JP3035855B2 - 電子内視鏡装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子内視鏡装置に係り、
特に面順次方式で撮像する医用又は産業用電子内視鏡装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】１つのＣＣＤ２次元センサから順次各色
の照明光に対応した色画像を得る面順次方式は、ＣＣＤ
２次元センサの個数を多くとれない場合に有効であり、
近年医用電子内視鏡装置に応用されつつある。かかる電
子内視鏡装置は、照明光に対応して順次撮像して得た各
色別の面順次映像信号を赤、緑、青のフィールドメモリ
を介して同時式に変換し、カラー映像としてカラーＴＶ
に再生できるように構成されている。また、モニタ映像
を静止させるフリーズ・フレーム要求が加えられると、
前記赤、緑、青のフィールドメモリの記憶画像を固定
し、静止画をモニタできるようになっており、更にハー
ドコピー装置と接続され、記録指令が加えられると、そ
の静止画をハードコピーできるようになっている。

【０００３】ところで、面順次方式では各色チャンネル
の色画像は１フレームづつ遅れて発生しており、これを
同時式に変換してカラー映像として再生しているため、
従来の電子内視鏡装置は、フリーズ・フレーム要求によ
ってモニタ映像を静止させると、観察対象部とスコープ
先端部間の動きにより静止したモニタ映像に色ずれが発
生する場合があった。

【０００４】そこで、従来、静止したモニタ映像の色ず
れを防止するために、フリーズ・フレーム要求中の映像
が静止画か動画かを判別し、静止画と判別されたときの
み、赤、緑、青のフィールドメモリの記憶画像を固定
し、色ずれのない静止画を得るようにした電子内視鏡装
置が提案されている。また、一般に現在撮影中の映像が
静止画か動画かの判別は、入力画像の全領域にわたって
行われているが、画像の一部分（関心領域）のみ行うよ
うにしたものがある（特開平２─２１３３１９号公
報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、入力画
像を関心領域と無関心領域に完全に区分できる場合に
は、上述のように関心領域のみの映像情報に基づいて静
止画か動画かを判別することは静止画を見たいという目
的に合致するが、関心領域と無関心領域とを一義的に区
別できない場合には問題がある。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、入力する全画面における関心度の分布に対応し
て静止画か動画かの判別を行うことができる電子内視鏡
装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、スコープ先端から赤、緑、青の照明光を順
次観察対象部に向けて照射し、固体撮像素子により順次
各色別の画像を撮像し、この撮像により得た赤、緑、青
の面順次映像信号を各色毎のフィールドメモリに記憶さ
せるとともに同時に読み出すことによって同時式カラー
映像信号を得、カラー映像をモニタに表示し、またフリ
ーズ・フレーム制御信号を入力すると前記フィールドメ
モリの記憶内容を固定してモニタ映像を静止させるよう
にした電子内視鏡装置において、１フィールド又は１フ
レームの面順次映像信号を所定の周期で入力し、入力し
た前後の１フィールド又は１フレームの面順次映像信号
に基づいて、予め設定された画面全体を複数の領域に区
分したそれぞれの領域別に、各領域毎の画像の動きの度
合いを示す動きレベルを出力する動きレベル発生手段
と、前記画面の領域別にその領域の画像の許容できる動
きの度合いを示す閾値を出力する手段であって、前記各
領域別に設定される複数の閾値を出力する閾値発生手段
と、前記動きレベル発生手段から出力される各領域別の
動きレベルと前記閾値発生手段から出力される各領域毎
の閾値とをそれぞれ比較し、前記複数の領域の全ての比
較結果に基づいて動画か静止画かを判別する判別手段
と、フリーズ・フレーム要求を入力したのち前記判別手
段が静止画と判別すると、前記フリーズ・フレーム制御
信号を出力するフリーズ・フレーム制御信号発生手段
と、を備えたことを特徴としている。

