DE112015002614T5 - Bildbearbeitungsvorrichtung, Bildverarbeitungsverfahren und Bildverarbeitungsprogramm - Google Patents

Abstract

Es wird eine Bildverarbeitungsvorrichtung oder dergleichen bereitgestellt, die in der Lage ist, eine Region zu extrahieren, in der ein sichtbares Gefäßmuster lokal verloren gegangen ist, auf einem intraluminalen Bild. Eine Bildverarbeitungsvorrichtung 1 umfasst eine Blutgefäßschärfe-Berechnungseinheit 110, eine Einheit 120 zum Extrahieren einer anomalen Kandidatenregion und eine Einheit 130 zum Ermitteln einer anomalen Region. die Blutgefäßschärfe-Berechnungseinheit 110 berechnet eine Blutgefäßschärfe, die eine Schärfe eines sichtbaren Gefäßmusters in einer Schleimhautregion darstellt, wobei eine Schleimhaut in einem Lumen in deinem intraluminalen Bild gezeigt ist. Die Einheit 120 zum Extrahieren einer anomalen Kandidatenregion extrahiert eine Schärfenverringerungsregion, in der die Blutgefäßschärfe verringert ist, als Kandidatenregion für eine anomale Region extrahiert, in der das sichtbare Gefäßmuster lokal verloren gegangen ist. Die Einheit 130 zum Ermitteln einer anomalen Region ermittelt, ob die Kandidatenregion eine anomale Region ist, auf Basis der Form der Kandidatenregion.

