JPH0530460A - 画像フリーズ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】操作者の撮像意図に対して忠実な静止画を得る
ことができると共に、被写体の動きに起因した画像の像
ブレや色ずれなど画像劣化の少ない静止画を得ること。 【構成】静止画指示手段３の起動された時刻からの時間
を検出するタイマー出回路４と、動き検出回路２からの
動き量とタイマー回路４からの時間出力とを演算して、
動き量に時間的な補正を行う演算回路５と、演算回路５
が出力する時間的に補正された動き量の中から、所定時
間内における最小値を検出する最小値検出回路６と、静
止画指示手段３からの静止画指示信号により起動され
て、最小値検出回路６の出力に応じて、画像メモリ１へ
の入力画像信号の書き込み動作を制御する書き込み制御
回路７とを備えている。 【作用】静止画指示手段３による起動から所定時間内に
おける補正された動き量のうち、最小値が得られたとき
の入力画像信号を静止画として記憶する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静止画を記憶する画像
フリーズ処理装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
画像信号を磁気テープや磁気ディスクに記録したり、Ｃ
ＣＤメモリ、ＭＯＳメモリ、磁気バブルメモリ、或いは
ＩＣメモリ等の記憶素子に記憶させて、その画像を表示
させる装置が知られている。特に、静止画を記録するも
のとしては、カメラ内部に記録再生装置として磁気ディ
スク装置を備えた装置が、特開昭４９−５２９１２号公
報や特開昭５４−１４０５１０号公報に開示されてい
る。また、同種の装置で、撮影した後に即時に再生が可
能で取り直しができるようにした電子写真カメラが、特
開昭５７−４４３７４号公報に開示されている。

【０００３】しかし、これらの装置は、レリーズボタン
の押圧操作により記録もしくは一時記憶されるため、被
写体の動きがシャッタ速度に比べて速い場合や、シャッ
タ操作時に撮像装置が動いてしまう、いわゆる手ブレ等
により、撮像した画像に像ブレが生じ、撮り直しが必要
となる場合が少なからずある。又、例えば、撮像素子と
して飛び越し走査型の素子を用いて動きの速い被写体を
撮った場合には、フィールド間で異なる画像が記憶され
るために、フリッカを起こしてしまい、非常に見づらい
画像となる欠点を有する。

【０００４】この欠点に関して、静止画記憶時のフィー
ルド間フリッカを防止するために、被写体の動きを検知
して動きのない場合にはフレームフリーズし、動きのあ
る場合にはフィールドフリーズするように構成した装置
が米国特許第４，２７２，７８７号明細書に提案されて
いる。しかしながら、この装置は、撮像した被写体に動
きがあると自動的にフィールドフリーズしてしまうた
め、動きのある被写体に対して垂直方向の解像度が劣化
するという欠点を有する。

【０００５】また、近年、固体撮像素子の製造技術の進
歩により、画素の高密度化、及びチップの超小型化が進
み、先端部に固体撮像素子を実装した内視鏡、いわゆる
電子内視鏡装置が開発されている。これらの装置は、体
腔内に挿入して被検査部位を観察すると共に、同部位の
観察画像を記録する機能を有しており、その観察能もさ
ることながら、記録した画像の質も非常に重要であり、
被検査部位の診断に大きく影響する。従って、記録に際
して、内視鏡の術者は患者を静止させた上で何度か被検
査部位の画像をフリーズ表示し、記録画像として最も望
ましい画像を選択して、例えばモニタ画像の写真撮影装
置やビデオプリンタ、あるいはスチルビデオフロッピー
装置等に静止画記録していた。しかし、患者を静止させ
ても、生体内を観察している限り被検査部位の動きは少
なからずあるため、その動きによる像のブレをなくすた
め何度もフリーズし直さなければならない場合があると
いう不具合を有する。

【０００６】このような被写体の動きによる記録画像の
劣化は、撮像素子の種類及び撮像方式に応じて、その発
生形態が異なる。例えば、撮像素子としてフレーム転送
型のＣＣＤを用いた場合には、露光期間における被写体
の動きが像のブレとなって生じ、また、インターライン
型のＣＣＤを用いて飛び越し走査を行った場合には、露
光時間の被写体の動きに起因した像のブレに加え、フィ
ールド間の画像の差異に起因したフリッカが生ずる。ま
た、内視鏡を細径化するために、その先端部にモノクロ
のＣＣＤを実装し、照明光を例えばＲＧＢ順次光とし
た、いわゆる色面順次方式では、時系列的に順次撮影し
たＲＧＢ各原色画像を同時化して表示するため、被写体
の動きが色のズレとなって表示される、いわゆる色ズレ
が問題となる。

