JP2004215738A - 画像処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内視鏡システムの光源プロセッサ装置2のビデオプロセス部24が赤色画像信号及び青色画像信号を受信するタイミングに合わせて参照光及び励起光をプローブPの先端から放出するように、光源部33を構成し、また、ビデオプロセス部24から送られてくるRGB映像信号からR成分及びB成分を取り出して参照光画像データ及び蛍光画像データを取得し、演算処理部345によって演算処理が行われるように画像処理装置3を構成する。また、参照光画像データ又は蛍光画像データの輝度値が0になる座標については、演算処理を行わないように演算処理部345を構成する。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体から発せられる自家蛍光に基づいて術者による診断用の画像を生成する画像処理装置に、関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、生体組織に励起光(紫外光)を照射すると生体組織が励起して蛍光(自家蛍光)を発することが、知られている。さらに、腫瘍等の病変が生じている異常な生体組織が発する自家蛍光の強度が、正常な生体組織の発する自家蛍光の強度よりも弱いことも、良く知られている。
【0003】
近年では、このような知識に基づいて、食道や胃腸などの体腔の内壁(体腔壁)において異常組織の有無の確認及びその位置を特定するための診断補助用装置が、開発されつつある(特許文献1参照)。
【0004】
この診断補助用装置は、既存の電子内視鏡装置に組み合わせて、利用されるものであり、束ねられた多数の光ファイバからなるプローブと、このプローブの基端面に可視光及び励起光を交互に繰り返し供給する光源部と、電子内視鏡システムの光源プロセッサ装置から出力される画像データに特定の処理を施してモニター等に出力する画像処理装置とを、備えている。
【0005】
この診断補助用装置は、このプローブを通じて可視光及び励起光を体腔壁に交互に照射する。その体腔壁は、電子内視鏡の先端に設けられた撮影装置により、可視光により照明されている状態と蛍光を発している状態とで、夫々、モノクロ撮影される。すると、電子内視鏡システムの光源プロセッサ装置からは、体腔壁が可視光によって照明された時の参照画像データと、体腔壁が蛍光を発している時の蛍光画像データとが、出力される。そして、これら画像データが入力される画像処理装置のCPUは、主電源が投入されている間は、一組の参照画像データ及び蛍光画像データを取得する毎に、以下のような処理を実行している。
【0006】
すなわち、画像処理装置は、まず、参照画像データと蛍光画像データについて、それぞれ全画素の輝度値の中から最大値及び最小値を抽出する。次に、最大値をもつ画素の輝度値を所定の最大階調値に変換すると共に最小値をもつ画素の値を所定の最小階調値に変換し、且つ、中間値をもつ他の画素の値を各々当てはまる階調値に変換することにより、参照画像データと蛍光画像データをそれぞれ規格化する。次に、規格化後の参照画像データと蛍光画像データとにおける互いに同じ座標にある画素同士の差分(参照画像データの画素値から蛍光画像データの画素値を差し引いて得られる差分)を、各座標についてとり、差分が所定の閾値以上である座標の画素を特定色の画素に変換する(例えば、赤色に変換する時は、RGB成分の各輝度値をR=255,G=0,B=0とする)。また、それ以外の座標上における画素を、参照画像信号の輝度値と各RGB成分の輝度値が同値である白黒(グレー)に設定することによって、特殊観察画像のカラー画像データ(RGB信号)を生成する。画像処理装置は、以上のような処理を行うことによって特殊観察用画像の画像データを生成し、これを順次バッファに記録する。そして、画像処理装置は、バッファに記録されている特殊観察用画像の画像データを読み出してNTSC映像信号やPAL映像信号に変換し、変換後の信号に基づいてモニター等に特殊観察用画像を表示する。
【0007】
この特殊観察用画像は、被検体が発する自家蛍光の強度に応じて、病変部として認識された部位が着色された状態で、表示される。また、病変部として認識されなかった部位は、モノクロ画像と同様に表示される。従って、術者は、この特殊観察用画像を観察することにより、被検体の形状を把握するとともに、当該被検体における自家蛍光の強度を認識して、診断を行うことができる。
【0008】
