JP6043025B2 - 撮像システム及び画像処理装置 - Google Patents

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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４８８４５７４号公報には、前述の通常光観察及び狭帯域光観察に対応する観察モードに切り替え可能な構成を具備する内視鏡システムが開示されている。
また、日本国特許第４８８４５７４号公報に開示された内視鏡システムは、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し、当該被写体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システムとして構成されている。
具体的には、日本国特許第４８８４５７４号公報には、例えば、狭帯域光観察において、狭帯域緑色光ｎＧ１と、狭帯域青色光ｎＢと、狭帯域青色光ｎＢ１と、を順次照射して被写体を撮像し、当該狭帯域青色光ｎＢ１の照射に応じて得られた画像と、当該狭帯域青色光ｎＢの照射に応じて得られた画像と、を加算処理して狭帯域青色光画像を生成し、当該狭帯域青色光画像と、狭帯域緑色光ｎＧ１の照射に応じて得られた画像と、を合成して生成した擬似カラー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、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タイミングと、１フレーム分の表示用画像の生成に用いられる複数フィールド分の画像の組み合わせを変更するタイミングと、の間の整合が取れていないことに起因し、モニタ等の表示装置に表示される映像の画質が低下してしまう場合がある、という問題点が生じている。
しかし、日本国特許第４８８４５７４号公報には、前述の問題点を解消可能な手法等について特に言及されておらず、すなわち、前述の問題点に応じた課題が依然として存在している。
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、面順次方式の狭帯域光観察において表示される映像の画質を向上させることが可能な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している。
本発明の一態様の撮像システムは、第１の波長帯域を具備する第１の照明光と、前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域を具備する第２の照明光と、を順次出射するように構成された光源部と、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の画像と、前記第２の照明光の戻り光に応じた第２の画像と、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出力された複数フィールド分の画像を、表示装置の赤色に対応する第１のチャンネル、前記表示装置の緑色に対応する第２のチャンネル、及び、前記表示装置の青色に対応する第３のチャンネルに選択的に割り当てて同時に出力するように構成された同時化処理部と、前記画像生成部により生成される画像から取得した１つ以上の評価値に基づき、前記第１のチャンネルと、前記第２のチャンネルと、前記第３のチャンネルと、における画像の割り当ておよび画像の更新頻度をそれぞれ設定するための制御を前記同時化処理部に対して行うように構成された制御部と、を有する
本発明の一態様の画像処理装置は、第１の波長帯域を具備する第１の照明光と、前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域を具備する第２の照明光と、を順次出射するように構成された光源部と接続されて使用される画像処理装置であって、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からの戻り光を撮像する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の画像と、前記第２の照明光の戻り光に応じた第２の画像と、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出力された複数フィールド分の画像を、表示装置の赤色に対応する第１のチャンネル、前記表示装置の緑色に対応する第２のチャンネル、及び、前記表示装置の青色に対応する第３のチャンネルに選択的に割り当てて同時に出力するように構成された同時化処理部と、前記画像生成部により生成される画像から取得した１つ以上の評価値に基づき、前記第１のチャンネルと、前記第２のチャンネルと、前記第３のチャンネルと、における画像の割り当ておよび画像の更新頻度をそれぞれ設定するための制御を前記同時化処理部に対して行うように構成された制御部と、を有することを特徴とする画像処理装置。
実施例に係る撮像システムの要部の構成を示す図。 実施例に係る撮像システムにおいて行われる動作の一例を説明するための図。 実施例に係る撮像システムにおいて行われる動作の、図２とは異なる例を説明するための図。 実施例に係る撮像システムにおいて行われる動作の、図２及び図３とは異なる例を説明するための図。 実施例に係る撮像システムにおいて行われる動作の、図２〜図４とは異なる例を説明するための図。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。
図１から図５は、本発明の実施例に係るものである。
