特許 7159441 内視鏡装置および内視鏡装置の作動方法

(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】

(24)【登録日】2022-10-14

(45)【発行日】2022-10-24

(54)【発明の名称】内視鏡装置および内視鏡装置の作動方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 1/045 20060101AFI20221017BHJP

   A61B 1/04 20060101ALI20221017BHJP

【ＦＩ】

A61B1/045 610

A61B1/04 531

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021503303

(86)(22)【出願日】2019-03-05

(86)【国際出願番号】 JP2019008537

(87)【国際公開番号】W WO2020178970

(87)【国際公開日】2020-09-10

【審査請求日】2021-08-26

(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】100118913

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 邦生

(74)【代理人】

【識別番号】100142789

【弁理士】

【氏名又は名称】柳 順一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100201466

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 光一郎

【審査官】北島 拓馬

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／１５４３２５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－０６６１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－００５０９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０８７９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００６／００４０３８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００５／０７１３７２（ＷＯ，Ａ１）

(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】

第１の色の第１の光を透過させる第１の色フィルタおよび第２の色の第２の光を透過させる第２の色フィルタを有し、前記第１の色フィルタを透過した第１の光に基づく第１の画像信号および前記第２の色フィルタを透過した第２の光に基づく第２の画像信号を取得する撮像素子と、
前記第１の画像信号および前記第２の画像信号の各々に色分離処理および個体差補正処理を行う色分離補正部と、
前記色分離処理および前記個体差補正処理が行われた第１の画像信号および第２の画像信号をカラー画像信号の第１のチャネルおよび第２のチャネルにそれぞれ割り当てる色変換部と、を備え、
前記色分離処理は、前記第１の画像信号から前記第２の光に基づく信号を減算し、前記第２の画像信号から前記第１の光に基づく信号を減算する処理であり、
前記個体差補正処理は、前記第１の色フィルタの分光特性と所定の第１の基準色フィルタの分光特性との差に基づく前記第１の画像信号の誤差を補正し、前記第２の色フィルタの分光特性と所定の第２の基準色フィルタの分光特性との差に基づく前記第２の画像信号の誤差を補正する処理である、内視鏡装置。

【請求項2】

前記第２の色フィルタが、第３の色の第３の光を透過させ、
前記撮像素子は、前記第２の色フィルタを透過した第３の光に基づく第３の画像信号を、前記第１および第２の画像信号とは異なるタイミングで取得し、
前記色変換部が、前記第３の画像信号を前記カラー画像信号の第３のチャネルに割り当てる、請求項１に記載の内視鏡装置。

【請求項3】

前記第１の色フィルタが、３８０ｎｍから４６０ｎｍの波長帯域にピーク波長を有する前記第１の光を透過させ、
前記第２の色フィルタが、５００ｎｍから５８０ｎｍの波長帯域にピーク波長を有する前記第２の光を透過させる、請求項１に記載の内視鏡装置。

【請求項4】

前記第１の色フィルタが、４００ｎｍから５８５ｎｍの波長帯域にピーク波長を有する前記第１の光を透過させ、
前記第２の色フィルタが、６１０ｎｍから７３０ｎｍの波長帯域にピーク波長を有する前記第２の光、および、５８５ｎｍから６１５ｎｍの波長帯域にピーク波長を有する前記第３の光を透過させる、請求項２に記載の内視鏡装置。

【請求項5】

内視鏡装置の作動方法であって、
前記内視鏡装置は、第１の色フィルタおよび第２の色フィルタを有する撮像素子と、色分離補正部および色変換部を有する画像処理装置と、を備え、
前記第１の色フィルタが、第１の色の第１の光を透過させるステップと、
前記第２の色フィルタが、第２の色の第２の光を透過させるステップと、
前記撮像素子が、前記第１の色フィルタを透過した第１の光に基づく第１の画像信号および前記第２の色フィルタを透過した第２の光に基づく第２の画像信号を取得するステップと、
前記色分離補正部が、前記第１の画像信号から前記第２の光に基づく信号を減算し、前記第２の画像信号から前記第１の光に基づく信号を減算する色分離処理と、前記第１の色フィルタの分光特性と所定の第１の基準色フィルタの分光特性との差に基づく前記第１の画像信号の誤差を補正し、前記第２の色フィルタの分光特性と所定の第２の基準色フィルタの分光特性との差に基づく前記第２の画像信号の誤差を補正する個体差補正処理と、を行うステップと、
前記色変換部が、前記色分離処理および前記個体差補正処理が行われた第１の画像信号および第２の画像信号をカラー画像信号の第１のチャネルおよび第２のチャネルにそれぞれ割り当てるステップと、を有する内視鏡装置の作動方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内視鏡装置および内視鏡装置の作動方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、内視鏡には、原色系または補色系の色フィルタアレイを備えるカラー撮像素子が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－１０６６９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