【特許文献1】
特開2000−023903号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術による画像処理装置には、以下のような問題がある。
【0010】
即ち、上述したような電子内視鏡システムにおいては、プローブから生体組織に向けて照射される励起光の照射範囲と参照光の照射範囲とは、通常互いに厳密に一致するようには調整されていない。図6は、従来の特殊観察画像における表示例を示す図である。1点鎖線にて囲まれる範囲が参照光の照射範囲を示し、破線にて囲まれる範囲が励起光の照射範囲を示す。また、Dが実際の病変部を示す。上述したように、被検体の生体組織が正常であるか異常であるかは、生体組織の自家蛍光の参照光の反射光に対する強度比に基づいて判断され、強度比が一定値よりも大きい部位は、一括して異常部位であるとみなされていた。従って上記例の場合には、実際の病変部Dの他、参照光のみが照射され励起光が照射されていないために自家蛍光を発していない部位が、病変部位であるか否かに拘わらず異常部位として表示されてしまっていた。図6においてハッチングを施した部位が、異常部位として表示(着色)される部位である。
【0011】
本発明は、従来の手段による上記した問題点を解決し、より正確な特殊観察用画像を生成できる画像処理装置の提供を課題とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の画像処理装置は、以下のような構成を採用した。
【0013】
即ち、照明光を照射された被検体表面における反射光によって形成された像に基づく第1の画像データと、励起光が照射された被検体から生じる自家蛍光によって形成された像に基づく第2の画像データとを用いて画像処理を行う画像処理装置において、前記第1の画像データ及び前記第2の画像データに共通して定義されるローカル座標上での各画素の位置毎に、前記第1の画像データ中の画素の輝度値と前記第2の画像データ中の画素の輝度値とを取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記第1の画像データ中の画素の輝度値又は前記第2の画像データ中の画素の輝度値が0である前記ローカル座標中の位置,及び前記第1の画像データ中の画素の輝度値が示す明るさと前記第2の画像データ中の画素の輝度値が示す明るさとの差が所定の基準以下である前記ローカル座標中の位置には前記第1の画像データ中の前記画素の輝度値を設定し、前記第1の画像データ中の画素の輝度値が示す明るさと前記第2の画像データ中の画素の輝度値が示す明るさとの差が前記所定の基準を超える前記ローカル座標中の位置には所定の輝度値を設定することにより、診断用画像の画像データを生成する診断用画像データ生成部とを備えることを特徴としている。
【0014】
このように構成されると、第1画像データ及び第2画像データに共通するローカル座標上の画素の輝度値を取得部が取得し、この取得部によって取得された第1画像データ中の画素の輝度値又は第2画像データ中の画素の輝度値が0である(即ち、照明光と励起光との照射範囲にズレが生じている)ローカル座標上の位置には、第1の画像データ中の同じローカル座標上の画素の輝度値が設定され、その他の位置においては、両画像データ中の画素の輝度値が夫々示す明るさの差が所定基準以下であれば、第1の画像データ中の画素の輝度値が設定され、所定基準を超えていれば、所定色に対応した輝度値が設定される。従って、本発明によれば、照明光と励起光との照射範囲にズレが生じている部位においては明るさを比較する処理が行われないため、励起光が照射されないために第2の画像データ中の画素の輝度値が0となる正常部位が、実際に病変であるか否かに拘わらず異常部位として表示されてしまうことを防ぐことができる。
【0015】
また、この画像処理装置は、内視鏡システムのプロセッサ装置において生成された画像データを取得できれば良いので、プロセッサ装置に繋がれて用いられても良いし、プロセッサ装置の中に組み込まれて用いられても良い。
【0016】
