JP6242558B2 - 撮像システム及び画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像システム及び画像処理装置に関し、特に、相互に異なる複数の波長帯域の照明光を順次照射して被写体を撮像する撮像システム及び画像処理装置に関するものである。

医療分野においては、例えば、内視鏡等のような、生体に対して低侵襲な装置を用いた手術が従来行われている。

内視鏡を用いた観察方法としては、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の各色の光を生体内の被写体に照射することにより、肉眼による観察と略同様の色合いの画像を得る通常光観察、及び、通常光観察の照明光に比べて狭い帯域の光を生体内の被写体に照射することにより、生体の粘膜表層に存在する血管等が強調された画像を得る狭帯域光観察等の観察方法が従来知られている。

そして、例えば、日本国特許第５３２６０６５号公報には、Ｇ（緑）の波長帯域を透過帯域としたフィルタ及びＢ（青）の波長帯域を透過帯域とした２つのフィルタを周方向に等しい角度で設けた回転フィルタと、光源から発光される光の帯域を狭帯域にして回転フィルタに出射する狭帯域フィルタとを用いて狭帯域光観察を行う内視鏡装置が開示されている。

この日本国特許第５３２６０６５号公報に開示された内視鏡装置は、Ｇの波長帯域の照明光と、Ｂの波長帯域の照明光とを順次照射して被写体を撮像し、被写体像を撮像して得られた複数フィールド分の画像を用いて１フレーム分の表示用画像を生成するような、面順次方式の動作を行う装置として構成されている。

具体的には、日本国特許第５３２６０６５号公報には、例えば、Ｇ照明光による撮像と、Ｂ１及びＢ２照明光による撮像とを行い、Ｇ照明光の戻り光に基づくＧ撮像画像と、Ｂ１及びＢ２照明光の戻り光に基づくＢ１及びＢ２撮像画像と取得して、これらの撮像画像を所定の演算により合成信号を求め、狭帯域光観察用の撮像画像をモニタに表示するための構成が開示されている。

ところで、面順次方式の狭帯域光観察においては、例えば、狭帯域光観察の１重露光において、Ｇ画像の更新のタイミングのカラー画像合成時に、更新されたＧ画像に２フィールド前のＢ画像を合成していたため、色ずれが大きくなるという問題点があった。

そこで、本発明は、面順次方式の狭帯域光観察において表示される映像の色ずれを小さくすることができる撮像システム及び画像処理装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の撮像システムは、複数色の照明光を順次照射して被写体を撮像する撮像システムであって、所定の時間内に、第１の色の波長帯域の第１の照明光による照明を行うと共に、前記第１の色の波長帯域とは異なる第２の色の波長帯域の第２の照明光及び前記第２の照明光より時間的に後に出射される前記第２の色の波長帯域の第３の照明光による照明を行う光源部と、前記光源部から出射される照明光により照明された被写体像からの戻り光を所定の期間毎に撮像して撮像信号を出力するように構成された撮像部と、前記撮像部から出力される撮像信号に基づき、前記第１の照明光の戻り光に応じた第１の画像信号と、前記第２の照明光の戻り光に応じた第２の画像信号と、前記第３の照明光の戻り光に応じた第３の画像信号とを１フィールド分ずつ生成して順次出力するように構成された画像生成部と、前記画像生成部から順次出力される画像信号を、第１の色チャンネル、第２の色チャンネル、及び、第３の色チャンネルに選択的に割り当てるように構成された割り当て部と、を有し、前記割り当て部は、１フレームを構成する各フィールド期間において、前記第１の色チャンネルに対して前記第１の画像信号を割り当て、更に、前記第２及び前記第３の色チャンネルに対して前記第２の画像信号を用いて割り当てる第１の割り当て処理と、前記第１の色チャンネルに対して前記第１の画像信号を割り当て、更に、前記第２及び前記第３の色チャンネルに対して前記第３の画像信号を用いて割り当てる第２の割り当て処理と、を切り替える。