Description

• Gebiet
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bildverarbeitungsvorrichtung, ein Bildverarbeitungsverfahren und ein Bildverarbeitungsprogramm zum Durchführen einer Bildverarbeitung an einem intraluminalen Bild eines Lumens eines Lebendkörpers.
• Hintergrund
• Es gibt eine bekannte Technik zum Ermitteln, ob eine anomale Region, die einen Tumor oder dergleichen zeigt, auf einem intraluminalen Bild vorhanden ist, das durch Bildgeben des Inneren eines Lumens eines Lebendkörpers erhalten wird, unter Verwendung einer medizinischen Beobachtungseinrichtung wie z. B. eines Endoskops und eines Kapselendoskops. Beispielsweise offenbart die Patentliteratur 1 eine Technik zum Berechnen von Formmerkmalsdaten einer Region, wie durch Binarisieren einer spezifischen Raumfrequenzkomponente eines intraluminalen Bilds erhalten, und zum Ermitteln des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer anomalen Region durch Unterscheiden eines Blutgefäßdehnungszustands auf Basis der Formmerkmalsdaten. Im Folgenden wird der Blugefäßdehnungszustand auch als Blutgefäßlaufzustand bezeichnet. Die Patentliteratur 2 offenbart eine Technik zum Festlegen einer Region von Interesse (ROI) auf einem G-Komponenten-Bild aus einem intraluminalen Bild, zum Berechnen von Merkmalsdaten durch Anwenden eines Gabor-Filters am ROI und zum Unterscheiden von Anomalien durch Anwenden der linearen Diskriminanzfunktion an den Merkmalsdaten. Liste der Referenzschriften
• Patentliteratur
• Patentliteratur 1: JP 2918162 B1
• Patentliteratur 2: JP 2002-165757 A
• Kurzdarstellung
• Technisches Problem
• Ein früher Tumor vom oberflächlichen Typ, der innerhalb eines Lumens gebildet wird, ist eine der Anomalien, die mit einer Endoskopie schwer festzustellen sind. Ein lokaler Verlust eines sichtbaren Gefäßmusters ist zu einem Zeitpunkt, an dem der Arzt den frühen Tumor vom oberflächlichen Typ feststellt, ein Hinweis. Das sichtbare Gefäßmuster ist ein Bild einer Region, in der ein Gefäßnetzwerk, das nahe der Oberfläche der Schleimhaut innerhalb eines Lumens vorliegt, durchschaut wird. Auf dem sichtbaren Gefäßmuster ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass die Region, in der das Gefäßnetzwerk nicht einfach sichtbar ist oder lokal verloren gegangen ist, einen Tumor umfasst.
• In dieser Hinsicht extrahieren die oben beschriebenen Patentliteraturen 1 und 2 kaum anomale Regionen auf Basis von Charakteristika eines Blutgefäßes, das im Bild eindeutig dargestellt ist, wie z. B. Blutgefäßlaufzustände, und offenbaren diese keine Technik zum Extrahieren einer Region, in der das sichtbare Gefäßmuster lokal verloren gegangen ist.
• Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung des Obigen entwickelt und ein Ziel der Erfindung liegt in der Bereitstellung einer Bildverarbeitungsvorrichtung, eines Bildverarbeitungsverfahrens und eines Bildverarbeitungsprogramms, die in der Lage sind, eine Region auf einem intraluminalen Bild zu extrahieren, in der ein sichtbares Gefäßmuster lokal verloren gegangen ist.
• Lösung des Problems
• Um das oben beschriebene Problem zu lösen und das Ziel zu erreichen, umfasst eine Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß der Erfindung: eine Blutgefäßschärfe-Berechnungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine Blutgefäßschärfe berechnet, die eine Schärfe eines sichtbaren Gefäßmusters in einer Schleimhautregion darstellt, wobei eine Schleimhaut in einem Lumen auf einem intraluminalen Bild gezeigt ist; eine Einheit zum Extrahieren einer anomalen Kandidatenregion, die so konfiguriert ist, dass sie eine Schärfenverringerungsregion, in der die Blutgefäßschärfe verringert ist, als Kandidatenregion für eine anomale Region extrahiert, in der das sichtbare Gefäßmuster lokal verloren gegangen ist; und eine Einheit zum Ermitteln einer anomalen Region, die so konfiguriert ist, dass sie auf Basis einer Form der Kandidatenregion ermittelt, ob die Kandidatenregion die anomale Region ist.
• Ein Bildverarbeitungsverfahren gemäß der Erfindung wird von einer Bildverarbeitungsvorrichtung durchgeführt, um eine Bild an einem intraluminalen Bild durchzuführen. Das Verfahren umfasst: einen Schritt der Blutgefäßschärfenberechnung des Berechnens einer Blutgefäßschärfe, die eine Schärfe eines sichtbaren Gefäßmusters in einer Schleimhautregion darstellt, wobei eine Schleimhaut in einem Lumen in dem intraluminalen Bild gezeigt ist; einen Schritt der Extraktion der anomalen Kandidatenregion des Extrahierens einer Schärfenverringerungsregion, in der die Blutgefäßschärfe verringert ist, als Kandidatenregion für eine anomale Region extrahiert, in der das sichtbare Gefäßmuster lokal verloren gegangen ist; und einen Schritt der Ermittlung einer anomalen Region des Ermittelns, ob die Kandidatenregion die anomale Region ist, auf Basis einer Form der Kandidatenregion.
• Ein Bildverarbeitungsprogramm gemäß der Erfindung veranlasst einen Computer, durchzuführen: einen Schritt der Blutgefäßschärfenberechnung des Berechnens einer Blutgefäßschärfe, die eine Schärfe eines sichtbaren Gefäßmusters in einer Schleimhautregion darstellt, wobei eine Schleimhaut in einem Lumen in dem intraluminalen Bild gezeigt ist; einen Schritt der Extraktion der anomalen Kandidatenregion des Extrahierens einer Schärfenverringerungsregion, in der die Blutgefäßschärfe verringert ist, als Kandidatenregion für eine anomale Region extrahiert, in der das sichtbare Gefäßmuster lokal verloren gegangen ist; und einen Schritt der Ermittlung einer anomalen Region des Ermittelns, ob die Kandidatenregion die anomale Region ist, auf Basis einer Form der Kandidatenregion. Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Kandidatenregion für eine anomale Region, in der ein sichtbares Gefäßmuster lokal verloren gegangen ist, auf Basis einer Schärfe eines sichtbaren Gefäßmusters in einer Schleimhautregion extrahiert und auf Basis einer Form der Kandidatenregion wird ermittelt, ob die Kandidatenregion eine anomale Region ist. Mit diesem Merkmal ist es möglich, eine Region, in der das sichtbare Gefäßmuster auf dem intraluminalen Bild verloren gegangen ist, mit hoher Genauigkeit zu erkennen.
• Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• 1 ist ein Blockschaubild, das eine Konfiguration einer Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
• 2 ist ein Ablaufplan, der einen Betrieb der in 1. gezeigten Bildverarbeitungsvorrichtung veranschaulicht.
• 3 ist ein Ablaufplan, der eine Verarbeitung des Berechnens einer Blutgefäßschärfe veranschaulicht, das durch eine in 1. veranschaulichte Blutgefäßschärfe-Berechnungseinheit durchgeführt wird.
• 4 ist ein schematisches Schaubild, das ein intraluminales Bild veranschaulicht.
• 5 ist ein Graph, der eine Änderung einer Blutgefäßschärfe veranschaulicht, entlang einer Linie A-A' in 4.
• 6 ist ein Ablaufplan, der eine Verarbeitung des Extrahierens einer anomalen Kandidatenregion veranschaulicht, die von der in 1. gezeigten Einheit zum Extrahieren einer anomalen Kandidatenregion durchgeführt wird.
• 7 ist ein Ablaufplan, der eine Verarbeitung des Ermittelns einer anomalen Kandidatenregion veranschaulicht, die von der in 1 gezeigten Einheit zum Ermitteln einer anomalen Kandidatenregion durchgeführt wird.
• 8 ist ein schematisches Schaubild, das ein weiteres Beispiel eines Verfahrens zum Festlegen eines Strukturelements veranschaulicht.
• 9 ist ein Blockschaubild, das eine Konfiguration einer Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit veranschaulicht, die in einer Bildverarbeitungsvorrichtung umfasst ist, gemäß einem Modifikationsbeispiel 1-1 der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• 10 ist ein Ablaufplan, der eine Verarbeitung des Extrahierens einer anomalen Kandidatenregion veranschaulicht, die von der Einheit zum Extrahieren einer anomalen Kandidatenregion durchgeführt wird, die eine Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit umfasst, wie in 9 veranschaulicht.
• 11 ist ein Blockschaubild, das eine Konfiguration einer Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit veranschaulicht, die in einer Bildverarbeitungsvorrichtung umfasst ist, gemäß einem Modifikationsbeispiel 1-2 der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• 12 ist ein Ablaufplan, der eine Verarbeitung des Extrahierens einer anomalen Kandidatenregion veranschaulicht, die von der Einheit zum Extrahieren einer anomalen Kandidatenregion durchgeführt wird, die eine Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit umfasst, wie in 11 veranschaulicht.
• 13 ist ein Blockschaubild, das eine Konfiguration einer Blutgefäßschärfe-Berechnungseinheit veranschaulicht, die in einer Bildverarbeitungsvorrichtung umfasst ist, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• 14 ist ein Ablaufplan, der eine Verarbeitung des Berechnens einer Blutgefäßschärfe veranschaulicht, das durch eine in 13 gezeigten Blutgefäßschärfe-Berechnungseinheit durchgeführt wird.
• 15 ist ein Blockschaubild, das eine Konfiguration einer Einheit zum Extrahieren einer anomalen Kandidatenregion veranschaulicht, die in einer Bildverarbeitungsvorrichtung umfasst ist, gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• 16 ist ein Ablaufplan, der eine Verarbeitung des Extrahierens einer anomalen Kandidatenregion veranschaulicht, die von der in 15 gezeigten Einheit zum Extrahieren einer Kandidatenregion durchgeführt wird.
• 17 ein Graph, der einen lokalen Änderungsbetrag einer Blutgefäßschärfe veranschaulicht, die für eine ungefähre Änderung der Blutgefäßschärfe berechnet wurde, wie in 5 veranschaulicht.
• 18 ist ein Ablaufplan, der eine allgemeine Konfiguration eines Endoskopsystems zeigt, an dem die in 1 veranschaulichte Bildverarbeitungsvorrichtung angewandt wird.
• Beschreibung von Ausführungsformen
• Im Folgenden werden eine Bildverarbeitungsvorrichtung, ein Bildverarbeitungsverfahren und ein Bildverarbeitungsprogramm gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. In den gesamten Zeichnungen werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, um die gleichen Elemente auszuweisen.
• (Erste Ausführungsform)
• 1 ist ein Blockschaubild, das eine Konfiguration einer Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Eine Bildverarbeitungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist eine Vorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie eine anomale Region als Region von Interesse, die spezifische Charakteristika umfasst, anhand eines intraluminalen Bilds durch Durchführen einer Bildverarbeitung an einem intraluminalen Bild erkennt, das durch Bildgeben des Inneren eines Lumens eines Lebendkörpers unter Verwendung einer medizinischen Beobachtungseinrichtung wie z. B. eines Endoskops erhalten wurde. Das typische intraluminale Bild ist ein Farbbild mit einer Pixelebene (Pixelwert) für eine Wellenlängenkomponente jedes von R (Rot), G (Grün) und B (Blau) an jeder der Pixelpositionen.
• Wie in 1 veranschaulicht, umfasst die Bildverarbeitungsvorrichtung 1 eine Steuereinheit 10, eine Bilderfassungseinheit 20, eine Eingabeeinheit 30, eine Anzeigeeinheit 40, eine Aufzeichnungseinheit 50 und eine Berechnungseinheit 100. Die Steuereinheit 10 steuert den allgemeinen Betrieb der Bildverarbeitungsvorrichtung 1. Die Bilderfassungseinheit 20 erhält Bilddaten, die von einer medizinischen Beobachtungseinrichtung erzeugt werden, die das Innere eines Lumens abgebildet hat. Die Eingabeeinheit 30 gibt ein Signal, das einem Betrieb entspricht, von außen in die Steuereinheit 10 ein. Die Anzeigeeinheit 40 zeigt diverse Typen von Informationen und Bildern an. Die Aufzeichnungseinheit 50 speichert Bilddaten und diverse Programme, die mit der Bilderfassungseinheit 20 erhalten werden. Die Berechnungseinheit 100 führt eine vordefinierte Bildverarbeitung an den Bilddaten durch.
