JP2009081694A - 画像処理装置および内視鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】光プローブが交換される場合であっても、偽色を精度良く低減することができる画像処理装置および内視鏡システムを提供する。
【解決手段】被写体像を撮影して被写体像を所定の複数色に色分解することで、被写体像を表した複数の色分解画像を生成する、それら複数の色分解画像が該被写体像上で互いに位置ずれしている撮像機で生成された該複数の色分解画像を取得する画像取得部と、複数の色分解画像における被写体像上での位置を一致させる一致処理部と、複数の色分解画像に対し、撮像機における複数色に対する感度と所定の標準感度との相違を補正する補正処理を施す補正処理部と、一致処理部の処理によって生じる偽色を、補正処理による補正の程度に応じた程度に低減させる低減処理部とを備えた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、画像の色を補間する際に生じる偽色を低減する画像処理装置、およびそのような画像処理装置が内蔵された内視鏡システムに関する。

従来から、医療の分野においては、先端にミラーや撮像素子などが取り付けられた細長い管を被検者の体内に挿入し、被検者の体内を撮影して腫瘍や血栓などを観察する内視鏡装置が広く利用されている。被検者の体内を直接撮影することによって、被検者に外的なダメージを与えることなく、放射線画像では分かりにくい病巣の色や形状などを把握することができ、治療方針の決定などに必要な情報を手軽に得ることができる。

内視鏡装置においては、装置の小型化が要求されているため、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色の単色フィルタを切り替えてカラー画像を得る方法ではなく、撮像素子にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色をモザイク状に複数並べたモザイク色フィルタを装着し、モザイク色フィルタを通過してきた被写体光に基づいてカラー画像を生成する方法が広く利用されている。カラー画像を生成する撮像素子は、複数の受光部が並べて配置されていることが一般的であり、それら複数の受光部それぞれで光が受光されることにより、複数の画素で表現された画像が生成される。上述したモザイク色フィルタは、撮像素子を構成する複数の受光部それぞれに対応する位置に、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色が規則的な色パターンで配置されており、モザイク色フィルタを通過してきた光が撮像素子で受光されることによって、モザイク色フィルタの色パターンと同じ色パターンでＲ，Ｇ，Ｂ各色の画素が並んだ色モザイク画像が生成される。さらに、この色モザイク画像を構成する各画素に対して、その画素の色成分を除く他の色成分が周囲の画素を用いて補間されることにより、各画素がＲ，Ｇ，Ｂ３色の混色で表現されたカラー画像が生成される。このようなモザイク色フィルタを使った撮影装置は、内視鏡装置だけではなく、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、およびカメラ付き携帯電話機などにも広く適用されている。

ここで、撮像素子からの出力値は入射光の光量に応じて線形的に変化することが一般的であるが、撮像素子に高輝度な光が入射すると出力値の輝度成分が飽和してしまう。このため、モザイク色フィルタを用いた撮影装置では、暗い体内で患部に光を当てて撮影するなど、輝度差が大きい被写体を撮影する場合、明暗の境界部分では輝度レベルが飽和してしまった画素を使って他の画素の色成分が補間されることとなり、カラー画像中に本来の色とは違う色が表われてしまう偽色が生じてしまう恐れがある。

偽色の中でも最も目立つのは、本来色が付いていない部分に色が付いてしまう場面である。このような場合、偽色が生じている部分は色が空間的に細かく変化していることが多く、カラー画像を輝度成分と色差成分とで色が表現されたＹＣＣ色空間のカラー画像に変換し、その色差成分を空間的にぼかすことによって偽色を低減することができると考えられる。特許文献１には、偽色が発生しやすい画像の高輝度部分に偽色となりそうな画素があるか否かを判定し、その判定結果に応じて色差成分のぼかし具合を調整する偽色除去装置について記載されている。
特開２００２−２６２２９９号公報

通常のデジタルカメラやデジタルビデオカメラなどでは、撮像素子が各波長の光に対して有している感度を表した分光感度特性などに基づいて、上述した色差成分のぼかし具合を調整するための偽色低減パラメータ等を最適化することができる。しかし、内視鏡装置では、光源、導光線、撮像素子、色フィルタ、各種光学部材などが搭載された光プローブが撮影箇所（例えば、胃や腸）に応じて交換されるために、装着された光プローブによっては、予め設定されている偽色低減パラメータを用いても偽色を精度良く除去することができないという問題がある。特に、内視鏡装置では、胃壁などの微妙な変色や凹凸を観察することが求められているため、偽色の発生によって正しい診断ができなくなってしまう恐れがある。