【０００８】また、１フィールド又は１フレームの面順
次映像信号を所定の周期で入力し、入力した前後の１フ
ィールド又は１フレームの面順次映像信号に基づいて、
予め設定された画面全体を複数の領域に区分したそれぞ
れの領域別に、各領域毎の画像の動きの度合いを示す動
きレベルを、それぞれ各領域の画像の関心度にかかわる
重み付けをして出力する動きレベル発生手段と、動画か
静止画かを判別するための所定の閾値を出力する閾値発
生手段と、前記動きレベル発生手段から出力される各領
域別に重み付けされた動きレベルと前記閾値発生手段か
ら出力される前記所定の閾値とを比較し、前記複数の領
域の全ての比較結果に基づいて動画か静止画かを判別す
る判別手段と、フリーズ・フレーム要求を入力したのち
前記判別手段が静止画と判別すると、前記フリーズ・フ
レーム制御信号を出力するフリーズ・フレーム制御信号
発生手段と、を備えたことを特徴としている。

【０００９】

【作用】本発明によれば、１フィールド又は１フレーム
の面順次映像信号を所定の周期で入力し、入力した前後
の１フィールド又は１フレームの面順次映像信号に基づ
いて、予め設定された画面全体を複数領域に区分したそ
れぞれの領域別に、その領域毎の画像の動きの度合いを
示す複数の動きレベルを検出する。一方、前記画面の領
域別にその画像の許容できる動きの度合いを示す複数の
閾値を設定する。そして、前記検出した各領域別の動き
ベクトルと前記設定した各領域別の閾値とをそれぞれ比
較し、前記複数の領域の全ての比較結果に基づいて動画
か静止画かを判別するようにしている。

【００１０】また、他の態様では各領域別に複数の閾値
を設定する代わりに、各領域別の動きレベルにそれぞれ
各領域の画像の関心度にかかわる重み付けをして動きレ
ベルを求め、この動きレベルと所定の閾値とを比較し、
その比較結果に基づいて動画か静止画かを判別するよう
にしている。このようにして静止画が判別され且つフリ
ーズ・フレーム要求があると、フリーズ・フレーム制御
信号を出力し、フィールドメモリの記憶内容を固定して
モニタ映像を静止させるようにしている。

【００１１】

【実施例】以下添付図面に従って本発明に係る電子内視
鏡装置の好ましい実施例を詳述する。図１は本発明に係
る電子内視鏡装置の要部ブロック図である。この電子内
視鏡装置は、面順次方式で順次所望の色画像を撮像し、
この撮像により得た面順次映像信号を同時式に変換して
カラー画像として再生するものであり、スコープ先端部
に設けられた対物レンズ（図示せず）は、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の各照明光によって照明された観察対
象部を撮像し、これを固体撮像素子（例えばＣＣＤセン
サ）の受光部に結像し、ＣＣＤセンサは入射光を光電変
換して各照明光に対応したＲＧＢ面順次映像信号をＡ／
Ｄ変換器を介してデジタルビデオ・エンハンサ回路１０
及び動き検出回路２０に出力する。

【００１２】デジタルビデオ・エンハンサ回路１０は入
力するデジタル映像信号の輪郭強調を行たのち、これを
フリーズ・フレーム回路１２に出力する。フリーズ・フ
レーム回路１２はＲ、Ｇ、Ｂのフィールドメモリ及びメ
モリ制御回路を有し、該メモリ制御回路によって各フィ
ールドメモリへの書き込み及び各フィールドメモリから
の読み出しが制御される。即ち、メモリ制御回路は、前
記Ｒ、Ｇ、Ｂの各照明光に同期した信号を入力してお
り、各照明光に対応したＲＧＢ映像信号をその色に対応
したフィールドメモリに記憶させるべく、各フィールド
メモリに書込み信号を順次出力し、フィードメモリの記
憶内容を更新させる。これらのフィールドメモリに記憶
されたＲＧＢ映像信号は同時に読み出され、デジタル映
像処理回路１４に加えられ、ここで所定の映像処理が行
われたのち図示しないモニタに出力され、カラー映像と
して表示される。