• Die Steuereinheit 10 ist durch Hardware wie z. B. eine CPU umgesetzt. Die Steuereinheit 10 steuert den allgemeinen Betrieb der Bildverarbeitungsvorrichtung 1 integral, insbesondere liest sie diverse Programme, die in der Aufzeichnungseinheit 50 aufgezeichnet sind, und sendet damit Anweisungen und Daten an einzelne Abschnitte der Bildverarbeitungsvorrichtung 1, gemäß Bilddaten, die von der Bilderfassungseinheit 20 eingegeben werden, und mit Signalen oder dergleichen, die von der Eingabeeinheit 30 eingegeben werden.
• Die Bilderfassungseinheit 20 ist entsprechend Systemmodi konfiguriert, die eine medizinische Beobachtungseinrichtung umfassen. Beispielsweise wenn die medizinische Beobachtungseinrichtung mit der Bildverarbeitungsvorrichtung 1 verbunden ist, ist die Bilderfassungseinheit 20 mit einer Schnittstelle konfiguriert, um von der medizinischen Beobachtungseinrichtung erzeugte Bilddaten zu integrieren. In einem anderen Fall, in dem ein Server zum Speichern von Bilddaten installiert ist, die von der medizinischen Beobachtungseinrichtung erzeugt werden, ist die Bilderfassungseinheit 20 mit einer Kommunikationseinrichtung oder dergleichen konfiguriert, die mit dem Server verbunden ist, und erhält Bilddaten durch Kommunizieren mit dem Server. Alternativ können die von der medizinischen Beobachtungseinrichtung erzeugten Bilddaten über ein tragbares Aufzeichnungsmedium gesendet werden. In diesem Fall ist das tragbare Aufzeichnungsmedium entfernbar an der Bilderfassungseinheit 20 angeschlossen, die mit einer Leseeinrichtung zum Lesen von Bilddaten des aufgezeichneten Bilds konfiguriert ist.
• Die Eingabeeinheit 30 ist mit Eingabeeinrichtungen wie z. B. einer Tastatur, einer Maus, einem Touchfeld und diversen Schaltern umgesetzt und gibt Eingabesignale, die in Reaktion auf einen externen Betrieb dieser Eingabeeinrichtungen erzeugt werden, an die Steuereinheit 10 aus.
• Die Anzeigeeinheit 40 ist mit Anzeigeeinrichtungen wie z. B. einer LCD und einer EL-Anzeige umgesetzt und zeigt diverse Bildschirme, die ein intraluminales Bild umfassen, unter Steuerung durch die Steuereinheit 10 an.
• Die Aufzeichnungseinheit 50 ist mit diversen IC-Speichern wie z. B. ROM und RAM als aktualisierbarer Flash-Speicher, einer Festplatte, die integriert ist oder über einen Datenkommunikationsanschluss verbunden ist, und einer Informationsaufzeichnungseinrichtung wie z. B. CD-ROM und die dazugehörige Leseeinrichtung und anderen umgesetzt. Die Aufzeichnungseinheit 50 speichert Bilddaten des intraluminalen Bilds, das durch die Bilderfassungseinheit 20 erhalten wird, Programme zum Betreiben der Bildverarbeitungsvorrichtung 1 und zum Veranlassen der Bildverarbeitungsvorrichtung 1, diverse Funktionen auszuführen, Daten die während des Ausführens dieses Programms verwendet werden, oder dergleichen. Insbesondere speichert die Aufzeichnungseinheit 50 ein Bildverarbeitungsprogramm 51, das eine Region extrahiert, in der das sichtbare Gefäßmuster lokal verloren gegangen ist, anhand eines intraluminalen Bildes als anomale Region und eine Schwellenwerttabelle, die bei der Bildverarbeitung zu verwenden ist, oder dergleichen.
• Die Berechnungseinheit 100 ist mit einer Hardware wie z. B. einer CPU umgesetzt. Die Berechnungseinheit 100 führt eine Bildverarbeitung des Extrahierens einer Region, in der das sichtbare Gefäßmuster verloren gegangen ist, anhand eines intraluminalen Bildes als anomale Region, indem sie das Bildverarbeitungsprogramm 51 liest.
• Im Folgenden wird die Konfiguration der Berechnungseinheit 100 beschrieben. Wie in 1 veranschaulicht, umfasst die Berechnungseinheit 100 eine Blutgefäßschärfe-Berechnungseinheit 110, eine Einheit 120 zum Extrahieren einer anomalen Kandidatenregion und eine Einheit 130 zum Ermitteln einer anomalen Region. Die Blutgefäßschärfe-Berechnungseinheit 110 berechnet eine Blutgefäßschärfe, die eine Schärfe eines sichtbaren Gefäßmusters in einer Schleimhautregion darstellt, wobei eine Schleimhaut in einem Lumen in deinem intraluminalen Bild gezeigt ist. Die Einheit 120 zum Extrahieren einer anomalen Kandidatenregion extrahiert eine Schärfenverringerungsregion, d. h. eine Region, in der die Blutgefäßschärfe verringert ist, als Kandidatenregion für eine anomale Region extrahiert, in der das sichtbare Gefäßmuster lokal verloren gegangen ist. Die Einheit 130 zum Ermitteln einer anomalen Region ermittelt, ob die Kandidatenregion eine anomale Region ist, auf Basis der Form der Kandidatenregion. Im Folgenden wird eine Kandidatenregion für eine anomale Region als anomale Kandidatenregion bezeichnet.
• Ein Blutgefäß, das in der Nähe der Oberfläche der Schleimhaut vorhanden ist, wird durchschaut, auf der Schleimhaut innerhalb eines Lumens. Ein Bild eines solchen Blutgefäßes wird als sichtbares Gefäßmuster bezeichnet. Die Blutgefäßschärfe ist eine Skala darüber, wie das sichtbare Gefäßmuster bezüglich Lebendigkeit, Deutlichkeit und Kontrasthöhe aussieht. Bei der ersten Ausführungsform ist die Blutgefäßschärfe so eingestellt, dass der Wert mit steigender Lebendigkeit des sichtbaren Gefäßmusters erhöht wird. Außerdem stellt „lokal verloren gegangen” bei der vorliegenden Beschreibung ein beliebiges von „teilweise schwer zu erkennen” und „teilweise, aber vollständig unsichtbar” dar.
• Die Blutgefäßschärfe-Berechnungseinheit 110 umfasst eine Regioneinstelleinheit 111 und eine Lokalabsorbanzänderungsbetrags-Berechnungseinheit 112. Die Regioneinstelleinheit 111 stellt eine Region als Verarbeitungsziel auf einem intraluminalen Bild ein. Die Lokalabsorbanzänderungsbetrags-Berechnungseinheit 112 berechnet einen Lokalabsorbanzänderungsbetrag in der Region, die von der Regioneinstelleinheit 111 eingestellt wurde.
• Die Regioneinstelleinheit 111 stellt eine Region, die durch Eliminieren einer Region, in der zumindest ein beliebiges von Schleimhautkontur, ein dunkler Abschnitt, Spiegelreflexion, einer Blase und eines Rests gezeigt ist, aus dem intraluminalen Bild erhalten wird, als Schleimhautregion ein, die ein Berechnungsziel für den Lokalabsorbanzänderungsbetrag ist.
• Die Lokalabsorbanzänderungsbetrags-Berechnungseinheit 112 berechnet den Lokalabsorbanzänderungsbetrag einer Absorbanzwellenlängenkomponente auf der Schleimhaut innerhalb eines Lumens auf Basis des Pixelwerts jedes der Pixel innerhalb der Schleimhautregion, die von der Regioneinstelleinheit 111 eingestellt wurde, und definiert den berechneten Absorbanzänderungsbetrag als Blutgefäßschärfe. Bei der ersten Ausführungsform wird der Lokalabsorbanzänderungsbetrag auf Basis eines G-Werts berechnet, der die Intensität der G-Komponente darstellt, die eine Absorbanzwellenlängenkomponente innerhalb eines Lumens ist, aus Pixelwerten jeder der Pixel. Die Lokalabsorbanzänderungsbetrags-Berechnungseinheit 112 umfasst eine Einheit 112a zum Erfassen von bildgebungsdistanzbezogenen Informationen, eine Absorbanzwellenlängenkomponenten-Normalisierungseinheit 112b und eine Referenzregioneinstelleinheit 112c.
• Die Einheit 112a zum Erfassen von bildgebungsdistanzbezogenen Informationen erhält bildgebungsdistanzbezogene Informationen, d. h. Informationen, die sich auf die Bildgebungsdistanz jedes der Pixel innerhalb der Schleimhautregion beziehen. Die Bildgebungsdistanz stellt eine Distanz von einem Subjekt wie z. B. einer Schleimhaut, die auf einem intraluminalen Bild abgebildet ist, zu einer Bildgebungsfläche einer Bildgebungseinheit dar, die das Subjekt abgebildet hat.
• Die Absorbanzwellenlängenkomponenten-Normalisierungseinheit 112b normalisiert einen Werte einer Absorbanzwellenlängenkomponente auf jedem der Pixel innerhalb der Schleimhautregion auf Basis der bildgebungsdistanzbezogenen Informationen.
• Die Referenzregioneinstelleinheit 112c stellt einen Pixelbereich, der bei der Berechnung des Absorbanzänderungsbetrags heranzuziehen ist, auf Basis der bildgebungsdistanzbezogenen Informationen als Referenzregion ein. Insbesondere erscheinen die die Blutgefäße auf dem intraluminalen Bild wahrscheinlich umso dicker, desto näher die Ansicht des Bildes ist. Demgemäß wird die Referenzregion so eingestellt, dass die Referenzregion umso größer wird, desto näher die Ansicht des Bildes wird.
• Die Einheit 120 zum Extrahieren einer anomalen Kandidatenregion umfasst eine Einheit 121 zum Berechnen einer ungefähren Schärfenänderung und eine Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit 122. Die Einheit 121 zum Berechnen einer ungefähren Schärfenänderung berechnet die ungefähre Schärfenänderung der Blutgefäßschärfe, die von der Blutgefäßschärfe-Berechnungseinheit 110 berechnet wurde. Die Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit 122 extrahiert eine Schärfenverringerungsregion, d. h. die Region, in der die Blutgefäßschärfe auf dem sichtbaren Gefäßmuster verringert ist, aus der ungefähren Änderung der Blutgefäßschärfe. Unter diesen umfasst die Einheit 121 zum Berechnen einer ungefähren Schärfenänderung eine Morphologieverarbeitungseinheit 121a und berechnet die ungefähre Änderung der Blutgefäßschärfe durch Durchführen einer Graustufenmorphologieverarbeitung zur Bearbeitung von Graustufenbildern an der Blutgefäßschärfe. Die Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit 122 führt eine Schwellenwertverarbeitung an der ungefähren Änderung der Blutgefäßschärfe durch, um eine Schärfenverringerungsregion zu extrahieren. Die Schärfenverringerungsregion wird als anomale Kandidatenregion ausgegeben.
• Die Einheit 130 zum Ermitteln einer anomalen Region integriert die von der Einheit 120 zum Extrahieren einer anomalen Kandidatenregion extrahierte anomale Kandidatenregion und ermittelt, ob die anomale Kandidatenregion eine anomale Region ist, und zwar auf Basis des Grads der Kreisförmigkeit der anomalen Kandidatenregion. Insbesondere wenn die anomale Kandidatenregion im Wesentlichen kreisförmig ist, wird die anomale Kandidatenregion als anomale Region ermittelt.
• Im Folgenden wird ein Betrieb der Bildverarbeitungsvorrichtung 1 beschrieben. 2 ist ein Ablaufplan, der einen Betrieb der Bildverarbeitungsvorrichtung 1 veranschaulicht. In Schritt S10 erfasst die Bildverarbeitungsvorrichtung 1 zunächst ein intraluminales Bild über die Bilderfassungseinheit 20. Bei der ersten Ausführungsform wird ein intraluminales Bild durch eine Bildgebung erzeugt, wobei Beleuchtungslicht (Weißlicht), das Wellenlängenkomponenten von R, G und B umfasst, innerhalb eines Lumens unter Verwendung eines Endoskops emittiert wird. Das intraluminale Bild hat Pixelwerte (R-Wert, G-Wert und B-Wert), die diesen Wellenlängenkomponenten an einzelnen Pixelpositionen entsprechen. 4 ist ein schematisches Schaubild, das ein beispielhaftes intraluminales Bild veranschaulicht, das in Schritt S10 erhalten wurde.
• Im darauf folgenden Schritt S11 integriert die Berechnungseinheit 100 das intraluminale Bild und berechnet die Blutgefäßschärfe des intraluminalen Bilds. Die Blutgefäßschärfe kann als Absorbanzänderungsbetrag in einer Blutgefäßregion dargestellt sein. Demgemäß berechnet die erste Ausführungsform einen ersten Eigenwert (maximaler Eigenwert) in einer Hessematrix des Pixelwerts jedes der Pixel innerhalb des intraluminalen Bilds als Absorbanzänderungsbetrag.
• 3 ist ein Ablaufplan, der eine Verarbeitung des Berechnens der Blutgefäßschärfe veranschaulicht, das von Blutgefäßschärfen-Berechnungseinheit 110 durchgeführt wird. In Schritt S111 stellt die Regioneinstelleinheit 111 eine Region, die durch Eliminieren einer Region, in der ein beliebiges von Schleimhautkontur, ein dunkler Abschnitt, Spiegelreflexion, einer Blase und eines Rests gezeigt ist, aus dem intraluminalen Bild erhalten wird, d. h. eine Schleimhautregion, als Verarbeitungszielregion ein. Insbesondere berechnet die Regioneinstelleinheit 111 einen G/R-Wert für jedes der Pixel innerhalb des intraluminalen Bilds ein und stellt eine Region, deren G/R-Wert kleiner gleich einem Schwellenwert ist, d. h. eine rötliche Region, als Verarbeitungszielregion ein.
