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特許7196016情報処理装置及びその作動方法並びに内視鏡システム及びその作動方法
(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】2022-12-16
(45)【発行日】2022-12-26
(54)【発明の名称】情報処理装置及びその作動方法並びに内視鏡システム及びその作動方法
(51)【国際特許分類】
A61B 1/045 20060101AFI20221219BHJP
A61B 1/00 20060101ALI20221219BHJP
G02B 23/24 20060101ALI20221219BHJP
【ＦＩ】
A61B1/045 610
A61B1/00 640
G02B23/24 B
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2019098425
(22)【出願日】2019-05-27
(65)【公開番号】P2020192007
(43)【公開日】2020-12-03
【審査請求日】2021-07-28
(73)【特許権者】
【識別番号】306037311
【氏名又は名称】富士フイルム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001988
【氏名又は名称】弁理士法人小林国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】繁田 典雅
【審査官】▲高▼原 悠佑
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１０／０４４４３２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１１－２００４１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－０８４２１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－２０２２１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０１－０４３２２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－０８７９１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－３２５６７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１９／０５３８０４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１５／１９４４２２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開昭６３－３１１９３７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ １／００－１／３２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
照明光を発する光源装置の識別情報と、前記光源装置に接続される内視鏡の識別情報とを取得する識別情報取得部と、前記光源装置の識別情報と前記照明光の光源スペクトルとの関係を記憶する光源スペクトルテーブルを参照して、前記光源装置の識別情報に対応する前記光源スペクトルを取得する光源スペクトル取得部と、
前記内視鏡の識別情報と前記内視鏡の光学特性との関係を記憶する内視鏡光学特性テーブルを参照して、前記内視鏡の識別情報に対応する前記内視鏡の光学特性を取得する内視鏡光学特性取得部と、
白色板の反射スペクトル、前記光源スペクトル取得部にて取得した前記光源スペクトル、及び、前記内視鏡光学特性取得部にて取得した前記内視鏡の光学特性に基づくホワイトバランス用演算処理によって、ホワイトバランス用情報を取得する第１処理、又は、粘膜色の反射スペクトル、前記光源スペクトル取得部にて取得した前記光源スペクトル、及び、前記内視鏡光学特性取得部にて取得した前記内視鏡の光学特性に基づく粘膜色用演算処理によって、粘膜色用情報を取得する第２処理の少なくとも一方を行うカラー情報処理部と、
前記ホワイトバランス用情報、又は、前記粘膜色用情報の少なくとも一方を出力するカラー情報出力部とを有し、
前記内視鏡の光学特性には、前記内視鏡が有する撮像センサの分光感度、及び、前記内視鏡が有するライトガイドの透過特性が含まれ、
前記ホワイトバランス用演算処理は、
前記白色板の反射スペクトルと、前記光源スペクトル取得部にて取得した前記光源スペクトルと、前記内視鏡光学特性取得部にて取得した前記内視鏡の光学特性である前記撮像センサの分光感度及び前記ライトガイドの透過特性とをそれぞれ掛け合わせる演算を含み、
前記ホワイトバランス用演算処理に必要な波長域の前記白色板の反射スペクトルが予め記憶されている情報処理装置。
【請求項2】
照明光を発する光源装置の識別情報と、前記光源装置に接続される内視鏡の識別情報とを取得する識別情報取得部と、前記光源装置の識別情報と前記照明光の光源スペクトルとの関係を記憶する光源スペクトルテーブルを参照して、前記光源装置の識別情報に対応する前記光源スペクトルを取得する光源スペクトル取得部と、
前記内視鏡の識別情報と前記内視鏡の光学特性との関係を記憶する内視鏡光学特性テーブルを参照して、前記内視鏡の識別情報に対応する前記内視鏡の光学特性を取得する内視鏡光学特性取得部と、
白色板の反射スペクトル、前記光源スペクトル取得部にて取得した前記光源スペクトル、及び、前記内視鏡光学特性取得部にて取得した前記内視鏡の光学特性に基づくホワイトバランス用演算処理によって、ホワイトバランス用情報を取得する第１処理、又は、粘膜色の反射スペクトル、前記光源スペクトル取得部にて取得した前記光源スペクトル、及び、前記内視鏡光学特性取得部にて取得した前記内視鏡の光学特性に基づく粘膜色用演算処理によって、粘膜色用情報を取得する第２処理の少なくとも一方を行うカラー情報処理部と、
前記ホワイトバランス用情報、又は、前記粘膜色用情報の少なくとも一方を出力するカラー情報出力部とを有し、
前記内視鏡の光学特性には、前記内視鏡が有する撮像センサの分光感度、及び、前記内視鏡が有するライトガイドの透過特性が含まれ、
前記粘膜色用演算処理は、
粘膜色の反射スペクトルと、前記光源スペクトル取得部にて取得した前記光源スペクトルと、前記内視鏡光学特性取得部にて取得した前記内視鏡の光学特性である前記撮像センサの分光感度及び前記ライトガイドの透過特性とをそれぞれ掛け合わせる演算を含み、
前記粘膜色用演算処理に必要な波長域の前記粘膜色の反射スペクトルが予め記憶されている情報処理装置。
【請求項3】
前記光源スペクトルテーブルは、前記照明光のピーク波長を含む光源特徴データと前記光源装置の識別情報との関係を記憶し、前記光源スペクトル取得部は、
前記光源装置の識別情報に対応する前記光源特徴データを用いて、予め定められている標準の光源スペクトルを補正することにより、前記光源装置の識別情報に対応する前記光源スペクトルを取得する請求項１または２記載の情報処理装置。
【請求項4】
前記内視鏡光学特性テーブルは、前記内視鏡が有する撮像センサの特定色画素のピーク感度を含む内視鏡特徴データと前記内視鏡の識別情報との関係を記憶し、前記光源スペクトル取得部は、
前記内視鏡の識別情報に対応する前記内視鏡特徴データとを用いて、予め定められている標準の内視鏡光学特性を補正することにより、前記内視鏡の光学特性を取得する請求項１ないし３いずれか１項記載の情報処理装置。
【請求項5】
請求項１ないし４いずれか１項記載の情報処理装置に接続されている内視鏡システムにおいて、前記ホワイトバランス用情報、又は、前記粘膜色用情報の少なくとも一方を取得するカラー情報取得部と、
前記ホワイトバランス用情報に基づいて、ホワイトバランス処理を行うホワイトバランス処理部を備える内視鏡システム。
【請求項6】
粘膜色に影響を受ける生体情報の算出に用いる生体情報算出用テーブルを用いて、前記生体情報を算出する生体情報算出部と、前記粘膜色用情報に基づいて、前記生体情報算出用テーブルを更新する生体情報算出用テーブル更新部を備える請求項５記載の内視鏡システム。
【請求項7】
識別情報取得部が、照明光を発する光源装置の識別情報と、前記光源装置に接続される内視鏡の識別情報とを取得するステップと、光源スペクトル取得部が、前記光源装置の識別情報と前記照明光の光源スペクトルとの関係を記憶する光源スペクトルテーブルを参照して、前記光源装置の識別情報に対応する前記光源スペクトルを取得するステップと、
内視鏡光学特性取得部が、前記内視鏡の識別情報と前記内視鏡の光学特性との関係を記憶する内視鏡光学特性テーブルを参照して、前記内視鏡の識別情報に対応する前記内視鏡の光学特性を取得するステップと、
カラー情報処理部が、白色板の反射スペクトル、前記光源スペクトル取得部にて取得した前記光源スペクトル、及び、前記内視鏡光学特性取得部にて取得した前記内視鏡の光学特性に基づくホワイトバランス用演算処理によって、ホワイトバランス用情報を取得する第１処理、又は、粘膜色の反射スペクトル、前記光源スペクトル取得部にて取得した前記光源スペクトル、及び、前記内視鏡光学特性取得部にて取得した前記内視鏡の光学特性に基づく粘膜色用演算処理によって、粘膜色用情報を取得する第２処理の少なくとも一方を行うステップと、
カラー情報出力部が、前記ホワイトバランス用情報、又は、前記粘膜色用情報の少なくとも一方を出力するステップとを有し、
前記内視鏡の光学特性には、前記内視鏡が有する撮像センサの分光感度、及び、前記内視鏡が有するライトガイドの透過特性が含まれ、
前記ホワイトバランス用演算処理は、
前記白色板の反射スペクトルと、前記光源スペクトル取得部にて取得した前記光源スペクトルと、前記内視鏡光学特性取得部にて取得した前記内視鏡の光学特性である前記撮像センサの分光感度及び前記ライトガイドの透過特性とをそれぞれ掛け合わせる演算を含み、
前記ホワイトバランス用演算処理に必要な波長域の前記白色板の反射スペクトルが、情報処理装置に予め記憶されている情報処理装置の作動方法。
【請求項8】
識別情報取得部が、照明光を発する光源装置の識別情報と、前記光源装置に接続される内視鏡の識別情報とを取得するステップと、光源スペクトル取得部が、前記光源装置の識別情報と前記照明光の光源スペクトルとの関係を記憶する光源スペクトルテーブルを参照して、前記光源装置の識別情報に対応する前記光源スペクトルを取得するステップと、
内視鏡光学特性取得部が、前記内視鏡の識別情報と前記内視鏡の光学特性との関係を記憶する内視鏡光学特性テーブルを参照して、前記内視鏡の識別情報に対応する前記内視鏡の光学特性を取得するステップと、
