JP2789196B2

JP2789196B2 - 色ずれ防止装置

Info

Publication number: JP2789196B2
Application number: JP63199791A
Authority: JP
Inventors: 眞一郎服部
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1988-08-12
Filing date: 1988-08-12
Publication date: 1998-08-20
Anticipated expiration: 2013-08-20
Also published as: JPH0250121A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、色順次照明方式を用いた内視鏡装置にお
ける静止画の色ずれ防止装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、内視鏡の先端にCCD等の固体撮像素子を設け、
体腔内を赤，緑，青の３色光で順次照明して体腔内の画
像をカラー撮影し、モニター装置に表示されたカラー画
像をもとに診断を行う内視鏡装置が開発されている。こ
の方式で１枚のカラー画像を撮影するには３色の成分画
像を撮影する必要があるので、時間がかかり被写体の動
きや手ぶれにより画像の色ずれが発生し易い。このよう
な画像の色ずれは、２色の成分画像を撮像する場合にお
いても、同様に生じる。

この色ずれを防止する手段として、本件出願人の出願
に係る特開昭61−71790号公報においては、撮像手段に
よって異なる時刻で撮像された画像の差に基づいて画像
の色ずれを検出する手段を備え、この検出手段の出力に
応じて撮像手段の撮像速度を制御するようにしたものが
提案されている。この方式によれば被写体の動作速度に
応じて撮像手段の動作速度が変化し、速く動く被写体の
場合でも色ずれが生じないようにすることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記公報提案の内視鏡装置における色ずれ
防止手段は、動画像における色ずれを防止するようにし
たものであり、モニター装置において静止画を観察する
場合は、従来は内視鏡装置に静止指示がなされると、そ
の指示に基づき無条件で撮像手段の静止動作を行い静止
画を得るようにしていた。したがって被写体と内視鏡先
端の位置が相対的に動いている時点で静止指示を行った
場合には静止画に色ずれが発生する。この色ずれは、本
来の被写体像を見にくくするため、病変部等を観察者が
見落としてしまうというおそれがあった。

この色ずれの発生していない静止画を得るためには、
色ずれがない静止画が得られるまで静止指示と静止解除
を繰り返すという煩雑な操作を必要とするという問題点
があった。

また静止画に色ずれが生じている場合、画像処理的に
補正し、色ずれを除去する方法が特開昭61−71791号公
報において提案されている。これは、撮像手段により異
なる時間で撮像された画像の差に基づいて画像の色ずれ
を検出する手段を備え、この検出手段の出力に応じて撮
像手段から出力された静止画像の色ずれを補正するよう
にしたものである。しかしながら、このような色ずれ補
正手段を用いる方式は、装置が大規模になるばかりでな
く、画像の周辺部が補正できないという欠点があった。

本発明は、従来の内視鏡装置において静止画を得る場
合における上記問題点を解決するためになされたもの
で、簡単な構成で色ずれのない静止画を容易に得ること
のできる色ずれ防止装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段及び作用〕

上記問題点を解決するため、本発明は、少なくとも第
１の色成分画像及び第２の色成分画像を周期的に順次撮
像して第１の撮像信号及び第２の撮像信号を順次出力す
る撮像手段と、前記第１の色成分画像の撮像に対応して
前記撮像手段から周期的に出力される前記第１の撮像信
号を書き換え記憶する第１のメモリ手段と、前記第２の
色成分画像の撮像に対応して前記撮像手段から周期的に
出力される前記第２の撮像信号を書き換え記憶する第２
のメモリ手段と、前記各メモリ手段の出力信号に基づき
動画像が表示可能な表示手段と、前記表示手段に表示さ
れる画像の静止指示を行う画像静止指示手段と、前記第
１のメモリ手段の入力端及び出力端又は前記第２のメモ
リ手段の入力端及び出力端の少なくとも一方とそれぞれ
接続され、該入力端及び出力端との接続部を介して入力
される所定周期異なる撮像信号の相関関係を演算する演
算手段と、該演算手段の演算結果に基づいて、前記撮像
手段が順次撮像する画像間の相対的なずれ量を検出する
ずれ検出手段と前記ずれ検出手段で検出されたずれ量が
基準となるずれ量以下であることを判別する比較手段
と、前記画像静止指示手段の出力信号と前記比較手段の
出力信号とに基づいて、前記各メモリ手段の出力を制御
し、前記表示手段に表示される画像を静止させる画像静
止制御手段とで色ずれ防止装置を構成するものである。

