CN112004454A - 内窥镜系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够得到根据需要而未实施去马赛克处理的高分辨率的内窥镜图像的内窥镜系统。内窥镜系统(10)具备：光源部(20)，发出照明光；图像传感器(48)，按每一像素具有多种颜色的滤色器中的1种颜色的滤色器，并使用照明光来拍摄被摄体；去马赛克处理部(83)，对与各种颜色的滤色器对应的各种颜色的RAW图像实施去马赛克处理；及切换部(85)，使用照明光的光谱信息而切换是否实施去马赛克处理。

Description

内窥镜系统
技术领域
本发明涉及一种经由滤色器来拍摄被摄体的内窥镜系统。
背景技术
在医疗领域中，普及具备光源装置、内窥镜及处理器装置的内窥镜系统。光源装置产生照明光。内窥镜使用图像传感器来拍摄被摄体。处理器装置进行针对已拍摄到的被摄体的图像的处理等。
当按每一像素使用具有多种颜色的滤色器中的1种颜色的滤色器的图像传感器时，从图像传感器得到的原始图像(所谓的RAW图像)针对各像素例如仅具有R(红色)、G(绿色)或B(蓝色)中的任一通道的信息。因此，对RAW图像实施去马赛克处理(有时还称为同步化处理)。RAW图像为实施去马赛克处理之前的图像。
在内窥镜系统中，已知一种方法，即例如当使用按每一像素具有RGB及W(白色)滤色器的图像传感器时，将具有W滤色器的W像素视作具有G滤色器的G像素或具有B滤色器的B像素而进行马赛克处理(专利文献1)。
并且，已知一种内窥镜系统，在生成显示于显示器等而用于被摄体的观察中的图像的情况和获取与颜色有关的数值信息的情况下，切换去马赛克处理的内容(专利文献2)。具体而言，在获取与颜色有关的数值信息的情况下，从通常的去马赛克处理切换成颜色信息正确的低分辨率的去马赛克处理。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-195844号公报
专利文献2：日本特开2017-158840号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
在使用了内窥镜系统的诊断中，微细的血管等组织和/或凹坑图案等微细结构为重要的诊断材料。因此，在内窥镜系统中，优选进行显示等的图像的分辨率高。
然而，关于去马赛克处理，已知有多种处理算法，但均通过插值(interpolating)来补全数据。因此，与RAW图像相比，进行了去马赛克处理的图像的分辨率降低。
本发明的目的在于提供一种能够得到根据需要而未实施去马赛克处理的高分辨率的内窥镜图像的内窥镜系统。
用于解决技术课题的手段
本发明的内窥镜系统具备：光源部，发出照明光；图像传感器，按每一像素具有多种颜色的滤色器中的1种颜色的滤色器，并使用照明光来拍摄被摄体；去马赛克处理部，对与各种颜色的滤色器对应的各种颜色的RAW图像实施去马赛克处理；及切换部，使用照明光的光谱信息而切换是否实施去马赛克处理。
优选具备补全处理部，对与各种颜色的滤色器对应的各种颜色的RAW图像中的1个即特定颜色图像进行补全处理，在该补全处理中使用与特定颜色图像不同的RAW图像即非特定颜色图像来补全缺失的像素的像素值，切换部对实施去马赛克处理与补全处理中的哪一个进行切换。
优选具备补全处理部，对与各种颜色的滤色器对应的各种颜色的RAW图像中的1个即特定颜色图像进行补全处理，在该补全处理中使用与特定颜色图像不同的RAW图像即非特定颜色图像来补全缺失的像素的像素值，作为光谱信息，当照明光为与各种颜色的滤色器对应的单色光或窄频带光中的至少一个时，切换部将要实施的处理切换成补全处理。
优选补全处理部使用施加了增益的非特定颜色图像的像素值来补全特定颜色图像的缺失的像素的像素值。
优选增益为拍摄到白色被摄体时使非特定颜色图像的像素值接近特定颜色图像的像素值的运算参数。
优选增益为如下系数，即，在根据照明光的光谱信息和滤色器的光谱透射率求出的第1受光光谱中，使形成特定颜色图像的像素值的像素的受光光谱和形成非特定颜色图像的像素值的像素的受光光谱接近。
优选增益为如下系数，即在根据照明光的光谱信息、滤色器的光谱透射率及被摄体的光谱特性求出的第2受光光谱中，使形成特定颜色图像的像素值的像素的受光光谱和形成非特定颜色图像的像素值的像素的受光光谱接近。
优选具备存储部，按被摄体的每一部位存储增益，补全处理部根据存储在存储部中的增益，按被摄体的每一部位切换要使用的增益。
优选照明光为窄频带光。
优选照明光为紫色光、蓝色光或绿色光中的至少任一种。
优选具备彩色图像生成部，使用已补全的图像来生成彩色图像。
发明效果
根据本发明的内窥镜系统，能够得到根据需要而未实施去马赛克处理的高分辨率的内窥镜图像。
附图说明
图1为内窥镜系统的外观图。