また、本発明の一態様の画像処理装置は、所定の時間内に、第１の色の波長帯域の第１の照明光による照明を行うと共に、前記第１の色の波長帯域とは異なる第２の色の波長帯域の第２の照明光及び前記第２の照明光より時間的に後に出射される前記第２の色の波長帯域の第３の照明光による照明を行う光源部から出射される照明光により照明された被写体像からの戻り光を所定の期間毎に撮像して撮像信号を出力するように構成された撮像部から出力される撮像信号に基づき、前記第１の照明光の戻り光に応じた第１の画像信号と、前記第２の照明光の戻り光に応じた第２の画像信号と、前記第３の照明光の戻り光に応じた第３の画像信号とを１フィールド分ずつ生成して順次出力するように構成された画像生成部と、前記画像生成部から順次出力される画像信号を、第１の色チャンネル、第２の色チャンネル、及び、第３の色チャンネルに選択的に割り当てるように構成された割り当て部と、を有し、前記割り当て部は、１フレームを構成する各フィールド期間において、前記第１の色チャンネルに対して前記第１の画像信号を割り当て、更に、前記第２及び前記第３の色チャンネルに対して前記第２の画像信号を用いて割り当てる第１の割り当て処理と、前記第１の色チャンネルに対して前記第１の画像信号を割り当て、更に、前記第２及び前記第３の色チャンネルに対して前記第３の画像信号を用いて割り当てる第２の割り当て処理と、を切り替える。

本発明の一実施形態に係る撮像システムの構成を示す図である。 狭帯域光観察モード時の動作の一例を説明するための図である。 狭帯域光観察モード時に同時化される画像データの一例を説明するための図である。 狭帯域光観察モード時に同時化される画像データの一例を説明するための図である。 狭帯域光観察モード時に同時化される画像データの一例を説明するための図である。 狭帯域光観察モード時に同時化される画像データの他の例を説明するための図である。 狭帯域光観察モード時に同時化される画像データの他の例を説明するための図である。 狭帯域光観察モード時に同時化される画像データの他の例を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る撮像システムの構成を示す図である。

撮像システム１０１は、図１に示すように、生体である被検体内に挿入可能な細長形状の挿入部を具備するとともに、被検体内の生体組織等の被写体を撮像して撮像信号を出力する内視鏡１と、内視鏡１の内部に挿通配置されたライトガイド６を介して被写体の観察に用いられる照明光を供給する光源装置２と、内視鏡１から出力される撮像信号に応じた映像信号を生成して出力する画像処理装置としてのプロセッサ３と、プロセッサ３から出力される映像信号に応じた画像等を表示する表示装置４と、術者等のユーザの入力操作に応じた指示等をプロセッサ３に対して行うことが可能なスイッチ及び／またはボタン等を備えた入力装置５、とを有して構成されている。

内視鏡１は、ライトガイド６により伝送された光を被写体へ照射する照明光学系１１と、照明光学系１１から照射された光に応じて被写体から発せられる戻り光を撮像して得られた撮像信号を出力する撮像部１２と、を挿入部の先端部に設けて構成されている。また、内視鏡１は、ユーザの操作に応じた種々の指示をプロセッサ３に対して行うことができるスコープスイッチ１３を有して構成されている。

撮像部１２は、光源装置２から出射される照明光により照明された被写体からの戻り光を所定の期間毎に撮像して撮像信号を出力するように構成されている。具体的には、撮像部１２は、被写体から発せられる戻り光を結像する対物光学系１２ａと、戻り光を受光するための撮像面が対物光学系１２ａの結像位置に合わせて配置された撮像素子１２ｂと、を有して構成されている。

撮像素子１２ｂは、例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ等により構成され、プロセッサ３から出力される撮像素子駆動信号に応じて駆動するとともに、撮像面に結像された被写体からの戻り光を撮像して得られた撮像信号を順次出力するように構成されている。

スコープスイッチ１３には、例えば、ユーザの操作に応じ、撮像システム１０１の観察モードを白色光（通常光）観察モードまたは狭帯域光観察モードのいずれかに設定するための指示をプロセッサ３に対して行うことが可能な観察モード設定スイッチ（不図示）が設けられている。

光源装置２は、白色光を発光するキセノンランプ等により構成される光源２１と、回転フィルタ２２とを有して構成されている。この回転フィルタ２２は、白色光観察用の回転フィルタ及び狭帯域光観察用の回転フィルタを備えて構成されている。回転フィルタ２２は、制御部３４からの切替信号に基づいて、白色光観察用の回転フィルタまたは狭帯域光観察用の回転フィルタが光源２１からの照明光の光路に挿入されるように構成されている。

なお、回転フィルタ２２の構成は、白色光観察用及び狭帯域光観察用の回転フィルタを備えた構成に限定されることなく、他の構成であってもよい。また、光源２１は、キセノンランプ等に限定されることなく、例えば、ＬＥＤやレーザーダイオード等であってもよい。また、光源２１は、回転フィルタを備えずにLEDやレーザーダイオード等を例えばPWM制御等によりＲ（赤）光、Ｇ（緑）光、及び、Ｂ（青）光を時分割に照射するような構成であってもよい。

