JPS60204082A - 静止画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３．１　技術分野 この発明は固体撮像素子を用いて撮影した静止画像を合
成する静止画像処理装置に関する。

３．２　従来技術 近年、銀塩フィルムの代わりに、ＣＯＤ等の固体撮像素
子を用いて静止画撮影する電子カメラが開発されている
。電子カメラは、従来のカメラに対して、現像プロセス
が不璧である等の種種の利点を有するが、明るさに関す
るダイナミックレンジが狭いという欠点がある。一方、
医療分野、特に、内視鏡診断において、電子カメラによ
シ体腔内を撮影し画像化し、対比観察することが行なわ
れている。特に、両角部は癌が発生しやすく、シばしば
、写真撮影が行なわれている。ここで、両角部等の体腔
内は凹凸が激しいため、凹部は暗すぎる、凸部は明るす
ぎる状態で撮影されてしまい、これら凹凸部の診断が行
なえない場合がある。このことは、たとえ、凹部または
凸部に露出を合わせて露出補正して撮影しても、凸部ま
たは凹部がさらに明るすぎ、または暗すぎる状態となる
ので、解決されない。また、体腔内は水分が多く、水面
で光源からの光が反射することがある。この場合は、画
面にハレーションが生じて、やはり、診断が行なえない
。このように撮影が失敗した場合、正確に診断を行なう
゛ため、再度、患者に内視鏡を挿入して写真撮影する必
袂があるが、患者の苦痛が増えるとともに、医師の手間
も増えるという欠点がある。

３．３　目的 この発明の目的は明暗の差の大きい被写体についても全
面にわたって適正な明るさの画像信号が得られる静止画
像処理装置を提供することである。

３．４　概要 この発明の静止画像処理装置によれば、露出を変えて２
枚の画像を撮影し、画素毎に２枚の画像のいずれかの画
素を用いて１枚の合成画像が形成される。

３．５　実施例 以下、図面を参照してこの発明による静止画像処理装置
の一実施例を説明する。ここでは、内視鏡写真撮影シス
テムに用いられる静止画像処理装置の一実施例を説明す
る。第１図はその概略図である。光源ユニット１０内の
ランプ１２からの光が集光ミラー１４、集光レンズＩ６
を介して内視鏝Ｚ８内のライトガイド２０に入射される
。体腔内の像が対物レンズ２２で結像され、イメージガ
イ・ド２４を伝達され、内視鏡１８−の接眼部に接続さ
れているカメラヘッド２６に入射される。カメラヘッド
２６に入射された光学像は撮影レンズ２８、絞シ３０を
介して、ＣＣＤからなる固体撮像素子３２に入射される
。この固体撮像素子３２は、たとえば、２５６Ｘ２５６
の画素を有する。絞り３０の絞り値はアクチュエータ３
４により制御される。

固体撮像素子３２はドライバ３６の出力するクロックパ
ルスにより電荷蓄積、読出しの動作が制御される。

固体撮像素子３２の出力画像信号がノリアンプを介して
、カメラヘッド２６の出力としてカメラ制御ユニット３
８に入力される。カメラ制御ユニット３，８には画像記
録用の磁気ディスクメモリ４０が接続されている。この
システムでは撮影開始釦４２はカメラへラド２６ではな
く、カメラ制御ユニット３８に取付けられている。

撮影開始釦４２からの撮影開始信号が種々の制御信号を
発生する制御信号発生器４４に入力される。制御信号発
生器４４からの制御信号がラングＩ２、アクチュエータ
３４、ドライバ３６に供給される。カメラ制御ユニット
３８内に供給されたカメラヘッド出力はセレクタ４６を
介してフレームメモリ４８．５０のいずれか一方に書込
まれる。セレクタ４６は制御信号発生器４４からの制御
信号によって、一枚毎にカメラヘッド出力をフレームメ
モリ４８または５ｏに供給する。フレームメモリ４８．
５０から読出された画像信号はそれぞれダート５２．５
４を介してレベルシフト回路５６．５８に供給される。

