む。したがって、静止画像とするに値する画像をより長く保存させることができる。また、記憶画像メモリ２２５の記憶可能なフレーム数が少なくて済み、コストダウンを図ることができる。
さらに、静止画像とするに値する画像が自動的に選別されて記憶されるため、ユーザがそのような画像の選別を行わずに済む。

図６は、一実施形態の電子内視鏡システム１の動作の一例を説明するフローチャートである。
ドライバ信号処理回路１１２から評価部２２２に画像信号が入力されると、１フレームごとに、輝度平均値及びぶれ評価値が算出される（ＳＴ１）。ぶれ評価値は、記憶画像メモリ２２５において、対応するフレームの画像とともに記憶される（ＳＴ２）。フリーズ機能の指定があるまでは（ＳＴ４のＹＥＳ）、画像処理部２２０に入力された画像信号は、ビデオ信号処理部２２８を経てフレームごとにモニタ３００に順次出力され（ＳＴ３）、動画が表示される。

動画表示中に、フリーズボタンが操作され、フリーズ機能が指定されると（ＳＴ４のＹＥＳ）、システムコントローラ２０２はフリーズ信号を出力し、制御部２２６は、記憶画像メモリ２２５に記憶された画像の中から、ぶれ評価値に基づいて静止画像となる画像を選択し（ＳＴ５）、選択画像メモリ２２４ａに記憶させる。選択画像メモリ２２４ａに記憶された画像は、ビデオ信号処理部２２８を経てモニタ３００に入力され（ＳＴ６）、動画から切り替わって静止画像として表示される。
フリーズ機能が指定されている期間中に、フリーズボタンが操作され、フリーズ機能の指定が解除された場合は（ＳＴ７のＹＥＳ）、システムコントローラ２０２はフリーズ信号の出力を停止し、ビデオ信号処理部２２８からモニタ３００には、静止画像から切り替わって動画用の画像が出力され（ＳＴ３）、モニタ３００に動画が表示される。
ステップＳＴ１〜ＳＴ７までの動作は、画像処理ユニット２２０への画像の入力が停止される（ステップ８のＹＥＳ）まで繰り返し行われる。

一実施形態によれば、制御部２２６は、輝度評価値が、上記適正範囲を包含する許容範囲内であって適正範囲外にあるフレームの撮像画像の輝度を調整して、適正範囲内にするよう構成されていることが好ましい。この場合に、記憶画像メモリ２２５は、調整された撮像画像を記憶画像として記憶するよう構成されていることが好ましい。これにより、ぶれ評価値は良好であるが、輝度評価値が適正範囲を超える画像を、静止画像の候補とすることができ、ぶれ評価値の良い静止画像の選択肢が増える。輝度調整は、例えば、１フレーム分の画像のすべての画素値に対し等倍率のゲイン調整を施すことで行うことができる。具体的に、輝度評価値が適正範囲未満の画像を、１倍より高い倍率でゲイン調整を行い、輝度評価値が適正範囲を上回る画像を、１倍未満の倍率でゲイン調整を行う。ゲイン調整の具体的な倍率は、例えば、輝度評価値の大きさに基づいて定めることができる。

輝度調整を行う内視鏡システム１の変形例による画像の選択を、図７を参照して説明する。
図７（ａ）は、内視鏡システム１の変形例において、画像処理ユニット２２０に順次入力される撮像画像のフレームを示す。図７（ｂ）は、撮像画像の各フレームの輝度値を示し、図７（ｃ）は、撮像画像の各フレームのぶれ評価値を示す。図７（ｄ）は、記憶画像メモリ２２５に記憶された撮像画像のフレームを示す。図７（ｅ）は、ゲイン調整を行った撮像画像のフレームを示す。図７（ｆ）は、モニタ３００に出力される静止画像のフレームを示す。
図７（ａ）、（ｄ）、（ｆ）に示すＦ（−５）、Ｆ（−４）等で表した矩形枠はそれぞれ、図５（ａ）、（ｄ）、（ｄ）と同様に、１フレーム分の撮像画像を表し、括弧内の数字が小さいフレームであるほど先に入力したフレームであることを示す。

ここでは、図５との相違に注目して説明する。
例えば、Ｆ（−３）の画像は、図７（ｂ）に示すように、輝度平均値が適正範囲を下回るが、許容範囲内にあるため、図７（ｄ）に示すようにゲイン調整が施されて、Ｆ（−３）の画像の輝度平均値は適正範囲内に調整される。輝度調整されたＦ（−３）’の画像は、メモリ２２５ａに記憶される。
一方、Ｆ（−４）の画像は、図７（ｂ）に示すように、輝度平均値が許容範囲をも下回るため、ゲイン調整は施されない。輝度が許容範囲外の画像にゲイン調整を施さないのは、適正範囲にするためのゲイン調整量が大きいため、その分、ノイズレベルも大きく増幅され、輝度調整後の画像の画質が低下するおそれがあるためである。