回転フィルタ２２は、円板形状で、周方向には、３つの開口が等しい角度で設けられており、３つの開口には、それぞれフィルタが取り付けられている。例えば、白色光観察用の回転フィルタには、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、及び、Ｂ（青）のフィルタが設けられ、Ｒ光、Ｇ光、及び、Ｂ光が順次出射されるように構成されている。また、狭帯域光観察用の回転フィルタには、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、及び、Ｂ’（青）のフィルタが設けられ、Ｇ光、Ｂ光、及び、Ｂ’光が順次出射されるように構成されている。なお、Ｂ光及びＢ’光は、同じ波長帯域の照明光である。

すなわち、光源部を構成する光源２１及び回転フィルタ２２は、狭帯域光観察モード時には、第１の帯域の第１の照明光（Ｇ光）による照明を行うと共に、第２の帯域の第２の照明光（Ｂ光）及び第２の照明光より時間的に後に出射される第２の帯域の第３の照明光（Ｂ’）による照明を行う。なお、本実施形態では、面順次方式の撮像システムについて説明するが、これに限定されることなく、同時方式の撮像システムに適用してもよい。

回転フィルタ２２は、中心が図示しない回転用モータの回転軸に取り付けられており、回転駆動されるように構成されている。そして、回転フィルタ２２は、制御部３４からの制御信号に基づいて、所定の速度で回転するように構成されている。

回転フィルタ２２から出射された照明光は、ライトガイド６の入射端に入射され、内視鏡１の挿入部の先端部から被写体に向けて照射される。被写体からの戻り光は、上述したように、撮像素子１２ｂにより撮像され、撮像信号としてプロセッサ３に供給される。

プロセッサ３は、前処理部３１と、同時化処理部３２と、画像処理部３３と、制御部３４と、を有して構成されている。

画像生成部を構成する前処理部３１は、例えば、ノイズ低減回路及びＡ／Ｄ変換回路等の信号処理回路を具備し、内視鏡１から順次出力される撮像信号に対してノイズ除去及びＡ／Ｄ変換等の処理を施すことにより１フィールド分の画像データを生成する。そして、前処理部３１は、生成した１フィールド分の画像データを同時化処理部３２及び制御部３４へ順次出力するように構成されている。

同時化処理部３２は、例えば、後述の同時化処理制御信号に応じて動作するセレクタと、そのセレクタの後段に接続された複数のメモリと、を具備する同時化回路として構成されている。また、同時化処理部３２は、制御部３４から出力される同時化処理制御信号に基づき、前処理部３１から順次出力される画像データを複数フィールド分蓄積する。

そして、割り当て部を構成する同時化処理部３２は、蓄積した複数フィールド分の画像データを、表示装置４の赤色に対応するＲチャンネル、表示装置４の緑色に対応するＧチャンネル、及び、表示装置４の青色に対応するＢチャンネルに選択的に割り当てて画像処理部３３に同時に出力するように構成されている。

画像処理部３３は、例えば、合成回路等の画像処理回路を具備して構成されている。また、画像処理部３３は、Ｒチャンネル、Ｇチャンネル及びＢチャンネルに割り当てられた状態で出力される各画像データを合成することにより１フレーム分の画像データを生成する。そして、画像処理部３３は、生成した１フレーム分の画像データに対してガンマ補正等の所定の画像処理を施すことにより映像信号を生成し、生成した映像信号を表示装置４へ順次出力するように構成されている。

制御部３４は、例えば、ＣＰＵまたは制御回路等を具備して構成されている。また、制御部３４は、スコープスイッチ１３の観察モード設定スイッチにおいて設定された観察モードを検出し、検出した観察モードに応じた照明光を出射させるための照明制御信号を生成して回転フィルタ２２へ出力するように構成されている。また、制御部３４は、狭帯域光観察モードに設定されたことを検出した際に、前処理部３１から出力される画像データＢＤ（後述）の輝度値、すなわち、画像データＢＤから取得した評価値に基づき、Ｒチャンネル、Ｇチャンネル及びＢチャンネルにおける画像データの割り当て及び画像データの更新頻度をそれぞれ設定するための同時化処理制御信号を生成して同時化処理部３２へ出力するように構成されている。

