JPH06319694A - 色ズレ補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動きの大きい部分でも元の被写体色に近い色
で補い色ズレを解消でき、違和感のない画像を得ること
のできる色ズレ補正装置を提供すること。 【構成】 被写体を面順次で撮像する撮像手段により得
られたカラー画像信号から時間差のある画像信号を比較
して色ズレに対応する画像の変化点を検出する色変化検
出部１と、カラー画像信号より色分布のヒストブラムを
作成し、作成された色分布から代表色を算出し、色ズレ
補正用の色ズレ補正データを算出し、画像の色ズレを補
正する補正画像を生成する補正画像作成部２と、原画像
に対して色ズレが検出された場合には原画像から補正画
像に切り換えて出力する合成部３とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は色分布作成手段で生成さ
れた色分布に基づいて色ズレ補正用のデータを生成し、
色ズレ補正を行う色ズレ補正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】面順次式の電子内視鏡は、１／６０秒毎
にＲ，Ｇ，Ｂ三原色画像を１枚ずつ撮像している。この
ため動きのある物体を撮像した場合、同一時間にＲ，
Ｇ，Ｂの三原色を取り込むことができないので物体の色
が分離してしまう。この分離した状態を色ズレという。

【０００３】特公昭５２−９０９５による色ズレの補正
方法は、原信号と３フィールド遅延信号、すなわち原信
号の各原色信号と３フィールド前のこれと同一色の原色
信号とを比較し、その差信号がある値を越えたとき、そ
の位置が色割れを生ずる画像の動き位置であるものと判
断し、この動き位置判別信号（パルス）により搬送信号
を利得制御および帯域制御し、搬送色信号を画像の動き
位置で完全に除去するか、抑圧して三原色の色割れを軽
減する。

【０００４】また、動きの大きいときには更に狭い帯域
の通過フィルタと切換える２個以上の複数個の切換え方
式としてもよいという色割れ軽減するフィールド順次カ
ラーテレビジョン撮像方式が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特公昭５２−９０９５
では色ズレに応じて色信号の帯域制限を行うため動きの
大きい部分ほど色彩が弱くなり白黒画像に近くなってし
まい本来の被写体色と異なる不自然な画像になる。

【０００６】本発明は上述した点にかんがみてなされた
もので、動きの大きい部分でも元の被写体色に近い色で
補い色ズレを解消でき、違和感のない画像を得ることの
できる色ズレ補正装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】被写体を面順次で撮像す
る撮像手段により得られたカラー画像信号から時間差の
ある画像信号を比較して色ズレに対応する画像の変化点
もしくは変化領域を算出する変化部算出手段と、被写体
のカラー画像信号より色分布を作成する色分布作成手段
と、前記色分布作成手段で作成された色分布から色ズレ
補正用の色ズレ補正データを算出する色ズレ補正データ
算出手段と、前記色ズレ補正データを用いて画像の色ズ
レを補正する補正画像生成手段と、を具備している。

【０００８】

【作用】内視鏡画像は通常画像と違い体腔内の画像のた
め画像を構成する色がかなり片寄っているので色空間の
一部の画素密度が高くなる。ここで色空間内で画素密度
の高い代表色を検索すれば色ズレ画像を体腔内に近い色
で補正できることになる。

【０００９】つまり、色分布作成手段で作成された色分
布から代表色を生成し、この代表色を用いて色ズレ補正
データを算出し、この算出された色ズレ補正正データを
用いて補正を行うことにより、違和感のない自然な補正
画像が得られるようにしている。

【００１０】

【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１ないし図８は本発明の１実施例に係り、図１
は１実施例の色ズレ補正装置の基本構成を示し、図２は
色変化検出部の構成を示し、図３は補正画像作成部の構
成を示し、図４は１実施例の色ズレ補正装置を備えた電
子内視鏡装置の構成を示し、図５はヒストグラム作成の
フローを示し、図６は色空間ヒストグラムから画素数頻
度の最大値の代表色を求める説明図を示し、図７及び図
８は代表色のルックアップテーブルを求める説明図を示
す。

【００１１】図１に示すように第１実施例の色ズレ補正
装置１０は入力される原画像の信号から色ズレ等の色変
化画素の検出を行う色変化検出部１と、色ズレ等の色変
化部分の補正画像を作成する補正画像作成部２と、原画
像と補正画像を色変化検出部１に基づき合成する合成部
３とから構成される。

