特許 6427355 画像信号生成装置及び電子内視鏡システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6427355

(24)【登録日】2018年11月2日

(45)【発行日】2018年11月21日

(54)【発明の名称】画像信号生成装置及び電子内視鏡システム

(51)【国際特許分類】

   A61B 1/045 20060101AFI20181112BHJP

   G02B 23/24 20060101ALI20181112BHJP

【ＦＩ】

   A61B1/045 610

   A61B1/045 616

   G02B23/24 B

【請求項の数】15

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-159851(P2014-159851)

(22)【出願日】2014年8月5日

(65)【公開番号】特開2016-36387(P2016-36387A)

(43)【公開日】2016年3月22日

【審査請求日】2017年6月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000113263

【氏名又は名称】ＨＯＹＡ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078880

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 修平

(74)【代理人】

【識別番号】100183760

【弁理士】

【氏名又は名称】山鹿 宗貴

(72)【発明者】

【氏名】牧野 貴雄

【審査官】 磯野 光司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１６７３３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０４５０５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ １／００− １／３２

Ｇ０２Ｂ ２３／２４−２３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

生体組織内における吸収特性が異なる第一及び第二の波長域を含む複数の波長域を持つ照射光により照射された生体組織であって、所定の撮像装置により撮像された生体組織の画像信号の中から、該第一の波長域に対応する第一の色信号及び該第二の波長域に対応する第二の色信号を抽出する色信号抽出手段と、
前記第一の色信号の画素値分布に基づいて前記第二の色信号の画素値分布に近似する画素値近似分布を演算する近似演算手段と、
前記近似演算手段により演算された前記第二の色信号の画素値近似分布と該第二の色信号の画素値分布との差分に基づいて前記生体組織の表面反射成分の画像信号を生成する第一の画像信号生成手段と、
前記生体組織の画像信号から前記表面反射成分の画像信号を減算することにより、該生体組織の内部反射成分の画像信号を生成する第二の画像信号生成手段と、
を備える、
画像信号生成装置。

【請求項2】

前記第二の波長域の光は、
前記生体組織の表面での反射率が前記第一の波長域の光と実質的に等しく且つ該生体組織内における吸収率が前記第一の波長域の光よりも高い、
請求項１に記載の画像信号生成装置。

【請求項3】

前記第一、前記第二の色信号はそれぞれ、
Ｒ（Red）、Ｂ（Blue）の波長域に対応するＲ信号、Ｂ信号である、
請求項１又は請求項２に記載の画像信号生成装置。

【請求項4】

前記Ｒ信号の画素値分布をＤ_Ｒと定義し、前記Ｂ信号の画素値分布をＤ_Ｂと定義し、第一の補正係数をαと定義し、第一の調整項をｄ_Ｂと定義し、該Ｂ信号の画素値近似分布をＤ’_Ｂと定義した場合に、
前記近似演算手段は、次式
Ｄ’_Ｂ＝α×Ｄ_Ｒ＋ｄ_Ｂ
（但し、０＜α＜１）
により、前記画素値近似分布Ｄ’_Ｂを演算する、
請求項３に記載の画像信号生成装置。

【請求項5】

前記画素値分布Ｄ_Ｂの各画素の画素値をＰＤ_Ｂと定義し、前記画素値近似分布Ｄ’_Ｂの各画素の画素値をＰＤ’_Ｂと定義し、各画素に含まれる前記表面反射成分に相当する画素値をＰＲと定義した場合に、
前記第一の画像信号生成手段は、次式
ＰＲ＝（ＰＤ_Ｂ−ＰＤ’_Ｂ）×１／α
（但し、上記式の結果、マイナスとなった画素値ＰＲはゼロにリセット。）
により、各画素の画素値ＰＲを算出し、算出された全ての画素の画素値ＰＲを画素順に配列した信号を前記表面反射成分の画像信号として生成する、
請求項４に記載の画像信号生成装置。

【請求項6】

前記生体組織の血管構造の画像信号を生成する第三の画像信号生成手段
を備え、
各画素に含まれる前記血管構造に相当する画素値をＰＢ１と定義した場合に、
前記第三の画像信号生成手段は、次式
ＰＢ１＝ＰＤ’_Ｂ−ＰＤ_Ｂ
（但し、上記式の結果、マイナスとなった画素値ＰＢ１はゼロにリセット。）
により、各画素の画素値ＰＢ１を算出し、算出された全ての画素の画素値ＰＢ１を画素順に配列した信号を前記血管構造の画像信号として生成する、
請求項４又は請求項５に記載の画像信号生成装置。

【請求項7】

前記照射光は、
前記生体組織内における吸収特性が前記第一及び前記第二の波長域と異なる第三の波長域を含み、
前記色信号抽出手段は、
前記照射光により照射された生体組織の画像信号の中から前記第三の波長域に対応する第三の色信号を抽出し、
前記近似演算手段は、
前記第一の色信号の画素値分布に基づいて前記第三の色信号の画素値分布に近似する画素値近似分布を演算し、
前記第一の画像信号生成手段は、
前記近似演算手段により演算された前記第二の色信号の画素値近似分布と該第二の色信号の画素値分布との差分及び前記第三の色信号の画素値近似分布と該第三の色信号の画素値分布との差分に基づいて前記生体組織の表面反射成分の画像信号を生成する、
請求項１から請求項６の何れか一項に記載の画像信号生成装置。

【請求項8】

前記第一、前記第二、前記第三の色信号はそれぞれ、
Ｒ（Red）、Ｂ（Blue）、Ｇ（Green）の波長域に対応するＲ信号、Ｂ信号、Ｇ信号である、
請求項７に記載の画像信号生成装置。

【請求項9】

前記Ｒ信号の画素値分布をＤ_Ｒと定義し、前記Ｇ信号の画素値分布をＤ_Ｇと定義し、第二の補正係数をβと定義し、第二の調整項をｄ_Ｇと定義し、該Ｇ信号の画素値近似分布をＤ’_Ｇと定義した場合に、
前記近似演算手段は、次式
Ｄ’_Ｇ＝β×Ｄ_Ｒ＋ｄ_Ｇ
により、前記画素値近似分布Ｄ’_Ｇを演算する、
請求項８に記載の画像信号生成装置。

【請求項10】

前記画素値分布Ｄ_Ｇの各画素の画素値をＰＤ_Ｇと定義し、前記画素値近似分布Ｄ’_Ｇの各画素の画素値をＰＤ’_Ｇと定義した場合に、
前記第一の画像信号生成手段は、
（ＰＤ_Ｂ−ＰＤ’_Ｂ）、（ＰＤ_Ｇ−ＰＤ’_Ｇ）が共に正の値の画素について、［（ＰＤ_Ｂ−ＰＤ’_Ｂ）×１／α］と［（ＰＤ_Ｇ−ＰＤ’_Ｇ）×１／β］との平均値を算出し、算出された平均値を画素値ＰＲとする、
請求項５を引用する請求項９に記載の画像信号生成装置。

