JPH06253191A - 固体撮像素子を用いたカラー撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ズーム機能を用いる場合に、静止画情報に基
づいて拡大／縮小の演算をし、色ずれや残像効果を良好
に解消し、鮮鋭度の高い画像が得られるようにする。 【構成】 動き検出回路２２ではＣＣＤ１４で得られた
画像信号から動きのある状態か静止状態かを検出し、静
止状態のときはそのときのＲＧＢ画像信号を第２メモリ
２３へ更新記憶し、拡大／縮小制御処理回路２４ではこ
の静止画の画像信号に基づいて拡大／縮小の演算を行
い、これを第２モニタ３０へ表示する。これは、面順次
式、点順次式、同時式の装置に適用でき、高鮮鋭度の拡
大／縮小された画像が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は固体撮像素子を用いたカ
ラー撮像装置、特に電子内視鏡、各種カメラ等に適用さ
れる撮像装置のカラー画像処理の内容に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、イメージセンサとしての固体
撮像素子、即ちＣＣＤ（Charge Coupled Device ）を用
いた電子内視鏡や狭所観察用テレビカメラ等の各種カメ
ラが周知であり、これらの撮像装置では、ＣＣＤで得ら
れたカラー画像信号を処理してモニタ等に画像表示する
ことが行われる。この撮像処理方法としては、同時式、
点順次式、面順次式があり、同時式の場合は、例えばビ
ームスプリッタ等を用いてＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ
（青）の各光を分離し、３個のＣＣＤによってＲＧＢの
画像信号を同時に得るものであり、点順次式の場合は、
例えば所定色がモザイク状に配列された色フィルタがＣ
ＣＤに形成され、このＣＣＤで所定色の画像信号を同時
に得るものである。また、面順次式の場合は、順次照射
されるＲＧＢ光に基づいて、１つのＣＣＤでＲＧＢの画
像信号を順に得るものであり、この面順次式は１個のＣ
ＣＤでコンパクトに収納できることから、小型化が必要
な電子内視鏡装置等に適している。

【０００３】そして、上記ＣＣＤを用いた撮像装置にお
いても、ズーム機能による画像の拡大、縮小が可能とな
っており、これによれば、異なる視点から画像を観察す
ることが可能である。電子内視鏡においては、小さな病
巣の観察が良好に行える利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のカラー撮像装置では、ズーム機能により拡大／縮小
を実行する際に、被写体に動きがあったときは、色ずれ
や残像効果が生じ、鮮鋭度が低下するという問題があっ
た。この色ずれや残像効果による鮮鋭度の低下は被写体
の動きが速ければ速い程、大きくなり、特に上記面順次
式の撮像装置においては、他の装置に比べて動きによる
影響が大きい。即ち、上述したように、面順次式ではＲ
ＧＢの各色光をカラーディスクによって順次出力し、こ
の各色光毎にＲＧＢ画像信号を順番に形成することか
ら、他の撮像方式に比べると、１フィールドの画像情報
を得るのに３倍の時間が必要となる。従って、面順次式
の場合は、小型化に適した方法ではあるが、被写体に動
きがあると、拡大の際の色ずれ、鮮鋭度の劣化が他の装
置よりも大きくなる。

【０００５】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、ズーム機能を用いる場合に、色ず
れや残像効果を良好に解消し、鮮鋭度の高い画像を得る
ことができる固体撮像素子を用いたカラー撮像装置を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る固体撮像素子を用いたカラー撮像装置
は、固体撮像素子で撮像された画像信号に対して所定の
カラー画像処理をする画像処理回路と、この画像処理回
路で得られた所定の画像信号を入力し、この画像信号か
ら動き状態か静止状態かを検出する動き検出回路と、こ
の動き検出回路による静止状態の判定に基づいて静止画
の画像信号を順次記憶更新するメモリと、このメモリ内
からの読出し画像信号を入力し、拡大／縮小の制御信号
により画像の拡大／縮小処理をする拡大／縮小処理回路
と、を含んでなることを特徴とする。

