CN104939791A - 医用图像处理装置及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种医用图像处理装置及其工作方法，生成能够区分感染幽门螺杆菌的情况和幽门螺杆菌被成功除菌的情况的图像。输入RGB图像信号。根据B图像信号和G图像信号来求出B/G比，根据G图像信号和R图像信号来求出G/R比。在由B/G比、G/R比所形成的特征空间中，进行增大包含很多感染幽门螺杆菌的情况下的坐标的第1观察对象范围的坐标、与包含很多感染幽门螺杆菌的部位的幽门螺杆菌被成功除菌的情况下的坐标的第2观察对象范围的坐标之差的第1处理。

Description

医用图像处理装置及其工作方法
技术领域
本发明涉及用于显示拍摄被检体内的观察对象而获得的医用图像的医用图像处理装置及其工作方法。
背景技术
在近年来的胃癌诊断中，可以说胃癌的产生与幽门螺杆菌的有无密切相关(1994年世界卫生组织(WHO)将幽门螺杆菌认定为致癌因素)，因此进行了通过将幽门螺杆菌除菌来减少胃癌这样的行动。此外，在进行了幽门螺杆菌的除菌的情况下，还要检查幽门螺杆菌的除菌是否已成功。
针对幽门螺杆菌的感染、未感染的检查，除了血液检查等之外，还要使用具备光源装置、内窥镜以及处理器装置的内窥镜系统来进行。在内窥镜系统中，从内窥镜向观察对象照射照明光，基于由内窥镜的摄像元件对以该照明光照明中的观察对象进行拍摄而获得的RGB图像信号，将观察对象的图像显示在监视器上。在利用监视器上的图像而确定出弥漫性发红的情况下，被诊断为是存在幽门螺杆菌的可能性高而易于致癌的状态。
此外，还已知幽门螺杆菌的存在与IHb(是指血红蛋白指数，由G图像信号和R图像信号的G/R比来表征)有关联性(参照日本特开2003-220019号公报)。在该日本特开2003-220019号公报中，作为幽门螺杆菌的除菌是否已成功的指标，采用的是IHb。根据该日本特开2003-220019号公报，在Ihb大于阈值“59”的情况下，被诊断为已感染幽门螺杆菌而幽门螺杆菌的除菌未成功，另一方面，在IHb小于阈值“59”的情况下，被诊断为幽门螺杆菌被成功除菌。
如图28所示，在由纵轴B/G比(B图像信号和G图像信号的比率)、横轴G/R比所形成的特征空间中，未感染幽门螺杆菌的情况分布在“A”的范围，感染幽门螺杆菌的情况分布在“B”的范围，幽门螺杆菌被成功除菌的情况分布在“C”的范围。在该特征空间上，由于“A”和“B”完全分离，因此仅仅利用横轴G/R比的值即IHb便能进行区分。相对于此，由于“B”和“C”在特征空间上相靠近，而且一部分混在一起，因此仅仅利用横轴G/R比的值即Ihb是难以进行区分的。因此，要求以取代IHb的方法来进行图像显示，以便能够区分感染幽门螺杆菌的情况和幽门螺杆菌被成功除菌的情况。
发明内容
本发明的目的在于，提供生成能够区分感染幽门螺杆菌的情况和幽门螺杆菌被成功除菌的情况的图像的医用图像处理装置及其工作方法。
本发明的医用图像处理装置具备：图像信号输入处理部、颜色信息获取部和处理部。图像信号输入处理部对第1彩色图像信号进行输入处理。颜色信息获取部从第1彩色图像信号之中获取多个颜色信息。处理部在由多个颜色信息所形成的特征空间中，进行增大相对于第1中心线而位于一侧的第1观察对象范围的坐标与位于另一侧的第2观察对象范围的坐标之差的第1处理。
优选第1处理按照从第1中心线远离的方式来分别变更第1观察对象范围内的坐标相对于第1中心线所成的角度、和第2观察对象范围内的坐标相对于第1中心线所成的角度。优选第1观察对象范围内的坐标相对于第1中心线所成的角度的角度变化率、和第2观察对象范围内的坐标相对于第1中心线所成的角度的角度变化率，在包含第1中心线的一定的角度变更范围内越远离第1中心线越小。优选第1处理包括：使包含第1中心线的一定的角度变更范围即角度变更范围R1x内的坐标的角度以角度变化率W1x发生变化的扩展处理；和使超过角度变更范围R1x的角度变更范围R1y的坐标的角度以比角度变化率W1x小的角度变化率W1y发生变化的压缩处理。
优选处理部在特征空间中进行增大相对于不同于第1中心线的第2中心线而位于一侧的第1观察对象范围的坐标与位于另一侧的第3观察对象范围的坐标之差的第2处理，将通过第2处理使差增大的范围设定得比通过第1处理使差增大的范围宽。
优选第1彩色图像信号是三种颜色的图像信号，多个颜色信息是三种颜色的图像信号之中的两种颜色的图像信号间的第1信号比、和与第1信号比不同的两种颜色的图像信号间的第2信号比，特征空间是由第1信号比和第2信号比所形成的信号比空间。优选第1信号比与血管深度相关，第2信号比与血液量相关。优选第1信号比为B/G比，第2信号比为G/R比。优选特征空间是由作为多个颜色信息的色差信号Cr、Cb所形成的CbCr空间、或者由作为多个颜色信息的a信号、b信号所形成的ab空间当中的任一个。
优选多个颜色信息是色相H和彩度S，特征空间是由色相H和彩度S所形成的HS空间。优选第1处理在HS空间中按照第1观察对象范围的坐标和第2观察对象范围内的坐标分别从第1中心线远离的方式，使第1观察对象范围的坐标和第2观察对象范围的坐标在色相方向上移动。优选处理部在HS空间中进行增大相对于不同于第1中心线的第2中心线而位于一侧的第1观察对象范围的坐标与位于另一侧的第3观察对象范围的坐标之差的第2处理，将通过第2处理使差增大的范围设定得比通过第1处理使差增大的范围宽。
优选医用图像处理装置具备彩色图像信号变换部和明亮度调整部。彩色图像信号变换部将由处理部处理后的多个颜色信息变换为第2彩色图像信号。明亮度调整部根据从第1彩色图像信号之中获得的第1明亮度信息以及从第2彩色图像信号之中获得的第2明亮度信息来调整第2彩色图像信号的像素值。
本发明的医用图像处理装置的工作方法包括：输入处理步骤、颜色信息获取步骤和第1处理步骤。在输入处理步骤中，图像信号输入处理部对第1彩色图像信号进行输入处理。在颜色信息获取步骤中，颜色信息获取部从第1彩色图像信号之中获取多个颜色信息。在第1处理步骤中，处理部在由多个颜色信息所形成的特征空间中，增大相对于第1中心线而位于一侧的第1观察对象范围的坐标与位于另一侧的第2观察对象范围的坐标之差。
(发明效果)
根据本发明，能够按照可区分感染幽门螺杆菌的情况和幽门螺杆菌被成功除菌的情况的方式进行图像显示。
附图说明
图1是第1实施方式的内窥镜系统的外观图。
图2是表示第1实施方式的内窥镜系统的功能的框图。
图3是表示紫色光V、蓝色光B、绿色光G以及红色光R的发光光谱的图。
图4是表示特殊图像处理部的功能的框图。
图5是表示第1处理的说明图。
图6是表示角度θ1和信号比空间用的第1处理时的角度变化率的关系的图。
图7是表示角度θ1和信号比空间用的第1处理后的角度Eθ1的关系的图。
图8是表示通过信号比空间用的第1处理所获得的作用/效果的说明图。
图9是表示通过特征空间为ab空间的情况下的第1处理所获得的作用/效果的说明图。
图10是表示特征空间为ab空间的情况下所使用的特殊图像处理部的功能的框图。
图11是表示信号比空间用的第2处理的说明图。
图12是表示角度θ2和信号比空间用的第2处理时的角度变化率的关系的图。