• Das Verfahren zum Einstellen der Verarbeitungszielregion ist nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt. Diverse bekannte Verfahren können verwendet werden. Wie z. B. in der JP 2007-313119 A offenbart, ist es zulässig, eine Blasenregion durch Erkennen einer Übereinstimmung zwischen einem Blasenmodell, das auf Basis von Charakteristika eines Blasenbilds einzustellen ist, wie z. B. eines bogenförmigen vorstehenden Rands durch Beleuchtungsreflexion, der an einem Konturabschnitt einer Blase oder innerhalb der Blase vorhanden ist, wobei ein Rand aus dem intraluminalen Bild extrahiert wird. Wie in der JP 2011-234931 A offenbart, ist es zulässig, eine schwarze Region auf Basis von Farbmerkmalsdaten zu extrahieren, die auf jedem der Pixelwerte (R-Wert, G-Wert und B-Wert) basieren, und zu ermitteln, ob die schwarze Region ein dunkler Abschnitt ist, und zwar auf Basis der Richtung der Pixelwertänderung um die schwarze Region herum. Alternativ ist es zulässig, eine weiße Region auf Basis von Farbmerkmalsdaten zu extrahieren, die auf jedem der Pixelwerte basieren, und zu ermitteln, ob die weiße Region eine Spiegelreflexionsregion ist, und zwar auf Basis der Pixelwertänderung um eine Grenze der weißen Region herum. Alternativ ist es außerdem zulässig, eine Restkandidatenregion zu erkennen, von der angenommen wird, dass sie eine Nicht-Schleimhautregion ist, auf Basis von Farbmerkmalsdaten, die auf jede der Pixelwerte basieren, und zu ermitteln, ob die Restkandidatenregion eine Schleimhautregion ist, und zwar auf Basis der Positionsbeziehung zwischen der Restkandidatenregion und dem Rand, der aus dem intraluminalen Bild extrahiert wurde.
• In einem darauf folgenden Schritt S112 berechnet die Lokalabsorbanzänderungsbetrags-Berechnungseinheit 112 einen G/R-Wert für jedes der Pixel innerhalb einer Verarbeitungszielregion, die in Schritt S111 eingestellt wurde. Die R-Komponente des Beleuchtungslichts entspricht einem Wellenlängenband mit einer sehr geringen Absorption in Bezug auf Hämoglobin. Demgemäß entspricht der Abschwächungsbetrag der R-Komponente innerhalb eines Lumens der Distanz, über die das Beleuchtungslicht durch das Innere des Lumens transportiert wird. Aus diesem Grund wird der R-Wert für jedes der Pixel innerhalb des intraluminalen Bilds bei der ersten Ausführungsform als bildgebungsdistanzbezogene Informationen an der entsprechenden Pixelposition verwendet. Je kürzer die Bildgebungsdistanz, d. h. je näher die Ansicht des Subjekts wird, umso größer wird der R-Wert. Je länger die Bildgebungsdistanz, d. h. je entfernter die Ansicht des Subjekts wird, umso kleiner wird der R-Wert. Demgemäß kann der G/R-Wert als Wert ermittelt werden, der als Resultat einer Normalisierung der G-Komponente, bei der es sich um die Absorbanzwellenlängenkomponente innerhalb des Lumens handelt, mit der Bildgebungsdistanz erhalten wird.
• Danach berechnet die Lokalabsorbanzänderungsbetrags-Berechnungseinheit 112 einen Lokalabsorbanzänderungsbetrag an jedem der Pixel durch Ausführen einer Schleife-A-Verarbeitung für jedes der Pixel innerhalb der Verarbeitungszielregion.
• In Schritt S113 stellt die Referenzregioneinstelleinheit 112c eine Referenzregion, die ein Pixelbereich ist, der bei der Berechnung des Lokalabsorbanzänderungsbetrags heranzuziehen ist, auf Basis des R-Werts am Verarbeitungszielpixel ein. Man beachte, dass es wahrscheinlich ist, dass die Blutgefäße auf dem intraluminalen Bild umso dicker erscheinen, desto näher die Ansicht des Bildes wird. Demgemäß ist es erforderlich, die Referenzregion gemäß der Bildgebungsdistanz adaptiv einzustellen. Demgemäß stellt die Referenzregioneinstelleinheit 112c die Referenzregion so ein, dass die Referenzregion umso größer wird, desto näher die Ansicht des Subjekts am Verarbeitungszielpixel wird, und zwar auf Basis des R-Werts, der eine Korrelation mit der Bildgebungsdistanz zeigt. Bei der tatsächlichen Verarbeitung wird vorab eine Tabelle, die den R-Wert mit der Referenzregion assoziiert, erstellt und in der Aufzeichnungseinheit 50 aufgezeichnet und die Referenzregioneinstelleinheit 112c stellt eine Referenzregion gemäß dem R-Wert für jedes der Pixel unter Bezugnahme auf die Tabelle ein.
• Im darauf folgenden Schritt S114 berechnet die Lokalabsorbanzänderungsbetrags-Berechnungseinheit 112 einen ersten Eigenwert (maximaler Eigenwert) der Hessematrix, die in der nächsten Formel (1) angegeben ist, unter Verwendung eines G/R-Werts, der für das Verarbeitungszielpixel und das Umgebungspixel innerhalb der Referenzregion berechnet wurde.
• 
• Der Wert I (x₀, y₀) in Formel (1) stellt einen G/R-Wert eines Pixels dar, das an Koordinaten (x₀, y₀) innerhalb des intraluminalen Bilds positioniert ist.
• Der erste Eigenwert der oben beschriebenen Hessematrix H (x₀, y₀) stellt eine maximale Hauptkrümmung (Gekrümmtheit) in einer Position dar, die das Verarbeitungszielpixel umgibt. Demgemäß kann der erste Eigenwert als Lokalabsorbanzänderungsbetrag ermittelt werden. Die Lokalabsorbanzänderungsbetrags-Berechnungseinheit 112 gibt den Lokalabsorbanzänderungsbetrag als Blutgefäßschärfe an der entsprechenden Pixelposition aus. Man beachte, dass, auch wenn die erste Ausführungsform den ersten Eigenwert der Hessematrix als Blutgefäßschärfe berechnet, die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Es ist außerdem zulässig, die Blutgefäßschärfe unter Verwendung einer bekannten Modulationsübertragungsfunktion (MTF) und einer Kontrasttransferfunktion (CTF) zu berechnen.
• Nachdem die Schleife-A-Verarbeitung für alle Pixel innerhalb der Verarbeitungszielregion durchgeführt wurde, kehrt der Betrieb der Berechnungseinheit 100 zur Hauptroutine zurück.
• In Schritt S12 nach Schritt S11 extrahiert die Einheit 120 zum Extrahieren einer anomalen Kandidatenregion eine anomale Kandidatenregion auf Basis der Blutgefäßschärfe, d. h. des Lokalabsorbanzänderungsbetrags, die in Schritt S11 berechnet wurde.
• 5 ist ein Graph, der eine Änderung einer Blutgefäßschärfe veranschaulicht, entlang einer Linie A-A' in 4. Bei der ersten Ausführungsform ist die anomale Kandidatenregion eine Region, in der ein lokaler Verlust des sichtbaren Gefäßmusters vermutet wird. Wie in den 4 und 5 veranschaulicht, scheinen diese Regionen im intraluminalen Bild als Region mit niedriger Blutgefäßschärfe auf. Demgemäß extrahiert die Einheit 120 zum Extrahieren einer anomalen Kandidatenregion eine anomale Kandidatenregion durch Erkennen der Region, in der die Blutgefäßschärfe verringert ist.
• 6 ist ein Ablaufplan, der eine Verarbeitung des Extrahierens einer anomalen Kandidatenregion veranschaulicht, die von der Einheit 120 zum Extrahieren einer anomalen Kandidatenregion durchgeführt wird. In Schritt S121 stellt die Einheit 121 zum Berechnen einer ungefähren Schärfenänderung die Größe eines Strukturelements jedes der Pixel ein, die bei der Berechnung der ungefähren Änderung der Blutgefäßschärfe zu verwenden ist. Man beachte, dass die Region, in der das sichtbare Gefäßmuster verloren gegangen ist, wahrscheinlich abgebildet wird, umso näher die Ansicht des Bilds wird. Demgemäß ist es erforderlich, die Größe des Strukturelements gemäß der Bildgebungsdistanz adaptiv einzustellen. Demgemäß erhält die Einheit 121 zum Berechnen einer ungefähren Schärfenänderung einen R-Wert, der mit der Bildgebungsdistanz korreliert, und stellt die Größe des Strukturelements so ein, dass die Größe des Strukturelements umso größer ist, desto höher der R-Wert ist, d. h. desto kürzer die Bildgebungsdistanz ist.
• In dem darauf folgenden Schritt S122 berechnet die Morphologieverarbeitungseinheit 121a die ungefähre Änderung der Blutgefäßschärfe durch Durchführen einer abschließenden Verarbeitung der Morphologie an der Blutgefäßschärfe, die in Schritt S11 erhalten wurde, unter Verwendung des Strukturelements mit der Größe, die gemäß dem R-Wert jedes der Pixel eingestellt wurde (siehe 5).
• In dem darauf folgenden Schritt S123 führt die Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit 122 eine Schwellenwertverarbeitung an der ungefähren Änderung der Blutgefäßschärfe durch, die in Schritt S122 berechnet wurde, und extrahiert eine Region, in der die Blutgefäßschärfe kleiner gleich ein vordefinierter Schwellenwert Th1 ist, als anomale Kandidatenregion. Danach kehrt der Betrieb der Berechnungseinheit 100 zur Hauptroutine zurück.
• In Schritt S13, der auf Schritt S12 folgt, führt die Einheit 130 zum Ermitteln einer anomalen Region eine Ermittlung der anomalen Region auf Basis der Form der anomalen Kandidatenregion durch, die in Schritt S12 extrahiert wurde. Man beachte, dass die anomale Kandidatenregion nicht nur die Region mit einer Blutgefäßschärfe, die aufgrund eines Verlust des sichtbaren Gefäßmusters verringert wurde, sondern auch eine normale Schleimhautregion, in der die Blutgefäße nicht deutlich sichtbar sind, umfasst. Diese Schleimhautregionen haben Formcharakteristika, z. B. haben sie eine große Fläche, im Gegensatz zur anomalen Region, in der sichtbare Gefäßmuster lokal verloren gegangen sind. Demgemäß ermittelt die Einheit 130 zum Ermitteln einer anomalen Region, ob die anomale Kandidatenregion eine anomale Region ist, auf Basis der Formcharakteristika.
• 7 ist ein Ablaufplan, der eine Verarbeitung des Ermittelns einer anomalen Kandidatenregion veranschaulicht, die von der Einheit 130 zum Ermitteln einer anomalen Region durchgeführt wird. In Schritt S131 markiert die Einheit 130 zum Ermitteln einer anomalen Region die anomale Kandidatenregion, die aus dem intraluminalen Bild extrahiert wurde.
• Danach führt die Einheit 130 zum Ermitteln einer anomalen Region eine Schleife-B-Verarbeitung an jeder der Regionen durch, die in Schritt S131 markiert wurden.
• Zunächst wird in Schritt S132 die Fläche der Verarbeitungszielregion berechnet, d. h. die Fläche der anomalen Kandidatenregion. Insbesondere wird die Anzahl von Pixeln gezählt, die in der Region umfasst sind.
• Im darauf folgenden Schritt S133 ermittelt die Einheit 130 zum Ermitteln einer anomalen Region, ob die in Schritt S132 berechnete Fläche kleiner gleich dem Schwellenwert zum Diskriminieren der Fläche (Flächendiskriminanzschwellenwert) ist. Wenn die berechnete Fläche größer als der Flächendiskriminanzschwellenwert ist (Schritt S133: Nein), ermittelt die Einheit 130 zum Ermitteln einer anomalen Region, dass die Region keine anomale Region ist, d. h., sie ermittelt, dass es sich um eine nicht-anomale Region handelt (Schritt S137).
• Wenn hingegen die Fläche kleiner gleich dem Flächendiskriminanzschwellenwert ist (Schritt S133: Ja), berechnet die Einheit 130 zum Ermitteln einer anomalen Region danach die Kreisförmigkeit der Verarbeitungszielregion (Schritt S134). Die Kreisförmigkeit ist eine Skala, die darstellt, wie kreisförmig die Form der Region ist, und wird, wenn die Fläche der Region S ist und die Umfangslänge L ist, als 4πS/L² bereitgestellt. Je näher der Kreisförmigkeitswert an 1 liegt, desto näher kommt die Form der Region einem perfekten Kreis. Man beachte, dass es zulässig ist, eine andere Skala als die Kreisförmigkeit zu verwenden, solange es sich um eine Skala handelt, die anzeigt, wie kreisförmig die Form der anomalen Kandidatenregion ist.
• Im darauf folgenden Schritt S135 ermittelt die Einheit 130 zum Ermitteln einer anomalen Region, ob die in Schritt S134 berechnete Kreisförmigkeit höher als ein Schwellenwert zum Diskriminieren der Kreisförmigkeit (Kreisförmigkeitsdiskriminanzschwellenwert) ist. Wenn die berechnete Kreisförmigkeit kleiner als der Kreisförmigkeitsdiskriminanzschwellenwert ist (Schritt S135: Nein), ermittelt die Einheit 130 zum Ermitteln einer anomalen Region, dass die Region keine anomale Region ist, d. h., es sich um eine nicht-anomale Region (Schritt S137).
• Wenn hingegen die Kreisförmigkeit größer gleich dem Kreisförmigkeitsdiskriminanzschwellenwert ist (Schritt S135: Ja), ermittelt die Einheit 130 zum Ermitteln einer anomalen Region, dass die Verarbeitungszielregion eine anomale Region ist (Schritt S136).