内視鏡の被写体は主に生体であり、被検者の心臓の鼓
動や呼吸によって被写体は動いていることが多いが、鼓
動も呼吸も周期があり、あるタイミングでは被写体は静
止するか、動きは非常に少なくなる。したがってこの時
点における撮影画像には色ずれ殆ど発生しなくなる。上
記のように構成した本発明においては、動画像表示のた
めのメモリ手段の入力端及び出力端との接続部を介して
入力される、所定周期異なる撮像信号の相関関係を演算
する演算手段の演算結果に基づいて、ずれ検出手段で撮
像手段が順次撮像する画像間の相対的なずれ量を検出
し、比較手段で、前記ずれ検出手段で検出されたずれ量
が基準となるずれ量以下であることを判別させる。そし
て、画像の静止指示を行う画像静止指示手段の出力信号
と前記比較手段の出力信号に基づいて、画像静止制御手
段で前記各メモリ手段の出力を制御して静止画を得る。
すなわち、ずれ検出手段で、順次撮像される画像間の相
対的なずれ量を検出し、このずれ量が基準となるずれ量
以下であると判別されると、その撮像信号により静止画
が得られるようにしたもので、例えば、画像静止指示手
段で画像の静止指示をした時点で、ずれ量が基準となる
ずれ量以下であれば、その時点で静止画が得られ、基準
となるずれ量以上であれば、基準となるずれ量以下とな
る撮像信号が得られた時点で、静止画が得られるように
なる。

これにより、動画像を表示するために用いられるメモ
リ手段を有効に活用して、簡単な構成で色ずれの影響の
除かれた静止画を容易に得ることができ、静止指示と静
止解除を繰り返す煩雑な操作を行う必要がなくなり、そ
の結果、検査時間は短縮され、被検者の苦痛の軽減を計
ることができる。また色ずれ補正手段を用いる方式に比
べ簡単な構成の、小型で安価な色ずれ装置を提供するこ
とが可能となる。

〔実施例〕

以下実施例について説明する。第１図は、本発明に係
る色ずれ防止装置の一実施例を示すブロック構成図であ
る。図において、１は電子内視鏡で、先端部に対物レン
ズ２が配置されており、その結像位置にCCD等で構成さ
れる撮像素子３が設けられている。４はグラスファイバ
ー等で構成されたライトガイドで、生体内に照明光を導
入するためのものである。

５は赤，緑，青の透過フィルターが設けられたカラー
フィルター円板で、前記ライトガイド４の一端面に対向
して回転自在に配置されていて、モータ６に連結されて
駆動されるようになっている。７はキセノンランプ等で
構成される照明用ランプで、ランプ駆動回路８に接続さ
れている。９は集光レンズで、ランプ７からの発光をカ
ラーフィルター円板５を介してライトガイド４の一端面
に集光させる位置に配置されている。

10は画像静止スイッチで、電子内視鏡１の操作部に設
けられており、ラッチ等で構成される画像静止信号保持
回路11に接続されている。12はCCD等の撮像素子３の駆
動回路や、ビデオアンプ等で構成される映像回路で、撮
像素子３が接続されている。映像回路12の出力端は、A/
D変換器13に接続され、該A/D変換器13の出力端は、半導
体スイッチ等で構成される切り替えスイッチ14の共通端
子に接続されている。切り替えスイッチ14の各切り替え
端子は半導体メモリ等で構成される画像メモリ（R1）1
5,画像メモリ（G1）16,画像メモリ（B1）17にそれぞれ
接続されている。画像メモリ（R1）15,画像メモリ（G
1）16,画像メモリ（B1）17の各出力端は、更にそれぞれ
画像メモリ（R2）18,画像メモリ（G2）19,画像メモリ
（B2）20に接続され、画像メモリ（R2）18,画像メモリ
（G2）19,画像メモリ（B2）20の出力は、それぞれD/A変
換器（Ｒ）21,D/A変換器（Ｇ）22,D/A変換器（Ｂ）23に
入力されるように接続されている。D/A変換器（Ｒ）21,
D/A変換器（Ｇ）22,D/A変換器（Ｂ）23の各出力は、TV
モニター24に入力されるようになっている。