カラー情報処理部が、白色板の反射スペクトル、前記光源スペクトル取得部にて取得した前記光源スペクトル、及び、前記内視鏡光学特性取得部にて取得した前記内視鏡の光学特性に基づくホワイトバランス用演算処理によって、ホワイトバランス用情報を取得する第１処理、又は、粘膜色の反射スペクトル、前記光源スペクトル取得部にて取得した前記光源スペクトル、及び、前記内視鏡光学特性取得部にて取得した前記内視鏡の光学特性に基づく粘膜色用演算処理によって、粘膜色用情報を取得する第２処理の少なくとも一方を行うステップと、
カラー情報出力部が、前記ホワイトバランス用情報、又は、前記粘膜色用情報の少なくとも一方を出力するステップとを有し、
前記内視鏡の光学特性には、前記内視鏡が有する撮像センサの分光感度、及び、前記内視鏡が有するライトガイドの透過特性が含まれ、
前記粘膜色用演算処理は、
粘膜色の反射スペクトルと、前記光源スペクトル取得部にて取得した前記光源スペクトルと、前記内視鏡光学特性取得部にて取得した前記内視鏡の光学特性である前記撮像センサの分光感度及び前記ライトガイドの透過特性とをそれぞれ掛け合わせる演算を含み、
前記粘膜色用演算処理に必要な波長域の前記粘膜色の反射スペクトルが、情報処理装置に予め記憶されている情報処理装置の作動方法。
【請求項9】
請求項７または８記載の情報処理装置の作動方法に合わせて行われる内視鏡システムの作動方法において、カラー情報取得部が、前記ホワイトバランス用情報、又は、前記粘膜色用情報の少なくとも一方を取得するステップと、
ホワイトバランス処理部が、前記ホワイトバランス用情報に基づいて、ホワイトバランス処理を行うステップとを有する内視鏡システムの作動方法。
【請求項10】
生体情報算出部が、粘膜色に影響を受ける生体情報の算出に用いる生体情報算出用テーブルを用いて、前記生体情報を算出する場合において、生体情報算出用テーブル更新部が、前記粘膜色用情報に基づいて、前記生体情報算出用テーブルを更新するステップを有する請求項９記載の内視鏡システムの作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ホワイトバランスなどに関連する処理を行う情報処理装置及びその作動方法並びに内視鏡システム及びその作動方法に関する。
【背景技術】
【0002】
医療分野においては、医療画像を用いて診断することが広く行われている。例えば、医療画像を用いる医療画像処理システムとして、光源装置、内視鏡、及びプロセッサ装置を備える内視鏡システムがある。内視鏡システムでは、観察対象に対して照明光を照射し、照明光で照明された観察対象を撮像することにより、医療画像としての内視鏡画像を取得する。内視鏡画像は、モニタに表示され、診断に使用される。
【0003】
光源装置については、同じ機種であっても、個体ごとに、光源スペクトルに若干の違いがある。同様にして、内視鏡についても、同じ機種であっても、個体ごとに、撮像センサの分光感度又はライトガイドの透過特性などの光学特性に若干の違いがある。また、光源装置と内視鏡の製造工程は別々の場合であることが一般的である。そこで、内視鏡の診断前には、個体ごとの光源装置又は内視鏡の違いを無くすために、白色板などを撮影して白色の基準を合わせるホワイトバランス処理などのキャリブレーション（特許文献１、２参照）が行われている。
【0004】
例えば、特許文献２では、内視鏡、光源装置、及び、プロセッサ装置の組み合わせが過去に使用されている組み合わせである場合には、組み合わせに対応するホワイトバランスデータを用いて、ホワイトバランス処理を行う一方、組み合わせが過去に使用されていない組み合わせである場合には、補正データを用いて補正した補正後のホワイトバランスデータを用いて、ホワイトバランス処理を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１１－２００４１０号公報
【文献】国際公開第２０１５／１９４４２２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献２のホワイトバランス処理で用いている補正データは、白色板の反射スペクトルなどを考慮して得られたデータであるかどうかは不明である。そのため、特許文献１のホワイトバランス処理は、白色チャートを実際に撮像してホワイトバランス処理を行う場合と比較して、ホワイトバランス処理の精度が低くなる可能性がある。そこで、白色板などを実際に撮像する場合と同等の精度でホワイトバランス処理などを行うことが求められていた。
【0007】
本発明は、白色板などを実際に撮像する場合と同等の精度でホワイトバランス処理などを行うことができる情報処理装置及びその作動方法並びに内視鏡システム及びそ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】
【0008】
本発明の情報処理装置は、照明光を発する光源装置の識別情報と、光源装置に接続される内視鏡の識別情報とを取得する識別情報取得部と、光源装置の識別情報と照明光の光源スペクトルとの関係を記憶する光源スペクトルテーブルを参照して、光源装置の識別情報に対応する光源スペクトルを取得する光源スペクトル取得部と、内視鏡の識別情報と内視鏡の光学特性との関係を記憶する内視鏡光学特性テーブルを参照して、内視鏡の識別情報に対応する内視鏡の光学特性を取得する内視鏡光学特性取得部と、白色板の反射スペクトル、光源スペクトル取得部にて取得した前記光源スペクトル、及び、内視鏡光学特性取得部にて取得した内視鏡の光学特性に基づくホワイトバランス用演算処理によって、ホワイトバランス用情報を取得する第１処理、又は、粘膜色の反射スペクトル、光源スペクトル取得部にて取得した光源スペクトル、及び、内視鏡光学特性取得部にて取得した内視鏡の光学特性に基づく粘膜色用演算処理によって、粘膜色用情報を取得する第２処理の少なくとも一方を行うカラー情報処理部と、ホワイトバランス用情報、又は、粘膜色用情報の少なくとも一方を出力するカラー情報出力部とを有し、内視鏡の光学特性には、内視鏡が有する撮像センサの分光感度、及び、内視鏡が有するライトガイドの透過特性が含まれ、ホワイトバランス用演算処理は、白色板の反射スペクトルと、光源スペクトル取得部にて取得した光源スペクトルと、内視鏡光学特性取得部にて取得した内視鏡の光学特性である撮像センサの分光感度及びライトガイドの透過特性とをそれぞれ掛け合わせる演算を含み、ホワイトバランス用演算処理に必要な波長域の白色板の反射スペクトルが予め記憶されている。
本発明の情報処理装置は、照明光を発する光源装置の識別情報と、光源装置に接続される内視鏡の識別情報とを取得する識別情報取得部と、光源装置の識別情報と照明光の光源スペクトルとの関係を記憶する光源スペクトルテーブルを参照して、光源装置の識別情報に対応する光源スペクトルを取得する光源スペクトル取得部と、内視鏡の識別情報と内視鏡の光学特性との関係を記憶する内視鏡光学特性テーブルを参照して、内視鏡の識別情報に対応する内視鏡の光学特性を取得する内視鏡光学特性取得部と、白色板の反射スペクトル、光源スペクトル取得部にて取得した光源スペクトル、及び、内視鏡光学特性取得部にて取得した内視鏡の光学特性に基づくホワイトバランス用演算処理によって、ホワイトバランス用情報を取得する第１処理、又は、粘膜色の反射スペクトル、光源スペクトル取得部にて取得した光源スペクトル、及び、内視鏡光学特性取得部にて取得した内視鏡の光学特性に基づく粘膜色用演算処理によって、粘膜色用情報を取得する第２処理の少なくとも一方を行うカラー情報処理部と、ホワイトバランス用情報、又は、粘膜色用情報の少なくとも一方を出力するカラー情報出力部とを有し、内視鏡の光学特性には、内視鏡が有する撮像センサの分光感度、及び、内視鏡が有するライトガイドの透過特性が含まれ、粘膜色用演算処理は、粘膜色の反射スペクトルと、光源スペクトル取得部にて取得した光源スペクトルと、内視鏡光学特性取得部にて取得した内視鏡の光学特性である撮像センサの分光感度及びライトガイドの透過特性とをそれぞれ掛け合わせる演算を含み、粘膜色用演算処理に必要な波長域の粘膜色の反射スペクトルが予め記憶されている。
本発明の情報処理装置は、照明光を発する光源装置の識別情報と、光源装置に接続される内視鏡の識別情報とを取得する識別情報取得部と、光源装置の識別情報と照明光の光源スペクトルとの関係を記憶する光源スペクトルテーブルを参照して、光源装置の識別情報に対応する光源スペクトルを取得する光源スペクトル取得部と、内視鏡の識別情報と内視鏡の光学特性との関係を記憶する内視鏡光学特性テーブルを参照して、内視鏡の識別情報に対応する内視鏡の光学特性を取得する内視鏡光学特性取得部と、白色板の反射スペクトル、光源スペクトル取得部にて取得した光源スペクトル、及び、内視鏡光学特性取得部にて取得した内視鏡の光学特性に基づくホワイトバランス用演算処理によって、ホワイトバランス用情報を取得する第１処理、又は、粘膜色の反射スペクトル、光源スペクトル取得部にて取得した光源スペクトル、及び、内視鏡光学特性取得部にて取得した内視鏡の光学特性に基づく粘膜色用演算処理によって、粘膜色用情報を取得する第２処理の少なくとも一方を行うカラー情報処理部と、ホワイトバランス用情報、又は、粘膜色用情報の少なくとも一方を出力するカラー情報出力部とを有し、内視鏡の光学特性には、内視鏡が有する撮像センサの分光感度、及び、内視鏡が有するライトガイドの透過特性が含まれ、粘膜色用演算処理は、粘膜色の反射スペクトルと、光源スペクトル取得部にて取得した光源スペクトルと、内視鏡光学特性取得部にて取得した内視鏡の光学特性である撮像センサの分光感度及びライトガイドの透過特性とをそれぞれ掛け合わせる演算を含み、粘膜色用演算処理に必要な波長域の粘膜色の反射スペクトルが予め記憶されている。
【0009】
内視鏡の光学特性には、内視鏡が有する撮像センサの分光感度、及び、内視鏡が有するライトガイドの透過特性が含まれることが好ましい。ホワイトバランス用演算処理は、白色板の反射スペクトルと、光源スペクトル取得部にて取得した光源スペクトルと、内視鏡光学特性取得部にて取得した内視鏡の光学特性である撮像センサの分光感度及びライトガイドの透過特性とをそれぞれ掛け合わせる演算を含むことが好ましい。粘膜色用演算処理は、粘膜色の反射スペクトルと、光源スペクトル取得部にて取得した光源スペクトルと、内視鏡光学特性取得部にて取得した内視鏡の光学特性である撮像センサの分光感度及びライトガイドの透過特性とをそれぞれ掛け合わせる演算を含むことが好ましい。
【0010】
光源スペクトルテーブルは、照明光のピーク波長を含む光源特徴データと前記光源装置の識別情報との関係を記憶し、光源スペクトル取得部は、光源装置の識別情報に対応する光源特徴データを用いて、予め定められている標準の光源スペクトルを補正することにより、光源装置の識別情報に対応する光源スペクトルを取得することが好ましい。
【0011】