【請求項11】

前記第三の画像信号生成手段は、
（ＰＤ_Ｂ−ＰＤ’_Ｂ）と（ＰＤ_Ｇ−ＰＤ’_Ｇ）の少なくとも一方が正の値でない画素について、
絶対値｜ＰＤ_Ｂ−ＰＤ’_Ｂ｜が第一の閾値以上であれば、次式
ＰＢ１＝ＰＤ’_Ｂ−ＰＤ_Ｂ
により、画素値ＰＢ１を算出し、
絶対値｜ＰＤ_Ｇ−ＰＤ’_Ｇ｜が第二の閾値以上であれば、次式
ＰＢ２＝ＰＤ’_Ｇ−ＰＤ_Ｇ
により、所定の画素値ＰＢ２を算出し、
算出された画素値ＰＢ１と画素値ＰＢ２とを加算した値を各画素に含まれる血管構造に相当する画素値ＰＢとして算出し、算出された全ての画素の画素値ＰＢを画素順に配列した信号を前記血管構造の画像信号として生成する、
請求項６を引用する請求項１０に記載の画像信号生成装置。

【請求項12】

前記近似演算手段は、
前記第一の色信号の画素値が前記所定の範囲に収まらないものを除外して前記画素値近似分布を演算する、
請求項１から請求項１１の何れか一項に記載の画像信号生成装置。

【請求項13】

前記表面反射成分の画像信号と前記内部反射成分の画像信号とを第一の重み係数で合成した合成画像を生成する合成画像生成手段
を備える、
請求項１から請求項１２の何れか一項に記載の画像信号生成装置。

【請求項14】

前記合成画像生成手段は、
前記表面反射成分、前記内部反射成分、前記血管構造の各画像信号を第二の重み係数で合成した合成画像を生成する、
請求項６を引用する請求項１３又は請求項１１を引用する請求項１３に記載の画像信号生成装置。

【請求項15】

前記生体組織内における吸収特性が異なる第一及び第二の波長域を含む複数の波長域を持つ照射光を射出して該生体組織を照射する照射装置と、
前記照射光により照射された生体組織を撮像して該生体組織の画像信号を生成する撮像装置と、
前記撮像装置により生成された生体組織の画像信号を処理する、請求項１から請求項１４の何れか一項に記載の画像信号生成装置と、
を備える、
電子内視鏡システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生体組織の画像信号を生成する画像信号生成装置及び電子内視鏡システムに関する。

【背景技術】

【0002】

患者の体腔内を観察するための電子内視鏡システムが知られている。この種の電子内視鏡システムでは、光源ランプより射出される照射光を体腔内に導いて体腔内を照射することにより、自然光の届かない体腔内を撮像することが可能となっている。

【0003】

体腔内の生体組織は、粘膜に覆われており光沢がある。そのため、照射光が正反射して撮像素子の受光面に入射されると、正反射領域に位置する生体組織が白飛びしハイライトとなって観察できない場合がある。この問題に鑑み、この種のハイライトを除去する電子内視鏡システムの具体的構成が、例えば特許文献１や特許文献２に記載されている。

【0004】

特許文献１に記載の電子内視鏡システムは、同一対象が撮像された複数枚の画像を合成処理することで、処理対象画像のハイライト部分を除去する。具体的には、特許文献１に記載の電子内視鏡システムは、処理対象画像においてハイライト部分となって損失した生体組織を、他の画像の同生体組織に該当する部分の情報を用いて埋め合わせ処理することで復元する。

【0005】

特許文献２に記載の電子内視鏡システムは、一対の光源を備えており、一方の光源の前段に偏光板が配置されている。特許文献２に記載の電子内視鏡システムは、一対の光源を交互に点灯させることにより、体腔内を直線偏光状態の照射光と無偏光状態の照射光とで交互に照射して撮像する。無偏光状態の照射光により照射された体腔内の画像は、ハイライト部分を含む画像（表面反射成分及び内部反射成分の両方からなる画像）となるが、直線偏光状態の照射光により照射された体腔内の画像は、ハイライト部分の無い画像（表面反射成分の無い内部反射成分だけからなる画像）となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平５−１０８８１９号公報

【特許文献2】特開２０１４−１８４３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に記載の電子内視鏡システムでは、ハイライト部分を多数の画像を用いて復元するため、演算コストが高いという問題が指摘される。また、ハイライト部分を除去する精度が低いという問題も指摘される。

【0008】

特許文献２に記載の電子内視鏡システムでは、細径化が強く要請される電子スコープの先端に偏光板を配置しなければならない。また、偏光板による色再現性の劣化を抑える必要がある。偏光板による色再現性の劣化を抑えるため、特許文献２に記載の電子内視鏡システムでは、使用可能な照射光の波長特性に制約がある。すなわち、使用可能な光源に制約があり、光源の選択肢が限られる。

【0009】

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、演算コストを抑えつつもハイライト部分等の表面反射成分を精度良く除去することができ、且つ電子スコープの先端の細径化に有利であると共に偏光板による色再現性の劣化を考慮する必要の無い電子内視鏡システム及び該電子内視鏡システムを構成する画像信号生成装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一実施形態に係る画像信号生成装置は、生体組織内における吸収特性が異なる第一及び第二の波長域を含む複数の波長域を持つ照射光により照射された生体組織であって、所定の撮像装置により撮像された生体組織の画像信号の中から、第一の波長域に対応する第一の色信号及び第二の波長域に対応する第二の色信号を抽出する色信号抽出手段と、第一の色信号の画素値分布に基づいて第二の色信号の画素値分布に近似する画素値近似分布を演算する近似演算手段と、近似演算手段により演算された第二の色信号の画素値近似分布と第二の色信号の画素値分布との差分に基づいて生体組織の表面反射成分の画像信号を生成する第一の画像信号生成手段と、生体組織の画像信号から表面反射成分の画像信号を減算することにより、生体組織の内部反射成分の画像信号を生成する第二の画像信号生成手段とを備える。

【0011】

このように、近似演算手段により演算された第二の色信号の画素値近似分布と第二の色信号の画素値分布との差分に基づいて生体組織の表面反射成分の画像信号を生成することで、生体組織の表面反射成分を精度良く表す画像信号が得られることから、演算コストが抑えられつつも表面反射成分が精度良く除去された内部反射成分の画像信号が得られる。また、細径化が強く要請される電子スコープの先端に偏光板を配置する必要が無いため、電子スコープの細径化に有利であると共に偏光板による色再現性の劣化を考慮する必要が無い。

【0012】

第二の波長域の光は、例えば、生体組織の表面での反射率が第一の波長域の光と実質的に等しく且つ生体組織内における吸収率が第一の波長域の光よりも高い。

【0013】

第一、第二の色信号はそれぞれ、Ｒ（Red）、Ｂ（Blue）の波長域に対応するＲ信号、Ｂ信号であってもよい。

【0014】

Ｒ信号の画素値分布をＤ_Ｒと定義し、Ｂ信号の画素値分布をＤ_Ｂと定義し、第一の補正係数をαと定義し、第一の調整項をｄ_Ｂと定義し、Ｂ信号の画素値近似分布をＤ’_Ｂと定義した場合に、近似演算手段は、次式
Ｄ’_Ｂ＝α×Ｄ_Ｒ＋ｄ_Ｂ
（但し、０＜α＜１）
により、画素値近似分布Ｄ’_Ｂを演算する構成としてもよい。

