JP2005131130A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】観察対象物に応じた色バランスの調整を、簡単な操作により行うことができる画像処理装置を提供すること。
【解決手段】観察対象物を撮像手段１７により撮像して得られた撮像信号の色バランスを調整する色バランス調整手段（２６，３３，３４）と、前記観察対象物の色調を特徴付ける特徴データに基づき前記色バランス調整手段を制御する制御手段（３９，３８，６２及び３６）と、を備えたものである。観察対象物の色調を特徴付ける特徴データに基づき色バランス調整手段を制御する制御手段を設けたので、観察対象物に応じて適切な色調に画像が調整され得る。
【選択図】 図１

Description

この発明は、電子内視鏡装置などの撮像機能を有する装置において、観察対象物を撮像して得られた撮像信号の色バランスを調整する画像処理装置に関する，

現在、体腔内にスコープを挿入することにより、食道、胃、小腸、大腸などの消化管や肺等の気管を観察し、必要に応して処置具チャンネル内に挿通した処置具を用いて各種の治療処理のできる電子内視鏡装置が広く利用されている。

電子内視鏡装置による診断では、肉眼で見えるのと同様のカラー画像をモニタに表示する通常観察の他に、生体組織の自家蛍光を利用した自家蛍光観察も行われ始めている。自家蛍光観察では、紫外〜青色の励起光を生体組織に当てた時に生体組織から出てくる自家蛍光のスペクトルが正常粘膜と腫瘍とで異なることを利用して診断を行う。この自家蛍光の画像は、生体組織により反射されて戻ってくる反射光画像と共に、それぞれ異なる色を割り当ててモニタに表示されることにより、病変部を正常部との色の違いとして明確に認識できるようになる（例えば、特開２００２−３３６１９６号公報）。

また、例えば特開２００２−９５６３５号公報に開示されているように、通常の観察光よりも狭い帯域の光を照射して観察を行う、狭帯域光観察（ＮＢＩ：Narrow Band Imagingの略）というものも行われている。狭帯域光観察では、粘膜表層の血管をよりコントラスト良く観察することが可能になる。

また、近赤外光を照射して観察を行う赤外光観察というものも行われている。赤外光観察時には、インドシアニングリーン（ＩＣＧと呼ぶ）という近赤外に吸収を持つ薬剤を血管内に注入することにより、通常観察では見ることのできない粘膜下深部の血行動態を観察することが可能になる。
特開２００２−３３６１９６号公報 特開２００２−９５６３５号公報

自家蛍光観察、狭帯域光観察、赤外光観察などでは、患者間やシーン間での粘膜の色調の差が通常観察時に比べて大きいという問題があった。

自家蛍光観察では、体内におけるコラーゲン等の蛍光物質含有量や、蛍光物質を覆っている上皮の厚みなどが患者によって大きく異なるために、取得される蛍光画像の色調も患者によって大きく異なっている。自家蛍光画像では、図１２(a)のように正常組織の色分布と病変組織の色分布が異なるので、画像の色調に基づいて病変部の判別を行っている。しかし、患者によって粘膜の色調にバラツキがあることにより、正常組織の色分布と病変組織の色分布が重なった領域（斜線部）が広くなってしまい、正しい診断の障害となることがあった、
また、狭帯域光観察の場合には、照射している波長に血液の吸光度が非常に高い４００〜４３０ｎｍの光を用いているため、やはり患者によって画像の色のバランスが大きく異なっており、診断の妨げとなることがあった。

また、赤外光観察の場合にも、ＩＣＧを静脈注射する前後で粘膜の色調が大きく異なるために、血管をコントラスト良く見るためには、最も血管が良く見えるように色バランスを調整する必要があり、操作が煩雑になるという問題があった、
そこで、本発明は上記の問題に鑑みてなされたもので、観察対象物に応じた色バランスの調整を、簡単な操作により行うことができる画像処理装置を提供することである。

本発明は、観察対象物を撮像手段により撮像して得られた撮像信号の色バランスを調整する色バランス調整手段と、前記観察対象物の色調を特徴付ける特徴データに基づき前記色バランス調整手段を制御する制御手段と、を備えたものである。

本発明によれば、観察対象物の色調を特徴付ける特徴データに基づき色バランス調整手段を制御する制御手段を設けたので、観察対象物に応じて適切な色調に画像が調整され得る。

観察対象物の色調を特徴付ける特徴データに基づいて色バランスの調整を行なうようにしたので、簡単な操作により適切な色バランスに調整することができる。また、より多くの場面で適切な色バランスに調整することもできる。これにより、より正確に診断することが可能となる。

発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
本発明の実施例では、電子内視鏡装置（以下、単に内視鏡装置という）における、色バランス調整を行なう画像処理装置について説明する。