内視鏡光学特性テーブルは、内視鏡が有する撮像センサの特定色画素のピーク感度を含む内視鏡特徴データと内視鏡の識別情報との関係を記憶し、光源スペクトル取得部は、内視鏡の識別情報に対応する内視鏡特徴データとを用いて、予め定められている標準の内視鏡光学特性を補正することにより、内視鏡の光学特性を取得することが好ましい。
【0012】
上記記載の本発明の情報処理装置に接続されている内視鏡システムにおいて、ホワイトバランス用情報、又は、粘膜色用情報の少なくとも一方を取得するカラー情報取得部と、ホワイトバランス用情報に基づいて、ホワイトバランス処理を行うホワイトバランス処理部を備える。粘膜色に影響を受ける生体情報の算出に用いる生体情報算出用テーブルを用いて、生体情報を算出する生体情報算出部と、粘膜色用情報に基づいて、生体情報算出用テーブルを更新する生体情報算出用テーブル更新部を備えることが好ましい。
【0013】
本発明の情報処理装置の作動方法は、識別情報取得部が、照明光を発する光源装置の識別情報と、光源装置に接続される内視鏡の識別情報とを取得するステップと、光源スペクトル取得部が、光源装置の識別情報と照明光の光源スペクトルとの関係を記憶する光源スペクトルテーブルを参照して、光源装置の識別情報に対応する光源スペクトルを取得するステップと、内視鏡光学特性取得部が、内視鏡の識別情報と内視鏡の光学特性との関係を記憶する内視鏡光学特性テーブルを参照して、内視鏡の識別情報に対応する内視鏡の光学特性を取得するステップと、カラー情報処理部が、白色板の反射スペクトル、光源スペクトル取得部にて取得した光源スペクトル、及び、内視鏡光学特性取得部にて取得した内視鏡の光学特性に基づくホワイトバランス用演算処理によって、ホワイトバランス用情報を取得する第１処理、又は、粘膜色の反射スペクトル、光源スペクトル取得部にて取得した光源スペクトル、及び、内視鏡光学特性取得部にて取得した内視鏡の光学特性に基づく粘膜色用演算処理によって、粘膜色用情報を取得する第２処理の少なくとも一方を行うステップと、カラー情報出力部が、ホワイトバランス用情報、又は、粘膜色用情報の少なくとも一方を出力するステップとを有し、内視鏡の光学特性には、内視鏡が有する撮像センサの分光感度、及び、内視鏡が有するライトガイドの透過特性が含まれ、ホワイトバランス用演算処理は、白色板の反射スペクトルと、光源スペクトル取得部にて取得した光源スペクトルと、内視鏡光学特性取得部にて取得した内視鏡の光学特性である撮像センサの分光感度及びライトガイドの透過特性とをそれぞれ掛け合わせる演算を含み、ホワイトバランス用演算処理に必要な波長域の白色板の反射スペクトルが、情報処理装置に予め記憶されている。
本発明の情報処理装置の作動方法は、識別情報取得部が、照明光を発する光源装置の識別情報と、光源装置に接続される内視鏡の識別情報とを取得するステップと、光源スペクトル取得部が、光源装置の識別情報と照明光の光源スペクトルとの関係を記憶する光源スペクトルテーブルを参照して、光源装置の識別情報に対応する光源スペクトルを取得するステップと、内視鏡光学特性取得部が、内視鏡の識別情報と内視鏡の光学特性との関係を記憶する内視鏡光学特性テーブルを参照して、内視鏡の識別情報に対応する内視鏡の光学特性を取得するステップと、カラー情報処理部が、白色板の反射スペクトル、光源スペクトル取得部にて取得した光源スペクトル、及び、内視鏡光学特性取得部にて取得した内視鏡の光学特性に基づくホワイトバランス用演算処理によって、ホワイトバランス用情報を取得する第１処理、又は、粘膜色の反射スペクトル、光源スペクトル取得部にて取得した光源スペクトル、及び、内視鏡光学特性取得部にて取得した内視鏡の光学特性に基づく粘膜色用演算処理によって、粘膜色用情報を取得する第２処理の少なくとも一方を行うステップと、カラー情報出力部が、ホワイトバランス用情報、又は、粘膜色用情報の少なくとも一方を出力するステップとを有し、内視鏡の光学特性には、内視鏡が有する撮像センサの分光感度、及び、内視鏡が有するライトガイドの透過特性が含まれ、粘膜色用演算処理は、粘膜色の反射スペクトルと、光源スペクトル取得部にて取得した光源スペクトルと、内視鏡光学特性取得部にて取得した内視鏡の光学特性である撮像センサの分光感度及びライトガイドの透過特性とをそれぞれ掛け合わせる演算を含み、粘膜色用演算処理に必要な波長域の粘膜色の反射スペクトルが、情報処理装置に予め記憶されている。
本発明の情報処理装置の作動方法は、識別情報取得部が、照明光を発する光源装置の識別情報と、光源装置に接続される内視鏡の識別情報とを取得するステップと、光源スペクトル取得部が、光源装置の識別情報と照明光の光源スペクトルとの関係を記憶する光源スペクトルテーブルを参照して、光源装置の識別情報に対応する光源スペクトルを取得するステップと、内視鏡光学特性取得部が、内視鏡の識別情報と内視鏡の光学特性との関係を記憶する内視鏡光学特性テーブルを参照して、内視鏡の識別情報に対応する内視鏡の光学特性を取得するステップと、カラー情報処理部が、白色板の反射スペクトル、光源スペクトル取得部にて取得した光源スペクトル、及び、内視鏡光学特性取得部にて取得した内視鏡の光学特性に基づくホワイトバランス用演算処理によって、ホワイトバランス用情報を取得する第１処理、又は、粘膜色の反射スペクトル、光源スペクトル取得部にて取得した光源スペクトル、及び、内視鏡光学特性取得部にて取得した内視鏡の光学特性に基づく粘膜色用演算処理によって、粘膜色用情報を取得する第２処理の少なくとも一方を行うステップと、カラー情報出力部が、ホワイトバランス用情報、又は、粘膜色用情報の少なくとも一方を出力するステップとを有し、内視鏡の光学特性には、内視鏡が有する撮像センサの分光感度、及び、内視鏡が有するライトガイドの透過特性が含まれ、粘膜色用演算処理は、粘膜色の反射スペクトルと、光源スペクトル取得部にて取得した光源スペクトルと、内視鏡光学特性取得部にて取得した内視鏡の光学特性である撮像センサの分光感度及びライトガイドの透過特性とをそれぞれ掛け合わせる演算を含み、粘膜色用演算処理に必要な波長域の粘膜色の反射スペクトルが、情報処理装置に予め記憶されている。
【0014】
上記記載の本発明の情報処理装置の作動方法に合わせて行われる内視鏡システムの作動方法において、カラー情報取得部が、ホワイトバランス用情報、又は、粘膜色用情報の少なくとも一方を取得するステップと、ホワイトバランス処理部が、ホワイトバランス用情報に基づいて、ホワイトバランス処理を行うステップとを有する。生体情報算出部が、粘膜色に影響を受ける生体情報の算出に用いる生体情報算出用テーブルを用いて、生体情報を算出する場合において、生体情報算出用テーブル更新部が、粘膜色用情報に基づいて、生体情報算出用テーブルを更新するステップを有することが好ましい。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、白色板などを実際に撮像する場合と同等の精度でホワイトバランス処理などを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】内視鏡システムの外観図である。
【図2】第１実施形態の内視鏡システムの機能を示すブロック図である。
【図3】紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒのスペクトルを示すグラフである。
【図4】生体情報画像処理部の機能を示すブロック図である。
【図5】信号比Ｂ１／Ｇ２、Ｒ２／Ｇ２と酸素飽和度との関係を示すグラフである。
【図6】酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数を示すグラフである。
【図7】酸素飽和度の算出方法を示す説明図である。
【図8】生体情報算出用テーブルの更新方法を示す説明図である。
【図9】情報処理装置の機能を示すブロック図である。
【図10】光源スペクトルテーブルを示す説明図である。
【図11】ピーク波長が異なる光源スペクトルＳＰＴ１、ＳＰＴ２を示す説明図である。
【図12】内視鏡光源特性テーブルを示す説明図である。
【図13】撮像センサ４４の分光感度を示すグラフである。
【図14】ライトガイドの透過特性を示すグラフである。
【図15】ホワイトバランス用情報である特定のゲインＧｃｂ、Ｇｃｇ、Ｇｃｒの取得方法を示す説明図である。
【図16】粘膜色情報である代表信号比Ｂｒ／Ｇｒ，Ｒｒ／Ｇｒの取得方法を示す説明図である。
【図17】内視鏡と光源装置とがプロセッサ装置に新たに接続された場合において行われる処理等を示すフローチャートである。
【図18】光源特徴データにおける赤色光Ｒのピーク波長ＰＷｃと、標準の光源スペクトルにおける赤色光Ｒのピーク波長ＰＷｓとを示すグラフである。
【図19】内視鏡特徴データにおける撮像センサ４４のＢ画素のピーク感度ＢＰＳｃと、標準の内視鏡光学特性におけるＢ画素のピーク感度ＢＰＳｓとを示すグラフである。
【図20】第２実施形態の内視鏡システムの機能を示すブロック図である。
【図21】回転フィルタの平面図である。
【図22】第３実施形態の内視鏡システムの機能を示すブロック図である。
【図23】第３実施形態の通常光のスペクトルを示すグラフである。
【図24】第３実施形態の第１照明光のスペクトルを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0017】
［第１実施形態］
図１において、内視鏡システム１０は、内視鏡１２と、光源装置１４と、プロセッサ装置１６と、モニタ１８と、ユーザーインターフェース１９とを有する。内視鏡１２は、光源装置１４と光学的に接続され、且つ、プロセッサ装置１６と電気的に接続される。また、光源装置１４とプロセッサ装置１６とは電気的に接続されている。内視鏡１２は、観察対象の体内に挿入される挿入部１２ａと、挿入部１２ａの基端部分に設けられた操作部１２ｂと、挿入部１２ａの先端側に設けられた湾曲部１２ｃ及び先端部１２ｄとを有している。湾曲部１２ｃは、操作部１２ｂのアングルノブ１２ｅを操作することにより湾曲動作する。先端部１２ｄは、湾曲部１２ｃの湾曲動作によって所望の方向に向けられる。
図１において、内視鏡システム１０は、内視鏡１２と、光源装置１４と、プロセッサ装置１６と、モニタ１８と、ユーザーインターフェース１９とを有する。内視鏡１２は、光源装置１４と光学的に接続され、且つ、プロセッサ装置１６と電気的に接続される。また、光源装置１４とプロセッサ装置１６とは電気的に接続されている。内視鏡１２は、観察対象の体内に挿入される挿入部１２ａと、挿入部１２ａの基端部分に設けられた操作部１２ｂと、挿入部１２ａの先端側に設けられた湾曲部１２ｃ及び先端部１２ｄとを有している。湾曲部１２ｃは、操作部１２ｂのアングルノブ１２ｅを操作することにより湾曲動作する。先端部１２ｄは、湾曲部１２ｃの湾曲動作によって所望の方向に向けられる。
【0018】