【０００７】一方、前述した像のブレや色のズレを軽減
するための装置として、特願昭６３−３１８０９号明細
書に本出願人によって提案されているものがある。この
装置は、画像フリーズ信号からの指示信号により起動さ
れ、映像信号により画像の動きを検出し、検出した動き
の量に応じて記録動作を行うことにより、前述した像の
ブレや色のズレを軽減するものである。しかしながら、
この装置には、画像フリーズスイッチを押圧してから最
終的に静止画を得るまでにタイムラグを生じるという欠
点があり、しかも、動きの速い被写体に対してはその傾
向が更に大きくなってしまうため、貴重なフリーズタイ
ミングやシャッタチャンスを逃してしまうことが起こり
得る。

【０００８】要約すれば、画像フリーズスイッチの押圧
動作によって即時にフリーズを行う方式には、所望のタ
イミングで静止画が得られるという利点がある反面、動
きの速い被写体に対しては像のブレや色のズレが大きい
という欠点を有しており、また、画像フリーズスイッチ
の押圧動作があった後に映像信号の動きの量を検出して
その動きの量に応じてフリーズ動作を行う方式では、像
のブレや色のズレの少ない画像が得られるという利点が
ある反面、静止画を得るまでにタイムラグがあるため、
場合によっては貴重なタイミングを逃してしまうという
欠点がある。

【０００９】そこで、特開平２−１１９３８８号公報に
おいて、本出願は、動き検出手段により被写体の動きを
検出して、被検体の動きが少ないときには、画像メモリ
への書き込みを禁止して、画像をフリーズするようにし
た第１のフリーズモードと、フリーズ指示手段からの強
制フリーズ信号に応じて、画像メモリ１への書き込みを
禁止して画像フリーズするようにした第２のフリーズモ
ードとを選択的に切り換えられるように構成した装置を
提案している。そして、前記構成により、被写体の動き
に起因した画像劣化の少ない静止画を記憶する場合と、
撮像のタイミングを重視して静止画を記憶する場合と
に、それぞれ応じて、モード設定を切り換えることによ
り、操作者の撮像意図に忠実な静止画を得るようにして
いる。この発明の場合、操作者の判断で前記二つのモー
ドを使い分ける二者択一的な設定になっているため、フ
リーズのタイミングと画像劣化とのバランスを常に考慮
して、両条件に対して最適な静止画を得ることは困難で
あり、熟練を要するため、改良する余地があった。

【００１０】本発明は、前記事情に鑑みてなされたもの
であり、操作者の意図するフリーズタイミングに対し
て、操作者の撮像意図に対して忠実な静止画を得ること
ができると共に、被写体の動きに起因した画像の像ブレ
や色ずれなど画像劣化の少ない静止画を得ることができ
る画像フリーズ処理装置を提供することを目的としてい
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の画像撮像装置
は、図１の概念図に示すように、結像光学系により結像
された被写体像を光電変換して画像信号を得る図示しな
い光電変換手段により、得られた画像信号を記憶する画
像記憶手段１０１と、前記画像信号から被写体の動き量
を検出する動き検出手段１０２と、前記画像記憶手段１
０１に静止画を記憶させる静止画指示信号を発する静止
画指示手段１０３と、前記静止画指示手段１０３により
起動され、起動した時刻からの時間を検出する時間検出
手段１０４と、前記動き検出手段１０２が検出した動き
量と、前記時間検出手段１０４が出力する時間とを演算
して、該動き量に時間的な補正を行って出力する演算手
段１０５と、前記演算手段１０５が出力する時間的に補
正された動き量の中から、例えば、設定時間検出手段１
０８によって設定された所定時間内における該補正され
た動き量の最小値を検出する最小値検出手段１０６と、
前記静止画指示手段１０３からの静止画指示信号により
起動されて、前記最小値検出手段１０６の出力に応じ
て、前記画像記憶手段１０１への入力画像信号の書き込
み動作を制御する書き込み制御手段１０７とを備えてい
る。

