JP2006192058A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 自家蛍光を利用した擬似カラー画像のちらつきを防止する。
【解決手段】 内視鏡プロセッサ２０は、参照用光源２２、励起用光源２３、第１信号処理回路３５_a、ヒストグラム演算回路３７、及び擬似カラー演算回路３８、を備える。内視鏡プロセッサ２０と内視鏡５０とを接続することにより、撮像素子５３を第１信号処理回路３５_aに接続する。撮像素子５３が画像信号を生成する。第１信号処理回路３５_aとヒストグラム演算回路３７は画像信号を画像データとして擬似カラー演算回路３８に送る。擬似カラー演算回路は参照光画像データと蛍光画像データとに基づいて、徐々に色相が変わる擬似カラー画像データを作成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自家蛍光を利用した電子内視鏡における画像処理装置に関する。

紫外線等の特定の波長の光（励起光）を生体組織に照射することにより、蛍光を発する自家蛍光が知られている。また、がん細胞等の病変部においては蛍光の光量が低いことが知られている。この性質を利用した電子内視鏡システムが知られている（特許文献１参照）。

即ち、白色光等の参照光を照射した時の画像と励起光を照射した時の画像を比較して、励起光を照射した時の画像では暗く、参照光を照射した時の画像では明るい画素を抽出する信号処理を行い、この画素を着色した擬似カラー画像を表示することにより、病変部の特定を可能としていた。

しかし、擬似カラー画像において着色画素と非着色画素の境界近辺にちらつきが発生していた。また、複数の色で着色した場合に第１の色の着色画素と第２の色の着色画素の境界近辺にもちらつきが発生していた。

また、擬似カラー画像では着色画素が単一の色により塗りつぶされてしまうため、操作性が悪かった。即ち、着色画素の写像を表示するためには、操作者の手動により参照光を照射した時の画像に切替える必要があった。
特開２００３−２９０１３０号公報

したがって、本発明では擬似カラー画像においてちらつきの発生を防ぎ、併せて操作者による画像の切替え操作の煩雑さを軽減させることが可能な電子内視鏡の画像処理装置の提供を目的とする。

本発明の画像処理装置は、参照光或いは生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光が照射される被写体を撮像することにより生成される画像信号を取得する画像信号取得手段と、参照光を照射する時に生成される参照光画像信号に相当する参照光画像を構成する領域毎の参照光輝度と励起光を照射する時に生成される蛍光画像信号に相当する自家蛍光画像を構成する領域毎の蛍光輝度とを求め同一の領域における参照光輝度或いは蛍光輝度のいずれか一方に対する他方の大きさである相対輝度を求める相対輝度算出手段と、相対輝度に応じて第１色相が変化する領域によって構成される擬似カラー画像に相当する擬似カラー画像データを作成する画像処理手段とを備えることを特徴としている。このような構成により、色が徐々に変化する擬似カラー画像が作成されるので着色画素の境界近辺のちらつきの発生が防止される。

擬似カラー画像を構成する領域それぞれの擬似カラー画像における位置は、領域に対応した相対輝度の算出に用いられた参照光輝度、或いは蛍光輝度に対応した領域と同じ位置であることが好ましい。

参照光画像或いは自家蛍光画像の一方を基準として、他方の画像の輝度を正規化する正規化手段を備え、画像処理手段が参照光輝度或いは蛍光輝度のいずれか一方を正規化された参照光輝度或いは正規化された蛍光輝度に置換えて相対輝度を算出することが好ましい。正規化を行うことにより、絞りにより参照光の光量を変化させる場合であっても実質的に同じ相対輝度を求めることが可能になる。

正規化は、参照光画像或いは自家蛍光画像のいずれか一方であって正規化を行う画像を構成する領域の輝度における最大輝度に対する他方の画像を構成する領域の輝度における最大輝度の比である最大輝度比を求め、正規化を行う画像を構成する各領域の輝度に最大輝度比を乗じることにより行われることが好ましい。

