JP2016036389A - 電子内視鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】撮影画像のハイライト部分を削除するため、既存の構成では、演算コストが高かったり電子スコープ先端の細径化に不利であったりする等の問題がある。
【解決手段】電子内視鏡システムを、照射光を射出して被写体を照射する複数の照射光学系と、複数の照射光学系より射出される照射光の光量比を所定の周期で変化させる光量比制御手段と、照射光により照射された被写体を上記周期と同期して撮像する撮像手段と、各周期にて撮像された被写体の画像について同一画素アドレスの画素同士を比較し、比較結果に基づいて画素アドレス毎に一つの画像の画素を選択する画素選択手段と、画素選択手段により選択された各画素アドレスの画素を並べて合成画像を生成する合成画像生成手段より構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、被写体を観察するための電子内視鏡システムに関する。

患者の体腔内を観察するための電子内視鏡システムが知られている。この種の電子内視鏡システムでは、光源ランプより射出される照射光を体腔内に導いて体腔内を照射することにより、自然光の届かない体腔内を撮像することが可能となっている。

体腔内の生体組織は、粘膜に覆われており光沢がある。そのため、照射光が正反射して撮像素子の受光面に入射されると、正反射領域に位置する生体組織が白飛びしハイライトとなって観察できない場合がある。この問題に鑑み、この種のハイライトを除去する電子内視鏡システムの具体的構成が、例えば特許文献１や特許文献２に記載されている。

特許文献１に記載の電子内視鏡システムは、同一対象が撮像された複数枚の画像を合成処理することで、処理対象画像のハイライト部分を除去する。具体的には、特許文献１に記載の電子内視鏡システムは、処理対象画像においてハイライト部分となって損失した生体組織を、他の画像の同生体組織に該当する部分の情報を用いて埋め合わせ処理することで復元する。

特許文献２に記載の電子内視鏡システムは、一対の光源を備えており、一方の光源の前段に偏光板が配置されている。特許文献２に記載の電子内視鏡システムは、一対の光源を交互に点灯させることにより、体腔内を直線偏光状態の照射光と無偏光状態の照射光とで交互に照射して撮像する。無偏光状態の照射光により照射された体腔内の画像は、ハイライト部分を含む画像（表面反射成分及び内部反射成分からなる画像）となるが、直線偏光状態の照射光により照射された体腔内の画像は、ハイライト部分の無い画像（表面反射成分の無い内部反射成分だけからなる画像）となる。

特開平５−１０８８１９号公報 特開２０１４−１８４３９号公報

特許文献１に記載の電子内視鏡システムでは、ハイライト部分を多数の画像を用いて復元するため、演算コストが高いという問題が指摘される。

特許文献２に記載の電子内視鏡システムでは、細径化が強く要請される電子スコープの先端に偏光板を配置しなければならない。また、偏光板による色再現性の劣化を抑える必要がある。偏光板による色再現性の劣化を抑えるため、特許文献２に記載の電子内視鏡システムでは、使用可能な照射光の波長特性に制約がある。すなわち、使用可能な光源に制約があり、光源の選択肢が限られる。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、特許文献１に記載のシステムのように高い演算コストが必須でなく、且つ電子スコープの先端の細径化に有利であると共に偏光板による色再現性の劣化を考慮する必要の無い電子内視鏡システムを提供することである。

本発明の実施形態の電子内視鏡システムは、照射光を射出して被写体を照射する複数の照射光学系と、複数の照射光学系より射出される照射光の光量比を所定の周期で変化させる光量比制御手段と、照射光により照射された被写体を上記周期と同期して撮像する撮像手段と、各周期にて撮像された被写体の画像について同一画素アドレスの画素同士を比較し、比較結果に基づいて画素アドレス毎に一つの画像の画素を選択する画素選択手段と、画素選択手段により選択された各画素アドレスの画素を並べて合成画像を生成する合成画像生成手段とを備える。

このような構成によれば、特許文献１に例示されるハイライト部分を復元するという複雑な処理が不要であり、演算コストが高くない。また、細径化が強く要請される電子スコープの先端に偏光板を配置する必要が無いため、電子スコープの細径化に有利であると共に偏光板による色再現性の劣化を考慮する必要が無い。