次に、このように構成された撮像システムの動作について説明する。

まず、ユーザは、撮像システム１０１の各部を接続して電源を投入した後、スコープスイッチ１３の観察モード設定スイッチを操作することにより、撮像システム１０１の観察モードを白色光観察モードに設定する。

制御部３４は、白色光観察モードに設定されたことを検出すると、白色光観察用の回転フィルタを所定の速度で回転させるための制御信号を生成して回転フィルタ２２に出力する。また、制御部３４は、被写体からの戻り光を所定期間毎に撮像させるための撮像素子駆動信号を生成して撮像素子１２ｂに出力する。また、制御部３４は、白色光観察モードに設定されたことを検出すると、Ｒチャンネル、Ｇチャンネル及びＢチャンネルにおける画像データの割り当て及び画像データの更新頻度をそれぞれ設定するための同時化処理制御信号を生成して同時化処理部３２に出力する。

白色光観察用の回転フィルタは、Ｒフィルタ、Ｇフィルタ、Ｂフィルタが設けられており、白色光観察用の回転フィルタが所定の速度で回転することにより、光源装置２から出射されるとともに照明光学系１１を経て被写体に照射される照明光が、Ｒ光→Ｇ光→Ｂ光→Ｒ光…の順にかつ所定期間毎に切り替わる。

撮像素子１２ｂは、制御部３４から出力される撮像素子駆動信号に基づき、光源装置２から出射される照明光により照明された被写体からの戻り光を所定期間毎に撮像して撮像信号を出力する。すなわち、このような撮像素子１２ｂの動作によれば、Ｒ光が照明されている期間中に受光した戻り光、Ｇ光が照射されている期間中に受光した戻り光、及び、Ｂ光が照射されている期間中に受光した戻り光がそれぞれ１回ずつ撮像される。

前処理部３１は、撮像素子１２ｂから出力される撮像信号に基づき、Ｒ光の戻り光に応じた画像データＲＤと、Ｇ光の戻り光に応じた画像データＧＤと、Ｂ光の戻り光に応じた画像データＢＤと、を１フィールド分ずつ生成して同時化処理部３２及び制御部３４へ順次出力する。

同時化処理部３２は、制御部３４から出力される同時化処理制御信号に基づき、前処理部３１から順次出力される画像データＲＤ、ＧＤ及びＢＤを１フィールド分ずつ蓄積する。そして、同時化処理部３２は、蓄積した１フィールド分の画像データＲＤをＲチャンネルに割り当て、蓄積した１フィールド分の画像データＧＤをＧチャンネルに割り当て、蓄積した１フィールド分の画像データＢＤをＢチャンネルに割り当てて、画像処理部３３に同時に出力する。また、同時化処理部３２は、制御部３４から出力される同時化処理制御信号に基づき、Ｒチャンネルに割り当てる画像データＲＤを１回更新する動作と、Ｇチャンネルに割り当てる画像データＧＤを１回更新する動作と、Ｂチャンネルに割り当てる画像データＢＤを１回更新する動作と、を順次行う。

画像処理部３３は、Ｒチャンネルに割り当てられた画像データＲＤと、Ｇチャンネルに割り当てられた画像データＧＤと、Ｂチャンネルに割り当てられた画像データＢＤと、を合成することにより１フレーム分のＲＧＢカラー画像データを生成する。そして、画像処理部３３は、生成した１フレーム分のＲＧＢカラー画像データに対してガンマ補正等の所定の画像処理を施すことにより映像信号を生成し、生成した映像信号を表示装置４に順次出力する。

一方、ユーザは、撮像システム１０１の観察モードを白色光観察モードに設定した状態において、表示装置４に表示される画像を確認しながら内視鏡１の挿入部を被検体の内部に挿入してゆくことにより、挿入部の先端部を所望の被写体の近傍に配置する。その後、ユーザは、内視鏡１の挿入部の先端部を所望の被写体の近傍に配置した状態において、スコープスイッチ１３の観察モード設定スイッチを操作することにより、撮像システム１０１の観察モードを狭帯域光観察モードに設定する。

図２は、狭帯域光観察モード時の動作の一例を説明するための図である。制御部３４は、狭帯域光観察モードに設定されたことを検出すると、狭帯域光観察用の回転フィルタを所定の速度で回転させるための制御信号を生成して回転フィルタ２２に出力する。また、制御部３４は、被写体からの戻り光を所定期間ＦＰ１毎に撮像させるための撮像素子駆動信号を生成して撮像素子１２ｂに出力する。また、制御部３４は、狭帯域光観察モードに設定されたことを検出すると、Ｒチャンネル、Ｇチャンネル及びＢチャンネルにおける画像データの割り当て及び画像データの更新頻度をそれぞれ設定するための同時化処理制御信号を生成して同時化処理部３２に出力する。