[構成]
実施例１に係る内視鏡装置は、図１で示すように観察用の光を発して被写体を照明するための光源装置１と、撮像手段であるＣＣＤを有し、体腔内に挿入して撮像信号を得るためのスコープ２と、撮像された画像信号の信号処理等を行うプロセッサ３と、画像を表示するモニタ４と、画像をデジタル記録するデジタル画像記録装置５と、プロセッサ３に接続されて、文字やコマンドなどを入力するためのキーボード６とにより構成される。

光源装置１は、光を放射するランプ７と、ランプ７の照明光路上に設けられ透過光波長を制限する帯域切替フィルタ８と、帯域切替フィルタ８を切り替えるためのモーター９と、回転フィルタ板１０と、回転フィルタ板１０を回転駆動するためのモーター１１と、回転フィルタ板１０を光軸に対して垂直方向に移動するためのモーター１２を備えている。

スコープ２は、照明光を通過させるライトガイドファイバー１５と、生体内に挿入可能な細長の挿入部を備えており、挿入部の先端には４６０ｎｍ以下の波長の光を遮断して励起光を除去する励起光カットフィルタ１６と、被写体からの光を撮像する高感度な固体撮像素子であるＣＣＤ１７が配置されている。手元の操作部には光源装置１におけるフィルタ切替による照明光の切替えを指示するフィルタ切替スイッチ１８と、レリーズを指示するレリーズスイッチ１９を備えている。スコープＩＤメモリ２０は、スコープ２に関する情報を記憶するものであり、プロセッサ３のＣＰＵ３６から読み書き可能である。

本実施例では、ＣＣＤ１７の前面に励起光カットフィルタ１６を挿入したスコープについて説明するが、狭帯域光観察を行う場合には４００〜４３０ｎｍの波長の光を利用するために、励起光カットフィルタが付いていない別のスコープを接続して観察を行う。

プロセッサ３は、プリプロセス回路２１、Ａ／Ｄ変換回路２２、第１の乗算器２３、画像処理回路２４、補正枠インポーズ回路２５、第２の乗算器２６、ガンマ補正回路２７、セレクタ２８、同時化メモリ２９、Ｄ／Ａ変換回路３０の順に撮像信号が流れるように構成されている。Ａ／Ｄ変換回路２２の出力は第１のサンプリング回路３１にも入力され、算出されたサンプリング値が第１の係数制御回路３２に入力される。第１の係数制御回路３２からは、撮像信号に乗算される係数が第１の乗算器２３に送られる。画像処理回路２４の出力は第２のサンプリング回路３３にも入力され、算出されたサンプリング値が第２の係数制御回路３４に入力される。第２の係数制御回路３４からは、撮像信号に乗算される係数が第２の乗算器２６に送られる。第２の乗算器２６の出力はガンマ補正回路２７でガンマ補正が行なわれた後、セレクタ２８に入力される。セレクタ２８には、ガンマ補正回路２７の出力のほかに、第１の乗算器２３の出力、各種のパターンを出力可能なテストパターン発生回路３５からの出力も入力される、ＣＰＵ３６は、光源装置１、スコープ２、デジタル画像記録装置５、キーボード６などの外部機器や、内部の各種回路と電気的に接続されている。

プロセッサ３の図示しないフロントパネルには、機材バラツキ補正スイッチ３７、補正枠表示スイッチ３８、補正枠サイズスイッチ６２、粘膜色補正スイッチ３９、色バランス設定スイッチ６０、色バランスレベル表示ＬＥＤ６１等が配置されており、それぞれＣＰＵ３６と電気的に接続されている。図１３はフロントパネルの一部分に配置されているスイッチ類及びＬＥＤを示し、例えば、色バランス設定スイッチ６０は、色選択スイッチ６０ａ、ダウンスイッチ６０ｂ、アップスイッチ６０ｃから成り、また色バランスレベル表示ＬＥＤ６１は、赤色用のもの６１ａと、青色用のもの６１ｂがそれぞれ１５エレメントずつ配置されて構成されている。各エレメントは、白色と緑色での点灯が可能である。

デジタル画像記録装置５には、プロセッサ３から出力される画像信号と、プロセッサ３内のＣＰＵ３６からの画像の記録を指示する信号とが入力される。

キーボード６には、患者ＩＤや患者名等を入力するためのアルファベットキーや、検査終了時に入力されている患者情報を消去するための検査終了キーなどが配置されている。

上記光源装置１における帯域切替フィルタ８には、図２に示すように通常・蛍光観察用フィルタ４０、狭帯域光観察用フィルタ４１、赤外光観察用フィルタ４２が配置されている。各フィルタの分光特性はそれぞれ図４、図５に示すようになっている。