【０００７】また、第２請求項記載の発明は、固体撮像
素子を用いて面順次式により撮像されたＲＧＢ画像信号
に対して所定のカラー画像処理をする画像処理回路と、
この画像処理回路で得られたＲＧＢ信号を記憶する第１
メモリと、を有する面順次式の固体撮像素子を用いたカ
ラー撮像装置において、上記画像処理回路から出力され
たＲＧＢ信号に対して動き状態か静止状態かを検出する
動き検出回路と、この動き検出回路による静止状態の判
定に基づいて静止画のＲＧＢ信号を順次記憶更新する第
２メモリと、この第２メモリ内からの読出しＲＧＢ信号
を入力し、拡大／縮小の制御信号により画像の拡大／縮
小処理をする拡大／縮小処理回路と、を設けたことを特
徴とする。更に、第３請求項記載の発明は、上記静止画
信号を記憶したメモリからの出力と、上記拡大／縮小処
理回路からの出力とを切り換える切換え回路を備え、上
記メモリ内で順に得られる静止画像、フリーズ制御信号
に基づいてメモリ内から出力されたフリーズ画像、上記
拡大／縮小画像のいずれかを選択可能としたことを特徴
とする。

【０００８】

【作用】上記の構成によれば、同時式、点順次式の装置
では、動き検出のための検出パルスに基づいて、例えば
フィールド間の輝度信号が比較され、これにより現在の
画像が静止状態か動きのある状態かの判別が行われる。
そして、動きのある状態であるときは画像信号（情報）
の更新は行われず、静止状態であるときにその時の画像
情報がメモリへ記録され、静止画像が順次更新される。
そうして、拡大／縮小の制御信号が出力されると、上記
メモリに更新記憶された静止状態の画像情報に基づいて
拡大／縮小のための処理が行われ、画像は拡大／縮小さ
れてモニタへ表示される。

【０００９】また、面順次式の装置では、ＲＧＢの画像
信号が得られるので、検出パルスに基づいて例えばフィ
ールド間のＧ（緑）信号が比較され、これにより静止状
態か動きのある状態かの判別が行われる。そして、静止
状態のときの画像情報が第２メモリへ順次更新されて記
憶されることになり、ズーム動作のときは、第２メモリ
の画像情報に基づいて同様に拡大／縮小の処理が行われ
る。従って、動きのある状態のときにズーム操作が行わ
れた場合は、その直前の静止状態の画像の拡大／縮小画
像が表示されることになる。

【００１０】更に、上記メモリ内の静止画像をそのまま
表示することや、この静止画像に基づいてはフリーズ画
像を形成することもでき、これらの画像と拡大／縮小画
像については、切換え回路を用いることによって所望の
画像を選択出力することが可能となる。

【００１１】

【実施例】図１には、第１実施例に係る固体撮像素子を
用いたカラー撮像装置の構成が示されており、この第１
実施例は面順次式の電子内視鏡装置である。図におい
て、光源部には光源１０、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ
（青）の色フィルタを有するカラーディスク１１が設け
られ、挿入部である電子内視鏡には光ファイバ１２が先
端まで配置され、上記カラーディスク１１の回転により
ＲＧＢの各色光は順次、光ファイバ１２を介して被観察
体内へ照射される。また、上記電子内視鏡の先端部に固
体撮像素子であるＣＣＤ１４が配置され、このＣＣＤ１
４にはプロセス回路１５、Ａ／Ｄ変換器１６が接続され
ており、このプロセス回路１５にて増幅、クランプ、ホ
ワイトバランス処理、ガンマ補正等の画像処理が行われ
る。

【００１２】更に、上記Ａ／Ｄ変換器１６にはＲＧＢの
各色毎に第１メモリ１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂが設けら
れ、この第１メモリ１７Ｒ，１７Ｇ，１７ＢにＲＧＢの
各色光の照射順に得られたＲＧＢ画像信号が例えば１フ
ィールド分だけ記憶される。この第１メモリ１７Ｒ，１
７Ｇ，１７Ｂには、ＲＧＢ切換えスイッチ１８、Ｄ／Ａ
変換器１９、第１モニタ２０が接続され、この第１モニ
タ２０に被観察体内の画像を表示することになる。

