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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】6392486
(24)【登録日】2018年8月31日
(45)【発行日】2018年9月19日
(54)【発明の名称】内視鏡システム
(51)【国際特許分類】
A61B 1/045 20060101AFI20180910BHJP
A61B 1/00 20060101ALI20180910BHJP
G06T 1/00 20060101ALI20180910BHJP
H04N 7/18 20060101ALI20180910BHJP
【ＦＩ】
A61B1/045 610
A61B1/00 513
A61B1/045 616
A61B1/045 617
G06T1/00 510
H04N7/18 M
【請求項の数】7
【全頁数】16
(21)【出願番号】特願2018-507746(P2018-507746)
(86)(22)【出願日】2017年9月12日
(86)【国際出願番号】JP2017032861
【審査請求日】2018年2月14日
(31)【優先権主張番号】特願2017-17013(P2017-17013)
(32)【優先日】2017年2月1日
(33)【優先権主張国】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000000376
【氏名又は名称】オリンパス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】久津間 祐二
【審査官】
牧尾 尚能
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１６−０１５９９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１３／１４５４０７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
国際公開第２００８／１０２８０３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
国際公開第２０１３／０４２３９６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開平０５−２４４４０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００２−０３４９０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００７−２７４６２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平３−１４６０２４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ａ６１Ｂ １／００− １／３２
Ｇ０２Ｂ ２３／２４−２３／２６
Ｇ０６Ｔ １／００
Ｈ０４Ｎ ７／１８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
生体組織のヘモグロビン吸光特性において吸収係数の極大値から極小値までの観察対象波長帯域に含まれる第１狭帯域光、及び前記第１狭帯域光より吸収係数が低く前記生体組織による散乱係数が低い第２狭帯域光を被検体に照射する光源部と、
前記第１狭帯域光及び前記第２狭帯域光の前記被検体からの戻り光を撮像して画像信号を生成する撮像部と、
前記撮像部が撮像を行うフレーム毎に前記画像信号においてヘモグロビンに対する光学濃度の違いに基づいて前記生体組織の出血点に対応する第１部分及び前記出血点以外に対応する第２部分の色を特定する色特定部と、
前記色特定部により特定された前記第１部分の色と前記第２部分の色とに基づき、前記第１部分の色と前記第２部分の色との色差を所定の範囲内に維持しながら、前記第１部分及び前記第２部分の色をそれぞれ補正する色補正部と、
を備えることを特徴とする内視鏡システム。
前記第１狭帯域光及び前記第２狭帯域光の前記被検体からの戻り光を撮像して画像信号を生成する撮像部と、
前記撮像部が撮像を行うフレーム毎に前記画像信号においてヘモグロビンに対する光学濃度の違いに基づいて前記生体組織の出血点に対応する第１部分及び前記出血点以外に対応する第２部分の色を特定する色特定部と、
前記色特定部により特定された前記第１部分の色と前記第２部分の色とに基づき、前記第１部分の色と前記第２部分の色との色差を所定の範囲内に維持しながら、前記第１部分及び前記第２部分の色をそれぞれ補正する色補正部と、
を備えることを特徴とする内視鏡システム。
【請求項2】
前記色特定部は、前記第１部分及び前記第２部分の色を、それぞれ色空間上の点に対応させることにより特定することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項3】
前記色差は、前記色空間上の距離であることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡システム。
