CN101152073A - 电子内窥镜装置 - Google Patents

Abstract

根据彩色摄像元件的输出图像信号来形成规定波长范围的分光图像的电子内窥镜装置中，以该实物的色调显示被观察体的分光图像。该电子内窥镜装置，具备：向被观察体照射白色光的光源(14)；对被观察体进行拍摄的彩色摄像元件(15)；和基于该元件(15)的输出的Y(亮度)/C(色差)信号变换后得到的R、G、B三种颜色图像信号，形成规定波长范围的分光图像的分光图像形成电路(29)，分光图像形成电路(29)按照生成用于以被指定的波长范围的颜色表示分光图像的分光图像信号的方式构成。

Description

电子内窥镜装置

技术领域

本发明涉及一种电子内窥镜装置，特别详细地说，涉及通过对载有被观察体的彩色图像的图像信号进行运算处理，形成并可显示特定的波长范围的分光图像(影像)的电子内窥镜装置。

背景技术

在使用固体摄像元件的电子内窥镜装置的领域，近年来，根据胃粘膜等消化器官中的分光反射率，组合窄频带带通滤光器而进行分光成像的装置，即窄频带滤光器内置电子内窥镜装置(Narrow Band Lmaging-NBI)备受关注。该装置，代替面顺次式的R(红)、G(绿)、B(兰)的旋转滤光器而设置三个窄(波长)频带的带通滤光器，经由该窄频带带通滤光器顺次输出照明光，并且在对由这些照明光得到的三个信号分别进行权重赋予的同时进行与R、G、B(RGB)信号的情况同样的处理，由此形成分光图像。根据这样的分光图像，在胃、大肠等消化器管中，可以提取以往不能得到的细微构造等。

另一方面，不是使用上述窄频带带通滤光器的面顺次式的装置，如专利文献1、2和非专利文献1所示，提出了如下方案：在固体摄像元件中配置微小马赛克拼成式的颜色滤光器的同时式中，以拍摄由白色光照射的被观察体而得到的图像信号为基础，通过运算处理来形成分光图像。这是求出RGB各个彩色灵敏度特性数值数据化后的参数与特定的窄频带带通滤光器的分光特性数值数据化后的参数之间的关系，作为矩阵数据(系数组)，通过该矩阵数据和RGB信号之间的运算，得到经由窄频带带通滤光器得到的分光图像推定后的分光图像信号。在通过这样的运算形成分光图像的情况下，不必准备与期望的波长范围对应的多个滤光器，且不需要这些交换配置，因此可以避免装置的大型化，实现成本降低。

专利文献1：日本国特开平7-96005号公报；

专利文献2：日本国特开2003-93336号公报；

非专利文献1：三宅洋一著《デジタルカラ一画像の解析·評価》束京大学出版会、2000年、p.148～153。

但是，通过上述运算得到分光图像的现有电子内窥镜装置，因为被构成：将分光图像作为单色图像进行显示、或作为以预先指定的特定的三种颜色为基础而形成的彩色图像进行显示，所以例如虽然正常的部分和病灶部分之间的区别是明确的，但是有时显示部位也被以实际不同的颜色显示，这一点使未使用惯装置的医生等感到困惑。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而做出的，其目在于在通过上述运算得到分光图像的电子内窥镜装置中，可以将分光图像中的部位以实际颜色相同的色调进行显示。

本发明的电子内窥镜装置，具备：

光源，其向被观察体照射白色光；

彩色摄像元件，其对接受了该白色光的照射的所述被观察体进行拍摄；

分光图像形成电路，其通过基于该彩色摄像元件的输出的RGB三种颜色图像信号与规定的矩阵数据之间的运算，形成用于表示被指定波长的分光图像的分光图像信号，

所述分光图像形成电路按照针对互相不同的至少三种波长生成所述分光图像信号，分别作为以所述被指定的波长的颜色表示分光图像的信号的方式构成。

另外，优选所述三种波长分别为红、绿、兰区域的波长。

另外，优选用于生成以所述被指定的波长颜色表示分光图像的分光图像信号的矩阵数据，预先生成并存储在存储机构中。

另外，优选被构成为：所述分光图像形成电路在可生成以各自固定的颜色表示所述分光图像的信号作为所述分光图像信号的基础上，可选择地切换输出以该固定颜色表示所述分光图像的信号和以所述被指定的波长颜色表示分光图像的信号。