図４には、通常・蛍光観察用フィルタ４０の特性５０と、赤外光観察用フィルタ４２の特性５１が示してあり、図５には、狭帯域光観察用フィルタ４１の特性５２が示されている。狭帯域光観察用フィルタ４１は、１つのフィルタで３つの離散的な帯域を透過する３峰性のフィルタで構成されている、
上記光源装置１における回転フィルタ板１０は、図３に示すように外周にそれぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の波長の光を透過するＲフィルタ４３、Ｇフィルタ４４、Ｂフィルタ４５が配置されている。内周には５４０〜５６０ｎｍの光を透過するＧ’フィルタ４６、３９０〜４５０ｎｍの励起光を透過する励起フィルタ４７、６００〜６２０ｎｍの光を透過するＲ’フィルタ４８が配置されている。外周、内周のフィルタの分光特性はそれぞれ図６、図７に示すようになっている。

図６には、外周のＲ，Ｇ，Ｂの各フィルタ４３，４４，４５の特性５３，５４，５５が示してある。図６に示すように、外周の各フィルタに関しては、可視光の帯域だけでなく近赤外光の帯域も部分的に透過する特性を特っている。また、図７には、内周のＧ’フィルタ４６，励起フィルタ４７，Ｒ’フィルタ４８の特性５６，５７，５８が示されている。

上記スコープ２における励起光カットフィルタ１６は、図８に示す透過特性５９を持ち、その透過帯域５９は図７に示した励起フィルタ４７の透過特性５７と重ならないようになっている。

［作用］
光源装置１のランプ７からは、被写体を照明するための光が放射される。ランプ７から放射された光は、帯域切替フィルタ８、回転フィルタ板１０を通過してスコープ２のライトガイドファイバー１５に入射される。

帯域切替フィルタ８は、ＣＰＵ３６からのフィルタ切替指示信号によってモーター９にて回転駆動され、通常観察時、蛍光観察時には通常・蛍光観察用フィルタ４０、狭帯域光観察時には狭帯域光観察用フィルタ４１、赤外光観察時には赤外光観察用フィルタ４２が光路上に挿入される。

回転フィルタ板１０は、通常観察時、狭帯域光観察時、赤外光観察時には外周のフィルタが光軸上に挿入され、モーター１１により所定の速度で回転駆動されることにより順次Ｒフィルタ４３、Ｇフィルタ４４、Ｂフィルタ４５が光路上に挿入される。帯域切替フィルタ８との組み合わせにより、通常観察時には赤、緑、青の光が、狭帯域光観察時には、図５の特性５２と図６の特性との組合せから４００〜４３０ｎｍ、５３０〜５６０ｎｍ、６００〜６３０ｎｍの光が、赤外光観察時には、図４の特性５１と図６の特性との組合せから７９０〜８２０ｎｍ、７９０〜８２０ｎｍ、９００〜９８０ｎｍの光がそれぞれ透過される。このモーター１１は、微弱な蛍光を長い露光時間で撮像するために、蛍光観察時のみは他の観察モードに比べて半分の速度で回転する。また、蛍光観察時には、回転フィルタ板１０はＣＰＵ３６からのフィルタ切替指示信号に応じてモーター１２により光軸と垂直方向に移動されることにより、内周のフィルタが光軸上に挿入される。内周のフィルタ挿入時には、図４の特性５０と図７の特性との組合せから５４０〜５６０ｎｍ、３９０〜４５０ｎｍ、６００〜６２０ｎｍの波長の光が順次光源装置１から出射される。ここで、３９０〜４５０ｎｍの光は生体組織からの自家蛍光を励起するための励起光である。

スコープ２のライトガイドファイバー１５に入射された光は、スコープ先端部から消化管等の被写体に照射される。被写体で散乱、反射、放射された光はスコープ先端のＣＣＤ１７上で結像し撮像される。ＣＣＤ１７の前面には励起光カットフィルタ１６が挿入されており、３９０〜４５０ｎｍの励起光を遮断して蛍光を抽出する作用を持つ。ＣＣＤ１７は回転フィルタ板１０の回転に同期して、図示しないＣＣＤ駆動回路により駆動され、Ｒフィルタ４３、Ｇフィルタ４４、Ｂフィルタ４５等回転フィルタ板１０のそれぞれのフィルタを透過した照射光に対応する画像信号が順次プロセッサ３に出力される。

プロセッサ３に入力された画像信号は、まずプリプロセス回路２１に入力される。プリプロセス回路２１ではＣＤＳ（相関２重サンプリング）等の処理により画像信号が取り出される。プリプロセス回路２１から出力された信号はＡ／Ｄ変換回路２２によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換回路２２から出力された信号は、第１の乗算器２３に入力される。第１の乗算器２３では、第１の係数制御回路３２から入力される乗算係数とＡ／Ｄ変換回路２２から出力される信号が乗算される。この乗算は、回転フィルタ板１０の回転に同期して照射波長毎に異なる乗算係数で行われる。画像処理回路２４では、空間フィルタ処理による輪郭の強調等の画像強調処理が行われる。