画素選択手段は、第一の閾値以下のレベルの画素と該第一の閾値よりも高い第二の閾値以上のレベルの画素の少なくとも一方を選択対象から除外する構成としてもよい。

また、画素選択手段は、最も新しい周期で撮像された被写体の画像と一つ前の周期で撮像された被写体の画像について同一画素アドレスの画素同士を比較し、各画素アドレスについてレベルが低い方の画素を選択する構成としてもよい。

複数の照射光学系は例えば一対の照射光学系である。この場合、光量比制御手段は、一対の照射光学系より射出される照射光の光量比を上記周期で変化させる。

一対の照射光学系は、照射光を射出する光源と、光源より射出された照射光を導光する一対の導光手段と、一対の導光手段への光路を周期と同期して交互に遮蔽する遮蔽手段と、各導光手段により導光された照射光を被写体に照射する一対の配光手段とを備える構成としてもよい。

遮蔽手段は、例えば、上記周期と同期して回転することで一対の導光手段への光路を交互に遮蔽する回転式ターレットである。

回転式ターレットは、例えば、一対の導光手段への光路に対して挿入及び退避可能である。

本発明の実施形態によれば、特許文献１に記載のシステムのように高い演算コストが必須でなく、且つ電子スコープの先端の細径化に有利であると共に偏光板による色再現性の劣化を考慮する必要の無い電子内視鏡システムが提供される。

本発明の実施形態の電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態のプロセッサに備えられる回転フィルタ部をランプ側から見た正面図である。 本発明の実施形態のプロセッサに備えられる画像合成処理回路による合成画像生成フローを示す図である。 配光特性の異なる照射光を同一の被写体を照射したときのそれぞれの様子を模式的に示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、本発明の一実施形態として電子内視鏡システムを例に取り説明する。

図１は、本実施形態の電子内視鏡システム１の構成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、プロセッサ２００及びモニタ３００を備えている。

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２０４を備えている。システムコントローラ２０２は、メモリ２１２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全体を統合的に制御する。また、システムコントローラ２０２は、操作パネル２１８に接続されている。システムコントローラ２０２は、操作パネル２１８より入力される術者からの指示に応じて、電子内視鏡システム１の各動作及び各動作のためのパラメータを変更する。術者による入力指示には、例えば電子内視鏡システム１の動作モードの切替指示がある。本実施形態では、動作モードとして、通常モードとハイライト除去モードがある。タイミングコントローラ２０４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。

ランプ２０８は、ランプ電源イグナイタ２０６による始動後、照射光Ｌを射出する。ランプ２０８は、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプ等の高輝度ランプである。

ランプ２０８の後段には、回転フィルタ部２６０が配置されている。図２は、回転フィルタ部２６０をランプ２０８側から見た正面図である。回転フィルタ部２６０は、回転式ターレット２６１、駆動部２６２、ドライバ２６３及びフォトインタラプタ２６４を備えている。図２に示されるように、回転式ターレット２６１は、開口部２６１ａ、非開口部２６１ｂを一対ずつ有している。開口部２６１ａと非開口部２６１ｂは、円周方向に交互に並べて配置されている。各開口部２６１ａ及び各非開口部２６１ｂは、フレーム周期（又はフィールド周期）に応じた角度範囲（ここでは約９０°の角度範囲）に広がる扇形状を有している。なお、以降の説明において「フレーム」は「フィールド」に置き替えてもよい。本実施形態において、フレーム周期、フィールド周期はそれぞれ、１／３０秒、１／６０秒である。

ドライバ２６３は、システムコントローラ２０２による制御下で駆動部２６２を駆動する。駆動部２６２は、例えばＤＣモータ及びＤＣモータの駆動力を回転式ターレット２６１に伝達するギア等の伝達機構を備えている。回転式ターレット２６１は、ドライバ２６３による駆動部２６２の駆動に従って回転動作する。

回転式ターレット２６１は、不図示の駆動機構により、照射光Ｌの光路に対して挿入及び退避可能に配置されている。回転式ターレット２６１は、通常モード時に照射光Ｌの光路から退避され、ハイライト除去モード時に照射光Ｌの光路に挿入される。