色フィルタの分光特性には個体差があるため、撮像素子によって分光特性がばらつき、内視鏡画像の色が内視鏡によってばらつく。色フィルタの分光特性の個体差に起因するこのような内視鏡画像の色のばらつきは、特に狭帯域光観察において問題になることがある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、撮像素子の分光特性の個体差に起因する狭帯域光観察での画像の色のばらつきを補正することができる内視鏡装置および内視鏡装置の作動方法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】

【0005】

上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、第１の色の第１の光を透過させる第１の色フィルタおよび第２の色の第２の光を透過させる第２の色フィルタを有し、前記第１の色フィルタを透過した第１の光に基づく第１の画像信号および前記第２の色フィルタを透過した第２の光に基づく第２の画像信号を取得する撮像素子と、前記第１の画像信号および前記第２の画像信号の各々に色分離処理および個体差補正処理を行う色分離補正部と、前記色分離処理および前記個体差補正処理が行われた第１の画像信号および第２の画像信号をカラー画像信号の第１のチャネルおよび第２のチャネルにそれぞれ割り当てる色変換部と、を備え、前記色分離処理は、前記第１の画像信号から前記第２の光に基づく信号を減算し、前記第２の画像信号から前記第１の光に基づく信号を減算する処理であり、前記個体差補正処理は、前記第１の色フィルタの分光特性と所定の第１の基準色フィルタの分光特性との差に基づく前記第１の画像信号の誤差を補正し、前記第２の色フィルタの分光特性と所定の第２の基準色フィルタの分光特性との差に基づく前記第２の画像信号の誤差を補正する処理である、内視鏡装置である。

【0006】

本態様によれば、第１の光および第２の光で同時に照明された被写体が撮像素子によって撮像されることによって、第１の画像信号および第２の画像信号が同時に取得される。第１の光および第２の光は、相互に異なる色の光であり、第１の色フィルタを透過した第１の光から第１の画像信号が生成され、第２の色フィルタを透過した第２の光から第２の画像信号が生成される。第１の画像信号および第２の画像信号は、色変換部によって、カラー画像信号の第１のチャネルおよび第２のチャネルにそれぞれ割り当てられる。このようなカラー画像信号から、第１の光に基づく画像と第２の光に基づく画像とが重畳されたカラー画像を生成することができる。

【0007】

ここで、色変換部によるチャネルへの割り当てに先立ち、第１および第２の画像信号には、色分離処理および個体差補正処理が行われる。
第１の画像信号は、第１の色フィルタを透過した第２の光に基づく信号も含み得る。同様に、第２の画像信号は、第２の色フィルタを透過した第１の光に基づく信号も含み得る。色分離処理によって、第１の画像信号から第２の光に基づく信号が除去され、第２の画像信号から第１の光に基づく信号が除去される。したがって、第１の光および第２の光の少なくとも一方として狭帯域光を用いる狭帯域光観察において、色分離処理が行われた画像信号から、被写体の特定の情報が強調された狭帯域光画像を得ることができる。

【0008】

また、第１の画像信号は、第１の色フィルタの分光特性の個体差に起因する誤差を含み得る。同様に、第２の画像信号は、第２の色フィルタの分光特性の個体差に起因する誤差を含み得る。個体差補正処理によって、第１の基準色フィルタを用いた場合と同等の第１の画像信号および第２の基準色フィルタを用いた場合と同等の第２の画像信号が得られる。したがって、個体差補正処理が行われた第１および第２の画像信号から、撮像素子の色フィルタの分光特性の個体差に起因する色のばらつきが補正されたカラーの狭帯域光画像を生成することができる。
また、色分離補正部によって色分離処理および個体差補正処理の両方が行われるので、色分離処理および個体差補正処理を回路によって実現する場合には、回路を複雑化および大規模化することなく、画像の色のばらつきの補正を実現することができる。