フレームメモリ４８の出力信号はコンパレータ６０にも
供給され、所定レベルＶｔｈと比較きれる。コンパレー
タ６０の出力信号、および、インバータ６２を介したそ
の反転信号によって、ケ゛−ト５４・５２の導通／非導
通がそれぞれ開側１される。レベルシフト回路５６．５
８のシフト館は後述するように互いに異なる所定量にあ
らかじめ設定されている。レベルシフト回路５６．５８
の両出力端が互いに共通に接続され、この共通接続点が
磁気ディスクメモリ４０の入力端に接続される。なお、
図示してはいないが、フレームメモリ４８．５０の書込
み、胱出し動作も制御信号発生器４４からの制御信号に
より制御されている。

次に、この一実施例の動作を説明する。ここで、被写体
は両角部等の非常に凹凸が激しく、画面内で明暗の差が
大きい画面であるとする。

この被写体を平均的に測光してめた露出で撮影すると、
凹部と凸部がともに不適正シ゛を出となる。ところが、
凹部（最も暗い部分）または凸部（最も明るい部分）の
みを部分的に測光してめた露出で画面全体を撮影すれば
、凸部または凹部以外は正しい階調性（入射光強度と画
像信号値が比例する）を持った画像信号が得られる。そ
して、各画素について、正しい階調性を持った画像信号
を選んで、２つの画像信号を混合させれは、画面全体の
明暗の差を正しく表現する合成画像信号が得られる。

以下、具体的な動作を説明する。第２図（、）〜（、）
は露出の異なる２枚の静止画を撮影し、フレームメモＩ
Ｊ　４８　、５０にそれぞれ記録する際のタイムチャー
トである。制御信号発生器４４はランプＺ２、アクチュ
エータ３４、ドライバ３６にそれぞれ第２図（ｂ）　、
　（ｅ）　ｅ　（ｄ）に示す制御信号を供給する。撮影
開始前はランプ１２は小光量で発光している。第２図（
ａ）に示すように撮影開始指示されると、ランプ１２へ
の制御信号のレベルが第２図（ｂ）に示すように高めら
れ、これに伴なってランプ１２の発光量が増大する。撮
影開始動作に同期してアクチュエータ３４への制御信号
のレベルが第２図（Ｃ）に示すように第２レベルＢとな
シ、これによシ絞り３０の絞シ値を第１の値に設定する
とともに、制御信号発生器４４は第２図（ｅ）に示すよ
うに、セレクタ４６をフレームメモリ４８側に切換える
。制御信号発生器４４は撮影開始されると、第２図（ｄ
）に示すように、固体撮像素子３２をまず蓄積モードに
、次いで、読出しモードに設定するような制御信号をド
ライバ３６に供給する。これによシ、第１の絞υ値で１
枚の静止画像が撮影され、固体撮像素子３２から読出さ
れた画像信号がフレームメモリ４８に記録される。１枚
目の画像信号の読出しが終了すると、制御信号発生器４
４はアクチュエータ３４へ第２図（Ｃ）に示すように第
２レベルＢの信号を供給し、絞１）ｓｏＯ絞シ値を第１
の値とは異なる第２の値に設定するとともに、第２図（
ｅ）に示すようにセレクタ４６をフレームメモリ５０側
に切換る。この状態で、制御信号発生器４４は第２図（
ｄ）　Ｆｃ示すように、ドライバ３６へ、固体撮像素子
３２を先ず蓄積モードに、次いで、読出しモードに設定
する制御信号を供給する。これにより、第２の絞り値で
も１枚の静止ｉ！＋ｉ像が撮影され、画像信号がセレク
タ４６を介してフレームメモリ５０に書込まれる。ここ
で、第１．第２の絞シ値はそれぞれ、被写体の暗部、明
部に対し゛て最適となるように決定されている。このた
め、フレームメモリ４８には暗部から平均的な明るさの
画素については正しい階調だが、明部の画素については
階調が正しく表われていない画像信号が記録され、フレ
ームメモリ５０には、逆に１明部から平均的な明るさの
画素については正しい階調だが、暗部の画素については
階調が正しく表現されていない画像信号が記録される。