【請求項4】
前記色補正部は、前記色空間上における赤色領域を含む所定の領域に対応する色を前記色空間上における黄色領域に近づけるように補正することを特徴とする請求項３に記載の内視鏡システム。
【請求項5】
前記色空間は、Ｍｇ（マゼンタ）、Ｂ（ブルー）、ＢＣｙ（ブルーシアン）、Ｃｙ（シアン）、Ｇ（グリーン）、Ｙｅ（イエロー）、ＲＹｅ（レッドイエロー）、Ｒ（レッド）、及びＲＭｇ（レッドマゼンタ）の色相毎に設定される９本の基準軸によって定義される色空間であり、
前記色補正部は、前記色空間上におけるＲＹｅを含みＧからＭｇまでの領域に対応する色を前記色空間上におけるＹｅに近づけるように補正することを特徴とする請求項４に記載の内視鏡システム。
前記色補正部は、前記色空間上におけるＲＹｅを含みＧからＭｇまでの領域に対応する色を前記色空間上におけるＹｅに近づけるように補正することを特徴とする請求項４に記載の内視鏡システム。
【請求項6】
前記色補正部は、前記色空間上におけるＲＹｅを含みＹｅからＲまでの領域に対応する色を前記色空間上におけるＹｅに近づけるように補正することを特徴とする請求項５に記載の内視鏡システム。
【請求項7】
前記色補正部は、前記第１部分の前記第２部分に対する色相の差と、前記第１部分の前記第２部分に対する彩度の差とを所定の範囲内に維持しながら、前記第１部分及び前記第２部分の色をそれぞれ補正することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像処理装置、画像処理装置の作動方法、及び画像処理装置の作動プログラムに関する。【背景技術】
【0002】
従来、医療分野においては、被検体内部の生体組織を観察するために内視鏡システムが用いられている。内視鏡システムでは、生体組織等の観察対象を強調して、観察対象の視認性を向上させる技術が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第２０１３／１４５４０７号
【特許文献2】国際公開第２０１３／１４５４０９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
内視鏡システムでは、内視鏡画像の画像全体の色調を画像処理により補正する場合がある。この場合、撮像部の撮像方式や感度、光源部の波長シフト等に基づいて定まる撮像条件によっては、内視鏡画像の画像全体の色調を画像処理により補正すると、観察対象が強調されなくなり、観察対象の視認性を向上させる効果が低減する場合があった。なお、光源部の波長シフトとは、光源部に供給する電力が変化することにより、光源部が出射する照明光の波長が変化することを意味する。【0005】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、撮像条件によらずに、観察対象の視認性を向上させる効果を維持することができる画像処理装置、画像処理装置の作動方法、及び画像処理装置の作動プログラムを提供することを目的とする。【課題を解決するための手段】
【0006】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る画像処理装置は、画像信号の第１部分及び第２部分の色を特定する色特定部と、前記色特定部により特定された前記第１部分の色と前記第２部分の色とに基づき、前記第１部分の色と前記第２部分の色との色差を所定の範囲内に維持しながら、前記第１部分及び前記第２部分の色をそれぞれ補正する色補正部と、を備えることを特徴とする。【0007】
また、本発明の一態様に係る画像処理装置は、前記画像信号は、生体組織のヘモグロビン吸光特性において吸収係数の極大値から極小値までの波長帯域において狭帯域の分光特性を有する画像信号に基づき生成されるカラー画像信号であることを特徴とする。【0008】
また、本発明の一態様に係る画像処理装置は、前記第１部分は、前記第２部分より生体組織のヘモグロビンに対する光学濃度が大きい部分であることを特徴とする。【0009】
また、本発明の一態様に係る画像処理装置は、前記色特定部は、前記第１部分及び前記第２部分の色を、それぞれ色空間上の点に対応させることにより特定することを特徴とする。【0010】
また、本発明の一態様に係る画像処理装置は、前記色差は、前記色空間上の距離であることを特徴とする。【0011】
また、本発明の一態様に係る画像処理装置は、前記色補正部は、前記色空間上における赤色領域を含む所定の領域に対応する色を前記色空間上における黄色領域に近づけるように補正することを特徴とする。【0012】
また、本発明の一態様に係る画像処理装置は、前記色空間は、Ｍｇ（マゼンタ）、Ｂ（ブルー）、ＢＣｙ（ブルーシアン）、Ｃｙ（シアン）、Ｇ（グリーン）、Ｙｅ（イエロー）、ＲＹｅ（レッドイエロー）、Ｒ（レッド）、及びＲＭｇ（レッドマゼンタ）の色相毎に設定される９本の基準軸によって定義される色空間であり、前記色補正部は、前記色空間上におけるＲＹｅを含みＧからＭｇまでの領域に対応する色を前記色空間上におけるＹｅに近づけるように補正することを特徴とする。【0013】
また、本発明の一態様に係る画像処理装置は、前記色補正部は、前記色空間上におけるＲＹｅを含みＹｅからＲまでの領域に対応する色を前記色空間上におけるＹｅに近づけるように補正することを特徴とする。【0014】