25はずれ検知手段で、画像メモリ（R1）15,画像メモ
リ（G1）16,画像メモリ（B1）17の各出力端、及び画像
メモリ（R2）18,画像メモリ（G2）19,画像メモリ（B2）
20の各出力端がそれぞれ入力接続されている。そしてこ
のずれ検知手段25の出力端は、コンパレータ26の一方の
入力端に接続され、該コンパレータ26の他方の入力端に
は、可変抵抗器等で構成される閾値設定手段27の出力端
が接続されている。

28はAND回路で、前記コンパレータ26の出力及び前記
画像静止信号保持回路11の出力が入力されるようになっ
ている。そしてAND回路28の出力は画像静止制御回路29
に入力され、該画像静止制御回路29の出力は、前記画像
メモリ（R2）18,画像メモリ（G2）19,画像メモリ（B2）
20の各画像静止制御端子に入力されるようになってい
る。

次にこのように構成されている内視鏡装置における色
ずれ防止装置の動作について説明する。ランプ７から放
射された白色光は、モータ６によって回転駆動されてい
るカラーフィルター円板５を通過することによりR,G,B
の色順次光となり、電子内視鏡１のライトガイド４の一
方の端面に入射する。ライトガイド４の端面に入射され
た色順次光はライトガイド４内を伝送され、電子内視鏡
１の先端に到達し、ライトガイド４の他端面から出射さ
れる。出射された色順次光は胃等の壁被写体を照明し、
被写体の像は対物レンズ２によって撮像素子３に結像さ
れる。撮像素子３は映像回路12によって駆動されると共
に、その出力は該映像回路12によってビデオ信号化され
る。

映像回路12の出力は、A/D変換器13によってデジタル
化され、そのデジタル画像データは切り替えスイッチ14
によって、R,G,B各色成分画像データ毎に切り替えられ
ながら、画像メモリ（R1）15,画像メモリ（G1）16,画像
メモリ（B1）17にそれぞれ入力し記録される。なお切り
替えスイッチ14はカラーフィルター円板５の回転に同期
して、色順次光の光色に応じて順次切り替え動作される
ようになっている。

次いで画像メモリ（R1）15,画像メモリ（G1）16,画像
メモリ（B1）17に記録された各画像データは、画像メモ
リ（R2）18,画像メモリ（G2）19,画像メモリ（B2）20に
高速で転送される。この転送動作は、テレビジョンの同
期信号期間を利用して行われる。画像メモリ（R2）18,
画像メモリ（G2）19,画像メモリ（B2）20に転送された
画像データは、テレビジョンの同期信号に同期して読み
出され、D/A変換器（Ｒ）21,D/A変換器（Ｇ）22,D/A変
換器（Ｂ）23によってアナログ信号に変換され、TVモニ
ター24に表示される。通常は、フレーム毎に上記転送が
行われるので、TVモニター24では、同画像が観察され
る。

画像を静止して観察する場合には、操作者は画像静止
スイッチ10を押して静止指示を行う。この画像静止スイ
ッチ10が押圧操作されると、画像静止指示信号が画像静
止信号保持回路11へ送られる。そして画像静止スイッチ
10の押圧操作が解除された後も、該画像静止信号保持回
路11では前記静止指示信号を保持している。

一方、前記画像メモリ（R1）15,画像メモリ（G1）16,
画像メモリ（B1）17の各出力、及び画像メモリ（R2）1
8,画像メモリ（G2）19,画像メモリ（B2）20の各出力
は、ずれ検知手段25にも入力されており、該ずれ検知手
段25においてはフレーム又はフィールド間の各色成分画
像のずれ量が監視されている。そしてこのずれ量はコン
パレータ26により、閾値設定手段27によって予め設定さ
れた値と比較され、ずれ量が設定された一定値以下にな
るとコンパレータ26はAND回路28の一方の入力端に対し
て真値を出力する。AND回路28の他方の入力端には、前
記画像静止信号保持回路11の出力が入力されており、AN
D回路28はコンパレータ26及び画像静止信号保持回路11
の出力が共に真値の場合のみ、画像静止制御回路29に制
御信号を送出する。