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、当該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を介して当該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等を生成して出力するプロセッサ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。図１は、実施例に係る撮像システムの要部の構成を示す図である。
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当該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可能なスコープスイッチ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、当該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等を具備し、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、光源駆動部２１と、ＬＥＤユニット２２と、を有して構成されている。
光源駆動部２１は、例えば、駆動回路等を具備して構成されている。また、光源駆動部２１は、プロセッサ３から出力される照明制御信号に基づき、ＬＥＤユニット２２の各ＬＥＤを個別に発光及び消光させるための光源駆動信号を生成して出力するように構成されている。
ＬＥＤユニット２２は、赤色ＬＥＤ２２ａと、緑色ＬＥＤ２２ｂと、青色ＬＥＤ２２ｃと、を有して構成されている。
赤色ＬＥＤ２２ａは、光源駆動部２１から出力される光源駆動信号に基づき、例えば、６００ｎｍ付近に中心波長が設定された狭帯域な赤色光であるＲ光を発するように構成されている。
緑色ＬＥＤ２２ｂは、光源駆動部２１から出力される光源駆動信号に基づき、例えば、緑色域である５４０ｎｍ付近に中心波長が設定された狭帯域な緑色光であるＧ光を発するように構成されている。
青色ＬＥＤ２２ｃは、光源駆動部２１から出力される光源駆動信号に基づき、例えば、青色域である４１５ｎｍ付近に中心波長が設定された狭帯域な青色光であるＢ光を発するように構成されている。
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。
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し、当該生成した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、当該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し、当該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へ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し、当該生成した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、当該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、当該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光源駆動部２１へ出力するように構成されている。また、制御部３４は、照明光の出射に応じて被写体を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、当該画像データ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。
続いて、本実施例に係る撮像システム１０１の作用について説明する。
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、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光を所定期間ＦＰ１毎に順次出射させるための照明制御信号を生成して光源駆動部２１へ出力する。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へ出力する。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へ出力する。
光源駆動部２１は、制御部３４から出力される照明制御信号に基づき、ＬＥＤユニット２２の各ＬＥＤを、赤色ＬＥＤ２２ａ→緑色ＬＥＤ２２ｂ→青色ＬＥＤ２２ｃ→赤色ＬＥＤ２２ａ→…の順にかつ所定期間ＦＰ１毎に発光させるための光源駆動信号を生成して出力する。そして、このような光源駆動部２１の動作によれば、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、Ｒ光が照射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し、さらに、当該蓄積した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、当該蓄積した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、当該蓄積した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へ同時に出力する。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し、当該生成した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、当該生成した映像信号を表示装置４へ順次出力する。
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、当該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。