【００１３】また、フリーズ・フレーム回路１２は動き
検出回路２０によって制御される。動き検出回路２０
は、前述したようにＲＧＢ映像信号が順次加えられると
ともにモニタ映像を静止させるためのフリーズ・フレー
ム要求を入力し得るようになっている。このフリーズ・
フレーム回路１２は、フリーズ・フレーム要求を入力し
且つ現在の映像が動きのない映像（静止画）と判定する
と、フリーズ・フレーム制御信号をフリーズ・フレーム
回路１２に出力し、フリーズ・フレーム回路１２内の各
フィールドメモリの記憶内容の更新を禁止する。これに
より、各フィールドメモリの記憶内容を固定してモニタ
映像を静止させるようにしている。

【００１４】次に、上記動き検出回路２０について図２
を参照しながら詳説する。図２は上記動き検出回路２０
の一実施例を示すブロック図である。この動き検出回路
２０は、マルチプレクサ２１、フィールドメモリ２２
Ａ，２２Ｂ、減算器２３、絶対値回路２４、積算回路２
５、比較回路２６、閾値発生回路及び制御回路２７、タ
イマ２８及びフリーズ・フレーム制御信号発生回路２９
から構成されている。

【００１５】マルチプレクサ２１は面順次映像信号のう
ち同一色の映像信号のみを抽出し、これを交互にフィー
ルドメモリ２２Ａ，２２Ｂに出力する。各フィールドメ
モリ２２Ａ，２２Ｂからは同一位置の画素のデータが同
時に読み出され、減算器２３に加えられる。減算器２３
では同一位置の画素の差がとられ、絶対値回路２４を介
して前記差の絶対値が積算回路２５に加えられる。

【００１６】積算回路２５は、例えば図３（Ａ）に示す
ように画面を９つの領域に区分し、この区分した領域別
に絶対値回路２４から入力する絶対値を合計し、これら
の合計値を各領域の画像の動きの度合いを示す動きレベ
ルとして比較回路２６に出力する。比較回路２６の他の
入力には閾値発生回路及び制御回路２７から前記各領域
別の閾値が加えられている。即ち、閾値発生回路及び制
御回路２７は、画面の領域別にその領域の画像の許容で
きる動きの度合いを示す複数の閾値を出力する。尚、図
３（Ａ）において、１は動きレベルの感度の高い領域を
示し、０．５は動きレベルの感度の低い領域を示してお
り、従って、画面の中央部に対応して設定される閾値は
その周囲の領域に比べて低く設定され、円形画像領域の
周囲の動き感度は、より大きく重み付けされることにな
る。

【００１７】比較回路２６はこれらの各領域別の２入力
をそれぞれ比較し、その比較結果をフリーズ・フレーム
制御信号発生回路２９に出力する。さて、閾値発生回路
及び制御回路２７はフリーズ・フレーム要求を入力する
と、フリーズ・フレーム要求をタイマ２８及びフリーズ
・フレーム制御信号発生回路２９に出力するとともに、
フレーム数Ｘを示すデータをフリーズ・フレーム制御信
号発生回路２９に出力する。タイマ２８は、例えばフリ
ーズ・フレーム要求を入力してから２〜３秒後に動き検
出を無効にする信号をフリーズ・フレーム制御信号発生
回路２９に加える。

【００１８】フリーズ・フレーム制御信号発生回路２９
はフリーズ・フレーム要求を入力すると動作可能にな
り、前記比較回路２６から入力する比較結果から全領域
における動きレベルがそれぞれ各領域別に設定された閾
値よりも低い場合は、画像全体が静止していると判別す
る。このようにして静止状態と判別された画像が、前記
閾値発生回路及び制御回路２７から入力するフレーム数
Ｘ（例えばＸ＝３）だけ連続すると、フリーズ・フレー
ム制御信号をフリーズ・フレーム回路１２に出力する。
尚、フレーム数Ｘは、最適性能を得るために内視鏡（ボ
アスコープ）のタイプ、手順及び使用者の好みに従って
変更することができる。