また、本発明の一態様に係る画像処理装置は、前記色補正部は、前記第１部分の前記第２部分に対する色相の差と、前記第１部分の前記第２部分に対する彩度の差とを所定の範囲内に維持しながら、前記第１部分及び前記第２部分の色をそれぞれ補正することを特徴とする。【0015】
また、本発明の一態様に係る画像処理装置の作動方法は、色特定部が、画像信号の第１部分及び第２部分の色を特定する色特定ステップと、色補正部が、前記色特定部により特定された前記第１部分の色と前記第２部分の色とに基づき、前記第１部分の色と前記第２部分の色との色差を所定の範囲内に維持しながら、前記第１部分及び前記第２部分の色をそれぞれ補正する色補正ステップと、を含むことを特徴とする。【0016】
また、本発明の一態様に係る画像処理装置の作動プログラムは、色特定部が、画像信号の第１部分及び第２部分の色を特定する色特定ステップと、色補正部が、前記色特定部により特定された前記第１部分の色と前記第２部分の色とに基づき、前記第１部分の色と前記第２部分の色との色差を所定の範囲内に維持しながら、前記第１部分及び前記第２部分の色をそれぞれ補正する色補正ステップと、を画像処理装置に実行させることを特徴とする。【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、撮像条件によらずに、観察対象の視認性を向上させる効果を維持することができる画像処理装置、画像処理装置の作動方法、及び画像処理装置の作動プログラムを実現することができる。【図面の簡単な説明】
【0018】
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下に、図面を参照して本発明に係る画像処理装置、画像処理装置の作動方法、及び画像処理装置の作動プログラムの実施の形態を説明する。なお、これらの実施の形態により本発明が限定されるものではない。以下の実施の形態においては、画像処理装置を備えた内視鏡システムを例示して説明するが、本発明は、画像処理装置を備えた撮像システム一般に適用することができる。【0020】
また、図面の記載において、同一又は対応する要素には適宜同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。【0021】
（実施の形態１）〔内視鏡システムの構成〕
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像処理装置を備える内視鏡システムの概略構成を示す図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る画像処理装置を備える内視鏡システムの要部の機能構成を示すブロック図である。
【0022】
図１及び図２に示す内視鏡システム１は、被検体の体腔内に先端部を挿入することによって被検体の画像信号を撮像する撮像部としての内視鏡２（内視鏡スコープ）と、内視鏡２の先端から出射する照明光を発生する光源部としての光源装置３と、内視鏡２が撮像した画像信号に所定の画像処理を施すとともに、内視鏡システム１全体の動作を統括的に制御する画像処理装置としての処理装置４と、処理装置４が画像処理を施した画像信号に対応する観察画像（体内画像）を表示する表示装置５と、を備える。なお、本実施の形態では、内視鏡２を軟性内視鏡を例に説明するが、３Ｄ内視鏡、硬性内視鏡及び経鼻内視鏡のいずれであってもよい。【0023】
〔内視鏡の構成〕まず、内視鏡２の構成について説明する。
内視鏡２は、可撓性を有する細長形状をなす挿入部２１と、挿入部２１の基端側に接続され、各種の操作信号の入力を受け付ける操作部２２と、操作部２２から挿入部２１が延びる方向と異なる方向に延び、光源装置３及び処理装置４に接続する各種ケーブルを内蔵するユニバーサルコード２３と、を備える。
【0024】
挿入部２１は、光を受光して光電変換を行うことにより電気信号（画像信号）を生成する画素が２次元状に配置されてなる撮像素子２４４を内蔵した先端部２４と、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部２５と、湾曲部２５の基端側に接続され、可撓性を有する長尺状の可撓管部２６と、を有する。【0025】
先端部２４は、ライトガイド２４１と、照明レンズ２４２と、光学系２４３と、撮像素子２４４と、アナログフロントエンド部２４５（以下、「ＡＦＥ部２４５」という）と、送信部２４６と、タイミングジェネレータ部２４７（以下、「ＴＧ部２４７」という）と、撮像制御部２４８と、を有する。【0026】
ライトガイド２４１は、グラスファイバ等を用いて構成され、光源装置３が発光した光の導光路をなす。照明レンズ２４２は、ライトガイド２４１の先端に設けられ、ライトガイド２４１が導光した光を被写体に向けて発散する。【0027】
光学系２４３は、１又は複数のレンズ及びプリズム等を用いて構成され、画角を変化させる光学ズーム機能及び焦点を変化させるフォーカス機能を有する。【0028】