図７に示す例において、Ｆ（−３）の画像は、図７（ｃ）に示すように、ぶれ評価値が良い。輝度調整によってぶれ評価値は変化しないため、輝度調整後のＦ（−３）’の画像も同様にぶれ評価値が良い。動画表示中に、図７（ｆ）に示すようにフリーズ機能が指定されると、記憶画像メモリ２２５内に記憶された画像のうちぶれ評価値が最も良いＦ（−３）’の画像が選択される。モニタ３００には、Ｆ（−３）’の画像が、動画から切り替わって繰り返し表示される。

このように、ぶれ評価値が良好であるが、輝度評価値が適正範囲を超える画像を、静止画像の候補とすることができ、ぶれ評価値の良い静止画像が選択肢として増える。

一実施形態によれば、第２の評価レベルは、上述したぶれ評価値であることが好ましい。画像に表れる被写体のぶれの程度は、静止画像の価値に大きく影響するため、静止画像となる画像は、ぶれ評価値に基づいて選択されることが好ましい。具体的に、静止画像となる画像は、ぶれ評価値が基準値（図７参照）以上である画像の中から選択されることが好ましい。ぶれ評価値が基準値以上の画像は、ぶれが小さい画像であり、基準値を大きく超える画像であるほど、ぶれの小さい画像であることを意味する。なお、記憶画像メモリ２２５に記憶された画像の中に、基準値以上の画像がない場合は、ぶれ評価値の最も良いものを選択することが好ましい。

一実施形態によれば、記憶画像メモリ２２５から削除される画像は、記憶画像メモリ２２５に記憶された画像のうち最も長く記憶されている画像であることが好ましい。図４に示す例の記憶画像メモリ２２５では、最も長く記憶されている画像が削除される。このような記憶画像メモリ２２５によれば、新しく記憶された画像であるほど長く記憶されるため、フリーズ機能を指定した時点に近いタイミングで撮像された画像が、静止画像として選択されやすい。

記憶画像メモリ２２５が、上述したように輝度調整した撮像画像を記憶するよう構成されている場合、一実施形態によれば、静止画像となる画像は、記憶画像メモリ２２５に記憶された画像のうち、輝度調整が行われていない画像であることが好ましい。画像にゲイン調整を施すと、ノイズレベルも増幅され、画質が低下しやすい。このため、輝度調整を行っていない画像の中から静止画像となる画像を選択することが好ましい。

一実施形態によれば、記憶画像メモリ２２５が、輝度調整が行われた複数の画像を記憶している場合、静止画像として選択される画像は、当該複数の画像のうち、輝度調整の程度が相対的に小さい記憶画像であることが好ましい。輝度調整の程度が小さい画像は、ノイズレベルの増幅量が小さく、画質の低下量が小さいため、静止画像として選択するのに適している。

一実施形態によれば、記憶画像メモリ２２５は、記憶画像メモリ２２５に記憶された画像のうち、最も新しく撮像された画像のフレームから数えて所定フレーム数（例えば数十〜数百フレーム）以上前に撮像された画像を削除するよう構成されていることが好ましい。例えば、輝度評価値が適正範囲外の画像の入力が続いた場合、記憶画像メモリ２２５に新たに画像が記憶されないため、既に記憶画像メモリ２２５に記憶されている画像は相対的に古くなる。そのような画像は、フリーズ機能によって表示させる静止画像として適さないため、削除されることが好ましい。

一実施形態によれば、記憶画像メモリ２２５から削除される画像は、記憶画像メモリ２２５に記憶された画像のうち、第２の評価レベルが最も悪い画像であることが好ましい。記憶画像メモリ２２５が、例えば、上述したＦＩＦＯメモリとは異なるタイプのメモリで構成されている場合に、第２の評価レベルの最も悪い画像を削除することで、静止画像としてより適した画像を出力させることができる。

記憶画像メモリ２２５が、輝度調整が行われた複数の画像を記憶している場合、一実施形態によれば、削除される画像は、記憶画像メモリ２２５に記憶された画像のうち、輝度調整の程度が相対的に大きい画像であることが好ましい。輝度調整の程度が大きい画像は、ノイズレベルの増幅量が大きく、画質が大きく低下しているためである。

評価部２２２が上記別の評価レベルを求めるよう構成されている場合、制御部２２６は、ぶれ評価値に加え、当該評価レベルに基づいて、画像の選択を行うよう構成されていてもよい。例えば、評価部２２２が、別の評価レベルとして、生体組織とは別の物質（血液、便、洗浄液等）の画像中の表示領域の有無や大きさを求めるよう構成されている場合に、制御部２２６は、ぶれ評価値の良い複数の画像の中から、当該評価レベルが良い画像を選択するよう構成されていてもよい。静止画像にこれらの物質が表示されていると、生体組織の様子がわかり難くなるため、静止画像として選択されないようにすることができる。例えば、血液、便等を示す色情報を持つ画素数の画像中の割合が所定範囲内にある画像を選択することができる。また、例えば、電子スコープ１００から洗浄水を供給するためのユーザの操作（図示されない送水ボタンの押し下げ）中に撮像された画像を、静止画像として選択しないことができる。