图2为内窥镜系统的框图。
图3为表示照明光的光谱的曲线图。
图4为表示窄频带紫色光的光谱的曲线图。
图5为表示图像传感器中的滤色器的排列的说明图。
图6为表示滤色器的光谱特性的曲线图。
图7为表示DSP的结构的框图。
图8为表示RAW图像的说明图。
图9为表示去马赛克处理之后的图像的说明图。
图10为表示受光光谱的曲线图。
图11为表示增益校正之后的受光光谱的曲线图。
图12为表示补全处理之后的图像(补全特定颜色图像)的说明图。
图13为表示生成内窥镜图像的流程的流程图。
图14为表示食道、胃及大肠的光谱反射率的曲线图。
图15为表示第2受光光谱的曲线图。
图16为表示增益校正之后的第2受光光谱的曲线图。
图17为表示变形例中的处理器装置的结构的一部分的框图。
图18为表示图像处理部的结构的框图。
图19为表示图像处理部的作用的说明图。
图20为用于设成自然色调的灰度调节中使用的色调曲线。
图21为用于设成自然色调的灰度调节中使用的色调曲线。
图22为用于将粘膜设成绿色系颜色的灰度调节中使用的色调曲线。
图23为用于将粘膜设成青色系颜色的灰度调节中使用的色调曲线。
图24为表示内窥镜系统与图像处理装置的关系的说明图。
图25为表示内窥镜系统及PACS与诊断支持装置的关系的说明图。
图26为表示各种检查装置与医疗业务支持装置的关系的说明图。
具体实施方式
[第1实施方式]
如图1所示，内窥镜系统10(内窥镜装置)具备内窥镜12、光源装置14、处理器装置16、显示器18及控制台19。内窥镜12拍摄被摄体。光源装置14产生照明光。处理器装置16进行内窥镜系统10的系统控制及图像处理等。显示器18为在内窥镜12显示图像等的显示部。控制台19为对处理器装置16等进行设定输入等的输入设备。
内窥镜12具有插入受验体内的插入部12a、设置在插入部12a的基端部分的操作部12b、设置在插入部12a的前端侧的弯曲部12c及前端部12d。通过对操作部12b的弯曲钮12e进行操作而弯曲部12c被弯曲。其结果，前端部12d朝向所期望的方向。并且，除了弯曲钮12e以外，操作部12b中还设置有变焦操作部13a及模式切换操作部13b。通过对变焦操作部13a进行操作而能够放大或缩小被摄体而进行拍摄。并且，通过对模式切换操作部13b进行操作而观察模式被切换。
观察模式是指，拍摄时使用的照明光的种类，在生成用于进行显示等的图像时要实施的图像处理的内容、有无计算氧饱和度等生物信息、图像等的显示方式、其他观察所涉及的条件的组合。内窥镜系统10例如具有使用白色光来拍摄被摄体，并以自然色调显示被摄体的通常观察模式和使用与白色光不同的具有特定波长带的照明光来拍摄及显示被摄体的特殊观察模式。
如图2所示，光源装置14具备发出照明光的光源部20和控制光源部20的动作的光源控制部22。
光源部20发出照明被摄体的照明光。照明光的发光中包括用于发出照明光的激发光等的发光。光源部20例如包括激光二极管(以下，还称为LD)、LED(Light EmittingDiode：发光二极管)、氙气灯或卤素灯的光源，且至少发出白色照明光或用于发出白色照明光的激发光。白色包括在使用了内窥镜12的被摄体的拍摄中实质上与白色相等的所谓的伪白色。光源部20根据需要而包括接收激发光的照射而发出的荧光体或调节照明光或激发光的波长带、光谱或光量等的滤光器等。除此以外，光源部20能够发出用于计算被摄体所包含的血红蛋白的氧饱和度等生物信息的图像的拍摄中所需要的具有特定波长带的光。
在本实施方式中，光源部20具有V-LED20a、B-LED20b、G-LED20c及R-LED20d这4种颜色的LED。如图3所示，V-LED20a发出中心波长405nm、波长带380～420nm的紫色光VL。B-LED20b发出中心波长460nm、波长带420～500nm的蓝色光BL。G-LED20c发出波长带达到480～600nm的绿色光GL。R-LED20d发出中心波长620～630nm，且波长带达到600～650nm的红色光RL。另外，V-LED20a与B-LED20b的中心波长具有约±20nm的宽度，优选具有约±5nm至约±10nm左右的宽度。
光源控制部22控制构成光源部20的各光源的点亮或熄灭或遮蔽的定时及发光亮等。其结果，光源部20能够发出光谱不同的多种照明光。在本实施方式中，光源控制部22通过输入各自独立的控制信号而对各LED20a～20d的点亮或熄灭时的发光亮、滤光器的插拔等进行控制，由此调节照明光的光谱。由此，在通常观察模式下光源部20发出白色光。并且，如图4所示，光源部20在特殊观察模式下发出至少由窄频带的紫色光(以下，还称为窄频带紫色光Vn)构成的照明光。“窄频带”是指，在与被摄体的特性和/或图像传感器48具有的滤色器的光谱特性的关系中，实质上几乎为单一波长带。例如，当以中心波长为基准，波长带例如为约±20nm以下(优选为约±10nm以下)时，该光为窄频带。