【００１３】一方、第１実施例では、上記Ａ／Ｄ変換器
１６の出力側に動き検出回路２２と第２メモリ２３Ｒ，
２３Ｇ，２３Ｂを配設すると共に、この第２メモリ２３
Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂの後段に拡大／縮小制御処理回路２
４を配置している。即ち、まず動き検出回路２２では、
画像信号の内のＧ（緑）信号のみを取り出し、所定フィ
ールド間の上記Ｇ信号を比較することによって、現在撮
像中の被写体に動きがあるか否かが検出される。この動
き検出回路２２は、静止した状態であると判定したとき
に、第２メモリ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂへ書込み（指
令）パルスを出力する。これによって、第２メモリ２３
Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂへ静止状態（静止画）の画像信号が
記憶され、これは静止状態が検出される度に実行される
ことになり、この第２メモリ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂへ
は最新の静止画像情報が更新記録される。

【００１４】そして、拡大／縮小制御処理回路２４は制
御部からのズーム制御信号が入力されると、拡大／縮小
のための書込み／読出し処理を実行することになり、こ
の処理は上記第２メモリ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂの画像
信号に基づいて即座に行われる。従って、ズームが実行
された場合は、第２メモリ２３内の最新の静止画像が拡
大／縮小されることになる。

【００１５】また、実施例ではフリーズ機能も有してお
り、このためにフリーズ指令制御回路２６が設けられる
と共に、第２メモリ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂからの出力
と、拡大／縮小制御処理回路２４からの出力とを切換え
る選択スイッチ２７が設けられる。この選択スイッチ２
７は、ＲＧＢ切換えスイッチ１８へ接続されると共に、
Ｄ／Ａ変換器２８を介して記録装置２９と第２モニタ３
０へ接続される。従って、ズーム制御信号によって上記
選択スイッチ２７が切換え制御され、拡大／縮小画像は
記録装置２９及び第２モニタ３０側へ供給される。一
方、フリーズ指令制御回路２６からは第２メモリ２３
Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂへフリーズ制御信号を出力すること
によって、フリーズ画像が記録装置２９及び第２モニタ
３０側へ供給され、またフリーズ制御信号をＲＧＢ切換
えスイッチ１８へ出力することによって、フリーズ画像
信号は第１モニタ２０へ供給される。

【００１６】第１実施例は以上の構成からなり、その作
用を図２を参照しながら説明する。まず、図示されてい
ないタイミングパルス回路から図２（Ａ）の垂直同期パ
ルスが例えば１／６０秒の周期で出力されると、図のよ
うに、奇数（Odd ）フィールド、偶数（Even）フィール
ドの画像情報が交互に得られ、第１実施例では、図２
（Ｂ）に示されるＲ1 ，Ｇ1 ，Ｂ1 ，Ｒ2 ，Ｇ2 ，Ｂ2
…の画像信号が順に得られる。即ち、面順次式において
は、例えば１／２０秒の周期で回転するカラーディスク
１１によって得られたＲＧＢの各色光が順次出力される
ので、ＣＣＤ１４ではフィールド毎に異なる色の画像信
号が得られる。そして、このＲＧＢの画像信号は、プロ
セス回路１５で所定の画像処理が行われた後に、Ａ／Ｄ
変換器１６を介して第１メモリ１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ
へ出力され、このメモリ１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ内に格
納された画像情報に基づき、被観察体内の画像が第１モ
ニタ２０へ表示される。

【００１７】同時に、上記Ａ／Ｄ変換器１６の出力は、
動き検出回路２２へ供給されており、この動き検出回路
２２では、図２（Ｃ）に示されるＧ信号について、図２
（Ｄ）に示される検出パルスを用いることによって動き
状態が判別される。即ち、実施例では一つ置きのＧ1 ，
Ｇ3 ，Ｇ5 …につき、信号の比較が行われ、図の場合は
Ｇ1 信号とＧ3 信号の例えばレベルが比較され、両者の
レベルが一致しないときに動きのある状態と判定され、
それ以外は静止状態であると判定される。