なお、第1の画像データ中の画素の輝度値が示す明るさと第2の画像データ中の画素の輝度値が示す明るさとの差が所定の基準値以下であるか否かは、取得された第1の画像データ及び第2の画像データのレベルが等しくなるように、両画像データを規格化した後に、規格化された第1の画像データ中の画素の輝度値と第2の画像データ中の画素の輝度値との差分を所定の基準に対応する閾値と比較することによって識別しても良いばかりでなく、第1の画像データ中の画素の輝度値と第2の画像データ中の画素の輝度値との比率を所定の基準に対応する閾値と比較することによって識別しても良いし、実質的に第1の画像データ中の画素の輝度値が示す明るさと第2の画像データ中の画素の輝度値が示す明るさとを比較するのであれば、どのような手段を用いても良い。もっとも、元々レベルが同じであれば、規格化は必要ない。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
【0018】
図1は、本実施形態の内視鏡システムの模式図である。この内視鏡システムは、電子内視鏡1,光源プロセッサ装置2,診断補助用装置3,映像セレクター4,画像切換信号入力部F及びモニターMを備えている。
【0019】
<電子内視鏡>
まず、電子内視鏡1について、説明する。電子内視鏡1は、生体内に挿入される可撓管状の挿入部1aと、その挿入部1aの先端に組み込まれた湾曲部(図示略)を湾曲操作するためのアングルノブ(図示略)等が設けられている操作部1bとを、備えている。
【0020】
挿入部1aの先端面には、少なくとも3つの貫通孔(図示略)が穿たれており、そのうちの一対の貫通孔には、配光レンズ11及び対物レンズ12がそれぞれ嵌め込まれている。他の1つの貫通孔は、鉗子口1cとして利用される。挿入部1a内には、この鉗子口1cと操作部1bに穿たれた鉗子口1dとを結ぶ細管13が、引き通されており、この細管13が、電気メス等の処置具を挿通するための鉗子チャネルとして、機能する。
【0021】
さらに、挿入部1a内には、先端面が配光レンズ11に対向しているライトガイド14と、対物レンズ12の像面に撮像面が配置された撮像素子15に対して接続されている信号線16,17とが引き通されている。これらライトガイド14及び信号線16,17は、さらに、操作部1bの側面から延びた可撓管1eの先端に設けられたコネクタCの端面に固定されている。
【0022】
<光源プロセッサ装置>
次に、光源プロセッサ装置2について、説明する。この光源プロセッサ装置2は、システムコントロール部21,タイミング回路22,光源部23,及びビデオプロセス部24を、備えている。なお、プロセッサ装置2の筐体には、上記コネクタCを嵌め込み可能なコネクタ受け(図示略)が、備えられている。そして、このコネクタ受けに上記コネクタCが嵌め込まれると、ライトガイド14の基端が光源部23に入り込み、信号線16がタイミング回路22に接続され、信号線17がビデオプロセス部24に接続される。
【0023】
システムコントロール部21は、光源プロセッサ装置2全体を制御する。このシステムコントロール部21は、ケーブルC1を介して診断補助用装置3と接続されており、後述するタイミング回路22が生成する基準信号を診断補助用装置3へ常時出力する。また、システムコントロール部21には、ケーブルC1を介して、後述する診断補助用装置3から光源部23による光の出力の開始又は停止を制御するための切換信号が、入力される。システムコントロール部21は、この切換信号を受けて、光の出力が開始又は停止されるように光源部23を制御する。さらに、このシステムコントロール部21は、図示せぬ電源装置により主電源が投入されている間、タイミング回路22及び信号線16を介して撮像素子15へ、基準信号によって示される一定周期のタイミングに従って、駆動信号を繰り返し送出する。なお、この駆動信号の送出は、光源部23による光の出力の有無とは無関係に常に行われるので、撮像素子15は、常時、信号線17を介して画像信号をビデオプロセス部24へ繰り返し出力する。
【0024】
タイミング回路22は、各種基準信号を生成してその信号の出力を制御する。光源プロセッサ装置2における各種処理は、この基準信号に従って進行する。
【0025】
光源部23は、ライトガイド14の基端面へ赤色光,青色光,及び緑色光を繰り返し入射させる。これら赤色光,青色光,及び緑色光がライトガイド14の基端面に入射するタイミングは、基準信号によって示されるタイミングに同期する。
【0026】