在内窥镜12的前端部12d设置有照明光学系统30a和摄影光学系统30b。照明光学系统30a具有照明透镜45，且经由该照明透镜45而朝向被摄体射出照明光。
摄影光学系统30b具有物镜46、变焦透镜47及图像传感器48。图像传感器48使用经由物镜46及变焦透镜47而从被摄体返回的照明光的反射光等(除了反射光以外，还包括散射光、被摄体发出的荧光或因给予被摄体的药物引起的荧光等)来拍摄被摄体。变焦透镜47通过对变焦操作部13a进行操作而移动，并放大或缩小被摄体图像。
如图5所示，图像传感器48按每一像素具有多种颜色的滤色器中的1种颜色的滤色器。在本实施方式中，图像传感器48为具有原色系滤色器的颜色传感器。具体而言，图像传感器48具备具有红色滤色器R(以下，称为R过滤器)的R像素71、具有绿色滤色器G(以下，称为G过滤器)的G像素72及具有蓝色滤色器B(以下，称为B过滤器)的B像素73。并且，在本实施方式中，如图5所示，各种颜色的像素的排列为所谓的拜耳排列。
如图6所示，B过滤器透射短波长带77的光。例如，蓝色至紫色光属于短波长带77。因此，B像素73最有效地接收紫色光VL、窄频带紫色光Vn及蓝色光BL的来自被摄体的反射光等。G过滤器主要透射中波长带78的光。绿色光属于中波长带78。因此，G像素72最有效地接收绿色光GL的来自被摄体的反射光等。同样地，R过滤器主要透射长波长带79的光。红色光属于长波长带79。因此，R像素71最有效地接收红色光RL的来自被摄体的反射光等。
但是，B过滤器、G过滤器及R过滤器分别具有副灵敏度。副灵敏度是指，针对具备主要预定在具有其他颜色的滤色器的像素下受光的波长带(其他滤色器的透射率更高的波长带)的光的灵敏度。滤色器的灵敏度是指，具有大于0的透射率。即，B过滤器主要预定接收属于短波长带77的光，但除此以外，还局部透射属于中波长带78及长波长带79的各光。G过滤器预定接收属于中波长带78的光，但局部透射属于短波长带77及长波长带79的各光。同样地，R过滤器局部透射属于短波长带77及中波长带78的各光。因此，例如当在特殊观察模式下将窄频带紫色光Vn用作照明光来拍摄被摄体时，B像素73接收窄频带紫色光Vn的反射光等。另一方面，G像素72及R像素71也因副灵敏度而局部接收窄频带紫色光Vn的反射光等。因此，在使用窄频带紫色光Vn来拍摄被摄体的特殊观察模式下，除了使用B像素73拍摄被摄体而成的B图像91(参考图8)以外，还得到使用G像素72拍摄被摄体而成的G图像及使用R像素71拍摄被摄体而成的R图像。而且，G图像包括与G过滤器的副灵敏度对应的被摄体图像。R图像也相同。
另外，作为图像传感器48能够利用CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合元件)传感器或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补型金属氧化物半导体)传感器。并且，本实施方式的图像传感器48为原色系颜色传感器，但还能够使用补色系颜色传感器。补色系颜色传感器例如具有设置有青色滤色器的青色像素、设置有品红色滤色器的品红色像素、设置有黄色滤色器的黄色像素及设置有绿色滤色器的绿色像素。当使用补色系颜色传感器时，若进行补色-原色颜色转换，则从上述各种颜色的像素得到的图像能够转换成B图像91、G图像及R图像。原色系(RGB)或补色系传感器中，具备1种或多种W像素(几乎接收所有波长带的光的白色像素)等具有上述以外的特性的像素的情况也相同。
处理器装置16具有控制部52、图像获取部54、图像处理部61及显示控制部66(参考图2)。
控制部52进行照明光的照射定时和摄影定时的同步控制等内窥镜系统10的总括控制。当使用控制台19等而进行了各种设定的输入等时，控制部52将该设定输入到光源控制部22、图像传感器48或图像处理部61等内窥镜系统10的各部。
图像获取部54从图像传感器48获取使用各种颜色的像素拍摄被摄体而成的图像、即RAW图像。并且，RAW图像为实施去马赛克处理或补全处理之前的图像。只要为实施去马赛克处理或补全处理之前的图像，则对从图像传感器48获取到的图像实施了干扰降低处理等任意处理的图像也包括于“RAW图像”。在本实施方式中，图像获取部54获取B图像91、G图像及R图像这3种颜色的RAW图像。而且，图像获取部54使用这些RAW图像来生成用于进行显示等的图像。以下，将由图像获取部54输出的“用于进行显示等的图像”称为内窥镜图像。