【0015】

画素値分布Ｄ_Ｂの各画素の画素値をＰＤ_Ｂと定義し、画素値近似分布Ｄ’_Ｂの各画素の画素値をＰＤ’_Ｂと定義し、各画素に含まれる表面反射成分に相当する画素値をＰＲと定義した場合に、第一の画像信号生成手段は、次式
ＰＲ＝（ＰＤ_Ｂ−ＰＤ’_Ｂ）×１／α
（但し、上記式の結果、マイナスとなった画素値ＰＲはゼロにリセット。）
により、各画素の画素値ＰＲを算出し、算出された全ての画素の画素値ＰＲを画素順に配列した信号を表面反射成分の画像信号として生成する構成としてもよい。

【0016】

本発明の一実施形態に係る画像信号生成装置は、生体組織の血管構造の画像信号を生成する第三の画像信号生成手段を備える構成としてもよい。この場合、各画素に含まれる血管構造に相当する画素値をＰＢ１と定義した場合に、第三の画像信号生成手段は、次式
ＰＢ１＝ＰＤ’_Ｂ−ＰＤ_Ｂ
（但し、上記式の結果、マイナスとなった画素値ＰＢ１はゼロにリセット。）
により、各画素の画素値ＰＢ１を算出し、算出された全ての画素の画素値ＰＢ１を画素順に配列した信号を血管構造の画像信号として生成する構成としてもよい。

【0017】

照射光は、例えば、生体組織内における吸収特性が第一及び第二の波長域と異なる第三の波長域を含む。また、色信号抽出手段は、照射光により照射された生体組織の画像信号の中から第三の波長域に対応する第三の色信号を抽出する構成としてもよい。この場合、近似演算手段は、第一の色信号の画素値分布に基づいて第三の色信号の画素値分布に近似する画素値近似分布を演算する構成としてもよい。また、第一の画像信号生成手段は、近似演算手段により演算された第二の色信号の画素値近似分布と第二の色信号の画素値分布との差分及び第三の色信号の画素値近似分布と第三の色信号の画素値分布との差分に基づいて生体組織の表面反射成分の画像信号を生成する構成としてもよい。

【0018】

第一、第二、第三の色信号はそれぞれ、Ｒ、Ｂ、Ｇ（Green）の波長域に対応するＲ信号、Ｂ信号、Ｇ信号であってもよい。

【0019】

Ｒ信号の画素値分布をＤ_Ｒと定義し、Ｇ信号の画素値分布をＤ_Ｇと定義し、第二の補正係数をβと定義し、第二の調整項をｄ_Ｇと定義し、Ｇ信号の画素値近似分布をＤ’_Ｇと定義した場合に、近似演算手段は、次式
Ｄ’_Ｇ＝β×Ｄ_Ｒ＋ｄ_Ｇ
により、画素値近似分布Ｄ’_Ｇを演算する構成としてもよい。

【0020】

画素値分布Ｄ_Ｇの各画素の画素値をＰＤ_Ｇと定義し、画素値近似分布Ｄ’_Ｇの各画素の画素値をＰＤ’_Ｇと定義した場合に、第一の画像信号生成手段は、（ＰＤ_Ｂ−ＰＤ’_Ｂ）、（ＰＤ_Ｇ−ＰＤ’_Ｇ）が共に正の値の画素について、［（ＰＤ_Ｂ−ＰＤ’_Ｂ）×１／α］と［（ＰＤ_Ｇ−ＰＤ’_Ｇ）×１／β］との平均値を算出し、算出された平均値を画素値ＰＲとする構成としてもよい。

【0021】

第三の画像信号生成手段は、（ＰＤ_Ｂ−ＰＤ’_Ｂ）と（ＰＤ_Ｇ−ＰＤ’_Ｇ）の少なくとも一方が正の値でない画素について、絶対値｜ＰＤ_Ｂ−ＰＤ’_Ｂ｜が第一の閾値以上であれば、次式
ＰＢ１＝ＰＤ’_Ｂ−ＰＤ_Ｂ
により、画素値ＰＢ１を算出し、
絶対値｜ＰＤ_Ｇ−ＰＤ’_Ｇ｜が第二の閾値以上であれば、次式
ＰＢ２＝ＰＤ’_Ｇ−ＰＤ_Ｇ
により、所定の画素値ＰＢ２を算出する構成としてもよい。この場合、第三の画像信号生成手段は、算出された画素値ＰＢ１と画素値ＰＢ２とを加算した値を各画素に含まれる血管構造に相当する画素値ＰＢとして算出し、算出された全ての画素の画素値ＰＢを画素順に配列した信号を血管構造の画像信号として生成する。

【0022】

近似演算手段は、第一の色信号の画素値が所定の範囲に収まらないものを除外して画素値近似分布を演算する構成としてもよい。

【0023】

本発明の一実施形態に係る画像信号生成装置は、表面反射成分の画像信号と内部反射成分の画像信号とを第一の重み係数で合成した合成画像を生成する合成画像生成手段を備える構成としてもよい。

【0024】

合成画像生成手段は、表面反射成分、内部反射成分、血管構造の各画像信号を第二の重み係数で合成した合成画像を生成する構成としてもよい。

【0025】

本発明の一実施形態に係る電子内視鏡システムは、生体組織内における吸収特性が異なる第一及び第二の波長域を含む複数の波長域を持つ照射光を射出して生体組織を照射する照射装置と、照射光により照射された生体組織を撮像して生体組織の画像信号を生成する撮像装置と、撮像装置により生成された生体組織の画像信号を処理する、上記の画像信号生成装置とを備える。

【発明の効果】

【0026】

本発明の実施形態によれば、演算コストを抑えつつもハイライト部分等の表面反射成分を精度良く除去することができ、且つ電子スコープの先端の細径化に有利であると共に偏光板による色再現性の劣化を考慮する必要の無い電子内視鏡システム及び該電子内視鏡システムを構成する画像信号生成装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の第一実施形態の電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の第一実施形態のプロセッサに備えられる特殊画像処理回路による特殊画像生成フローを示す図である。

【図3】生体組織を撮影したときに得られるＲ信号とＢ信号の画素値分布の関係を示す関係図である。

【図4】本発明の第二実施形態のプロセッサに備えられる特殊画像処理回路による特殊画像生成フローを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、本発明の一実施形態として電子内視鏡システムを例に取り説明する。

【0029】

［第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態の電子内視鏡システム１の構成を示すブロック図である。図１に示されるように、電子内視鏡システム１は、電子スコープ１００、プロセッサ２００及びモニタ３００を備えている。