发明效果

在本发明的电子内窥镜装置中，因为分光图像形成电路构成为生成针对互相不同的至少三种波长的分光图像信号，所以如果根据该分光图像信号，则可以形成彩色分光图像。而且，因为这些分光图像信号分别作为以被指定的波长颜色表示分光图像的信号，所以基于该分光图像信号由显示机构显示、或由录像记录机构记录的分光图像成为基本上以实物相同的色调显示由彩色摄像元件拍摄的部分的图像。

另外，在本发明的电子内窥镜装置中，特别是在预先生成上述那样的矩阵数据并存储在存储机构时，可以迅速地进行该运算处理，以短时间显示或记录分光图像。

另外，在本发明的电子内窥镜装置中，特别是分光图像形成电路在可生成以各自固定颜色表示分光图像的信号作为分光图像信号的基础上，可以选择地切换输出以该固定的颜色表示分光图像的信号和以所述被指定的波长颜色表示分光图像的信号的情况下，可以将分光图像按照医生的要求，如上所述那样以实物相同的色调显示或记录，或者可以随意地选择执行以固定色调显示或记录。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式相关的电子内窥镜装置的结构的方框图。

图2是表示构成图1的电子内窥镜装置的处理器装置的操作面板的结构和波长组的例子的图。

图3是表示图1的电子内窥镜装置的监视器中的波长信息显示区域和其显示例的图。

图4是与原色型CCD的分光灵敏度特性一起表示分光图像的波长范围的一例的曲线。

图5是与活体的反射频谱一起表示分光图像的波长范围的一例的曲线。

图6是表示用图1的电子内窥镜装置的波长切换开关操作的波长切换状态的图。

图7是表示图1的电子内窥镜装置中在单色模式下选择的波长组的图。

图中符号说明：

10-检查镜(电子内窥镜本体部)

12-处理器装置

14-光源装置

15-CCD

17-CDS/AGC电路

20、35-微型计算机

25-DSP

28-第一颜色变换电路

29-颜色空间变换处理电路

30-模式选择器

31-第二颜色变换电路

32-信号处理电路

34-监视器

34s-波长信息显示区域

36-存储器

41-操作面板

43-输入部

具体实施方式

以下，参照附图，详细地说明本发明的实施方式。

图1是表示本发明的一实施方式的电子内窥镜装置的基本结构的图。本实施方式的电子内窥镜装置，在设定为用于显示后述形成的被观察体的分光图像的模式和用于显示被观察体的通常图像的模式的任一方，进而构成为在分光图像显示模式下，选择地设定成以下模式的一方：将分光图像作为基于固定的三种颜色图像信号的彩色图像进行显示的模式、和以实物(接近实物)的色调作为用于显示被观察体的彩色图像进行显示的模式。

首先，对分光图像显示模式和其结构进行说明。

如图所示，该电子内窥镜装置由检查镜(scope)10即内窥镜本体部分、和与该检查镜以拆卸自如方式连接的处理器装置12构成，处理器装置12内配置有发出白色光的光源装置14。在检查镜10的前端设置照明窗23，该照明窗23和一端连接于上述光源装置14的引导线(line guide)24的另一端相对置。另外，光源装置14也可以配置在与处理器装置12分体的部分。

在上述检查镜10的前端部设置有固体摄像元件CCD15。作为该CCD15，可以使用例如在摄像面具有Mg(洋红)、Ye(黄色)、Cy(青色)、G(绿色)的颜色滤光器的补色型、或具有RGB的颜色滤光器的原色型。

在CCD15中，连接有根据同步信号形成驱动脉冲的CCD驱动电路16，而且还连接有对该CCD15输出的图像(影像)信号进行采样放大的CDS/AGC(相关二重采样/自动增益控制)电路17。另外，在CDS/AGC电路17中连接有将其模拟输出数字化的A/D变换器18。进而，在检查镜10内配设有对其中所设置的各种电路进行控制且对其与处理器装置12之间的通信进行控制的微型计算机20。

另一方面，在处理器装置12中设置DSP(数字信号处理器)25，其对由A/D变换器18数字化后的图像信号施以各种图像处理。该DSP25根据上述图像信号生成由亮度(Y)信号和色差[C(R-Y，B-Y)]信号构成的Y/C信号且将其输出，在该DSP25中连接有第一颜色变换电路28。该第一颜色变换电路28将从DSP25输出的Y/C信号变换为R、G、B三种颜色图像信号。另外，DSP25也可以配置在检查镜10侧。