• Nachdem die Schleife-B-Verarbeitung an allen Regionen durchgeführt wurde, die in Schritt S131 markiert worden waren, kehrt der Betrieb der Berechnungseinheit 100 zur Hauptroutine zurück.
• In Schritt S14, der auf Schritt S13 folgt, gibt die Berechnungseinheit 100 ein Ermittlungsergebnis von Schritt S13 aus. In Reaktion darauf zeigt die Steuereinheit 10 die Region, die als anomale Region ermittelt wurde, auf der Anzeigeeinheit 40 an. Das Verfahren zum Anzeigen der Region, die als anomale Region ermittelt wird, unterliegt keinen besonderen Einschränkungen. Ein beispielhaftes Verfahren bestünde darin, eine Markierung, die die Region anzeigt, die als anomale Region ermittelt wurde, auf dem intraluminalen Bild zu überlagern und die Region, die als anomale Region ermittelt wurde, in einer anderen Farbe als andere Regionen oder mit Schattierung anzuzeigen. Gemeinsam damit kann das Ermittlungsergebnis der anomalen Region in Schritt S13 auf der Aufzeichnungseinheit 50 aufgezeichnet werden. Danach ist der Betrieb der Bildverarbeitungsvorrichtung 1 abgeschlossen.
• Wie oben beschrieben, wird die Region, in der der Absorbanzänderungsbetrag lokal verringert ist, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als anomale Kandidatenregion aus dem intraluminalen Bild extrahiert, und wird auf Basis der Form der anomalen Kandidatenregion ermittelt, ob die anomale Kandidatenregion eine anomale Region ist. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die Region, in der das sichtbare Gefäßmuster verloren gegangen ist, mit hoher Genauigkeit zu extrahieren.
• Man beachte, dass, auch wenn bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform der erste Eigenwert der Hessematrix als Absorbanzänderungsbetrag berechnet wird, das Verfahren zum Berechnen des Absorbanzänderungsbetrags nicht darauf beschränkt ist. Beispielsweise ist es zulässig, ein Bandpassfilter auf den Pixelwert jedes der Pixel innerhalb des intraluminalen Bilds anzuwenden. In diesem Fall wäre es ausreichend, die Filtergröße auf Basis des R-Werts des Verarbeitungszielpixels adaptiv einzustellen. Insbesondere wäre eine derartige Einstellung bevorzugt, dass die Filtergröße umso größer ist, desto kleiner der R-Wert ist, d. h. desto länger die Bildgebungsdistanz ist.
• Außerdem wird bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform die Größe des Strukturelements, das bei der Morphologieverarbeitung verwendet wird, auf Basis der Bildgebungsdistanz eingestellt. Ferner ist es zulässig, die Form und Ausrichtung des Strukturelements einzustellen. 8 ist ein schematisches Schaubild, das ein weiteres Beispiel eines Verfahrens zum Festlegen eines Strukturelements veranschaulicht.
• Bei Bildgebung innerhalb eines Lumens durch ein Endoskop entspricht die Bildgebungsrichtung in vielen Fällen einer Schrägrichtung in Bezug auf die Schleimhautoberfläche als Subjekt. In diesem Fall erscheint die Größe des Subjekts in der Tiefenrichtung vom Endoskop aus gesehen auf dem Bild kleiner, wenn mit einer Bildgebung des gleichen Subjekts von vorne verglichen. Demgemäß werden die Form und die Ausrichtung des Strukturelements so eingestellt, dass dessen Größe in einer Richtung, in der die Schleimhautoberflächenneigung in Bezug auf die Bildgebungsfläche maximal ist, d. h. in einer Richtung, in der eine tatsächliche Änderung der Bildgebungsdistanz in Bezug auf die Distanz auf dem intraluminalen Bild größer ist, klein wird, und dass dessen Größe in einer Richtung orthogonal zur Richtung, in der die Änderung der Bildgebungsdistanz größer ist, groß wird. Mit dieser Einstellung ist es möglich, eine geeignete Morphologieverarbeitung durchzuführen. Beispielsweise wenn eine Bildgebung in die Tiefenrichtung des Lumens durchgeführt wird, wie in einem Bild M1 in 8 veranschaulicht, werden die Form und die Ausrichtung eines Strukturelements m1 so eingestellt, dass die Richtung, die an jeder der Positionen innerhalb des Bilds beginnt, hin zu einem Tiefenabschnitt m2 des Lumens eine Kurzachsenrichtung einer Ellipse ist, und dass die Richtung orthogonal zur Richtung hin zum Tiefenabschnitt m2 eine Langachsenrichtung der Ellipse ist.
• Man beachte außerdem, dass, auch wenn bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform eine Ermittlung einer anomalen Region durch sequentielles Vergleichen der Fläche und Kreisförmigkeit einer anomalen Kandidatenregion mit einem Schwellenwert durchgeführt wird, das Ermittlungsverfahren nicht darauf beschränkt ist, solange es möglich ist, eine Ermittlung auf Basis der Fläche und der Kreisförmigkeit der anomalen Kandidatenregion durchzuführen. Beispielsweise ist es zulässig, zunächst eine Ermittlung in Bezug auf die Kreisförmigkeit durchzuführen. Alternativ ist es zulässig, vorab eine Tabelle zu erstellen, aus der sowohl die Fläche als auch die Kreisförmigkeit bezogen werden kann, und gleichzeitig die Fläche und die Kreisförmigkeit zu beurteilen, die für diese anomale Kandidatenregion berechnet wurden.
• (Modifikationsbeispiel 1-1)
• Im Folgenden wird ein Modifikationsbeispiel 1-1 der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 9 ist ein Blockschaubild, das eine Konfiguration einer Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit, die in einer Berechnungseinheit einer Bildverarbeitungsvorrichtung umfasst ist, gemäß dem Modifikationsbeispiel 1-1 veranschaulicht. In der Berechnungseinheit 100 (siehe 1) einer Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß dem Modifikationsbeispiel 1-1 umfasst die Einheit 120 zum Extrahieren einer anomalen Kandidatenregion anstatt der Schärfenverringerungsregion 122 eine Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit 123, die in 9 veranschaulicht ist. Man beachte, dass einzelne Konfigurationen und der Betrieb der Berechnungseinheit 100 mit Ausnahme der Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit 123 und einzelne Konfigurationen und der Betrieb der Bildverarbeitungsvorrichtung 1 jenen der ersten Ausführungsform ähneln.
• Die Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit 123 umfasst eine Einheit 123a zum Erfassen von bildgebungsdistanzbezogenen Informationen und eine Einheit 123b zum distanzadaptiven Einstellen eines Schwellenwerts. Die Einheit 123a zum Erfassen von bildgebungsdistanzbezogenen Informationen erhält einen R-Wert jeder der Pixel als Informationen zu einer Bildgebungsdistanz zwischen einem Subjekt, das im intraluminalen Bild gezeigt ist, und einer Bildgebungsfläche der Bildgebungseinheit, die das Subjekt abgebildet hat. Die Einheit 123b zum distanzadaptiven Einstellen eines Schwellenwerts stellt einen Schwellenwert (siehe 5), der zum Extrahieren einer Schärfenverringerungsregion aus der ungefähren Änderung der Blutgefäßschärfe zu verwenden ist, gemäß dem R-Wert ein.
• Der allgemeine Betrieb der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß dem Modifikationsbeispiel 1-1 ähnelt jenem der ersten Ausführungsform, mit Ausnahme eines Unterschieds in Details der Extraktionsverarbeitung der anomalen Kandidatenregion, wie in 2 (Schritt S12) veranschaulicht, gegenüber der ersten Ausführungsform. 10 ist ein Ablaufplan, der eine Verarbeitung des Extrahierens einer anomalen Kandidatenregion veranschaulicht, die von der Einheit zum Extrahieren einer anomalen Kandidatenregion durchgeführt wird, die die Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit 123 umfasst. Man beachte, dass die Schritte S121 und S122, die in 10 veranschaulicht sind, den Schritten gemäß der ersten Ausführungsform ähneln.
• In Schritt S151, der auf Schritt S122 folgt, stellt die Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit 123 adaptiv einen Schwellenwert zum Extrahieren einer Region, in der die Blutgefäßschärfe verringert wurde, gemäß dem R-Wert jedes der Pixel innerhalb der Verarbeitungszielregion (siehe Schritt S111 in 3) ein, die auf einem intraluminalen Bild eingestellt wurde.
• Man beachte, dass die Blutgefäßschärfe in einer Region, die von der Feldtiefe der Bildgebungseinheit bei der Bildgebung des Inneren eines Lumens abweicht, stärker verringert als die anderen Regionen ist, sogar wenn es sich nicht um eine anomale Region handelt. Um dies zu berücksichtigen, erhält die Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit 123 einen R-Wert, der mit der Bildgebungsdistanz korreliert, und nimmt eine derartige Einstellung vor, dass der Schwellenwert umso kleiner ist, desto mehr der R-Wert von einem vordefinierten Bereich abweicht, insbesondere von einem Bereich, der der Feldtiefe entspricht. Bei der tatsächlichen Verarbeitung wird vorab eine Tabelle, die den R-Wert mit dem Schwellenwert assoziiert, auf Basis der Feldtiefe erstellt und in der Aufzeichnungseinheit 50 aufgezeichnet, und die Einheit 123b zum distanzadaptiven Einstellen eines Schwellenwerts stellt einen Schwellenwert für jedes der Pixel gemäß dem R-Wert unter Bezugnahme auf diese Tabelle ein.
• Im darauf folgenden Schritt S152 führt die Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit 123 eine Schwellenwertverarbeitung an der ungefähren Änderung der Blutgefäßschärfe unter Verwendung eines Schwellenwerts durch, der für jedes der Pixel in Schritt S151 eingestellt wurde, um eine Region, in der die Blutgefäßschärfe kleiner gleich dem Schwellenwert ist, als anomale Kandidatenregion zu extrahieren. Danach kehrt der Betrieb der Berechnungseinheit 100 zur Hauptroutine zurück.
• Wie oben beschrieben, wird der Schwellenwert, der beim Extrahieren der Schärfenverringerungsregion verwendet wird, gemäß dem Modifikationsbeispiel 1-1 gemäß der Bildgebungsdistanz adaptiv eingestellt. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, ein fehlerhafte Erkennung der Schärfenverringerungsregion in der Region, die vom Tiefenfeld abweicht, aus dem intraluminalen Bild zu unterdrücken.
• (Modifikationsbeispiel 1-2)
• Im Folgenden wird ein Modifikationsbeispiel 1-2 der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 11 ist ein Blockschaubild, das eine Konfiguration einer Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit, die in einer Berechnungseinheit einer Bildverarbeitungsvorrichtung umfasst ist, gemäß dem Modifikationsbeispiel 1-2 veranschaulicht. In der Berechnungseinheit 100 (siehe 1) einer Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß dem Modifikationsbeispiel 1-2 umfasst die Einheit 120 zum Extrahieren einer anomalen Kandidatenregion anstatt der Schärfenverringerungsregion 122 eine Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit 124, die in 11 veranschaulicht ist. Man beachte, dass einzelne Konfigurationen und der Betrieb der Berechnungseinheit 100 mit Ausnahme der Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit 124 und einzelne Konfigurationen und der Betrieb der Bildverarbeitungsvorrichtung 1 jenen der ersten Ausführungsform ähneln.
• Die Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit 124 umfasst eine Einheit 124a zum aberrationsadaptiven Einstellen eines Schwellenwerts und extrahiert eine Schärfenverringerungsregion durch Durchführen einer Schwellenwertverarbeitung unter Verwendung eines Schwellenwerts, der von der Einheit 124a zum aberrationsadaptiven Einstellen eines Schwellenwerts eingestellt wird. Die Einheit 124a zum aberrationsadaptiven Einstellen eines Schwellenwerts ist eine Einheit zum adaptiven Einstellen eines Schwellenwerts für ein optisches System, die eine Schwellenwert gemäß Charakteristika eines optischen Systems adaptiv einstellt, das in einem Endoskop oder dergleichen umfasst ist, das das Innere eines Lumens abgebildet hat. Beim Modifikationsbeispiel 1-2 stellt die Einheit 124a zum aberrationsadaptiven Einstellen eines Schwellenwerts gemäß den Koordinaten jedes der Pixel innerhalb des intraluminalen Bilds ein, so dass die Auswirkungen der Aberration des optischen Systems, als ein Beispiel für die Charakteristika des optischen Systems, verringert werden.