【００１２】

【作用】本発明では、静止画指示手段１０３により静止
画を記憶させる指示を行うと、この静止画指示手段１０
３からの静止画指示信号により、書き込み制御手段１０
６、及び時間検出手段１０４が起動される。動き量検出
手段１０２は、静止画指示信号の入力時刻をｔ0とし
て、例えば図２のグラフに示すような動き量Ｍ＝ｇ(ｔ)
を出力する。

【００１３】従来例である特開平２−５７０７８号公報
に記載された動き検出による画像フリーズ処理装置で
は、設定時間検出手段１０８により設定された時間内
（ｔ3−ｔ0）においては、時刻ｔ2の画像を静止画とし
て出力している。

【００１４】これに対して、本発明では、時間検出手段
１０４の出力Ｈ＝ｆ(ｔ)と、動き量Ｍ＝ｇ(ｔ)とを演算
手段１０５により演算して、時間的補正を行った動き量
Ｙ＝Ｈ・Ｍを出力する。最小値検出１０６は、演算手段
１０５が出力する補正された動き量Ｙの最小値を逐次検
出する。書き込み制御手段１０７は、最小値検出手段１
０６の出力に応じて、画像記憶手段１０１への入力画像
信号の書き込み動作を制御する。そして、画像記憶手段
１０１に時刻ｔ1の画像が静止画として記憶される。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図３ないし図４は本発明の第１実施例に係り、図
３は本実施例の画像フリーズ処理装置の構成を示すブロ
ック図、図４はタイマー回路の一例を示す回路図、図５
は演算回路の一例を示す回路図である。

【００１６】図３に示すように、本実施例の画像フリー
ズ処理装置は、ディジタルの入力画像信号を記憶する画
像記憶手段としての画像メモリ１と、前記画像信号から
被写体の動きを検出する動き検出手段としての動き検出
回路２と、前記画像メモリ１に所望の静止画を記憶させ
るための指示を行う静止画指示手段としてのフリーズ指
示手段３と、このフリーズ指示手段３から出力されるフ
リーズ指示信号により起動され、起動した時刻からの時
間を検出する時間検出手段としてのタイマー回路４とを
備えている。

【００１７】また、前記画像フリーズ処理装置は、前記
動き検出回路２が検出した動き量と、前記タイマー回路
４が出力する時間とを演算して、該動き量に時間的な補
正を行って出力する演算回路１０５と、前記演算回路５
が出力する時間的に補正された動き量の中から、例え
ば、設定時間検出回路１２によって設定された所定時間
内における該補正された動き量の最小値を検出する最小
値検出回路６と、前記フリーズ指示手段３からのフリー
ズ指示信号により起動されて、前記最小値検出回路６の
出力に応じて、前記画像メモリ１への入力画像信号の書
き込み動作を制御する書き込み制御手段１０７とを備え
いる。

【００１８】前記書き込み制御回路７は、前記フリーズ
指示手段３から出力されるフリーズ指示信号により起動
され、前記最小値検出回路６からの出力信号に応じて、
前記画像メモリ１に対する書き込みを禁止するか否かの
制御を行う書き込み禁止ゲート８と、前記画像メモリ１
に対する書き込み（ライト；Ｗ）と読み出し（リード；
Ｒ）とを制御するメモリＲ／Ｗコントローラ９とを備え
ている。尚、前記メモリＲ／Ｗコントローラ９からのメ
モリライト制御信号は、前記書き込み禁止ゲート８を介
して、またメモリリード制御信号は直接、前記画像メモ
リ１に印加されるようになっている。

【００１９】次に、本実施例の画像フリーズ処理装置の
作用について説明する。入力画像信号は、画像メモリ１
と動き検出回路２とに導かれる。動き検出手段２では、
入力画像信号から、被写体の動きに応じた動き検出量を
求め、その値を演算回路５出力する。

【００２０】画像メモリ１に入力された画像信号は、書
き込み制御回路７内に設けられたメモリＲ／Ｗコントロ
ーラ９によって、書き込み／読み出しが制御され、通常
時は、逐次入力される画像がそのまま逐次出力されて、
図示しない外部表示装置により動画表示される。尚、こ
の場合、前記タイマー回路４は起動しておらず、書き込
み禁止ゲート８は書き込みを禁止していない。