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、Ｇ光及びＢ光を所定期間ＦＰ１毎に交互に出射させるための照明制御信号を生成して光源駆動部２１へ出力する。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へ出力する。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、前処理部３１から出力される画像データＢＤの輝度値に基づき、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。なお、前述の画像データＢＤの輝度値は、例えば、画像データＢＤの少なくとも一部の領域内に含まれる各画素の平均輝度値として規定される。
光源駆動部２１は、制御部３４から出力される照明制御信号に基づき、赤色ＬＥＤ２２ａを消光させるとともに、緑色ＬＥＤ２２ｂ及び青色ＬＥＤ２２ｃを、緑色ＬＥＤ２２ｂ→青色ＬＥＤ２２ｃ→緑色ＬＥＤ２２ｂ→…の順にかつ所定期間ＦＰ１毎に発光させるための光源駆動信号を生成して出力する。そして、このような光源駆動部２１の動作によれば、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、Ｇ光→Ｂ光→Ｇ光→…の順に交互にかつ所定期間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、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。
ここで、前処理部３１から出力される画像データＢＤの輝度値が所定の閾値ＴＨ１以上であることが制御部３４により検出された際に同時化処理部３２において行われる動作の一例について、以下に説明する。
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及びＢＤを１フィールド分ずつ蓄積し、さらに、当該蓄積した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、当該蓄積した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て画像処理部３３へ同時に出力する。
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、前処理部３１から出力される画像データＢＤの輝度値が所定の閾値ＴＨ１以上である場合には、例えば、図２に示すように、Ｒチャンネルに割り当てる画像データ（ＧＤ１，ＧＤ２，ＧＤ３，…）を１回更新する動作と、Ｇチャンネル及びＢチャンネルに割り当てる画像データ（ＢＤ１，ＢＤ２，ＢＤ３，…）を１回更新する動作と、を所定期間ＦＰ１毎に交互に行う。図２は、実施例に係る撮像システムにおいて行われる動作の一例を説明するための図である。なお、図２の動作は、同時化処理部３２に画像データが蓄積されていない状態を起点とした場合における動作を示しているものとする。
すなわち、制御部３４は、前処理部３１から出力される画像データＢＤの輝度値が所定の閾値ＴＨ１以上であることを検出した際に、Ｇ光及びＢ光を所定期間ＦＰ１毎に交互に出射させるための照明制御信号を生成して光源駆動部２１へ出力する。また、制御部３４は、前処理部３１から出力される画像データＢＤの輝度値が所定の閾値ＴＨ１以上であることを検出した際に、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させ、１フィールド分の画像データＢＤをＧチャンネル及びＢチャンネルにそれぞれ割り当てさせ、さらに、Ｒ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、Ｇチャンネル及び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、を所定期間ＦＰ１毎に交互に行わせ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。
次に、前処理部３１から出力される画像データＢＤの輝度値が所定の閾値ＴＨ１未満かつ所定の閾値ＴＨ２（但し、ＴＨ２＜ＴＨ１であるものとする）以上であることが制御部３４により検出された場合に同時化処理部３２において行われる動作の一例について、以下に説明する。
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を１フィールド分蓄積し、前処理部３１から順次出力されるとともに時間的に隣接する画像データＢＤを２フィールド分蓄積し、当該蓄積した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、当該蓄積した２フィールド分の画像データＢＤのうちの時間的に後の１フィールド分の画像データＢＤＮの輝度値を２倍して得られる画像データＢＤＤをＧチャンネル及びＢチャンネルに割り当てて画像処理部３３へ同時に出力する。
また、同時化処理部３２は、前処理部３１から出力される画像データＢＤの輝度値が所定の閾値ＴＨ１未満かつ所定の閾値ＴＨ２以上である場合には、例えば、図３に示すように、Ｒチャンネルに割り当てる画像データ（ＧＤ６，ＧＤ７，ＧＤ８，…）を１回更新する動作と、Ｇチャンネル及びＢチャンネルに割り当てる画像データ（ＢＤ５×２，ＢＤ６×２，ＢＤ７×２，…）を１回更新する動作と、を所定期間ＦＰ１毎に交互に行う。図３は、実施例に係る撮像システムにおいて行われる動作の、図２とは異なる例を説明するための図である。なお、図３の動作は、同時化処理部３２に画像データが蓄積されていない状態を起点とした場合における動作を示しているものとする。