［通常モード時の動作］
通常モード時の電子内視鏡システム１の動作を説明する。通常モードでは、回転式ターレット２６１が照射光Ｌの光路から退避される。そのため、ランプ２０８より射出された照射光Ｌは、回転式ターレット２６１を介することなく集光レンズ２１０Ａ及び集光レンズ２１０Ｂに入射される。ここで、説明の便宜上、ランプ２０８から集光レンズ２１０Ａへ向かう照射光Ｌを「照射光ＬＡ」と定義し、ランプ２０８から集光レンズ２１０Ｂへ向かう照射光Ｌを「照射光ＬＢ」と定義する。

集光レンズ２１０Ａに入射された照射光ＬＡは、ＬＣＢ（Light Carrying Bundle）１０２Ａの入射端面に集光されてＬＣＢ１０２Ａ内に入射される。集光レンズ２１０Ｂに入射された照射光ＬＢは、ＬＣＢ１０２Ｂの入射端面に集光されてＬＣＢ１０２Ｂ内に入射される。図１に示されるように、ＬＣＢ１０２ＡとＬＣＢ１０２Ｂは、物理的に離間した独立のＬＣＢであってもよく、また、単一のＬＣＢ内に独立して形成された２本の導光路であってもよい。

照射光ＬＡ、ＬＢはそれぞれ、ＬＣＢ１０２Ａ内、１０２Ｂ内を伝播して電子スコープ１００の先端に配置されたＬＣＢ１０２Ａ、１０２Ｂの射出端面より射出され、配光レンズ１０４Ａ、１０４Ｂを介して被写体を照射する。照射光ＬＡ及び照射光ＬＢにより照射された被写体からの戻り光は、対物レンズ１０６を介して固体撮像素子１０８の受光面上で光学像を結ぶ。

固体撮像素子１０８は、ベイヤ型画素配置を有する単板式カラーＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサである。固体撮像素子１０８は、受光面上の各画素で結像した光学像を光量に応じた電荷として蓄積して、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）の各画像信号を生成して出力する。以下、固体撮像素子１０８より順次出力される各画素（各画素アドレス）の画像信号を「画素信号」と記す。なお、固体撮像素子１０８は、ＣＣＤイメージセンサに限らず、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサやその他の種類の撮像装置に置き換えられてもよい。固体撮像素子１０８はまた、補色系フィルタを搭載したものであってもよい。

電子スコープ１００の接続部内には、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には、照射光ＬＡ及び照射光ＬＢにより照射された被写体の画素信号が固体撮像素子１０８よりフレーム周期で入力される。ドライバ信号処理回路１１２は、固体撮像素子１０８より入力される画素信号をプロセッサ２００の前段信号処理回路２２０に出力する。

ドライバ信号処理回路１１２はまた、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、固体撮像素子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。

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、プロセッサ２００に接続されている電子スコープに適した処理がなされるようにプロセッサ２００内の各種回路の動作やタイミングを制御する。

タイミングコントローラ２０４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にクロックパルスを供給する。ドライバ信号処理回路１１２は、タイミングコントローラ２０４から供給されるクロックパルスに従って、固体撮像素子１０８をプロセッサ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で駆動制御する。

前段信号処理回路２２０は、ドライバ信号処理回路１１２よりフレーム周期で入力される画素信号に対して所定の信号処理を施して画像合成処理回路２３０に出力する。

画像合成処理回路２３０は、前段信号処理回路２２０より入力される画素信号を後段信号処理回路２４０へスルー出力する。

後段信号処理回路２４０は、画像合成処理回路２３０より入力される画素信号に対して色補完、マトリクス演算、Ｙ／Ｃ分離等の所定の信号処理を施してモニタ表示用の画面データを生成し、生成されたモニタ表示用の画面データを所定のビデオフォーマット信号に変換する。変換されたビデオフォーマット信号は、モニタ３００に出力される。これにより、被写体のカラー画像がモニタ３００の表示画面に表示される。

［ハイライト除去モード時の動作］
次に、ハイライト除去モード時の電子内視鏡システム１の動作を説明する。ハイライト除去モードでは、回転式ターレット２６１が照射光Ｌの光路に挿入される。

照射光Ｌの光路に挿入された回転式ターレット２６１は、駆動部２６２によって回転動作することで、ランプ２０８より入射される照射光Ｌから、照射光ＬＡと照射光ＬＢの一方を、撮像（フレーム周期）と同期したタイミングで交互に通過させる。なお、回転式ターレット２６１の回転位置や回転の位相は、回転式ターレット２６１の外周付近に形成された開口（不図示）をフォトインタラプタ２６４によって検出することにより制御される。