【0030】

プロセッサ２００は、システムコントローラ２０２及びタイミングコントローラ２０４を備えている。システムコントローラ２０２は、メモリ２２２に記憶された各種プログラムを実行し、電子内視鏡システム１全体を統合的に制御する。また、システムコントローラ２０２は、操作パネル２１８に接続されている。システムコントローラ２０２は、操作パネル２１８より入力される術者からの指示に応じて、電子内視鏡システム１の各動作及び各動作のためのパラメータを変更する。術者による入力指示には、例えば電子内視鏡システム１の動作モードの切替指示がある。本実施形態では、動作モードとして、通常モードと特殊モードがある。タイミングコントローラ２０４は、各部の動作のタイミングを調整するクロックパルスを電子内視鏡システム１内の各回路に出力する。

【0031】

ランプ２０８は、ランプ電源イグナイタ２０６による始動後、照射光Ｌを射出する。ランプ２０８は、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプ等の高輝度ランプである。照射光Ｌは、主に可視光領域から不可視である赤外光領域に広がるスペクトルを持つ光（又は少なくとも可視光領域を含む光）である。ランプ２０８より射出された照射光Ｌは、集光レンズ２１０によって集光されつつ絞り２１２を介して適正な光量に制限される。

【0032】

絞り２１２には、図示省略されたアームやギヤ等の伝達機構を介してモータ２１４が機械的に連結している。モータ２１４は例えばＤＣモータであり、ドライバ２１６のドライブ制御下で駆動する。絞り２１２は、モニタ３００の表示画面に表示される映像を適正な明るさにするため、モータ２１４により動作され開度が変えられる。ランプ２０８より照射された照射光Ｌの光量は、絞り２１２の開度に応じて制限される。適正とされる映像の明るさの基準は、術者による操作パネル２１８の輝度調節操作に応じて設定変更される。なお、ドライバ２１６を制御して輝度調整を行う調光回路は周知の回路であり、本明細書においては省略することとする。

【0033】

絞り２１２を通過した照射光Ｌは、ＬＣＢ（Light Carrying Bundle）１０２の入射端面に集光されてＬＣＢ１０２内に入射される。入射端面よりＬＣＢ１０２内に入射された照射光Ｌは、ＬＣＢ１０２内を伝播する。ＬＣＢ１０２内を伝播した照射光Ｌは、電子スコープ１００の先端に配置されたＬＣＢ１０２の射出端面より射出され、配光レンズ１０４を介して被写体を照射する。照射光Ｌにより照射された生体組織からの戻り光は、対物レンズ１０６を介して固体撮像素子１０８の受光面上で光学像を結ぶ。

【0034】

固体撮像素子１０８は、ベイヤ型画素配置を有する単板式カラーＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサである。固体撮像素子１０８は、受光面上の各画素で結像した光学像を光量に応じた電荷として蓄積して、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）の画像信号を生成して出力する。以下、固体撮像素子１０８より順次出力される各画素（各画素アドレス）の画像信号を「画素信号」と記す。なお、固体撮像素子１０８は、ＣＣＤイメージセンサに限らず、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサやその他の種類の撮像装置に置き換えられてもよい。固体撮像素子１０８はまた、補色系フィルタを搭載したものであってもよい。

【0035】

電子スコープ１００の接続部内には、ドライバ信号処理回路１１２が備えられている。ドライバ信号処理回路１１２には、照射光Ｌにより照射された生体組織の画素信号が固体撮像素子１０８よりフレーム周期で入力される。ドライバ信号処理回路１１２は、固体撮像素子１０８より入力される画素信号をプロセッサ２００の前段信号処理回路２２０に出力する。なお、以降の説明において「フレーム」は「フィールド」に置き替えてもよい。本実施形態において、フレーム周期、フィールド周期はそれぞれ、１／３０秒、１／６０秒である。

【0036】

ドライバ信号処理回路１１２はまた、メモリ１１４にアクセスして電子スコープ１００の固有情報を読み出す。メモリ１１４に記録される電子スコープ１００の固有情報には、例えば、固体撮像素子１０８の画素数や感度、動作可能なフレームレート、型番等が含まれる。ドライバ信号処理回路１１２は、メモリ１１４より読み出された固有情報をシステムコントローラ２０２に出力する。

【0037】

システムコントローラ２０２は、電子スコープ１００の固有情報に基づいて各種演算を行い、制御信号を生成する。システムコントローラ２０２は、生成された制御信号を用いて、プロセッサ２００に接続されている電子スコープに適した処理がなされるようにプロセッサ２００内の各種回路の動作やタイミングを制御する。

【0038】

タイミングコントローラ２０４は、システムコントローラ２０２によるタイミング制御に従って、ドライバ信号処理回路１１２にクロックパルスを供給する。ドライバ信号処理回路１１２は、タイミングコントローラ２０４から供給されるクロックパルスに従って、固体撮像素子１０８をプロセッサ２００側で処理される映像のフレームレートに同期したタイミングで駆動制御する。

【0039】

［通常モード時の動作］
通常モード時のプロセッサ２００での信号処理動作を説明する。

【0040】

前段信号処理回路２２０は、ドライバ信号処理回路１１２よりフレーム周期で入力されるＲ、Ｇ、Ｂの各画素信号に対してデモザイク処理を施す。具体的には、Ｒの各画素信号についてＧ、Ｂの周辺画素による補間処理が施され、Ｇの各画素信号についてＲ、Ｂの周辺画素による補間処理が施され、Ｂの各画素信号についてＲ、Ｇの周辺画素による補間処理が施される。これにより、１つの色成分の情報しか持たなかった画素信号が全て、３つの色成分の情報（Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号）を持つ画素信号に変換される。

【0041】

前段信号処理回路２２０は、デモザイク処理後の画素信号にマトリックス演算、ホワイトバランス調整処理、ガンマ補正処理等の所定の信号処理を施して特殊画像処理回路２３０に出力する。

【0042】

特殊画像処理回路２３０は、前段信号処理回路２２０より入力される画素信号を後段信号処理回路２４０へスルー出力する。

【0043】

後段信号処理回路２４０は、特殊画像処理回路２３０より入力される画素信号に所定の信号処理を施してモニタ表示用の画面データを生成し、生成されたモニタ表示用の画面データを所定のビデオフォーマット信号に変換する。変換されたビデオフォーマット信号は、モニタ３００に出力される。これにより、生体組織のカラー画像がモニタ３００の表示画面に表示される。

【0044】

［特殊モード時の動作］
次に、特殊モード時のプロセッサ２００での信号処理動作を説明する。

【0045】

前段信号処理回路２２０は、ドライバ信号処理回路１１２よりフレーム周期で入力される画素信号に対してデモザイク処理、マトリックス演算、ホワイトバランス調整処理、ガンマ補正処理等の所定の信号処理を施して特殊画像処理回路２３０に出力する。