【0009】

上記一態様において、前記第２の色フィルタが、第３の色の第３の光を透過させ、前記撮像素子は、前記第２の色フィルタを透過した第３の光に基づく第３の画像信号を、前記第１および第２の画像信号とは異なるタイミングで取得し、前記色変換部が、前記第３の画像信号を前記カラー画像信号の第３のチャネルに割り当ててもよい。
第３の光は、第２の光と近い波長を有する光である。この構成によれば、相互に色が近い２つの光を用いて、被写体を観察することができる。

【0010】

上記一態様において、前記第１の色フィルタが、３８０ｎｍから４６０ｎｍの波長帯域にピーク波長を有する前記第１の光を透過させ、前記第２の色フィルタが、５００ｎｍから５８０ｎｍの波長帯域にピーク波長を有する前記第２の光を透過させてもよい。
この構成によれば、青の第１の光および緑の第２の光を用いてＮＢＩ（Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｍａｇｉｎｇ）観察を行うことができる。

【0011】

上記一態様において、前記第１の色フィルタが、４００ｎｍから５８５ｎｍの波長帯域にピーク波長を有する前記第１の光を透過させ、前記第２の色フィルタが、６１０ｎｍから７３０ｎｍの波長帯域にピーク波長を有する前記第２の光、および、５８５ｎｍから６１５ｎｍの波長帯域にピーク波長を有する前記第３の光を透過させてもよい。
この構成によれば、緑の第１の光、赤の第２の光、および橙の第３の光を用いてＲＢＩ（Ｒｅｄ Ｂａｎｄ Ｉｍａｇｉｎｇ）観察を行うことができる。

【0012】

本発明の他の態様は、内視鏡装置の作動方法であって、前記内視鏡装置は、第１の色フィルタおよび第２の色フィルタを有する撮像素子と、色分離補正部および色変換部を有する画像処理装置と、を備え、前記第１の色フィルタが、第１の色の第１の光を透過させるステップと、前記第２の色フィルタが、第２の色の第２の光を透過させるステップと、前記撮像素子が、前記第１の色フィルタを透過した第１の光に基づく第１の画像信号および前記第２の色フィルタを透過した第２の光に基づく第２の画像信号を取得するステップと、前記色分離補正部が、前記第１の画像信号から前記第２の光に基づく信号を減算し、前記第２の画像信号から前記第１の光に基づく信号を減算する色分離処理と、前記第１の色フィルタの分光特性と所定の第１の基準色フィルタの分光特性との差に基づく前記第１の画像信号の誤差を補正し、前記第２の色フィルタの分光特性と所定の第２の基準色フィルタの分光特性との差に基づく前記第２の画像信号の誤差を補正する個体差補正処理と、を行うステップと、前記色変換部が、前記色分離処理および前記個体差補正処理が行われた第１の画像信号および第２の画像信号をカラー画像信号の第１のチャネルおよび第２のチャネルにそれぞれ割り当てるステップと、を有する内視鏡作動方法である。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、撮像素子の分光特性の個体差に起因する狭帯域光観察での画像の色のばらつきを補正することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係る内視鏡装置の全体構成図である。

【図2】ＲＢＩ用の照明光の分光特性を示すグラフである。

【図3A】撮像素子の分光特性の一例を示すグラフである。

【図3B】撮像素子の分光特性の他の例を示すグラフである。

【図4A】図３Ａの撮像素子のＲ画素およびＧ画素によって受光される光の分光特性を示す図であり、図３Ａの撮像素子によって取得されるＲ、Ｏ、Ｇ画像信号を説明する図である。

【図4B】図３Ｂの撮像素子のＲ画素およびＧ画素によって受光される光の分光特性を示す図であり、図３Ｂの撮像素子によって取得されるＲ、Ｏ、Ｇ画像信号を説明する図である。