ビデオプロセス部24は、撮像素子15から順次送られてくる画像信号を基準信号が示す各タイミングに合わせて、取得する。すなわち、ビデオプロセス部24は、主電源が投入されている間、常に、画像信号を取得し続ける。なお、基準信号の示す各タイミングは一周期内で三つあり、ビデオプロセス部24は、一周期内で三個のタイミングのうち、第1タイミングで取得された画像信号をR成分画像データ(デジタル信号)に変換し、第2タイミングで取得された画像信号をB成分画像データ(デジタル信号)に変換し、第3タイミングで取得された画像信号をG成分画像データ(デジタル信号)に変換する。そして、ビデオプロセス部24は、これら三個一組の成分画像データをRGB信号として出力するとともに、NTSC信号(又はPAL信号)に変換して出力する。なお、ビデオプロセス部24は、ケーブルC2を介して映像セレクター4と接続されているとともに、ケーブルC3を介して診断補助用装置3と接続されており、映像セレクター4にはNTSC信号を、診断補助用装置3にはRGB信号を、それぞれ常時出力する。
【0027】
ところで、光源部23から射出された赤色光,青色光,及び緑色光がライトガイド14の基端面へ繰り返し入射していると、各色の光は、そのライトガイド14に導かれた後、配光レンズ11により拡散されて電子内視鏡1の先端に対向した被検体へと照射される。このとき、撮像素子15が被検体の赤色光による像,青色光による像,及び、緑色光による像を、それぞれ画像信号(以下、便宜上、赤色画像信号,青色画像信号,及び緑色画像信号という)に順次変換するが、各色画像信号が生成されるタイミングは、基準信号に従い第1乃至第3タイミングにそれぞれ同期されるので、ビデオプロセス部24において生成されるR成分画像データ,B成分画像データ,及びG成分画像データは、それぞれ、赤色画像信号,青色画像信号,及び緑色画像信号に基づく画像データとなる。このため、光源部23が各色の光を出力しているときにビデオプロセス部24から出力されるNTSC信号やRGB信号に基づく画像は、カラー画像となる。
【0028】
<診断補助用装置>
次に、診断補助用装置3について、説明する。この診断補助用装置3は、プローブP,システムコントロール部31,タイミング回路32,光源部33,及び画像処理回路34を備えている。
【0029】
プローブPは、可視帯域及び紫外帯域の光が透過可能な多数又は単一の可撓な光ファイバを、内包している。なお、図1に示されるように、このプローブPは、その先端が電子内視鏡1の鉗子チャネルとしての細管13に挿入されてその挿入部1aの先端面から突出した状態で、用いられる。
【0030】
システムコントロール部31は、診断補助用装置3全体を制御する。このシステムコントロール部31には画像切換信号入力部Fが接続されており、この画像切換信号入力部Fに設けられている図示せぬ操作スイッチが術者によって操作されると操作後の画像切換信号入力部Fの状態に応じて観察モードを通常観察モード又は特殊観察モードに切り換える。このシステムコントロール部31は、上記ケーブルC1を介して光源プロセッサ装置2のシステムコントロール部21と繋がれており、通常観察モードを示す第1切換信号、又は、特殊観察モードを示す第2切換信号を、光源プロセッサ装置2のシステムコントロール部21へ出力する。なお、第1又は第2切換信号が入力された光源プロセッサ装置2のシステムコントロール部21は、第1切換信号が入力されたときには、光が出力されるように光源部23を制御し、第2切換信号が入力されたときには、光の出力が停止されるように光源部23を制御する。
【0031】
また、このシステムコントロール部31には、プロセッサ装置2のタイミング回路22が生成する基準信号が、光源プロセッサ装置2のシステムコントロール部21から上記ケーブルC1を介して常時入力される。但し、このシステムコントロール部31は、特殊観察モードのときのみ、タイミング回路32,光源部33,及び画像処理回路34を制御し、通常観察モードの時にはこれらの制御を停止する。さらに、このシステムコントロール部31は、ケーブルC4を介して、映像セレクター4と繋がれており、上述した第1又は第2切換信号をその映像セレクター4へも出力する。
【0032】
タイミング回路32は、システムコントロール部31から送信される上記基準信号を、光源部33及び画像処理回路34に対して送信する回路である。
【0033】
光源部33は、上述したように、特殊観察モードのときのみシステムコントロール部31によって制御され、通常観察モードのときには動作しない。そして、特殊観察モードのときには、光源部33は、基準信号によって示される各タイミングのうちの第1タイミングに合わせて、プローブPの先端面に照明光である可視光(参照光)を入射させ、第2タイミングに合わせて、プローブPの基端面に励起光である紫外光を入射させる。なお、第3タイミングでは、光源部33は光を放出しない。従って、プローブPの基端面には、参照光と励起光とが交互に入射する。