撮像素子２４４は、光学系２４３から光を光電変換して電気信号を画像信号として生成する。撮像素子２４４は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像センサを用いて構成される。撮像素子２４４は、光学系２４３が被写体像を結像する結像位置に設けられる。撮像素子２４４は、撮像制御部２４８の制御のもと、ＴＧ部２４７から入力される信号に従って画像信号を生成する。【0029】
ＡＦＥ部２４５は、撮像素子２４４から入力された画像信号に含まれるノイズ成分を低減するとともに、画像信号の増幅率を調整して一定の出力レベルを維持するＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）処理及び画像信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換処理等を行って送信部２４６へ出力する。【0030】
送信部２４６は、ＡＦＥ部２４５から入力されたデジタルの画像信号を処理装置４へ送信する。送信部２４６は、例えばパラレル信号の画像信号をシリアル信号の画像信号に変換するパラレル／シリアル変換処理、又は電気信号の画像信号を光信号の画像信号に変換するＥ／Ｏ変換処理を行って処理装置４へ送信する。【0031】
ＴＧ部２４７は、撮像素子２４４及び撮像制御部２４８それぞれを駆動するための各種信号処理のパルスを発生する。ＴＧ部２４７は、パルス信号を撮像素子２４４及び撮像制御部２４８へ出力する。【0032】
撮像制御部２４８は、撮像素子２４４の撮像を制御する。撮像制御部２４８は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）や各種プログラムを記録するレジスタ等を用いて構成される。【0033】
操作部２２は、湾曲部２５を上下方向及び左右方向に湾曲させる湾曲ノブ２２１と、被検体の体腔内に生体鉗子、電気メス及び検査プローブ等の処置具を挿入する処置具挿入部２２２と、処理装置４、光源装置３に加えて、送気手段、送水手段、画面表示制御等の周辺機器の操作指示信号を入力する操作入力部である複数のスイッチ２２３と、を有する。処置具挿入部２２２から挿入される処置具は、先端部２４の処置具チャンネル（図示せず）を経由して開口部（図示せず）から表出する。【0034】
ユニバーサルコード２３は、ライトガイド２４１と、１又は複数の信号線をまとめた集合ケーブル２４９と、を少なくとも内蔵している。集合ケーブル２４９は、後述する処理装置４から出力された同期信号を伝送するための信号線と、画像信号を伝送するための信号線と、を少なくとも含む。【0035】
〔光源装置の構成〕次に、光源装置３の構成について説明する。
光源装置３は、照明部３１と、照明制御部３２と、を備える。
【0036】
照明部３１は、照明制御部３２の制御のもと、被写体（被検体）に対して、波長帯域が互いに異なる複数の照明光を順次切り替えて出射する。照明部３１は、光源部３１１と、光源ドライバ３１２と、光学フィルタ３１３と、駆動部３１４と、駆動ドライバ３１５と、を有する。【0037】
光源部３１１は、白色ＬＥＤ及び１又は複数のレンズ等を用いて構成され、光源ドライバ３１２の制御のもと、白色光を光学フィルタ３１３へ出射する。光源部３１１が発生させた白色光は、光学フィルタ３１３及びライトガイド２４１を経由して先端部２４の先端から被写体に向けて出射される。なお、光源部３１１を赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤで構成し、光源ドライバ３１２が各ＬＥＤに対して電流を供給することによって赤色光、緑色光又は青色光を順次出射させるものであってもよい。また、白色ＬＥＤや、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤから同時に光を出射させるものや、キセノンランプなどの放電灯などにより白色光を被検体に照射して画像を取得するものであってもよい。【0038】
光源ドライバ３１２は、照明制御部３２の制御のもと、光源部３１１に対して電流を供給することにより、光源部３１１に白色光を出射させる。【0039】
光学フィルタ３１３は、所定の波長帯域の光のみを透過する複数のフィルタを用いて構成される。光学フィルタ３１３は、駆動部３１４の制御のもと、所定のフィルタが光源部３１１によって出射される白色光の光路Ｌ上に挿脱可能に配置される。光学フィルタ３１３は、光源部３１１から出射される白色光を所定の波長帯域に制限する透過特性を有する。光学フィルタ３１３は、駆動部３１４によって、光源部３１１によって出射される白色光の光路Ｌ上に挿抜可能に配置される。【0040】
フィルタ３１３ａは、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）及び青色光（Ｂ）それぞれの波長帯域を有する光（例えば、赤：波長６００ｎｍ〜７００ｎｍ、緑：波長５００ｎｍ〜６００ｎｍ、青：波長４００ｎｍ〜５００ｎｍ）を順次透過させる。フィルタ３１３ａは、内視鏡システム１が白色光観察（ＷＬＩ）を行う場合、駆動部３１４によって、白色光の光路Ｌ上に配置されて回転されることによって、赤、緑及び青の波長帯域により、光源部３１１が出射する白色光（Ｗ照明）は、狭帯域化した赤色光（Ｒ照明）、緑色光（Ｇ照明）及び青色光（Ｂ照明）のいずれかの光を内視鏡２に順次出射（面順次方式）することができる。【0041】