【００２１】一方、静止画を記憶させる場合には、フリ
ーズ指示手段３から出力されるフリーズ指示信号に基づ
いてフリーズ動作が開始される。フリーズ指示手段３か
らフリーズ指示信号が発せられ、タイマー回路４に伝達
されると、タイマー回路４が起動し、フリーズ指示信号
が発せられてからの経過時間を演算回路５に出力する。
演算回路５は、この経過時間と、前記動き検出回路２が
出力する動き検出量とを演算し、動き検出量に時間的補
正を施して、最小値検出回路６へ出力する。最小値検出
回路６は、フリーズ指示信号が発せられてから最小値を
検出する毎に、書き込み禁止ゲート８に伝えられる。こ
の書き込み禁止ゲート８では、最小値が検出されたとき
には画像メモリ１への書き込みを禁止せず、つまり書き
込みの許可を行い、また最小値が検出されないときには
画像メモリ１への書き込みを禁止して、動き検出量が最
小値のときに、画像メモリ１に書き込まれた画像が静止
画として記憶されている。そして、メモリＲ／Ｗコント
ローラ９のメモリリード信号により、動き検出量が最小
のときに画像メモリ１に書き込まれた画像信号が、図示
しない外部表示装置により最適な静止画として表示され
る。

【００２２】前記タイマー回路４の一例を図４に示す。
タイマー回路４は、クリア端子CLR付きカウンタ４１を
用いて構成できる。図示例では、ビデオ用同期信号発生
回路（付図示）からの垂直同期信号がクロック端子CKに
印加され、前記フリーズ指示手段３によるフリーズ指示
信号がクリア端子CLKに印加されるようになっている。
タイマー回路４にフリーズ指示信号が入力されると、カ
ウンタ４１のクリアが解除され、クロックである垂直同
期信号を数え始める。これを時間出力として、演算回路
５へ出力する。

【００２３】また、前記演算回路５の一例を図５に示
す。演算回路５は、図示の様に、ＲＯＭによるルックア
ップテーブル（ＬＵＴ）５１を用いて構成することがで
きる。動き検出回路２からの動き検出量をＲＯＭの下位
アドレスに割当て、タイマー回路４からの経過時間を上
位アドレスに割当て、図２に示すＨ＝ｆ(ｔ)の曲線によ
る演算結果を予めＬＵＴ５１に格納しておくことによ
り、動き量を時間的に補正できるようになっている。す
なわち、ＬＵＴ５１は、図２に示す動き検出量Ｍに時間
的な重み付け（Ｈ・Ｍ＝Ｙ）を行っており、フリーズ指
示信号が発せられてから、経過時間が短いほど重み付け
を軽くして、経過時間が短いときの動き検出量ほど最小
値検出回路６において最小値の検出が優位になるよう
に、動き検出量を補正して出力している。これは、動き
量の最小値が得られたとき、つまり静止画を得るのに良
いタイミングが、フリーズ指示信号が発してから、時間
的に可能な限り近いタイミングとなることを意図してい
る。従って、静止画を得るタイミングは、時間的な重み
付けによって任意に変えることができる。

【００２４】このように、本実施例によれば、フリーズ
指示手段３からのフリーズ指示信号に起動してからの経
過時間を基に補正された動き検出量から、最小検出回路
６が動き量の最小値を検出し、この最小値が検出された
ときに、画像メモリ１への書き込みを行い画像をフリー
ズするようにしたので、操作者の撮像意図に対して忠実
な静止画を得ることができると共に、被写体の動きに起
因した画像の像ブレや色ずれなどといった画像劣化が少
ない静止画を得ることができる。

【００２５】図６及び図７は本発明の第２実施例に係
り、図６は画像フリーズ処理装置の構成を示すブロック
図、図７はタイマー回路の一例を示す回路図である。

【００２６】この第２実施例は入力画像信号がアナログ
型式の信号である場合を示す例であり、このアナログ型
式の入力画像信号は、図６に示すように、Ａ／Ｄ変換器
１０によりディジタル信号に変換された後に、画像メモ
リ１に書き込まれるようになっている。また、前記画像
メモリ１から読み出された画像信号は、Ｄ／Ａ変換器１
１によりアナログ型式の信号に変換されて、後段に出力
されるようになっている。