【図5A】色分離処理および個体差補正処理後の図４ＡのＲ、Ｏ、Ｇ画像信号を説明する図である。

【図5B】色分離処理および個体差補正処理後の図４ＢのＲ、Ｏ、Ｇ画像信号を説明する図である。

【図5C】色分離処理後の図４ＢのＲ、Ｏ、Ｇ画像信号を説明する図である。

【図6】図１の内視鏡装置の動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下に、本発明の一実施形態に係る内視鏡装置１について図面を参照して説明する。
本実施形態に係る内視鏡装置１は、図１に示されるように、光源装置２と、体内に挿入される内視鏡３と、内視鏡３に接続された画像処理装置４と、を備える。画像処理装置４には、画像処理装置４によって処理された画像を表示するディスプレイ５が接続されている。
内視鏡装置１は、赤（Ｒ）、橙（Ｏ）および緑（Ｇ）の光を用いて被写体ＡのＲＢＩ（Ｒｅｄ Ｂａｎｄ Ｉｍａｇｉｎｇ）画像を観察する狭帯域光観察モードを有する。

【0016】

ＲＢＩ画像は、被写体Ａである生体組織内の血管が強調された画像である。Ｇ光は、生体組織の表層まで到達し、Ｏ光は、表層下の深部まで到達し、Ｒ光は、表層下のさらに深部まで到達する。さらに、Ｇ光、Ｏ光およびＲ光は、血液によって吸収される。したがって、被写体Ａによって反射または散乱されたＧ光、Ｏ光およびＲ光から、生体組織の表層および深部の血管が明瞭に表示されたＲＢＩ画像を得ることができる。

【0017】

さらに、ＲＢＩ画像は、出血点から流出する血液によって生体組織の表面が覆われた状態での出血点の特定にも有効である。出血点では、出血点の周囲に比べて血液の濃度が高くなるので、出血点と出血点の周囲とでは、特にＯ光の透過性が異なる。その結果、ＲＢＩ画像において、出血点と出血点の周囲とが異なる色で表示される。
内視鏡装置１は、白色光を用いて被写体Ａの白色光画像を観察する通常光観察モードをさらに有し、狭帯域光観察モードと通常光観察モードとの間で切り替え可能であってもよい。

【0018】

光源装置２は、狭帯域光観察モードにおいて、Ｒ光、Ｏ光およびＧ光を内視鏡３の照明光学系に供給する。図２は、Ｒ光、Ｏ光およびＧ光の分光特性の一例を示している。
Ｒ光（第２の光）は、６１０ｎｍから７３０ｎｍの波長帯域にピーク波長を有する狭帯域光であり、例えば、６３０ｎｍにピーク波長を有する。
Ｏ光（第３の光）は、５８５ｎｍから６１５ｎｍの波長帯域にピーク波長を有する狭帯域光であり、例えば、６００ｎｍにピーク波長を有する。
Ｇ光（第１の光）は、４００ｎｍから５８５ｎｍの波長帯域にピーク波長を有する狭帯域光であり、例えば、５４０ｎｍにピーク波長を有する。

【0019】

Ｒ光、Ｏ光およびＧ光を生成するために、光源装置２は、例えば、キセノンランプのような白色光源と、Ｒ、ＯおよびＧの色フィルタとの組み合わせを有する。あるいは、光源装置２は、Ｒ光、Ｏ光およびＧ光をそれぞれ発する３個の光源（例えば、ＬＥＤまたはＬＤ）を有していてもよい。
光源装置２は、通常光観察モードにおいて、白色光を照明光学系に供給してもよい。

【0020】

内視鏡３は、光源装置２からの照明光を被写体Ａに照射する照明光学系と、被写体Ａからの光を受光し被写体Ａを撮像する撮像光学系と、を備える。
照明光学系は、例えば、内視鏡３の基端部から先端部まで延びるライトガイド６と、内視鏡３の先端に配置された照明レンズ７と、を有する。光源装置２からの光は、ライトガイド６によって内視鏡３の基端部から先端部まで導光され、照明レンズ７によって内視鏡３の先端から被写体Ａに向かって射出される。
撮像光学系は、内視鏡３の先端に配置され被写体Ａからの光を受光し結像する対物レンズ８と、対物レンズ８によって形成された被写体Ａの像を撮像する撮像素子９と、を有する。

【0021】

撮像素子９は、カラーのＣＣＤまたはＣＭＯＳイメージセンサであり、撮像面９ｂを覆う色フィルタアレイ９ａを有する。色フィルタアレイ９ａは、２次元配列されたＲフィルタ、ＧフィルタおよびＢフィルタから構成される原色系フィルタである。Ｒ、ＧおよびＢフィルタは、例えばベイヤ配列で配列され、各フィルタは、撮像面９ｂの各画素に対応している。Ｒフィルタ（第２の色フィルタ）はＲ光およびＯ光を透過させ、Ｇフィルタ（第１の色フィルタ）はＧ光を透過させ、Ｂフィルタは青の光を透過させる。