图像获取部54为了根据需要对所获取到的RAW图像实施各种处理来生成内窥镜图像而具备DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)56、干扰降低部58及转换部59。
如图7所示，DSP56例如具备偏移处理部81、缺陷校正处理部82、去马赛克处理部83、补全处理部84、线性矩阵处理部86及YC转换处理部87。DSP56使用这些对使用RAW图像或RAW图像而生成的图像实施各种处理。
偏移处理部81对RAW图像实施偏移处理。偏移处理为从RAW图像减少暗电流成分，并设定准确的零电平的处理。偏移处理有时被称为钳位处理。
缺陷校正处理部82对RAW图像实施缺陷校正处理。缺陷校正处理为如下处理，即当图像传感器48包括具有因制造工序或经时变化引起的缺陷的像素时，校正或生成与图像传感器48的缺陷像素对应的RAW像素的像素值。
去马赛克处理部83对与各种颜色的滤色器对应的各种颜色的RAW图像实施去马赛克处理。去马赛克处理为通过插值而生成在RAW图像中因滤色器的排列而缺失的像素值的处理。例如，如图8所示，在B图像91中位于与图像传感器48的B像素73对应的位置的像素98具有对应于图像传感器48的B像素73中的受光量的像素值。另一方面，在B图像91中位于与图像传感器48的G像素72对应的位置的像素97(用虚线表示的像素。以下，相同。)不具有像素值。同样地，在B图像91中位于与图像传感器48的R像素71对应的位置的像素96(用单点划线表示的像素。以下，相同。)不具有像素值。当对该B图像91实施去马赛克处理时，去马赛克处理部83将像素97及像素96的像素值通过使用了各自相邻的像素98的像素值的插值而生成。由此，如图9所示，不仅像素98，在像素97及像素96中也生成具有相当于图像传感器48的B像素73中的受光量的像素值的B图像101(去马赛克处理之后的B图像)。关于去马赛克处理的内容，针对除了B图像91以外的RAW图像、即G图像及R图像也相同。
去马赛克处理部83有时实施上述去马赛克处理也有时不实施上述去马赛克处理。是否实施去马赛克处理的切换由控制部52所具备的切换部85(参考图7)进行控制。具体而言，切换部85使用拍摄到RAW图像时的“照明光的光谱信息”来切换是否实施去马赛克处理。“照明光的光谱信息”为与照明光的波长带和/或有助于各波长或每一波长带的拍摄的光量有关的信息。在本实施方式中，照明光的光谱信息为V-LED20a等光源部20具有的各种颜色的LED的点亮或熄灭、发光亮(除了瞬时发光强度以外，还包括与发光时间的长度有关的信息)及滤光器的有无等。切换部85从控制部52或光源控制部22得到照明光的光谱信息。
补全处理部84对RAW图像实施补全处理。补全处理是指，使用非特定颜色图像而对特定颜色图像补全缺失的像素的像素值的处理。
“特定颜色”是指，图像传感器48具有的各种颜色的滤色器中的1种颜色。“特定颜色图像”是指，与各种颜色的滤色器对应的各种颜色的RAW图像中的1个。即，特定颜色图像为从图像传感器48得到的多个RAW图像中的1个RAW图像。在本实施方式中，B图像91、G图像或R图像可成为特定颜色图像。例如，使用窄频带紫色光Vn拍摄被摄体时得到的B图像91为特定颜色图像。
“非特定颜色”是指，图像传感器48具有的各种颜色的滤色器中除了上述特定颜色的滤色器以外的滤色器中的1种颜色。“非特定颜色图像”是指，各种颜色的RAW图像中与特定颜色图像不同的RAW图像中的任一种或全部。例如，当将使用窄频带紫色光Vn拍摄被摄体时得到的B图像91作为特定颜色图像时，B图像91、G图像及R图像这3种RAW图像中除了B图像91以外的G图像及R图像为非特定颜色图像。
“缺失的像素”是指，在特定颜色图像中因滤色器的排列导致像素值缺失的像素。例如，在B图像91中为位于图像传感器48的G像素72的位置的像素97及位于图像传感器48的R像素71的位置的像素96(参考图7)。当将G图像或R图像作为特定颜色图像时也相同。
关于像素值“补全(complement)”是指，补充像素值而不进行插值(interpolating)。由补全处理部84进行的处理使用非特定图像的像素值补充特定颜色图像的缺失的像素值而不进行插值，因此为补全处理。
补全处理部84使用施加了增益的非特定颜色图像的像素值来补全特定颜色图像的缺失的像素的像素值。“施加增益”是指，使用规定的增益进行加减乘除及其他运算。在本实施方式中，补全处理部84对非特定颜色图像的像素值乘以增益。
补全处理中使用的增益例如为拍摄到白色被摄体时使非特定颜色图像的像素值接近特定颜色图像的像素值的运算的参数。在本实施方式中，将使形成特定颜色图像的像素值的像素的受光光谱和形成非特定颜色图像的像素值的像素的受光光谱接近的系数用作增益。具体而言，如下定义。