内視鏡システム１０においては、内視鏡１２をプロセッサ装置１６に接続すると、内視鏡１２の識別情報（ＩＤ（Identification）など）がプロセッサ装置１６に入力される。同様にして、光源装置１４をプロセッサ装置１６に接続すると、光源装置１４の識別情報が、プロセッサ装置１６に入力される。プロセッサ装置１６では、内視鏡１２の識別情報又は光源装置１４の識別情報を用いて、ホワイトバランス処理などのキャリブレーションモードを行う。
【0019】
また、操作部１２ｂには、アングルノブ１２ｅの他、モードの切り替え操作に用いるモード切替ＳＷ（モード切替スイッチ）１２ｆと、観察対象の静止画の取得指示に用いられる静止画取得指示部１２ｇとが設けられている。
【0020】
なお、内視鏡システム１０は、通常光モード、生体情報算出モード、キャリブレーションモードの３つのモードを有している。通常光モードでは、通常光を観察対象に照明して撮像することによって、自然な色合いの通常画像をモニタ１８に表示する。特殊光モードでは、観察対象に含まれるヘモグロビンの酸素飽和度などの生体情報を算出して画像化した生体情報画像をモニタ１８に表示する。キャリブレーションモードでは、内視鏡１２が光源装置１４及びプロセッサ装置に装着された場合などに用いられ、ホワイトバランスの調整、又は、生体情報の算出に用いる生体情報算出用テーブル６４ｂを更新する。
【0021】
プロセッサ装置１６は、モニタ１８及びユーザーインターフェース１９と電気的に接続される。モニタ１８は、観察対象の画像や、観察対象の画像に付帯する情報などを出力表示する。ユーザーインターフェース１９は、機能設定などの入力操作を受け付ける。なお、プロセッサ装置１６には、画像や画像情報などを記録する外付けの記録部（図示省略）を接続してもよい。
【0022】
図２において、光源装置１４は、光源部２０と、光源部２０を制御する光源制御部２１とを備えている。光源部２０は、例えば、複数の半導体光源を有し、これらをそれぞれ点灯または消灯し、点灯する場合には各半導体光源の発光量を制御することにより、観察対象を照明する照明光を発する。本実施形態では、光源部２０は、Ｖ－ＬＥＤ（Violet Light Emitting Diode）２０ａ、Ｂ－ＬＥＤ（Blue Light Emitting Diode）２０ｂ、Ｇ－ＬＥＤ（Green Light Emitting Diode）２０ｃ、Ｒ－ＬＥＤ（Red Light Emitting Diode）２０ｄ、及び、ＢＬ－ＬＤ（Blue Long-wavelength Laser Diode）２０ｅの５色のＬＥＤを有する。
【0023】
図３に示すように、Ｖ－ＬＥＤ２０ａは、中心波長４０５±１０ｎｍ、波長範囲３８０～４２０ｎｍの紫色光Ｖを発生する。Ｂ－ＬＥＤ２０ｂは、中心波長４６０±１０ｎｍ、波長範囲４２０～５００ｎｍの青色光Ｂを発生する。Ｇ－ＬＥＤ２０ｃは、波長範囲が４８０～６００ｎｍに及ぶ緑色光Ｇを発生する。Ｒ－ＬＥＤ２０ｄは、中心波長６２０～６３０ｎｍで、波長範囲が６００～６５０ｎｍに及ぶ赤色光Ｒを発生する。ＢＬ－ＬＤ２０ｅは、中心波長が４７０±１０ｎｍ、波長範囲４６０～４８０ｎｍの青色狭帯域光ＢＬを発する。
【0024】
光源制御部２１は、Ｖ－ＬＥＤ２０ａ、Ｂ－ＬＥＤ２０ｂ、Ｇ－ＬＥＤ２０ｃ、及びＲ－ＬＥＤ２０ｄを制御する。光源制御部２１は、通常光モード時と生体情報算出モード時とでそれぞれ異なる発光制御を行う。一方、光源制御部２１は、キャリブレーションモード時には、照明光を用いずに、演算処理のみで、ホワイトバランスの調整、又は、生体情報算出用テーブルの更新を行うことから、光源部２０に対する発光制御は行わない。
【0025】
光源制御部２１は、通常光モード時には、照明光として、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒ間の光強度比がＶｃ：Ｂｃ：Ｇｃ：Ｒｃとなる通常光を発光するように、各ＬＥＤ２０ａ～２０ｄを制御する。
【0026】
また、光源制御部２１は、生体情報算出モードでは、生体情報の一つである酸素飽和度を算出するために、照明光としての第１照明光と第２照明光を、特定の間隔で繰り返し発光を行う。具体的には、生体情報算出モードでは、ＢＬ－ＬＥＤ２０ｅを点灯することにより、第１照明光として、青色狭帯域光ＢＬを発光する。また、Ｂ－ＬＥＤ２０ｂ、Ｇ－ＬＥＤ２０ｃ、Ｒ－ＬＥＤ２０ｄを同時に点灯することによって、第２照明光として、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒを同時に発光する。なお、第２照明光は、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒに加えて、紫色光Ｖを発光してもよい。
【0027】
なお、本明細書において、光強度比は、少なくとも１つの半導体光源の比率が０（ゼロ）の場合を含む。したがって、各半導体光源のいずれか１つまたは２つ以上が点灯しない場合を含む。例えば、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒ間の光強度比が１：０：０：０の場合のように、半導体光源の１つのみを点灯し、他の３つは点灯しない場合も、光強度比を有するものとする。
【0028】
各ＬＥＤ２０ａ～２０ｅが発する光は、ミラーやレンズなどで構成される光路結合部２３を介して、ライトガイド２５に入射される。ライトガイド２５は、内視鏡１２及びユニバーサルコード（内視鏡１２と、光源装置１４及びプロセッサ装置１６を接続するコード）に内蔵されている。ライトガイド２５は、光路結合部２３からの光を、内視鏡１２の先端部１２ｄまで伝搬する。
【0029】
内視鏡１２の先端部１２ｄには、照明光学系３０ａと撮像光学系３０ｂが設けられている。照明光学系３０ａは照明レンズ３２を有しており、ライトガイド２５によって伝搬した照明光は照明レンズ３２を介して観察対象に照射される。撮像光学系３０ｂは、対物レンズ４２、撮像センサ４４を有している。照明光を照射したことによる観察対象からの光は、対物レンズ４２を介して撮像センサ４４に入射する。これにより、撮像センサ４４に観察対象の像が結像される。
【0030】
撮像センサ４４としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）撮像センサを利用可能である。また、原色の撮像センサ４４の代わりに、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）及びＧ（グリーン）の補色フィルタを備えた補色撮像センサを用いても良い。補色撮像センサを用いる場合には、ＣＭＹＧの４色の画像信号が出力されるので、補色－原色色変換によって、ＣＭＹＧの４色の画像信号をＲＧＢの３色の画像信号に変換することにより、撮像センサ４４と同様のＲＧＢ各色の画像信号を得ることができる。
【0031】
撮像センサ４４は、撮像制御部４５によって駆動制御される。撮像制御部４５における制御は、各モードによって異なっている。通常光モードでは、撮像制御部４５は、通常光で照明された観察対象を撮像するように、撮像センサ４４を制御する。これにより、撮像センサ４４のB画素からBｃ画像信号が出力され、G画素からGｃ画像信号が出力され、R画素からRc画像信号が出力される。なお、キャリブレーションモードでは、観察対象の撮像は行われないことから、撮像制御部４５による撮像制御は行われない。
【0032】
生体情報算出モードでは、撮像制御部４５は、第１照明光と第２照明光の切替に合わせて、撮像センサ４４を制御する。これにより、第１照明光の照明時には、撮像センサ４４のB画素からB１画像信号が出力され、G画素からG１画像信号が出力され、R画素からR１画像信号が出力される。また、第２照明光の照明時には、撮像センサ４４のB画素からB２画像信号が出力され、G画素からG２画像信号が出力され、R画素からR２画像信号が出力される。１フレーム分のＢ１画像信号、Ｇ１画像信号、及びＲ１画像信号と１フレーム分のＢ２画像信号、Ｇ２画像信号、及びＲ２画像信号とを含む少なくとも２フレーム分の画像信号が、１フレームの生体情報画像を生成するために必要な画像信号とされる。
【0033】
ＣＤＳ／ＡＧＣ（Correlated Double Sampling／Automatic Gain Control）回路４６は、撮像センサ４４から得られるアナログの画像信号に相関二重サンプリング（ＣＤＳ）や自動利得制御（ＡＧＣ）を行う。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路４６を経た画像信号は、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）コンバータ４８により、デジタルの画像信号に変換される。Ａ／Ｄ変換後のデジタル画像信号がプロセッサ装置１６に入力される。
【0034】
プロセッサ装置１６は、画像取得部５０と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）５２と、ノイズ低減部５４と、画像処理切替部５６と、画像処理部５８と、映像信号生成部６０とを備えている。画像処理部５８は、通常画像生成部６２と、生体情報画像生成部とを備えている。
【0035】
画像取得部５０は、内視鏡１２から入力される医療画像の一つである内視鏡画像の画像信号を取得する。取得した画像信号はＤＳＰ５２に送信される。ＤＳＰ５２は、受信した画像信号に対して、欠陥補正処理、オフセット処理、ホワイトバランス処理、リニアマトリクス処理、ガンマ変換処理、デモザイク処理、及びＹＣ変換処理等の各種信号処理を行う。欠陥補正処理では、撮像センサ４４の欠陥画素の信号が補正される。オフセット処理では、欠陥補正処理を施した画像信号から暗電流成分を除いて、正確な零レベルを設定する。ホワイトバランス処理はホワイトバランス処理部５２ａにおいて行われ、オフセット処理後の各色の画像信号に特定のゲインを乗じることにより各画像信号の信号レベルを整える。これにより、観察対象の白色を撮像した場合に画像上で正確に白色が表示されるようになる。
【0036】
ホワイトバランス処理は、通常光モードと生体情報算出モードとで異なっている。通常光モードのホワイトバランス処理では、特定のゲインとして、各色の画像信号のうちＢｃ画像信号に対して乗じるためのゲインＧｃｂ、Ｇｃ画像信号に対して乗じるためのＧｃｇ、及び、Ｒｃ画像信号に対して乗じるためのＧｃｒが用いられる。また、生体情報算出モードのホワイトバランス処理では、特定のゲインとして、生体情報画像の表示に用いる画像信号のうちＢ２画像信号に対して乗じるためのＧ２ｂ、Ｇ２画像信号に対して乗じるためのＧ２ｇ、及び、Ｒ２画像信号に対して乗じるためのＧ２ｒが用いられる。なお、ホワイトバランス処理で用いる特定のゲインはＤＳＰ内部のデジタルゲインとしているが、内視鏡１２の処理回路で用いられるアナログゲインとしてもよい。
【0037】