• Der allgemeine Betrieb der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß dem Modifikationsbeispiel 1-2 ähnelt jenem der ersten Ausführungsform, mit Ausnahme eines Unterschieds in Details der Extraktionsverarbeitung der anomalen Kandidatenregion, wie in 2 (Schritt S12) veranschaulicht, gegenüber der ersten Ausführungsform. 12 ist ein Ablaufplan, der eine Verarbeitung des Extrahierens einer anomalen Kandidatenregion veranschaulicht, die von der Einheit zum Extrahieren einer anomalen Kandidatenregion durchgeführt wird, die die Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit 124 umfasst. Man beachte, dass die Schritte S121 und S122, die in 12 veranschaulicht sind, den Schritten gemäß der ersten Ausführungsform ähneln.
• In Schritt S161, der auf Schritt S122 folgt, stellt die Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit 124 adaptiv einen Schwellenwert zum Extrahieren der Region mit einer verringerten Blutgefäßschärfe gemäß den Koordinaten jedes der Pixel innerhalb der Verarbeitungszielregion (siehe Schritt S111 in 3) ein, die auf einem intraluminalen Bild eingestellt wurde.
• Das intraluminale Bild umfasst eine Region, in der es aufgrund von Auswirkungen des optischen Systems, das im Endoskop oder dergleichen umfasst ist, zu einer Weichzeichnung. Insbesondere kommt es wahrscheinlich in einer Region zu einer Weichzeichnung, die einen großen Aberrationsbetrag wie z. B. eine kugelförmige Aberration, eine Kommaaberration, Astigmatismus und Feldkrümmung aufweist, d. h. in einer peripheren Region des intraluminalen Bilds. In diesen Regionen könnten Schärfenverringerungsregionen fälschlicherweise erkannt werden, da die Blutgefäßschärfe stärker als in den anderen Regionen verringert ist, sogar in einer Region, die keine anomale Region ist.
• Demgemäß stellt die Einheit 124a zum aberrationsadaptiven Einstellen eines Schwellenwerts den Schwellenwert auf Basis der Koordinaten jedes der Pixel des intraluminalen Bilds derart ein, dass der Schwellenwert umso kleiner ist, desto größer die Auswirkungen einer Aberration in der Region sind. Bei der tatsächlichen Verarbeitung wird vorab eine Tabelle, die die Koordinaten jedes der Pixel des intraluminalen Bilds mit dem Schwellenwert assoziiert, erstellt und in der Aufzeichnungseinheit 50 aufgezeichnet und stellt die Einheit 124a zum aberrationsadaptiven Einstellen eines Schwellenwerts einen Schwellenwert gemäß den Koordinaten für jedes der Pixel unter Bezugnahme auf diese Tabelle ein.
• Im darauf folgenden Schritt S162 führt die Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit 124 eine Schwellenwertverarbeitung an der ungefähren Änderung der Blutgefäßschärfe unter Verwendung eines Schwellenwerts durch, der für jedes der Pixel in Schritt S161 eingestellt wurde, um eine Region, in der die Blutgefäßschärfe kleiner gleich dem Schwellenwert ist, als anomale Kandidatenregion zu extrahieren. Danach kehrt der Betrieb der Berechnungseinheit 100 zur Hauptroutine zurück.
• Wie oben beschrieben, wird der Schwellenwert, der beim Extrahieren der Schärfenverringerungsregion verwendet wird, gemäß dem Modifikationsbeispiel 1-2 gemäß den Koordinaten des Pixels adaptiv eingestellt. Demgemäß ist es möglich, die Genauigkeit des Erkennens der Schärfenverringerungsregion sogar in einer Region, in der die Auswirkungen einer Aberration signifikant sind, oder dergleichen zu verbessern.
• (Modifikationsbeispiel 1-3)
• Im Folgenden wird ein Modifikationsbeispiel 1-3 der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der Schwellenwert, der zum Extrahieren einer Schärfenverringerungsregion verwendet wird, kann auf Basis sowohl der Bildgebungsdistanz als auch der Koordinaten, die jedem der Pixel innerhalb des intraluminalen Bilds entsprechen, eingestellt werden. Bei der tatsächlichen Verarbeitung ist es ausreichend, vorab eine Tabelle, die die Bildgebungsdistanz/Pixelkoordinaten mit dem Schwellenwert assoziiert, zu erstellen und die Tabelle in der Aufzeichnungseinheit 50 aufzuzeichnen.
• In diesem Fall ist es möglich, die Genauigkeit des Erkennens der Schärfenverringerungsregion sogar bei der Region, die von der Feldtiefe abweicht und signifikante Auswirkungen einer Aberration des optischen Systems zeigt, zu verbessern.
• Es ist zulässig, den Schwellenwert, der zum Extrahieren der Schärfenverringerungsregion zu verwenden ist, neben diesen gemäß diversen Elementen einzustellen. Beispielsweise bei Verwendung eines Endoskops, das in der Lage ist, eine Brennweite des optischen Systems zu ändern, ist es zulässig, den Schwellenwert auf Basis der Feldtiefe einzustellen, die sich mit der Brennweite ändert. Bei der tatsächlichen Verarbeitung wird eine Vielzahl von Tabellentypen, die den R-Wert als bildgebungsdistanzbezogene Information auf Basis der Feldtiefe mit dem Schwellenwert assoziiert (siehe Modifikationsbeispiel 1-1), gemäß der änderbaren Brennweite hergestellt. Die Tabellenauswahl erfolgt auf Basis von Brennweiteninformationen bei der Bildgebung des intraluminalen Bilds als Verarbeitungsziel und des Schwellenwerts für jedes der Pixel unter Verwendung der ausgewählten Tabelle. Außerdem können Brennweiteninformationen direkt vom Endoskop oder dergleichen in die Bildverarbeitungsvorrichtung eingegeben werden oder können die Brennweiteninformationen zum Zeitpunkt der Bildgebung mit den Bilddaten des intraluminalen Bilds assoziiert werden und können die Brennweiteninformationen gemeinsam integriert werden, wenn die Bildverarbeitungsvorrichtung 1 das intraluminale Bild erfasst.
• (Zweite Ausführungsform)
• Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 13 ist ein Blockschaubild, das eine Konfiguration einer Blutgefäßschärfe-Berechnungseinheit veranschaulicht, die in einer Bildverarbeitungsvorrichtung umfasst ist, gemäß der zweiten Ausführungsform. In der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst die Berechnungseinheit 100 (siehe 1) anstatt der Blutgefäßschärfe-Berechnungseinheit 110 eine Blutgefäßschärfe-Berechnungseinheit 210, die in 13 veranschaulicht ist. Man beachte, dass einzelne Konfigurationen und der Betrieb der Berechnungseinheit 100 mit Ausnahme der Blutgefäßschärfe-Berechnungseinheit 210 und einzelne Konfigurationen und der Betrieb der Bildverarbeitungsvorrichtung 1 jenen der ersten Ausführungsform ähneln.
• Die Blutgefäßschärfe-Berechnungseinheit 210 umfasst des Weiteren eine Einheit 211 zum Extrahieren einer rohrförmigen Region, zusätzlich zur Regioneinstelleinheit 111 und Lokalabsorbanzänderungsbetrags-Berechnungseinheit 112. Die Einheit 211 zum Extrahieren einer rohrförmigen Region extrahiert eine rohrförmige Region mit einer Rohrform aus dem intraluminalen Bild auf Basis des Pixelwerts jedes der Pixel innerhalb des intraluminalen Bilds.
• Im Folgenden wird ein Betrieb der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben. Der allgemeine Betrieb der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform ähnelt jener der ersten Ausführungsform (siehe 2), mit Ausnahme eines Unterschieds in Details der Verarbeitung der Berechnens der Blutgefäßschärfe in Schritt S11 gegenüber der ersten Ausführungsform.
• 14 ist ein Ablaufplan, der eine Verarbeitung des Berechnens der Blutgefäßschärfe veranschaulicht, das von Blutgefäßschärfen-Berechnungseinheit 210 durchgeführt wird. Man beachte, dass die Schritte S111 und S112, die in 14 veranschaulicht sind, den Schritten gemäß der ersten Ausführungsform ähneln (siehe 3).
• In Schritt S211, der auf Schritt S112 folgt, extrahiert die Einheit 211 zum Extrahieren einer rohrförmigen Region eine rohrförmige Region aus der Verarbeitungszielregion auf Basis des Pixelwerts innerhalb der Verarbeitungszielregion, wie in Schritt S111 eingestellt. Im Detail berechnet die Einheit 211 zum Extrahieren einer rohrförmigen Region einen Formindex auf Basis des Pixelwerts jedes der Pixel innerhalb der Verarbeitungszielregion und führt eine Schwellenwertverarbeitung am Formindex durch, wodurch eine rohrförmige Region extrahiert wird. Ein Formindex Si ist gemäß der folgenden Formel (2) unter Verwendung eines ersten Eigenwerts eVal_1 und eines zweiten Eigenwerts eVal_2 (eVal_1 > eVal_2) der Hessematrix gegeben. SI = 2 / πarctan( eVal_2 + eVal_1 / eVal_2 – eVal_1) (2)
• Beispielsweise wäre bevorzugt, eine Region, in der der durch Formel (2) gegebene Formindex SI kleiner gleich –0,4 ist, d. h. eine Region mit einer Ausnehmungsform, als rohrförmigen Region zu extrahieren.
• Danach berechnet Blutgefäßschärfe-Berechnungseinheit 210 einen Lokalabsorbanzänderungsbetrag an jedem der Pixel durch Ausführen einer Schleife-C-Verarbeitung für jedes der Pixel innerhalb der Verarbeitungszielregion.
• In Schritt S212 ermittelt die Blutgefäßschärfe-Berechnungseinheit 210, ob ein Verarbeitungszielpixel ein Pixel innerhalb der rohrförmigen Region ist. Anders ausgedrückt ermittelt die Blutgefäßschärfe-Berechnungseinheit 210, ob das Pixel in der Blutgefäßregion umfasst ist. Wenn das Pixel innerhalb der rohrförmigen Region liegt (Schritt S212: Ja), stellt die Referenzregioneinstelleinheit 112c (Schritt S213) einen Pixelbereich, der bei der Berechnung des Lokalabsorbanzänderungsbetrags heranzuziehen ist, auf Basis des R-Werts am Verarbeitungszielpixel (Referenzregion) ein. Insbesondere wird die Referenzregion so eingestellt, dass die Referenzregion umso größer ist, desto größer der R-Wert ist, d. h., desto kürzer die Bildgebungsdistanz ist.
• In einem darauf folgenden Schritt S214 berechnet die Lokalabsorbanzänderungsbetrags-Berechnungseinheit 112 einen ersten Eigenwert (maximaler Eigenwert) der Hessematrix unter Verwendung des für G/R-Werts, der für das Verarbeitungszielpixel und das Umgebungspixel innerhalb der Referenzregion berechnet wurde, und ermittelt sodann den ersten Eigenwert als Lokalabsorbanzänderungsbetrag und zwar die Blutgefäßschärfe.
• Wenn hingegen in Schritt S212 ermittelt wird, dass das Verarbeitungszielpixel nicht das Pixel innerhalb der rohrförmigen Region ist (Schritt 212: Nein), geht der Ablaufplan zur Verarbeitung für das nächste Pixel über. Bei der Schleife-C-Verarbeitung wird eine Blutgefäßschärfe für das Pixel innerhalb der rohrförmigen Region aus Pixeln in der Verarbeitungszielregion selektiv berechnet.
• Nachdem die Schleife-C-Verarbeitung für alle Pixel innerhalb der Verarbeitungszielregion durchgeführt wurde, kehrt der Betrieb der Berechnungseinheit 100 zur Hauptroutine zurück.
• Wie oben beschrieben, wird die Blutgefäßschärfe gemäß der zweiten Ausführungsform für das Pixel innerhalb der rohrförmigen Region selektiv berechnet, d. h. die Pixel innerhalb der Blutgefäßregion, und wird die Blutgefäßschärfe für eine Nicht-Blutgefäßregion nicht berechnet. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die anomalen Kandidatenregionen weiter einzugrenzen und somit die Genauigkeit des Erkennens anomaler Regionen zu verbessern.
• (Dritte Ausführungsform)
• Im Folgenden wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 15 ist ein Blockschaubild, das eine Konfiguration einer Einheit zum Extrahieren einer anomalen Kandidatenregion veranschaulicht, die in einer Bildverarbeitungsvorrichtung umfasst ist, gemäß der dritten Ausführungsform. In der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform umfasst die Berechnungseinheit 100 anstatt der Einheit 120 zum Extrahieren einer anomalen Kandidatenregion eine Einheit 310 zum Extrahieren einer anomalen Kandidatenregion, die in 15 veranschaulicht ist. Man beachte, dass einzelne Konfigurationen und der Betrieb der Berechnungseinheit 100 mit Ausnahme der Einheit 310 zum Extrahieren einer anomalen Kandidatenregion und einzelne Konfigurationen und der Betrieb der Bildverarbeitungsvorrichtung 1 jenen der ersten Ausführungsform ähneln.