在内窥镜系统10中，已知图像传感器48具有的各种颜色的滤色器的光谱透射率(参考图6)及拍摄时使用的照明光的光谱信息。并且，当照明光为窄频带光时，被摄体的反射率对通过各种颜色的滤色器得到的受光光谱几乎没有影响。因此，预先使用照明光的光谱信息和各种颜色的滤色器的光谱透射率简单地求出受光光谱，并从所计算出的受光光谱计算增益。例如，如图10所示，当将窄频带紫色光Vn用作照明光时，受光光谱110为窄频带紫色光Vn的光谱信息(参考图4)与各种颜色的滤色器的光谱透射率(参考图6)的每一波长的积。在该情况下，若对B像素73中的受光光谱Rb、G像素72中的受光光谱Rg及R像素71中的受光光谱Rr进行比较，则G像素72的受光光谱Rg的峰值和R像素71中的受光光谱Rr的峰值小于B像素73中的受光光谱Rb的峰值。其原因为，G像素72及R像素71使用G过滤器或R过滤器的副灵敏度而接收窄频带紫色光Vn的反射光等。
但是，B像素73中的受光光谱Rb、G像素72中的受光光谱Rg及R像素71中的受光光谱Rr的相互关系恒定。例如，如图11所示，G像素72中的受光光谱Rg的α倍的受光光谱αRg与B像素73中的受光光谱Rb几乎一致，并且R像素71中的受光光谱Rr的β倍的受光光谱βRr与B像素73中的受光光谱Rb几乎一致。因此，在本实施方式中，补全处理部84使用上述系数α及系数β作为增益。
具体而言，当将使用窄频带紫色光Vn拍摄被摄体时得到的B图像91作为特定颜色图像时，如图12所示，补全处理部84将非特定颜色图像即G图像的像素值乘以α倍而得的值补充成B图像91的像素97，并且将非特定颜色图像即R图像的像素值乘以β倍而得的值补充成B图像91的像素96，由此得到补全B图像120。将其他颜色的RAW图像作为特定颜色图像时也相同。将补全B图像120等的补全处理之后的图像称为补全特定颜色图像。补全特定颜色图像根据需要而实施其他处理，但实质上为用于进行显示等的内窥镜图像。
另外，当在具有各种颜色的滤色器中的1个即特定颜色的滤色器的像素下接收照明光时，切换部85将要实施的处理切换成补全处理。在“具有特定颜色的滤色器的像素下接收”照明光是指，照明光的波长带的几乎全部包括于特定颜色的滤色器具有主灵敏度的波长带(透射率比其他颜色的滤色器高的波长带)，且实质上通过具有特定颜色的滤色器的像素拍摄使用了照明光的反射光等的被摄体。即，当照明光为单色光时，尤其当为窄频带光时，切换部85将要实施的处理切换成补全处理。另一方面，当照明光为白色光时等，照明光的波长带比具有1个滤色器的主灵敏度的波长带宽，实质上通过多种颜色的像素拍摄被摄体时，切换部85将要实施的处理切换成去马赛克处理。
线性矩阵处理部86对通过将1个或多个RAW图像分配给RGB各种颜色的通道而生成的内窥镜图像进行线性矩阵处理。线性矩阵处理为提高内窥镜图像的颜色再现性的处理。线性矩阵处理在实施去马赛克处理时进行，而实施补全处理时不进行线性矩阵处理。
YC转换处理部87进行将对通过将1个或多个RAW图像分配给RGB各种颜色的通道而生成的内窥镜图像转换为具有亮度通道Y、色差通道Cb及色差通道Cr的内窥镜图像的处理。
干扰降低部58例如利用移动平均法或中值过滤器法等对具有亮度通道Y、色差通道Cb及色差通道Cr的内窥镜图像实施干扰降低处理。转换部59将干扰降低处理之后的亮度通道Y、色差通道Cb及色差通道Cr再次转换成具有BGR的各种颜色的通道的内窥镜图像。
图像处理部61根据需要对图像获取部54所输出的内窥镜图像实施图像处理或分析处理等。并且，图像处理部61根据需要而生成显示图像处理或分析处理等结果的特殊内窥镜图像。图像处理部61所实施的图像处理例如为轮廓等的检测处理、强调处理或遮掩处理等。图像处理部61所实施的分析处理为氧饱和度等生物信息的计算处理、特定组织等的提取处理、病状等的判定处理或鉴别癌等的阶段的鉴别处理等。特殊内窥镜图像例如为显示氧饱和度的氧饱和度图像。
显示控制部66将内窥镜图像转换成适合显示的形式而向显示器18输出。
由此，显示器18显示内窥镜图像。
以下，沿图13所示的流程图对在内窥镜系统10中生成内窥镜图像的动作的流程进行说明。首先，选择(设定)观察模式(步骤S110)。由此，光源部20发出所选择的观察模式所需的照明光。然后，自动地或根据拍摄指示，图像传感器48使用光源部20所发出的照明光来拍摄被摄体(步骤S111)。
若图像传感器48拍摄被摄体，则图像获取部54从图像传感器48获取RAW图像而生成内窥镜图像。此时，切换部85使用照明光的光谱信息而切换是否实施去马赛克处理(步骤S112)。具体而言，当观察模式为通常观察模式，拍摄时的照明光为白色光时(步骤S112：“是”)，切换部85将要实施的处理切换成去马赛克处理。因此，去马赛克处理部83实施去马赛克处理(步骤S113)而生成内窥镜图像(步骤S115)。另一方面，当观察模式为特殊观察模式，拍摄时的照明光为窄频带紫色光Vn时(步骤S112：“否”)时，切换部85将要实施的处理切换成补全处理。因此，补全处理部84实施补全处理(步骤S114)而生成内窥镜图像(步骤S115)。