すなわち、制御部３４は、前処理部３１から出力される画像データＢＤの輝度値が所定の閾値ＴＨ１未満かつ所定の閾値ＴＨ２以上であることを検出した際に、Ｇ光及びＢ光を所定期間ＦＰ１毎に交互に出射させるための照明制御信号を生成して光源駆動部２１へ出力する。また、制御部３４は、前処理部３１から出力される画像データＢＤの輝度値が所定の閾値ＴＨ１未満かつ所定の閾値ＴＨ２以上であることを検出した際に、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させ、１フィールド分の画像データＢＤの輝度値を２倍して得られる画像データＢＤＤをＧチャンネル及びＢチャンネルにそれぞれ割り当てさせ、さらに、Ｒ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、Ｇチャンネル及びＢチャンネルに割り当てる画像データＢＤＤを１回更新する動作と、を所定期間ＦＰ１毎に交互に行わせ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。
次に、前処理部３１から出力される画像データＢＤの輝度値が所定の閾値ＴＨ２未満であることが制御部３４により検出された場合に同時化処理部３２において行われる動作の一例について、以下に説明する。
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を１フィールド分蓄積し、前処理部３１から順次出力されるとともに時間的に隣接する画像データＢＤを２フィールド分蓄積し、当該蓄積した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、当該蓄積した２フィールド分の画像データＢＤの輝度値を加算して得られる画像データＢＤＳをＧチャンネル及びＢチャンネルに割り当てて画像処理部３３へ同時に出力する。
また、同時化処理部３２は、前処理部３１から出力される画像データＢＤの輝度値が所定の閾値ＴＨ２未満である場合には、例えば、図４に示すように、Ｒチャンネルに割り当てる画像データ（ＧＤ１０，ＧＤ１１，ＧＤ１２，…）を１回更新する動作と、Ｇチャンネル及びＢチャンネルに割り当てる画像データ（ＢＤ９＋ＢＤ１０，ＢＤ１０＋ＢＤ１１，ＢＤ１１＋ＢＤ１２，…）を１回更新する動作と、を所定期間ＦＰ１毎に交互に行う。図４は、実施例に係る撮像システムにおいて行われる動作の、図２及び図３とは異なる例を説明するための図である。なお、図４の動作は、同時化処理部３２に画像データが蓄積されていない状態を起点とした場合における動作を示しているものとする。
すなわち、制御部３４は、前処理部３１から出力される画像データＢＤの輝度値が所定の閾値ＴＨ２未満であることを検出した際に、Ｇ光及びＢ光を所定期間ＦＰ１毎に交互に出射させるための照明制御信号を生成して光源駆動部２１へ出力する。また、制御部３４は、前処理部３１から出力される画像データＢＤの輝度値が所定の閾値ＴＨ２未満であることを検出した際に、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させ、時間的に隣接する２フィールド分の画像データＢＤの輝度値を加算して得られる画像データＢＤＳをＧチャンネル及びＢチャンネルにそれぞれ割り当てさせ、さらに、Ｒ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、Ｇチャンネル及びＢチャンネルに割り当てる画像データＢＤＳを１回更新する動作と、を所定期間ＦＰ１毎に交互に行わせ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。
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、ＢＤＤまたはＢＤＳと、を合成することにより１フレーム分の擬似カラー画像データを生成し、当該生成した１フレーム分の擬似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、当該生成した映像信号を表示装置４へ順次出力する。
なお、本実施例の制御部３４は、狭帯域光観察モードにおいて、前処理部３１から出力される画像データＢＤの輝度値を評価値として取得して同時化処理制御信号を生成するものに限らず、例えば、前処理部３１から出力される画像データＢＤに含まれるノイズの大きさを定量化して得られるノイズ量を評価値として取得して同時化処理制御信号を生成するものであってもよい。具体的には、制御部３４は、例えば、前処理部３１から出力される画像データＢＤのノイズ量が所定の閾値ＴＮ１未満であることを検出した場合に、図２に示したような動作を行わせるための同時化処理制御信号を生成し、当該ノイズ量が所定の閾値ＴＮ１以上かつＴＮ２（但し、ＴＮ２＞ＴＮ１であるものとする）未満であることを検出した場合に、図３に示したような動作を行わせるための同時化処理制御信号を生成し、当該ノイズ量が所定の閾値ＴＮ２以上であることを検出した場合に、図４に示したような動作を行わせるための同時化処理制御信号を生成するものであってもよい。
また、本実施例の制御部３４は、狭帯域光観察モードにおいて、前処理部３１から出力される画像データＢＤの輝度値を評価値として取得して同時化処理制御信号を生成するものに限らず、例えば、当該画像データＢＤの輝度値と、前処理部３１から出力される画像データＧＤの輝度値と、のうちの少なくとも一方を評価値として取得して同時化処理制御信号を生成するものであってもよい。
一方、本実施例においては、例えば、狭帯域光観察モードにおいて、前処理部３１から出力される画像データＢＤの輝度値が所定の閾値ＴＨ２未満である場合に、以下に述べるような動作が行われるようにしてもよい。