また、このような問題は、内視鏡装置のみに限られた問題ではなく、画像の偽色を低減する画像処理装置の分野一般で生じる問題である。

本発明は、上記事情に鑑み、撮像素子や光学部材などが交換される場合であっても、偽色を精度良く低減することができる画像処理装置および内視鏡システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の画像処理装置は、被写体像を撮影して被写体像を所定の複数色に色分解することで、被写体像を表した複数の色分解画像を生成する、それら複数の色分解画像が該被写体像上で互いに位置ずれしている撮像機で生成された該複数の色分解画像を取得する画像取得部と、
複数の色分解画像における被写体像上での位置を一致させる一致処理部と、
複数の色分解画像に対し、撮像機における複数色に対する感度と所定の標準感度との相違を補正する補正処理を施す補正処理部と、
一致処理部の処理によって生じる偽色を、補正処理による補正の程度に応じた程度に低減させる低減処理部とを備えたことを特徴とする。

ここで、本発明にいう位置ずれとは、色分解画像中の各部分が均等に位置ずれしているものであってもよく、色分解画像中の一部が他の部分とは異なる方向に位置ずれしているものであってもよい。

また、本発明にいう標準感度とは、画像処理装置で被写体像が色分解される複数色とは色がずれた複数色における感度であってもよい。

撮像機における複数色に対する感度と所定の標準感度との相違が大きい場合、その相違を補正する補正処理の程度が大きくなり、複数の色分解画像に、各色分解画像の色以外の色成分が混合されたり、色の階調性が失われてしまうことがある。このように補正された色分解画像を使って、複数の色分解画像における被写体像上での位置を一致させようとすると、規則性が失われた色分解画像を使って補間処理などが行われることとなり、偽色の発生頻度や発生量が増加する恐れがある。本発明の画像処理装置によると、撮像機における複数色の感度補正の程度に応じた程度に偽色が低減されるため、撮像機が交換された場合であっても、偽色を確実に低減することができるとともに、偽色が生じていない部分に程度が高い偽色低減処理が施されてしまって、画像の鮮明度が低下してしまう不具合を軽減することができる。

また、本発明の画像処理装置において、上記補正処理部が、補正処理を、複数の色分解画像それぞれに対応したデータ成分を有する画像データと補正マトリクスとの演算によって実現するものであり、
低減処理部は、補正マトリクスにおける非対角項の大きさに応じた程度に偽色を低減させるものであることが好ましい。

補正マトリクスの対角項の大きさは、各色分解画像が有する色成分の補正程度を示しており、補正マトリクスの非対角項の大きさは、各色分解画像における、その色分解画像が有する色以外の色成分の混合程度を示している。このため、補正マトリクスの非対角項の大きさが大きい場合、補正前の各色分解画像に、その色分解画像が有する色以外の色成分が混合されることとなり、一致処理部の処理によって偽色が発生しやすくなる。補正マトリクスにおける非対角項の大きさに応じた程度に偽色を低減させることによって、容易に高精度な偽色低減処理を実行することができる。

また、本発明の画像処理装置において、上記低減処理部は、偽色を低減させる低減処理を定義する処理パラメータが設定されることにより、処理パラメータを使って偽色を低減させるものであり、
相互に異なる低減程度で偽色を低減させる複数の処理パラメータのうち、補正処理による補正の程度に応じた程度に偽色を低減させる処理パラメータを低減処理部に設定するパラメータ設定部を備えたことが好ましい。

補正処理による補正の程度に応じて複数の画像処理パラメータが選択されることによって、高精度な偽色低減処理を容易に実現することができる。

また、本発明の画像処理装置は、
「複数の色分解画像に基づいて、被写体像を表わすＹＣＣデータを生成するデータ変換部を備え、
低減処理部は、データ変換部で生成されたＹＣＣデータの色差成分に対し、被写体像上での空間周波数の高周波成分を補正処理による補正の程度に応じた程度に除去するローパスフィルタ処理を施すものである」
という形態は好ましい。

偽色が生じている部分は色差成分の空間周波数が高くなっているため、色差成分の高周波成分をぼかすことによって、偽色を精度良く低減することができる。

また、本発明の画像処理装置において、上記低減処理部は、相互に低減処理の程度が異なる複数の処理部を備え、補正処理による補正の程度に応じた程度の低減処理を実行する処理部を使用するものであることが好適である。