ホワイトバランス処理によって画像上で正確に白色を表示するための特定のゲインは、内視鏡１２の光学特性と光源装置１４の光源スペクトルによって異なる。即ち、内視鏡１２と光源装置の組み合わせによって、特定のゲインは異なる。プロセッサ装置１６は、内視鏡１２と光源装置１４の組み合わせを判定する組み合わせ判定部７０を有している。組み合わせ判定部７０によって、内視鏡１２と光源装置１４との組み合わせが、プロセッサ装置１６にて登録済みであると判定した場合には、ＤＳＰ５２は、内視鏡１２と光源装置１４の組み合わせに対応する特定のゲインをゲイン記憶部７１から読み出して、ホワイトバランス処理を行う。組み合わせ判定部７０は、プロセッサ装置１６に接続されている内視鏡１２の識別情報と光源装置１４の識別情報を取得し、それら内視鏡１２の識別情報と光源装置１４の識別情報の組み合わせの有無によって、登録済みか否かを判定する。
【0038】
一方、組み合わせ判定部７０によって、内視鏡１２と光源装置１４との組み合わせが、プロセッサ装置１６にて登録済みでないと判定した場合には、内視鏡１２と光源装置１４の組み合わせに対応する特定のゲインを取得するために、識別情報出力部７２が、内視鏡１２の識別情報と光源装置１４の識別情報とを、プロセッサ装置１６に接続された外部の情報処理装置に出力する。情報処理装置８０では、内視鏡１２の識別情報と光源装置１４の識別情報を用いて、内視鏡１２と光源装置１４の組み合わせに対応する特定のゲインを、ホワイトバランス用情報として取得する。プロセッサ装置１６内のカラー情報取得部７４は、情報処理装置８０で得られた特定のゲインを取得する。ＤＳＰ５６は、カラー情報取得部７４にて取得した特定のゲインを用いて、ホワイトバランス処理を行う。情報処理装置８０の詳細については、後述する。
【0039】
ホワイトバランス処理後の各色の画像信号には、色再現性を高めるリニアマトリクス処理が施される。その後、ガンマ変換処理によって、各画像信号の明るさや彩度が整えられる。リニアマトリクス処理後の画像信号には、デモザイク処理（等方化処理，同時化処理とも言う）が施され、補間により各画素の欠落した色の信号を生成される。デモザイク処理によって、全画素がＲＧＢ各色の信号を有するようになる。ＤＳＰ５２は、デモザイク処理後の各画像信号にＹＣ変換処理を施し、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ及び色差信号Ｃｒをノイズ低減部５４に出力する。
【0040】
ノイズ低減部５４は、ＤＳＰ５６でデモザイク処理等を施した画像信号に対して、例えば移動平均法やメディアンフィルタ法等によるノイズ低減処理を施す。ノイズを低減した画像信号は、画像処理切替部５６に入力される。
【0041】
画像処理切替部５６は、設定されているモードによって、ノイズ低減部５４からの画像信号の送信先を、通常画像生成部６２と、生体情報画像処理部６４とのいずれかに切り替える。具体的には、通常光モードにセットされている場合には、ノイズ低減部５４からの画像信号を通常画像生成部６２に入力する。特殊光モードにセットされている場合には、ノイズ低減部５４からの画像信号を生体情報画像処理部６４に入力する。
【0042】
通常画像生成部６２は、入力した１フレーム分のＲｃ画像信号、Ｇｃ画像信号、Ｂｃ画像信号に対して、通常画像用画像処理を施す。通常画像用画像処理には、３×３のマトリクス処理、階調変換処理、３次元ＬＵＴ（Look Up Table）処理等の色変換処理、色彩強調処理、空間周波数強調等の構造強調処理が含まれる。通常画像用画像処理が施されたＲｃ画像信号、Ｇｃ画像信号、Ｂｃ画像信号は、通常画像として映像信号生成部６０に入力される。
【0043】
生体情報画像処理部６４は、入力した２フレーム分のＲ１画像信号、Ｇ１画像信号、及びＢ１画像信号とＲ２画像信号、Ｇ１画像信号、及びＢ１画像信号に対して、生体情報画像用画像処理を施す。生体情報画像用画像処理は、例えば、酸素飽和度を算出して、酸素飽和度画像を生成する酸素飽和度画像用画像処理である。酸素飽和度画像用画像処理の詳細については、後述する。生体情報画像処理部６４にて生成された生体情報画像は、映像信号生成部６０に入力される。なお、本実施形態では、生体情報画像処理部６４では、酸素飽和度画像を生成するが、血液量を画像化した血液量画像、酸素飽和度の信頼度に関する信頼度画像などその他の生体情報画像を生成してもよい。
【0044】
映像信号生成部６０は、画像処理部５８から出力される通常画像又は生体情報画像を、モニタ１８においてフルカラーで表示可能にする映像信号に変換する。変換済みの映像信号はモニタ１８に入力される。これにより、モニタ１８には通常画像又は生体情報画像が表示される。
【0045】
次に、酸素飽和度画像用画像処理の詳細について説明する。図４に示すように、生体情報画像処理部６４は、信号比算出部６４ａと、生体情報算出用テーブル６４ｂと、生体情報算出部６４ｃと、生体情報画像生成部６４ｄと、生体情報算出用テーブル更新部６４ｅとを備えている。信号比算出部６４ａは、生体情報算出部６４ｃで酸素飽和度の算出のために用いる信号比を算出する。具体的には、信号比算出部６４ａは、生体情報算出モードで得られた画像信号のうち、Ｂ１画像信号とＧ２画像信号の信号比Ｂ１／Ｇ２と、Ｒ２画像信号とＧ２画像信号の信号比Ｒ２／Ｇ２と、Ｇ２画像信号とＢ２画像信号の信号比Ｇ２／Ｂ２とをそれぞれ画素毎に算出する。
【0046】
生体情報算出用テーブル６４ｂは、信号比算出部６４ａが算出する各信号比と、酸素飽和度との相関関係を記憶している。この相関関係を、縦軸Log（Ｂ１／Ｇ２）、横軸Log（Ｒ２／Ｇ２）で形成される特徴空間上で表した場合、図５に示すように、特徴空間上において、酸素飽和度が同じ部分を繋ぎあわせた等値線が、ほぼ横軸方向に沿って、形成されている。また、等値線は、酸素飽和度が大きくなるほど、縦軸方向に対して、より下方側に位置している。例えば、酸素飽和度が１００％の等値線ＥＬ１は、酸素飽和度が０％の等値線ＥＬ２よりも下方に位置している。
【0047】
なお、特徴空間における等値線の位置及び形状は、光散乱の物理的なシミュレーションによって予め得られる。また、生体情報算出用テーブル６４ｂでは、信号比Ｂ１／Ｇ２、Ｒ２／Ｇ２と酸素飽和度との相関関係を記憶しているが、信号比Ｂ１／Ｇ２、Ｒ２／Ｇ２との相関関係に限らず、Ｂ１画像信号、Ｇ２画像信号、Ｒ２画像信号に基づく特定の演算（例えば、差分処理）を行って得られる演算値と酸素飽和度との相関関係を記憶するようにしてもよい。
【0048】
上記相関関係は、図６に示す酸化ヘモグロビン（グラフ７８）や還元ヘモグロビン（グラフ７９）の吸光特性や光散乱特性と密接に関連し合っている。例えば、青色狭帯域光ＢＬの波長帯域４７０±１０ｎｍのように、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数の差が大きい波長帯域では、ヘモグロビンの酸素飽和度によって吸光量が変化するため、酸素飽和度の情報を取り扱いやすい。したがって、中心波長４７０nm青色狭帯域光ＢＬの光に対応するＢ１画像信号を含む信号比Ｂ１／Ｇ２を用いることで、酸素飽和度の算出が可能となる。しかしながら、信号比Ｂ１／Ｇ２は酸素飽和度だけでなく、血液量にも依存度が高い。そこで、信号比Ｂ１／Ｇ２に加えて、主として血液量に依存して変化する信号比Ｒ２／Ｇ２を用いることで、血液量に影響されることなく、酸素飽和度を正確に求めることができる。なお、Ｇ２画像信号に含まれる緑色光の波長帯域５４０±２０ｎｍは、ヘモグロビンの吸光係数が比較的高いため、血液量によって吸光量が変化しやすい波長帯域である。
【0049】
生体情報算出部６４ｃは、生体情報算出用テーブル６４ｂに記憶した相関関係を参照し、信号比Ｂ１／Ｇ２，Ｒ２／Ｇ２に対応する酸素飽和度を画素毎に算出する。例えば、図７に示すように、生体情報算出用テーブル６４ｂに記憶した相関関係を参照した場合、特定画素の信号比Ｂ１*／Ｇ２*，Ｒ２*／Ｇ２*に対応する酸素飽和度は「４０％」である。したがって、生体情報算出部６４ｃは、酸素飽和度を「４０％」と算出する。
【0050】
なお、信号比Ｂ１／Ｇ２，Ｒ２／Ｇ２が極めて大きくなったり、極めて小さくなったりすることはほとんどない。すなわち、信号比Ｂ１／Ｇ２、Ｒ２／Ｇ２の各値の組み合わせが、酸素飽和度１００％の上限の等値線ＥＬ１（図５参照）よりも下方に分布したり、反対に、酸素飽和度０％の下限の等値線ＥＬ２（図５参照）よりも上方に分布したりすることはほとんどない。但し、上限の等値線ＥＬ１より下方に分布する場合には酸素飽和度を１００％とし、下限の等値線ＥＬ２より上方に分布する場合には生体情報算出部６４ｃは酸素飽和度を０％とする。また、信号比Ｂ１／Ｇ２，Ｒ２／Ｇ２に対応する点が上限の等値線ＥＬ１と下限の等値線ＥＬ２との間に分布しない場合には、その画素における酸素飽和度の信頼度が低いことが分かるように表示をしたり、酸素飽和度を算出しないようにしたりしても良い。
【0051】
生体情報画像生成部６４ｄは、生体情報算出部６４ｃで算出した酸素飽和度を用いて、酸素飽和度を画像化した酸素飽和度画像を生成する。具体的には、生体情報画像生成部６４ｄは、Ｂ２画像信号，Ｇ２画像信号，及びＲ２画像信号を取得し、これらの画像信号に対して酸素飽和度に応じたゲインを画素毎に施す。そして、ゲインを施したＢ２画像信号，Ｇ２画像信号，及びＲ２画像信号を用いてＲＧＢ画像データを生成する。例えば、生体情報画像生成部６４ｄは、酸素飽和度が６０％以上の画素ではＢ２画像信号，Ｇ２画像信号，及びＲ２画像信号のいずれにも同じゲイン「１」を乗じる。これに対して、酸素飽和度が６０％未満の画素では、Ｂ２画像信号に対して「１」未満のゲインを乗じ、Ｇ２画像信号及びＲ２画像信号に対しては「１」以上のゲインを乗じる。このゲイン処理後のＢ２画像信号，Ｇ２画像信号，及びＲ２画像信号を用いて生成したＲＧＢ画像データが酸素飽和度画像である。
【0052】
生体情報画像生成部６４ｄが生成した酸素飽和度画像では、高酸素の領域（酸素飽和度が６０～１００％の領域）では、通常観察画像と同様の色で表される。一方、酸素飽和度が特定値を下回る低酸素の領域（酸素飽和度が０～６０％の領域）は、通常観察画像とは異なる色（疑似カラー）で表される。
【0053】
なお、本実施形態では、生体情報画像生成部６４ｄは、低酸素の領域のみ疑似カラー化するゲインを乗じているが、高酸素領域でも酸素飽和度に応じたゲインを施し、酸素飽和度画像の全体を疑似カラー化しても良い。また、低酸素領域と高酸素領域を酸素飽和度６０％で分けているがこの境界も任意である。
【0054】
生体情報算出用テーブル更新部６４ｅは、酸素飽和度の算出精度が観察対象の粘膜の色によって影響を受けることから、粘膜の色に対応させるために、生体情報算出用テーブル６４ｂを更新する。粘膜の色は、内視鏡１２の光学特性と光源装置１４の光源スペクトルによって異なる。即ち、内視鏡１２と光源装置の組み合わせによって、粘膜の色は異なる。組み合わせ判定部７０によって、内視鏡１２と光源装置１４との組み合わせが、プロセッサ装置１６にて登録済みであると判定した場合には、生体情報算出用テーブル更新部６４ｅは、内視鏡１２と光源装置１４の組み合わせに対応する粘膜色用情報を粘膜色記憶部７６から読み出して、生体情報算出用テーブル６４ｂを更新する。