【００１８】そして、静止状態であると判定された場合
は、図２（Ｅ）に示される書込みパルスＰｒが出力され
ることになる。このとき、垂直走査期間毎に得られた記
録可能なＲＧＢ信号は図２（Ｆ）〜（Ｈ）に示されるも
のとなるが、上記書込みパルスＰｒによって、Ｒ3 信号
がメモリ２３Ｒへ、Ｇ3 信号がメモリ２３Ｇへ、Ｂ3信
号がメモリ２３Ｂへ記憶される。この記憶情報は、上記
の静止状態を判定する毎に更新されるので、メモリ２３
内へは最新の静止画像が記憶される。

【００１９】上記の動作中に、ズーム操作により例えば
拡大ズームの制御信号が出力されると、拡大／縮小制御
処理回路２４は、上記メモリ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂに
格納されている最新の静止状態の画像信号を読み出すこ
とになり、この画像信号に基づいて所定の拡大処理が実
行される。例えば、同一の画素情報を水平及び垂直方向
の隣接する画素情報として補填（補間演算を行ってもよ
い）することにより、拡大画像信号が形成される。そし
て同時に、選択スイッチ２７はズーム制御信号によって
ａ側へ切り換えられ、拡大処理後の画像信号はＤ／Ａ変
換器２８を介して記録装置２９、第２モニタ３０へ供給
されることになり、この第２モニタ３０には拡大画像が
表示される。この拡大画像は、静止状態の画像信号に基
づいて形成されており、色ずれが良好に解消された鮮鋭
度の高い画像となる。

【００２０】また、実施例ではフリーズ機能にも対応さ
せており、フリーズ操作（フリーズオンオフ信号）が実
行されたときは、フリーズ指令制御回路２６からの制御
信号が上記第２メモリ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂへ出力さ
れ、この場合も同様に最新の静止状態の画像信号が読み
出される。そして、ズーム操作がされていないときは選
択スイッチ２７がｂ側へ切り換わっており、ＲＧＢ切換
えスイッチ１８もフリーズ制御信号によって選択スイッ
チ２７の出力を入力するように切り換わることになり、
これによって第１モニタ２０及び第２モニタ２０へフリ
ーズ画像が表示される。

【００２１】更に、上記ズーム操作、フリーズ操作がさ
れていないときは、記録装置２９、第２モニタ３０へ順
次更新された静止画像（準フリーズ画像）が供給され、
この記録装置２９へ記録された画像情報は、後の詳細な
画像解析等に利用されることになる。従って、この選択
スイッチ２７を用いることによって、静止状態を検出す
る毎に得られた静止画像、フリーズ制御により形成され
たフリーズ画像、拡大／縮小画像が選択できることにな
る。

【００２２】図３には、第２実施例の構成が示されてお
り、第２実施例は点順次式或いは同時式の装置である。
図３において、点順次式の場合はＣＣＤ３２としてモザ
イク状の色フィルタが形成されたＣＣＤが用いられ、同
時式の場合はＣＣＤ３２として３個のＣＣＤが用いられ
ると共に、ビームスプリッタ等が設けられる。このＣＣ
Ｄ３２には、プロセス回路３３、Ａ／Ｄ変換器３４が接
続され、このプロセス回路３３にて各方式に適合した画
像処理が実行されることになり、このプロセス回路３３
から、第２実施例ではＲ−Ｙ、Ｂ−Ｙ信号（色差信号）
及びＹ信号（輝度信号）が出力される。そして、上記Ｙ
信号を入力する動き検出回路３５、フィールド情報を記
憶するメモリ３６、拡大／縮小制御処理回路３７、選択
スイッチ３８、切換えスイッチ３９が設けられており、
その他の回路は第１実施例と同様となる。

【００２３】上記第２実施例の構成によれば、上記Ｒ−
Ｙ信号、Ｂ−Ｙ信号及びＹ信号が同時に得られ、Ｙ信号
は動き検出回路３５へ入力される。この動き検出回路３
５では、第１実施例の場合と同様に、所定フィールド間
のＹ信号同士を比較して静止状態か動きのある状態かを
判別しており、静止状態と判定したときは、書込みパル
スがメモリ３６へ出力される。従って、上記メモリ３６
では、書込みパルスが入力にされたときの最新のＲ−Ｙ
信号、Ｂ−Ｙ信号及びＹ信号が記憶され、この記憶情報
は静止状態が検出される毎に更新される。