フィルタ３１３ｂは、青色の狭帯域の光（例えば波長３９０ｎｍ〜４４５ｎｍ）及び緑色の狭帯域の光（例えば波長５３０ｎｍ〜５５０ｎｍ）それぞれを透過する。具体的には、フィルタ３１３ｂは、内視鏡システム１が特殊光観察として狭帯域光観察（ＮＢＩ：Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｍａｇｉｎｇ）を行う場合、駆動部３１４によって、白色光の光路Ｌ上に配置される。【0042】
フィルタ３１３ｃは、生体組織のヘモグロビン吸光特性において吸収係数の極大値から極小値までの観察対象波長帯域に含まれる第１狭帯域光（例えば波長６００ｎｍ）と、観察対象波長帯域に含まれ第１狭帯域光より吸収係数が低く生体組織による散乱係数が低い第２狭帯域光（例えば波長６３０ｎｍ）との２つの赤色の狭帯域の光それぞれを透過する。すなわち、フィルタ３１３ｃを通過した光は、狭帯域の分光特性を有する。フィルタ３１３ｃは、内視鏡システム１が特殊観察光として狭帯域光観察（ＤＲＩ：Ｄｕａｌ Ｒｅｄ Ｉｍａｇｉｎｇ）を行う場合、駆動部３１４によって、白色光の光路Ｌ上に配置される。狭帯域光観察（ＤＲＩ）では、ヘモグロビンに対する光学濃度が大きい出血点や血管等を強調することができる。【0043】
なお、光学フィルタ３１３に、内視鏡システム１が特殊光観察として蛍光観察（ＡＦＩ：Ａｕｔｏ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）を行う場合、光源部３１１から出射される白色光に対して、コラーゲン等の蛍光物質からの自家蛍光を観察するための励起光（例えば波長３９０ｎｍ〜４７０ｎｍ）及び血液中のヘモグロビンに吸収される波長（例えば波長５４０ｎｍ〜５６０ｎｍ）の光それぞれを透過するフィルタ、及び内視鏡システム１が特殊光観察として赤外光観察（ＩＲＩ：Ｉｎｆｒａ Ｒｅｄ Ｉｍａｇｉｎｇ）を行う場合、２つの赤外光（例えば波長７９０ｎｍ〜８２０ｎｍ及び波長９０５ｎｍ〜９７０ｎｍ）それぞれを透過するフィルタを設けてもよい。【0044】
駆動部３１４は、ステッピングモータやＤＣモータ等を用いて構成され、駆動ドライバ３１５の制御のもと、光学フィルタ３１３を構成する各フィルタを白色光の光路Ｌ上に配置する。【0045】
駆動ドライバ３１５は、照明制御部３２の制御のもと、駆動部３１４に所定の電流を供給する。【0046】
照明制御部３２は、処理装置４から入力される指示信号に基づいて、所定の周期で光源部３１１に白色光を出射させる。【0047】
〔処理装置の構成〕次に、処理装置４の構成について説明する。
処理装置４は、受信部４１と、画像処理部４２と、明るさ検出部４３と、調光部４４と、入力部４５と、記録部４６と、同期信号生成部４７と、制御部４８と、を備える。
【0048】
受信部４１は、送信部２４６から送信された画像信号を受信して画像処理部４２へ出力する。受信部４１は、送信部２４６から送信された画像信号がパラレル信号であった場合、シリアル信号に変換するパラレル／シリアル変換処理を行って画像信号を画像処理部４２へ出力し、送信部２４６から送信された画像信号が光信号であった場合、電気信号に変換するＯ／Ｅ変換処理を行って画像信号を画像処理部４２へ出力する。【0049】
画像処理部４２は、ＦＰＧＡ等を用いて実現される。画像処理部４２は、制御部４８の制御のもと、受信部４１等を介して入力された撮像素子２４４により撮像された画像信号に画像処理を施し、表示装置５が表示するための体内画像を生成して表示装置５へ出力する。画像処理部４２は、画像信号に対して、所定の画像処理を施して体内画像を生成する。ここで、画像処理としては、同時化処理、オプティカルブラック低減処理、ホワイトバランス調整処理、カラーマトリクス演算処理、ガンマ補正処理、色再現処理、エッジ強調処理及びフォーマット変換処理等である。画像処理部４２は、色特定部４２１と、色補正部４２２と、を有する。【0050】
色特定部４２１は、画像信号の少なくとも第１部分及び第２部分の色調を特定する。図３は、内視鏡画像に設定される第１部分及び第２部分を表す図である。図３に示すように、内視鏡画像Ｉ（画像信号）内に第１部分及び第２部分が設定される。第１部分及び第２部分は、生体組織のヘモグロビンに対する光学濃度が、それぞれ光学濃度Ｄ１１、光学濃度Ｄ１２である部分である。第１部分の光学濃度Ｄ１１は、第２部分の光学濃度Ｄ１２より大きい。第２部分より光学濃度が大きい第１部分は、例えば生体組織の出血点に対応し、第２部分は、出血点以外の部分に対応する。第１部分及び第２部分は、内視鏡画像Ｉを観察したユーザにより手動で設定されてもよいし、所定の画像処理やセンサにより検出した値等を用いて所定の色の画素を含む領域に自動で設定されてもよい。また、第１部分及び第２部分は、観察開始時に設定される構成であってもよいが、撮像素子２４４が撮像を行う毎（フレーム毎）に設定される構成であってもよい。【0051】