【0034】
このプローブPの先端面が、被検体である体腔壁に対向していると、この体腔壁には、プローブPの先端面から射出された参照光及び励起光が、交互に照射される。なお、照射された参照光は体腔壁の表面にて反射され、照射された励起光は、体腔壁下の生体組織を励起させることによりそこから蛍光を発生させる。また、参照光及び励起光が照射されていないときには、体腔壁は光を反射又は放出しない。そして、可視光を反射することによって形成される被検体の像と、蛍光を放出することによって形成される被検体の像と、光を反射又は放出していない暗黒なイメージは、撮像素子15により、第1乃至第3タイミングに同期されながら、それぞれ画像信号(以下、便宜上、参照光画像信号,蛍光画像信号,及び暗黒画像信号という)に順次変換される。各画像信号は、信号線17を介して光源プロセッサ装置2のビデオプロセス部24へ順に送信される。
【0035】
ところで、通常観察モードでは、光源プロセッサ装置2のシステムコントロール部21には、第1切換信号が入力されるので、その光源部23からは各色の光が出力される。このとき、診断補助用装置3の光源部33からは光が出力されない。このため、通常観察モードにあっては、プロセッサ装置2のビデオプロセス部22には、上述したように、赤色画像信号,青色画像信号,及び緑色画像信号が順次送られてくるので、このビデオプロセス部24は、これら各色画像信号に基づいて、カラー画像を示すNTSC信号及びRGB信号を生成する。
【0036】
これに対し、特殊観察モードでは、光源プロセッサ装置2のシステムコントロール部21には、第2切換信号が入力されるので、その光源部23からは、各色の光が出力されない。このとき、診断補助用装置3の光源部33からは、参照光と励起光が交互に出力される。このため、特殊観察モードにあっては、光源プロセッサ装置2のビデオプロセス部24には、上述したように、参照光画像信号,蛍光画像信号,及び暗黒画像信号が順次送られてくる。すると、参照光画像信号,蛍光画像信号,及び暗黒画像信号は、ビデオプロセス部24によって、それぞれR成分画像データ,B成分画像データ,及びG成分画像データとして変換され、上記ケーブルC3を介して診断補助用装置3の画像処理回路34へ出力される。
【0037】
画像処理回路34には、何れの観察モードにおいても、光源プロセッサ装置2のビデオプロセス部24から、上記ケーブルC3を介してR成分画像データである参照光画像データ及び、B成分画像データである蛍光画像データ(以下、便宜上、この両成分画像データを「特殊画像生成用データ」という)が入力される。また、画像処理回路34は、光源プロセッサ装置2のビデオプロセス部24から入力されたRGB信号データに基づいて、特殊観察用画像の生成を行っている。但し、この画像処理回路34は、特殊観察モードのときのみ、システムコントロール部31によって制御され、通常観察モードのときには、動作しない。また、画像処理回路34は、ケーブルC5を介して映像セレクター4と接続されており、このケーブルC5を介してNTSC信号を映像セレクター4へ出力する。
【0038】
図2は、診断補助用装置3及び画像処理回路34の内部構成を示す回路図である。
【0039】
図2に示されるように、画像処理回路34は、前段信号処理回路341,A/Dコンバータ342(図2において「A/D」),参照光信号用メモリ343,蛍光信号用メモリ344,演算処理部345(取得部,及び診断用画像データ生成部に相当),D/Aコンバータ(図2において「D/A」)346,後段信号処理回路347から構成されている。また、A/Dコンバータ342,参照光信号用メモリ343,蛍光信号用メモリ344,D/Aコンバータ346は、タイミング回路32と接続されており、このタイミング回路32から送信される基準信号に従って、各種処理を行っている。
【0040】
前段信号処理回路341は、光源プロセッサ装置2のビデオプロセス部24から入力される一組の特殊画像生成用データに対して、電圧の増幅,ブランキング,クランプ,及びγ補正等のいわゆるカメラプロセス信号処理を行う回路である。前段信号処理回路341によってカメラプロセス処理を施された一組の特殊画像生成用データは、A/Dコンバータ342によりデジタル信号に変換される。そして、デジタル信号に変換された一組の特殊画像生成用データのうち、参照光画像データは参照光信号用メモリ343,蛍光画像データは蛍光信号用メモリ344に、それぞれ振り分けて格納される。