【0046】

特殊画像処理回路２３０は、前段信号処理回路２２０より入力される画素信号を用いて下記の特殊画像処理フローを実行して特殊画像の画素信号を生成して後段信号処理回路２４０に出力する。後段信号処理回路２４０は、特殊画像処理回路２３０より入力される特殊画像の画素信号を所定のビデオフォーマット信号に変換してモニタ３００に出力する。これにより、生体組織の特殊画像がモニタ３００の表示画面に表示される。

【0047】

［特殊画像処理回路２３０による特殊画像生成フロー］
図２は、第一実施形態の特殊画像処理回路２３０による特殊画像処理フローを示す。

【0048】

［図２のＳ１１（現フレームの画素信号の入力）］
本処理ステップＳ１１では、前段信号処理回路２２０より現フレームの画素信号（３つの色成分の情報（Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号）を持つ画素信号）が入力される。

【0049】

［図２のＳ１２（注目画素の選択）］
本処理ステップＳ１２では、全ての画素の中から所定の順序に従い一つの注目画素が選択される。

【0050】

［図２のＳ１３（Ｒ信号の画素値判定）］
本処理ステップＳ１３では、処理ステップＳ１２（注目画素の選択）にて選択された注目画素について、Ｒ信号の画素値が所定の範囲に収まる値か否かが判定される。所定の範囲の上限値を超えるＲ信号、下限値を下回るＲ信号はそれぞれ、ハイライト部分、陰影部分であり情報が損失している。すなわち、本処理ステップＳ１３では、注目画素のＲ信号がハイライト部分であるか否か及び陰影部分であるか否かが判定される。

【0051】

［図２のＳ１４（色信号の一時保存）］
本処理ステップＳ１４は、処理ステップＳ１３（Ｒ信号の画素値判定）にて注目画素のＲ信号の画素値が所定の範囲に収まる値と判定された場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）に実行される。本処理ステップＳ１４では、注目画素のＲ信号、Ｂ信号の情報が特殊画像処理回路２３０のバッファ２３０Ａに一時保存される。バッファ２３０Ａに一時保存されたＲ信号、Ｂ信号の情報は、次フレームに対する特殊画像処理フローの実行開始時に削除される。

【0052】

［図２のＳ１５（全画素に対する処理の実行完了判定）］
本処理ステップＳ１５は、処理ステップＳ１３（Ｒ信号の画素値判定）にて注目画素のＲ信号の画素値が所定の範囲に収まらない値と判定された場合（Ｓ１３：ＮＯ）に、又は処理ステップＳ１４（色信号の一時保存）にて注目画素のＲ信号、Ｂ信号の情報がバッファ２３０Ａに一時保存されると実行される。本処理ステップＳ１５では、現フレームの全ての画素に対して処理ステップＳ１３（Ｒ信号の画素値判定）の画素値判定処理が実行されたか否かが判定される。

【0053】

処理ステップＳ１３（Ｒ信号の画素値判定）の画素値判定処理が未実行の画素が残っている場合（Ｓ１５：ＮＯ）、本フローは処理ステップＳ１２（注目画素の選択）に戻り、次の注目画素が選択され、選択された注目画素に対して処理ステップＳ１３（Ｒ信号の画素値判定）の画素値判定処理が実行される。

【0054】

［図２のＳ１６（Ｂ信号の画素値近似分布の演算）］
本処理ステップＳ１６は、現フレームの全ての画素に対して処理ステップＳ１３（Ｒ信号の画素値判定）の画素値判定処理が実行されたと判定された場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）に実行される。

【0055】

図３は、生体組織を撮影したときに得られるＲ信号とＢ信号の画素値分布の関係を示す関係図である。図３中、縦軸は画素値（正規化のため単位無し）を示し、横軸は画素位置（正規化のため単位無し）を示す。図３の関係図は、便宜上、画像内の任意の一ラインでのＲ信号とＢ信号の画素値分布の関係を示している。

【0056】

生体組織はＲ成分が支配的であり、全体的に一様な色味を持つ。そのため、Ｒ信号とＢ信号の画素値分布は、図３に示されるように、画素値についてはＲ信号が全画素位置で高いが、分布形状についてはほぼ相似する。生体組織の表面は波長依存性が低いことから、表面反射成分についてはＲ信号とＢ信号とで実質的に等しいものと推定される。そのため、Ｒ信号とＢ信号との差は、大部分が内部反射成分によるものと推定される。なお、本実施形態において、表面反射成分は、生体組織の表面で反射されて固体撮像素子１０８に受光される成分をいい、内部反射成分は、生体組織内での散乱や吸収を経た後に固体撮像素子１０８に受光される成分をいう。

【0057】

内部反射成分は、生体組織内に入射された光の散乱及び吸収に応じて変わる。Ｂの波長域の光（以下、「Ｂ光」と記す。）は、例えば、生体組織への深達度がＲの波長域の光（以下、「Ｒ光」と記す。）よりも低く、生体組織内での減衰がＲ光と異なる。また、Ｂ光は、ヘモグロビンによる吸収率の高い波長（４１５ｎｍ付近）を含むため、生体組織内でＲ光よりも多く吸収される。Ｒ光とＢ光の内部反射成分は、上記の要因で互いに異なっており、この内部反射成分の差がＲ信号とＢ信号との差として現れているものと推定される。

【0058】

このように、Ｒ信号とＢ信号の画素値分布は、相似形状となっている。そのため、Ｒ信号の画素値分布に所定の係数を乗算することで、Ｂ信号の画素値分布に近似する画素値近似分布を求めることが可能である。そこで、本処理ステップＳ１６では、Ｒ信号の画素値分布をＤ_Ｒと定義し、補正係数をαと定義し、調整項をｄ_Ｂと定義し、Ｂ信号の画素値近似分布をＤ’_Ｂと定義した場合に、次式（１）により、Ｂ信号の画素値分布に近似する画素値近似分布Ｄ’_Ｂが演算される。
Ｄ’_Ｂ＝α×Ｄ_Ｒ＋ｄ_Ｂ・・・（１）
（但し、０＜α＜１）

【0059】

式（１）による演算では、最小二乗法等を用いてＢ信号の画素値分布Ｄ_Ｂと画素値近似分布Ｄ’_Ｂとの差が最小となる場合の補正係数α及び調整項ｄ_Ｂが算出され、算出された補正係数α及び調整項ｄ_Ｂが式（１）に代入される。これにより、画素値近似分布Ｄ’_Ｂが求まる。なお、画素値分布Ｄ_Ｒ、画素値分布Ｄ_Ｂはそれぞれ、バッファ２３０Ａに一時保存されたＲ信号、Ｂ信号の情報に基づく分布である。すなわち、画素値分布Ｄ_Ｒ及び画素値分布Ｄ_Ｂは、情報が損失したハイライト部分及び陰影部分である画素を除いた画素値分布である。