色特定部４２１は、第１部分及び第２部分の色を、それぞれ色空間上の点に対応させることにより特定する。図４は、色相毎に設定される９本の基準軸によって定義される色空間を表す図である。図４に示すように、色空間は、例えば、Ｍｇ（マゼンタ）、Ｂ（ブルー）、ＢＣｙ（ブルーシアン）、Ｃｙ（シアン）、Ｇ（グリーン）、Ｙｅ（イエロー）、ＲＹｅ（レッドイエロー）、Ｒ（レッド）、及びＲＭｇ（レッドマゼンタ）の色相毎に設定される９本の基準軸によって定義される色空間である。そして、この色空間において、色は、基準軸に対する角度で表される色相と、中心からの距離で表される彩度とによって特定される。図５は、色空間における第１部分及び第２部分の補正前後の色をそれぞれ表す図である。図５に示すように、色特定部４２１は、第１部分及び第２部分の色を、それぞれ色空間上の点Ｃ１１及び点Ｃ１２として特定する。なお、第１部分及び第２部分の色は、第１部分又は第２部分に含まれる画素の色の平均値であるが、第１部分又は第２部分に含まれる画素の色の最頻値や中間値、最大値、最小値等の統計値であってもよい。【0052】
色補正部４２２は、色特定部４２１により特定された第１部分の色と第２部分の色とに基づき、第１部分の色と第２部分の色との色差を所定の範囲内に維持しながら、第１部分及び第２部分の色をそれぞれ補正する。具体的には、色補正部４２２は、カラーマトリクス演算処理と９軸色域調整処理とを行う。【0053】
まず、撮像素子２４４により撮像された画像信号（内視鏡画像Ｉ）は、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号のカラーの色信号である。色補正部４２２は、入力信号（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）にマトリクス係数Ｍａｔ［０］［０］〜［２］［２］を掛けることにより、以下の式（１）に従い出力信号（Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔ）を算出する。【0054】
【数1】
【0055】
９個の色相領域のそれぞれに対して色補正処理を行うために、記録部４６には、９個の飽和度（彩度）補正係数、ＫＲｓａｔ、ＫＧｓａｔ、ＫＢｓａｔ、ＫＹｅｓａｔ、ＫＣｙｓａｔ、ＫＭｇｓａｔ、ＫＲＹｅｓａｔ、ＫＲＭｇｓａｔ、ＫＢＣｙｓａｔ、及び、９個の色相補正係数、ＫＲｈｕｅ、ＫＧｈｕｅ、ＫＢｈｕｅ、ＫＹｅｈｕｅ、ＫＣｙｈｕｅ、ＫＭｇｈｕｅ、ＫＲＹｅｈｕｅ、ＫＲＭｇｈｕｅ、ＫＢＣｙｈｕｅからなる処理条件が予め記憶されている。ここで、補正係数を示す記号「Ｋ」の後の添字は、色相の略号であり、ＲＭｇはＲとＭｇとの間の中間色を、ＲＹｅはＲとＹｅとの間の中間色を、ＢＣｙはＢとＣｙとの間の中間色を示している。【0056】
制御部４８は、処理条件の設定値と、Ｃｒ信号とＣｂ信号との大小関係から、内視鏡画像Ｉの画素の色信号が位置する色相領域にかかる処理条件である４個の補正係数、Ｋｓａｔ１、Ｋｓａｔ２、Ｋｈｕｅ１、Ｋｈｕｅ２を、色補正部４２２に出力する。一方、色補正部４２２は、内視鏡画像Ｉの第１部分及び第２部分の色に対応する点が位置する色相領域を挾む色軸方向のベクトル量である、ｄｐ、ｄｃを算出する。色補正部４２２は、制御部４８から受信した処理条件と算出したベクトル量とから、以下の式（２）、（３）に従い補正係数を算出する。【0057】
【数2】
【0058】
【数3】
【0059】
以上説明した補正が色補正部４２２によって施されると、図５に示すように、第１部分の色に対応する点が点Ｃ１１から点Ｃ１３に補正され、第２部分の色に対応する点が点Ｃ１２から点Ｃ１４に補正される。このとき、色補正部４２２により、第１部分と第２部分との間の補正前の角度αと、第１部分と第２部分との間の補正後の角度βとが、略等しくなるように補正が施される。【0060】
明るさ検出部４３は、画像処理部４２から入力される画像信号に含まれるＲＧＢ画像情報に基づいて、各画像に対応する明るさレベルを検出し、この検出した明るさレベルを内部に設けられたメモリに記録するとともに、調光部４４及び制御部４８それぞれへ出力する。【0061】
調光部４４は、制御部４８の制御のもと、明るさ検出部４３が検出した明るさレベルに基づいて、光源装置３が発生する光量や発光タイミング等の発光条件を設定し、この設定した発光条件を含む調光信号を光源装置３へ出力する。【0062】
入力部４５は、内視鏡システム１の動作を指示する動作指示信号等の各種信号の入力を受け付ける。入力部４５は、スイッチ等を用いて構成される。入力部４５は、複数のモード及び複数の画像処理の各々の設定値のいずれか１つを変更する指示信号の入力を受け付ける。【0063】
記録部４６は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を用いて実現され、内視鏡システム１を動作させるための各種プログラム及び内視鏡システム１の動作に必要な各種パラメータ等を含むデータ等を記録する。【0064】
同期信号生成部４７は、少なくとも垂直同期信号を含む同期信号を生成し、集合ケーブル２４９を介してＴＧ部２４７へ出力するとともに、画像処理部４２へ出力する。【0065】
制御部４８は、ＣＰＵ等を用いて構成され、撮像素子２４４及び光源装置３を含む各構成部の駆動制御及び各構成部に対する情報の入出力制御等を行う。【0066】