例示的には、あるフレーム（フィールドの場合は奇数フィールド）では、ランプ２０８と集光レンズ２１０Ａとの間の光路に回転式ターレット２６１の開口部２６１ａが配置されると共に、ランプ２０８と集光レンズ２１０Ｂとの間の光路に回転式ターレット２６１の非開口部２６１ｂが配置される。そのため、照射光ＬＡが開口部２６１ａを通過して集光レンズ２１０Ａに入射され、照射光ＬＢが非開口部２６１ｂにて遮蔽されて集光レンズ２１０Ｂに入射されない。続くフレーム（フィールドの場合は偶数フィールド）では、ランプ２０８と集光レンズ２１０Ａとの間の光路に非開口部２６１ｂが挿入されると共に、ランプ２０８と集光レンズ２１０Ｂとの間の光路に開口部２６１ａが挿入される。そのため、照射光ＬＡが非開口部２６１ｂにて遮蔽されて集光レンズ２１０Ａに入射されず、照射光ＬＢが開口部２６１ａを通過して集光レンズ２１０Ｂに入射される。これにより、被写体は、配光特性の異なる照射光ＬＡと照射光ＬＢとによって交互に照射される。なお、配光特性とは、光源から射出される光の空間的分布であり、具体的には、光がどの方向（角度）にどのくらいの強さで発せられているかを示すものである。

このように、回転フィルタ部２６０による照射光ＬＡと照射光ＬＢとの切り換えのタイミングは、固体撮像素子１０８における撮像（フレーム周期）の切り換えのタイミングと同期している。従って、固体撮像素子１０８は、１フレーム中、照射光ＬＡにより照射された被写体からの戻り光を受光して各画素の画素信号（便宜上「画素信号ＳＡ」と記す。）を生成して出力し、続く１フレーム中、照射光ＬＢにより照射された被写体からの戻り光を受光して各画素の画素信号（便宜上「画素信号ＳＢ」と記す。）を生成して出力する。固体撮像素子１０８は、上記を繰り返すことにより、撮像された被写体の画素信号ＳＡと画素信号ＳＢとを交互に出力する。

ドライバ信号処理回路１１２には、画素信号ＳＡ、ＳＢの各画素信号が固体撮像素子１０８よりフレーム周期で入力される。ドライバ信号処理回路１１２は、固体撮像素子１０８より入力される画素信号ＳＡ、ＳＢをプロセッサ２００の前段信号処理回路２２０に出力する。

前段信号処理回路２２０は、ドライバ信号処理回路１１２よりフレーム周期で入力される画素信号ＳＡ、ＳＢの各画素信号に対して所定の信号処理を施して画像合成処理回路２３０に出力する。

画像合成処理回路２３０は、前段信号処理回路２２０より入力される画素信号を用いて下記の合成画像生成フローを実行して合成画像の信号を生成して後段信号処理回路２４０に出力する。後段信号処理回路２４０は、画像合成処理回路２３０より入力される合成画像の信号を所定のビデオフォーマット信号に変換してモニタ３００に出力する。これにより、被写体の合成画像がモニタ３００の表示画面に表示される。

［画像合成処理回路２３０による合成画像生成フロー］
図３は、画像合成処理回路２３０による合成画像生成フローを示す。

［図３のＳ１１（現フレームの画素信号の入力）］
本処理ステップＳ１１では、前段信号処理回路２２０より現フレームの画素信号（画素信号ＳＡとＳＢの一方）が入力される。

［図３のＳ１２（前フレームの画素信号の読み出し）］
画像合成処理回路２３０は、画像メモリ２３０Ｍを備えている。画像メモリ２３０Ｍには、現フレームより１つ前のフレームの画素信号（画素信号ＳＡとＳＢの他方）が保存されている。本処理ステップＳ１２では、１つ前のフレームの画素信号が画像メモリ２３０Ｍより読み出される。