或いは、参照光画像及び自家蛍光画像を構成する領域の輝度についての度数分布を作成する分布作成手段を備え、正規化は記参照光画像或いは自家蛍光画像のいずれか一方であって正規化を行う画像を構成する領域の輝度の度数分布における平均輝度に対する他方の画像を構成する領域の輝度の度数分布における平均輝度の比である平均輝度比を求め正規化を行う画像を構成する各領域の輝度に前記平均輝度比を乗じることにより行われることが好ましい。

画像処理手段が、相対輝度に応じて参照光画像或いは自家蛍光画像において相対輝度に対応する領域の第１色相を変化させる信号処理を参照光画像信号或いは蛍光画像信号に対して行い、擬似カラー画像データを作成することが好ましい。

画像処理手段が、擬似カラー画像を構成する領域の第２色相を相対輝度に応じて変化させることが好ましい。

被写体を照射する光を参照光と励起光のいずれかに切替える切替え手段と、被写体へ照射する光が参照光に切替えられている間に生成される画像信号を参照光画像信号として、被写体へ照射する光が励起光に切替えられている間に生成される画像信号を蛍光画像信号として認識する認識手段とを備えることが好ましい。

擬似カラー画像を表示するモニタに、参照光画像及び自家蛍光画像のいずれか一方或いは両方を擬似カラー画像とともに表示することが好ましい。擬似カラー画像とともに、参照光画像或いは自家蛍光画像が表示されるので、病変部の画像を見るために、モニタに表示される画像の切替が不要となる。

本発明の画像処理プログラムは、参照光或いは生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光が照射される被写体を撮像することにより生成される画像信号を取得する画像信号取得手段と、参照光を照射する時に生成される参照光画像信号に相当する参照光画像を構成する領域毎の参照光輝度と励起光を照射する時に生成される蛍光画像信号に相当する自家蛍光画像を構成する領域毎の蛍光輝度とを求め同一の領域における参照光輝度或いは蛍光輝度のいずれか一方に対する他方の大きさである相対輝度を求める相対輝度算出手段と、相対輝度に応じて第１色相が変化する領域によって構成される擬似カラー画像に相当する擬似カラー画像データを作成する画像処理手段としてコンピュータを機能させることを特徴としている。

本発明の内視鏡システムは、参照光或いは生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光が照射される被写体を撮像する撮像素子を有する電子内視鏡と、参照光を照射する時に生成される参照光画像信号に相当する参照光画像を構成する領域毎の参照光輝度と励起光を照射する時に生成される蛍光画像信号に相当する自家蛍光画像を構成する領域毎の蛍光輝度とを求め同一の領域における参照光輝度或いは蛍光輝度のいずれか一方に対する他方の大きさである相対輝度を求める相対輝度算出手段と、相対輝度に応じて第１色相が変化する領域によって構成される擬似カラー画像に相当する擬似カラー画像データを作成する画像処理手段と、擬似カラー画像を表示するモニタとを備えることを特徴としている。

本発明によれば、参照光画像と自家蛍光画像とによって作成される擬似カラー画像に発生する色分け境界近辺に発生するちらつきを防止することが可能となる。また、病変部と推定される部位の写像の確認のために表示される画像の切替が不要となる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態を適用した画像処理装置を有する内視鏡システムの内部構成を概略的に示すブロック図である。

内視鏡システム１０は、内視鏡プロセッサ２０、内視鏡５０、およびモニタ６０によって構成される。プロセッサ２０は、内視鏡５０、及びモニタ６０に接続される。被写体を照射するための光を発光する光源システム２１が、プロセッサ２０の内部に設けられる。光源システム２１から発光される光は、内視鏡５０に設けられるライトガイド５１を介して被写体（図示せず）に照射される。

内視鏡５０の挿入部５２の先端に設けられたＣＣＤ等の撮像素子５３により撮像された被写体の画像は、画像信号としてプロセッサ２０に送られる。画像信号は、プロセッサ２０に設けられた画像処理システム３４において、所定の処理が行われる。プロセッサ２０は、本実施形態の画像処理装置の機能を実行することが可能で、所定の処理とともに、後述する擬似カラー画像データの作成を行うことが可能である。所定の処理が行われた画像信号は、モニタ６０に送られ、画像信号に相当する画像がモニタ６０に表示される。