補正枠インポーズ回路２５では、ＣＰＵ３６からの指示に応じて、患者の粘膜などの観察対象物の色のバラツキを補正する処理（粘膜色補正）を行うときに基準とする色のサンプリング領域を表す枠を画像にインポーズ（即ち、設定）する。第２の乗算器２６では、第２の係数制御回路３４から入力される乗算係数と補正枠インポーズ回路２５から出力される信号が乗算される。この乗算は、回転フィルタ板１０の回転に同期して照射波長毎に異なる乗算係数で行われる。

ガンマ補正回路２７では、モニタ４のガンマ特性を補正する変換が行われる。セレクタ２８では、画像処理回路２４などの回路（２４〜２７）をバイパスした信号、ガンマ補正回路２７から出力される信号、テストパターン発生回路３５から出力される信号から一つを選択して出力する。同時化メモリ２９では面順次信号の同時化が行われ、Ｄ／Ａ変換回路３０によりデジタル信号がアナログ信号に変換され、モニタ４、デジタル画像記録装置５に出力される。

スコープ２とプロセッサ３の接続時には、スコープＩＤメモリ２０から、スコープ２が対応可能な観察モード（通常観察、自家蛍光観察、狭帯域光観察、赤外光観察）、スコープ２の適応部位（上部消化管、下部消化管、気管支）、スコープ２の機材バラツキに関する補正パラメータなどがＣＰＵ３６に送られる。

なお、スコープＩＤを搭載していないスコープでも接続できるように、スコープが対応可能な観察モードの判別はＣＰＵ３６内で図９のフローに従って行われる。

図９は対応観察モード決定のフローチャートを示している。まず、スコープＩＤを搭載したスコープか否かを判別し（ステップＳ１）、スコープＩＤを搭載したスコープであればスコープＩＤに記憶されている値を参照することにより、接続スコープが各観察モードに対応しているか否かを判別し（ステップＳ２）、それぞれの観察モードに対応又は非対応であるときに必要な処理を行う（ステップＳ４，Ｓ５）。また、ステップＳ1で、スコープＩＤを搭載していないスコープの場合は、メニュー設定により設定されている値を参照することにより、接続スコープが各観察モードに対応しているか否かを判別する（ステップＳ３）。ここで、メニュー設定とは、プロセッサ３においてユーザーが指定する各種設定項目であり、狭帯域光観察を行うか（対応させるか）否か、赤外光観察を行うか（対応させるか）否か、といった項目をキーボードから設定するものである。

第１の乗算器２３、第１のサンプリング回路３１、第１の係数制御回路３２では、光学系の透過特性などの機材バラツキ（機種による差、個体差を含む）から生じる色調のバラツキを補正するための処理が行われる。

ユーザーが色調の機材バラツキの補正を行うときには、色の基準となる色基準物体を撮像した状態で、機材バラツキ補正スイッチ３７を押す。これによって、サンプリング回路３１では、サンプリング領域内での各照射波長帯域に対応する画像の平均値が算出される。サンプリング領域は、スコーブ接続時にスコープ機種に応じた領域がＣＰＵ３６から指示されサンプリング回路３１内に記憶されており、スコープ機種毎に最適なサンプリング領域が用いられる。算出された各平均値は、第１の係数制御回路３２において各照射波長帯域に対応させた乗算係数（平均値の逆数に比例した値）に変換され、回転フィルタ板１０の回転に同期して第１の乗算器２３に送られる。第１の乗算器２３では、Ａ／Ｄ変換回路２２から出力される信号と乗算係数が乗算されることにより、第１の乗算器２３から出力される値は、色の機材バラツキが抑えられたものとなる。また、機材バラツキ補正スイッチ３７が押されたときに第１の係数制御回路３２で算出される各平均値は、ＣＰＵ３６を介してスコープＩＤメモリ２０に記憶される。記憶される各平均値は、次からはスコープ接続時にスコープＩＤメモリ２０からＣＰＵ３６経由で第１の係数制御回路３２に読み込まれるため、ユーザーは毎回機材バラツキの補正を行う必要はない、なお、接続されているスコープ２が対応している観察モードが複数ある場合には、機材バラツキ補正スイッチ３７が押されたときに、自動的に連続して各観察モードでの機材バラツキ補正が行われる。

以上のように、ユーザーが色調の機材バラツキの補正を行う場合においては、第１の乗算器２３、第１のサンプリング回路３１及び第１の係数制御回路３２が撮像信号の色バランスを調整する色バランス調整手段を構成しており、機材バラツキ補正スイッチ３７及びＣＰＵ３６が色調を特徴付けるデータに基づき前記色バランス調整手段を制御する制御手段を構成している。