このように、露出が異なる２枚の連続撮影が終了すると
、フレームメモリ４８．５０から各画素についての画像
信号が同期して読出され、ダート５２．５４によシ、い
ずれか一方の画素信号のみがレベルシフト回路５６また
は５８に供給される。フレームメモリ４８の出力信号が
コン・やレータ６０で、平均的な明るさの画素について
画素信号レベルＶｔｈと比較される。フレームメモリ４
８の出力信号がこのレベルＶｔｈ以下の時は、ゲート５
２が導通し、フレームメモリ４８の出力信号がレベルシ
フト回路５６に入力される。逆に、フレームメモリ４８
の出力信号がこのレベルＶｔｈ以上のときは、ダート５
４が導通し、フレームメモリ５０の出力信号がレベルシ
フト回路５８に入力される。これによシ、暗部から平均
的な明るさの部分までの画素についてはフレームメモリ
４８の出力信号が、明部の画素についてはフレームメモ
リ５０の出力信号が有効とされる。ここで、各画像信号
は露出が異なって、具体的には露出過多、霧出過少で撮
影されて得られているので、レベルシフト回路５６．５
８で、それぞれ、レベルが一様に増加、減少される。こ
のように、各画素についてフレームメモリ４８．５０の
出力のうち、正しいものが選ばれ、レベルシフトされ、
一枚の画像信号として磁気ディスクメモ＋）４０に書込
まれることにより、画面全体について正しい階調性を有
する画像信号が得られる。この実施例によれば、２回の
撮影をして１枚の画像を合成することによシ、固体撮像
素子３２のダイナミックレンジを実質的に拡大すること
ができる。また、１回の撮影指示動作で自動的に２枚の
画像が連ｈ″１．シて撮影されるので操作性がよい。

次に、この発明の他の実施例を説明する。以下に述べる
実施例は露出の異なる２枚の画像の撮影に関する変形で
ある。第３図（１１）〜（、）は第２実施例の撮影動作
を示すタイムチャートであシ、第２図（、）〜（ｅ）と
それぞれ対応している。撮影開始指示されると（第３図
（ａ））、第３図（ｂ）に示すようにランプＩ２への制
御１６号を第２レベルＤとし、ラング１２の発光量を第
１の大光量とする。第２実施例では第３図（Ｃ）に示す
ように、アクチュエータ３４への制御信号は一定である
ので、絞り３０の絞り値は一定である。ランプ１２が第
１の発光量の際に、制御信号発生器４４は第３図（ｄ）
に示すようにドライバ３６を制御して１枚目の静止画撮
影を行なう。この１枚目の撮影が終わると、制御信号発
生器４４は第３図（ｂ）に示すようにランプ１２への制
御信号を第２レベルＤとし、ランプ１２の発光量を第１
の大光量とは異なる第２の大光量とする。制御信号発生
器４４はランプ１２が第２の発光量の際に、第３図（ｄ
）に示すようにドライバ３６を制御して２枚目の静止画
撮影を行なう。

このように、第２実施例においては、絞シ３０の絞υ値
は一定であるが光源ユニット１０内のランプ１２の発光
量を変えることによシ、露出を変えて２枚の静止画を連
続して撮影する。

次に、第４図（８）〜（ｄ）に示したタイムチャートを
参照して第３実施例の動作を説明する。第３実施例では
、撮影開始動作（第４図（ａ））に応じてランプ１２、
アクチュエータ３４に供給される制御信号は所定のレベ
ルに設定される。このレベルは、上述の実施例と異なり
、２枚の静止画像撮影中、一定である。制御信号発生器
４４はドライバ３６を介して、第４図（ｄ）に示すよう
に、固体撮像素子３２を１枚目の画像の蓄積。