【００２４】そして、ズーム操作がされたときには、第
１実施例の場合と同様に、メモリ３６内へ格納されてい
る静止状態の画像情報に基づいて拡大／縮小の処理が実
行され、この画像信号は選択スイッチ３８、Ｄ／Ａ変換
器２８を介して第２モニタ３０等へ供給される。なお、
フリーズ操作も実行可能となっており、この動作は第１
実施例と同様となっている。この第２実施例において
も、動きのない画像情報に基づいて拡大／縮小処理が行
われることになり、画像に残像効果がなく、高鮮鋭度の
画像が得られる。

【００２５】上記実施例では、拡大／縮小の画像を第２
モニタ３０へ表示するようにしたが、一つのモニタに形
成できる全ての画像を選択的に表示させてもよく、その
他の各種の組合わせが可能である。また、第２実施例で
は、色差信号及び輝度信号により画像処理をしたが、Ｒ
ＧＢ信号により画像処理する構成とすることもできる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
固体撮像素子で得られた画像信号から動きのある状態か
静止状態かを検出して、静止状態のときの画像信号を記
憶し、この静止画の画像信号に基づいて画像の拡大／縮
小処理を実行するようにしたので、ズーム機能を実行す
る際の色ずれ、或いは残像効果を良好に解消することが
でき、鮮鋭度の高い画像を得ることが可能となる。特
に、面順次式の装置にあっては、動きによる影響が大き
いので、その効果も大きく、良好な画質が得られるとい
う利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る固体撮像素子を用い
たカラー撮像装置の構成を示すブロック図である。

【図２】第１実施例の画像信号処理を示す波形図であ
る。

【図３】第２実施例のカラー撮像装置の構成を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１１ … カラーディスク、 １４，３２ … ＣＣＤ、 １５，３３ … プロセス回路、 １７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ … 第１メモリ、 １８ … ＲＧＢ切換えスイッチ、 ２２，３５ … 動き検出回路、 ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂ … 第２メモリ、 ２４，３７ … 拡大／縮小制御処理回路、 ２７，３８ … 選択スイッチ、 ３６ … メモリ、 ３９ … 切換えスイッチ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固体撮像素子で撮像された画像信号に対
   して所定のカラー画像処理をする画像処理回路と、この
   画像処理回路で得られた所定の画像信号を入力し、この
   画像信号から動き状態か静止状態かを検出する動き検出
   回路と、この動き検出回路による静止状態の判定に基づ
   いて静止画の画像信号を順次記憶更新するメモリと、こ
   のメモリ内からの読出し画像信号を入力し、拡大／縮小
   の制御信号により画像の拡大／縮小処理をする拡大／縮
   小処理回路と、を含んでなる固体撮像素子を用いたカラ
   ー撮像装置。
2. 【請求項２】 固体撮像素子を用いて面順次式により撮
   像されたＲＧＢ画像信号に対して所定のカラー画像処理
   をする画像処理回路と、この画像処理回路で得られたＲ
   ＧＢ信号を記憶する第１メモリと、を有する面順次式の
   固体撮像素子を用いたカラー撮像装置において、上記画
   像処理回路から出力されたＲＧＢ信号に対して動き状態
   か静止状態かを検出する動き検出回路と、この動き検出
   回路による静止状態の判定に基づいて静止画のＲＧＢ信
   号を順次記憶更新する第２メモリと、この第２メモリ内
   からの読出しＲＧＢ信号を入力し、拡大／縮小の制御信
   号により画像の拡大／縮小処理をする拡大／縮小処理回
   路と、を設けたことを特徴とする固体撮像素子を用いた
   カラー撮像装置。
3. 【請求項３】 上記静止画信号を記憶したメモリからの
   出力と、上記拡大／縮小処理回路からの出力とを切り換
   える切換え回路を備え、上記メモリ内で順に得られる静
   止画像、フリーズ制御信号に基づいてメモリ内から出力
   されたフリーズ画像、上記拡大／縮小画像のいずれかを
   選択可能としたことを特徴とする上記請求項１又は請求
   項２記載の固体撮像素子を用いたカラー撮像装置。