光源システム２１は、白色光等の参照光を発する参照用光源２２、紫外線等の特定の波長の光（励起光）を発する励起用光源２３、集光レンズ２４、参照用光源電源回路２５、励起用光源制御回路２６、シャッタ２７、及び絞り２８等によって構成される。

参照用光源２２から照射された参照光をライトガイド５１の入射端５１_aに導くための光路中に絞り２８、シャッタ２７、ダイクロックミラー２９、及び集光レンズ２４が設けられる。参照用光源２２から照射された略平行な光束の光は、ダイクロックミラー２９を通過し、集光レンズ２４で集光されて入射端５１_aに入射される。

参照光の光量調整は、絞り２８を駆動することにより実行される。絞り２８は、絞り駆動回路３０により動作が制御される第１モータ３１_aにより駆動される。絞り駆動回路３０は、第１信号処理回路３５_aに接続される。撮像素子５３において生成する画像信号に基づき、第１信号処理回路３５_aにおいて、撮像した画像の受光量が検出される。第１モータ３１_aの駆動量は、絞り駆動回路３０により、画像の受光量に応じて求められる。

シャッタ２７は、例えば図２に示すロータリーシャッタであり、参照光の入射端５１_aへの通過と遮光が切替えられる。参照光を通過させる場合は、開口部２７_oが参照光の光路中に挿入される。参照光を遮光する場合は、遮光部２７_sが参照光の光路中に挿入される。シャッタ２７は、シャッタ駆動回路３２により動作が制御される第２モータ３１_bにより駆動される。

励起用光源２３は、励起用光源２３から照射される略平行な光束の光がダイクロックミラー２９に反射されて入射端５１_aに入射する位置に固定される。例えば、ダイクロックミラー２９を参照用光源２２の光路に対して４５°の角度に固定した場合、励起用光源２３の光路が参照用光源２２の光路に対して９０°の角度となる位置に配置される。励起用光源２３の発光、及び消灯は、励起用光源制御回路２６によって制御される。

シャッタ駆動回路３２、及び励起用光源制御回路２６は、タイミングコントローラ４０に接続される。シャッタ２７による参照光の通過と遮光のタイミングを制御するためのシャッタタイミング信号が、タイミングコントローラ４０からシャッタ駆動回路３２に出力される。また、励起用光源２３の発光と消灯のタイミングを制御するための発光タイミング信号が、タイミングコントローラ４０から励起用光源制御回路２６に出力される。

タイミングコントローラ４０は、シャッタ２７によって参照光を通過させる時に励起用光源２３を消灯させ、励起用光源２３を発光させる時にシャッタ２７によって参照光を遮光するようにシャッタタイミング信号、及び発光タイミング信号を出力する。即ち、被写体へ照射する光の切替えは、タイミングコントローラ４０、励起用光源制御回路２６、シャッタ駆動回路３２、第２モータ３１_b、及びシャッタ２７が協同して動作することにより実行される。

また、タイミングコントローラ４０によって、撮像素子５３を駆動するために必要なタイミング信号が、撮像素子駆動回路４１に出力される。また、後述するようにタイミングコントローラ４０は画像処理システム３４に接続される。所定のタイミング信号が、画像処理システム３４に出力される。

参照用光源２２への電力は、参照用光源電源回路２５から供給される。参照用光源電源回路２５、及び励起用光源制御回路２６は、システムコントローラ３３に接続される。システムコントローラ３３に接続されるスコープボタン４２をＯＮにすることにより、参照用光源電源回路２５、及び励起用光源制御回路２６が起動される。

ライトガイド５１の入射端５１_aには、前述のように参照光、或いは励起光が入射する。ライトガイド５１の出射端５１_bから出射する光が、配光レンズ５４を介して挿入部５２先端付近に照射される。撮像素子５３は、参照光が連続して照射される間、或いは励起光が連続して照射される間に少なくとも１フレームずつの被写体像を撮像するように、撮像素子駆動回路４１によって制御される。

被写体像は、対物レンズ５５、及び励起光カットフィルタ５６を介して、撮像素子５３に撮像される。励起光カットフィルタ５６により、被写体の光学像から励起光成分が除去される。励起光成分が除去されることにより、励起光が照射されることによって被写体である生体組織が発する蛍光成分のみが、撮像素子５３により撮像される。