制御部３４は、狭帯域光観察モードにおいて、前処理部３１から出力される画像データＢＤの輝度値が所定の閾値ＴＨ２未満であることを検出した際に、１回分の所定期間ＦＰ１においてＧ光を１回出射する動作と、２回分の所定期間ＦＰ１においてＢ光を１回ずつ出射する動作と、を交互に行わせるための照明制御信号を生成して光源駆動部２１へ出力する。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へ出力する。また、制御部３４は、前処理部３１から出力される画像データＢＤの輝度値が所定の閾値ＴＨ２未満である場合に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る画像データを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。
光源駆動部２１は、制御部３４から出力される照明制御信号に基づき、赤色ＬＥＤ２２ａを消光させるとともに、緑色ＬＥＤ２２ｂ及び青色ＬＥＤ２２ｃを、緑色ＬＥＤ２２ｂ→青色ＬＥＤ２２ｃ→青色ＬＥＤ２２ｃ→緑色ＬＥＤ２２ｂ→青色ＬＥＤ２２ｃ→青色ＬＥＤ２２ｃ→緑色ＬＥＤ２２ｂ→…の順にかつ所定期間ＦＰ１毎に１回ずつ発光させるための光源駆動信号を生成して出力する。そして、このような光源駆動部２１の動作によれば、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、Ｇ光→Ｂ光→Ｂ光→Ｇ光→Ｂ光→Ｂ光→Ｇ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、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が１回撮像されるとともに、Ｂ光が照射されている期間中に受光した戻り光が２回撮像される。
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ＧＤを１フィールド分蓄積し、前処理部３１から順次出力されるとともに時間的に隣接する画像データＢＤを２フィールド分蓄積し、当該蓄積した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、当該蓄積した２フィールド分の画像データＢＤの輝度値を加算して得られる画像データＢＤＴをＧチャンネル及びＢチャンネルに割り当てて画像処理部３３へ同時に出力する。
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、例えば、図５に示すように、Ｒチャンネルに割り当てる画像データ（ＧＤ１４，ＧＤ１５，ＧＤ１６）を１回更新する動作と、Ｇチャンネル及びＢチャンネルに割り当てる画像データ（ＢＤ１４＋ＢＤ１５，ＢＤ１５＋ＢＤ１６，ＢＤ１６＋ＢＤ１７，…）を２回連続で更新する動作と、を交互に行う。図５は、実施例に係る撮像システムにおいて行われる動作の、図２〜図４とは異なる例を説明するための図である。なお、図５の動作は、同時化処理部３２に画像データが蓄積されていない状態を起点とした場合における動作を示しているものとする。
以上に述べたように、本実施例によれば、狭帯域光観察モードにおいて、Ｇ光及びＢ光を交互に照射して被写体を撮像するタイミングと、Ｒ、Ｇ及びＢチャンネルに割り当てられる画像データの組み合わせを更新するタイミングと、の間の整合を取るような動作が行われるため、表示装置４に表示される映像におけるコマ落ちの発生を防ぐことができる。従って、本実施例によれば、面順次方式の狭帯域光観察において表示される映像の画質を向上させることができる。
なお、本実施例によれば、例えば、前処理部３１から出力される画像データＢＤの輝度値が所定の閾値ＴＨ１未満である場合の同時化処理部３２の動作を、図３に示した動作及び図４に示した動作のうちのいずれか一方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スイッチを入力装置５に設けてもよい。
なお、本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。
本出願は、２０１４年１１月７日に日本国に出願された特願２０１４−２２７１８３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、図面に引用されたものとする。

Claims (9)

  1. 第１の波長帯域を具備する第１の照明光と、前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域を具備する第２の照明光と、を順次出射するように構成された光源部と、
    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の画像と、前記第２の照明光の戻り光に応じた第２の画像と、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出力された複数フィールド分の画像を、表示装置の赤色に対応する第１のチャンネル、前記表示装置の緑色に対応する第２のチャンネル、及び、前記表示装置の青色に対応する第３のチャンネルに選択的に割り当てて同時に出力するように構成された同時化処理部と、
    前記画像生成部により生成される画像から取得した１つ以上の評価値に基づき、前記第１のチャンネルと、前記第２のチャンネルと、前記第３のチャンネルと、における画像の割り当ておよび画像の更新頻度をそれぞれ設定するための制御を前記同時化処理部に対して行うように構成された制御部と、
    を有することを特徴とする撮像システム。
  2. 前記制御部は、前記画像生成部により生成される画像から取得した前記評価値に基づき、前記第１のチャンネルと、前記第２のチャンネルと、前記第３のチャンネルと、における画像の更新頻度を設定するための制御を前記同時化処理部に対してさらに行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