【0022】

撮像素子９は、ＲおよびＧフィルタをそれぞれ透過したＲおよびＧ光を同時に撮像し、Ｏフィルタを透過したＯ光をＲおよびＧ光とは異なるタイミングで撮像する。したがって、光源装置２は、ＲおよびＧ光と、Ｏ光と、を相互に異なるタイミングで照明光学系６，７に供給する。例えば、光源装置２は、ＲおよびＧ光とＯ光とを交互に照明光学系６，７に供給し、撮像素子９は、ＲおよびＧ光とＯ光とを交互に撮像する。このような光源装置２および撮像素子９の同期した動作は、例えば、画像処理装置４に設けられた制御回路（図示略）によって制御される。撮像素子９は、Ｒ光に基づくＲ画像信号（第２の画像信号）、Ｇ光に基づくＧ画像信号（第１の画像信号）およびＯ光に基づくＯ画像信号（第３の画像信号）を生成し、Ｒ画像信号、Ｇ画像信号およびＯ画像信号を画像処理装置４に出力する。

【0023】

図３Ａおよび図３Ｂは、撮像素子９の分光特性（色フィルタアレイ９ａのＲ、Ｇ、Ｂフィルタの分光特性）の例を示している。図３Ａおよび図３Ｂに示されるように、撮像素子９の分光特性には、色フィルタアレイ９ａの分光特性の個体差に起因するばらつきがある。図３Ａは、平均的な撮像素子９の分光特性を示している。以下、図３Ａの分光特性を有する平均的な撮像素子９を基準撮像素子という。図３Ｂは、Ｇフィルタの分光特性において図３Ａの分光特性と相違する撮像素子９の分光特性を示している。図３Ｂにおいて、Ｇフィルタの透過率がＲ光の波長帯域（６３０ｎｍ）において高くなっている。

【0024】

図４Ａは、図３Ａの基準撮像素子のＲおよびＧ画素によって受光される光の分光特性を示している。図４Ｂは、図３Ｂの撮像素子のＲおよびＧ画素によって受光される光の分光特性を示している。ＲおよびＧ画素は、ＲおよびＧフィルタにそれぞれ対応している。図４Ａおよび図４Ｂにおいて、Ｒ、Ｏ、Ｇのスペクトルが、Ｒ、Ｏ、Ｇ画像信号にそれぞれ対応する。

【0025】

図４Ａおよび図４Ｂに示されるように、ＲフィルタはＧ光の波長帯域にも感度を有するので、Ｒ画像信号は、Ｒフィルタを透過したＧ光に基づく信号も含む。同様に、ＧフィルタはＲ光の波長帯域にも感度を有するので、Ｇ画像信号は、Ｇフィルタを透過したＲ光に基づく信号も含む。ここで、Ｇフィルタの個体差に起因して、図４ＢのＧフィルタを透過するＲ光の光量は、図４Ａと比較して多くなっている。
なお、図４Ａから図５Ｃにおいて、縦軸のスケールは相互に同一である。

【0026】

画像処理装置４は、撮像素子９から入力されたＲ、ＯおよびＧ画像信号を処理し、１組のＲ、ＯおよびＧ画像信号から、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの色チャネルを有する１つのカラー画像信号を生成する。
具体的には、画像処理装置４は、ホワイトバランス（ＷＢ）補正部１１と、色分離補正部１２と、色変換部１３と、色調整部１４と、記憶部１５と、を備える。

【0027】

ＷＢ補正部１１、色分離補正部１２、色変換部１３および色調整部１４は、電子回路によって実現される。あるいは、ＷＢ補正部１１、色分離補正部１２、色変換部１３および色調整部１４は、記憶部１５に格納された画像処理プログラムに従って処理を実行する画像処理装置４のプロセッサによって実現されてもよい。記憶部１５は、例えば、ＲＡＭおよびＲＯＭ等の半導体メモリを有する。