画像処理システム３４は、第１信号処理回路３５_a、第２信号処理回路３５_b、ヒストグラム演算回路３７、擬似カラー演算回路３８、及び第１、第２メモリ３９_a、３９_bによって構成される。

撮像素子５３は、第１信号処理回路３５_aに電気的に接続される。撮像素子５３の撮像動作の実行により生成する画像信号は、第１信号処理回路３５_aに取得される。その後、第１信号処理回路３５_aにおいてホワイトバランス処理やγ補正等の所定の信号処理が行われ、デジタルデータである画像データに変換される。

第１信号処理回路３５_aは、タイミングコントローラ４０に接続される。タイミングコントローラ４０から第１信号処理回路３５_aに、参照光を通過させるためのシャッタタイミング信号に同期した参照タイミング信号、及び励起用光源を発光させるための発光タイミング信号に同期した蛍光タイミング信号が交互に送られる。

第１信号処理回路３５_aにおいて、参照タイミング信号が送られる間の画像信号は参照光を照射する時に撮像した参照光画像信号として認識される。一方、蛍光タイミング信号が送られる間の画像信号は励起光を照射する時に撮像した蛍光画像信号として認識される。

第１信号処理回路３５_aは、第１メモリ３９_aと第２メモリ３９_bとに接続される。参照光画像に相当する参照光画像データは第１メモリ３９_aに格納される。自家蛍光画像に相当する蛍光画像データは第２メモリ３９_bに格納される。第１、第２メモリ３９_a、３９_bは、タイミングコントローラ４０に接続され、それぞれのタイミング信号を受けて、参照光画像データ、及び蛍光画像データの格納が実行される。

また、第１信号処理回路３５_aは、ヒストグラム演算回路３７に接続される。参照光画像データ、及び蛍光画像データは、ヒストグラム演算回路３７にも出力される。参照光画像データ、或いは蛍光画像データに基づいて、ヒストグラム演算回路３７において、参照光画像の輝度のヒストグラム（図３、符号Ｒ参照）、或いは自家蛍光画像の輝度のヒストグラム（図３、符号Ｆ参照）が作成される。

ヒストグラム演算回路３７は、擬似カラー演算回路３８に接続される。擬似カラー演算回路３８において、参照光画像データ、蛍光画像データ、参照光画像の輝度のヒストグラム、及び自家蛍光画像の輝度のヒストグラムに基づいて、擬似カラー画像に相当する擬似カラー画像データが作成される。擬似カラー画像データ作成において、正規化処理、相対輝度算出処理、及び擬似カラー画像作成処理が行われる。

正規化処理において、まず自家蛍光画像のヒストグラムＦにおける輝度分布の最大値である最大蛍光輝度Ｂ_maxFと、参照光画像のヒストグラムＲにおける輝度分布の最大値である最大参照輝度Ｂ_maxRとが、求められる。

次に、自家蛍光画像の各画素（領域）の輝度が、最大蛍光輝度Ｂ_maxFが最大参照輝度Ｂ_maxRに合致するように、正規化される。即ち、自家蛍光画像の各画素における輝度に最大参照光輝度Ｂ_maxRを乗じて、最大蛍光輝度Ｂ_maxFを除すことによって正規化が行われる。

相対輝度算出処理における、相対輝度とは、参照光画像の輝度（参照光輝度）に対する正規化が行われた自家蛍光画像の輝度（蛍光輝度）の比であって、参照光画像、及び自家蛍光画像において互いに画像全体の中で同一の位置にある画素毎に算出される。

次に、擬似カラー画像は、相対輝度に基づいて擬似カラー画像データとして作成される。擬似カラー画像を構成する各画素の色は、画素の位置に対応する相対輝度により決定付けられる。なお、擬似カラー画像を構成する各画素の位置は、対応する相対輝度の算出に用いられた参照光輝度、或いは蛍光輝度に対応する画素の位置と同一の位置に定められる。