以上説明したように、実施の形態１によれば、色補正部４２２が色相を補正する前後の第１部分の第２部分との色相の差を表す角度αと角度βとが略等しくなるように補正を行う。ここで、色差は、色空間上における第１部分の色と第２部分の色との間の距離として定義される。従って、図５に示すように、色補正部４２２により補正前の第１部分の第２部分に対する色相の差を表す角度αと補正後の第１部分の第２部分に対する色相の差を表す角度βとが略等しく、補正前の第１部分の第２部分に対する彩度の差と補正後の第１部分の第２部分に対する彩度の差とが略等しくなるように補正が施されると、点Ｃ１１と点Ｃ１２との間の距離と、点Ｃ１３と点Ｃ１４との間の距離とが略等しくなり、色差を維持したまま色を補正することができる。ただし、第１部分と第２部分との色相の差と彩度の差との両方を補正前後で略等しくすることで、補正後においても補正前の色相の差と彩度の差とを維持したまま視認性の向上が可能であるが、補正前後で色差が維持できれば必ずしも色相の差と彩度の差との両方を略等しくする必要はない。【0067】
従来、狭帯域光観察（ＤＲＩ）を行う場合に、内視鏡画像の画像全体の色調を赤色から黄色に画像処理により補正すると、出血点の視認性を向上させる効果が低減する場合があった。しかしながら、実施の形態１によれば、出血点である第１部分と、出血点以外の部分である第２部分との色差が維持されているため、処理装置４による画像処理を行っても、狭帯域光観察（ＤＲＩ）により出血点の視認性を向上させる効果が維持される。【0069】
色特定部４２１は、画像信号の第１部分、第２部分、及び第３部分の色を特定する。図６は、内視鏡画像に設定される第１部分、第２部分、及び第３部分を表す図である。図６に示すように、内視鏡画像Ｉ（画像信号）内に第１部分、第２部分、及び第３部分が設定される。第１部分、第２部分、及び第３部分は、生体組織のヘモグロビンに対する光学濃度が、それぞれ光学濃度Ｄ２１、光学濃度Ｄ２２、光学濃度Ｄ２３である部分である。これらの光学濃度の大小関係は、光学濃度Ｄ２１＜光学濃度Ｄ２２＜光学濃度Ｄ２３であるとする。第１部分、第２部分、及び第３部分は、ユーザが内視鏡画像Ｉを観察して任意の位置に手動で設定されてもよいし、所定の画像処理によって所定の色の画素を含む領域に自動で設定されてもよい。【0070】
色特定部４２１は、第１部分、第２部分、及び第３部分の色を、それぞれ色空間上の点に対応させることにより特定する。図７は、色空間における第１部分、第２部分、及び第３部分の補正前後の色をそれぞれ表す図である。図７に示すように、色特定部４２１は、第１部分、第２部分、及び第３部分の色を、それぞれ色空間上の点Ｃ２１、点Ｃ２２、点Ｃ２３として特定する。【0071】
色補正部４２２は、第１部分の色と第２部分の色との色差、及び第１部分の色と第３部分の色との色差を所定の範囲内に維持しながら、第１部分、第２部分、及び第３部分の色をそれぞれ補正する。具体的には、色補正部４２２は、上述したカラーマトリクス演算処理と９軸色域調整処理とを行い、図７に示すように、第１部分、第２部分、及び第３部分の色に対応する点を、それぞれ点Ｃ２１、点Ｃ２２、点Ｃ２３から点Ｃ２４、点Ｃ２５、点Ｃ２６に補正する。このとき、色補正部４２２により、色空間における補正前後の第１部分と第２部分との間の距離ａ及び距離ｂ、色空間における補正前後の第１部分と第３部分との間の距離ｃ及び距離ｄが、それぞれ略等しくなるように色相及び彩度に補正が施される。【0072】
以上説明した実施の形態２のように、内視鏡画像Ｉ内の３つの部分の色差を維持しながら、画像処理を行ってもよい。【0074】
色特定部４２１は、画像信号の第１部分、第２部分、第３部分、及び第４部分の色を特定する。図８は、第１部分〜第４部分を表す図である。図８に示すように、第１部分は、動脈血が流れ出ている部分や生理食塩水で薄まっている部分である。第２部分は、静脈血が流れ出ている部分や生理食塩水で薄まっている部分である。第３部分は、動脈血の出血点である。第４部分は、静脈血の出血点である。【0075】
図９は、内視鏡画像に設定される第１部分〜第４部分を表す図である。内視鏡画像Ｉ（画像信号）内に第１部分〜第４部分が設定される。第１部分〜第４部分は、生体組織のヘモグロビンに対する光学濃度が、それぞれ光学濃度Ｄ３１、光学濃度Ｄ３２、光学濃度Ｄ３３、光学濃度Ｄ３４である部分である。第１部分〜第４部分は、ユーザが内視鏡画像Ｉを観察して任意の位置に手動で設定されてもよいし、所定の画像処理によって所定の色の画素を含む領域に自動で設定されてもよい。【0076】
色特定部４２１は、第１部分〜第４部分の色を、それぞれ色空間上の点に対応させることにより特定する。さらに、色補正部４２２は、第１部分の色と第３部分の色との色差、及び第２部分の色と第４部分の色との色差を所定の範囲内に維持しながら、第１部分〜第４部分の色をそれぞれ補正する。なお、色の特定方法及び補正方法は、実施の形態１と同様であってよいので説明を省略する。【0077】
以上説明したように、実施の形態３によれば、第１部分の色と第３部分の色との色差、及び第２部分の色と第４部分の色との色差を所定の範囲内に維持することにより、動脈血内、静脈血内のそれぞれにおいて、出血点の視認性を維持することができる。【0078】