【0041】
参照光信号用メモリ343及び蛍光信号用メモリ344に格納された参照光画像データ及び蛍光画像データは、基準信号に従って一周期毎に、それぞれ演算処理部345に送信される。
【0042】
演算処理部345は、後述するプログラムが格納されたROMや、そのROMからプログラムを読み出して実行するCPUや、CPUの作業領域が展開されるRAMや、CPUが処理に用いる各種の信号やデータを入出力するためのポートなどを備えた回路である。この演算処理部345は、各メモリ343,344から入力された参照光及び蛍光画像データに基づいて、後述する特殊観察画像信号を生成し、この特殊観察画像信号をD/Aコンバータ346へ出力する。
【0043】
なお、演算処理部345のCPUは、各メモリ343,344から参照光画像データ及び蛍光画像データが送られてくると、ROMからプログラムを読み出して処理の実行を開始する。この処理の内容を、図3及び図4に示す。
【0044】
図3に示されるように、処理開始後、CPUは、まず、参照光画像データを構成する全画素の輝度値の中から最大値及び最小値を抽出し、続いて、最大値をもつ画素の輝度値を所定の最大階調値(例えば「255」)に変換するとともに最小値をもつ画素の輝度値を所定の最小階調値(例えば「0」)に変換し、且つ、中間値をもつ画素の輝度値を各々当てはまる階調値に変換することにより、参照光画像データの全画素の輝度値を規格化し、同様に、蛍光画像データの全画素の輝度値を規格化する(S101)。次に、CPUは、参照光画像データ及び蛍光画像データに共通するローカル座標上の各位置の中から最初の座標(位置)を処理対象として特定し(S102)、処理をS103へ進める。
【0045】
S103では、CPUは、両メモリ343,344から、処理対象座標上の、参照光画像データ及び蛍光画像データについての規格化前の輝度値を読み出す。
【0046】
そして、CPUは、S103において読み出した参照光画像データ及び蛍光画像データの輝度値が、両方とも0でなかった場合(S104;NO)には、演算処理サブルーチンを実行する(S105)。この演算処理サブルーチンの内容を図4に示す。
【0047】
図4に示されるように、演算処理サブルーチンの開始後、CPUは、規格化後の参照画像の処理対象座標上の画素の輝度値から、規格化後の蛍光画像の処理対象座標上の輝度値を差し引くことにより、処理対象座標における差分を算出し(S201)、処理対象座標における差分が所定の閾値以上であるか否かを判別する(S202)。
【0048】
そして、CPUは、処理対象座標における差分が所定の閾値以上であった場合(S202;YES)には、処理対象座標上の各色成分の輝度値を(255,0,0)として生成する。また、CPUは、処理対象座標における差分が所定の閾値未満であった場合(S202;NO)には、規格化前の参照光画像データの当該座標における輝度値と同じ輝度値をそれぞれもつRGB成分を生成する(S204)。何れの場合においても、CPUは、演算処理サブルーチンを終了して、図3のメインルーチンに処理を戻す。
【0049】
一方、読み出した参照光画像データ及び蛍光画像データのうちのいずれかの輝度値が0であるとS104にて判断した場合(S104;YES)には、CPUは、規格化前の参照光画像データの処理対象座標における輝度値と同じ輝度値をそれぞれもつRGB成分を生成する(S106)。
【0050】
S105又はS106を完了した後、CPUは処理をS107へ進める。S107では、CPUは、S105又はS106にて生成された各色成分値を、処理対象座標に対応した記憶領域に上書きする。次のS108では、CPUは、全座標のうち、未処理のものが存在するか否かを判別する。
【0051】
そして、CPUは、未処理の座標が存在していた場合(S108;YES)には、未処理の座標の中から、次の処理ループの処理対象としての1つの座標を特定し(S109)、処理をS103へ戻す。
【0052】
そして、S103〜S109の処理ループの実行中、両画像データにおける全座標に対して処理を実行し終えた場合(S108;NO)には、CPUは、当該処理によって生成された特殊観察画像(白黒モノクロで表現された被検体上に患部と判断された箇所が例えば赤色にて示された画像)のカラー画像信号(以下、「特殊観察画像信号」という)をD/Aコンバータ346に向けて送信し(S110)、その処理を終える。
【0053】