【0060】

［図２のＳ１７（表面反射成分の画素信号の生成）］
上述したように、表面反射成分は、Ｒ信号とＢ信号とで実質的に等しいことから、画素値分布Ｄ_Ｒと画素値分布Ｄ_Bに含まれる表面反射成分に相当する画素値は等しい。一方、画素値近似分布Ｄ’_Ｂは、画素値分布Ｄ_Ｒに補正係数α（０＜α＜１）を乗算したものである。画素値近似分布Ｄ’_Ｂは、補正係数αを乗算した分だけ表面反射成分に相当する画素値が画素値分布Ｄ_Ｂよりも小さくなっている。画素値近似分布Ｄ’_Ｂは、近似演算の結果、画素値分布Ｄ_Ｂとの差が多くの領域で実質ゼロとなっているが、画素値分布Ｄ_Ｂとの差が残存している領域もある。画素値近似分布Ｄ’_Ｂと画素値分布Ｄ_Ｂとの差が残存する主要因の一つに、互いの分布に含まれる表面反射成分に相当する画素値の差が挙げられる。

【0061】

そこで、本処理ステップＳ１７では、画素値近似分布Ｄ’_Ｂと画素値分布Ｄ_Ｂとの差分に基づいて生体組織の表面反射成分の画素信号（以下、「表面反射画素信号」と記す。）が生成される。具体的には、本処理ステップＳ１７では、画素値分布Ｄ_Ｂの各画素の画素値をＰＤ_Ｂと定義し、画素値近似分布Ｄ’_Ｂの各画素の画素値をＰＤ’_Ｂと定義した場合に、次式（２）により、各画素に含まれる表面反射成分に相当する画素値ＰＲが算出される。
ＰＲ＝（ＰＤ_Ｂ−ＰＤ’_Ｂ）×１／α・・・（２）

【0062】

画素値ＰＤ_Ｂは、表面反射成分に相当する画素値が画素値ＰＤ’_Ｂよりも大きい分、画素値ＰＤ’_Ｂよりも大きい値となっている。そのため、差分（ＰＤ_Ｂ−ＰＤ’_Ｂ）は、基本的に、表面反射成分が入射された画素ではプラスの値を取り、表面反射成分が入射されなかった画素ではプラスの値を取らない。そのため、本処理ステップＳ１７では、式（２）の結果、画素値ＰＲがマイナスとなった画素は、表面反射成分が入射されなかった画素とみなされて、画素値ＰＲがゼロにリセットされる。

【0063】

このように、式（２）では、補正係数αを乗算することによって生じた表面反射成分に相当する画素値の差（プラスの差分（ＰＤ_Ｂ−ＰＤ’_Ｂ））に、補正係数αの逆数が乗算される。これにより、当該画素に含まれる表面反射成分に相当する画素値ＰＲが精度良く復元される。

【0064】

本処理ステップＳ１７では、各画素において、式（２）により算出された画素値ＰＲがＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号に与えられる。すなわち、各画素において、同一の画素値ＰＲがＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号に与えられる。次いで、全ての画素の画素値ＰＲが画素順に配列されることにより、現フレームの表面反射画素信号が生成される。

【0065】

［図２のＳ１８（血管構造の画素信号の生成）］
画素値近似分布Ｄ’_Ｂと画素値分布Ｄ_Ｂとの差が残存する主要因の一つに、互いの分布に含まれる内部反射成分に相当する画素値の差が挙げられる。内部反射成分についてヘモグロビンによる吸収が支配的な画素では、Ｂ光の内部反射成分がＲ光の内部反射成分よりも小さくなることから、画素値ＰＤ_Ｂが画素値ＰＤ’_Ｂよりも小さくなる。そこで、本処理ステップＳ１８では、次式（３）により、各画素に含まれる血管構造に相当する画素値ＰＢ１が算出される。
ＰＢ１＝ＰＤ’_Ｂ−ＰＤ_Ｂ・・・（３）

【0066】

差分（ＰＤ’_Ｂ−ＰＤ_Ｂ）は、基本的に、内部反射成分についてヘモグロビンによる吸収が支配的な画素ではプラスの値を取り、ヘモグロビンによる吸収が支配的でない画素ではプラスの値を取らない。そのため、本処理ステップＳ１８では、式（３）の結果、画素値ＰＲがマイナスとなった画素は、ヘモグロビンによる吸収の無い画素とみなされて、画素値ＰＲがゼロにリセットされる。次いで、全ての画素の画素値ＰＢ１が画素順に配列されることにより、現フレームの生体組織内の血管構造の画素信号（以下、「血管構造画素信号」と記す。）が生成される。本実施形態の血管構造画素信号は、Ｂ信号の画素値が値ＰＢ１であり、Ｒ信号及びＧ信号の画素値がゼロである。

【0067】

［図２のＳ１９（内部反射成分の画素信号の生成）］
本処理ステップＳ１９では、現フレームの画素信号（３つの色成分の情報（Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号）を持つ画素信号）から処理ステップＳ１７（表面反射成分の画素信号の生成）にて生成された表面反射画素信号が減算される。すなわち、表面反射成分と内部反射成分とが混在する情報の中から、精度良く復元された表面反射成分の情報が減算される。これにより、演算コストが抑えられつつも表面反射成分が精度良く除去された内部反射成分の画素信号（以下、「内部反射画素信号」と記す。）が生成される。

【0068】

［図２のＳ２０（表示モードの判定）］
術者は、操作パネル２１８を操作することにより、モニタ３００の表示画面に表示させる特殊画像の表示モードを設定することができる。設定可能な表示モードには、例えば、表面反射画像表示モード、内部反射画像表示モード、合成画像表示モードがある。本処理ステップＳ２０では、現在設定されている特殊画像の表示モードが判定される。

【0069】

［図２のＳ２１（表面反射画素信号の出力）］
本処理ステップＳ２１は、処理ステップＳ２０（表示モードの判定）にて現在設定されている特殊画像の表示モードが表面反射画像表示モードと判定された場合（Ｓ２０：表面反射画像表示モード）に実行される。本処理ステップＳ２１では、処理ステップＳ１７（表面反射成分の画素信号の生成）にて生成された表面反射画素信号が後段信号処理回路２４０に出力される。これにより、生体組織の表面反射成分の画像（主に生体組織を覆う粘膜の画像）がモニタ３００の表示画面に表示される。疾患の中には粘膜の喪失を伴うものがある。生体組織の表面反射成分の画像は、この種の疾患に対する判断材料となり得る。

【0070】

［図２のＳ２２（内部反射画素信号の出力）］
本処理ステップＳ２２は、処理ステップＳ２０（表示モードの判定）にて現在設定されている特殊画像の表示モードが内部反射画像表示モードと判定された場合（Ｓ２０：内部反射画像表示モード）に実行される。本処理ステップＳ２２では、処理ステップＳ１９（内部反射成分の画素信号の生成）にて生成された内部反射画素信号が後段信号処理回路２４０に出力される。これにより、生体組織の内部反射成分の画像がモニタ３００の表示画面に表示される。