ユーザーが患者毎の粘膜色の違いなど観察対象物の色に起因するバラツキを簡単に補正したいときには、まず、補正枠表示スイッチ３８を押すことにより、ＣＰＵ３６から補正枠インポーズ回路２５に補正枠の表示を指示する補正枠指示信号が送られ、図１０に示すようにモニタ４の観察画面７０上に補正枠７１が表示される。補正枠表示スイッチ３８は、補正枠７１の位置を変更する目的も兼ねており、押す度に、観察画面７０上の中央、下、右、上、左という順番で位置が変わり、さらにもう一度押すことにより補正枠７１は消去される。図１１は 補正枠表示スイッチ３８の押下の有無と、補正枠表示スイッチ３８の押下によってＣＰＵ３６から出力される補正枠指示信号と、補正枠７１の画面上での表示位置及び枠無し（枠消去）状態とのタイミング関係を示している。６回押すごとに補正枠７１が消去されている。

また、補正枠サイズスイッチ６２を押すことにより、複数の大きさの補正枠の中から１つを選択することかできる。ＣＰＵ３６からの補正枠指示信号は、この枠の大きさの情報も含んだ信号となっている。これらの枠の位置、大きさの変更の操作により、補正枠インポーズ回路２５によりインポースされる枠の位置や大きさが変更されるとともに、補正枠７１の内側が第２のサンプリング回路３３により基準とする色のサンプリングがされるようにサンプリングされる領域の位置や大きさが変更される。

蛍光観察時には、患者毎の色のバラツキを補正して正常粘膜（病変ではない部分）が所定の色調で表示されるように、正常粘膜が補正枠７１の中に入っている状態で粘膜色補正スイッチ３９を押す。粘膜色補正スイッチ３９が押されると、補正枠７１の中に入っている領域での各照射波長帯域に対応する画像の平均値が、第２のサンプリング回路３３において算出され、補正枠インポーズ回路２５での補正枠７１のインポーズ（設定）は中止される。ここで、Ｇ’フィルタ、励起フィルタ、Ｒ’フィルタがそれぞれ光路上に挿入された状態で得られた画像の正常粘膜の平均値をＮｇ’、Ｎｆ、Ｎｒ’とすると、第２の係数制御回路３４では、以下の式を用いてＮｇ’、Ｎｆ、Ｎｒ’から算出されたＣｇ’、Ｃｆ、Ｃｒ’に最も近い値が、（１．２）^−７、（１．２）^−６、（１．２）^−５、…（１．２）^０、…、（１．２）^７の１５の値の中から選ばれる。ここで選ばれた値の指数部の数値（−７〜７）を自動設定レベルと呼ぶこととする。自動設定レベルはＣＰＵ３６を介して色バランスレベル表示ＬＥＤ６１にも送られる。この自動設定レベルの色バランスレベル表示ＬＥＤ６１での具体的な表示例については後に図１３を参照して説明する。

Ｃｇ’＝１．０×Ｎｆ／Ｎｇ’
Ｃｆ ＝１．０
Ｃｒ’＝０．５×Ｎｆ／Ｎｒ’
この自動設定レベルとユーザー設定レベル（後述）の合計に対応する乗算係数（例えば自動設定レベルが３、ユーザー設定レベルが２の場合、合計レベルは３＋２＝５で乗算係数は（１．２）^５）が第２の係数制御回路３４から第２の乗算器２６に回転フィルタ板１０の回転に同期して送られる。

第２の乗算器２６では、送られて来た乗算係数を画像信号と乗算することにより、患者毎の粘膜の色調バラツキなどの観察対象物の色に起因するバラツキを補正することができる。蛍光観察時に正常粘膜を基準としてこの粘膜色補正を行った場合には、図１２(b)に示すように患者毎のバラツキが補正されるために、正常組織と病変組織の色の分布が小さくなり、どの患者でも正常粘膜が薄茶色、病変部がマゼンダ色でモニタ４に表示されるため、病変部の判別がより容易になる。なお、補正枠７１を表示している状態で粘膜色補正をキャンセルする場合には、キーボード６のエスケープキーを押すことにより、ＣＰＵ３６から補正枠インポーズ回路２５に補正枠７１の表示を消去するように指示が送られ、補正枠７１のインポーズが中止される、
また、狭帯域光観察や赤外光観察時には、それぞれの観察に適した色調に画像が変換されるように、それぞれに適した式で乗算係数が求められ、観察モードの切り替えに同期して乗算係数も各観察モード用のものに切り替えて用いられる。

以上のように、ユーザーが患者毎の粘膜色の違いなど観察対象物の色に起因するバラツキを簡単に補正したい場合においては、第２の乗算器２６、第２のサンプリング回路３３及び第２の係数制御回路３４が撮像信号の色バランスを調整する色バランス調整手段を構成しており、粘膜色補正スイッチ３９、補正枠表示スイッチ３８、補正枠サイズスイッチ６２などのスイッチ及びＣＰＵ３６が色調を特徴付けるデータに基づき前記色バランス調整手段を制御する制御手段を構成している。