（実施の形態３の変形例）図１０は、内視鏡画像に設定される第１部分〜第４部分を表す図である。図１０に示すように、実施の形態３の変形例では、色補正部４２２は、第１部分の色と第３部分の色との色差、第２部分の色と第４部分の色との色差、第１部分の色と第４部分の色との色差、及び第２部分の色と第３部分の色との色差を所定の範囲内に維持しながら、第１部分〜第４部分の色をそれぞれ補正する。その結果、この実施の形態３の変形例によれば、動脈血と静脈血とが混在した場合においても、出血点の視認性を維持することができる。
【0079】
なお、上述した実施の形態では、内視鏡画像Ｉ内の複数の部分の色差を維持しながら色を補正する例を説明したがこれに限られない。色補正部４２２は、色空間上における赤色領域を含む所定の領域に対応する色を色空間上における黄色領域に近づけるように内視鏡画像の画像全体の色調を補正してもよい。より具体的には、色補正部４２２は、色空間上におけるＲＹｅを含みＧからＭｇまでの領域に対応する色を色空間上におけるＹｅに近づけるように補正してもよい。同様に、色補正部４２２は、色空間上におけるＲＹｅを含みＹｅからＲまでの領域に対応する色を色空間上におけるＹｅに近づけるように補正してもよい。【0080】
また、上述した実施の形態では、色補正部４２２がカラーマトリクス演算処理と９軸色域調整処理との双方を行う例を示したが、これに限られない。色補正部４２２は、カラーマトリクス演算処理と９軸色域調整処理とのいずれか一方の補正を行う構成であってもよい。【0081】
また、上述した実施の形態では、９本の基準軸によって定義される色空間を用いて説明したが、色空間の基準軸の本数や定義の仕方は特に限定されない。【0082】
また、上述した実施の形態では、色特定部４２１が処理装置４に含まれる構成を示したが、色特定部は、内視鏡に配置されていてもよい。【0083】
また、上述した実施の形態では、処理装置４が色特定部４２１及び色補正部４２２を備える構成を示したがこれに限られない。例えば、処理装置４は、インターネット（クラウドやソフトウェアのダウンロード）によって、色特定部４２１及び色補正部４２２に相当する機能を追加可能な構成であってもよい。【0084】
また、上述した実施の形態では、伝送ケーブルを介して画像信号を処理装置４へ送信していたが、例えば有線である必要はなく、無線であってもよい。この場合、所定の無線通信規格（例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））に従って、画像信号等を処理装置４へ送信するようにすればよい。もちろん、他の無線通信規格に従って無線通信を行ってもよい。【0085】
また、上述した実施の形態では、処理装置４と光源装置３とが別体であったが、これに限定されない。例えば処理装置と光源装置とが一体的に形成されていてもよい。【0086】
また、上述した実施の形態では、面順次式の内視鏡を例に説明したが、同時式の内視鏡であっても適用することができる。【0087】
また、上述した実施の形態では、被検体に挿入される内視鏡２であったが、例えばカプセル型の内視鏡又は被検体を撮像する撮像装置であっても適用することができる。【0088】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、以上のように表し、かつ記述した特定の詳細及び代表的な実施の形態に限定されるものではない。従って、添付のクレーム及びその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神又は範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。【符号の説明】
【0089】
１ 内視鏡システム２ 内視鏡
３ 光源装置
４ 処理装置
５ 表示装置
２１ 挿入部
２２ 操作部
２３ ユニバーサルコード
２４ 先端部
２５ 湾曲部
２６ 可撓管部
３１ 照明部
３２ 照明制御部
４１ 受信部
４２ 画像処理部
４３ 明るさ検出部
４４ 調光部
４５ 入力部
４６ 記録部
４７ 同期信号生成部
４８ 制御部
２２１ 湾曲ノブ
２２２ 処置具挿入部
２２３ スイッチ
２４１ ライトガイド
２４２ 照明レンズ
２４３ 光学系
２４４ 撮像素子
２４５ ＡＦＥ部
２４６ 送信部
２４７ ＴＧ部
２４８ 撮像制御部
２４９ 集合ケーブル
３１１ 光源部
３１２ 光源ドライバ
３１３ 光学フィルタ
３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃ フィルタ
３１４ 駆動部
３１５ 駆動ドライバ
４２１ 色特定部
４２２ 色補正部
【要約】
画像処理装置は、画像信号の第１部分及び第２部分の色を特定する色特定部と、前記色特定部により特定された前記第１部分の色と前記第２部分の色とに基づき、前記第１部分の色と前記第２部分の色との色差を所定の範囲内に維持しながら、前記第１部分及び前記第２部分の色をそれぞれ補正する色補正部と、を備える。これにより、撮像条件によらずに、観察対象の視認性を向上させる効果を維持することができる画像処理装置、画像処理装置の作動方法、及び画像処理装置の作動プログラムを提供する。