【0071】

［図２のＳ２３（合成画素信号の生成及び出力）］
本処理ステップＳ２３は、処理ステップＳ２０（表示モードの判定）にて現在設定されている特殊画像の表示モードが合成画像表示モードと判定された場合（Ｓ２０：合成画像表示モード）に実行される。本処理ステップＳ２３では、処理ステップＳ１７（表面反射成分の画素信号の生成）にて生成された表面反射画素信号、処理ステップＳ１８（血管構造の画素信号の生成）にて生成された血管構造画素信号、処理ステップＳ１９（内部反射成分の画素信号の生成）にて生成された内部反射画素信号の各信号が所定の重み係数で合成されることにより、合成画素信号が生成される。生成された合成画素信号は、後段信号処理回路２４０に出力される。これにより、例えば、生体組織の表面反射成分を弱めつつ血管構造や内部反射成分を強めた合成画像がモニタ３００の表示画面に表示される。合成時の重み係数は、操作パネル２１８の操作により適宜設定変更可能である。

【0072】

［第二実施形態］
図４は、第二実施形態の特殊画像処理回路２３０による特殊画像処理フローを示す。なお、第二実施形態において、第一実施形態の電子内視鏡システム１と同一の又は同様の構成及び処理については、同一の又は同様の符号を付して説明を簡略又は省略する。

【0073】

［図４のＳ１１１（現フレームの画素信号の入力）〜Ｓ１１５（全画素に対する処理の実行完了判定）］
本処理ステップＳ１１１〜Ｓ１１５の処理内容は、処理ステップＳ１１４において注目画素のＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の情報がバッファ２３０Ａに一時保存される点以外、図２の処理ステップＳ１１（現フレームの画素信号の入力）〜Ｓ１５（全画素に対する処理の実行完了判定）と同じである。

【0074】

［図４のＳ１１６（Ｂ信号の画素値近似分布の演算）］
本処理ステップＳ１１６の処理内容は、図２の処理ステップＳ１１６（Ｂ信号の画素値近似分布の演算）と同じである。

【0075】

［図４のＳ１１７（Ｇ信号の画素値近似分布の演算）］
Ｒ信号とＧ信号の画素値分布は、図３の関係図と同じく、画素値についてはＲ信号が全画素位置で高いが、分布形状についてはほぼ相似する。生体組織の表面は波長依存性が低いことから、表面反射成分についてはＲ信号とＧ信号とで実質的に等しいものと推定される。そのため、Ｒ信号とＧ信号との差は、大部分が内部反射成分によるものと推定される。

【0076】

Ｇの波長域の光（以下、「Ｇ光」と記す。）は、例えば、生体組織への深達度がＲ光よりも低く、生体組織内での減衰がＲ光と異なる。また、Ｇ光はＢ光と同じく、ヘモグロビンによる吸収率の高い波長（５５０ｎｍ付近）を含むため、生体組織内でＲ光よりも多く吸収される。Ｒ光とＧ光の内部反射成分は、上記の要因で互いに異なっており、この内部反射成分の差がＲ信号とＧ信号との差として現れているものと推定される。

【0077】

このように、Ｒ信号とＧ信号の画素値分布は、相似形状となっている。そのため、Ｂ信号の場合と同様に、Ｒ信号の画素値分布に所定の係数を乗算することで、Ｇ信号の画素値分布に近似する画素値近似分布を求めることが可能である。そこで、本処理ステップＳ１１７では、補正係数をβと定義し、調整項をｄ_Ｇと定義し、Ｇ信号の画素値近似分布をＤ’_Ｇと定義した場合に、次式（４）により、Ｇ信号の画素値分布に近似する画素値近似分布Ｄ’_Ｇが演算される。
Ｄ’_Ｇ＝β×Ｄ_Ｒ＋ｄ_Ｇ・・・（４）
（但し、０＜β＜１）

【0078】

式（４）による演算では、最小二乗法等を用いてＧ信号の画素値分布Ｄ_Ｇと画素値近似分布Ｄ’_Ｇとの差が最小となる場合の補正係数β及び調整項ｄ_Ｇが算出され、算出された補正係数β及び調整項ｄ_Ｇが式（４）に代入される。これにより、画素値近似分布Ｄ’_Ｇが求まる。

【0079】

［図４のＳ１１８（注目画素の選択）］
本処理ステップＳ１１８では、全ての画素の中から所定の順序に従い一つの注目画素が選択される。

【0080】

［図４のＳ１１９（各差分の算出）］
本処理ステップＳ１１９では、処理ステップＳ１１８（注目画素の選択）にて選択された注目画素について、差分（ＰＤ_Ｂ−ＰＤ’_Ｂ）及び差分（ＰＤ_Ｇ−ＰＤ’_Ｇ）が算出される。

【0081】

［図４のＳ１２０（各差分の判定）］
本処理ステップＳ１２０では、処理ステップＳ１１９（各差分の算出）にて算出された差分（ＰＤ_Ｂ−ＰＤ’_Ｂ）、差分（ＰＤ_Ｇ−ＰＤ’_Ｇ）が共に正の値であるか否かが判定される。

【0082】

［図４のＳ１２１（表面反射成分の画素信号の生成）］
本処理ステップＳ１２１は、処理ステップＳ１２０（各差分の判定）にて差分（ＰＤ_Ｂ−ＰＤ’_Ｂ）、差分（ＰＤ_Ｇ−ＰＤ’_Ｇ）が共に正の値であると判定された場合（Ｓ１２０：ＹＥＳ）に実行される。

【0083】

各差分が正の値である場合、注目画素は、第一実施形態と同様の理由により、表面反射成分が入射された画素とみなされる。そこで、本処理ステップＳ１２１では、画素値分布Ｄ_Ｇの各画素の画素値をＰＤ_Ｇと定義し、画素値近似分布Ｄ’_Ｇの各画素の画素値をＰＤ’_Ｇと定義した場合に、注目画素について、［（ＰＤ_Ｂ−ＰＤ’_Ｂ）×１／α］と［（ＰＤ_Ｇ−ＰＤ’_Ｇ）×１／β］との平均値が算出される。算出された平均値は、注目画素に含まれる表面反射成分に相当する画素値ＰＲとして取り扱われる。第一実施形態と同様に、全ての画素の画素値ＰＲが画素順に配列されることにより、現フレームの表面反射画素信号が生成される。

【0084】

このように、第二実施形態では、表面反射成分が入射された画素であるかが二種類の差分を材料に判断されている。そのため、画像内に含まれる表面反射成分をより忠実に反映した表面反射画素信号が生成される。

【0085】

［図４のＳ１２２（内部反射成分の画素信号の生成）］
本処理ステップＳ１２２では、現フレームの画素信号（３つの色成分の情報（Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号）を持つ画素信号）から処理ステップＳ１２１（表面反射成分の画素信号の生成）にて生成された表面反射画素信号が減算される。すなわち、表面反射成分と内部反射成分とが混在する情報の中から表面反射成分の情報が減算される。これにより、演算コストが抑えられつつも表面反射成分が精度良く除去された内部反射画素信号が生成される。