在上述第一颜色变换电路28的后端侧按照如下顺序依次连接有颜色空间变换处理电路29、模式选择器30、第二颜色变换电路31、信号处理电路32以及D/A变换器33，颜色空间变换处理电路29进行用于分光图像形成的矩阵运算，输出用于表示选择波长范围λ1、λ2、λ3的分光图像的图像信号；模式选择器30选择用于形成一个窄波长范围的分光图像的单色模式和用于形成由三种波长范围构成的分光图像的三色模式中的任一个；第二颜色变换电路31，其将一个波长范围或三个波长范围的图像信号λ1s、λ2s、λ3s为了进行与RGB信号对应的处理而作为Rs、Gs、Bs信号输入，且将该Rs、Gs、Bs信号变换为Y/C信号；信号处理电路32进行镜像处理、掩模生成、字符生成等其他各种信号处理。而且，最后段的D/A变换器33，与配置在处理器装置12外的例如由液晶显示装置或CRT等构成的监视器34和由光扫描记录装置等构成的图像记录装置45连接。另外，也可以设定二色模式来代替模式选择器30所选择的三色模式，该二色模式下形成由两个波长范围构成的分光图像。

另外，在处理器装置12内设置有微型计算机35，该微型计算机35具有与检查镜10之间进行通信，同时对该装置12内的各个电路进行控制，且将存储器36中存储的矩阵(系数)数据输入到上述颜色空间变换处理电路29等功能。在上述存储器36中以表格形式存储有根据RGB信号来形成分光图像的矩阵数据。在本实施方式中，下述表1表示了该存储器36中存储的矩阵数据的一例。

表1

参数	kpr	kpg	kpb
				p1	0.000083	-0.00188	0.003592
			
				p18	-0.00115	0.000569	0.003325
p19	-0.00118	0.001149	0.002771
				p20	-0.00118	0.001731	0.0022
p21	-0.00119	0.002346	0.0016
				p22	-0.00119	0.00298	0.000983
p23	-0.00119	0.003633	0.000352
							
p43	0.003236	0.001377	-0.00159
				p44	0.003656	0.000671	-0.00126
p45	0.004022	0.000068	-0.00097
				p46	0.004342	-0.00046	-0.00073
p47	0.00459	-0.00088	-0.00051
				p48	0.004779	-0.00121	-0.00034
p49	0.004922	-0.00148	-0.00018
				p50	0.005048	-0.00172	-0.000036
p51	0.005152	-0.00192	0.000088
				p52	0.005215	-0.00207	0.000217
			
				p61	0.00548	-0.00229	0.00453
P1	1.00000	0.00000	0.00000
				P2	0.00000	1.00000	0.00000
P3	0.00000	0.00000	1.00000

该表1的矩阵数据，例如由400nm到700nm的波长范围以5nm间隔分割后的61个波长范围参数(系数组)p1～p61和用于通常图像形成的参数P1～P3构成。参数p1～p61分别由矩阵运算用的系数k_pr、k_pg、k_pb(p＝1～61)构成，另一方面参数P1由系数(1.00000，0.00000，0.00000)构成，参数P2由系数(0.00000，1.00000，0.00000)构成，参数P3由系数(0.00000，0.00000，1.00000)构成。

而且，在颜色空间变换处理电路29中，通过上述系数k_pr、k_pg、k_pb和第一颜色变换电路28输出的RGB信号，进行由下式表示的矩阵运算，形成分光图像信号λ1s、λ2s、λ3s。

[式1]

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{\λ}1\\ \mathrm{\λ}2\\ \mathrm{\λ}3\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{k}_{1r}& k_{1g}& k_{1b}\\ k_{2r}& k_{2g}& k_{2b}\\ k_{3r}& k_{3g}& k_{3b}\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]$

即，在作为构成分光图像的波长范围λ1、λ2、λ3例如分别选择500nm、620nm、650nm时，作为系数(k_pr、k_pg、k_pb)使用表1的61个参数中的、中心波长500nm对应的参数p21的系数(-0.00119，0.002346，0.0016)、中心波长620nm对应的参数p45的系数(0.004022，0.000068，-0.00097)和中心波长650nm对应的参数p51的系数(0.005152，-0.00192，0.000088)进行上述矩阵运算。