图13是表示角度θ2和信号比空间用的第2处理后的角度Eθ2的关系的图。
图14是表示通过信号比空间用的第2处理所获得的作用/效果的说明图。
图15是表示通过特征空间为a、b的情况下的第2处理所获得的作用/效果的说明图。
图16是表示本发明的一系列流程的流程图。
图17是表示在特征空间为色差信号Cr、Cb的情况下所使用的特殊图像处理部的功能的框图。
图18是表示在特征空间(纵轴Cb，横轴Cr)上未感染幽门螺杆菌的情况下的坐标的分布(A)、感染幽门螺杆菌的情况下的分布(B)、成功进行了幽门螺杆菌的除菌的情况下的坐标的分布(C)的说明图。
图19是表示特征空间为色差信号Cr、Cb的情况下的第1处理的说明图。
图20是表示特征空间为色差信号Cr、Cb的情况下的第2处理的说明图。
图21是表示在特征空间为色相H、彩度S的情况下所使用的特殊图像处理部的功能的框图。
图22是表示在特征空间(纵轴：彩度S，横轴：色相H)上未感染幽门螺杆菌的情况下的坐标的分布(A)、感染幽门螺杆菌的情况下的分布(B)、成功进行了幽门螺杆菌的除菌的情况下的坐标的分布(C)的说明图。
图23是表示特征空间为色相H、彩度S的情况下的第1处理的说明图。
图24是表示特征空间为色相H、彩度S的情况下的第2处理的说明图。
图25是表示第2实施方式的内窥镜系统的功能的框图。
图26是表示白色光的发光光谱的图。
图27是表示特殊光的发光光谱的图。
图28是表示第3实施方式的内窥镜系统的功能的框图。
图29是表示旋转滤光器的俯视图。
图30是表示第4实施方式的胶囊内窥镜系统的功能的图。
图31是表示与图3不同的紫色光V、蓝色光B、绿色光G以及红色光R的发光光谱的图。
图32是表示使用二维LUT的情况下的特殊图像处理部的功能的框图。
图33是表示在特征空间(纵轴B/G比，横轴G/R比)上未感染幽门螺杆菌的情况的坐标的分布(A)、感染幽门螺杆菌的情况的分布(B)、幽门螺杆菌被成功除菌的情况的坐标的分布(C)的说明图。
具体实施方式
[第1实施方式]
如图1所示，第1实施方式的内窥镜系统10具有：内窥镜12、光源装置14、处理器装置16、监视器18和控制台19。内窥镜12与光源装置14光学连接，并且与处理器装置16电连接。内窥镜12具有：被插入到被检体内的插入部12a、被设置在插入部12a的基端部分的操作部12b、被设置在插入部12a的前端侧的弯曲部12c以及前端部12d。通过对操作部12b的角度旋钮12e进行操作，从而弯曲部12c进行弯曲动作。伴随着该弯曲动作，前端部12d朝向所期望的方向。
此外，在操作部12b中，除了角度旋钮12e之外还设置有模式切换SW13a。模式切换SW13a被用于通常观察模式、第1特殊观察模式和第2特殊观察模式这三种模式间的切换操作。通常观察模式是将通常图像显示在监视器18上的模式。第1特殊观察模式被用于判断幽门螺杆菌的除菌是否已成功的情况，是将第1特殊图像显示在监视器18上的模式。第2特殊观察模式被用于判断是否感染幽门螺杆菌的情况，是将第2特殊图像显示在监视器18上的模式。
处理器装置16与监视器18以及控制台19电连接。监视器18对图像信息等进行输出显示。控制台19作为受理功能设定等输入操作的UI(UserInterface：用户界面)来发挥功能。另外，在处理器装置16也可以连接记录图像信息等的外带的记录部(省略图示)。
如图2所示，光源装置14具备：V-LED(Violet Light Emitting Diode；紫色发光二极管)20a、B-LED(Blue Light Emitting Diode；蓝色发光二极管)20b、G-LED(Green Light Emitting Diode；绿色发光二极管)20c、R-LED(Red Light Emitting Diode；红色发光二极管)20d、对这四种颜色的LED20a～20d的驱动进行控制的光源控制部21、以及将由四种颜色的LED20a～20d发出的四种颜色的光的光路进行结合的光路结合部23。由光路结合部23结合后的光经由被插入到插入部12a内的导光部(LG)41以及照明透镜45而被照射至被检体内。另外，也可以取代LED而使用LD(Laser Diode；激光二极管)。
如图3所示，V-LED20a产生中心波长为405±10nm、波长范围为380～420nm的紫色光V。B-LED20b产生中心波长为460±10nm、波长范围为420～500nm的蓝色光B。G-LED20c产生波长范围为480～600nm的绿色光G。R-LED20d产生中心波长为620～630nm、波长范围为600～650nm的红色光R。另外，在各LED20a～20d中，中心波长和峰值波长既可以相同，也可以不同。
光源控制部21在通常观察模式、第1特殊观察模式以及第2特殊观察模式的任何观察模式下均使V-LED20a、B-LED20b、G-LED20c、R-LED20d点亮。因此，紫色光V、蓝色光B、绿色光G以及红色光R这四种颜色的光发生混色后的光被照射至观察对象。此外，光源控制部21在通常观察模式时，按照紫色光V、蓝色光B、绿色光G、红色光R间的光量比成为Vc：Bc：Gc：Rc的方式来控制各LED20a～20d。另一方面，光源控制部21在第1以及第2特殊观察模式时，按照紫色光V、蓝色光B、绿色光G、红色光R间的光量比成为Vs：Bs：Gs：Rs的方式来控制各LED20a～20d。
如图2所示，导光部41被内置在内窥镜12以及通用线(将内窥镜12与光源装置14以及处理器装置16进行连接的线)内，将由光路结合部23结合后的光传播至内窥镜12的前端部12d。另外，作为导光部41，能够使用多模光纤。作为一例，能够使用芯部直径为105μm、包层直径为125μm、包含成为外表层的保护层的直径为的细径光缆。
在内窥镜12的前端部12d，设置有照明光学系统30a和摄像光学系统30b。照明光学系统30a具有照明透镜45，经由该照明透镜45而将来自导光部41的光照射至观察对象。摄像光学系统30b具有物镜46、摄像传感器48。来自观察对象的反射光经由物镜46而入射至摄像传感器48。由此，观察对象的反射像在摄像传感器48被成像。
摄像传感器48为彩色的摄像传感器，拍摄被检体的反射像并输出图像信号。该摄像传感器48优选为CCD(Charge Coupled Device；电荷耦合器件)摄像传感器、CMOS(Complementary Metal-OxideSemiconductor；互补金属氧化物半导体)摄像传感器等。本发明中所使用的摄像传感器48为用于获得R(红色)、G(绿色)以及B(蓝色)这三种颜色的RGB图像信号的彩色的摄像传感器，即具备设置有R滤光器的R像素、设置有G滤光器的G像素、以及设置有B滤光器的B像素的所谓的RGB摄像传感器。
另外，作为摄像传感器48，也可以取代RGB的彩色的摄像传感器而是具备C(蓝绿色)、M(品红色)、Y(黄色)以及G(绿色)的补色滤光器的所谓的补色摄像传感器。在使用补色摄像传感器的情况下，由于输出CMYG这四种颜色的图像信号，因此需要通过补色-原色颜色变换而将CMYG这四种颜色的图像信号变换为RGB这三种颜色的图像信号。此外，摄像传感器48也可以是未设置滤色器的单色摄像传感器。在该情况下，光源控制部21需要使蓝色光B、绿色光G、红色光R以分时的方式点亮，在摄像信号的处理中施加同步处理。