狭帯域光観察用の回転フィルタは、Ｇフィルタ、Ｂフィルタ、Ｂ’フィルタが設けられており、狭帯域光観察用の回転フィルタが所定の速度で回転することにより、光源装置２から出射されるとともに照明光学系１１を経て被写体に照射される照明光が、図２に示すように、Ｇ０光→Ｂ０光→Ｂ０’光→Ｇ１光…の順にかつ所定期間ＦＰ１毎に切り替わる。

撮像素子１２ｂは、制御部３４から出力される撮像素子駆動信号に基づき、光源装置２から出射される照明光により照明された被写体からの戻り光を所定期間ＦＰ１毎に撮像して撮像信号を出力する。すなわち、このような撮像素子１２ｂの動作によれば、Ｇ光が照射されている期間中に受光した戻り光、Ｂ光が照射されている期間中に受光した戻り光、及び、Ｂ’光が照射されている期間中に受光した戻り光がそれぞれ１回ずつ撮像される。

前処理部３１は、撮像素子１２ｂから出力される撮像信号に基づき、Ｇ光の戻り光に応じた画像データ（第１の画像信号）ＧＤと、Ｂ光の戻り光に応じた画像データ（第２の画像信号）ＢＤと、Ｂ’光の戻り光に応じた画像データ（第３の画像信号）ＢＤ’と、を１フィールド分ずつ生成して同時化処理部３２及び制御部３４へ順次出力する。

同時化処理部３２は、制御部３４から出力される同時化処理制御信号に基づき、前処理部３１から順次出力される画像データＧＤ、ＢＤ及びＢＤ’を１フィールド分ずつ蓄積する。そして、同時化処理部３２は、所定のタイミングで下記の式（１）または式（２）を切り替えて、蓄積した複数フィールド分の画像データを各色チャンネルに割り当てる処理を行う。

式１

式２

具体的には、同時化処理部３２は、Ｒチャンネル（第１のチャンネル）に画像データＧＤを割り当てたタイミング（画像データＧＤを更新するタイミング：図２の所定期間ＦＰ１ａ及びＦＰ１ｂのタイミング）である第１のフィールド期間において、式（２）を用いた割り当て処理（第２の割り当て処理）を行い、Ｇチャンネル（第２のチャンネル）及びＢチャンネル（第３のチャンネル）に画像データＢＤ’を割り当てる。

一方、同時化処理部３２は、Ｒチャンネルに画像データＧＤを割り当てたタイミングである第１のフィールド期間以外のフィールド期間において、式（１）を用いた割り当て処理（第１の割り当て処理）を行い、Ｇチャンネル及びＢチャンネルに画像データＢＤを割り当てる。

すなわち、同時化処理部３２は、第１のフィールド期間では、蓄積した１フィールド分の画像データＧＤをＲチャンネルに割り当て、蓄積した１フィールド分の画像データＢＤ’をＧチャンネル及びＢチャンネルに割り当てる。一方、同時化処理部３２は、第１のフィールド期間以外のフィールド期間では、蓄積した１フィールド分の画像データＧＤをＲチャンネルに割り当て、蓄積した１フィールド分の画像データＢＤをＧチャンネル及びＢチャンネルに割り当てる。同時化処理部３２は、このように画像データを各色チャンネルに割り当てて、画像処理部３３に同時に出力する。

なお、上記式（１）及び式（２）において、Ｗは、画像データＢＤ＋画像データＢＤ’の輝度値に応じて変更される変数であり、０≦Ｗ≦１である。Ｗ＝０の場合、１フィールド分の画像データＧＤと、１フィールド分の画像データＢＤまたはＢＤ’とを同時化（合成）する一重露光となる。一方、０＜Ｗ≦１の場合、一重露光で使用している画像データに加え、一重露光で使用していない画像データＢＤまたはＢＤ’を所定の割合で同時化する二重露光となる。