另外，颜色空间变换处理电路29，如后面所述，在提供通常图像显示或记录指示时，使用参数P1～P3的系数进行上述矩阵运算。因此，此时，从第一颜色变换电路28输出的RGB信号直接被该颜色空间变换处理电路29输出。

微型计算机35除所述存储器36外，还连接有操作面板41、图像记录控制器42及由键盘等构成的输入部43。图2详细地表示上述操作面板41。在该操作面板41中设置有概略图示的例如用于选择a～h的波长组的组选择开关41a；用于选择波长范围λ1、λ2、λ3的各个中心波长的波长选择开关41b；由该波长切换开关41b进行的设定波长切换的宽度的切换宽度设定开关41c；用于切换所述单色模式和三色模式的单色-三色模式切换开关41d以及用于指示形成分光图像的分光图像形成开关41j。

另外，所述分光图像形成开关41j也可以设置在检查镜10侧。另外，在该分光图像形成开关41j的下侧设置固定颜色模式开关41e和实际颜色模式开关41f，对此在后面进行描述。

以下，对于具有上述构成的本实施方式的电子内窥镜装置的作用进行说明。首先从按下分光图像开关41j时即分光图像的形成开始进行说明。

在形成该分光图像时，驱动图1所示的光源装置14，其所发生的白色光入射到引导线24，从配置在检查镜10内的引导线24的前端所射出的白色光照射到被观察体。而且，由CCD驱动电路16驱动的CCD15对该被观察体进行摄像，并且输出摄像信号。该摄像信号在CDS/AGC电路17接受相关二重采样和自动增益控制后，在A/D变换器18进行A/D变换，作为数字信号被输入到处理器装置12的DSP25。

在DSP25中，对来自检查镜10的输出信号进行伽马处理，且对介由Mg、Ye、Cy、G的颜色滤光器得到的信号进行颜色变换处理，形成如上所述的Y/C信号。该DSP25输出的Y/C信号被输入到第一颜色变换电路28，在此被变换为RGB信号。该RGB信号被输入颜色空间变换处理电路29，在该颜色空间变换处理电路29通过RGB信号和矩阵数据进行用于分光图像形成的矩阵运算。

以下，对于该运算进行详细地说明。在按下图2所示的操作面板41的分光图像形成开关41j时，颜色空间变换处理电路29使用存储在上述存储器36中的矩阵数据，通过其和各个像素的RGB信号，进行分光图像形成用的所述(式1)的矩阵运算。即此时通过操作面板41的操作，设定λ1、λ2、λ3三个波长范围，微型计算机35从存储器36读出与这三个选择波长范围对应的矩阵数据，且将其输入到颜色空间变换处理电路29。

例如，在作为三个波长范围λ1、λ2、λ3而选择波长500nm、620nm、650nm的情况下，使用与各个波长对应的(表1)的参数p21、p45、p51的系数，根据各个像素的RGB信号进行下式(式2)的矩阵运算而形成分光图像信号λ1s、λ2s、λ3s。

[式2]

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{\λ}1s\\ \mathrm{\λ}2s\\ \mathrm{\λ}3s\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}-0.00119& 0.002346& 0.0016\\ 0.004022& 0.000068& -0.00097\\ 0.005152& -0.00192& 0.000088\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]$

另外，在由与图2的单色-三色模式切换开关41d连接的模式选择开关30选择了三色模式的情况下，上述分光图像信号λ1s、λ2s、λ3s分别作为Rs、Gs、Bs三种颜色图像信号被输入到第二颜色变换电路31；另外，在选择单色模式时，分光图像信号λ1s、λ2s、λ3s中的任一个作为Rs、Gs、Bs信号被输入到第二颜色变换电路31。以下，对于选择了上述三色模式的情况进行详细的说明。

在上述第二颜色变换电路31中，Rs、Gs、Bs三种颜色图像信号被变换为Y/C信号(Y、Rs-Y、Bs-Y)，该Y/C信号通过信号处理电路32和D/A变换器33被输入到所述监视器34和图像记录装置45。