読出し、２枚目の画像の蓄積、読出しモードに順次設定
する。読出し期間は固体撮像素子３２に固有であシ、１
枚目と２枚目の際も同一である。しかし、蓄積期間は一
般の写真撮影における露出と同じであシ、被写体の明る
さによシ可変である。この実施例では、１枚目と２枚目
の撮影に対する蓄積期間を変えている。

このように、第３実施例によれば固体撮像素子の蓄積期
間を変えることによシ、露出を変えている。これによシ
、上述した実施例と同様の効果を生じる。

第２実施例ではランフＱ１２の発光量を制御信号により
変えているが、発光量の異なる別々のランプを設けてミ
ラー等で切換えてライトガイドへ入射させるようにして
もよい。または、光源ランプとして放電管を用いて、容
量の異なるキャパシタにより放電発光させてもよい。こ
の場合の光源ユニットＩＯの構成を第５図に示す。

放電管６０の一端に容量の異なるキャパシタ６２．６４
の一端が接続され、キャパシタ６２゜６４の他端が切換
えスイッチ５６を介して放電管６０の他端に接続される
。放電管６０へのトリガ信号、およびスイッチ６６への
切換え制御信号は電子カメラ内の制御信号発生器（第５
図では図示せず）から供給される。放電管６０の発光量
は放電電流に応じているので、容量の異なるキヤｐｌ？
シタ６２，６４を切換えて放電管６０を点灯し、２回撮
影を行なうことによシ、上述の実施例と同様に、露出を
変えて２枚の静止画像を撮影することができる。

この発明は上述した実施例に限定されず種々変更可能で
ある。たとえは、合成する画像は２枚に限らず、固体撮
像素子のダイナミックレン・ゾに比べて被写体の明暗差
が大きい場合には３枚以上の画像を合成する必侠もある
。また、フレームメモリ５０の出力信号をコンパレータ
６０に入力して基準レベルＶｔｈと比較してもよい。さ
らに、カメラヘッドは内祝針の先端部に設けられていて
毛よい。

３．６　発明の効果 この発明によれは、露出を変えて撮影・した複数の静止
画像信号を各画素毎に選んで合成することにより、画面
全体について正しい露出の画像信号が得られる静止画像
処理装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による静止画像処理装置の一実施例の
概略図、第２図（、）〜（、）はその動作を示すタイム
チャート、第３図（、）〜（ｅ）、第４図（、）〜（、
）はそれぞれｍ２．ｍ３実施例の動作を示すタイムチャ
ート、第５図はこの発明の変形例の第１“４成を示す図
である。 １２・・・ランプ、２０・・・ライトガイド、２２・・
・イメージガイド、３０・・・絞シ、３２・・・固体撮
像素子、４０・・・磁気ディスクメモリ、４４・・・制
御信号発生器、４，８．５０・・・フレームメモリ、５
２．５４・・・ダート、５６．５８・・・レベルシフト
回路。 出願人代理人　弁理士　坪　井　淳 石　？　渋 手続補正書 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示 特願昭５９−　６０２１９号 ２、発明の名称 静止画像処理装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （０３７）オリンパス光学工業株式会社４、代理人 住所　東京都港区虎ノ門１丁目 ２６番５号第１７森ビル ７、補正の内容 明細書第４頁第１９行目に記載の「メモリ４０が接続さ
れている。」を「メモリ４０およびモニタ（図示せず）
が接続されてｌ、）る、ところで、一般に、磁気ディス
ク等の画像記録媒体４士固体撮像素子に比べてダイナミ
ックレンジ力（広１／Ｘ、Ｊ　と訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 異なる露出で撮影した第１．第２画像信号を記録する手
   段と、前記記録手段から読出された第１．第２画像信号
   のいずれか一方を画素毎に所定レベルと比較する手段と
   、前記記録手段から読出された第１．第２画像信号をそ
   れぞれ撮影時の露出に応じて補正し第１．第２補正信号
   に変換する手段と、前記比較手段の出力に応じて画素毎
   に前記第１．第２補正信号のいずれか一方を用いて合成
   画像を形成する手段とを具備する静止画像処理装置。