【0028】

撮像素子９からのＲ、ＯおよびＧ画像信号は、ＷＢ補正部１１に入力される。記憶部１５には、Ｒ、ＯおよびＧ画像信号のそれぞれに対するＷＢ係数が記憶されている。ＷＢ係数は、撮像素子９を使用して取得された白の被写体Ａの画像に基づいて設定されている。ＷＢ補正部１１は、Ｒ、ＯおよびＧ画像信号に、対応するＷＢ係数をそれぞれ乗算することによって、Ｒ、ＯおよびＧ画像信号のホワイトバランスを調整する。ＷＢ補正部１１は、ホワイトバランスが調整されたＲ、ＯおよびＧ画像信号を色分離補正部１２に出力する。

【0029】

色分離補正部１２は、ＷＢ補正部１１から入力されたＲ、ＯおよびＧ画像信号のうち、ＲおよびＧ画像信号のみに色分離処理および個体差補正処理を行う。色分離補正部１２は、色分離処理および個体差補正処理の両方が行われたＲおよびＧ画像信号を色変換部１３に出力する。一方、色分離補正部１２は、Ｏ画像信号を、何も処理を行わずに色変換部１３に出力する。
色分離補正部１２がＲおよびＧ画像信号とＯ画像信号とを区別するために、例えば、ＲおよびＧ画像信号とＯ画像信号との一方に、撮像素子９によってフラグが付される。色分離補正部１２は、フラグの有無に基づいて、画像信号に色分離処理および個体差補正処理を行うか否かを判断する。

【0030】

色分離処理において、色分離補正部１２は、Ｒ画像信号からＧ光に基づく信号を減算することによって、Ｒ画像信号からＧ光に基づく信号を除去する。同様に、色分離補正部１２は、Ｇ画像信号からＲ光に基づく信号を減算することによって、Ｇ画像信号からＲ光に基づく信号を除去する。
例えば、Ｒ光照射時のＲ画素の出力およびＧ画素の出力と、Ｇ光照射時のＲ画素の出力およびＧ画素の出力とが、予め取得される。この結果から、Ｒ光およびＧ光の両方を同時に照射した場合の、Ｒ画素のＧ光に基づく出力（すなわち、Ｒ画像信号に含まれるＧ光に基づく信号）およびＧ画素のＲ光に基づく出力（すなわち、Ｇ画像信号に含まれるＲ光に基づく信号）をそれぞれ見積もることができる。

【0031】

次に、個体差補正処理において、色分離補正部１２は、Ｒフィルタの分光特性と所定のＲ基準フィルタ（第２の基準色フィルタ）の分光特性との差に基づき、Ｒフィルタの分光特性の個体差に基づくＲ画像信号の誤差を補正する。また、色分離補正部１２は、Ｇフィルタの分光特性と所定のＧ基準フィルタ（第１の基準色フィルタ）の分光特性との差に基づき、Ｇフィルタの分光特性の個体差に基づくＧ画像信号の誤差を補正する。Ｒ基準フィルタおよびＧ基準フィルタは、例えば、図３Ａの平均的な分光特性を有する基準撮像素子のＲフィルタおよびＧフィルタである。個体差補正処理によって、図５Ａおよび図５Ｂに示されるように、Ｒ画像信号は、Ｒ基準フィルタを用いた場合に得られるＲ画像信号に近似するように補正され、Ｇ画像信号は、Ｇ基準フィルタを用いた場合に得られるＧ画像信号に近似するように補正される。

【0032】

図５Ａは、図４ＡのＲおよびＧ画像信号に色分離処理および個体差補正処理を行った結果を示している。図５Ｂは、図４ＢのＲおよびＧ画像信号に色分離処理および個体差補正処理を行った結果を示している。図５Ｃは、比較例として、図４ＢのＲおよびＧ画像信号に色分離処理のみを行った結果を示している。

【0033】

例えば、記憶部１５に、Ｒ用およびＧ用の個体差補正係数が記憶されている。Ｒ用の個体差補正係数は、撮像素子９のＲフィルタおよびＲ基準フィルタの分光特性に基づいて設定されている。Ｇ用の個体差補正係数は、撮像素子９のＧフィルタおよびＧ基準フィルタの分光特性に基づいて設定されている。色分離補正部１２は、Ｒ画像信号にＲ用の個体差補正係数を乗算し、Ｇ画像信号にＧ用の個体差補正係数を乗算する。