擬似カラー画像を構成する画素の相対輝度が小さくなるほど、赤の色相（第１色相）が強調され、一方相対輝度が大きくなるほど、緑の色相（第２色相）が強調される。従って、相対輝度が０から１００に変化するに応じて、各画素の色が赤色から橙、黄色、黄緑、緑へ徐々に変化するように擬似カラー画像データが作成される。なお、相対輝度に応じて強調させる赤、及び緑の色相の度合いは予め定められ、ＲＯＭ（図示せず）に記憶される。

擬似カラー演算回路３８は、第２信号処理回路３５_bに接続される。擬似カラー画像データは、第２信号処理回路３５_bに出力される。第２信号処理回路３５_bにおいて、擬似カラー画像データは、アナログ信号に変換され、クランプ、プランキング処理等の所定の信号処理が行われ、擬似カラー映像信号が生成される。

第２信号処理回路３５_bは、モニタ６０に接続される。第２信号処理回路３５_bから擬似カラー映像信号がモニタ６０に出力され、モニタ６０の表示面全面に図４に示すような擬似カラー画像が表示される。

前述のように、病変部である生体組織が発する蛍光は健常部である生体組織に比べて低い。従って、参照光画像に比べた自家蛍光画像の輝度が相対的に低い画素、即ち相対輝度が低い画素が病変部であると推測することが可能である。従って、擬似カラー画像において、赤の色相が強調されている画素ほど病変部である可能性が高くなることを示しており、緑の色相が強調されている画素ほど健常部である可能性が高くなることを示している。

第２信号処理回路３５_bは、第１メモリ３９_a、及び第２メモリ３９_bにも接続されており、第１メモリ３９_aに格納された参照光画像データ、或いは第２メモリ３９_bに格納された蛍光画像データも、第２信号処理回路３５_bにおいて、前述の信号処理が行われ、それぞれ参照光映像信号、及び蛍光映像信号が生成される。

入力部（図示せず）への入力により、モニタ６０の表示領域に表示する画像を擬似カラー画像Ｐ_C、参照光画像Ｐ_R、及び自家蛍光画像Ｐ_Fのいずれかに切替え可能である。または、図５、図６に示すように、擬似カラー画像Ｐ_C、参照光画像Ｐ_R、及び自家蛍光画像Ｐ_Fのいずれか２つ、或いはすべてを同時に表示するための選択も可能である。

モニタ６０上に、複数の画像を表示する場合は、第２信号処理回路３５_bにおいて、それぞれの画像を表示する位置の割り当てや、画像の縮小処理が行われる。タイミングコントローラ４０は、第２信号処理回路３５_bに接続される。第２信号処理回路３５_bにおける画像の切り替え処理、複数画像を表示するための前述の処理は、タイミングコントローラ４０から出力されるタイミング信号に基づいて行われる。

次に図７のフローチャートを参照して、画像処理装置において実行される画像処理について説明する。

擬似カラー画像をモニタ６０上に表示する設定に切替えることにより、本実施形態の画像処理は開始する。まず、ステップＳ１００において、シャッタ２７の開口部２７_oを参照光の光路中に挿入するようにシャッタ２７を駆動させるシャッタタイミング信号をシャッタ駆動回路３２に出力する。シャッタタイミング信号の出力によりシャッタ２７が駆動され、被写体を照射する光は参照光に切替わる。

次のステップＳ１０１において、撮像素子５３を駆動して、参照光を照射された被写体の参照光画像を撮像して、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、撮像により生成された参照光画像信号に所定の信号処理を行い、デジタルデータである参照光画像データを生成する。

次のステップＳ１０３では、参照光画像データを第１メモリ３９_aに格納して、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、参照光画像データに基づいて、参照光画像を構成する画素の輝度についてのヒストグラムを作成する。

次に、ステップＳ１０５に進み、励起光を発光させる発光タイミング信号を励起用光源制御回路２６に出力する。励起用光源制御回路２６は、励起用光源２３を発光状態に切替えて、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６において、撮像素子５３を駆動して、励起光を照射された被写体の自家蛍光画像を撮像して、ステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０７では、撮像により生成された蛍光画像信号に所定の信号処理を行い、デジタルデータである蛍光画像データを生成する。次のステップＳ１０８では、蛍光画像データを第２メモリ３９_bに格納して、ステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９では、蛍光画像データに基づいて、自家蛍光画像を構成する画素の輝度についてのヒストグラムを作成する。