［図３のＳ１３（同一画素アドレスの画素信号同士の比較）］
図４（ａ）、図４（ｂ）はそれぞれ、照射光ＬＡ、ＬＢにより同一の被写体を照射したときの様子を模式的に示す。図４（ａ）に示されるように、照射光ＬＡは、生体組織Ｔにて正反射されて固体撮像素子１０８に受光される。そのため、照射光ＬＡにより照射された被写体の画像は、生体組織Ｔがハイライト部分や強い光沢部分となる可能性が高い。一方、図４（ｂ）に示されるように、照射光ＬＢは、生体組織Ｔにて正反射されない。そのため、照射光ＬＢにより照射された被写体の画像は、生体組織Ｔがハイライト部分とならず、且つ生体組織Ｔ表面（粘膜）での反射成分（光沢成分）が殆どない。このように、被写体の画像の輝度は、照射光の配光特性（より正確には、照射光と被写体との位置関係）によって変化する。そこで、本処理ステップＳ１３では、現フレームの画素信号と１つ前のフレームの画素信号（連続する２フレームの画素信号ＳＡとＳＢ）について、同一画素アドレスの画素信号同士のレベルが比較される。

［図３のＳ１４（画素信号の選択）］
本処理ステップＳ１４では、処理対象の画素アドレスについて、所定の条件を満たす一方のフレームの画素信号が選択される。

［図３のＳ１５（全画素アドレスに対する処理の実行完了判定）］
本処理ステップＳ１５では、全ての画素アドレスについて、処理ステップＳ１３（同一画素アドレスの画素信号同士の比較）及び処理ステップＳ１４（画素信号の選択）が実行されたか否かが判定される。未処理の画素アドレスが残っている場合（Ｓ１５：ＮＯ）、本フローは処理ステップＳ１３（同一画素アドレスの画素信号同士の比較）に戻る。そして、次の画素アドレスに対して処理ステップＳ１３（同一画素アドレスの画素信号同士の比較）及び処理ステップＳ１４（画素信号の選択）が実行される。

［図３のＳ１６（現フレームの画素信号の保存）］
本処理ステップＳ１６は、処理ステップＳ１５（全画素アドレスに対する処理の実行完了判定）にて未処理の画素アドレスが残っていないと判定された場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）に実行される。本処理ステップＳ１６では、現フレームの画素信号が画像メモリ２３０Ｍに上書き保存される。

［図３のＳ１７（合成画像の生成）］
本処理ステップＳ１７では、処理ステップＳ１４（画素信号の選択）にて選択された各画素アドレスの画素信号が画素アドレス順に並べられることにより、一枚の合成画像をなす信号が生成される。

画像合成処理回路２３０は、処理ステップＳ１７（合成画像の生成）にて生成された合成画像の信号を後段信号処理回路２４０に出力する。後段信号処理回路２４０にて変換されたビデオフォーマット信号がモニタ３００に入力すると、被写体の合成画像がモニタ３００の表示画面に表示される。

［図３の処理ステップＳ１４における選択条件例］
次に、処理ステップＳ１４の選択処理にて適用される選択条件について複数例説明する。なお、画素信号のレベルが他方よりも低いことを「条件Ａ」と定義し、画素信号のレベルが他方よりも高いことを「条件Ｂ」と定義し、画素信号のレベルが第一の閾値以下であることを「条件Ｃ」と定義し、画素信号のレベルが第一の閾値よりも高い第二の閾値以上であることを「条件Ｄ」と定義する。画素信号のレベルが第一の閾値以下の画素は陰影部分となって情報が欠落する。画素信号のレベルが第二の閾値以上の画素はハイライト部分となって情報が欠落し、又は強い光沢成分となって情報が殆ど欠落する。

・選択条件１
→条件Ａを満たす。
本選択条件１が適用されると、処理対象の画素アドレスについて、画素信号のレベルが他方よりも低いフレームの画素信号が選択される。図４の例（生体組織Ｔに対応する画素）では、照射光ＬＢにより照射された被写体（図４（ｂ）参照）の画素信号ＳＢが選択される。このように、選択条件１では、処理対象の画素アドレスについて、ハイライト部分や強い光沢成分の可能性の低いフレームの画素信号が選択される。そのため、ハイライト部分及び強い光沢成分が抑えられた合成画像が生成される。