静止画像は、モニタ３００に出力される以外に、プリンタ４００に出力されてもよく、また、メモリ２０４に出力され、保存されてもよい。メモリ２０４に保存された静止画像は、モニタ３００やプリンタ４００に出力させることができる。

以上、本発明の内視鏡システムについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

１ 電子内視鏡システム
１００ 電子スコープ
１０２ ＬＣＢ
１０４ 配向レンズ
１０６ 対物レンズ
１０８ 撮像素子
１０８ａ カットフィルタ
１０８ｂ ベイヤ配列カラーフィルタ
１１２ ドライバ信号処理回路
１１４ メモリ
２００ 電子内視鏡用プロセッサ
２０２ システムコントローラ
２０４ メモリ
２０６ タイミングコントローラ
２０８ 操作パネル
２２０ 画像処理ユニット
２２２ 評価部
２２２ａ 測光回路
２２２ｂ 動き検出回路
２２４ 画像メモリ
２２４ａ 選択画像メモリ
２２５ 記憶画像メモリ
２２５ａ，２２５ｂ，２２５ｃ，２２５ｄ メモリ
２２６ 制御部
２３０ 光源装置
３００ モニタ
４００ プリンタ

Claims (11)

1. 被写体を繰り返し撮像するよう構成された内視鏡と、撮像された前記被写体の撮像画像から前記被写体の表示用画像を生成するよう構成されたプロセッサと、を備える内視鏡システムであって、
   前記内視鏡が撮像した前記撮像画像の輝度を含む前記撮像画像の画質、及び、前記撮像画像に表れる前記被写体の特徴の程度を評価する評価条件に従って、前記撮像画像を、前記輝度に関して評価した第１の評価レベルと、前記輝度とは別の前記画質又は前記特徴に関して評価した第２の評価レベルとを少なくとも含む複数の評価レベルを、前記繰り返し撮像された各フレームの前記撮像画像ごとに求めるよう構成された評価部と、
   記憶可能な前記撮像画像のフレーム数が制限された記憶部であって、前記第１の評価レベルが所定範囲内にあるフレームの前記撮像画像を記憶画像として記憶するよう構成された記憶部と、
   前記内視鏡が繰り返し撮像して得られる前記撮像画像から前記表示用画像を順次生成する期間中に、１フレームの画像を静止画像として表示する指定の入力を受けることにより、前記記憶画像の中から少なくとも前記第２の評価レベルに基づいて選択された選択画像を前記静止画像とするよう構成された制御部と、を有することを特徴とする内視鏡システム。
2. 前記第２の評価レベルは、前記被写体のぶれの程度を数値で評価したレベルである、請求項１に記載の内視鏡システム。
3. 前記記憶部は、前記記憶部に記憶される前記記憶画像のフレーム数の制限下、前記記憶部に記憶された前記記憶画像のいずれか１つを削除画像として削除して前記撮像画像を前記記憶画像として新たに記憶するよう構成されている、請求項１又は２に記載の内視鏡システム。
4. 前記削除画像は、前記記憶部に記憶された前記記憶画像のうち最も長く記憶されている画像である、請求項３に記載の内視鏡システム。
5. 前記選択画像は、前記記憶部に記憶された前記記憶画像のうち、前記第２の評価レベルが最も良い画像である、請求項１から４のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
6. 前記制御部は、前記第１の評価レベルが、前記所定範囲を包含する許容範囲内であって前記所定範囲外にあるフレームの前記撮像画像の輝度を調整して、当該撮像画像の前記第１の評価レベルを前記所定範囲内にするよう構成され、
   前記記憶部は、調整された前記撮像画像を前記記憶画像として記憶するよう構成されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
7. 前記選択画像は、前記記憶部に記憶された前記記憶画像のうち、前記調整が行われていない画像である、請求項６に記載の内視鏡システム。
8. 前記記憶部は、前記調整が行われた複数の前記記憶画像を記憶しており、
   前記選択画像は、当該記憶画像のうち、前記調整の程度が相対的に小さい記憶画像である、請求項６又は７に記載の内視鏡システム。
9. 前記記憶部は、前記記憶部に記憶された前記記憶画像のうち、最も新しく撮像された前記撮像画像のフレームから数えて所定フレーム数以上前に撮像された記憶画像を削除するよう構成されている、請求項１から８のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
10. 前記削除画像は、前記記憶部に記憶された前記記憶画像のうち、前記第２の評価レベルが最も悪い記憶画像である、請求項３に記載の内視鏡システム。
11. 前記制御部は、前記第１の評価レベルが、前記所定範囲を包含する許容範囲内であって前記所定範囲外にあるフレームの前記撮像画像の輝度を調整して、当該撮像画像の前記第１の評価レベルを前記所定範囲内にするよう構成され、
    前記記憶部は、調整された前記撮像画像を前記記憶画像として記憶するよう構成され、前記調整が行われた複数の前記記憶画像を記憶しており、
    前記削除画像は、前記記憶部に記憶された前記記憶画像のうち、前記調整の程度が相対的に大きい記憶画像である、請求項３に記載の内視鏡システム。