根据上述Y/C信号显示在监视器34的分光图像，为由图4和图5所示的波长范围的颜色成分所构成的彩色图像。也就是，图4为在原色型CCD15的颜色滤光器的分光灵敏度特性R、G、B中重叠了用于形成分光图像的三种波长范围λ1、λ2、λ3的示意图。另外，图5为在活体的反射频谱中重叠了三种波长范围λ1、λ2、λ3的示意图。之前所例示的参数p21、p45、p51的分光图像信号λ1s、λ2s、λ3s如图5所示是表示分别以500nm、620nm、650nm为中心波长的±10nm左右的范围的波长范围的分光图像，记录或显示由这三种信号组合构成的彩色分光图像(动态图像或静止图像)。

另外，这样的彩色分光图像，在按压图2所示的固定颜色模式开关41e时，变为基于固定的三种颜色图像信号的彩色图像；另一方面，在按压同图所示的实际颜色模式开关41f时，变为将被观察体以实物颜色(接近实物的颜色)显示或记录的彩色图像，对于这一点在后面进行详细说明。

接着，针对上述波长范围λ1、λ2、λ3的选择进行说明。在本实施方式中，如图2所示，在本实施方式中，如图2所示，对λ1、λ2、λ3的波长组而言，例如400、500、600(nm，以下同样)的标准组a、用于描绘血管的470、500、670的血管B1组b、同样用于描绘血管的475、510、685的血管B2组c、用于描绘特定组织的440、480、520的组织E1组d、同样用于描绘特定组织的480、510、580的组织E2组b、用于描绘高级球蛋白(不确定)和非高级球蛋白之间的差别的400、430、475的球蛋白组f、用于描绘血液和胡萝卜素之间的差别的415、450、500血液-胡萝卜素组g、血液和细胞质之间的差别的420、550、600的血液-细胞质组h的8个波长组作为默认的波长组被存储在图1所示的存储器36的一部分中。

在电子内窥镜装置出厂后，在最初投入电源而使装置启动时，通过微型计算机35选择上述默认波长组。而且，在按压图2所示的操作面板41的分光图像形成开关41j时，上述所选择的波长组中的标准组a在图3的监视器34中显示在波长信息显示区域34s。此时，如果按压模式切换开关41d选择三色模式，则从存储器36读出标准组a的λ1＝400nm、λ2＝500nm、λ3＝600nm所对应的各个参数，将这些参数输入到颜色空间变换处理电路29。颜色空间变换处理电路29使用这样输入的参数进行上述的矩阵运算。

另外，临床医师等装置操作者，通过操作图2的操作面板41中所具有的组选择开关41a，可以任意地选择默认波长组中的其他的波长组b～h，微型计算机35将这样选择的波长组在图3的监视器34中显示在波长信息显示区域34s。与此同时，此时也通过微型计算机35从存储器36中读出与选择的波长组的波长范围λ1、λ2、λ3所对应的各个参数，将这些参数输入到颜色空间变换处理电路29。颜色空间变换处理电路29使用这样输入的参数进行上述矩阵运算。

另外，组选择开关41a如图2所示，由具有朝上的三角形的操作部的上行开关和具有朝下的三角形的操作部的下行开关构成，每按压一次前者，波长组逐次选择为a→h→g…，与此相反，每按压一次后者，波长组逐次选择为a→b→c…。

另外，在选择上述波长组a～h中的一组时，通过操作者操作波长选择开关41b，可以将该选择的波长组的波长范围λ1、λ2、λ3各自变换为任意的值。在该波长范围变更时，可以通过切换宽度设定开关41c改变波长切换宽度。即通过旋转切换宽度设定开关41c的旋钮，可以设定按照接近连续切换的1nm宽度、分布切换的5nm宽度、10nm宽度、20nm宽度的方式连续地或分布地切换。另外，例如在以1nm宽度进行切换时，在400～700nm的范围内设定301的波长范围，生成与该301波长范围对应的矩阵数据(p’1～p’301)。

图6表示该波长范围的选择，在设定上述5nm宽度时，如以λ1的切换所示，按照400→405→410的方式进行切换，在设定上述20nm宽度时，如λ3的切换所示，按照600→620→640的方式切换，该值显示在监视器34的波长信息显示区域34s。

在图3中详细地显示了上述波长信息显示区域34s中的显示状态。在该实施方式中，通过上述信号处理电路32内的字符发生等，如图3(A)所示，在监视器34的右下部等设定的波长信息显示区域34s显示波长信息。即在该波长信息显示区域34s中，如图3(B)所示，在λ1、λ2、λ3等文字的下方，显示选择的波长的值(nm)。或也可以如图3(C)所示，设横轴为波长刻度，纵轴为灵敏度，以可动曲线(图4所对应的)对所选择的波长范围进行可视显示。