如上所述，在内窥镜系统10中，生成内窥镜图像时使用照明光的光谱信息来切换是否实施去马赛克处理。进行去马赛克处理而生成的内窥镜图像在生成过程中包括插值处理，因此导致分辨率比RAW图像降低，但如上所述可切换是否实施去马赛克处理，由此在对内窥镜图像要求与RAW图像相同程度的画质(分辨率等)的情况等不适合实施去马赛克处理的情况下，能够不实施去马赛克处理。
并且，当对内窥镜图像要求与RAW图像相同程度的分辨率时，替代去马赛克处理，内窥镜系统10实施补全处理而生成内窥镜图像(补全特定颜色图像)。补全特定颜色图像在生成过程中不包括插值处理，因此能够维持与RAW图像相同程度的分辨率。因此，当不适合进行去马赛克处理时，内窥镜系统10能够通过实施补全处理而生成高分辨率的补全特定颜色图像作为内窥镜图像。
并且，当在具有特定颜色的滤色器的像素下接收照明光时，切换部85将要实施的处理切换成补全处理。其原因为如下，即在内窥镜系统10中，将照明光设为单色光、尤其设为窄频带光的情况几乎与要求高分辨率的情况(例如观察细血管或细组织等的情况等)相等地维持与RAW图像相同程度的分辨率的必要性尤其高。基于相同的理由，优选切换部85将要实施的处理切换成补全处理的情况为照明光为紫色光、蓝色光或绿色光的情况(即为照明光的波长带几乎全部属于短波长带77或中波长带78的光的情况)，尤其优选照明光为紫色光或蓝色光的情况(即为照明光的波长带几乎全部属于短波长带77的光的情况)。
另外，能够将上述第1实施方式的内窥镜系统10形成为如下内窥镜系统，该内窥镜系统具备：光源部20，发出照明光；图像传感器48，按每一像素具有多种颜色的滤色器中的1种颜色的滤色器，并使用照明光来拍摄被摄体；及补全处理部84，对与各种颜色的滤色器对应的各种颜色的RAW图像中的1个即特定颜色图像进行补全处理，在该补全处理中使用与特定颜色图像不同的RAW图像即非特定颜色图像来补全缺失的像素的像素值。
[第2实施方式]
在上述第1实施方式中，使用根据照明光的光谱信息和各种颜色的滤色器的光谱透射率求出的受光光谱来确定补全处理中使用的增益(系数α及系数β)，但优选进而考虑被摄体的光谱反射率来确定补全处理中使用的增益。其原因为，只要考虑生物的光谱反射率来确定补全处理中使用的增益，则能够根据照明光的波长带的宽度而将补全特定颜色图像的分辨率维持更高。
例如，如图14所示，食道的光谱反射率ES、胃的光谱反射率ST及大肠的光谱反射率LI均恒定，且彼此不同。即，生物的光谱特性并不恒定。并且，根据部位而不同。因此，例如，如图15所示，与不考虑生物的光谱反射率时的受光光谱110(参考图10)相比，根据照明光的光谱信息、各种颜色的滤色器的光谱透射率及生物的光谱特性求出的第2受光光谱210根据照明光的波长带的宽度而变形。
因此，在本实施方式中，将补全处理中使用的增益设为在第2受光光谱210下使形成特定颜色图像的像素值的像素的受光光谱和形成非特定颜色图像的像素值的像素的受光光谱接近的运算参数(乘以像素值的系数等)。例如，如图16所示，当G像素72中的第2受光光谱Rg2的γ倍的受光光谱γRg2与B像素73中的第2受光光谱Rb2几乎一致，并且R像素71中的第2受光光谱Rr2的6倍的受光光谱δRr2与B像素73中的第2受光光谱Rb2几乎一致时，替代第1实施方式的系数α及系数β，补全处理部84将上述系数γ及系数6用作增益。
如上所述，当考虑生物的光谱特性时，如图17所示，优选在处理器装置16中按被摄体的每一部位设置存储补全处理中使用的增益的存储部230。存储部230中例如预先存储有食道观察用增益231、胃观察用增益232及大肠观察用增益233。然后，优选补全处理部84根据观察部位的设定或任意切换操作按被摄体的每一部位切换要使用的增益。例如，当观察部位为胃时，补全处理部84自动地或通过手动选择从存储部230读出胃观察用增益232并将其使用于补全处理。
如此，若预先存储有每一观察部位的增益，且可根据观察部位切换要使用的增益，则能够对应于每一观察部位的光谱特性而进行更准确的补全处理。其结果，根据照明光的波长带的宽度，能够以更高的分辨率维持补全特定颜色图像。
另外，当照明光为窄频带光，且波长带充分小时，优选如第1实施方式确定补全处理中使用的增益而不考虑生物的光谱反射率。其原因为实质上能够忽略生物的光谱反射率的影响的情况多。并且，其原因为生物的光谱反射率中存在基于生物的个体差等的误差，因此当照明光为窄频带光时，确定补全处理中使用的增益而不考虑生物的光谱反射率时能够以更高的分辨率维持补全特定颜色图像的情况多。