【0055】
具体的には、粘膜色用情報を、Ｂｒ／Ｇｒ，Ｒｒ／Ｇｒの２つの代表信号比とする場合には、生体情報算出用テーブル更新部６４ｅは、内視鏡１２と光源装置１４の組み合わせに対応する代表信号比Ｂｒ／Ｇｒ，Ｒｒ／ＧｒとデフォルトのＢｄ／Ｇｄ，Ｒｄ／Ｇｄとの差分ΔＢ／Ｇ，ΔＲ／Ｇを算出する。そして、図８に示すように、差分ΔＢ／Ｇ，ΔＲ／Ｇの分だけ、酸素飽和度１００％の上限の等値線ＥＬ１と酸素飽和度０％の下限の等値線ＥＬ２などの酸素飽和度の算出に用いる領域の情報（図５参照）をシフトさせる。これにより、生体情報算出用テーブル６４ｂの更新が完了する。
【0056】
一方、組み合わせ判定部７０によって、内視鏡１２と光源装置１４との組み合わせが、プロセッサ装置１６にて登録済みでないと判定した場合には、内視鏡１２と光源装置１４の組み合わせに対応する粘膜色用情報を取得するために、識別情報出力部７２が、内視鏡１２の識別情報と光源装置１４の識別情報とを、情報処理装置に出力する。情報処理装置８０では、内視鏡１２の識別情報と光源装置１４の識別情報を用いて、内視鏡１２と光源装置１４の組み合わせに対応する粘膜色用情報を取得する。カラー情報取得部７４は、情報処理装置８０で得られた粘膜色用情報を取得する。生体情報算出用テーブル更新部６４ｅは、カラー情報取得部７４にて取得した粘膜色用情報を用いて、生体情報算出用テーブル６４ｂの更新を行う。生体情報算出用テーブル６４ｂの更新は上記と同様である。情報処理装置８０の詳細については、後述する。
【0057】
情報処理装置８０の詳細について説明する。情報処理装置８０はプロセッサ装置１６と有線又は無線で接続されており、図９に示すように、識別情報取得部８１と、光源スペクトル取得部８２と、内視鏡光学特性取得部８３と、カラー情報処理部８４と、カラー情報出力部８５とを有する。
【0058】
識別情報取得部８１は、プロセッサ装置１６の識別情報から出力された内視鏡１２の識別情報と光源装置１４の識別情報を取得する。光源スペクトル取得部８２は、光源装置１４の識別情報と照明光の光源スペクトルとの関係を記憶する光源スペクトルテーブル８２ａを参照して、光源装置１４の識別情報に対応する光源スペクトルを取得する。光源スペクトルテーブル８２ａには、図１０に示すように、光源装置１４の識別情報ＩＤＬ１、ＩＤＬ２、・・・、ＩＤＬｎ毎に、各識別情報に対応する照明光の光源スペクトルＳＰＴ１、ＳＰ２、・・・、ＳＰＴｎが記憶されている。各識別情報に対応する光源スペクトルは、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒのピーク波長など、ホワイトバランス用情報又は粘膜色用情報を算出するために必要な光源スペクトルに関する全ての情報を含んでいる（図３参照）。また、各識別情報に対応する光源スペクトルはそれぞれスペクトルが異なっていることが多い。例えば、光源スペクトルＳＰＴ１における赤色光Ｒのピーク波長ＲＰＷ１は、図１１に示すように、光源スペクトルＳＰＴ２における赤色光Ｒのピーク波長ＲＰＷ２よりも数ｎｍ短波長側に位置している。なお、光源スペクトル取得部８２にて取得する光源スペクトルとしては、通常光の光源スペクトルと第２照明光の光源スペクトルの両方を取得することが好ましい。また、光源スペクトルテーブル８２ａに、光源装置１４の識別情報に対応する光源スペクトルが無い場合には、情報処理装置８０は、ネットワークを介して、外部の光源スペクトルサーバ（図示しない）から、識別情報に対応する光源スペクトルを取得する。
【0059】
内視鏡光学特性取得部８３は、内視鏡１２の識別情報と内視鏡１２の光学特性との関係を記憶する内視鏡光学特性テーブル８３ａを参照して、内視鏡１２の識別情報に対応する内視鏡１２の光学特性を取得する。内視鏡１２の光学特性は、光源装置１４からの光を受受光して内視鏡１２から出射するまでの間の光の分光透過特性、及び、観察対象からの光を受光して撮像センサ４４にて受光するまでの間の光の分光透過特性で表される。具体的には、内視鏡１２の光学特性には、内視鏡１２が有する撮像センサ４４の分光感度、及び、内視鏡１２が有するライトガイド２５の透過特性を含むことが好ましい。内視鏡光学特性テーブル８３ａには、図１２に示すように、内視鏡１２の識別情報ＩＤＳ１、ＩＤＳ２、・・・、ＩＤＳｎ毎に、各識別情報に対応する撮像センサ４４の分光感度ＳＤ１、ＳＤ２、・・・、ＳＤｎとライトガイド２５の透過特性ＰＣ１、ＰＣ２、・・・、ＰＣｎが記憶されている。なお、各識別情報に対応する撮像センサ４４の分光感度とライトガイド２５の透過特性とは、それぞれ異なっていることが多い。また、内視鏡光学特性テーブル８３ａに、内視鏡１２の識別情報に対応する内視鏡の光学特性が無い場合には、情報処理装置８０は、ネットワークを介して、外部の内視鏡光学特性サーバ（図示しない）から、識別情報に対応する内視鏡１２の光学特性を取得する。
【0060】
各識別情報に対応する撮像センサ４４の分光感度については、図１３に示すように、撮像センサ４４のＢ画素の分光感度ＢＳＤ、Ｇ画素の分光感度ＧＳＤ、Ｒ画素の分光感度など、ホワイトバランス用情報又は粘膜色用情報を算出するために必要な撮像センサ４４の分光感度に関する全ての情報を含んでいる。また、各識別情報に対応するライトガイド２５の透過特性については、図１４に示すように、各波長域における透過率など、ホワイトバランス用情報又は粘膜色用情報を算出するために必要なライトガイド２５の透過特性に関する全ての情報を含んでいる。
【0061】
カラー情報処理部８４は、白色板の反射スペクトル、光源スペクトル取得部８２にて取得した光源スペクトル、及び、内視鏡光学特性取得部８３にて取得した内視鏡の光学特性に基づくホワイトバランス用演算処理によって、ホワイトバランス用情報として、例えば、特定のゲインを取得する第１処理を行う。具体的には、通常光モード用のホワイトバランス処理にて用いる特定のゲインＧｃｂ、Ｇｃｇ、Ｇｃｒを取得する場合には、図１５に示すように、予め情報処理装置８０にて記憶されている白色板の反射スペクトルＷＳＰＴと、光源スペクトルＳＰＴ（通常光と第２照明光の光源スペクトル）と、ライトガイド２５の透過特性ＰＣと、撮像センサ４４のＢ画素の分光感度ＢＳＤとをそれぞれ掛け合わせることにより、特定ゲイン算出用のＢ演算値を得る。同様にして、白色板の反射スペクトルＷＳＰＴと、光源スペクトルＳＰＴと、ライトガイド２５の透過特性ＰＣと、撮像センサ４４のＧ画素の分光感度ＧＳＤとをそれぞれ掛け合わせることにより、特定ゲイン算出用のＧ演算値を得る。また、白色板の反射スペクトルＷＳＰＴと、光源スペクトルＳＰＴと、ライトガイド２５の透過特性ＰＣと、撮像センサ４４のＲ画素の分光感度ＲＳＤとをそれぞれ掛け合わせることにより、特定ゲイン算出用のＲ演算値を得る。
【0062】
そして、特定ゲイン算出用のＢ演算値とＧ演算値とＲ演算値とについてそれぞれ最高画素値にするための係数Ｋｂ、Ｋｇ、Ｋｒを算出する。例えば、最高画素値が２５５である場合には、Ｋｂ＝２５５／Ｂ演算値、Ｋｇ＝２５５／Ｇ演算値、Ｋｒ＝２５５／Ｒ演算値となる。以上のように算出される係数Ｋｂ、Ｋｇ、Ｋｒが、通常光モード用のホワイトバランス処理にて用いる特定のゲインＧｃｂ、Ｇｃｇ、Ｇｃｒに相当する。特定のゲインＧｃｂ、Ｇｃｇ、Ｇｃｒは、ホワイトバランス用情報として、カラー情報出力部８５によって、プロセッサ装置１６に出力される。なお、生体情報算出用のホワイトバランス処理にて用いる特定のゲインＧ２ｂ、Ｇ２ｇ、Ｇ２ｒを取得する場合についても、上記と同様の手順で算出し、プロセッサ装置１６に出力を行う。
【0063】
なお、ホワイトバランス用情報については、プロセッサ装置１６とネットワークを介して接続された外部の情報処理サーバ（図示しない）にて上記と同様のホワイトバランス用演算処理を行い、その演算により得られたホワイトバランス用情報を、情報処理装置８０に保存するようにしてもよい。即ち、情報処理装置８０は、ホワイトバランス用演算処理を行わず、内視鏡１２と光源装置１４の組み合わせに対応するホワイトバランス用情報の保存のみを行う。同様にして、下記の粘膜色用情報についても、外部の情報処理サーバにて粘膜色用演算処理を行い、その演算により得られた粘膜色用情報を、情報処理装置８０に保存するようにしてもよい。
【0064】
カラー情報処理部８４は、粘膜色の反射スペクトル、光源スペクトル取得部８２にて取得した光源スペクトル、及び、内視鏡光学特性取得部８３にて取得した内視鏡の光学特性に基づく粘膜色用演算処理によって、粘膜色用情報として、例えば、内視鏡１２と光源装置１４の組み合わせに対応する代表信号比Ｂｒ／Ｇｒ，Ｒｒ／Ｇｒを取得する第２処理を行う。なお、カラー情報処理部８４は、第１処理又は第２処理の少なくとも一方を行うことが好ましい。
【0065】
具体的には、キャリブレーションモードにて用いる２つの代表信号比Ｂｒ／Ｇｒ，Ｒｒ／Ｇｒを取得する場合には、図１６に示すように、予め情報処理装置８０にて記憶されている粘膜色の反射スペクトルＭＳＰＴと、光源スペクトルＳＰＴと、ライトガイド２５の透過特性ＰＣと、撮像センサ４４のＢ画素の分光感度ＢＳＤとをそれぞれ掛け合わせることにより、代表信号比算出用のＢ演算値を得る。同様にして、粘膜色の反射スペクトルＭＳＰＴと、光源スペクトルＳＰＴ（通常光と第２照明光の光源スペクトル）と、ライトガイド２５の透過特性ＰＣと、撮像センサ４４のＧ画素の分光感度ＧＳＤとをそれぞれ掛け合わせることにより、代表信号比算出用のＧ演算値を得る。また、粘膜の反射スペクトルＷＳＰＴと、光源スペクトルＳＰＴと、ライトガイド２５の透過特性ＰＣと、撮像センサ４４のＲ画素の分光感度ＲＳＤとをそれぞれ掛け合わせることにより、代表信号比算出用のＲ演算値を得る。なお、粘膜色の反射スペクトルＭＳＰＴは、内視鏡１２が上部内視鏡の場合は、食道と胃の粘膜の反射スペクトルの平均を用いることが好ましく、内視鏡１２が下部内視鏡の場合には、大腸の反射スペクトルを用いることが好ましい。
【0066】
そして、代表信号比算出用のＢ演算値、Ｇ演算値、Ｒ演算値が得られると、Ｂ演算値をＧ演算値で除することにより、代表信号比Ｂｒ／Ｇｒが得られる。また、Ｒ演算値をＧ演算値で除することにより、代表信号比Ｒｒ／Ｇｒが得られる。これら２つの代表信号比Ｂｒ／Ｇｒ，Ｒｒ／Ｇｒは、カラー情報出力部８５によって、プロセッサ装置１６に出力される。
【0067】
次に、内視鏡１２と光源装置１４とがプロセッサ装置１６に新たに接続された場合において行われる処理等について、図１７のフローチャートに沿って説明する。内視鏡１２と光源装置１４がプロセッサ装置１６に接続されると、プロセッサ装置１６は、内視鏡１２の識別情報と光源装置１４の識別情報を読み込む。プロセッサ装置１６の組み合わせ判定部７０は、内視鏡１２の識別情報と光源装置１４の識別情報に基づいて、内視鏡１２と光源装置１４の組合せが登録済みか否かを判定する。内視鏡１２と光源装置１４の組合せが登録済みである場合には、登録済みの組み合わせに対応するホワイトバランス用情報として、特定のゲインをゲイン記憶部７１から読み出して、ホワイトバランス処理を行う。また、登録済みの組み合わせに対応する粘膜色情報として、代表信号比を粘膜色記憶部７６から読み出して、生体情報算出用テーブル６４ｂの更新を行う。