【００１２】図２に示すように色変化検出部１は入力さ
れるＲ，Ｇ，Ｂ信号から輝度信号Ｙと、２つの色信号Ｃ
ｒ，Ｃｂを算出するマトリクス回路１１と、算出された
色信号Ｃｒ，Ｃｂ信号をそれぞれ４フィールド遅延させ
る４フィールド遅延メモリ１２ａ，１２ｂと、４フィー
ルド遅延された色信号Ｃｒ，Ｃｂとマトリクス回路１１
にて算出された色信号Ｃｒ，Ｃｂの差分を検出する差分
検出回路１３ａ，１３ｂと、差分検出回路１３ａ、１３
ｂの検出結果の論理和を求める論理和回路１４にて構成
される。

【００１３】この論理和回路１４から出力される変化点
検出信号は補正画像作成部２に入力され色ズレのない画
素の選択に使用されると共に、合成部３に入力され原画
像と補正画像の切換に使用される。

【００１４】図３に示すように補正画像作成部２は色変
化検出部１の結果に基づいて原画像（入力されるＲ，
Ｇ，Ｂ信号）に対し、１フィールド分のヒストグラムを
作成するヒストグラム作成回路２１と、このヒストグラ
ム作成回路２１のヒストグラムデータから代表色を作成
するＣＰＵブロック２２と、原画像から補正色を作成す
る色変換手段２３と、原画像の輝度信号Ｙと色変換手段
２３の補正色をマトリクス演算して補正画像を作成する
演算部２４とから構成され、この演算部２４から補正画
像を出力する。

【００１５】上記ヒストグラム作成回路２１は、入力さ
れるＲ，Ｇ，Ｂ信号とラストイメージ用フィールドメモ
リ２１２から読み出された信号を選択するセレクタ２１
１と、セレクタ２１１で選択された信号を１フィールド
分記憶するラストイメージ用フィールドメモリ２１２
と、このラストイメージ用フィールドメモリ２１２に記
憶されている１フィールド分の信号から色分布を作成す
るヒストグラムＬＳＩ２１３とで構成される。

【００１６】ＣＰＵブロック２２はヒストグラムＬＳＩ
２１３で作成されたヒストグラムデータから代表色を選
出し、ルックアップテーブルを作成する。

【００１７】色変換手段２３は、入力されるＲ，Ｇ，Ｂ
信号を１フィールド時間遅延させるフィールドメモリ２
３１ａ，２３１ｂ，２３１ｃと、ＣＰＵブロック２２で
選出された代表色を記録するルックアップテーブル２３
２ａ〜２３２ｆと、変換された色に重み付けをする乗算
器２３３ａ〜２３３ｆと、乗算器２３３ａ〜２３３ｆで
重み付けされた色信号を加算する加算器２３４ａ，２３
４ｂとから構成される。

【００１８】また、演算部２４は、マトリクス回路１１
で作成された輝度信号Ｙを１フィールド時間遅延させる
フィールドメモリ２４１と、加算器２３４ａ，２３４ｂ
で作成された色信号とフィールドメモリ２４１で遅延さ
せた輝度信号Ｙから画像を作成するマトリクス回路２４
２で構成され、この演算部２４から出力される補正画像
の色信号Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′は合成部３に入力される。

【００１９】合成部３は色変化検出部１の色ズレ検出結
果に基づき、原画像とマトリクス回路２４２で演算され
て生成された補正画像とを切り換え、色ズレが存在した
場合にも色ズレの少ない画像を出力する。この合成部３
は例えばアナログスイッチで構成される。

【００２０】図４は１実施例の色ズレ補正装置１０を備
えた電子内視鏡装置７１を示す。

【００２１】この電子内視鏡装置７１は電子内視鏡７２
と、この電子内視鏡７２に照明光を供給する光源部７３
及び電子内視鏡７２の撮像手段に対する信号処理を行う
信号処理部７４とを内蔵したビデオプロセッサ７５と、
このビデオプロセッサ７５から出力される映像信号を表
示するカラーモニタ７６とから構成される。