次のステップＳ１１０では、参照光画像の輝度値を基準として自家蛍光画像の輝度値の正規化を行う。まず、参照光画像のヒストグラムＲ（図３参照）の最大参照輝度Ｂ_maxR、及び自家蛍光画像のヒストグラムＦの最大蛍光輝度Ｂ_maxFを求める。次に自家蛍光画像を構成する各画素の輝度に、最大参照輝度Ｂ_maxRを乗じ、最大蛍光輝度Ｂ_maxFを除する事によって、正規化が行われる。

次のステップＳ１１１では、参照光画像を構成する各画素の輝度に対する正規化を行った自家蛍光画像を構成する各画素の輝度の比である相対輝度を求める。相対輝度を求めるとステップＳ１１２に進み、相対輝度が小さくなるほど、赤の色相を強調し、相対し輝度が大きくなるほど緑の色相を強調した擬似カラー画像に相当する擬似カラー画像データを作成する。

次にステップＳ１１３において、モニタ６０への表示が、参照光画像Ｐ_R、及び自家蛍光画像Ｐ_Fの一方、或いは両方とともに擬似カラー画像Ｐ_Cを表示する複数表示モードとする選択入力があるか否かを確認する。複数表示モードの選択入力がある場合はステップＳ１１４に進み、それぞれの画像を表示する位置の割当てや画像の縮小処理を行う。

ステップＳ１１３において複数表示モードの選択入力がない場合、或いはステップＳ１１４の処理の後に、ステップＳ１１５に進む。ステップＳ１１５では、擬似カラー画像データ、或いは複数画像表示のためのデータを映像信号としてモニタ６０に出力する。次のステップＳ１１６において、終了入力がある場合は、本プログラムによる画像処理を終了する。終了入力がない場合は、ステップＳ１００に戻り、終了入力があるまでステップＳ１００〜ステップＳ１１６の処理を繰返す。

以上のように、本実施形態の画像処理装置を有する内視鏡システムによれば、ちらつきのない擬似カラー画像がモニタ６０に表示される。これにより、使用者の診断性が向上する。人間の目は輝度の明暗に対しては敏感であるが、彩度の変化については敏感でないため、色を段階的に変化させることにより、特に従来の擬似カラー画像における単一色の色付けを行った境界付近で発生したちらつきを抑えることが可能になる。

また、擬似カラー画像とともに、参照光画像Ｐ_Rと自家蛍光画像Ｐ_Fのどちらか一方或いは両方をモニタ６０に表示可能である。従って、擬似カラー画像を含む複数画像をモニタ６０に表示させておくことにより、参照光画像Ｐ_Rの確認のための画像の切替え入力が不要である。

なお、本実施形態において、自家蛍光画像の正規化を、最大蛍光輝度を最大参照輝度に合致させるように行われるが、自家蛍光画像のヒストグラムＦ’における輝度分布の平均値Ｂ_aveFを、参照光画像のヒストグラムＲ’における輝度分布の平均値Ｂ_aveRに合致させるように行うことも可能である。

参照光原画像がハレーションを起こしている場合には、図８に示すように、最大輝度で正規化をすることが出来ない。一方、平均値を合致させる正規化によれば、参照光原画像がハレーションを起こしている場合にも、自家蛍光フィルタ画像の正規化が可能である。

また、本実施形態では、相対輝度に基づいて新規に擬似カラー画像データが作成される構成であるが、参照光画像データに対してデータ処理を行うことにより擬似カラー画像データを作成する構成でもよい。本実施形態における擬似カラー画像は、参照光画像及び自家蛍光画像において病変部と推測される部位から健常部と推測される部位までを異なる色で表示する画像であり、被写体像そのものを表示する画像ではない。

しかし、参照光画像における各画素の色相を相対輝度に応じて変化させ、赤の色相、或いは緑の色相を強調させる構成にすれば、撮像された被写体像が色づけられた画像である擬似カラー画像を作成することが可能となる。このような構成であれば、被写体像が表示されるので、病変部として推測される部位の写像を確認するための画像の切替えが不要となる。なお、蛍光画像データに対して相対輝度に応じて色相の強調処理を行う構成であってもよい。