从摄像传感器48输出的图像信号被发送至CDS/AGC电路50。CDS/AGC电路50对作为模拟信号的图像信号进行相关双重采样(CDS(Correlated Double Sampling))、自动增益控制(AGC(Auto GainControl))。经过CDS/AGC电路50后的图像信号，由A/D变换器(A/D(Analog/Digital)转换器)52变换为数字图像信号。被A/D变换后的数字图像信号被输入至处理器装置16。
处理器装置16具备：接收部53、DSP(Digital Signal Processor；数字信号处理)56、噪声去除部58、图像处理切换部60、通常图像处理部62、特殊图像处理部64和影像信号生成部66。接收部53接收来自内窥镜12的数字的RGB图像信号。R图像信号对应于从摄像传感器48的R像素输出的信号，G图像信号对应于从摄像传感器48的G像素输出的信号，B图像信号对应于从摄像传感器48的B像素输出的信号。
DSP56针对接收到的图像信号实施缺陷修正处理、偏置处理、增益修正处理、线性矩阵处理、伽马变换处理、去马赛克处理等各种信号处理。在缺陷修正处理中，摄像传感器48的缺陷像素的信号被修正。在偏置处理中，从被实施缺陷修正处理后的RGB图像信号之中除掉暗电流成分，设定正确的零电平。在增益修正处理中，通过在偏置处理后的RGB图像信号上相乘特定的增益，由此来调整信号电平。对于增益修正处理后的RGB图像信号实施用于提高颜色重现性的线性矩阵处理。然后，通过伽马变换处理来调整明亮度、彩度。对于线性矩阵处理后的RGB图像信号被实施去马赛克处理(也称为均衡化处理、同步化处理)，在各像素上不足的颜色的信号通过插补来生成。通过该去马赛克处理，从而所有像素具有RGB各颜色的信号。
噪声去除部58针对由DSP56实施伽马修正等后的RGB图像信号来实施噪声去除处理(例如移动平均法、中值滤光器法等)，由此从RGB图像信号之中去除噪声。噪声被去除后的RGB图像信号被发送至图像处理切换部60。另外，本发明的“图像信号输入处理部”对应于包含接收部53、DSP56和噪声去除部58的构成。
图像处理切换部60在通过模式切换SW13a被设为通常观察模式的情况下，将RGB图像信号发送至通常图像处理部62，在被设为第1或者第2特殊观察模式的情况下，将RGB图像信号发送至特殊图像处理部64。
通常图像处理部62针对RGB图像信号进行颜色变换处理、色彩强调处理、构造强调处理。在颜色变换处理中，针对数字的RGB图像信号进行3×3的矩阵处理、灰度变换处理、三维LUT处理等，变换为颜色变换处理完毕的RGB图像信号。然后，针对颜色变换处理完毕的RGB图像信号实施各种色彩强调处理。针对该色彩强调处理完毕的RGB图像信号进行空间频率强调等的构造强调处理。被实施构造强调处理后的RGB图像信号作为通常图像的RGB图像信号从通常图像处理部62输入至影像信号生成部66。
特殊图像处理部64基于RGB的图像信号来生成：对感染幽门螺杆菌的情况下的观察对象的颜色、和感染幽门螺杆菌的部位的幽门螺杆菌被成功除菌的情况下的观察对象的颜色之间的差异进行了强调后的第1特殊图像；或者对感染幽门螺杆菌的情况下的观察对象的颜色和未感染幽门螺杆菌的情况下的观察对象的颜色之间的差异进行了强调后的第2特殊图像。关于特殊图像处理部64的详细内容将在后面叙述。由该特殊图像处理部64生成的第1或者第2特殊图像的RGB图像信号被输入至影像信号生成部66。
影像信号生成部66将从通常图像处理部62或者特殊图像处理部64输入的RGB图像信号变换为用于作为由监视器18可显示的图像来显示的影像信号。基于该影像信号，监视器18显示通常图像、第1特殊图像、第2特殊图像。
如图4所示，特殊图像处理部64具备：逆伽马变换部70、Log变换部71、信号比计算部72、极坐标变换部73、角度扩展/压缩部(处理部)74、正交坐标变换部75、RGB变换部76、构造强调部77、逆Log变换部78和伽马变换部79。此外，特殊图像处理部64在RGB变换部76与构造强调部77之间具备明亮度调整部81。
逆伽马变换部70针对被输入的RGB3通道的数字图像信号实施逆伽马变换。由于该逆伽马变换后的RGB图像信号是相对于来自检体的反射率而线性变化的反射率线性RGB信号，因此RGB图像信号之中与检体的各种生物体信息关联的信号所占的比例变多。另外，将反射率线性R图像信号设为第1R图像信号，将反射率线性G图像信号设为第1G图像信号，将反射率线性B图像信号设为第1B图像信号。
Log变换部71对反射率线性RGB图像信号(对应于本发明的“第1彩色图像信号”)分别进行Log变换。由此，可获得Log变换完毕的R图像信号(logR)、Log变换完毕的G图像信号(logG)、Log变换完毕的B图像信号(logB)。信号比计算部72(对应于本发明的“颜色信息获取部”)基于Log变换完毕的G图像信号和B图像信号来进行差分处理(logG-logB＝logG/B＝-log(B/G))，由此来计算B/G比(将-log(B/G)之中省略了“-log”后的情形标记为“B/G比”)。此外，基于Log变换完毕的R图像信号和G图像信号来进行差分处理(logR-logG＝logR/G＝-log(G/R))，由此来计算G/R比。G/R比与B/G比同样表征-log(G/R)之中省略了“-log”后的情形。
另外，B/G比、G/R比根据在B图像信号、G图像信号、R图像信号中处于相同位置的像素的像素值，按照每个像素来求出。此外，B/G比、G/R比按照每个像素来求出。此外，由于B/G比与血管深度(从粘膜表面到存在特定血管的位置为止的距离)相关，因此若血管深度不同，则伴随于此，B/G比也变动。此外，由于G/R比与血液量(血红蛋白指数)相关，因此若血液量有变动，则伴随于此，G/R比也变动。
极坐标变换部73将由信号比计算部72求出的B/G比、G/R比变换为矢径r和辐角θ。在该极坐标变换部73中，针对所有像素来进行向矢径r和辐角θ的变换。角度扩展/压缩部74在被设定为第1特殊观察模式的情况下，进行增大感染幽门螺杆菌的情况下的矢径r和辐角θ所分布的第1观察对象范围、与感染幽门螺杆菌的部位的幽门螺杆菌被成功除菌的情况下的矢径r和辐角θ所分布的第2观察对象范围之差的第1处理。此外，角度扩展/压缩部74在被设定为第2特殊观察模式的情况下，进行增大感染幽门螺杆菌的情况下的矢径r和辐角θ所分布的第1观察对象范围、与未感染幽门螺杆菌的情况下的矢径r和辐角θ所分布的第3观察对象范围之差的第2处理。关于这些第1以及第2处理的详细内容将在后面叙述。