  3. 前記評価値は、前記画像生成部により生成される画像の輝度値、または、前記画像生成部により生成される画像に含まれるノイズの大きさを定量化して得られるノイズ量のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
  4. 前記制御部は、前記輝度値が所定の閾値ＴＨ１以上であることを検出した際に、または、前記ノイズ量が所定の閾値ＴＮ１未満であることを検出した際に、前記第１の照明光と、前記第２の照明光と、を前記所定期間毎に交互に出射させる制御を前記光源部に対して行うとともに、１フィールド分の前記第１の画像を前記第１のチャンネルに割り当てさせ、１フィールド分の前記第２の画像を前記第２のチャンネル及び前記第３のチャンネルにそれぞれ割り当てさせ、さらに、前記第１のチャンネルに割り当てる前記第１の画像を１回更新する動作と、前記第２のチャンネル及び前記第３のチャンネルに割り当てる前記第２の画像を１回更新する動作と、を前記所定期間毎に交互に行わせる制御を前記同時化処理部に対して行うことを特徴とする請求項３に記載の撮像システム。
  5. 前記制御部は、前記輝度値が所定の閾値ＴＨ１未満かつ所定の閾値ＴＨ２以上であることを検出した際に、または、前記ノイズ量が所定の閾値ＴＮ１以上かつ所定の閾値ＴＮ２未満であることを検出した際に、前記第１の照明光と、前記第２の照明光と、を前記所定期間毎に交互に出射させる制御を前記光源部に対して行うとともに、１フィールド分の前記第１の画像を前記第１のチャンネルに割り当てさせ、１フィールド分の前記第２の画像の輝度値を２倍して得られる第３の画像を前記第２のチャンネル及び前記第３のチャンネルにそれぞれ割り当てさせ、さらに、前記第１のチャンネルに割り当てる前記第１の画像を１回更新する動作と、前記第２のチャンネル及び前記第３のチャンネルに割り当てる前記第３の画像を１回更新する動作と、を前記所定期間毎に交互に行わせる制御を前記同時化処理部に対して行うことを特徴とする請求項３に記載の撮像システム。
  6. 前記制御部は、前記輝度値が所定の閾値ＴＨ２未満であることを検出した際に、または、前記ノイズ量が所定の閾値ＴＮ２以上であることを検出した際に、前記第１の照明光と、前記第２の照明光と、を前記所定期間毎に交互に出射させる制御を前記光源部に対して行うとともに、１フィールド分の前記第１の画像を前記第１のチャンネルに割り当てさせ、時間的に隣接する２フィールド分の前記第２の画像の輝度値を加算して得られる第４の画像を前記第２のチャンネル及び前記第３のチャンネルにそれぞれ割り当てさせ、さらに、前記第１のチャンネルに割り当てる前記第１の画像を１回更新する動作と、前記第２のチャンネル及び前記第３のチャンネルに割り当てる前記第４の画像を１回更新する動作と、を前記所定期間毎に交互に行わせる制御を前記同時化処理部に対して行うことを特徴とする請求項３に記載の撮像システム。
  7. 前記制御部は、前記輝度値が所定の閾値ＴＨ２未満であることを検出した際に、または、前記ノイズ量が所定の閾値ＴＮ２以上であることを検出した際に、１回分の前記所定期間において前記第１の照明光を１回出射する動作と、２回分の前記所定期間において前記第２の照明光を１回ずつ出射する動作と、を交互に行わせる制御を前記光源部に対して行うとともに、１フィールド分の前記第１の画像を前記第１のチャンネルに割り当てさせ、時間的に隣接する２フィールド分の前記第２の画像の輝度値を加算して得られる第４の画像を前記第２のチャンネル及び前記第３のチャンネルにそれぞれ割り当てさせ、さらに、前記第１のチャンネルに割り当てる前記第１の画像を１回更新する動作と、前記第２のチャンネル及び前記第３のチャンネルに割り当てる前記第４の画像を２回連続で更新する動作と、を交互に行わせる制御を前記同時化処理部に対して行うことを特徴とする請求項３に記載の撮像システム。
  8. 前記第１のチャンネル、前記第２のチャンネル及び前記第３のチャンネルに割り当てられた状態で前記同時化処理部から出力される各画像を合成することにより１フレーム分の画像を生成し、当該生成した１フレーム分の画像を前記表示装置へ順次出力するように構成された画像処理部をさらに有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
  9. 第１の波長帯域を具備する第１の照明光と、前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域を具備する第２の照明光と、を順次出射するように構成された光源部と接続されて使用される画像処理装置であって、
    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からの戻り光を撮像する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の画像と、前記第２の照明光の戻り光に応じた第２の画像と、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出力された複数フィールド分の画像を、表示装置の赤色に対応する第１のチャンネル、前記表示装置の緑色に対応する第２のチャンネル、及び、前記表示装置の青色に対応する第３のチャンネルに選択的に割り当てて同時に出力するように構成された同時化処理部と、
    前記画像生成部により生成される画像から取得した１つ以上の評価値に基づき、前記第１のチャンネルと、前記第２のチャンネルと、前記第３のチャンネルと、における画像の割り当ておよび画像の更新頻度をそれぞれ設定するための制御を前記同時化処理部に対して行うように構成された制御部と、
    を有することを特徴とする画像処理装置。
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