・選択条件２
→条件Ａを満たす。但し、条件Ｃに該当するものは選択対象から除外する。
本選択条件２が適用されると、処理対象の画素アドレスについて、画素信号のレベルが他方よりも低いフレームの画素信号が選択される。但し、画素信号のレベルが第一の閾値以下のものは選択対象から除外される。図４の例（生体組織Ｔに対応する画素）において、照射光ＬＢにより照射された被写体（図４（ｂ）参照）の画素信号ＳＢのレベルだけが第一の閾値以下である場合を考える。この場合、残りの画素信号、すなわち照射光ＬＡにより照射された被写体（図４（ａ）参照）の画素信号ＳＡが選択される。このように、選択条件２では、処理対象の画素アドレスについて、陰影部分でないフレームの画素信号が選択される。そのため、ハイライト部分及び強い光沢成分が抑えられつつ陰影部分の無い状態の合成画像が生成される。なお、画素信号ＳＡ、ＳＢの両方が条件Ｃに該当してしまうと選択対象そのものが無くなる。この場合、当該画素アドレスについては周辺画素を用いて周知の画素補間が行われる。この画素補間は、以降の他の選択条件の場合も同様に行われる。

・選択条件３
→条件Ａを満たす。但し、条件Ｄに該当するものは選択対象から除外する。
本選択条件３が適用されると、処理対象の画素アドレスについて、画素信号のレベルが他方よりも低いフレームの画素信号が選択される。但し、画素信号のレベルが第二の閾値以上のものは選択対象から除外される。図４の例（生体組織Ｔに対応する画素）において、照射光ＬＡにより照射された被写体（図４（ａ）参照）の画素信号ＳＡのレベルだけが第二の閾値以上である場合を考える。この場合、残りの画素信号、すなわち照射光ＬＢにより照射された被写体（図４（ｂ）参照）の画素信号ＳＢが選択される。このように、選択条件３では、処理対象の画素アドレスについて、ハイライト部分でなく且つ強い光沢成分でないフレームの画素信号が選択される。そのため、ハイライト部分及び強い光沢成分の無い状態の合成画像が生成される。

・選択条件４
→条件Ａを満たす。但し、条件Ｃ、条件Ｄに該当するものは選択対象から除外する。
本選択条件４が適用されると、処理対象の画素アドレスについて、画素信号のレベルが他方よりも低いフレームの画素信号が選択される。但し、画素信号のレベルが第一の閾値以下又は第二の閾値以上のものは選択対象から除外される。図４の例（生体組織Ｔに対応する画素）では、照射光ＬＢにより照射された被写体（図４（ｂ）参照）の画素信号ＳＢが選択される。このように、選択条件４では、処理対象の画素アドレスについて、ハイライト部分及び強い光沢成分でなく且つ陰影部分でないフレームの画素信号が選択される。そのため、ハイライト部分、強い光沢成分及び陰影部分の無い状態の合成画像が生成される。

・選択条件５
→条件Ｂを満たす。但し、条件Ｄに該当するものは選択対象から除外する。
本選択条件５が適用されると、処理対象の画素アドレスについて、画素信号のレベルが他方よりも高いフレームの画素信号が選択される。但し、画素信号のレベルが第二の閾値以上のものは選択対象から除外される。図４の例（生体組織Ｔに対応する画素）において、何れの照射光により照射された被写体の画素信号ＳＡ、ＳＢも画素信号のレベルが第二の閾値未満である場合を考える。この場合、ハイライト部分でなく強い光沢成分でもないがレベルの高い画素信号ＳＡが選択される。そのため、ハイライト部分及び強い光沢成分の無い状態でありつつも全体的に明るめの合成画像が生成される。

このように、本実施形態では、ハイライト部分や強い光沢成分が単純に削除されるわけでなく、ハイライト部分及び強い光沢成分でない又はハイライト部分及び強い光沢成分の可能性の低い情報が選択される。また、選択される情報は、電子的に生成される擬似的な情報でなく光学的に撮影された情報である。そのため、合成画像であっても情報の劣化が少ない。

また、本実施形態では、特許文献１に例示されるハイライト部分を復元するという複雑な処理が不要であり、演算コストが高くない。そのため、合成画像をリアルタイムに表示することが可能である。また、細径化が強く要請される電子スコープ１００の先端に偏光板を配置する必要が無いため、電子スコープ１００の細径化に有利であると共に偏光板による色再現性の劣化を考慮する必要が無い。