また、本実施形態において、相対輝度に応じて赤、及び緑の色相を変化させて擬似カラー画像を作成する構成であるが、いずれの色であってもよいし、また、単一の色の色相を変化させる構成であってもよいし、３以上の色の色相を変化させる構成であっても本発明の効果を有する。

また、本実施形態において、相対輝度は参照光画像の輝度に対する自家蛍光画像の輝度の比とする構成であったが、同一の画素における自家蛍光画像の輝度に対する参照光画像の輝度の比であってもよい。このような構成においては、相対輝度が大きくなるに応じて赤の色相を強調し、小さくなるに応じて緑の色相を強調した擬似カラー画像となるように擬似カラー画像データが作成される。

また、本実施形態において、相対輝度は参照光画像の輝度に対する自家蛍光画像の輝度の比とする構成であったが、同一の画素における参照光画像の輝度に対する自家蛍光画像の輝度の大きさを表す変数であればよく、参照光画像の輝度と自家蛍光画像の輝度の差、参照光画像の輝度と自家蛍光画像の輝度の差を参照光画像の輝度により除した輝度減少率を相対輝度として、擬似カラー画像データ作成に用いることも可能である。

また、本実施形態において、自家蛍光画像の各画素の輝度が正規化される構成であるが、参照光画像の各画素の輝度が正規化される構成であってもよい。参照光画像の各画素の輝度を正規化する構成において、相対輝度は、正規化が行われた参照光画像の輝度に対する自家蛍光画像の輝度の比として算出される。または、相対輝度は、前述のように同一の画像における正規化された参照光画像の輝度に対する自家蛍光画像の輝度の大きさを示すいずれかの変数として算出される。また、参照光画像の輝度の正規化は、最大参照輝度が最大蛍光輝度に合致するように正規化してもよいし、前述のように輝度の平均値を合致させるように正規化してもよい。

また、本実施形態を適用した画像処理装置は、参照用光源と励起用光源を備える汎用の画像処理装置に擬似カラー画像作成のプログラムを読込ませて構成することも可能である。

本発明の一実施形態を適用した画像処理装置を有する内視鏡システムの内部構成を概略的に示すブロック図である。 シャッタの平面図である。 参照光画像、及び自家蛍光画像の輝度分布を示すヒストグラムである。 モニタに擬似カラー画像が表示された状態を示す図である。 モニタに擬似カラー画像と参照光画像とが表示された状態を示す図である。 モニタに擬似カラー画像、参照光画像、及び自家蛍光画像が表示された状態を示す図である。 画像処理装置による画像処理の動作を説明するためのフローチャートである。 参照光画像、及び自家蛍光画像の輝度分布を示す別のヒストグラムである。

符号の説明

１０ 内視鏡システム
２０ 内視鏡プロセッサ
２１ 光源システム
２２ 参照用光源
２３ 励起用光源
２５ 参照用光源電源回路
２６ 励起用光源制御回路
２７ シャッタ
３２ シャッタ駆動回路
３４ 画像処理システム
３５_a、３５_b 第１、第２信号処理回路
３７ ヒストグラム演算回路
３８ 擬似カラー演算回路
３９_a、３９_b 第１、第２メモリ
４０ タイミングコントローラ
４１ 撮像素子駆動回路
５０ 内視鏡
５１ ライトガイド
５１_a 入射端
５１_b 出射端
５３ 撮像素子
６０ モニタ
Ｐ_C 擬似カラー画像
Ｐ_R 参照光画像
Ｐ_F 自家蛍光画像

Claims (11)