【００２７】また、動き検出回路２、タイマー回路４、
演算回路５、最小検出回路６、及び設定時間検出回路１
２は、アナログ回路で構成されている。その他、第１実
施例と同様の構成及び作用については、同じ符号を付し
て説明を省略する。

【００２８】本実施例において、タイマー回路４は、例
えば図７に示すように、電源５２からの電圧をアナログ
・スイッチ５３を介して、抵抗器５４、及びコンデンサ
５５からなるＣＲ時定数回路に供給している。さらに、
この時定数数回路と並列に、アナログスイッチ５６を介
して、抵抗器５７が接続されている。

【００２９】前記アナログスイッチ５３，５６は、フリ
ーズ指示信号が制御端子に入力されると、非導通状態と
なる素子から構成されている。そして、前記アナログス
イッチ５６には、インバータ５８を介して、フリーズ指
示信号が印加されるようになっている。フリーズ指示信
号が発せられると、アナログスイッチ５３は、導通状態
になる。一方、アナログスイッチ５６は非導通状態とな
る。

【００３０】本実施例のタイマー回路４の作用を以下に
説明する。フリーズ指示信号が印加されていないときに
は、アナログスイッチ５３は、非導通状態であり、一方
アナログスイッチ５６は、導通状態となっている。従っ
て、タイマー回路４の出力は、グランドレベル（０Ｖ）
となっている。フリーズ指示信号が印加されるとアナロ
グスイッチ５３は導通状態、アナログスイッチ５６は非
導通状態に変化する。従って、抵抗器５４、コンデンサ
５５で構成される時定数回路に、電源５２からの電圧が
印加され、抵抗器５４とコンデンサ５６の接点に生じる
電圧を時間出力とすることができる。フリーズ指示信号
が解除されと、コンデンサ５５に充電された電荷は、ア
ナログスイッチ５６、及び抵抗器５７を介して放電され
る。

【００３１】その他の構成及び作用効果は、第１実施例
と同様で、説明を省略する。

【００３２】る。

【００３３】

【発明の効果】前述したように、本発明の画像フリーズ
処理装置によれば、操作者の撮像意図に対して忠実な静
止画を得ることができると共に、被写体の動きに起因し
た画像の像ブレや色ずれなど画像劣化の少ない静止画を
得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に係る画像フリーズ処理装置の概
念図。

【図２】図２は本発明の作用を説明する一例としてのグ
ラフ。

【図３】図３は第１実施例に係る画像フリーズ処理装置
の構成を示すブロック図。

【図４】図４はタイマー回路の一例を示す回路図。

【図５】図５は演算回路の一例を示す回路図。

【図６】図６は第２実施例に係る画像フリーズ処理装置
の構成を示すブロック図。

【図７】図７はタイマー回路の一例を示す回路図。

【符号の説明】

１０１…画像記憶手段 １０２…動き検出手段 １０３…静止画指示手段 １０４…時間設定手段 １０５…演算手段 １０６…最小値検出手段 １０７…書き込み制御手段 １０８…設定時間検出手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】結像光学系により結像された被写体像を光
   電変換して画像信号を得る光電変換手段により、得られ
   た画像信号を記憶する画像記憶手段と、前記画像信号か
   ら被写体の動き量を検出する動き検出手段と、前記画像
   記憶手段に静止画を記憶させる静止画指示信号を発する
   静止画指示手段とを備えている画像フリーズ処理装置に
   おいて、 前記静止画指示手段により起動され、該起動時刻からの
   時間を検出する時間検出手段と、 前記動き検出手段から出力された動き量と、前記時間検
   出手段が出力する起動時刻からの時間とを演算して、該
   動き量を時間的に補正する演算手段と、 前記演算手段が補正した動き量の中から、所定時間内に
   おける該動き量の最小値を検出して出力する最小値検出
   手段と、 前記静止画指示手段からの静止画指示信号により起動さ
   れて、前記最小値検出手段の出力に応じて、前記画像記
   憶手段への入力画像信号の書き込み動作を制御する制御
   手段と、 を備えていることを特徴とする画像フリーズ処理装置。