在正交坐标变换部75中，将经过角度扩展/压缩部74后的角度扩展/压缩完毕的矢径r、辐角θ变换为正交坐标。由此，被变换为角度扩展/压缩完毕的B/G比、G/R比。在RGB变换部76(对应于本发明的“彩色图像信号变换部”)中，使用第1RGB图像信号之中的至少任一个图像信号，将角度扩展/压缩完毕的B/G比、G/R比变换为RGB图像信号。例如，RGB变换部76基于第1RGB图像信号之中的G图像信号和B/G比来进行运算，由此将B/G比变换为第2B图像信号。此外，RGB变换部76基于第1RGB图像信号之中的G图像信号和G/R比来进行运算，由此将G/R比变换为第2R图像信号。此外，RGB变换部76针对第1G图像信号不实施特殊变换，而作为第2G图像信号进行输出。
明亮度调整部81使用第1RGB图像信号和第2RGB图像信号来调整第2RGB图像信号的像素值。由明亮度调整部81调整第2RGB图像信号的像素值的原因在于以下的理由。通过由角度扩展/压缩部74对颜色区域进行扩展/压缩的处理而获得的第2RGB图像信号，明亮度有可能比第1RGB图像信号有大幅改变。因此，由明亮度调整部81对第2RGB图像信号的像素值进行调整，从而明亮度调整后的第2RGB图像信号变为与第1RGB图像信号相同的明亮度。
明亮度调整部81具备：基于第1RGB图像信号来求出第1明亮度信息Yin的第1明亮度信息计算部81a；和基于第2RGB图像信号来求出第2明亮度信息Yout的第2明亮度信息计算部81b。第1明亮度信息计算部81a按照“kr×第1R图像信号的像素值+kg×第1G图像信号的像素值+kb×第1B图像信号的像素值”的运算式，来计算第1明亮度信息Yin。在第2明亮度信息计算部81b中，也与第1明亮度信息计算部81a同样，按照与上述同样的运算式来计算第2明亮度信息Yout。当求出第1明亮度信息Yin和第2明亮度信息Yout时，明亮度调整部81基于以下的式(E1)～(E3)来进行运算，由此来调整第2RGB图像信号的像素值。
(E1)：R*＝第2R图像信号的像素值×Yin/Yout
(E2)：G*＝第2G图像信号的像素值×Yin/Yout
(E3)：B*＝第2B图像信号的像素值×Yin/Yout
其中，“R*”表征明亮度调整后的第2R图像信号，“G*”表征明亮度调整后的第2G图像信号，“B*”表征明亮度调整后的第2B图像信号。此外，“kr”、“kg”、“kb”为处于“0”～“1”的范围内的任意的常数。
在构造强调部77中，针对经过RGB变换部76后的第2RGB图像信号实施构造强调处理。作为构造强调处理，使用的是频率滤波等。逆Log变换部78针对经过构造强调部77后的第2RGB图像信号实施逆Log变换。由此，可获得具有真数的像素值的第2RGB图像信号。伽马变换部79针对经过逆Log变换部78后的RGB图像信号实施伽马变换。由此，可获得具有适于监视器18等输出设备的灰度的第2RGB图像信号。经过伽马变换部79后的RGB图像信号作为第1或者第2特殊图像的RGB图像信号被送至影像信号生成部66。
关于由角度扩展/压缩部74进行的第1以及第2处理的内容，以下使用图5所示那样的由纵轴B/G比、横轴G/R比形成的二维的颜色空间即特征空间(信号比空间)来进行说明。在信号比空间用的第1处理中，在信号比空间中，将包含感染幽门螺杆菌的情况下的坐标所分布的第1观察对象范围(在图5中标记为“B”。以下相同)、和感染幽门螺杆菌的部位的幽门螺杆菌被成功除菌的情况下的坐标所分布的第2观察对象范围(在图5中标记为“C”。以下相同)在内的区域设定为角度变更范围R1，在此基础上，变更位于角度变更范围R1内的坐标的角度θ，另一方面，针对角度变更范围R1外的坐标不进行角度θ的变更。此外，在信号比空间用的第1处理中，针对角度变更范围R1的坐标的矢径r不进行变更。另外，第1观察对象范围的平均值和第2观察对象范围的平均值相隔间隔D1。
在角度变更范围R1中，在认为是第1观察对象范围与第2观察对象范围的边界线的部分设定有第1中心线CL1。针对角度变更范围R1内的坐标P1，以相对于第1中心线CL1所成的角度“θ1”来定义。关于角度θ1，将第1中心线CL1的顺时针旋转方向A1定义为正的角度，将逆时针旋转方向A2定义为负的角度。
如图6所示，在信号比空间用的第1处理中，在角度变更范围R1内的、包含第1中心线CL1的一定的角度变更范围R1x内，进行使角度θ1以角度变化率比“1”大的角度变化率W1x发生变化的扩展处理。角度变更范围R1x是从“-θ1a”到“θ1b”为止的范围。在成为角度变更范围R1x外的角度变更范围R1y内，进行使角度θ1以角度变化率比“1”小的角度变化率W1y发生变化的压缩处理。角度变更范围R1y是从比“-θ1a”小的“-θ1c”到比“θ1b”大的“θ1d”为止的范围。通过以上的扩展处理以及压缩处理，使角度变更范围R1内的坐标在从第1中心线CL1起的±90度的范围内移动。另外，在角度变化率为“1”的情况下，即便进行变更角度θ的处理，角度θ的大小也不发生变化。另外，第1观察对象范围的平均值和第2观察对象范围的平均值相隔间隔D1。
关于角度变化率W1x，被设定为在角度θ1为“0°”的情况下成为最大。此外，角度变化率W1x被设定为：角度θ1越偏离“0°”，则越是逐渐变小。相对于此，关于角度变化率W1y，被设定为始终比“1”小。在此基础上，在角度θ1位于“-θ1c”与“-θ1a”之间时，角度θ1从“-θ1a”到“-θ1e”之间被设定为：角度θ1越小，则角度变化率W1y越是逐渐变小。并且，从“-θ1e”到“-θ1c”之间被设定为：角度θ1越小，则角度变化率W1y越是逐渐变大。
同样，在角度θ1位于“θ1b”与“θ1d”之间时，角度θ1从“θ1b”到“θ1f”之间被设定为：角度θ1越大，则角度变化率W1y越是逐渐变小。并且，从“θ1f”到“θ1d”之间被设定为：角度θ1越大，则角度变化率W1y越是逐渐变大。
通过进行由如以上那样的扩展处理以及压缩处理构成的信号比空间用的第1处理，从而如图7所示，针对正侧的角度θ1而被变更为比角度θ1大的正的角度Eθ1，另一方面，针对负侧的角度θ1而被变更为比角度θ1小的负的角度Eθ1。此外，角度变化率由对将角度θ1和角度Eθ1建立关系的线CV1的切线进行表示的“直线L1”的斜率来表征，在角度变更范围R1x内直线L1的斜率大于“1”，而在角度变更范围R1y内直线L1的斜率小于“1”。相对于此，角度变更范围R1外的角度θ被变换(恒等变换)为角度θ和大小没有变化的角度Eθ。此外，在角度变更范围R1外，直线L1的斜率变为“1”。
通过进行这种角度变更，从而可获得以下那样的作用/效果。如图8(A)所示，在信号比空间用的第1处理前，第1观察对象范围和第2观察对象范围靠近，此外一部分混在一起，但在信号比空间用的第1处理后，如图8(B)所示，以第1中心线CL1为界，第1观察对象范围的坐标的大部分在顺时针旋转方向上移动，另一方面，第2观察对象范围的坐标的大部分在逆时针旋转方向上移动，从而第1观察对象范围和第2观察对象范围之差变大。如此，在第1观察对象范围和第2观察对象范围之差增大所获得的第1特殊图像中，感染幽门螺杆菌的情况下的观察对象的颜色、与感染幽门螺杆菌的部位的幽门螺杆菌被成功除菌的情况下的观察对象的颜色之间的差异变得明确，因此能够准确地诊断幽门螺杆菌的除菌是否已成功。