1. 参照光、或いは生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光が照射される被写体を撮像することにより生成される画像信号を取得する画像信号取得手段と、
   前記参照光を照射する時に生成される参照光画像信号に相当する参照光画像を構成する領域毎の参照光輝度と、前記励起光を照射する時に生成される蛍光画像信号に相当する自家蛍光画像を構成する領域毎の蛍光輝度とを求め、同一の領域における参照光輝度或いは蛍光輝度のいずれか一方に対する他方の大きさである相対輝度を求める相対輝度算出手段と、
   前記相対輝度に応じて第１色相が変化する領域によって構成される擬似カラー画像に相当する擬似カラー画像データを作成する画像処理手段とを備える
   ことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記擬似カラー画像を構成する領域それぞれの前記擬似カラー画像における位置は、前記領域に対応した前記相対輝度の算出に用いられた参照光輝度、或いは蛍光輝度に対応した領域と同じ位置であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記参照光画像或いは前記自家蛍光画像の一方を基準として、他方の画像の輝度を正規化する正規化手段を備え、
   前記画像処理手段が、前記参照光輝度或いは前記蛍光輝度のいずれか一方を、正規化された前記参照光輝度或いは正規化された前記蛍光輝度に置換えて、前記相対輝度を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 前記正規化は、
   前記参照光画像或いは前記自家蛍光画像のいずれか一方であって前記正規化を行う画像を構成する領域の輝度における最大輝度に対する、他方の画像を構成する領域の輝度における最大輝度の比である最大輝度比を求め、
   前記正規化を行う画像を構成する各領域の輝度に前記最大輝度比を乗じることにより行われる
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記参照光画像及び前記自家蛍光画像を構成する領域の輝度についての度数分布を作成する分布作成手段を備え、
   前記正規化は、
   前前記参照光画像或いは前記自家蛍光画像のいずれか一方であって前記正規化を行う画像を構成する領域の輝度の度数分布における平均輝度に対する、他方の画像を構成する領域の輝度の度数分布における平均輝度の比である平均輝度比を求め、
   前記正規化を行う画像を構成する各領域の輝度に前記平均輝度比を乗じることにより行われる
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
6. 前記画像処理手段が、
   前記相対輝度に応じて、前記参照光画像、或いは前記自家蛍光画像において前記相対輝度に対応する領域の第１色相を変化させる信号処理を前記参照光画像信号、或いは前記蛍光画像信号に対して行い、擬似カラー画像データを作成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
7. 前記画像処理手段が、前記擬似カラー画像を構成する領域の第２色相を前記相対輝度に応じて変化させることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
8. 前記被写体を照射する光を、前記参照光と前記励起光のいずれかに切替える切替え手段と、
   前記被写体へ照射する光が前記参照光に切替えられている間に生成される画像信号を前記参照光画像信号として、前記被写体へ照射する光が前記励起光に切替えられている間に生成される画像信号を前記蛍光画像信号として認識する認識手段とを備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
9. 前記擬似カラー画像を表示するモニタに、前記参照光画像、及び前記自家蛍光画像のいずれか一方、或いは両方を前記擬似カラー画像とともに表示することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
10. 参照光、或いは生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光が照射される被写体を撮像することにより生成される画像信号を取得する画像信号取得手段と、
    前記参照光を照射する時に生成される参照光画像信号に相当する参照光画像を構成する領域毎の参照光輝度と前記励起光を照射する時に生成される蛍光画像信号に相当する自家蛍光画像を構成する領域毎の蛍光輝度とを求め、同一の領域における参照光輝度或いは蛍光輝度のいずれか一方に対する他方の大きさである相対輝度を求める相対輝度算出手段と、
    前記相対輝度に応じて第１色相が変化する領域によって構成される擬似カラー画像に相当する擬似カラー画像データを作成する画像処理手段としてコンピュータを機能させる
    ことを特徴とする画像処理プログラム。
11. 参照光、或いは生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光が照射される被写体を撮像する撮像素子を有する電子内視鏡と、
    前記参照光を照射する時に生成される参照光画像信号に相当する参照光画像を構成する領域毎の参照光輝度と前記励起光を照射する時に生成される蛍光画像信号に相当する自家蛍光画像を構成する領域毎の蛍光輝度とを求め、同一の領域における参照光輝度或いは蛍光輝度のいずれか一方に対する他方の大きさである相対輝度を求める相対輝度算出手段と、
    前記相対輝度に応じて第１色相が変化する領域によって構成される擬似カラー画像に相当する擬似カラー画像データを作成する画像処理手段と、
    前記擬似カラー画像を表示するモニタとを備える
    ことを特徴とする電子内視鏡システム。
    
    

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