具体的には、画像データＢＤの輝度値が所定の閾値未満の場合、ＢＤ＋ＢＤ’＊Ｗが所定の閾値となるようにＷ（０＜Ｗ≦１）を決定する。

また、画像データＢＤの輝度値が所定の閾値以上の場合、Ｗ＝０となり、一重露光となる。

本説明は、実施例に従いフレームに応じてＢＤとＢＤ’が逆転する。また、ユーザによって一重露光と二重露光とを切り替えるように構成してもよい。

画像処理部３３は、第１のフィールド期間では、Ｒチャンネルに割り当てられた画像データＧＤと、Ｇチャンネル及びＢチャンネルに割り当てられた画像データＢＤ’と、を合成することにより１フレーム分の狭帯域光画像データを生成する。一方、画像処理部３３は、第１のフィールド期間以外のフィールド期間では、Ｒチャンネルに割り当てられた画像データＧＤと、Ｇチャンネル及びＢチャンネルに割り当てられた画像データＢＤと、を合成することにより１フレーム分の狭帯域光画像データを生成する。そして、画像処理部３３は、生成した１フレーム分の狭帯域光画像データに対してガンマ補正等の所定の画像処理を施すことにより映像信号を生成し、生成した映像信号を表示装置４に順次出力する。

図３は、狭帯域光観察モード時に同時化される画像データの一例を説明するための図である。なお、図３は、式（１）及び式（２）のＷがＷ＝０の一重露光の場合に同時化される画像データの一例である。

図３Ａは、順次撮像された画像データＧＤ０、ＢＤ０、ＢＤ０’がメモリに格納された状態を示している。この場合、従来及び本実施形態では、式（１）を用いて割り当て処理を行い、画像データＧＤ０と、画像データＢＤ０とが同時化されることになる。

図３Ｂは、さらに、画像データＧＤ１がメモリに格納された状態を示している。すなわち、図３Ｂは、画像データＧＤ１の更新のタイミングを示している。従来では、画像データＧＤ１の更新のタイミングでも、式（１）を用いて割り当て処理を行っていた。そのため、図３Ｂに示すように、従来では、画像データＧＤ１と、２フィールド前の画像データＢＤ０とが同時化されていた。

これに対し、本実施形態では、画像データＧＤ１の更新のタイミングにおいて、式（１）から式（２）に切り替えて、切り替えた式（２）を用いて割り当て処理を行っている。そのため、図３Ｂに示すように、本実施形態では、画像データＧＤ１と、１フィールド前の画像データＢＤ０’とが同時化されることになる。

図３Ｃは、さらに、画像データＢＤ１がメモリに格納された状態を示している。この場合、従来及び本実施形態では、式（１）を用いて割り当て処理を行い、画像データＧＤ１と、画像データＢＤ１とが同時されることになる。従来では、図３Ｂから図３Ｃに変更した際、同時化する画像データが、画像データＢＤ０から画像データＢＤ１に変更される。そのため、同時化されるＢの画像データが一気に移動することになり、動画観察時にガタついて見える。

このように、従来では、画像データＧＤ１を更新するタイミングで、更新された画像データＧＤ１と２フィールド前の画像データＢＤ０とを用いて同時化していたため、色ずれが大きく、動画観察時にガタついて見えていた。

これに対し、本実施形態では、画像データＧＤを更新するタイミングにおいて、割り当て処理を式（１）から式（２）に切り替えることで、更新された画像データＧＤ１と、１フィールド前の画像データＢＤ０’とを用いて同時化するようにしている。より具体的には、撮像システム１０１は、狭帯域光観察モードにおいて、Ｒチャンネルに画像データＧＤを割り当てるタイミングである第１のフィールド期間に、式（２）を用いた第２の割り当て処理を行い、第１のフィールド期間以外の期間に、式（１）を用いた第１の割り当て処理を行うようにしている。

この結果、本実施形態の撮像システム１０１は、狭帯域光観察モード時の一重露光において、２フィールド前の画像データＢＤを用いて同時化されることがないため、色ずれが軽減され、動画観察時にガタつきが解消されることになる。

次に、二重露光について説明する。制御部３４は、画像データＢＤと画像データＢＤ’とを加算して得られる画像データ（第４の画像信号）の輝度値が所定の閾値未満か否かを判定する。加算して得られた画像データの輝度値が所定の閾値未満である場合、画像データＢＤと画像データＢＤ’とを加算して得られる画像データをＧチャンネル及びＢチャンネルに割り当てるための同時化処理制御信号を生成して同時化処理部３２に出力する。なお、加算して得られた画像データの輝度値が所定の閾値以上の場合、上述した一重露光の制御が行われる。