此外，从第1中心线CL1起的±90°的范围内是通过角度变更来对感染幽门螺杆菌的情况下的观察对象的颜色、与感染幽门螺杆菌的部位的幽门螺杆菌被成功除菌的情况下的观察对象的颜色之间的差异(在该段落中设为“色差”)进行强调的特定的颜色区域，相对于此，超过从第1中心线CL1起的±90°的范围的区域是不想通过角度变更来强调色差的特定的颜色区域以外的区域。因此，在信号比空间用的第1处理中，除了扩展处理之外还进行压缩处理，从而角度变更后的角度Eθ1不会超过从第1中心线CL1起的±90°的范围。由此，在第1特殊图像上，在特定的颜色区域内色差被强调，而在特定的颜色区域以外色差不被强调。
另外，由Lab变换部对第1RGB图像信号进行Lab变换所得的a*、b*(表征作为颜色信息的CIE Lab空间的色调的要素a*、b*。以下相同。)所形成的特征空间(ab空间)的情况，也如图9所示，通过ab空间用的第1处理，以第1中心线CL1为界，第1观察对象范围的坐标的大部分在顺时针旋转方向上移动，另一方面，第2观察对象范围的坐标的大部分在逆时针旋转方向上移动。在此，图9(A)表征ab空间用的第1处理前的第1～第2观察对象范围的分布，图9(B)表征ab空间用的第1处理后的第1～第2观察对象范围的分布。
另外，在使用a*、b*来进行ab空间用的第1处理的情况下，利用的是图10所示的特殊图像处理部82。特殊图像处理部82不同于特殊图像处理部64，不具备逆伽马变换部70、Log变换部71、信号比计算部72、逆Log变换部78和伽马变换部79。取而代之，特殊图像处理部82具备Lab变换部(对应于本发明的“颜色信息获取部”)83。关于除此之外的构成，特殊图像处理部82与特殊图像处理部64相同。
Lab变换部83通过众所周知的Lab变换处理将第1RGB图像信号变换为L和a*、b*。L被送至RGB变换部76和明亮度调整部81。a*、b*被送至极坐标变换部73。在RGB变换部76中，将经过正交坐标变换部75后的a*、b*和L变换为第2RGB图像信号。在明亮度调整部81中，通过第1明亮度信息计算部81 a使用给定的变换式而将来自Lab变换部83的L变换为亮度信号Y。将该变换后的亮度信号Y设为第1明亮度信息Yin。此外，在第2明亮度信息计算部81b中，根据第2RGB图像信号来计算第2明亮度信息Yout。在明亮度调整部81中，使用第1明亮度信息Yin和第2明亮度信息Yout来调整第2RGB图像信号的像素值。另外，第2明亮度信息Yout的计算方法和第2RGB图像信号的像素值的调整方法与上述特殊图像处理部64的情况相同。
在信号比空间用的第2处理中，如图11所示，在信号比空间中，将包含感染幽门螺杆菌的情况下的坐标所分布的第1观察对象范围和未感染幽门螺杆菌的情况下的坐标所分布的第3观察对象范围(在图11中标记为“A”。以下相同。)在内的区域设定为角度变更范围R2，在此基础上，变更位于角度变更范围R2内的坐标的角度θ，而针对角度变更R2外的坐标不进行角度θ的变更。此外，在信号比空间用的第2处理中，针对角度变更R2的坐标的矢径r不进行变更。另外，第1观察对象范围的平均值和第3观察对象范围的平均值相隔间隔D2。该间隔D2比第1观察对象范围的平均值和第2观察对象范围的平均值的间隔D1大。
在角度变更范围R2中，在第1观察对象范围与第3观察对象范围之间设定有第2中心线CL2。角度变更范围R2被设定得比角度变更范围R1宽，此外信号比空间中的第2中心线CL2的斜率被设定得比第1中心线CL1的斜率大。此外，针对角度变更范围R2内的坐标P2，以相对于第2中心线CL2所成的角度θ2来定义。关于角度θ2，将第2中心线CL2的顺时针旋转方向A1定义为正的角度，将逆时针旋转方向A2定义为负的角度。
如图12所示，在信号比空间用的第2处理中，在角度变更范围R2内的包含第2中心线CL2的一定的角度变更范围R2x内，进行使角度θ2以角度变化率比“1”大的角度变化率W2x发生变化的扩展处理。角度变更范围R2x是从“-θ2a”到“θ2b”为止的范围。在成为角度变更范围R2x之外的角度变更范围R2y内，进行使角度θ2以角度变化率比“1”小的角度变化率W2y发生变化的压缩处理。角度变更范围R2y是从比“-θ2a”小的“-θ2c”到比“θ2b”大的“θ2d”为止的范围。通过以上的扩展处理以及压缩处理，使角度变更范围R2内的坐标在从第2中心线CL2起的±90度的范围内移动。另外，在角度变化率为“1”的情况下，即便进行变更角度θ的处理，角度θ的大小也不发生变化。
关于角度变化率W2x，被设定为在角度θ2为“0°”的情况下成为最大。优选该角度θ2为“0°”的情况下的角度变化率W2x比上述的角度θ1为“0°”的情况下的角度变化率W1x小。相对于此，关于角度变化率W2y，被设定为始终比“1”小。在此基础上，在角度θ2位于“-θ2c”与“-θ2a”之间时，角度θ2从“-θ2a”到“-θ2e”之间被设定为：角度θ2越小，则角度变化率W2y越是逐渐变小。并且，从“-θ2e”到“-θ2c”之间被设定为：角度θ2越小，则角度变化率W2y越是逐渐变大。
同样，在角度θ2位于“θ2b”与“θ2d”之间时，角度θ2从“θ2b”到“θ2f”之间被设定为：角度θ2越小，则角度变化率W2y越是逐渐变小。并且，从“θ2f”到“θ2d”之间被设定为：角度θ2越小，则角度变化率W2y越是逐渐变大。
通过进行由如以上那样的扩展处理以及压缩处理构成的信号比空间用的第2处理，从而如图13所示，关于正侧的角度θ2，变更为使角度θ2增大后的正的角度Eθ2，而关于负侧的角度θ2，变更为使角度θ减小后的负的角度Eθ2。此外，角度变化率由对将角度θ2和角度Eθ2建立关系的线CV2的切线进行表示的“直线L2”的斜率来表征，在角度变更范围R2x内直线L2的斜率大于“1”，而在角度变更范围R2y内直线L2的斜率小于“1”。相对于此，角度变更范围R2外的角度θ被变换(恒等变换)为角度θ和大小不变的角度Eθ。此外，在角度变更范围R2外，直线L2的斜率变为“1”。
通过进行这种角度变更，从而可获得以下那样的作用/效果。如图14(A)所示，在信号比空间用的第2处理前，在信号比空间的第1象限内存在第1观察对象范围和第3观察对象范围，但在信号比空间用的第2处理后，如图14(B)所示，以第2中心线CL2为界，第1观察对象范围的坐标的大部分在顺时针旋转方向上移动，而第3观察对象范围的坐标的大部分在逆时针旋转方向上移动，从而第1观察对象范围的坐标的大部分移动到信号比空间的第4象限，第3观察对象范围的坐标的大部分移动到信号比空间的第2象限。由此，第1观察对象范围和第3观察对象范围之差变得更大。如此，在进一步增大第1观察对象范围和第3观察对象范围之差所获得的第2特殊图像中，感染幽门螺杆菌的情况下的观察对象的颜色、与未感染幽门螺杆菌的情况下的观察对象的颜色之间的差异变得明确，因此能够准确地诊断是否感染了幽门螺杆菌。
此外，在信号比空间用的第2处理中，除了扩展处理之外还进行压缩处理，从而角度变更后的角度Eθ2不会超过从第2中心线CL2起的±90°的范围。由此，在第2特殊图像上，在特定的颜色区域内色差被强调，而在特定的颜色区域以外色差不被强调。