画像静止制御回路29はこの制御信号を受け、適当なタ
イミングで画像メモリ（R1）15,画像メモリ（G1）16,画
像メモリ（B1）17から、画像メモリ（R2）18,画像メモ
リ（G2）19,画像メモリ（B2）20への画像データの転送
を停止させる。その結果、画像メモリ（R2）18,画像メ
モリ（G2）19,画像メモリ（B2）20には静止画が記録さ
れた状態になり、TVモニター24上では静止画が観察され
る。

この際、観察される静止画は、異なる２フィールド又
は２フレームの同一色成分画像間のずれ量がある値以下
になった状態における静止画、すなわち被写体と内視鏡
先端の相対速度が少ない状態の画像であり、色ずれは殆
ど発生していない見易い画像である。

画像静止を解除するには、図示しない解除スイッチで
画像静止信号保持回路11をリセットしたり、あるいはこ
の画像静止信号保持回路11を画像静止スイッチ10でトグ
ル動作させるようにすればよい。

内視鏡の被写体は主に生体であり、先に述べたように
被検者の心臓の鼓動や呼吸によって被写体が動いている
ことが多いが、鼓動も呼吸も周期があり、あるタイミン
グでは被写体は静止するか、あるいは動きが極めて少な
くなる。したがって上記実施例のように、ずれ検知手段
で異なる２フィールド又は２フレームの同一色成分画像
間のずれ量を監視して、被写体が静止するかあるいは動
きが極めて少なくなってずれ量がある値以下になった状
態を検出し、その時点で画像を静止させることにより、
実用上色ずれの影響が除去された静止画を得ることがで
きる。

また一般に電子内視鏡の画像を写真撮影する場合、画
像を一旦静止させ、色ずれのないことを確認したのち静
止画像を撮影するようにしているが、本発明によれば、
その都度、色ずれの有無を確認してから撮影を行う必要
がなくなり、写真撮影を伴う検査のスピードアップを計
ることができる。

第２図は、上記第１図に示した実施例におけるずれ検
知手段25の具体的構成例を示すブロック図である。

この構成例は、赤，緑，青の各色成分画像からずれ量
を検知するように構成したものである。図において、3
1,32,33はそれぞれ減算器（Ｒ），減算器（Ｇ），減算
器（Ｂ）で、ROMあるいは算術論理演算IC等で構成され
ている。そして減算器（Ｒ）31には画像メモリ（R1）15
と画像メモリ（R2）18の各出力が入力されており、また
減算器（Ｇ）32には画像メモリ（G1）16と画像メモリ
（G2）19の各出力が入力されており、更に減算器（Ｂ）
33には画像メモリ（B1）17と画像メモリ（B2）20の各出
力が入力されるようになっている。減算器（Ｒ）31,減
算器（Ｇ）32,減算器（Ｂ）33の各出力は、それぞれ絶
対値累算器（Ｒ）34,絶対値累算器（Ｇ）35,絶対値累算
器（Ｂ）36に入力されており、これらの絶対値累算器3
4,35,36の各出力端は加算器37に接続されている。

次にこのように構成されたずれ検知手段の動作につい
て説明する。まず減算器（Ｒ）31において画像メモリ
（R1）15と画像メモリ（R2）18の出力の差を演算し、そ
の結果の絶対値を絶対値累算器（Ｒ）34が、１フィール
ド又は１フレームに亘って累算する。画像メモリ（R1）
15と画像メモリ（R2）18に記録されている赤成分画像デ
ータは、１フィールド又は１フレームだけ時間的にずれ
ており、したがって、もし被写体と内視鏡先端の相対速
度が大きければ両者の画像のずれは大きくなり、減算器
（Ｒ）31の出力も大きくなる。

逆に被写体と内視鏡先端の相対速度が小さく、殆ど静
止している場合には、減算器（Ｒ）31の出力は殆ど零に
なり、絶対値累算器（Ｒ）34の出力も殆ど零になる。

緑成分画像データ及び青成分画像データについても、
それぞれ減算器（Ｇ）32,絶対値累算器（Ｇ）35、及び
減算器（Ｂ）33,絶対値累算器（Ｂ）36により同様に処
理されて、２フィールド又は２フレーム間の画像データ
の差の絶対値の累算値が出力される。そして各絶対値累
算器34,35,36からの累算値出力は加算器37で加算され
る。したがってこの加算器37の出力は、１フィールド又
は１フレームに亘る各色成分画像の、フィールド間又は
フレーム間のずれの大きさに対応するものとなり、ずれ
が大きければ加算器37の出力は大きくなり、逆にずれが
小さければ加算器37の出力は小さくなる。そしてこの加
算器37の出力は、先に述べたようにコンパレータ26に入
力され、予め設定された値と比較されるようになってい
る。