【0034】

色変換部１３は、色分離処理および個体差補正処理が行われたＲおよびＧ画像信号と、Ｏ画像信号とから、１つのカラー画像信号を生成する。具体的には、色変換部１３は、Ｒ画像信号をＲチャネル（第２のチャネル）に割り当て、Ｏ画像信号をＧチャネル（第３のチャネル）に割り当て、Ｇ画像信号をＢチャネル（第１のチャネル）に割り当てる。色変換部１３は、Ｒ、ＯおよびＧ画像信号からなるカラー画像信号を色調整部１４に出力する。

【0035】

一例において、下式（１）に示されるように、上記の色分離処理、個体差補正処理および色変換処理は、マトリクス（Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃ９）およびマトリクス（ｘ１，ｘ２，…，ｘ９）を用いて行われる。

【数1】

【0036】

マトリクス（Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃ９）は、色分離処理用のマトリクスである。マトリクス（ｘ１，ｘ２，…，ｘ９）は、各撮像素子９に固有の個体差補正処理用のマトリクスであり、例えば、製造後の検査の結果に基づいて撮像素子９毎に決定される。Ｓｒ、Ｓｏ、Ｓｇはそれぞれ、ホワイトバランスの補正後のＲ、Ｏ、Ｇ画像信号である。Ｉｒ、Ｉｇ、Ｉｂはそれぞれ、カラー画像信号のＲ、Ｇ、Ｂチャネルの画像信号である。

【0037】

色調整部１４は、Ｒ、Ｇ、Ｂチャネル間の画像信号のバランスを調整することによって、カラー画像信号から生成されるＲＢＩ画像の色を調整する。例えば、Ｒ光によって得られるより深部の血管の情報を強調するために、色調整部１４は、ＢチャネルのＧ画像信号に対してＲチャネルのＲ画像信号が増大されるように、ＲおよびＧ画像信号の少なくとも一方に係数を乗算する。例えば、色調整部１４は、記憶部１５に記憶されている色調整用のマトリクスをカラー画像信号Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂに乗算する。
画像処理装置４は、ＷＢ補正部１１、色分離補正部１２、色変換部１３および色調整部１４による処理の他に、他の処理を画像信号またはカラー画像信号に施してもよい。

【0038】

次に、このように構成された内視鏡装置１の作用について、図６を参照して説明する。
狭帯域光観察モードにおいて、光源装置２から内視鏡３の照明光学系６，７にＲ光およびＧ光が同時に供給され、内視鏡３の先端から被写体ＡにＲ光およびＧ光が同時に照射される（ステップＳ１）。被写体Ａによって反射または散乱されたＲ光およびＧ光は、対物レンズ８によって受光され、Ｒフィルタを透過したＲ光に基づくＲ画像信号およびＧフィルタを透過したＧ光に基づくＧ画像信号が撮像素子９によって同時に取得される（ステップＳ２）。Ｒ画像信号およびＧ画像信号は、撮像素子９から画像処理装置４に送信される。

【0039】

次に、光源装置２から内視鏡３の照明光学系６，７にＯ光が供給され、内視鏡３の先端から被写体ＡにＯ光が照射される（ステップＳ３）。被写体Ａによって反射または散乱されたＯ光は、対物レンズ８によって受光され、Ｒフィルタを透過したＯ光に基づくＯ画像信号が撮像素子９によって取得される（ステップＳ４）。Ｏ画像信号は、撮像素子９から画像処理装置４に送信される。

【0040】

以下のステップＳ５～Ｓ９は、本発明の一実施形態に係る画像処理方法に相当する。
画像処理装置４において、Ｒ画像信号、Ｇ画像信号およびＯ画像信号のホワイトバランスがＷＢ補正部１１によって補正される（ステップＳ５）。
次に、Ｒ画像信号およびＧ画像信号は、色分離補正部１２によって色分離処理および個体差補正処理が施される（ステップＳ６）。色分離処理によってＲ画像信号からＧ光に基づく信号が除去され、Ｇ画像信号からＲ光に基づく信号が除去される。次に、個体差補正処理によって、Ｒフィルタの分光特性の個体差に基づくＲ画像信号の誤差が補正され、Ｇフィルタの分光特性の個体差に基づくＧ画像信号の誤差が補正される。色分離処理および個体差補正処理が施されたＲおよびＧ画像信号は、色変換部１３に送信される。
Ｏ画像信号は、色分離補正部１２によって処理されることなく、色変換部１３に送信される。