另外，由Lab变换部对第1RGB图像信号进行Lab变换所得的a*、b*(表征作为颜色信息的CIE Lab空间的色调的要素a*、b*。以下相同。)所形成的特征空间(ab空间)的情况，也如图15所示，通过ab空间用的第2处理，以第2中心线CL2为界，第1观察对象范围的坐标的大部分在顺时针旋转方向上移动，而第3观察对象范围的坐标的大部分在逆时针旋转方向上移动。另外，关于Lab变换，由图10所示的特殊图像处理部82来进行。
下面，沿着图16的流程图来说明本发明的一系列流程。首先，设为通常观察模式，将内窥镜12的插入部12a插入到检体内。在插入部12a的前端部12d到达胃之后，对模式切换SW13a进行操作，从通常观察模式切换为第1或者第2特殊观察模式。在诊断幽门螺杆菌的除菌是否已成功的情况下，切换为第1特殊观察模式，在诊断是否感染幽门螺杆菌的情况下，切换为第2特殊观察模式。
基于切换为第1或者第2特殊观察模式之后所获得的RGB图像信号，由信号比计算部72来计算B/G比、G/R比。然后，通过极坐标变换而将该计算出的B/G比、G/R比变换为矢径r、辐角θ。
然后，在被设定为第1特殊观察模式的情况下，由角度扩展/压缩部74进行信号比空间用的第1处理，在该第1处理中，增大感染幽门螺杆菌的情况下的矢径r和辐角θ所分布的第1观察对象范围、与感染幽门螺杆菌的部位的幽门螺杆菌被成功除菌的情况下的矢径r和辐角θ所分布的第2观察对象范围之差。此外，在被设定为第2特殊观察模式的情况下，由角度扩展/压缩部74进行信号比空间用的第2处理，在该第2处理中，增大感染幽门螺杆菌的情况下的矢径r和辐角θ所分布的第1观察对象范围、与未感染幽门螺杆菌的情况下的矢径r和辐角θ所分布的第3观察对象范围之差。基于这些由角度扩展/压缩部74实施了信号比空间用的第1或者第2处理后的矢径r、辐角θ，来生成第1特殊图像或者第2特殊图像。所生成的第1或者第2特殊图像被显示于监视器18。
另外，在上述实施方式中，由信号比计算部72根据第1RGB图像信号来求出B/G比、G/R比，在由这些B/G比、G/R比所形成的特征空间中进行第1或者第2处理，但也可以求出与B/G比、G/R比不同的颜色信息，并在由该颜色信息所形成的特征空间中进行第1处理或者第2处理。
例如，也可以作为颜色信息而求出色差信号Cr、Cb，并在由色差信号Cr、Cb所形成的特征空间中进行第1或者第2处理。在使用色差信号Cr、Cb来生成特殊图像的情况下，利用的是图17所示的特殊图像处理部94。特殊图像处理部94不同于特殊图像处理部64，不具备逆伽马变换部70、Log变换部71、信号比计算部72和逆Log变换部78。取而代之，特殊图像处理部94具备亮度/色差信号变换部85。关于除此之外的构成，特殊图像处理部94与特殊图像处理部64相同。
亮度/色差信号变换部85(对应于本发明的“颜色信息获取部”)将第1RGB图像信号变换为亮度信号Y和色差信号Cr、Cb。在向色差信号Cr、Cb的变换中使用了众所周知的变换式。色差信号Cr、Cb被送至极坐标变换部73。亮度信号Y被送至RGB变换部76和明亮度调整部81。在RGB变换部76中，将经过正交坐标变换部75后的色差信号Cr、Cb和亮度信号Y变换为第2RGB图像信号。在明亮度调整部81中，作为第1明亮度信息Yin而使用亮度信号Y，并且作为第2明亮度信息Yout而使用由第2明亮度信息计算部81b求出的第2明亮度信息，来调整第2RGB图像信号的像素值。另外，第2明亮度信息Yout的计算方法和第2RGB图像信号的像素值的调整方法与上述特殊图像处理部64的情况相同。
在特殊图像处理部94中，在纵轴为色差信号Cr、横轴为色差信号Cb所形成的特征空间(CbCr空间)上，进行CbCr空间用的第1处理或者第2处理。在CbCr空间上，如图18所示，第3观察对象范围分布在最靠近纵轴Cr的位置，第2观察对象范围分布在第二靠近纵轴Cr的位置，第1观察对象范围分布在离纵轴Cr最远的位置。
在CbCr空间用的第1处理中，如图19所示，角度扩展/压缩部74将位于第1中心线CL1的一侧的第1观察对象范围的坐标的角度在逆时针旋转方向上进行扩展或者压缩，并且将位于第1中心线CL1的另一侧的第2观察对象范围的坐标的角度在顺时针旋转方向上进行扩展或者压缩。在该CbCr空间上对第1观察对象范围的角度以及第2观察对象范围的角度进行扩展/压缩的方法，与上述所示的信号比空间的情况相同(参照图5～图8)。另外，在图19中，虚线的范围表示CbCr空间用的第1处理前的范围，实线的范围表示CbCr空间用的第1处理后的范围。该“实线的范围”、“虚线的范围”的标记在以下所示的图中也同样。
在CbCr空间用的第2处理中，如图20所示，角度扩展/压缩部74将位于第2中心线CL2的一侧的第1观察对象范围的坐标的角度在逆时针旋转方向上进行扩展或者压缩，并且将位于第2中心线CL2的另一侧的第3观察对象范围的坐标的角度在顺时针旋转方向上进行扩展或者压缩。在该CbCr空间上对第1观察对象范围的角度以及第3观察对象范围的角度进行扩展/压缩的方法，与上述所示的信号比空间的情况相同(参照图11、图12、图13、图14)。
此外，也可以作为颜色信息而求出色相H(Hue)、彩度S(Saturation)，并在由色相H、彩度S所形成的特征空间中进行第1或者第2处理。在使用色相H、彩度S来生成特殊图像的情况下，利用的是图21所示的特殊图像处理部94。特殊图像处理部94不同于特殊图像处理部64，不具备逆伽马变换部70、Log变换部71、信号比计算部72、极坐标变换部73、角度扩展/压缩部74、正交坐标变换部75和逆Log变换部78。取而代之，特殊图像处理部94具备HSV变换部87和平行移动部90。关于除此之外的构成，特殊图像处理部94与特殊图像处理部64相同。
HSV变换部87(对应于本发明的“颜色信息获取部”)将第1RGB图像信号变换为色相H、彩度S、亮度V(Value)。在向色相H、彩度S、亮度V的变换中使用了众所周知的变换式。色相H、彩度S被送至平行移动部90。亮度V被送至RGB变换部76。在RGB变换部76中，将经过平行移动部90后的色相H以及彩度S、亮度V变换为第2RGB图像信号。在明亮度调整部81中，使用由第1明亮度信息计算部81a求出的第1明亮度信息Yin、和由第2明亮度信息计算部81b求出的第2明亮度信息Yout，来调整第2RGB图像信号的像素值。另外，第1明亮度信息Yin、第2明亮度信息Yout的计算方法、以及第2RGB图像信号的像素值的调整方法与上述特殊图像处理部64的情况相同。
在特殊图像处理部94中，在由纵轴为彩度S、横轴为色相H所形成的特征空间(HS空间)上进行HS空间用的第1处理或者第2处理。HS空间上的第1观察对象范围、第2观察对象范围以及第3观察对象范围，如图22所示分布在与处于纵轴为B/G比、横轴为G/R比的信号比空间的情况下的位置稍有不同的位置。
在HS空间用的第1处理中，如图23所示，平行移动部90使位于第1中心线CL1的一侧的第1观察对象范围的坐标向色相方向的右侧平行移动，并且使位于第1中心线CL1的另一侧的第2观察对象范围的坐标向色相方向的左侧平行移动。由此，第1观察对象范围的坐标和第2观察对象范围的坐标之差变大。另外，第1中心线CL1在HS空间上被设置在第1观察对象范围与第2观察对象范围之间且色相H成为Hx(常数)的部分。此外，优选平行移动部90使包含第1观察对象范围和第2观察对象范围在内的第1移动对象范围M1内的坐标以平行移动的方式移动。