この構成例では、ずれ量を検出するために、赤，緑，
青の各色成分を全て用いたものを示したが、これに限ら
ず、いずれか一色あるいは二色の成分画像を用いるのみ
で、ずれ量を検出するように構成してもよく、この場合
でもずれ量は十分検知できる。そしてこのように構成す
る場合は、ハードウェアが簡素化され、装置が小型化す
ると同時にコストを低減することができる。

上記実施例では、連続する２フィールド又は２フレー
ムの同一色成分画像を用いて、ずれ量を検出するように
構成したものを示したが、本発明は、これに限らず、２
フィールド又は２フレーム以上時間的に離れた２フィー
ルド又は２フレームの同一成分画像を用いて、ずれ量を
検出するように構成してもよい。

また上記実施例では、内視鏡先端部に撮像素子を配置
した電子内視鏡に適用したものを示したが、本発明は、
通常のファイバースコープの接眼部にテレビカメラを装
着し、色順次照明を行ってカラー画像を得るようにした
色順次照明式内視鏡装置にも勿論適用できるものであ
る。

〔発明の効果〕以上実施例に基づいて説明したように、本発明によれ
ば、動画像表示のためのメモリ手段の入力端及び出力端
との接続部を介して入力される、所定周期異なる撮像信
号の相関関係を演算する演算手段の演算結果に基づい
て、ずれ検出手段で撮像手段が順次撮像する画像間の相
対的なずれ量を検出し、比較手段で、前記ずれ検出手段
で検出されたずれ量が基準となるずれ量以下であること
を判別させ、そして画像の静止指示を行う画像静止指示
手段の出力信号と前記比較手段の出力信号に基づいて、
画像静止制御手段で各メモリ手段の出力を制御して静止
画を得るように構成したので、動画像を表示するために
用いられるメモリ手段を有効に活用して、簡単な構成で
色ずれの影響が除かれた静止画を容易に得ることができ
る。したがって色ずれのない静止画を得るために、静止
指示と静止解除を繰り返す煩雑な操作を行う必要がなく
なり、それに伴い検査時間が短縮され被検者の苦痛の軽
減化を計ることができ、また色ずれによる病変部の見落
とし等を有効に防止することができる。また色ずれ補正
手段を用いる方式に比べ、簡単な構成で小型の安価な色
ずれ防止装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る色ずれ防止装置の一実施例を示
すブロック構成図、第２図は、そのずれ検知手段の構成
例を示すブロック図である。図において、１は電子内視鏡、３は撮像素子、10は画像
静止スイッチ、11は画像静止保持回路、25はずれ検知手
段、29は画像停止制御回路を示す。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 23/00 A61B 1/00 H04N 9/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも第１の色成分画像及び第２の色
成分画像を周期的に順次撮像して第１の撮像信号及び第
２の撮像信号を順次出力する撮像手段と、前記第１の色
成分画像の撮像に対応して前記撮像手段から周期的に出
力される前記第１の撮像信号を書き換え記憶する第１の
メモリ手段と、前記第２の色成分画像の撮像に対応して
前記撮像手段から周期的に出力される前記第２の撮像信
号を書き換え記憶する第２のメモリ手段と、前記各メモ
リ手段の出力信号に基づき動画像が表示可能な表示手段
と、前記表示手段に表示される画像の静止指示を行う画
像静止指示手段と、前記第１のメモリ手段の入力端及び
出力端又は前記第２のメモリ手段の入力端及び出力端の
少なくとも一方とそれぞれ接続され、該入力端及び出力
端との接続部を介して入力される所定周期異なる撮像信
号の相関関係を演算する演算手段と、該演算手段の演算
結果に基づいて、前記撮像手段が順次撮像する画像間の
相対的なずれ量を検出するずれ検出手段と、前記ずれ検
出手段で検出されたずれ量が基準となるずれ量以下であ
ることを判別する比較手段と、前記画像静止指示手段の
出力信号と前記比較手段の出力信号とに基づいて、前記
各メモリ手段の出力を制御し、前記表示手段に表示され
る画像を静止させる画像静止制御手段とを備えているこ
とを特徴とする色ずれ防止装置。