图2所示的模式切换开关41d进行单色模式和三色模式切换，在三色模式动作时，按下该模式切换开关41d则切换到单色模式，通过微型计算机35将波长范围λ1、λ2、λ3全部设定为如470、470、470那样的同一值。而且，在监视器34中，如图7所示，显示共同的波长范围。另外，即使对于该共同的波长范围，通过上述波长选择开关41b可以选择任意的值。

这里，作为上述八个波长组，除了如上所述的默认波长组之外，也可以按照装置使用者医师的期望等，准备另外的组，将其存储在存储器，可以适当地选择使用。另外，也可以将上述操作面板41上的开关种类的一部分功能置换到键盘的键功能，或将全部的功能置换为键盘的键功能。

接着，针对将分光图像基于固定的三种颜色进行显示彩色显示的模式、和以被观察体实物的颜色(接近实物的颜色)进行彩色显示的模式进行说明。首先，对前者的模式即按下图2所示的固定颜色模式开关41e的情况进行说明。此时，颜色空间变换处理电路29将分光图像信号λ1s、λ2s、λ3s不局限于λ1、λ2、λ3中任一项，分别作为与固定颜色(例如400nm、500nm、600nm等波长颜色)对应的Rs、Gs、Bs的信号，输入到第二颜色变换电路31。通过这样显示在监视器34的或由图像记录装置45记录的分光图像，为根据上述固定的三种颜色构成的彩色图像。另外，在由模式选择器30选择单色模式时，用上述固定的三种颜色中的一种显示分光图像的分光图像信号λ1s、λ2s或λ3s，作为Rs、Gs或Bs信号输入到第二颜色变换处理电路31。

接着，对按下图2所示的实际颜色模式开关41f的情况进行说明。此时，颜色空间变换处理电路29将分光图像信号λ1s、λ2s、λ3s作为分别用波长λ1、λ2、λ3颜色显示分光图像的Rs、Gs、Bs的信号，输入到第二颜色变换电路31。通过这样显示在监视器34的或由图像记录装置45记录的分光图像，将由CCD15拍摄的被观察体的部分以基本上与实物相同的色调进行显示。

以下，对实现这样的实际颜色模式的分光图像λ1s、λ2s、λ3s的生成进行详细的说明。在之前叙述的固定颜色模式下，颜色空间变换处理电路29将(式2)的矩阵运算形成的分光图像信号λ1s、λ2s、λ3s分别作为例如载置400nm、500nm、600nm的波长颜色的亮度(图像显示的情况)的Rs、Gs、Bs的三种颜色图像信号输出，但在该实际颜色模式的情况下，将Rs、Gs、Bs同样地作为载有400nm、500nm、600nm波长颜色的亮度的信号时，颜色空间变换处理电路29分别通过下面的运算形成并输出分光图像信号λ1s、λ2s、λ3s。

λ1s＝aRs+bGs+cBs

λ2s＝dRs+eGs+fBs

λ3s＝gRs+hGs+iBs

将上述九个系数a～i规定如下：例如，按照波长λ1、λ2、λ3的组合以表格的形式存储在上述存储器36中，在上述运算时，通过微型计算机35读出这些参数，输入到颜色空间变换处理电路29。这些系数a～i如果按照波长λ1、λ2、λ3的组合确切地规定，则在监视器34显示的或由图像记录装置45记录的分光图像，将由CCD15拍摄的被观察体的部分用基本上与实物相同的色调进行显示。

接着，对求得上述系数a～i的方法进行说明。这里，使用等色函数，如果三刺激值(X，Y，Z)相同，则认为例如在监视器34所显示的图像中的部分以与实物相同的色调显示。以下，矢量用小文字表示，矩阵用大文字表示，设波长λ有关的等色函数为下式3所示：

[式3]

$\stackrel{\‾}{x}\left(\mathrm{\λ}\right),\stackrel{\‾}{y}\left(\mathrm{\λ}\right),\stackrel{\‾}{z}\left(\mathrm{\λ}\right)$

另外，将监视器34的发出颜色设为下式4：

[式4]