補正枠７１が表示されているときには、レリーズスイッチ１９を用いて患者バラツキによる色バラツキ補正と画像記録を同時に行うことができる。図１４に、その場合のタイムチャートを示す。補正枠７１が表示されている状態でレリーズスイッチ１９が押されると、ＣＰＵ３６にレリーズ指示信号が送られる。ＣＰＵ３６では、デジタル画像記録装置５に画像の記録を指示する記録指示信号を送り、その後で粘膜色補正スイッチ３９が押されたときと同様の動作で第２の係数制御回路３４に粘膜色補正指示信号を送ることによって乗算係数の変更を行う。画像記録装置５には、色調が変更される前の状態の画像が、補正枠７１が表示された状態で記録される。記録された画像は、後から画像を見るときに、適切に粘膜色補正が行われたかどうかを判断するのに有用である、
ユーザーが自分の好みの色調にする目的などで、色バランスの微調整を行いたいときには、色バランス設定スイッチ６０を利用する。使用者は、色選択スイッチ６０ａ（図１３参照）によってモニタ表示上の赤色成分、または青色成分のどちらを調整するか選択し、ダウンスイッチ６０ｂとアップスイッチ６０ｃを用いて色調を調整する。ユーザーが調整したレベルは、ユーザー設定レベルとしてＣＰＵ３６を介して第２の係数制御回路３４に送られる。色バランスレベル表示ＬＥＤ６１では、第２のサンプリング回路３３で算出された平均値から求められた自動設定レベルが、緑色（図１３では斜線）に、自動設定レベルにユーザーが調整したユーザー設定レベルを加えた合計での設定レベルが白色（図１３では黒色）で表示される。実際にモニタ４に表示されるのは、この合計での設定レベルに基づき調整された色調の画像となる。

図１３の場合は、モニタ４の赤色成分として表示される色については、自動設定レベルで＋３に設定され、さらにユーザーが＋２色バランス変更をして合計で＋５のレベルに設定されていることを示す。モニタ４の青色成分として表示される色については、自動設定レベルで−４に設定され、さらにユーザーが＋２変更をして合計で−２のレベルに設定されていることを示す。この時のモニタ４上にも図１０の符号７２に示すように、赤色成分（Ｒ）、青色成分（Ｂ）ごとに、合計での設定レベル、自動設定レベル、ユーザー設定レベルがそれぞれ数値表示され、画像記録装置５に記録される画像などでも確認することが可能となる。

観察者が、ダウンスイッチ６０ｂ又はアップスイッチ６０ｃを押すと、ＣＰＵ３６の図示しないメモリに記憶されているユーザー設定レベルがインクリメントまたはデクリメントされ、前述した第２の係数制御回路３４、第２の乗算器２６の作用により画像の色調が変わる。この時、色バランスレベル表示ＬＥＤ６１では、自動設定レベルは変化しないが、選択されている色の合計での設定レベルが上または下に変化し、ユーザーが任意に色バランスを調整することができる。また、粘膜色補正スイッチ３９を押して自動設定レベルが変わった場合や、電源を切った場合でも、ユーザー設定レベルはＣＰＵ３６の外部不揮発性メモリに保存されて変化しないように構成される。

ユーザーが検査終了時にキーボード６の検査終了キーを押したり次の患者名を入力したりすると、色バランスの自動設定レベルのみクリアーされユーザー設定レベルはそのまま記憶される。そのため、次回の検査時にもユーザーの好みの色調での観察が可能となり、誤って異なる患者で設定された自動設定レベルを用いてしまうこともない。

以上のように、ユーザーが自分の好みの色調にする目的などで、色バランスの微調整を行いたい場合においては、第２の乗算器２６、第２のサンプリング回路３３及び第２の係数制御回路３４が撮像信号の色バランスを調整する色バランス調整手段を構成しており、色バランス設定スイッチ６０、色バランスレベル表示ＬＥＤ６１及びＣＰＵ３６が色調を特徴付けるデータに基づき前記色バランス調整手段を制御する制御手段を構成している。

観察モードの切り替えは、スコープのフィルタ切替スイッチ１８をユーザーが操作することにより行われる。スコープのフィルタ切替スイッチ１８が押されたときには、通常観察→蛍光観察→狭帯域光観察→赤外光観察→通常観察‥‥の順に、ユーザーによりスインチ１８が押される毎に観察光が順次切り替わるようにＣＰＵ３６から光源装置１にフィルタ切替指示信号が送られる。但し、スコープＩＤデータ又はメニュー設定で非対応とされた観察モードについては、スキップされる。