【００１９】フリーズ・フレーム制御信号発生回路２９
はフリーズ・フレーム要求を入力したのちタイマ２８か
ら動き検出を無効にする信号を入力すると、フリーズ・
フレーム制御信号をフリーズ・フレーム回路１２に出力
する。これにより、使用者はフリーズ・フレーム要求を
すると、必ず静止画を得ることができるが、タイマ２８
から動き検出を無効にする信号を入力してフリーズ・フ
レーム制御信号を発生した場合にはその静止画は色ずれ
があるものになる。別法として、フリーズ・フレーム要
求を入力してから２〜３秒しても静止画像が全く発見さ
れない場合には、画像が静止するまで、或いは使用者が
フリーズ・フレーム要求を使用禁止にするまで、使用者
へのメッセージをモニタ上に表示するようにしてもよ
い。

【００２０】図３には異なるサイズ、形状、位置、及び
動き閾値に影響を有する領域を含む４つの画像例が示さ
れている。図３（Ａ）には、前述したように円形画像領
域の周囲の動き感度がより大きく重み付けられた場合の
構成例が示されている。この構成例の場合、関心のある
観察対象部が画面の中心にない適応例において回路性能
を向上させることができる。

【００２１】図３（Ｂ）には、動き感度が画像を横断す
る水平帯域に分散されている構成例が示されている。こ
の構成例の特徴は比較的コストが安いことで、しかも画
像の一領域に動きが集中し過ぎないようにして性能を向
上させている。図３（Ｃ）には、円形画像領域の中心部
の動き感度がより大きく重み付けされた構成例が示され
ている。この構成例の場合は、関心のある観察対象部が
画像の中心部にある適応例において回路性能を向上させ
ることができる。

【００２２】図３（Ｄ）には、円形画像領域の周囲部の
動き感度がより大きく重み付けされた構成例が示されて
いる。この構成例では、（画像中心部周辺の）回転運動
を図３（Ｃ）の場合よりも少なくすることができる。こ
の構成を使用すると、関心のある観察対象部が画像の中
心部にない適用例において回路性能を向上させることが
できる。

【００２３】図４は図１と同様なブロック図であるが、
レベル設定回路３０及び語長削減回路３２が付加されて
いる。レベル設定回路３０は面順次映像信号のノイズを
減少させることにより動き検出回路２０の検出性能を高
めることができる。即ち、レベル設定回路３０は各入力
画素の振幅に影響を与え、図５に示すように比較的低い
閾値Th_L 以下の振幅を有する画素は全て黒レベルに設定
され、比較的高い閾値Th_U 以上の振幅を有する画素は全
て白レベルに設定さる。この工程では、明暗領域部のノ
イズに起因する誤った動き検出を排除することにより動
き検出回路２０の実際の動きに対する感度を向上させ
る。

【００２４】語長削減回路３２は動き検出回路２０のハ
ードウエアのコストを削減することができる。語長削減
回路３２に入力する画素の語長は８ビットであるが、語
長削減回路３２は画素振幅のダイナミックレンジが４ビ
ットになるように減少させる。尚、上記実施例では画面
の各領域別に複数の閾値を設定するようにしたが、これ
に限らず、各領域別の動きレベルにそれぞれ各領域の画
像の関心度にかかわる重み付けをして（適宜の係数を掛
けて）動きレベルを求め、この動きレベルと所定の閾値
とを比較し、その比較結果に基づいて動画か静止画かを
判別するようにしてもよい。順次入力する色画像のう
ち、同一色画像同士を比較するようにしたが、異なる色
画像同士を比較するようにしてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る電子内
視鏡装置によれば、入力する全画面における関心度の分
布に対応して画面の領域別に重み付けをして静止画か動
画かの判別を行うようにしたため、フリーズ・フレーム
要求をすると、使用者の要求に応じた静止画を比較的速
く得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子内視鏡装置の一実施例を示す
要部ブロック図である。