同時化処理部３２は、Ｒチャンネルに画像データＧＤを割り当てたタイミングである第１のフィールド期間において、上述した式（２）を用いた割り当て処理を行い、Ｇチャンネル及びＢチャンネルに所定の割合の画像データＢＤと１フィールド分の画像データＢＤ’とを加算した画像データを割り当てる。なお、所定の割合は、画像データＢＤと画像データＢＤ’とを加算して得られる画像データの輝度値に応じて変更されるものである。

一方、同時化処理部３２は、Ｒチャンネルに画像データＧＤを割り当てたタイミングである第１のフィールド期間以外のフィールド期間において、上述した式（１）を用いた割り当て処理を行い、Ｇチャンネル及びＢチャンネルに１フィールド分の画像データＢＤと所定の割合の画像データＢＤ’とを加算した画像データを割り当てる。

図４は、狭帯域光観察モード時に同時化される画像データの他の例を説明するための図である。なお、図４は、式（１）及び式（２）のＷが０＜Ｗ≦１の二重露光の場合に同時化される画像データの一例である。

図４Ａは、順次撮像された画像データＧＤ０、ＢＤ０、ＢＤ０’がメモリに格納された状態を示している。この場合、従来及び本実施形態では、式（１）を用いて割り当て処理を行い、画像データＧＤ０と、画像データＢＤ０と、所定の割合（例えば、０より大きく１以下）の画像データＢＤ０’と、が同時化されることになる。

図４Ｂは、さらに、画像データＧＤ１がメモリに格納された状態を示している。すなわち、図４Ｂは、画像データＧＤ１の更新のタイミングを示している。従来では、画像データＧＤ１の更新のタイミングでも、式（１）を用いて割り当て処理を行っていた。そのため、図４Ｂに示すように、従来では、画像データＧＤ１と、２フィールド前の画像データＢＤ０と、１フィールド前の所定の割合の画像データＢＤ０’と、が同時化されていた。

これに対し、本実施形態では、画像データＧＤ１の更新のタイミングにおいて、式（１）から式（２）に切り替えて、切り替えた式（２）を用いて割り当て処理を行っている。そのため、図４Ｂに示すように、本実施形態では、画像データＧＤ１と、１フィールド前の画像データＢＤ０’と、２フィールド前の所定の割合の画像データＢＤ０と、が同時化されることになる。

図４Ｃは、さらに、画像データＢＤ１がメモリに格納された状態を示している。この場合、従来及び本実施形態では、式（１）を用いて割り当て処理を行い、画像データＧＤ１と、１フィール後の画像データＢＤ１と、１フィールド前の所定の割合の画像データＢＤ０’と、が同時されることになる。

このように、従来では、画像データＧＤ１を更新するタイミングで、更新された画像データＧＤ１と、２フィールド前の画像データＢＤ０と、１フィールド前の所定の割合の画像データＢＤ０’とを用いて同時化していた。すなわち、画像データＧＤ１と２フィールド前の画像データＢＤ０とをメインにし、さらに１フィールド前の所定の割合の画像データＢＤ０’を用いて同時化していたため、色ずれが若干大きくなっていた。

これに対し、本実施形態では、画像データＧＤを更新するタイミングにおいて、割り当て処理を式（１）から式（２）に切り替えることで、更新された画像データＧＤ１と、１フィールド前の画像データＢＤ０’とをメインにし、さらに２フィールド前の所定の割合の画像データＢＤ０を用いて同時化するようにしている。

この結果、本実施形態の撮像システム１０１は、狭帯域光観察モード時の二重露光において、２フィールド前の画像データＢＤをメインとして同時化されることがないため、色ずれが軽減されることになる。

よって、本実施形態の撮像システムによれば、面順次方式の狭帯域光観察において表示される映像の色ずれを小さくすることができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

本出願は、２０１５年１２月２４日に日本国に出願された特願２０１５−２５２０２８号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲に引用されるものとする。

Claims (10)