ユーザーがデジタル画像記録装置５に画像を記録するときには、レリーズスイッチ１９を押す。レリーズスイッチ１９からはＣＰＵ３６にレリーズ指示信号が送られ、ＣＰＵ３６からデジタル画像記録装置５に記録指示信号が送られることにより、デジタル画像記録装置５に画像が記録される。なお、このときＣＰＵ３６からは色バランスの自動設定レベルとユーザー設定レベルが送られ、デジタル画像記録装置５での記録時に画像データのヘッダ内に記録される。このようにして、色バランスの設定レベルを画像ファイルと併せて記憶しておくことにより、後から画像を読み出すときに、読み出し装置においてユーザー設定レベル０相当の画像に変換して出力するなどの処理を容易に行うことができるようになる。

テストパターン発生回路３５からは、グレーの階段状の縦縞チャートが出力される。必要に応じてセレクタ２８で切り替えてモニタ４やデジタル画像記録装置５に出力することができる。デジタル画像記録装置５では、このチャートを記録しておくことにより、プロセッサ３でのＤ／Ａ変換回路３０とデジタル画像記録装置５のＡ／Ｄ変換回路が信号のリニアリティーに与える影響を確認することができる。簡単な例でいうと、グレーの階段状チャート上にプロセッサ３がデジタル値の１００として出力した値が、画像記録装置５のデジタル値で１０９と記録された場合には、画像記録装置５で記録されている値を約０．９倍することにより機器間のＤＡ、ＡＤ変換で生じた誤差を解消してプロセッサ３が出力したはずの値を得ることができる。階段状のチャートで、実際にはもっと多数のサンプリング点をとることにより、この機器間の誤差補正をより厳密に行うことを目的としている。

ユーザーが画像の解析などを行いたいときには、画像処理を行っていない画像を取得することが望まれる。画像解析については、画像記録装置５に取り込んだ後で、パソコンなどを用いて画像を解析する。画像解析には様々なものがあるが、例えば画像の断面図（プロファイル）を調べるというものなどがある。このような画像解析を行うためには、輪郭強調などの画像処理を行っていない画像が適している。そのような場合には、メニュー設定によりセレクタ２８で第１の乗算器２３から出力されて画像処理部分をバイパスされてくる信号を選択することにより、画像処理や、ガンマ補正処理を行っていない画像を出力することができる。

本実施例では面順次式の内視鏡装置について説明したが、、面順次式の内視鏡装置に限らず、同時式の内視鏡装置に応用することもできる。

また、第１の乗算器２３と第２の乗算器２６を１つにして２つの乗算器機能を併用して用いてコストの削減を図ってもよい。

また、第１の係数制御回路３２や、第２の係数制御回路３４は、ＣＰＵ３６で併用するようにしてコストの削減を図ってもよいし、ＣＰＵ３６も含めてＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ、Field Programable Gate Arrayの略）内に構成するようにしてもよい。

また、補正枠表示スイッチ３８チや粘膜色補正スイッチ３９を色バランス設定スイッチ６０と兼用するなど、各種スイッチの兼用によりコストの削減を図ってもよい。

また、本実施例では自動設定レベルをユーザーの指示があったときに設定するようにしたが、補正枠７１を大きめに取って常時自動設定レベルを更新することにより、常に観察中の画像に適応して色バランスを変更するようにしてもよい。すなわち、実施例では、機器の使用者からの指示があったときにのみ自動設定レベルが更新されるが、ここでは、この使用者からの指示を不要とし、例えば回転フィルタ板１０の１回転で１回自動的に自動設定レベルを更新するなどして、常時適応的に色バランスを変更する。なお、補正枠７１を大きめにとるというのは、補正枠７１の大きさが小さすぎると自動設定レベルの変化が激しくなる可能性が高いため、それを抑えることを意図している。また、ユーザーの指示による設定とこのような常時設定レベル更新を切替選択できるようにしてもよい。

また、患者毎や観察部位毎の自動設定レベルをプロセッサ３やＬＡＮなどに接続された外部機器、磁気カードなどに記憶し、必要なときに自動的に読み出すことにより、患者による色調のバラツキや観察部位による色調のバラツキの補正を検査の度に行わなくてもよいようにしてもよい。

[効果]
観察対象物の色調を特徴付けるデータに基ついて色バランスの調整を行なうようにしたので、簡単な操作により適切な色バランスに調整することかでき、より正確に診断することができる，
画像中の適切な領域を参照して色バランスの調整を行うことができるようにするために、参照する領域を変更可能としたので、より多くの場面で適切な色バランスに調整することができる。