$\stackrel{\‾}{r}\left(\mathrm{\λ}\right),\stackrel{\‾}{g}\left(\mathrm{\λ}\right),\stackrel{\‾}{b}\left(\mathrm{\λ}\right)$

而且，上述的三种波长λ1、λ2、λ3中的色度分别设为(x1、y1、z1)，(x2、y2、z2)，(x3、y3、z3)。

如果色度值相同则在人的眼睛中能看到相同的颜色，因此根据上述九个系数a～i如果下述式成立，则监视器34所显示的图像中的部分以与实物相同的色调显示。

[式5]

$\left(\begin{array}{c}\stackrel{\‾}{x}\left(\mathrm{\λ}\right)\\ \stackrel{\‾}{y}\left(\mathrm{\λ}\right)\\ \stackrel{\‾}{z}\left(\mathrm{\λ}\right)\end{array}\right)\left(\stackrel{\‾}{r}\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{g}\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{b}\left(\mathrm{\λ}\right)\right)\left(\begin{array}{ccc}a& d& g\\ b& e& h\\ c& f& i\end{array}\right)=\left(\begin{array}{ccc}{x}_1& x_2& x_3\\ y_1& y_2& y_3\\ z_1& z_2& z_3\end{array}\right)$

在此，设

[式6]

转置用～表示时，

[式7]

∴

[式8]

式8为3×3的矩阵，存在逆阵。因此，根据已知的A，B，D，求得系数矩阵C(即系数a～i)为

[式9]

其中，

[式10]

C

式10的要素中不存在负值，因此，计算结果生成负值的要素强制地设为0，由此求得系数a～i。

另外，说明了根据以上的三种颜色的图像信号λ1s、λ2s、λ3s来显示或记录彩色图像，但是在根据四种颜色以上的图像信号来显示或记录彩色图像的情况下，基于基本上同样的考虑，可以形成分光图像用与实物相同的色调表示的信号。

接着，对显示被观察体的通常图像的模式进行说明。如上所述，在形成显示分光图像时，在再次按下图2所示的操作面板41的分光图像形成开关41j时，或者在自最初起未按下分光图像形成开关41j时，选择所述参数P1～P3的系数作为颜色空间变换处理电路29中的矩阵运算的系数，通过这样，从该颜色变换空间处理电路29直接输出由第一颜色变换电路28输出的RGB信号。而且，该RGB信号由第二颜色变换电路31变换为Y/C信号，该Y/C信号通过信号处理电路32和D/A变换器33被输入到监视器34，因此在该监视器34中显示被观察体的通常彩色图像(运动图像或静止图像)。

另外，在本实施方式中，上述D/A变换器33的输出被输入监视器34之外还输入到图像记录装置45，在由微型计算机35控制的图像记录控制器42对图像记录装置45指示图像记录时，由该指示所指定的场景的通常彩色图像或分光图像的硬拷贝从该图像记录装置45输出。

另外，在以往的内窥镜中，对被观察体进行靛蓝(indigo)或ピオクタニン等色素扩散，且拍摄色素扩散着色的组织，但是也可以通过选择可以描绘由色素扩散着色的组织的波长范围作为上述λ1、λ2、λ3波长组，不必进行色素扩散，得到与色素扩散时的图像相同的分光图像。

Claims (3)

1.一种电子内窥镜装置，具备：

光源，其向被观察体照射白色光；

彩色摄像元件，其对接受了该白色光照射的所述被观察体进行拍摄；

分光图像形成电路，其通过基于该彩色摄像元件的输出的RGB三种颜色图像信号与规定的矩阵数据之间的运算，形成用于表示所指定波长的分光图像的分光图像信号，

所述分光图像形成电路按照针对互相不同的至少三种波长生成所述分光图像信号，分别作为以所述被指定的波长的颜色表示分光图像的信号的方式构成。

2.根据权利要求1所述的电子内窥镜装置，其特征在于，

还具备存储机构，其存储矩阵数据，该矩阵数据用于生成以所述被指定的波长颜色表示分光图像的分光图像信号。

3.根据权利要求1或2所述的电子内窥镜装置，其特征在于，

被构成为：所述分光图像形成电路在也可生成以各自固定的颜色表示所述分光图像的信号作为所述分光图像信号后，

可以选择地切换输出以该固定颜色表示所述分光图像的信号和以所述被指定的波长颜色表示分光图像的信号。

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