1. 複数色の照明光を順次照射して被写体を撮像する撮像システムであって、
   所定の時間内に、第１の色の波長帯域の第１の照明光による照明を行うと共に、前記第１の色の波長帯域とは異なる第２の色の波長帯域の第２の照明光及び前記第２の照明光より時間的に後に出射される前記第２の色の波長帯域の第３の照明光による照明を行う光源部と、
   前記光源部から出射される照明光により照明された被写体像からの戻り光を所定の期間毎に撮像して撮像信号を出力するように構成された撮像部と、
   前記撮像部から出力される撮像信号に基づき、前記第１の照明光の戻り光に応じた第１の画像信号と、前記第２の照明光の戻り光に応じた第２の画像信号と、前記第３の照明光の戻り光に応じた第３の画像信号とを１フィールド分ずつ生成して順次出力するように構成された画像生成部と、
   前記画像生成部から順次出力される画像信号を、第１の色チャンネル、第２の色チャンネル、及び、第３の色チャンネルに選択的に割り当てるように構成された割り当て部と、を有し、
   前記割り当て部は、１フレームを構成する各フィールド期間において、
   前記第１の色チャンネルに対して前記第１の画像信号を割り当て、更に、前記第２及び前記第３の色チャンネルに対して前記第２の画像信号を用いて割り当てる第１の割り当て処理と、
   前記第１の色チャンネルに対して前記第１の画像信号を割り当て、更に、前記第２及び前記第３の色チャンネルに対して前記第３の画像信号を用いて割り当てる第２の割り当て処理と、
   を切り替えることを特徴とする撮像システム。
2. 前記第１の色チャンネルは、赤色に対応し、
   前記第２の色チャンネルは、緑色に対応し、
   前記第３の色チャンネルは、青色に対応することを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
3. 前記割り当て部は、前記第２の割り当て処理として、前記第１の色チャンネルに前記第１の画像信号を割り当てたタイミングである第１のフィールド期間において、前記第２及び前記第３の色チャンネルに前記第３の画像信号を割り当てることを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
4. 前記割り当て部は、前記第１の割り当て処理として、前記所定の時間内に設定される前記第１のフィールド期間以外のフィールド期間において、前記第２及び前記第３の色チャンネルに前記第２の画像信号を割り当てることを特徴とする請求項３に記載の撮像システム。
5. 前記第２の画像信号と前記第３の画像信号の輝度値を加算して得られる第４の画像信号を生成する画像合成部をさらに備え、
   前記割り当て部は、前記画像生成部により生成される画像信号の輝度値が所定の閾値未満である場合、前記第２及び前記第３の色チャンネルに前記第４の画像信号を割り当てることを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
6. 所定の時間内に、第１の色の波長帯域の第１の照明光による照明を行うと共に、前記第１の色の波長帯域とは異なる第２の色の波長帯域の第２の照明光及び前記第２の照明光より時間的に後に出射される前記第２の色の波長帯域の第３の照明光による照明を行う光源部から出射される照明光により照明された被写体像からの戻り光を所定の期間毎に撮像して撮像信号を出力するように構成された撮像部から出力される撮像信号に基づき、前記第１の照明光の戻り光に応じた第１の画像信号と、前記第２の照明光の戻り光に応じた第２の画像信号と、前記第３の照明光の戻り光に応じた第３の画像信号とを１フィールド分ずつ生成して順次出力するように構成された画像生成部と、
   前記画像生成部から順次出力される画像信号を、第１の色チャンネル、第２の色チャンネル、及び、第３の色チャンネルに選択的に割り当てるように構成された割り当て部と、を有し、
   前記割り当て部は、１フレームを構成する各フィールド期間において、
   前記第１の色チャンネルに対して前記第１の画像信号を割り当て、更に、前記第２及び前記第３の色チャンネルに対して前記第２の画像信号を用いて割り当てる第１の割り当て処理と、
   前記第１の色チャンネルに対して前記第１の画像信号を割り当て、更に、前記第２及び前記第３の色チャンネルに対して前記第３の画像信号を用いて割り当てる第２の割り当て処理と、
   を切り替えることを特徴とする画像処理装置。
7. 前記第１の色チャンネルは、赤色に対応し、
   前記第２の色チャンネルは、緑色に対応し、
   前記第３の色チャンネルは、青色に対応することを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
8. 前記割り当て部は、前記第２の割り当て処理として、前記第１の色チャンネルに前記第１の画像信号を割り当てたタイミングである第１のフィールド期間において、前記第２及び前記第３の色チャンネルに前記第３の画像信号を割り当てることを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
9. 前記割り当て部は、前記第１の割り当て処理として、前記所定の時間内に設定される前記第１のフィールド期間以外のフィールド期間において、前記第２及び前記第３の色チャンネルに前記第２の画像信号を割り当てることを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
10. 前記第２の画像信号と前記第３の画像信号の輝度値を加算して得られる第４の画像信号を生成する画像合成部をさらに備え、
    前記割り当て部は、前記画像生成部により生成される画像信号の輝度値が所定の閾値未満である場合、前記第２及び前記第３の色チャンネルに前記第４の画像信号を割り当てることを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。

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