在HS空间用的第2处理中，如图24所示，平行移动部90使位于第2中心线CL2的一侧的第1观察对象范围的坐标向色相方向的右侧平行移动，并且使位于第2中心线CL2的另一侧的第3观察对象范围的坐标向色相方向的左侧平行移动。由此，第1观察对象范围的坐标和第3观察对象范围的坐标之差变大。另外，第2中心线CL2在HS空间上被设置在第1观察对象范围与第3观察对象范围之间且与第1中心线CL1的色相值Hx不同的色相值Hy(常数)的部分。此外，优选平行移动部90使包含第1观察对象范围和第3观察对象范围在内的第2移动对象范围M2内的坐标以平行移动的方式移动。第2移动对象范围M2比第1移动对象范围M1宽。
[第2实施方式]
在第2实施方式中，取代第1实施方式所示的四种颜色的LED20a～20d而使用激光光源和荧光体来进行观察对象的照明。除此之外与第1实施方式相同。
如图25所示，在第2实施方式的内窥镜系统100中，在光源装置14中取代四种颜色的LED20a～20d而设置有：发出中心波长为445±10nm的蓝色激光的蓝色激光光源(在图20中标记为“445LD”)104；和发出中心波长为405±10nm的蓝紫色激光的蓝紫色激光光源(在图20中标记为“405LD”)106。来自这些各光源104、106的半导体发光元件的发光由光源控制部108来单独控制，蓝色激光光源104的出射光和蓝紫色激光光源106的出射光的光量比变得变更自如。
光源控制部108在通常观察模式的情况下使蓝色激光光源104驱动。相对于此，在第1或者第2特殊观察模式的情况下，按照使蓝色激光光源104和蓝紫色激光光源106双方驱动，并且使蓝色激光的发光比率大于蓝紫色激光的发光比率的方式来进行控制。从以上的各光源104、106出射的激光将经由聚光透镜、光纤、合波器等光学部件(均未图示)而入射至导光部(LG)41。
另外，优选蓝色激光或者蓝紫色激光的半值宽度设为±10nm程度。此外，蓝色激光光源104以及蓝紫色激光光源106能够利用大面积型的InGaN系激光二极管，此外也能够使用InGaNAs系激光二极管、GaNAs系激光二极管。此外，作为上述光源，也可以设为使用了发光二极管等的发光体的构成。
在照明光学系统30a中除了照明透镜45之外还设置有入射来自导光部41的蓝色激光或者蓝紫色激光的荧光体110。向荧光体110照射蓝色激光，由此从荧光体110发出荧光。此外，一部分的蓝色激光直接透过荧光体110。蓝紫色激光在不激励荧光体110的情况下透过。从荧光体110出射的光经由照明透镜45而被照射至检体内。
在此，在通常观察模式下，主要是蓝色激光入射至荧光体110，因此图26所示那样的对蓝色激光以及通过蓝色激光而从荧光体110激励发光的荧光进行合波后的白色光被照射至观察对象。另一方面，在第1或者第2特殊观察模式下，由于蓝紫色激光和蓝色激光双方入射至荧光体110，因此图27所示那样的对蓝紫色激光、蓝色激光以及通过蓝色激光而从荧光体110激励发光的荧光进行合波后的特殊光被照射至检体内。
另外，荧光体110优选使用构成为包含吸收蓝色激光的一部分而激励发光为绿色～黄色的多种荧光体(例如YAG系荧光体或BAM(BaMgAl10O17)等的荧光体)的材料。如本构成例那样，如果将半导体发光元件作为荧光体110的激励光源来使用，则能够以高发光效率获得高强度的白色光，能够容易地调整白色光的强度，并且能够将白色光的色温度、色相的变化抑制得较小。
[第3实施方式]
在第3实施方式中取代第1实施方式所示的四种颜色的LED20a～20d而使用氙灯等的宽带光源和旋转滤光器来进行观察对象的照明。此外，取代彩色的摄像传感器48而由单色的摄像传感器来进行观察对象的摄像。除此之外与第1实施方式相同。
如图28所示，在第3实施方式的内窥镜系统200中，在光源装置14中，取代四种颜色的LED20a～20d而设置有宽带光源202、旋转滤光器204和滤光器切换部205。此外，在摄像光学系统30b中取代彩色的摄像传感器48而设置有未设滤色器的单色的摄像传感器206。
宽带光源202为氙灯、白色LED等，发出波段从蓝色至红色的白色光。旋转滤光器204具备：被设置在内侧的通常观察模式用滤光器208、和被设置在外侧的第1或者第2特殊观察模式用滤光器209(参照图29)。滤光器切换部205使旋转滤光器204在径向上移动，在通过模式切换SW13a而被设为通常观察模式时，将旋转滤光器204的通常观察模式用滤光器208插入至白色光的光路，在被设为第1或者第2特殊观察模式时，将旋转滤光器204的第1或者第2特殊观察模式用滤光器209插入至白色光的光路。
如图29所示，在通常观察模式用滤光器208中沿着周向设置有：使白色光之中的蓝色光透过的B滤光器208a、使白色光之中的绿色光透过的G滤光器208b、和使白色光之中的红色光透过的R滤光器208c。因此，在通常观察模式时，旋转滤光器204进行旋转，从而蓝色光、绿色光、红色光被交替地照射至观察对象。
在第1或者第2特殊观察模式用滤光器209中沿着周向设置有：使白色光之中的特定波长的蓝色窄带光透过的Bn滤光器209a、使白色光之中的绿色光透过的G滤光器209b、和使白色光之中的红色光透过的R滤光器209c。因此，在特殊观察模式时，旋转滤光器204进行旋转，从而蓝色窄带光、绿色光、红色光被交替地照射至观察对象。
在内窥镜系统200中，在通常观察模式时，每当蓝色光、绿色光、红色光被照射至观察对象时，由单色的摄像传感器206对检体内进行拍摄。由此，可获得RGB这三种颜色的图像信号。然后，基于这些RGB的图像信号以与上述第1实施方式相同的方法来生成通常图像。
另一方面，在第1或者第2特殊观察模式时，每当蓝色窄带光、绿色光、红色光被照射至观察对象时，由单色的摄像传感器206对检体内进行拍摄。由此，可获得Bn图像信号、G图像信号和R图像信号。基于这些Bn图像信号、G图像信号和R图像信号来生成第1或者第2特殊图像。在第1或者第2特殊图像的生成中，取代B图像信号而使用的是Bn图像信号。除此之外，以与第1实施方式相同的方法来生成第1或者第2特殊图像。
[第4实施方式]
在第4实施方式中，取代插入型的内窥镜12以及光源装置14而使用吞咽式的胶囊内窥镜来获取生成通常图像、第1或者第2特殊图像所需的RGB图像信号。
如图30所示，第4实施方式的胶囊内窥镜系统300具备：胶囊内窥镜302、收发天线304、胶囊用接收装置306、处理器装置16和监视器18。胶囊内窥镜302具备：LED302a、摄像传感器302b、图像处理部302c和发送天线302d。另外，处理器装置16与第1实施方式相同，但在第4实施方式中重新设置了用于切换为通常观察模式、第1特殊观察模式、第2特殊观察模式的模式切换SW308。
LED302a发出白色光，在胶囊内窥镜302内被设置多个。在此，作为LED302a，优选使用具备蓝色光源、和对来自该蓝色光源的光进行波长变换而发出荧光的荧光体在内的白色LED等。也可以取代LED而具备LD(Laser Diode；激光二极管)。从LED302a发出的白色光对观察对象进行照明。