【0086】

［図４のＳ１２３（各差分の判定）］
本処理ステップＳ１２３は、処理ステップＳ１２０（各差分の判定）にて差分（ＰＤ_Ｂ−ＰＤ’_Ｂ）、差分（ＰＤ_Ｇ−ＰＤ’_Ｇ）が共に正の値であると判定されなかった場合（Ｓ１２０：ＮＯ）に実行される。本処理ステップＳ１２３では、差分（ＰＤ_Ｂ−ＰＤ’_Ｂ）の絶対値と差分（ＰＤ_Ｇ−ＰＤ’_Ｇ）の絶対値の少なくとも一方が所定の閾値以上であるか否かが判定される。

【0087】

［図４のＳ１２４（血管構造の画素信号の生成）］
本処理ステップＳ１２４は、処理ステップＳ１２３（各差分の判定）にて差分（ＰＤ_Ｂ−ＰＤ’_Ｂ）の絶対値と差分（ＰＤ_Ｇ−ＰＤ’_Ｇ）の絶対値の少なくとも一方が所定の閾値以上であると判定された場合（Ｓ１２３：ＹＥＳ）に実行される。

【0088】

本処理ステップＳ１２４では、絶対値｜ＰＤ_Ｂ−ＰＤ’_Ｂ｜が所定の第一の閾値以上であれば、次式（５）により、各画素に含まれる血管構造に相当する画素値ＰＢ１が算出される。補足すると、Ｂ光は、生体組織の浅層のヘモグロビンによる吸収率が高い。そのため、画素値ＰＢ１は、生体組織の浅層の血管構造に相当する画素値といえる。
ＰＢ１＝ＰＤ’_Ｂ−ＰＤ_Ｂ・・・（５）

【0089】

また、本処理ステップＳ１２４では、絶対値｜ＰＤ_Ｇ−ＰＤ’_Ｇ｜が所定の第二の閾値以上であれば、次式（６）により、各画素に含まれる血管構造に相当する画素値ＰＢ２が算出される。補足すると、Ｇ光は、生体組織の深層のヘモグロビンによる吸収率が高い。そのため、画素値ＰＢ２は、生体組織の深層の血管構造に相当する画素値といえる。
ＰＢ２＝ＰＤ’_Ｇ−ＰＤ_Ｇ・・・（６）

【0090】

本処理ステップＳ１２４では、算出された画素値ＰＢ１と画素値ＰＢ２とを加算した値が各画素に含まれる血管構造に相当する画素値ＰＢとして算出される。次いで、全ての画素の画素値ＰＢが画素順に配列されることにより、現フレームの血管構造画素信号が生成される。なお、画素値ＰＢは、画素値ＰＢ１と画素値ＰＢ２とを加算したものに限らず、画素値ＰＢ１（すなわち浅層の血管構造に相当する画素値）だけ又は画素値ＰＢ２（すなわち深層の血管構造に相当する画素値）だけであってもよい。

【0091】

［図４のＳ１２５（全画素に対する処理の実行完了判定）］
本処理ステップＳ１２５は、処理ステップＳ１２２（内部反射成分の画素信号の生成）又は処理ステップＳ１２４（血管構造の画素信号の生成）の実行後若しくは処理ステップＳ１２３（各差分の判定）にて差分（ＰＤ_Ｂ−ＰＤ’_Ｂ）の絶対値と差分（ＰＤ_Ｇ−ＰＤ’_Ｇ）の絶対値の少なくとも一方が所定の閾値以上であると判定されなかった場合（Ｓ１２３：ＮＯ）に実行される。

【0092】

処理ステップＳ１１９（各差分の算出）の差分算出処理が未実行の画素が残っている場合（Ｓ１２５：ＮＯ）、本フローは処理ステップＳ１１８（注目画素の選択）に戻り、次の注目画素が選択され、選択された注目画素に対して処理ステップＳ１１９（各差分の算出）の差分算出処理が実行される。

【0093】

［図４のＳ１２６（表示モードの判定）］
本処理ステップＳ１２６は、現フレームの全ての画素に対して処理ステップＳ１１９（各差分の算出）の差分算出処理が実行されたと判定された場合（Ｓ１２５：ＹＥＳ）に実行される。本処理ステップＳ１２６では、現在設定されている特殊画像の表示モードが判定される。

【0094】

［図４のＳ１２７（表面反射画素信号の出力）］
本処理ステップＳ１２７は、処理ステップＳ１２６（表示モードの判定）にて現在設定されている特殊画像の表示モードが表面反射画像表示モードと判定された場合（Ｓ１２６：表面反射画像表示モード）に実行される。本処理ステップＳ１２７では、処理ステップＳ１２１（表面反射成分の画素信号の生成）にて生成された表面反射画素信号が後段信号処理回路２４０に出力される。これにより、生体組織の表面反射成分の画像（主に生体組織を覆う粘膜の画像）がモニタ３００の表示画面に表示される。

【0095】

［図４のＳ１２８（内部反射画素信号の出力）］
本処理ステップＳ１２８は、処理ステップＳ１２６（表示モードの判定）にて現在設定されている特殊画像の表示モードが内部反射画像表示モードと判定された場合（Ｓ１２６：内部反射画像表示モード）に実行される。本処理ステップＳ１２８では、処理ステップＳ１２２（内部反射成分の画素信号の生成）にて生成された内部反射画素信号が後段信号処理回路２４０に出力される。これにより、生体組織の内部反射成分の画像がモニタ３００の表示画面に表示される。

【0096】

［図４のＳ１２９（合成画素信号の生成及び出力）］
本処理ステップＳ１２９は、処理ステップＳ１２６（表示モードの判定）にて現在設定されている特殊画像の表示モードが合成画像表示モードと判定された場合（Ｓ１２６：合成画像表示モード）に実行される。本処理ステップＳ１２９では、処理ステップＳ１２１（表面反射成分の画素信号の生成）にて生成された表面反射画素信号、処理ステップＳ１２２（内部反射成分の画素信号の生成）にて生成された内部反射画素信号、処理ステップＳ１２４（血管構造の画素信号の生成）にて生成された血管構造画素信号の各信号が所定の重み係数で合成されることにより、合成画素信号が生成される。生成された合成画素信号は、後段信号処理回路２４０に出力される。

【0097】

以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本願の実施形態に含まれる。

【符号の説明】

【0098】

１ 電子内視鏡システム
１００ 電子スコープ
１０２ ＬＣＢ
１０４ 配光レンズ
１０６ 対物レンズ
１０８ 固体撮像素子
１１２ ドライバ信号処理回路
１１４ メモリ
２００ プロセッサ
２０２ システムコントローラ
２０４ タイミングコントローラ
２０６ ランプ電源イグナイタ
２０８ ランプ
２１０ 集光レンズ
２１２ 絞り
２１４ モータ
２１６ ドライバ
２１８ 操作パネル
２２０ 前段信号処理回路
２２２ メモリ
２３０ 特殊画像処理回路
２３０Ａ バッファ
２４０ 後段信号処理回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】