【0068】
一方、内視鏡１２と光源装置１４の組合せが登録済みでない場合には、識別情報出力部７２は、内視鏡１２の識別情報と光源装置１４の識別情報とを外部の情報処理装置８０に出力する。光源スペクトル取得部８２は、光源スペクトルテーブル８２ａを参照して、光源装置１４の識別情報に対応する光源スペクトルを取得する。また、内視鏡光学特性取得部８３は、内視鏡光学特性テーブル８３ａを参照して、内視鏡１２の識別情報に対応する内視鏡の光学特性を取得する。
【0069】
カラー情報処理部８４は、白色板の反射スペクトル、光源スペクトル取得部８２にて取得した光源スペクトル、及び、内視鏡光学特性取得部８３にて取得した内視鏡光学特性に基づくホワイトバランス用演算処理によって、ホワイトバランス用情報を取得する。また、カラー情報処理部８４は、粘膜色の反射スペクトル、光源スペクトル取得部８２にて取得した光源スペクトル、及び、内視鏡光学特性取得部８３にて取得した内視鏡光学特性に基づく粘膜色用演算処理によって、粘膜色用情報を取得する。カラー情報出力部８５は、ホワイトバランス用情報、又は、粘膜色用情報をプロセッサ装置１６に出力する。
【0070】
プロセッサ装置１６のカラー情報取得部７４は、情報処理装置８０からのホワイトバランス用情報、又は、粘膜色用情報を取得する。ホワイトバランス処理部５２ａは、ホワイトバランス用情報に基づいて、ホワイトバランス処理を行う。また、ホワイトバランス用情報である特定のゲインは、内視鏡１２と光源装置１４の組合せ（内視鏡１２の識別情報と光源装置１４の識別情報の組み合わせ）と対応付けられて、ゲイン記憶部７１に記憶される。また、生体情報算出用テーブル更新部６４ｅは、粘膜色情報である代表信号比Ｂｒ／Ｇｒに基づいて、生体情報算出用テーブル６４ｂを更新する。また、代表信号比Ｂｒ／Ｇｒは、内視鏡１２と光源装置１４の組合せ（内視鏡１２の識別情報と光源装置１４の識別情報の組み合わせ）と対応付けられて、粘膜色記憶部７６に記憶される。
【0071】
なお、上記実施形態では、光源スペクトルテーブル８２ａには、ホワイトバランス用情報又は粘膜色用情報を算出するために必要な光源スペクトルの全ての情報を記憶させているが、格納メモリ量の削減する観点から、光源スペクトルの全ての情報を記憶させることに代えて、ピーク波長など光源スペクトルを縮退した光源特徴データを記憶させることが好ましい。ただし、この場合には、ホワイトバランス用演算処理又は粘膜色用演算処理において光源スペクトルの全ての情報が必要になることから、光源スペクトル取得部８２は、光源特徴データと標準の光源スペクトルから、光源特徴データに対応する近似の光源スペクトルを生成することが好ましい。
【0072】
具体的には、光源スペクトルテーブル８２ａは、照明光のピーク波長を含む光源特徴データと光源装置１４の識別情報との関係を記憶する。そして、光源スペクトル取得部８２は、光源スペクトルテーブル８２ａを参照して、光源装置１４の識別情報に対応する光源特徴データを取得する。そして、光源スペクトル取得部８２は、光源特徴データを用いて、予め定められている標準の光源スペクトルを補正することによって、光源装置１４の識別情報に対応する光源スペクトルを取得する。例えば、図１８に示すように、光源特徴データにおける赤色光Ｒのピーク波長ＰＷｃが６２５ｎｍで、標準の光源スペクトルにおける赤色光Ｒのピーク波長ＰＷｓが６３０ｎｍであり、その他は光源特徴データと標準の光源スペクトルと同じである場合には、標準の光源スペクトルＳＰＴｓの赤色光Ｒのピーク波長を５ｎｍだけ短波長側にシフトさせる補正を行うことによって、光源装置１４の識別情報に対応する光源スペクトルを取得する。
【0073】
また、上記実施形態では、内視鏡光学特性テーブル８３ａには、ホワイトバランス用情報又は粘膜色用情報を算出するために必要な撮像センサ４４の分光特性とライトガイド２５の透過特性の全ての情報を記憶させているが、格納メモリ量の削減する観点から、撮像センサ４４の分光特性とライトガイド２５の透過特性の全ての情報を記憶させることに代えて、撮像センサ４４のピーク感度など内視鏡１２の光学特性を縮退した内視鏡特徴データを記憶させることが好ましい。ただし、この場合には、ホワイトバランス用演算処理又は粘膜色用演算処理において撮像センサ４４の分光特性とライトガイド２５の透過特性の全ての情報が必要になることから、内視鏡光学特性取得部８３は、内視鏡特徴データと標準の内視鏡光学特性から、内視鏡特徴データに対応する近似の内視鏡光学特性を生成することが好ましい。
【0074】
具体的には、内視鏡光学特性テーブル８３ａは、撮像センサ４４の特定色画素のピーク感度を含む内視鏡特徴データと内視鏡１２の識別情報との関係を記憶する。そして、内視鏡光学特性取得部８３は、内視鏡光学特性テーブル８３ａを参照して、内視鏡１２の識別情報に対応する内視鏡特徴データを取得する。そして、内視鏡光学特性取得部８３は、内視鏡特徴データを用いて、予め定められている標準の内視鏡光学特性を補正することによって、内視鏡１２の識別情報に対応する内視鏡光学特性を取得する。
【0075】
内視鏡１２の光学特性のうち撮像センサ４４の分光感度を生成する方法を以下に示す。例えば、図１９に示すように、内視鏡特徴データにおける撮像センサ４４のＢ画素のピーク感度ＢＰＳｃが４５０ｎｍで、標準の内視鏡光学特性におけるＢ画素のピーク感度ＢＰＳｓが４７０ｎｍであり、その他は内視鏡特徴データと標準の内視鏡光学特性と同じである場合には、標準の分光感度ＢＰＳｓのピーク感度を２０ｎｍだけ短波長側にシフトさせる補正を行うことによって、内視鏡１２の光学特性のうち撮像センサ４４の分光感度を取得する。
【0076】
［第２実施形態］
第２実施形態では、上記第１実施形態で示した４色のＬＥＤ２０ａ～２０ｅの代わりに、キセノンランプなどの広帯域光源と回転フィルタを用いて観察対象の照明を行う。また、カラーの撮像センサ４４に代えて、モノクロの撮像センサで観察対象の撮像を行う。それ以外については、第１実施形態と同様である。
第２実施形態では、上記第１実施形態で示した４色のＬＥＤ２０ａ～２０ｅの代わりに、キセノンランプなどの広帯域光源と回転フィルタを用いて観察対象の照明を行う。また、カラーの撮像センサ４４に代えて、モノクロの撮像センサで観察対象の撮像を行う。それ以外については、第１実施形態と同様である。
【0077】
図２０に示すように、第２実施形態の内視鏡システム１００では、光源装置１４において、４色のＬＥＤ２０ａ～２０ｅに代えて、広帯域光源１０２、回転フィルタ１０４、フィルタ切替部１０５が設けられている。また、撮像光学系３０ｂには、カラーの撮像センサ４４の代わりに、カラーフィルタが設けられていないモノクロの撮像センサ１０６が設けられている。
【0078】
広帯域光源１０２はキセノンランプ、白色ＬＥＤなどであり、波長域が青色から赤色に及ぶ白色光を発する。回転フィルタ１０４には、内側から順に、通常光モード用フィルタ１０７と、生体情報算出モード用フィルタ１０８とが設けられている（図２１参照）。フィルタ切替部１０５は、回転フィルタ１０４を径方向に移動させるものであり、モード切替ＳＷ１２ｆにより通常光モードにセットしたときに、通常光モード用フィルタ１０７を白色光の光路に挿入し、生体情報算出モードにセットしたときに、生体情報算出モード用フィルタ１０８を白色光の光路に挿入する。
【0079】
図２１に示すように、通常光モード用フィルタ１０７には、周方向に沿って、白色光のうち広帯域青色光Ｂを透過させるＢフィルタ１０７ａ、白色光のうち広帯域緑色光Ｇを透過させるＧフィルタ１０７ｂ、及び、白色光のうち広帯域赤色光Ｒを透過させるＲフィルタ１０７ｃが設けられている。したがって、通常光モード時には、回転フィルタ１０４が回転することで、照明光である通常光として、広帯域青色光Ｂ、広帯域緑色光Ｇ、広帯域赤色光Ｒが交互に観察対象に照射される。
【0080】
生体情報算出モード用フィルタ１０８には、周方向に沿って、白色光のうち青色狭帯域光を透過させるＢｎフィルタ１０８ａ、白色光のうち広帯域青色光Ｂを透過させるＢフィルタ１０８ｂ、白色光のうち広帯域緑色光Ｇを透過させるＧフィルタ１０８ｃ、及び、白色光のうち広帯域赤色光Ｒを透過させるＲフィルタ１０８ｄが設けられている。したがって、生体情報算出モード時には、回転フィルタ１０４が回転することで、照明光である第１照明光としての青色狭帯域光と、照明光である第２照明光としての青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒとが、それぞれ交互に観察対象に照射される。なお、青色狭帯域光の波長帯域は４００～４５０ｎｍであことが好ましい。
【0081】
内視鏡システム１００では、通常光モード時には、広帯域青色光Ｂ、広帯域緑色光Ｇ、広帯域赤色光Ｒで観察対象が照明される毎にモノクロの撮像センサ１０６で観察対象を撮像する。これにより、Ｂｃ画像信号、Ｇｃ画像信号、Ｒｃ画像信号が得られる。そして、それら３色の画像信号に基づいて、上記第１実施形態と同様の方法で、通常画像が生成される。
【0082】
内視鏡システム１００では、生体情報算出モード時には、青色狭帯域光、広帯域青色光、広帯域緑色光、及び広帯域赤色光で観察対象が照明される毎にモノクロの撮像センサ１０６で観察対象を撮像する。これにより、Ｂ１画像信号、Ｂ２画像信号、Ｇ２画像信号、及び、Ｒ２画像信号が得られる。そして、それら４色の画像信号に基づいて、上記第１実施形態と同様の方法で、生体情報画像が生成される。
【0083】
［第３実施形態］
第３実施形態では、上記第１実施形態で示した４色のＬＥＤ２０ａ～２０ｅの代わりに、レーザ光源と蛍光体を用いて観察対象の照明を行う。以下においては、第１実施形態と異なる部分のみ説明を行い、第１実施形態と略同様の部分については、説明を省略する。
第３実施形態では、上記第１実施形態で示した４色のＬＥＤ２０ａ～２０ｅの代わりに、レーザ光源と蛍光体を用いて観察対象の照明を行う。以下においては、第１実施形態と異なる部分のみ説明を行い、第１実施形態と略同様の部分については、説明を省略する。
【0084】
図２２に示すように、第３実施形態の内視鏡システム２００では、光源装置１４の光源部２０において、４色のＬＥＤ２０ａ～２０ｅの代わりに、短波長の光に相当する中心波長４０５±１０ｎｍの紫色レーザ光を発する紫色レーザ光源２０３（「４０５ＬＤ」と表記。ＬＤは「Laser Diode」を表す）と、中心波長４４５±１０ｎｍの青色レーザ光を発する青色レーザ光源（「４４５ＬＤ」と表記）２０４と、中心波長４７０±１０ｎｍの青色狭帯域光を発する青緑色レーザ光源（「４７３ＬＤ」と表記）２０５とが設けられている。これら各光源２０３、２０４、２０５の半導体発光素子からの発光は、光源制御部２０８により個別に制御されている。