• Die Einheit 310 zum Extrahieren einer anomalen Kandidatenregion umfasst anstatt der Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit 122, die in 1 veranschaulicht ist, eine Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit 311. Die Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit 311 umfasst eine Einheit 311a zum Extrahieren einer Region mit lokaler Schärfenverringerung. Einheit 311a zum Extrahieren einer Region mit lokaler Schärfenverringerung berechnet eine lokale Änderung für die ungefähre Änderung der Blutgefäßschärfe, die von der Einheit 121 zum Berechnen einer ungefähren Schärfenänderung berechnet wurde, und extrahiert eine Schärfenverringerungsregion auf Basis der lokalen Änderung. Damit extrahiert die Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit 311 die Region, in der eine Blutgefäßschärfe lokal verringert ist, als anomale Kandidatenregion.
• Im Folgenden wird ein Betrieb der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform beschrieben. Der allgemeine Betrieb der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform ähnelt jener der ersten Ausführungsform (siehe 2), mit Ausnahme eines Unterschieds in Details der Verarbeitung in Schritt S12 des Extrahierens der anomalen Kandidatenregion gegenüber der ersten Ausführungsform.
• 16 ist ein Ablaufplan, der eine Verarbeitung des Extrahierens einer anomalen Kandidatenregion veranschaulicht, die von der Einheit 310 zum Extrahieren einer anomalen Kandidatenregion durchgeführt wird. Man beachte, dass die Schritte S121 und S122, die in 16 veranschaulicht sind, den Schritten gemäß der ersten Ausführungsform ähneln (siehe 6).
• In Schritt S311, der auf Schritt S122 folgt, berechnet die Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit 311a einen Lokalabsorbanzänderungsbetrag, der den Lokalabsorbanzänderungsbetrag in Bezug auf die ungefähre Änderung der Blutgefäßschärfe ist, die in Schritt S122 berechnet wurde. Das Verfahren zum Berechnen des Lokalabsorbanzänderungsbetrags unterliegt keinen besonderen Beschränkungen. Diverse bekannte Berechnungsverfahren können verwendet werden. Beispielsweise wird der Lokalabsorbanzänderungsbetrag bei der dritten Ausführungsform unter Verwendung eines Bandpassfilters berechnet. 17 ein Graph, der einen lokale Änderungsbetrag einer Blutgefäßschärfe veranschaulicht, die für die ungefähre Änderung der Blutgefäßschärfe berechnet wurde, wie in 5 veranschaulicht.
• Im darauf folgenden Schritt S312 führt die Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit 311 eine Schwellenwertverarbeitung an den Lokalabsorbanzänderungsbetrag der Blutgefäßschärfe durch, die in Schritt S311 berechnet wurde, und extrahiert eine Region, in der den Lokalabsorbanzänderungsbetrag kleiner gleich ein vordefinierter Schwellenwert Th2 ist, als anomale Kandidatenregion. Wie in 4 veranschaulicht, liegen gewöhnliche Blutgefäße um eine Region vor, in der das sichtbare Gefäßmuster verloren gegangen ist. Aus diesem Grund erscheint die Region, in der ein sichtbares Gefäßmuster verloren gegangen ist, wahrscheinlich als Region, in der die Blutgefäßschärfe lokal verringert ist, wie in 17 veranschaulicht. Demgemäß ist es unter Durchführung einer Schwellenwertverarbeitung an dem Lokalabsorbanzänderungsbetrag der Blutgefäßschärfe möglich, die Region, in der ein sichtbares Gefäßmuster verloren gegangen ist, auf einfache Weise zu erkennen.
• Wie oben beschrieben, ist es gemäß der dritten Ausführungsform, da der Lokalabsorbanzänderungsbetrag für die ungefähre Änderung der Blutgefäßschärfe berechnet wird, möglich, eine Region mit einer lokalen Änderung der Schärfe, wie z. B. die Region, in der ein sichtbares Gefäßmuster verloren gegangen ist, als anomale Kandidatenregion selektiv zu extrahieren. Folglich ist es möglich, die Genauigkeit des Erkennens einer anomalen Region zu verbessern.
• Man beachte, dass es bei der dritten Ausführungsform auch zulässig ist, den Schwellenwert, den es bei der Schwellenwertverarbeitung an dem Lokalabsorbanzänderungsbetrag der Blutgefäßschärfe zu verwenden gilt, für jedes der Pixel auf Basis eines R-Werts des Pixels einzustellen (siehe Schritt S312), und zwar von bildgebungsdistanzbezogenen Informationen, ähnlich dem Modifikationsbeispiel 1-1. Alternativ wäre es ähnlich dem Modifikationsbeispiel 1-2 zulässig, den Schwellenwert für jedes der Pixel auf Basis der Koordinaten des Pixels am intraluminalen Bild einzustellen.
• 18 ist ein Ablaufplan, der eine allgemeine Konfiguration eines Endoskopsystems zeigt, an dem die Bildverarbeitungsvorrichtung (siehe 1) gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt wird. Ein Endoskopsystem 3, das in 18 veranschaulicht ist, umfasst die Bildverarbeitungsvorrichtung 1, ein Endoskop 4, eine Lichtquelleneinrichtung 5 und eine Anzeigeeinrichtung 6. Das Endoskop 4 erzeugt ein Bild, das durch Bildgeben des Inneren des Körpers eines Subjekts durch Einsetzen dessen distalen Endabschnitts in das Lumen des Subjekts erhalten wird. Die Lichtquelleneinrichtung 5 erzeugt ein Beleuchtungslicht, das vom distalen Ende des Endoskops 4 emittiert wird. Die Anzeigeeinrichtung 6 zeigt ein In-vivo-Bild an, das von der Bildverarbeitungsvorrichtung 1 bildverarbeitet wird. Die Bildverarbeitungsvorrichtung 1 führt eine vordefinierte Bildverarbeitung an Bild durch, das vom Endoskop 4 erzeugt wurde, und steuert gemeinsam damit den allgemeinen Betrieb des Endoskopsystems 3 integral. Man beachte, dass es auch zulässig ist, anstatt der Bildverarbeitungsvorrichtung 1 die Bildverarbeitungsvorrichtung, die in den Modifikationsbeispielen 1-1 bis 1-3 oder der zweiten und dritten Ausführungsform beschrieben ist.
• Das Endoskop 4 umfasst eine Einsetzeinheit 41, eine Betriebseinheit 42 und eine Universalschnur 43. Die Einsetzeinheit 41 ist ein flexibler und länglicher Abschnitt. Die Betriebseinheit 42 ist an einem proximalen Ende der Einsetzeinheit 41 verbunden und empfängt Eingaben diverser Betriebssignale. Die Universalschnur 43 erstreckt sich von der Betriebseinheit 42 in eine Richtung, die der Erstreckungsrichtung der Einsetzeinheit 41 entgegengesetzt ist, und integriert diverse Kabel zum Verbinden mit der Bildverarbeitungsvorrichtung 1 und der Lichtquelleneinrichtung 5.
• Die Einsetzeinheit 41 umfasst einen distalen Endabschnitt 44, einen Biegungsabschnitt 45 und eine flexible Nadelkanüle 46. Der distale Endabschnitt 44 integriert ein Bildelement. Der Biegungsabschnitt 45 ist ein biegbarer Abschnitt, der mit einer Vielzahl von Biegungsstücken ausgebildet ist. Die flexible Nadelkanüle 46 ist ein langer und flexibler Abschnitt, der mit einem proximalen Ende des Biegungsabschnitts 45 verbunden ist.
• Das Bildelement empfängt externes Licht, wandelt das Licht photoelektrisch um und führt eine vordefinierte Signalverarbeitung durch. Das Bildelement ist mit einem Charge-Coupled-Device-(CCD)-Bildsensor und einem Komplementärer-Metalloxid-Halbleiter-(CMOS)-Bildsensor umgesetzt.
• Zwischen der Betriebseinheit 42 und dem distalen Endabschnitt 44 ist eine Kabelbaugruppe verbunden. Diese Kabelbaugruppe umfasst eine Vielzahl von Signalleitungen, die in einem Bündel angeordnet sind, die für das Senden und Empfangen elektrischer Signale mit der Bildverarbeitungsvorrichtung 1 zu verwenden sind. Die Vielzahl von Signalleitungen umfasst eine Signalleitung zum Senden einer Videosignalausgabe vom Bildelement zur Bildverarbeitungsvorrichtung 1 und eine Signalleitung zum Senden einer Steuersignalausgabe von der Bildverarbeitungsvorrichtung 1 zum Bildelement.
• Die Betriebseinheit 42 umfasst einen Biegeknopf 421, einen Behandlungsinstrumenteinsetzabschnitt 422 und eine Vielzahl von Schaltern 423. Der Biegeknopf 421 ist zum Biegen des Biegungsabschnitts 45 nach oben/nach unten und nach links/nach rechts bereitgestellt. Der Behandlungsinstrumenteinsetzabschnitt 422 ist zum Einsetzen von Behandlungsinstrumenten wie z. B. einer biologischen Nadel, biologischer Zangen, eines Lasermessers und einer Untersuchungssonde bereitgestellt. Die Vielzahl von Schaltern 423 ist eine Betriebseingabeeinheit zum Eingaben von Betriebsanweisungssignalen nicht nur für die Bildverarbeitungsvorrichtung 1 und die Lichtquelleneinrichtung 5, sondern auch für Peripheriegeräte, einschließlich einer Luftzufuhrvorrichtung, einer Wasserzufuhrvorrichtung und einer Gaszufuhrvorrichtung.
• Die Universalschnur 43 integriert zumindest einen Lichtleiter und eine Kabelbaugruppe. Außerdem umfasst der Endabschnitt der Seite, die sich von der mit der Betriebseinheit 42 der Universalschnur 43 verbundenen Seite unterscheidet, eine Verbindereinheit 47 und eine elektrische Verbindereinheit 48. Die Verbindereinheit 47 ist entfernbar mit der Lichtquelleneinheit 5 verbunden. Die elektrische Verbindereinheit 48 ist über eine Spulenleitung 470 mit einer Spulenform elektrisch mit der Verbindereinheit 47 verbunden und entfernbar mit der Bildverarbeitungsvorrichtung 1 verbunden.
• Die Bildverarbeitungsvorrichtung 1 erzeugt ein intraluminales Bild, das von der Anzeigeeinrichtung 6 anzuzeigen ist, auf Basis der Bildsignalausgabe vom distalen Endabschnitt 44. Die Bildverarbeitungsvorrichtung 1 führt z. B. eine Weißabgleichverarbeitung, eine Verstärkungsanpassungsverarbeitung, eine γ-Korrekturverarbeitung, eine D/A-Umwandlungsverarbeitung und eine Formatänderungsverarbeitung durch und führt zusätzlich dazu eine Bildverarbeitung des Extrahierens einer anomalen Region aus dem oben beschriebenen intraluminalen Bild durch.
• Die Lichtquelleneinrichtung 5 umfasst z. B. eine Lichtquelle, einen Strahlenfilter und eine Lichtquellensteuereinheit. Die Lichtquelle ist mit einer weißlichtemittierenden Diode (LED), einer Xenonbirne oder dergleichen konfiguriert und erzeugt Weißlicht unter Steuerung der Lichtquellensteuereinheit. Das von der Lichtquelle erzeugte Licht wird von der Spitze des distalen Endabschnitts 44 über den Lichtleiter emittiert.
• Die Anzeigeeinrichtung 6 hat die Funktion des Empfangens eines In-vivo-Bilds, das von der Bildverarbeitungsvorrichtung 1 erzeugt wurde, von der Bildverarbeitungsvorrichtung 1 über das Bildkabel und des Anzeigens des In-Vivo-Bilds. Die Anzeigeeinrichtung 6 ist z. B. mit Flüssigkristall oder organischer Elektrolumineszenz (EL) gebildet.
• Die oben beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsformen und die Modifikationsbeispiele der Ausführungsformen können durch Ausführen eines Bildverarbeitungsprogramms umgesetzt sein, das in einer Aufzeichnungseinrichtung auf einem Computersystem wie z. B. einem Personal Computer und einer Workstation aufgezeichnet ist. Des Weiteren kann ein solches Computersystem durch Verbinden des Computersystems mit einer weiteren Einrichtung, einschließlich eines Computersystems oder eines Servers, über ein lokales Netz (LAN), ein Weitverkehrsnetz (WAN) oder eine öffentliche Leitung wie z. B. das Internet verwendet werden. In diesem Fall ist es eine derartige Konfiguration zulässig, so dass die Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß den ersten bis dritten Ausführungsformen und den Modifikationsbeispielen der Ausführungsformen Bilddaten eines intraluminalen Bilds über diese Netzwerke erhält, ein Ergebnis einer Bildverarbeitung an diverse Ausgabeeinrichtungen wie z. B. einen Viewer und einen Drucker ausgibt, die über diese Netzwerke verbunden sind, und das Ergebnis einer Bildverarbeitung in einer Speichereinrichtung speichert, die über diese Netzwerke verbunden ist, wie z. B. einem Aufzeichnungsmedium, das von einer Leseeinrichtung lesbar ist, die über ein Netzwerk verbunden ist.
• Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die ersten bis dritten Ausführungsformen und die Modifikationsbeispiele der Ausführungsformen beschränkt, sondern diverse Erfindungen können durch entsprechendes Kombinieren einer Vielzahl von Elementen, die in den Ausführungsformen und den Modifikationsbeispielen offenbart sind, geschaffen werden. Beispielsweise kann die Erfindung durch Entfernen mancher Elemente aus allen Elementen, die in jeder der Ausführungsformen und jedem der Modifikationsbeispiele beschrieben sind, geschaffen werden oder kann durch entsprechendes Kombinieren von Elementen, die in anderen Ausführungsformen und Modifikationsbeispielen beschrieben sind, geschaffen werden.
• Bezugszeichenliste