演算処理部345において生成された特殊観察画像信号は、D/Aコンバータ346において、デジタル信号からアナログ信号へと変換される。そして、アナログ信号とされた特殊観察画像信号は、後段信号処理回路347において増幅,クランプ,ブランキング,インピーダンスマッチング等の処理を受け、NTSC信号に変換され、上記ケーブルC5を介して映像セレクター4へ出力される。
【0054】
<映像セレクター>
次に、映像セレクター4について、説明する。この映像セレクター4は、診断補助用装置3から上記ケーブルC4を介して第1切換信号を受信すると、通常観察モードであるとして、光源プロセッサ装置2から上記ケーブルC2を介して送られてくるNTSC信号をモニターMに出力し、モニターMにカラーの通常観察画像を表示させる。一方、映像セレクター4は、診断補助用装置3から上記ケーブルC4を介して第2切換信号を受信すると、診断補助用装置3から上記ケーブルC5を介して送られてくるNTSC信号をモニターMに出力し、モニターMに特殊観察画像を表示させる。
【0055】
<実施形態の動作>
次に、上記のような構成を持つ診断補助用装置を含む電子内視鏡システムの動作について、説明する。
【0056】
まず、術者は、画像切換信号入力部Fの図示せぬスイッチを操作して、観察モードを通常観察モードに切り換える。そして、鉗子チャネルとしての細管13にプローブPを挿入する前に、電子内視鏡1の挿入部を患者の体腔内に挿入し、その先端部を観察対象となる部位に対向させる。すると、モニターMには、電子内視鏡1の先端部が対向した領域がカラー画像である通常観察画像として表示される。術者は、この通常観察画像を見て、被検体の状態を観察することができる。
【0057】
さらに、術者は、通常観察画像の観察を通じて選択した部位に対して、診断補助用装置3を利用した観察を行う。具体的には、術者は、診断補助用装置3のプローブの先端を、電子内視鏡1の鉗子口1dから細管13内へ挿入し、電子内視鏡1の先端側の鉗子口1cから突出させる。そして、術者は、画像切換信号入力部Fの図示せぬスイッチを操作して、観察モードを特殊観察モードへ切り換える。
【0058】
すると、プローブPの先端から可視光と励起光が交互に射出され、電子内視鏡1の先端に対向する体腔壁が、電子内視鏡1により、可視光により照明された状態と蛍光を発した状態とで、交互に撮影される。その結果、特殊観察モードにある光源プロセッサ装置2のビデオプロセス部22からは、RGB映像信号が、診断補助用装置3の画像処理回路34へ出力される。
【0059】
この画像処理回路34内の演算処理部345は、RGB映像信号から夫々抽出された参照光画像データ及び蛍光画像データに基づいて演算処理を実行することによって特殊観察画像信号を生成する。この時、演算処理部345は、参照光画像データ及び蛍光画像データに共通するローカル座標中の各位置のうち、参照光画像データ中の画素の輝度値又は蛍光画像データ中の画素の輝度値が0である座標については、上述したS105の演算処理サブルーチンを行わずに、参照光画像データの輝度値に基づく画像信号を形成する。従って、参照光のみが照射されており励起光が照射されていないために自家蛍光を発していない正常生体組織が病変部として認識されることを、防ぐことができる。
【0060】
演算処理部345において生成された特殊観察画像信号は、NTSC信号に変換され、画像処理回路34と映像セレクター4とを結ぶケーブルC4を介して、映像セレクター4に出力される。
【0061】
特殊観察モードを示す信号を受けている映像セレクター4は、このような特殊観察画像を示すNTSC映像信号を、画像処理回路34から受信してモニターMに出力するので、特殊観察モードでは、モニターMには、特殊観察画像が映し出される。この時得られる特殊観察画像は、図5に示されるようなものとなる。図5は、本実施形態において生成される特殊観察画像の表示例を示す図である。1点鎖線にて囲まれる範囲が参照光の照射範囲を示し、破線にて囲まれる範囲が励起光の照射範囲を示す。また、Dが実際の病変部を示す。そして、斜線にてハッチングを施した範囲が異常部位として表示(着色)される範囲であるが、図5に示されるように、本実施形態において生成される特殊観察画像中では、励起光が照射されていない領域であっても正常部位は異常部位として表示されない。
【0062】
<まとめ>
上述したように、本実施形態の画像処理装置によれば、参照光のみが照射され励起光が照射されていないために自家蛍光を発していない部位が正常であるにも拘わらず異常部位として表示されることを、防ぐことができる。