摄像传感器302b为彩色的摄像传感器，对以白色光照明的观察对象进行拍摄，并输出RGB的图像信号。在此，作为摄像传感器302b，优选使用CCD(Charge Coupled Device；电荷耦合器件)摄像传感器、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor；互补金属氧化物半导体)摄像传感器。从摄像传感器302b输出的RGB图像信号被图像处理部302c实施用于设为发送天线302d可发送的信号的处理。经过图像处理部302c后的RGB图像信号，从发送天线302d以无线的方式被发送至收发天线304。
收发天线304被粘附于被检者的身体，接收来自发送天线302d的RGB图像信号。收发天线304将接收到的RGB图像信号以无线的方式发送至胶囊用接收装置306。胶囊用接收装置306与处理器装置16的接收部53连接，将来自收发天线304的RGB图像信号发送至接收部53。
另外，在上述实施方式中，虽然使用了具有图3所示那样的发光光谱的四种颜色的光，但发光光谱并不限于此。例如，如图31所示，也可以设为下述光，即，针对绿色光G以及红色光R，具有与图3同样的光谱，而针对紫色光Vs，中心波长为410～420nm，且在比图3的紫色光V稍靠长波长侧具有波长范围。此外，针对蓝色光Bs，也可以设为中心波长为445～460nm、且在比图3的蓝色光B稍靠短波长侧具有波长范围的光。
另外，在上述实施方式中，将B/G比、G/R比通过极坐标变换而变换为矢径r、辐角θ，基于变换后的矢径r、辐角θ来执行对角度进行扩展或者压缩的第1或者第2处理，然后再次恢复到B/G比、G/R比，但是如图32所示，也可以使用二维LUT400从B/G比、G/R比不进行极坐标变换等而直接地变换为第1或者第2处理完毕的B/G比、G/R比。
另外，在二维LUT400中，B/G比、G/R比、和基于该B/G比、G/R比进行第1或者第2处理所获得的第1或者第2处理完毕的B/G比、G/R比建立对应地被存储。此外，从逆伽马变换部70输出的第1RGB图像信号被输入至二维LUT400。或者，也可以与上述实施方式同样地，向RGB变换部76输入第1RGB图像信号。
另外，本发明除了第1～第3实施方式那样的内窥镜系统、第4实施方式那样的胶囊内窥镜系统中所组装的处理器装置之外，还可以适用于各种医用图像处理装置。
本发明在不脱离发明主旨的范围内可进行各种变形/变更，在这种情况下也应该解释为包含在本发明的保护范围内。

Claims (14)

1.一种医用图像处理装置，具备：
图像信号输入处理部，其对第1彩色图像信号进行输入处理；
颜色信息获取部，其从所述第1彩色图像信号之中获取多个颜色信息；和
处理部，其在由所述多个颜色信息所形成的特征空间中，进行增大相对于第1中心线而位于一侧的第1观察对象范围的坐标与位于另一侧的第2观察对象范围的坐标之差的第1处理。
2.根据权利要求1所述的医用图像处理装置，其中，
所述第1处理按照从所述第1中心线远离的方式来分别变更所述第1观察对象范围内的坐标相对于所述第1中心线所成的角度、和所述第2观察对象范围内的坐标相对于所述第1中心线所成的角度。
3.根据权利要求2所述的医用图像处理装置，其中，
所述第1观察对象范围内的坐标相对于所述第1中心线所成的角度的角度变化率、和所述第2观察对象范围内的坐标相对于所述第1中心线所成的角度的角度变化率，在包含所述第1中心线的一定的角度变更范围内越远离所述第1中心线越小。
4.根据权利要求2或3所述的医用图像处理装置，其中，
所述第1处理包括：
使包含所述第1中心线的一定的角度变更范围即角度变更范围Rlx内的坐标的角度以角度变化率Wlx发生变化的扩展处理；和
使超过所述角度变更范围Rlx的角度变更范围Rly内的坐标的角度以比所述角度变化率Wlx小的角度变化率Wly发生变化的压缩处理。
5.根据权利要求1所述的医用图像处理装置，其中，
所述处理部在所述特征空间中进行增大相对于不同于所述第1中心线的第2中心线而位于一侧的所述第1观察对象范围的坐标与位于另一侧的第3观察对象范围的坐标之差的第2处理，将通过所述第2处理使差增大的范围设定得比通过所述第1处理使差增大的范围宽。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的医用图像处理装置，其中，
所述第1彩色图像信号是三种颜色的图像信号，所述多个颜色信息是所述三种颜色的图像信号之中的两种颜色的图像信号间的第1信号比、和与所述第1信号比不同的两种颜色的图像信号间的第2信号比，所述特征空间是由所述第1信号比和所述第2信号比所形成的信号比空间。
7.根据权利要求6所述的医用图像处理装置，其中，
所述第1信号比与血管深度相关，所述第2信号比与血液量相关。
8.根据权利要求7所述的医用图像处理装置，其中，
所述第1信号比是B/G比，所述第2信号比是G/R比。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的医用图像处理装置，其中，
所述特征空间是由作为所述多个颜色信息的色差信号Cr、Cb所形成的CbCr空间、或者由作为所述多个颜色信息的a信号、b信号所形成的ab空间当中的任一个。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的医用图像处理装置，其中，
所述多个颜色信息是色相H和彩度S，所述特征空间是由所述色相H和所述彩度S所形成的HS空间。
11.根据权利要求10所述的医用图像处理装置，其中，
所述第1处理在所述HS空间中按照所述第1观察对象范围的坐标和所述第2观察对象范围内的坐标分别从所述第1中心线远离的方式，使所述第1观察对象范围的坐标和所述第2观察对象范围的坐标在色相方向上移动。
12.根据权利要求10或11所述的医用图像处理装置，其中，
所述处理部在所述HS空间中进行增大相对于不同于所述第1中心线的第2中心线而位于一侧的所述第1观察对象范围的坐标与位于另一侧的第3观察对象范围的坐标之差的第2处理，将通过所述第2处理使差增大的范围设定得比通过所述第1处理使差增大的范围宽。
13.根据权利要求1至5中任一项所述的医用图像处理装置，其中，
所述医用图像处理装置具有：
彩色图像信号变换部，其将由所述处理部处理后的多个颜色信息变换为第2彩色图像信号；和
明亮度调整部，其根据从所述第1彩色图像信号之中获得的第1明亮度信息以及从所述第2彩色图像信号之中获得的第2明亮度信息来调整所述第2彩色图像信号的像素值。
14.一种医用图像处理装置的工作方法，包括：
图像信号输入处理部对第1彩色图像信号进行输入处理的步骤；
颜色信息获取部从所述第1彩色图像信号之中获取多个颜色信息的步骤；和
处理部在由所述多个颜色信息所形成的特征空间中，进行增大相对于第1中心线而位于一侧的第1观察对象范围的坐标与位于另一侧的第2观察对象范围的坐标之差的第1处理的步骤。
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