【００２２】電子内視鏡７２は細長で例えば可撓性の挿
入部７７を有し、この挿入部７７の後端に太径の操作部
７８が連設されている。操作部７８の後端付近からは側
方に可撓性のユニバーサルケ―ブル７９が延設され、こ
のケ―ブル７９の先端部にコネクタ８０が設けられてい
る。

【００２３】上記コネクタ８０をビデオプロセッサ７５
に接続することにより、光源部７３から電子内視鏡７２
のライトガイド８１に面順次照明光が供給される。つま
り、ランプ８２の白色照明光はモータ８３によって回転
駆動される回転フィルタ８４に設けたＲ，Ｇ，Ｂの色透
過フィルタ８４Ｒ，８４Ｇ，８４Ｂを通すことによっ
て、Ｒ，Ｇ，Ｂの面順次照明光となり、ライトガイド８
１の先端面から前方に出射される。

【００２４】面順次照明光で照明された患部等の被写体
は先端部の対物レンズ８５によりその焦点面に配置した
ＣＣＤ８６に結像され、光電変換される。このＣＣＤ８
６にドライバ８７から駆動信号を印加することによって
光電変換された画像信号が読み出され、アンプ８８で増
幅された後、Ａ／Ｄコンバータ８９でデジタル信号に変
換され、さらにセレクタ９１を介してＲ，Ｇ，Ｂメモリ
９２Ｒ，９２Ｇ，９２Ｂに順次記憶される。

【００２５】上記Ｒ，Ｇ，Ｂメモリ９２Ｒ，９２Ｇ，９
２Ｂに順次記憶された画像データは同時に読み出され、
１実施例の色ズレ補正装置１０に入力され、色ズレ補正
された後、Ｄ／Ａコンバータ部９４でアナログの色信号
に変換され、図示しない同期信号と共に、カラーモニタ
７６に入力され、被写体像をカラー表示するようになっ
ている。

【００２６】次にこの１実施例の色ズレ補正装置１０の
作用を説明する。色変化検出部１は４フィールドの時間
差のある色信号を比較するため、デジタルＲ，Ｇ，Ｂ信
号はマトリクス回路１１で色信号Ｃｒ，Ｃｂに変換され
る。なお、色信号は通常Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを使用するが
Ｒ，Ｇ，Ｂ各８ビットで演算を行うと９ビットになる、
これを８ビット幅におさまるようにした色信号をＣｒ，
Ｃｂで示している。

【００２７】２つの色信号Ｃｒ，Ｃｂは４フィールド遅
延メモリ１２ａと１２ｂに入力され、４フィールド時間
遅らせる。差分検出回路１３ａと１３ｂでは、マトリク
ス回路１１から遅延されないで出力された色信号Ｃｒ，
Ｃｂと、４フィールド遅延メモリ１２ａ，１２ｂにて遅
延された色信号Ｃｒ，Ｃｂとの減算をそれぞれ行い、結
果が正であれば正側比較を行い、負であれば負側比較を
行う。

【００２８】各々所定の値と比較することで色の変化を
検出する。なお色信号はＣｒ，Ｃｂの２種類で構成され
ているためどちらかが不一致の判定を出せば色の変化が
あったことになるので２つの差分検出回路１３ａ、１３
ｂの出力は論理和回路１４にて合成され、色の変化のあ
る画素を検出し、この論理和回路１４は色の変化のある
画素を検出すると変化点検出信号を出力する。この変化
点検出信号は補正画像作成部２（のヒストグラム作成回
路２１）と合成部３に出力される。

【００２９】ヒストグラム作成回路２１は、色ズレのな
い１フィールド分の画像の画素データから色空間のヒス
トグラムを作成するために、まずセレクタ２１１によ
り、原画像と１フィールド分の画像を記憶するラストイ
メージ用フィールドメモリ２１２の画像とを変化点検出
信号でセレクトし、セレクトされた色変化の無い画素を
ラストイメージ用フィールドメモリ２１２に蓄える。

【００３０】ヒストグラムＬＳＩ２１３はラストイメー
ジ用フィールドメモリ２１２に蓄えられた１フィールド
分の画像データのＲ，Ｇ，Ｂ各８ビットのうち上位３ビ
ットを使用して色空間ヒストグラムを作成する。なお、
色ズレのない１フィールド分の画像の画素データを記憶
しているフィールドメモリ２１３は例えばＦＩＦＯ構造
のため読み出してしまうと内容がなくなるので、セレク
タ２１１にフィードバックし色ズレ発生直前の色ズレの
ない画素を記憶する。