【図２】図１の動き検出回路の詳細例を示すブロック図
である。

【図３】異なるサイズ、形状、位置、及び動き閾値に影
響を有する領域を含む４つの画像例を示す図である。

【図４】本発明に係る電子内視鏡装置の他の実施例を示
す要部ブロック図である。

【図５】図４のレベル設定回路を説明するために用いた
グラフである。

【符号の説明】 １２…フリーズ・フレーム回路 ２０…動き検出回路 ２１…マルチプレクサ ２２Ａ，２２Ｂ…フィールドメモリ ２３…減算器 ２４…絶対値回路 ２５…積算回路 ２６…比較回路 ２７…閾値発生回路及び制御回路 ２９…フリーズ・フレーム制御信号発生回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 1/00 - 1/32

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スコープ先端から赤、緑、青の照明光を
   順次観察対象部に向けて照射し、固体撮像素子により順
   次各色別の画像を撮像し、この撮像により得た赤、緑、
   青の面順次映像信号を各色毎のフィールドメモリに記憶
   させるとともに同時に読み出すことによって同時式カラ
   ー映像信号を得、カラー映像をモニタに表示し、またフ
   リーズ・フレーム制御信号を入力すると前記フィールド
   メモリの記憶内容を固定してモニタ映像を静止させるよ
   うにした電子内視鏡装置において、 １フィールド又は１フレームの面順次映像信号を所定の
   周期で入力し、入力した前後の１フィールド又は１フレ
   ームの面順次映像信号に基づいて、予め設定された画面
   全体を複数の領域に区分したそれぞれの領域別に、各領
   域毎の画像の動きの度合いを示す動きレベルを出力する
   動きレベル発生手段と、 前記画面の領域別にその領域の画像の許容できる動きの
   度合いを示す閾値を出力する手段であって、前記各領域
   別に設定される複数の閾値を出力する閾値発生手段と、 前記動きレベル発生手段から出力される各領域別の動き
   レベルと前記閾値発生手段から出力される各領域毎の閾
   値とをそれぞれ比較し、前記複数の領域の全ての比較結
   果に基づいて動画か静止画かを判別する判別手段と、 フリーズ・フレーム要求を入力したのち前記判別手段が
   静止画と判別すると、前記フリーズ・フレーム制御信号
   を出力するフリーズ・フレーム制御信号発生手段と、 を備えたことを特徴とする電子内視鏡装置。
2. 【請求項２】 スコープ先端から赤、緑、青の照明光を
   順次観察対象部に向けて照射し、固体撮像素子により順
   次各色別の画像を撮像し、この撮像により得た赤、緑、
   青の面順次映像信号を各色毎のフィールドメモリに記憶
   させるとともに同時に読み出すことによって同時式カラ
   ー映像信号を得、カラー映像をモニタに表示し、またフ
   リーズ・フレーム制御信号を入力すると前記フィールド
   メモリの記憶内容を固定してモニタ映像を静止させるよ
   うにした電子内視鏡装置において、 １フィールド又は１フレームの面順次映像信号を所定の
   周期で入力し、入力した前後の１フィールド又は１フレ
   ームの面順次映像信号に基づいて、予め設定された画面
   全体を複数の領域に区分したそれぞれの領域別に、各領
   域毎の画像の動きの度合いを示す動きレベルを、それぞ
   れ各領域の画像の関心度にかかわる重み付けをして出力
   する動きレベル発生手段と、 動画か静止画かを判別するための所定の閾値を出力する
   閾値発生手段と、 前記動きレベル発生手段から出力される各領域別に重み
   付けされた動きレベルと前記閾値発生手段から出力され
   る前記所定の閾値とを比較し、前記複数の領域の全ての
   比較結果に基づいて動画か静止画かを判別する判別手段
   と、 フリーズ・フレーム要求を入力したのち前記判別手段が
   静止画と判別すると、前記フリーズ・フレーム制御信号
   を出力するフリーズ・フレーム制御信号発生手段と、 を備えたことを特徴とする電子内視鏡装置。