【0063】
なお、本実施形態において、励起光のみが照射され参照光が照射されていない部位が生じる場合に関しても、演算処理部345が、上記のような処理を行うことによって演算エラーを防ぐことができる。
【0064】
また、本実施形態において画像信号切換入力部Fは、フットスイッチであってもよいし、操作パネル上に設けられたスイッチ等の機構であっても良い。
【0065】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、従来の手段による上記した問題点を解決し、より正確な自家蛍光画像を生成できる画像処理装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における内視鏡システムの内部の概略的な構成図
【図2】診断補助用装置の概略的な内部構成図
【図3】画像処理回路の演算処理部にて実行される処理の内容を示すフローチャート
【図4】演算処理部にて実行される演算処理サブルーチンの処理の内容を示すフローチャート
【図5】本発明における特殊観察画像の表示例
【図6】従来の特殊観察画像の表示例
【符号の説明】
1 電子内視鏡
11 配光レンズ
12 対物レンズ
13 細管(鉗子チャネル)
14 ライトガイド
15 撮像素子
2 プロセッサ装置
22 画像処理回路
3 診断補助用装置
31 システムコントロール部
32 画像処理部
33 光源部
345 演算処理部
Claims (5)
- 照明光を照射された被検体表面における反射光によって形成された像に基づく第1の画像データと、励起光が照射された被検体から生じる自家蛍光によって形成された像に基づく第2の画像データとを用いて画像処理を行う画像処理装置において、
前記第1の画像データ及び前記第2の画像データに共通して定義されるローカル座標上での各画素の位置毎に、前記第1の画像データ中の画素の輝度値と前記第2の画像データ中の画素の輝度値とを取得する取得部と、
前記取得部によって取得された前記第1の画像データ中の画素の輝度値又は前記第2の画像データ中の画素の輝度値が0である前記ローカル座標中の位置,及び前記第1の画像データ中の画素の輝度値が示す明るさと前記第2の画像データ中の画素の輝度値が示す明るさとの差が所定の基準以下である前記ローカル座標中の位置には前記第1の画像データ中の前記画素の輝度値を設定し、前記第1の画像データ中の画素の輝度値が示す明るさと前記第2の画像データ中の画素の輝度値が示す明るさとの差が前記所定の基準を超える前記ローカル座標中の位置には所定の輝度値を設定することにより、診断用画像の画像データを生成する診断用画像データ生成部と
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記照明光は、可視帯域の波長を持つ可視光である
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 前記励起光は、紫外帯域の波長を持つ紫外光である
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 前記第1の画像データ及び前記第2の画像データは、夫々、撮像素子から出力された画像信号をデジタル画像信号に変換する内視鏡システムのプロセッサ装置において生成された画像データである
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 前記診断用画像データ生成部は、前記取得部によって取得された前記第1の画像データ及び前記第2の画像データのレベルが等しくなるように規格化し、規格化後の前記第1の画像データ中の画素の輝度値と前記第2の画像データ中の画素の輝度値との差分を前記所定の基準に対応する閾値と比較することによって、前記第1の画像データ中の画素の輝度値が示す明るさと前記第2の画像データ中の画素の輝度値が示す明るさとの差を前記所定の基準以下であるか否かを識別することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
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2003
- 2003-01-10 JP JP2003004095A patent/JP2004215738A/ja not_active Withdrawn
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