另外，上述第1实施方式及第2实施方式的补全特定颜色图像为单色图像，但能够使用补全特定颜色图像而生成彩色图像。在该情况下，如图18所示，在图像处理部61中设置彩色图像生成部301和灰度调节部302。
如图19所示，彩色图像生成部301通过将补全B图像120等的经补全的补全特定颜色图像分配给RGB各种颜色的色通道而生成彩色图像310。然后，灰度调节部302在将补全特定颜色图像分配给各种颜色通道时或对将补全特定颜色图像分配给各种颜色通道而成的彩色图像310实施灰度调节处理。
例如，如图20所示，若灰度调节部302按照大致R＞G＞B的平衡的色调曲线进行灰度调节，则能够得到接近在白色光下拍摄的所谓的白色光图像的色调的彩色图像310。并且，如图21所示，在G通道用色调曲线与B通道用色调曲线具有交点320，在输入像素值小的范围内设为大致R＞G＞B的平衡，在输入像素值大的范围内设为大致R＞B＞G的平衡。如此，血管等容易吸收照明光的特定组织的红色部分增加。因此，能够维持与RAW图像相等的高分辨率的同时将血管等特定组织的视觉辨认性提高至比白色光图像高。
并且，如图22所示，若灰度调节部302按照大致G＞B≈R的平衡的色调曲线进行灰度调节，则能够得到粘膜为绿色系颜色的彩色图像310。同样地，如图23所示，若灰度调节部302按照大致B≈G＞R的平衡的色调曲线进行灰度调节，则能够得到粘膜为青色系颜色的彩色图像310。这些能够在L*a*b*颜色空间上扩大粘膜等浅色组织的颜色与血管等深色组织的颜色的距离。因此，例如能够生成对于粘膜血管的视觉辨认性良好的彩色图像310。
除此以外，如图24所示，内窥镜系统10中的构成DSP56和/或图像处理部61的各部的一部分或全部例如能够设置于与处理器装置16进行通信而与内窥镜系统10协作的医疗图像处理装置701中。并且，如图25所示，内窥镜系统10中的构成DSP56和/或图像处理部61的各部的一部分或全部例如能够设置于从内窥镜系统10直接或从PACS(PictureArchiving and Communication Systems：医学影像存档与通讯系统)710间接地获取通过内窥镜12拍摄的RAW图像的诊断支持装置711中。并且，如图26所示，能够在与包括内窥镜系统10的第1检查装置721、第2检查装置722、……、第N检查装置723等各种检查装置经由网络726而连接的医疗业务支持装置730设置内窥镜系统10中的构成DSP56和/或图像处理部61的各部的一部分或全部。
并且，作为内窥镜12能够使用胶囊型内窥镜。在该情况下，光源装置14和处理器装置16的一部分能够搭载于胶囊型内窥镜。
在上述各实施方式及变形例中，光源控制部22、控制部52、图像获取部54、图像处理部61及显示控制部66等执行各种处理的处理部(processing unit)的硬件结构为如下所示的各种处理器(processor)。
各种处理器中包括执行软件(程序)而作为各种处理部发挥功能的通用的处理器即CPU(CentralProcessing Unit：中央处理器)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等制造之后能够改变电路结构的处理器即可编程逻辑器件(Programmable Logic Device：PLD)、具有为了执行各种处理而专门设计的电路结构的处理器即专用电路等。
1个处理部可以由这些各种处理器中的1个构成，也可以由2个以上的相同种类或不同种类的处理器的组合(例如，多个FPGA或CPU与FPGA的组合)构成。并且，也可以由1个处理器构成多个处理部。作为由1个处理器构成多个处理部的例子，首先，存在如以客户端或服务器等计算机代表，由1个以上的CPU与软件的组合构成1个处理器，且该处理器作为多个处理部而发挥功能的方式。其次，存在如以片上系统(System On Chip：SoC)等代表，使用通过1个IC(Integrated Circuit：集成电路)实现包括多个处理部的整个系统的功能的处理器的方式。
如此，各种处理部使用1个以上的上述各种处理器作为硬件结构而构成。
而且，更具体而言，这些各种处理器的硬件结构为组合半导体元件等电路元件而成的形式的电路(circuitry)。
符号说明