【0085】
光源制御部２０８は、通常光モードの場合には、青色レーザ光源２０４を点灯させる。これに対して、生体情報算出モードの場合には、青緑色レーザ光源２０５と青色レーザ光源２０４とを交互に点灯させる。なお、青色レーザ光源２０４を点灯する場合には、紫色レーザ光源２０３も合わせて点灯してもよい。
【0086】
なお、紫色レーザ光、青色レーザ光、又は、青色狭帯域光の半値幅は±１０nm程度にすることが好ましい。また、紫色レーザ光源２０３、青色レーザ光源２０４及び青緑色レーザ光源２０６は、ブロードエリア型のＩｎＧａＮ系レーザダイオードが利用でき、また、ＩｎＧａＮＡｓ系レーザダイオードやＧａＮＡｓ系レーザダイオードを用いることもできる。また、上記光源として、発光ダイオードなどの発光体を用いた構成としてもよい。
【0087】
照明光学系３０ａには、照明レンズ３２の他に、ライトガイド２５からの青色レーザ光又は青緑色レーザ光が入射する蛍光体２１０が設けられている。蛍光体２１０は、青色レーザ光によって励起され、蛍光を発する。したがって、青色レーザ光は励起光に相当する。また、青色レーザ光の一部は、蛍光体２１０を励起させることなく透過する。青緑色レーザ光は、蛍光体２１０を励起させることなく透過する。蛍光体２１０を出射した光は、照明レンズ３２を介して、観察対象の体内を照明する。
【0088】
ここで、通常光モードにおいては、主として青色レーザ光が蛍光体２１０に入射するため、図２３に示すように、青色レーザ光、及び青色レーザ光により蛍光体２１０から励起発光する蛍光を合波した通常光が照明光として観察対象に照明される。この通常光で照明された観察対象を撮像センサ４４で撮像することによって、Ｂｃ画像信号、Ｇｃ画像信号、Ｒｃ画像信号からなる通常画像が得られる。
【0089】
また、生体情報算出モードにおいては、青色狭帯域光が蛍光体２１０に入射することにより、図２４に示すように、青色狭帯域光、及び青色狭帯域光により蛍光体２１０から励起発光する蛍光を合はした第１照明光が観察対象に照明される。また、第１照明光で照明された観察対象を撮像センサ４４で撮像することによって、Ｂ１画像信号、Ｇ１画像信号、Ｒ１画像信号が得られる。
【0090】
また、青色レーザ光が蛍光体２１０に入射することにより、図２３に示すように、青色レーザ光、及び青色レーザ光により蛍光体２１０から励起発光する蛍光を合波した第２照明光が観察対象に照明される。また、第２照明光で照明された観察対象を撮像センサ４４で撮像することによって、Ｂ２画像信号、Ｇ２画像信号、Ｒ２画像信号からなる生体情報画像が得られる。そして、Ｂ１画像信号、Ｂ２画像信号、Ｇ２画像信号、Ｒ２画像信号に基づいて、生体情報の算出と生体情報画像の生成が行われる。
【0091】
なお、蛍光体２１０は、青色レーザ光の一部を吸収して、緑色～黄色に励起発光する複数種の蛍光体（例えばＹＫＧ系蛍光体、或いはＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17）などの蛍光体）を含んで構成されるものを使用することが好ましい。本構成例のように、半導体発光素子を蛍光体２１０の励起光源として用いれば、高い発光効率で高強度の白色光が得られ、白色光の強度を容易に調整できる上に、白色光の色温度、色度の変化を小さく抑えることができる。
【0092】
上記実施形態において、画像取得部５０、ホワイトバランス処理部５２ａ、ノイズ低減部５４、画像処理部５８、映像信号生成部６０、通常画像生成部６２、生体情報画像処理部６４、信号比算出部６４ａ、生体情報算出用テーブル６４ｂ、酸素飽和度算出部６４ｃ、生体情報画像生成部６４ｄ、生体情報算出用テーブル更新部６４ｅ、組み合わせ判定部７０、ゲイン記憶部７１、識別情報出力部７２、カラー情報取得部７４、粘膜色記憶部７６、識別情報取得部８１、光源スペクトル取得部８２、光源スペクトルテーブル８２ａ、内視鏡光学特性取得部８３、内視鏡光学特性テーブル８３ａ、カラー情報処理部８４、カラー情報出力部８５といった各種の処理を実行する処理部（processing unit)のハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサ（processor）である。各種のプロセッサには、ソフトウエア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit)、ＦＰＧＡ (Field Programmable Gate Array) などの製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device:ＰＬＤ）、各種の処理を実行するために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路などが含まれる。
【0093】
１つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合せ（例えば、複数のＦＰＧＡや、ＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアントやサーバなどのコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウエアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip:ＳｏＣ）などに代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを１つ以上用いて構成される。
【0094】
さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた形態の電気回路（circuitry）である
【符号の説明】
【0095】
１０ 内視鏡システム
１２ 内視鏡
１２ａ 挿入部
１２ｂ 操作部
１２ｃ 湾曲部
１２ｄ 先端部
１２ｅ アングルノブ
１２ｆ モード切替スイッチ
１２ｇ 静止画取得指示部
１４ 光源装置
１６ プロセッサ装置
１８ モニタ
１９ ユーザーインターフェース
２０ 光源部
２０ａ Ｖ－ＬＥＤ
２０ｂ Ｂ－ＬＥＤ
２０ｃ Ｇ－ＬＥＤ
２０ｄ Ｒ－ＬＥＤ
２０ｅ ＢＬ－ＬＥＤ
２１ 光源制御部
２３ 光路結合部
２５ ライトガイド
３０ａ 照明光学系
３０ｂ 撮像光学系
３２ 照明レンズ
４２ 対物レンズ
４４ 撮像センサ
４５ 撮像制御部
４６ ＣＤＳ／ＡＧＣ回路
４８ Ａ／Ｄコンバータ
５０ 画像取得部
５２ ＤＳＰ
５２ａ ホワイトバランス処理部
５４ ノイズ低減部
５６ 画像処理切替部
５８ 画像処理部
６０ 映像信号生成部
６２ 通常画像生成部
６４ 生体情報画像処理部
６４ａ 信号比算出部
６４ｂ 生体情報算出用テーブル
６４ｃ 生体情報算出部
６４ｄ 生体情報画像生成部
６４ｅ 生体情報算出用テーブル更新部
７０ 組み合わせ判定部
７１ ゲイン記憶部
７２ 識別情報出力部
７４ カラー情報取得部
７６ 粘膜色記憶部
７８ グラフ
７９ グラフ
８０ 情報処理装置
８１ 識別情報取得部
８２ 光源スペクトル取得部
８２ａ 光源スペクトルテーブル
８３ 内視鏡光学特性取得部
８３ａ 内視鏡光学特性テーブル
８４ カラー情報処理部
８５ カラー情報出力部
１００ 内視鏡システム
１０２ 広帯域光源
１０４ 回転フィルタ
１０５ フィルタ切替部
１０６ 撮像センサ
１０７ 通常光モード用フィルタ
１０７ａ Ｂフィルタ
１０７ｂ Ｇフィルタ
１０７ｃ Ｒフィルタ
１０８ 生体情報算出モード用フィルタ
１０８ａ Ｂｎフィルタ
１０８ｂ Ｂフィルタ
１０８ｃ Ｇフィルタ
１０８ｄ Ｒフィルタ
２００ 内視鏡システム
２０３ 紫色レーザ光源
２０４ 青色レーザ光源
２０５ 青緑色レーザ光源
２０８ 光源制御部
２１０ 蛍光体
ＢＳＤ Ｂ画素の分光感度
ＧＳＤ Ｇ画素の分光感度
ＲＳＤ Ｒ画素の分光感度
ＥＬ１、ＥＬ２ 等値線
ＳＰＴ、ＳＰＴ１、ＳＰＴ２、ＳＰＴｎ、ＳＰＴｃ 光源スペクトル
ＳＰＴｓ 標準の光源スペクトル
ＷＳＰＴ 白色板の反射スペクトル
ＭＳＰＴ 粘膜色の反射スペクトル
ＰＣ ライトガイドの透過特性
ＰＷ１、ＰＷ２、ＰＷｃ、ＰＷｓ 赤色光Ｒのピーク波長
ＢＰＳｃ Ｂ画素のピーク感度
ＢＰＳｓ 標準の内視鏡光学特性におけるＢ画素のピーク感度
１２ 内視鏡
１２ａ 挿入部
１２ｂ 操作部
１２ｃ 湾曲部
１２ｄ 先端部
１２ｅ アングルノブ
１２ｆ モード切替スイッチ
１２ｇ 静止画取得指示部
１４ 光源装置
１６ プロセッサ装置
１８ モニタ
１９ ユーザーインターフェース
２０ 光源部
２０ａ Ｖ－ＬＥＤ
２０ｂ Ｂ－ＬＥＤ
２０ｃ Ｇ－ＬＥＤ
２０ｄ Ｒ－ＬＥＤ
２０ｅ ＢＬ－ＬＥＤ
２１ 光源制御部
２３ 光路結合部
２５ ライトガイド
３０ａ 照明光学系
３０ｂ 撮像光学系
３２ 照明レンズ
４２ 対物レンズ
４４ 撮像センサ
４５ 撮像制御部
４６ ＣＤＳ／ＡＧＣ回路
４８ Ａ／Ｄコンバータ
５０ 画像取得部
５２ ＤＳＰ
５２ａ ホワイトバランス処理部
５４ ノイズ低減部
５６ 画像処理切替部
５８ 画像処理部
６０ 映像信号生成部
６２ 通常画像生成部
６４ 生体情報画像処理部
６４ａ 信号比算出部
６４ｂ 生体情報算出用テーブル
６４ｃ 生体情報算出部
６４ｄ 生体情報画像生成部
６４ｅ 生体情報算出用テーブル更新部
７０ 組み合わせ判定部
７１ ゲイン記憶部
７２ 識別情報出力部
７４ カラー情報取得部
７６ 粘膜色記憶部
７８ グラフ
７９ グラフ
８０ 情報処理装置
８１ 識別情報取得部
８２ 光源スペクトル取得部
８２ａ 光源スペクトルテーブル
８３ 内視鏡光学特性取得部
８３ａ 内視鏡光学特性テーブル
８４ カラー情報処理部
８５ カラー情報出力部
１００ 内視鏡システム
１０２ 広帯域光源
１０４ 回転フィルタ
１０５ フィルタ切替部
１０６ 撮像センサ
１０７ 通常光モード用フィルタ
１０７ａ Ｂフィルタ
１０７ｂ Ｇフィルタ
１０７ｃ Ｒフィルタ
１０８ 生体情報算出モード用フィルタ
１０８ａ Ｂｎフィルタ
１０８ｂ Ｂフィルタ
１０８ｃ Ｇフィルタ
１０８ｄ Ｒフィルタ
２００ 内視鏡システム
２０３ 紫色レーザ光源
２０４ 青色レーザ光源
２０５ 青緑色レーザ光源
２０８ 光源制御部
２１０ 蛍光体
ＢＳＤ Ｂ画素の分光感度
ＧＳＤ Ｇ画素の分光感度
ＲＳＤ Ｒ画素の分光感度
ＥＬ１、ＥＬ２ 等値線
ＳＰＴ、ＳＰＴ１、ＳＰＴ２、ＳＰＴｎ、ＳＰＴｃ 光源スペクトル
ＳＰＴｓ 標準の光源スペクトル
ＷＳＰＴ 白色板の反射スペクトル
ＭＳＰＴ 粘膜色の反射スペクトル
ＰＣ ライトガイドの透過特性
ＰＷ１、ＰＷ２、ＰＷｃ、ＰＷｓ 赤色光Ｒのピーク波長
ＢＰＳｃ Ｂ画素のピーク感度
ＢＰＳｓ 標準の内視鏡光学特性におけるＢ画素のピーク感度
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】