【００３１】ＣＰＵブロック２２では、Ｒ，Ｇ，Ｂ＝８
×８×８の色空間から代表色を選ぶ作業をする。通常、
代表色を選ぶ場合は色空間の中を１本の線で結ぶことが
多いが、この代表色算出法は１色から他の２色を選ぶた
め色空間内を３本の線を通している。

【００３２】その理由として、色ズレを起こしている部
分の色はＲ，Ｇ，Ｂいずれかが欠けており、最悪時には
１つの色で画像を形成する場合があり、そのときにはこ
の１色から他の２色を推定せざるを得ない為である。内
視鏡画像は通常画像と違い体腔内の画像のため画像を構
成する色がかなり片寄っているので１色から２色を推定
することが可能である。

【００３３】この代表色算出法を図５のフローチャート
に沿って説明する。まずステップＳ１に示すように色空
間ヒストグラムを読み出し、次にステップＳ２に示すよ
うに各色平面から最大値（最大頻度の色）を選出し、そ
の最大値のＲ，Ｇ，Ｂに対し、ステップＳ３に示すよう
に色信号Ｃｒ，Ｃｂを算出する。

【００３４】そしてステップＳ４に示すように色信号Ｃ
ｒ，Ｃｂの値を８ビット階調に補間した後、ステップＳ
５に示すようにルックアップテーブル２３２ａ〜２３２
ｆに書き込む。ルックアップテーブル２３２ａ〜２３２
ｆは１対毎に基準となる１色から色信号Ｃｒ，Ｃｂを推
定するようになっている。

【００３５】基準となる１色から色信号Ｃｒ，Ｃｂを推
定するためのルックアップテーブル２３２ａ〜２３２ｆ
の作成を図６ないし図８を参照してさらに説明する。基
準の１色から他の２色を色空間から推定する場合、たと
えばＲを基準とした場合にはＧとＢを色空間から選び出
しＲ（原画色），Ｇ′（推定色），Ｂ′（推定色）の１
組となる。

【００３６】その方法は図６（ａ）のようにＲ，Ｇ，Ｂ
の色空間座標位置にヒストグラムの値（画素数頻度値）
を対応させた色空間ヒストグラムにおけるＲの色空間座
標（Ｒの階調）を例えば、１０ＨからＦ０Ｈまでの８分
割とし、図６（ｂ）のようにＧ−Ｂ平面を８枚用意し、
各平面において最も密度の高い部分を選び出し、その部
分のＧとＢの座標値を推定色として記録する。

【００３７】例えばＲ＝Ｆ０Ｈの場合のＧ−Ｂ平面にお
いて、最も密度の高い部分（最大の画素数頻度値）が図
６（ｂ）で示す太枠の部分だとすればＧとＢの座標位置
はそれぞれＤ０Ｈ、Ｂ０Ｈなのでこれを推定色とする。

【００３８】これを他の７枚のＧ−Ｂ平面についてもそ
れぞれ検索を行い、ＲからＧを推定する８ポイントのデ
ータとＲからＢを推定する８のポイントのデータを得
る。これをＲ−Ｂ平面とＲ−Ｇ平面についても検索を行
い、図７に示すような表を作成する。

【００３９】しかし、ここで得られるのは入出力ともに
Ｒ，Ｇ，Ｂのデータで最終的に必要としている色データ
ではないので、マトリクス演算を行い、ＲからＣｒ，Ｃ
ｂ８ポイント、ＧからＣｒ，Ｃｂの８ポイント、Ｂから
Ｃｒ，Ｃｂの８ポイントデータを求め図８の表を作成す
る。つぎに８ポイントのデータから２５６ポイントに補
間処理を行い、その結果をルックアップテーブル２３２
ａ〜２３２ｆに書き込む。

【００４０】色変換部２３では、ＣＰＵブロック２２で
選出された代表色を書き込んだルックアップテーブル２
３２ａ〜２３２ｆから３組の色データを乗算器２３３ａ
〜２３３ｆにて重み付けされ、各色データ別に加算され
色信号Ｃｒ，Ｃｂを得る。