以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本願の実施形態に含まれる。

例として、ランプ２０８は一灯でなく、照明光学系（集光レンズ、ＬＣＢ及び配光レンズ）毎に備えられてもよい。この場合、各ランプ２０８が交互に点灯することにより、被写体は、配光特性の異なる照射光によって交互に照射される。そのため、回転フィルタ部２６０が不要である。

本実施形態では２つの照射光ＬＡ、ＬＢの光量比が１００：０であるが、別の実施形態では１００：２０など、異なる値であってもよい。別の実施形態として例示した光量比は、例えば開口部２６１ａを減光フィルタに置き換えることで達成される。

照明光学系（集光レンズ、ＬＣＢ及び配光レンズ）は２つに限らず３つ以上あってもよい。照明光学系が３つある場合、被写体は、配光特性の異なる３種類の照射光によって順次照射される。この場合、画像合成処理回路２３０は、各照射光により照射された連続する３フレームの被写体の画素信号を対象に図３の処理ステップＳ１３（同一画素アドレスの画素信号同士の比較）及び処理ステップＳ１４（画素信号の選択）を実行して合成画像を生成する。処理ステップＳ１４（画素信号の選択）において選択対象の画素信号が多いほどハイライト部分や強い光沢成分、陰影部分がより一層抑えられる。

１ 電子内視鏡システム
１００ 電子スコープ
１０２Ａ、１０２Ｂ ＬＣＢ
１０４Ａ、１０４Ｂ 配光レンズ
１０６ 対物レンズ
１０８ 固体撮像素子
１１２ ドライバ信号処理回路
１１４ メモリ
２００ プロセッサ
２０２ システムコントローラ
２０４ タイミングコントローラ
２０６ ランプ電源イグナイタ
２０８ ランプ
２１０Ａ、２１０Ｂ 集光レンズ
２１２ メモリ
２１８ 操作パネル
２２０ 前段信号処理回路
２３０ 画像合成処理回路
２３０Ｍ 画像メモリ
２４０ 後段信号処理回路
２６０ 回転フィルタ部
２６１ 回転式ターレット
２６１ａ 開口部
２６１ｂ 非開口部
２６２ 駆動部
２６３ ドライバ
２６４ フォトインタラプタ

Claims (7)

1. 照射光を射出して被写体を照射する複数の照射光学系と、
   前記複数の照射光学系より射出される照射光の光量比を所定の周期で変化させる光量比制御手段と、
   前記照射光により照射された被写体を前記周期と同期して撮像する撮像手段と、
   各前記周期にて撮像された被写体の画像について同一画素アドレスの画素同士を比較し、比較結果に基づいて画素アドレス毎に一つの画像の画素を選択する画素選択手段と、
   前記画素選択手段により選択された各画素アドレスの画素を並べて合成画像を生成する合成画像生成手段と、
   を備える、
   電子内視鏡システム。
2. 前記画素選択手段は、
   第一の閾値以下のレベルの画素と該第一の閾値よりも高い第二の閾値以上のレベルの画素の少なくとも一方を選択対象から除外する、
   請求項１に記載の電子内視鏡システム。
3. 前記画素選択手段は、
   最も新しい前記周期で撮像された被写体の画像と一つ前の該周期で撮像された被写体の画像について同一画素アドレスの画素同士を比較し、各画素アドレスについてレベルが低い方の画素を選択する、
   請求項１又は請求項２に記載の電子内視鏡システム。
4. 前記複数の照射光学系は、
   一対の照射光学系であり、
   前記光量比制御手段は、
   前記一対の照射光学系より射出される照射光の光量比を前記周期で変化させる、
   請求項１から請求項３の何れか一項に記載の電子内視鏡システム。
5. 前記一対の照射光学系は、
   前記照射光を射出する光源と、
   前記光源より射出された照射光を導光する一対の導光手段と、
   前記一対の導光手段への光路を前記周期と同期して交互に遮蔽する遮蔽手段と、
   各前記導光手段により導光された照射光を前記被写体に照射する一対の配光手段と、
   を備える、
   請求項４に記載の電子内視鏡システム。
6. 前記遮蔽手段は、
   前記周期と同期して回転することで前記一対の導光手段への光路を交互に遮蔽する回転式ターレットである、
   請求項５に記載の電子内視鏡システム。
7. 前記回転式ターレットは、
   前記一対の導光手段への光路に対して挿入及び退避可能である、
   請求項６に記載の電子内視鏡システム。

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