1

BILDVERARBEITUNGSVORRICHTUNG

3

ENDOSKOPSYSTEM

4

ENDOSKOP

5

LICHTQUELLENEINRICHTUNG

6

ANZEIGEEINRICHTUNG

10

STEUEREINHEIT

20

BILDERFASSUNGSEINHEIT

30

EINGABEEINHEIT

40

ANZEIGEEINHEIT

50

AUFZEICHNUNGSEINHEIT

51

BILDVERARBEITUNGSPROGRAMM

100

BERECHNUNGSEINHEIT

110, 210

BLUTGEFÄSSSCHÄRFEN-BERECHNUNGSEINHEIT

111

REGIONEINSTELLEINHEIT

112

LOKALABSORBANZÄNDERUNGSBETRAGS-BERECHNUNGSEINHEIT

112a, 123a

EINHEIT ZUM ERFASSEN BILDABSTANDSBEZOGENER INFORMATIONEN

112b

ABSORBANZWELLENLANGENKOMPONENTEN-NORMALISIERUNGSEINHEIT

112c

REFERENZREGIONEINSTELLEINHEIT

120, 310

EINHEIT ZUM EXTRAHIEREN ANOMALER KANDIDATENREGION

121

EINHEIT ZUM BERECHNEN EINER UNGEFÄHREN SCHÄRFENÄNDERUNG

121a

MORPHOLOGIEBEARBEITUNGSEINHEIT

122, 123, 124, 311

SCHÄRFENVERRINGERUNGSREGION-EXTRAKTIONSEINHEIT

123b

EINHEIT ZUM DISTANZADAPTIVEN EINSTELLEN EINESCHWELLENWERTS

124a

EINHEIT ZUM ABERRATIONSADAPTIVEN EINSTELLEN EINES SCHWELLENWERTS

130

EINHEIT ZUM ERMITTELN EINER ANOMALEN REGION

211

EINHEIT ZUM EXTRAHLIEREN EINER ROHRFÖRMIGEN REGION

311a

EINHEIT ZUM EXTRAHIEREN EINER REGION MIT LOKALER SCHÄRFENVERRINGERUNG

41

EINSETZEINHEIT

42

BETRIEBSEINHEIT

421

BIEGEKNOPF

422

BEHANDLUNGSINSTRUMENTEINSETZABSCHNITT

423

SCHALTER

43

UNIVERSALSCHNUR

44

DISTALER ENDABSCHNITT

45

BIEGUNGSABSCHNITT

46

FLEXIBLE NADELKANÜLE

47

VERBINDEREINHEIT

470

SPULENLEITUNG

48

ELEKTRISCHE VERBINDEREINHEIT

Claims (18)

1. Bildverarbeitungsvorrichtung, die umfasst: eine Blutgefäßschärfe-Berechnungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine Blutgefäßschärfe berechnet, die eine Schärfe eines sichtbaren Gefäßmusters in einer Schleimhautregion darstellt, wobei eine Schleimhaut in einem Lumen auf einem intraluminalen Bild gezeigt ist; eine Einheit zum Extrahieren einer anomalen Kandidatenregion, die so konfiguriert ist, dass sie eine Schärfenverringerungsregion, in der die Blutgefäßschärfe verringert ist, als Kandidatenregion für eine anomale Region extrahiert, in der das sichtbare Gefäßmuster lokal verloren gegangen ist; und eine Einheit zum Ermitteln einer anomalen Region, die so konfiguriert ist, dass sie auf Basis einer Form der Kandidatenregion ermittelt, ob die Kandidatenregion die anomale Region ist.
2. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1: bei der die Blutgefäßschärfe-Berechnungseinheit eine Lokalabsorbanzänderungsbetrag-Berechnungseinheit umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie einen Lokalabsorbanzänderungsbetrag einer Absorbanzwellenlängenkomponente in der Schleimhaut auf Basis eines Pixelwerts jedes Pixels innerhalb der Schleimhautregion berechnet, und die Blutgefäßschärfe-Berechnungseinheit so konfiguriert ist, dass sie den Lokalabsorbanzänderungsbetrag als Blutgefäßschärfe ausgibt.
3. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2: bei der die Blutgefäßschärfe-Berechnungseinheit des Weiteren eine Regioneinstelleinheit umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie eine Region, die durch Eliminieren zumindest eines aus einer Schleimhautkontur, einem dunklen Abschnitt, einer Spiegelreflexion, einer Blase und einem Rest aus dem intraluminalen Bild als Berechnungszielregion des Lokalabsorbanzänderungsbetrags festlegt.
4. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3: bei der die Lokalabsorbanzänderungsbetrags-Berechnungseinheit umfasst: eine Einheit zum Erfassen von bildgebungsdistanzbezogenen Informationen, die so konfiguriert ist, dass sie Informationen zu einer Bildgebungsdistanz zwischen einem Subjekt, das in jedem Pixel innerhalb der Schleimhautregion gezeigt ist, und einer Bildgebungseinheit erfasst, die das Subjekt abgebildet hat; und eine Referenzregioneinstelleinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine Referenzregion festlegt, der bei der Berechnung des Lokalabsorbanzänderungsbetrags herangezogen wird, auf Basis der Informationen zur Bildgebungsdistanz, wobei: die Referenzregioneinstelleinheit so konfiguriert ist, dass sie die Referenzregion verengt, wenn die Bildgebungsdistanz erhöht wird.
5. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3: bei der die Lokalabsorbanzänderungsbetrags-Berechnungseinheit umfasst: eine Einheit zum Erfassen von bildgebungsdistanzbezogenen Informationen, die so konfiguriert ist, dass sie Informationen zu einer Bildgebungsdistanz zwischen einem Subjekt, das in jedem Pixel innerhalb der Schleimhautregion gezeigt ist, und einer Bildgebungseinheit erfasst, die das Subjekt abgebildet hat; und eine Absorbanzwellenlängenkomponenten-Normalisierungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie einen Wert der Absorbanzwellenlängenkomponente auf Basis der Informationen zur Bildgebungsdistanz normalisiert.
6. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1: bei der die Blutgefäßschärfe-Berechnungseinheit eine Einheit zum Extrahieren einer rohrförmigen Region umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie eine rohrförmige Region auf Basis eines Pixelwerts jedes Pixels innerhalb der Schleimhautregion extrahiert, und die Blutgefäßschärfe-Berechnungseinheit so konfiguriert ist, dass sie den Lokalabsorbanzänderungsbetrag in der rohrförmigen Region als die Blutgefäßschärfe berechnet.
7. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1: bei der die Einheit zum Extrahieren einer anomalen Kandidatenregion umfasst: eine Einheit zum Berechnen einer ungefähren Schärfenänderung, die so konfiguriert ist, dass sie eine ungefähre Änderung der Blutgefäßschärfe berechnet; und eine Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine Schwellenwertverarbeitung an der ungefähren Änderung durchführt, um die Schärfenverringerungsregion zu extrahieren.
8. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 7: bei der die Einheit zum Berechnen einer ungefähren Schärfenveränderung eine Morphologieverarbeitungseinheit umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie eine Morphologieverarbeitung an der Blutgefäßschärfe durchführt, und die Einheit zum Berechnen einer ungefähren Schärfenänderung so konfiguriert ist, dass sie eine ungefähre Änderung der Blutgefäßschärfe auf Basis eines Ergebnisses der Morphologieverarbeitung berechnet.
9. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 8: bei der die Morphologieverarbeitungseinheit so konfiguriert ist, dass sie zumindest eine Größe eines Strukturelements in der Morphologie auf jedem Pixel auf Basis von Informationen zu einer Bildgebungsdistanz zwischen einem Subjekt, das in jedem Pixel innerhalb der Schleimhautregion gezeigt ist, und einer Bildgebungseinheit, die das Subjekt abgebildet hat, festlegt.
10. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 7: bei der die Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit umfasst: eine Einheit zum Erfassen von bildgebungsdistanzbezogenen Informationen, die so konfiguriert ist, dass sie Informationen zu einer Bildgebungsdistanz zwischen einem Subjekt, das in jedem Pixel innerhalb der Schleimhautregion gezeigt ist, und einer Bildgebungseinheit, die das Subjekt abgebildet hat, erfasst; und eine Einheit zum distanzadaptiven Einstellen eines Schwellenwerts, die so konfiguriert ist, dass sie einen bei der Schwellenwertverarbeitung zu verwendenden Schwellenwert gemäß der Bildgebungsdistanz, die jedem Pixel entspricht, adaptiv einstellt.
11. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 10, die des Weiteren eine Aufzeichnungseinheit umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie eine Vielzahl von Informationstypen, die die Bildgebungsdistanz mit dem Schwellenwert assoziiert, auf Basis einer Feldtiefe aufzeichnet, die gemäß einer Brennweite definiert ist, wobei die Einheit zum distanzadaptiven Einstellen eines Schwellenwerts so konfiguriert ist, dass sie den Schwellenwert unter Verwendung eines der Vielzahl von Informationstypen festlegt, der einer Brennweite eines optischen Systems entspricht, das in der Bildgebungseinheit umfasst ist, die ein Inneres des Lumens abgebildet hat.
12. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 7: bei der die Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit eine Einheit zum adaptiven Einstellen eines Schwellenwerts für ein optisches System umfasst, das so konfiguriert ist, dass es einen bei der Schwellenwertverarbeitung zu verwendenden Schwellenwert gemäß Charakteristika eines optischen Systems, das in einer Bildgebungseinheit umfasst ist, die ein Inneres des Lumens abgebildet hat, adaptiv einstellt.
13. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 12: bei der die Einheit zum adaptiven Einstellen eines Schwellenwerts für ein optisches System so konfiguriert ist, dass sie den Schwellenwert gemäß einer Koordinate jedes Pixels innerhalb der Schleimhautregion einstellt.
14. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 7: bei der die Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit eine Einheit zum Berechnen eines lokalen Schärfenänderungsbetrags umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie einen lokale Änderungsbetrag in der ungefähren Änderung der Blutgefäßschärfe berechnet, und die Schärfenverringerungsregion-Extraktionseinheit so konfiguriert ist, dass sie die Schärfenverringerungsregion auf Basis des lokalen Änderungsbetrags extrahiert.
15. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1: bei der die Einheit zum Ermitteln einer anomalen Region so konfiguriert ist, dass sie ermittelt, dass die Kandidatenregion die anomale Region ist, wenn die Kandidatenregion einen gewissen Kreisförmigkeitsgrad zeigt.
16. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1: bei der die Einheit zum Ermitteln einer anomalen Region so konfiguriert ist, dass sie ermittelt, dass die Kandidatenregion die anomale Region ist, wenn ein Bereich der Kandidatenregion gleich einem oder kleiner als ein Schwellenwert ist.
17. Bildverarbeitungsverfahren, das von einer Bildverarbeitungsvorrichtung durchgeführt wird, um eine Bildverarbeitung an einem intraluminalen Bild durchzuführen, wobei das Verfahren umfasst: einen Schritt der Blutgefäßschärfenberechnung des Berechnens einer Blutgefäßschärfe, die eine Schärfe eines sichtbaren Gefäßmusters in einer Schleimhautregion darstellt, wobei eine Schleimhaut in einem Lumen in dem intraluminalen Bild gezeigt ist; einen Schritt der Extraktion der anomalen Kandidatenregion des Extrahierens einer Schärfenverringerungsregion, in der die Blutgefäßschärfe verringert ist, als eine Kandidatenregion für eine anomale Region, in der das sichtbare Gefäßmuster lokal verloren gegangen ist; und einen Schritt der Ermittlung einer anomalen Region des Ermittelns, ob die Kandidatenregion die anomale Region ist, auf Basis einer Form der Kandidatenregion.
18. Bildverarbeitungsprogramm, das einen Computer veranlasst, Folgendes auszuführen: einen Schritt der Blutgefäßschärfenberechnung des Berechnens einer Blutgefäßschärfe, die eine Schärfe eines sichtbaren Gefäßmusters in einer Schleimhautregion darstellt, wobei eine Schleimhaut in einem Lumen in einem intraluminalen Bild gezeigt ist; einen Schritt der Extraktion der anomalen Kandidatenregion des Extrahierens einer Schärfenverringerungsregion, in der die Blutgefäßschärfe verringert ist, als eine Kandidatenregion für eine anomale Region, in der das sichtbare Gefäßmuster lokal verloren gegangen ist; und einen Schritt der Ermittlung einer anomalen Region des Ermittelns, ob die Kandidatenregion die anomale Region ist, auf Basis einer Form der Kandidatenregion.

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