【0041】

次に、色変換部１３において、Ｒ、ＯおよびＧ画像信号は、カラー画像信号のＲ、Ｇ、Ｂチャネルにそれぞれ割り当てられる（ステップＳ７）。
カラー画像信号は、色調整部１４によってＲ、Ｇ、Ｂチャネル間の信号のバランスが調整された後（ステップＳ８）、画像処理装置４からディスプレイ５に送信され、ＲＢＩ画像としてディスプレイ５に表示される（ステップＳ９）。ＲＢＩ画像において、表層の毛細血管は略黄色で表示され、深部の血管は略赤色で表示され、より深部の血管は、青色から黒色で表示される。また、生体組織の表面上に広がる血液は略黄色で表示され、出血点は略赤色で表示される。

【0042】

例えば、図３Ｂに示される分光特性を有する撮像素子９の場合、Ｒ光の波長帯域におけるＧフィルタの透過率が高いため、Ｇ画像信号は、基準撮像素子によって得られるＧ画像信号と比べて、Ｒ光に基づく信号を多く含む。したがって、色分離処理後のＧ画像信号には、図５Ｃに示されるように、Ｒ光に基づく信号が誤差として残る。このような誤差を有する画像信号をカラー画像信号に用いた場合、ＲＢＩ画像の色は、基準撮像素子を用いて得られたＲＢＩ画像の色とは異なったものとなる。

【0043】

本実施形態によれば、個体差補正処理によって、Ｒフィルタの分光特性の個体差に基づくＲ画像信号の誤差およびＧフィルタの分光特性の個体差に基づくＧ画像信号の誤差が補正され、基準撮像素子を用いた場合と同等のカラー画像信号が得られる。したがって、色フィルタアレイ９ａの分光特性の個体差に起因する色のばらつきが補正され、基準撮像素子を用いた場合と同等の色を有するＲＢＩ画像を生成することができる。
また、本実施形態によれば、色分離処理および個体差補正処理の両方が、色分離補正部１２によって行われる。したがって、色分離処理および個体差補正処理を回路によって実現する場合には、回路を複雑化および大規模化することなく、ＲＢＩ画像の色のばらつきの補正を実現することができる。

【0044】

上記実施形態において、色フィルタアレイ９ａが、Ｒ、Ｇ、Ｂの原色系フィルタであることとしたが、これに代えて、Ｙ（黄）、Ｃｙ（シアン）、Ｍｇ（マゼンダ）、Ｇフィルタから構成される補色系フィルタであってもよい。

【0045】

上記実施形態において、色分離補正部１２が、色分離処理の後に個体差補正処理を行うこととしたが、これに代えて、個体差補正処理の後に色分離処理を行ってもよい。この場合、色分離補正部１２は、個体差補正処理が行われたＲ画像信号からＧ光に基づく信号を減算し、個体差補正処理が行われたＧ画像信号からＲ光に基づく信号を減算する。

【0046】

上記実施形態において、内視鏡装置１が、狭帯域光観察モードにおいてＲＢＩ観察を行うこととしたが、これに代えて、ＮＢＩ（Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｍａｇｉｎｇ）観察を行ってもよい。
この場合、光源装置２は、緑の光（Ｇ光）および青の光（Ｏ光）を内視鏡３の照明光学系６，７に同時に供給する。Ｇ光（第２の光）は、５００ｎｍから５８０ｎｍの波長帯域にピーク波長を有する狭帯域光であり、例えば、５４０ｎｍにピーク波長を有する。Ｂ光（第１の光）は、３８０ｎｍから４６０ｎｍの波長帯域にピーク波長を有する狭帯域光であり、例えば、４１５ｎｍにピーク波長を有する。

【0047】

撮像素子９は、Ｇフィルタ（第２の色フィルタ）を透過したＧ光に基づくＧ画像信号を生成し、Ｂフィルタ（第１の色フィルタ）を透過したＢ光に基づくＢ画像信号を生成する。ホワイトバランス補正、色分離処理および個体差補正処理の後、Ｇ画像信号は、Ｒチャネルに割り当てられ、Ｂ画像信号は、ＧチャネルおよびＢチャネルに割り当てられる。

【符号の説明】

【0048】

１ 内視鏡装置
３ 内視鏡
４ 画像処理装置
９ 撮像素子
９ａ 色フィルタアレイ（第１の色フィルタ、第２の色フィルタ、第３の色フィルタ）
１２ 色分離補正部
１３ 色変換部

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6】