色バランス調整に連動して画像記録装置に画像を記録するようにしたので、色バランスを調整する基準となった画像データを、簡単な操作で記録することができる。

ユーザーが任意に色バランスの調整を行うことができるようにしたので、ユーザーの好みの色調で観察することができる。また、観察対象物の色調を特徴付けるデータに基づく色バランス調整を表示部や処理回路を共用して行なうことができるので、少ない回路規模で構成することができる。

以下に付記として記載する内容も本発明の範囲である。

[付記]
[付記項１]
照明光を供給する照明光供給手段と、
前記照明光供給手段により照明された観察対象物を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段から出力される撮像信号の色バランスを調整する色バランス調整手段と、
前記撮像手段により懺悔された前記観察対象物の色調に基づき前記色バランス調整手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする電子内視鏡装置。

[付記項２]
前記制御手段は、前記撮像手段から出力される撮像信号の一部の領域における前記観察対象物の色調に基づき前記色バランス調整手段を制御し、
前記一部の領域は、変更可能であることを特徴とする付記項１に記載の電子内視擬装置。

[付記項３]
前記撮像手段により撮像された前記観察対象物を記録する記録手段を有し、
前記制御手段は、前記色バランス調整手段の制御に連動して前記記録手段に記録を指示することを特徴とする付記項１に記載の内視鏡装置。

[付記項４]
前記色バランス調整手段は、ユーザーにより任意の色バランスに調整可能であることを特徴とする付記項１に記載の内視鏡装置。

[付記項５]
前記照明光供給手段は、通常観察に用いるものとは異なる波長の照明光を供給することを特徴とする付記項１に記載の内視鏡装置。

[付記項６]
前記照明光供給手段は前記観察対象物からの蛍光を励起する励起光を供給し、
前記撮像手段は前記観察対象物からの蛍光を撮像することを特徴とする付記項１に記載の内視鏡装置。

[付記項７]
前記照明光供給手段は通常観察に用いるものよりも狭い波長帯域の照明光を供給することを特徴とする付記項１に記載の内視鏡装置。

[付記項８]
前記観察対象物は特定波長の光を吸収する薬剤を加えて観察されることを特徴とする付記項１に記載の内視鏡装置。

本発明は電子内視鏡装置における画像処理装置に限らず、撮像手段にて撮像した画像信号の色バランス調整を行なう画像処理装置に用いて有用である。

本発明の実施例１に係る内視鏡装置の全体構成図。 帯域切替フィルタの説明図。 回転フィルタ板の説明図。 通常・蛍光観察フィルタ、赤外光観察フィルタの透過特性図。 狭帯域光観察用フィルタの透過特性図。 Ｒ，Ｇ，Ｂフィルタの透過特性図。 励起、Ｇ’、Ｒ’フィルタの透過特性図。 励起光カットフィルタの透過特性図。 対応観察モード決定のフローチャート。 観察画面の説明図。 補正枠表示の動作説明図。 粘膜色補正による色の分布の変化を説明する説明図。 色バランスレベル表示ＬＥＤの説明図。 画像記録の動作説明図。

符号の説明

１…光源装置
２…スコープ
３…プロセッサ
４…モニタ（表示部）
５…デジタル画像記録装置
１５…ライトガイドファイバー
１７…ＣＣＤ（撮像手段）
１８…フィルタ切替スイッチ
１９…レリーズスイッチ
２０…スコープＩＤメモリ
２４…画像処理回路
２５…補正枠インポーズ回路
２６…第２の乗算器
３３…第２のサンプリング回路
３４…第２の係数制御回路
３５…テストパターン発生回路
３６…ＣＰＵ
３７…機材バラツキ補正スイッチ
３８…補正枠表示スイッチ
３９…粘膜色補正スイッチ
６０…色バランス設定スイッチ
６１…色バランスレベル表示ＬＥＤ
６２…補正枠サイズスイッチ
代理人 弁理士 伊 藤 進

Claims (8)

1. 観察対象物を撮像手段により撮像して得られた撮像信号の色バランスを調整する色バランス調整手段と、
   前記観察対象物の色調を特徴付ける特徴データに基づき前記色バランス調整手段を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記特徴データは、前記撮像手段により撮像された前記観察対象物の色調に基づき生成したものであることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記特徴データは、任意に設定可能であることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
4. 前記特徴データは、所定のパターンより選択可能であることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
5. 前記特徴データは、前記撮像手段により撮像された前記観察対象物の特定の領域の色調に基づき生成したものであることを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
6. 前記特定の領域は、位置または大きさの変更が可能であることを特徴とする請求項５記載の画像処理装置。
7. 前記撮像手段により得られた前記観察対象物の撮像信号に基づくデータを記録する記録手段を更に有し、
   前記制御手段は、前記色バランス調整手段の制御に連動して前記記録手段に対して前記データの記録を指示することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像処理装置。
8. 前記撮像信号は、所定の照明光を前記観察対象物に供給して得られたものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の画像処理装置。
   

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