10-内窥镜系统，12-内窥镜，12a-插入部，12b-操作部，12c-弯曲部，12d-前端部，12e-弯曲钮，13a-变焦操作部，13b-模式切换操作部，14-光源装置，16-处理器装置，18-显示器，19-控制台，20-光源部，22-光源控制部，30a-照明光学系统，30b-摄影光学系统，45-照明透镜，46-物镜，47-变焦透镜，48-图像传感器，52-控制部，54-图像获取部，56-DSP(Digital-Signal-Processor)，58-干扰降低部，59-转换部，61-图像处理部，66-显示控制部，71-R像素，72-G像素，73-B像素，77-短波长带，78-中波长带，79-长波长带，81-偏移处理部，82-缺陷校正处理部，83-去马赛克处理部，84-补全处理部，85-切换部，86-线性矩阵处理部，87-YC转换处理部，91-B图像，96-位于与图像传感器的R像素对应的位置的像素，97-位于与图像传感器的G像素对应的位置的像素，98-位于与图像传感器的B像素对应的位置的像素，101-去马赛克处理之后的B图像，110-受光光谱，120-补全B图像，210-第2受光光谱，230-存储部，231-食道观察用增益，232-胃观察用增益，233-大肠观察用增益，301-彩色图像生成部，302-灰度调节部，310-彩色图像，320-交点，701-医療图像处理装置，710-PACS，711-诊断支持装置，721-第1检查装置，722-第2检查装置，723-第N检查装置，726-网络，730-医疗业务支持装置，B-蓝色滤色器，G-绿色滤色器，R-红色滤色器，VL-紫色光，BL-蓝色光，GL-绿色光，RL-红色光，Vn-窄频带紫色光，Y-亮度通道，Cb-色差通道，Cr-色差通道，Rb-B像素的受光光谱，Rg-G像素的受光光谱，Rr-R像素的受光光谱，ES-食道的光谱反射率，LI-大肠的光谱反射率，ST-胃的光谱反射率，Rb2-B像素的第2受光光谱，Rg2-G像素的第2受光光谱，Rr2-R像素的第2受光光谱，S110、S111、S112、S113、S114、S115-动作的步骤。

Claims (11)

1.一种内窥镜系统，其具备：
光源部，发出照明光；
图像传感器，按每一像素具有多种颜色的滤色器中的1种颜色的滤色器，并使用所述照明光来拍摄被摄体；
去马赛克处理部，对与各种颜色的所述滤色器对应的各种颜色的RAW图像实施去马赛克处理；及
切换部，使用所述照明光的光谱信息而切换是否实施所述去马赛克处理。
2.根据权利要求1所述的内窥镜系统，其中，
所述内窥镜系统具备补全处理部，该补全处理部对与各种颜色的所述滤色器对应的各种颜色的RAW图像中的1个即特定颜色图像进行补全处理，在所述补全处理中使用与所述特定颜色图像不同的RAW图像即非特定颜色图像来补全缺失的像素的像素值，
所述切换部对实施所述去马赛克处理与所述补全处理中的哪一个进行切换。
3.根据权利要求1所述的内窥镜系统，其中，
所述内窥镜系统具备补全处理部，该补全处理部对与各种颜色的所述滤色器对应的各种颜色的RAW图像中的1个即特定颜色图像进行补全处理，在所述补全处理中使用与所述特定颜色图像不同的RAW图像即非特定颜色图像来补全缺失的像素的像素值，
作为所述光谱信息，当所述照明光为与所述各种颜色的滤色器对应的单色光或窄频带光中的至少一个时，所述切换部将要实施的处理切换成所述补全处理。
4.根据权利要求2或3所述的内窥镜系统，其中，
所述补全处理部使用施加了增益的所述非特定颜色图像的像素值来补全所述特定颜色图像的缺失的像素的像素值。
5.根据权利要求4所述的内窥镜系统，其中，
所述增益为拍摄到白色被摄体时使所述非特定颜色图像的像素值接近所述特定颜色图像的像素值的运算参数。
6.根据权利要求4或5所述的内窥镜系统，其中，
所述增益为如下系数，即，在根据所述照明光的光谱信息和所述滤色器的光谱透射率求出的第1受光光谱中，使形成所述特定颜色图像的像素值的像素的受光光谱和形成所述非特定颜色图像的像素值的像素的受光光谱接近。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的内窥镜系统，其中，
所述增益为如下系数，即，在根据所述照明光的光谱信息、所述滤色器的光谱透射率及所述被摄体的光谱特性求出的第2受光光谱中，使形成所述特定颜色图像的像素值的像素的受光光谱和形成所述非特定颜色图像的像素值的像素的受光光谱接近。
8.根据权利要求7所述的内窥镜系统，其中，
所述内窥镜系统具备存储部，该存储部按所述被摄体的每一部位存储所述增益，
所述补全处理部根据存储在所述存储部中的增益，按所述被摄体的每一部位切换要使用的所述增益。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的内窥镜系统，其中，
所述照明光为窄频带光。
10.根据权利要求9所述的内窥镜系统，其中，
所述窄频带光为紫色光、蓝色光或绿色光中的至少任一种。
11.根据权利要求2至10中任一项所述的内窥镜系统，其中，
所述内窥镜系统具备彩色图像生成部，该图像生成部使用已补全的图像来生成彩色图像。
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