【００４１】次に、演算部２４は色変換部２３にて作成
された補正色色信号Ｃｒ，Ｃｂとマトリクス回路１１に
て作成された原画の輝度信号Ｙをマトリクス回路２４２
にてマトリクス演算をしてＲ′，Ｇ′，Ｂ′の補正画像
を得る。なお輝度信号Ｙは色分布作成に１フィールドの
時間が必要のためフィールドメモリ２４１にて遅延させ
てマトリクス回路２４２に入力される。

【００４２】このようにして得られた補正画像と原画像
を色の変化点に基づいて切り換えて、合成された画像を
出力することにより色彩を弱めることなく色ズレ補正が
可能になる。このようにして色ズレが検出された場合に
は補正画像で補正することにより、違和感のない自然な
補正画像で補正できる。

【００４３】なお、色ズレ補正用の色空間ヒストグラム
に予めハレーション部補正用のデータを設定する事で、
ハレーションに基づく色ズレを良好に補正する事が可能
となる。

【００４４】また、色ズレの発生していない画像と原画
像を色ズレの発生している量に応じ合成しても良い。ま
た、時間差のあるＲ−Ｙ，Ｂ−Ｙ信号を比較し、どちら
か一方の画像信号のみが変化している場合、変化した色
信号のみを色ズレの発生していない画像データに置き換
えても良い。

【００４５】また、色空間より算出された各色８ポイン
トのデータを線形補間するのではなく、１次元のＬＰＦ
にてスムージングの処理を行い多階調化しても良い。ま
た、色空間より算出された各色８ポイントのデータを補
間する際、隣合うポイント間の中間を通る直線で補間し
て２５６階調のデータを得ても良く、一度直線補間した
データを更に隣接するデータ間で補間する事で、推定デ
ータの平坦部分を少なくし自然な補正データとする事が
出来る。

【００４６】また、各補正データは上位Bitのみ推定し
下位Bitは原画像をそのまま出力する事で、８ポイント
の推定データをそのまま使用しても、補正色がなめらか
な変化をするため自然な補正データとなる。なお、色空
間、色平面の分割数は８＊８＊８および１６＊１６に限
らず、他の分割数でも良い。更に色空間、色平面は他の
等色色平面（u-v色平面等）、等色色空間（Ｌ＊，ａ
＊，ｂ＊又はＹ，Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ等色色空間など）を用
いても良い。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、色
の分布状態を把握して補正色を選んでいるため、動きの
大きい小さいにかかわらず元の被写体色に近い色で色補
正することができるので、色ズレが発生しても違和感の
ない高精度な色ズレ補正が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の色ズレ補正装置の基本構成
を示すブロック図。

【図２】色変化検出部の構成を示すブロック図。

【図３】補正画像作成部の構成を示すブロック図。

【図４】１実施例の色ズレ補正装置を備えた電子内視鏡
装置の構成を示す構成図。

【図５】ヒストグラム作成のフローチャート図。

【図６】色空間ヒストグラムから画素数頻度の最大値の
代表色を求める説明図。

【図７】Ｒ，Ｇ，Ｂの代表色を示す説明図。

【図８】Ｒ，Ｇ，Ｂの代表色に対応する色信号Ｃｒ，Ｃ
ｂを示す説明図。

【符号の説明】

１…色変化検出部 ２…補正画像作成部 ３…合成部 １０…色ズレ補正装置 １１…マトリクス回路 １２ａ，１２ｂ…４フィールド遅延メモリ １３ａ，１３ｂ…差分検出回路 １４…加算器 ２１…ヒストグラム作成部 ２２…ＣＰＵブロック ２３…色変換部 ２４…演算部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体を面順次で撮像する撮像手段によ
   り得られたカラー画像信号から時間差のある画像信号を
   比較して色ズレに対応する画像の変化点もしくは変化領
   域を算出する変化部算出手段と、 被写体のカラー画像信号より色分布を作成する色分布作
   成手段と、 前記色分布作成手段で作成された色分布から色ズレ補正
   用の色ズレ補正データを算出する色ズレ補正データ算出
   手段と、 前記色ズレ補正データを用いて画像の色ズレを補正する
   補正画像生成手段と、を具備することを特徴とする色ズ
   レ補正装置。