この好適な画像処理装置によると、補正処理による補正の程度に応じた程度の低減処理を容易に実行することができる。

また、上記目的を達成する本発明の内視鏡システムは、
光を発する光源；
被写体像を撮影して被写体像を所定の複数色に色分解することで、被写体像を表した複数の色分解画像を生成する、それら複数の色分解画像が該被写体像上で互いに位置ずれしている撮像機を備えた光プローブ；
撮像機で生成された複数の色分解画像を取得する画像取得部と、
複数の色分解画像における被写体像上での位置を一致させる一致処理部と、
複数の色分解画像に対し、撮像機における複数色に対する感度と所定の標準感度との相違を補正する補正処理を施す補正処理部と、
一致処理部の処理によって生じる偽色を、補正処理による補正の程度に応じた程度に低減させる低減処理部とを備えた画像処理装置；および
画像処理装置で画像処理が施された画像データに基づいた画像を表示する表示装置を備えたことを特徴とする。

本発明の内視鏡システムによると、光プローブが交換された場合であっても、偽色を精度良く低減することができ、表示装置上に高画質な医用画像を表示することができる。

また、本発明の内視鏡システムにおいて、光プローブが、画像処理装置に着脱自在に装着されるものであることが好ましい。

ここで、内視鏡システムについては、ここではその基本形態のみを示すのにとどめるが、これは単に重複を避けるためであり、本発明の内視鏡システムには、上記の基本形態のみではなく、前述した画像処理装置の各形態に対応する各種の形態が含まれる。

本発明によれば、光プローブが交換された場合であっても、偽色を精度良く低減することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態が適用された内視鏡システムの概略構成図である。

図１に示す内視鏡システム１は、被検体Ｐの体内に光を導いて照射し、その反射光に基づいて画像信号を生成する光プローブ１０と、光を発する光源装置２０と、光プローブ１０で得られた画像に所定の画像処理を施して、被検体Ｐの体内を撮影した医用画像を生成する画像処理装置３０と、画像処理装置３０で生成された医用画像を表示モニタ４１上に表示する表示装置４０とを備えている。この内視鏡システム１は、光プローブ１０が光源装置２０および画像処理装置３０に対して着脱自在に装着される。光プローブ１０は、本発明にいう光プローブの一例にあたり、表示装置４０は、本発明にいう表示装置の一例に相当する。また、光源装置２０は、本発明にいう光源の一例に相当する。

光プローブ１０は、可撓性を有する細長のプローブ部１１と、プローブ部１１を操作する操作部１２と、光源装置２０および画像処理装置３０と光プローブ１０とを接続する光／信号ガイド１３で構成されている。以下では、光プローブ１０の、被検体Ｐの体内に挿入される側を先端、その先端の逆側を後端と称して説明する。

操作部１２には、プローブ部１１を湾曲させるための湾曲操作レバー１２１、静止画を撮影するための撮影ボタン１２２、および表示されている画像の色味を調整するための色調整ボタン１２３などが設けられている。

光／信号ガイド１３は、光を伝達するライトガイド１３１と、信号を伝達する信号線１３２とで構成されている。ライトガイド１３１は、後端が光源装置２０に接続され、光源装置２０から発せられた光をプローブ部１１内にまで導き、その光をプローブ部１１の先端に設けられた照射窓１１ａから被検体Ｐに向けて照射する。信号線１３２は、先端にＣＣＤ１３３が取り付けられており、後端側が画像処理装置３０に接続される。ライトガイド１３１の照射窓１１ａから照射された光が被検体Ｐの体内で反射した反射光は、プローブ部１１の先端に設けられた光学部材１３４によって集光され、ＣＣＤ１３３で受光されて、反射光を表わす撮影画像が生成される。ＣＣＤ１３３は、複数の受光部が並べて配置されたものであり、それら複数の受光部それぞれで光が受光されることにより、画像が複数の画素で表現された画像データが生成される。ＣＣＤ１３３は、複数の受光部が並べて配置されたものであり、それら複数の受光部それぞれで光が受光されることにより、複数の画素で表現された撮影画像が生成される。本実施形態においては、ＣＣＤ１３３に、複数の受光部それぞれに対応する位置にＲ，Ｇ，Ｂ各色が規則的な色パターンで配置された色フィルタ（図２参照）が取り付けられており、色フィルタを通過してきた光がＣＣＤ１３３で受光されることによって、色フィルタの色パターンと同じ色パターンでＲ，Ｇ，Ｂ各色の画素が並んだ色モザイク画像が生成される。ＣＣＤ１３３は、本発明にいう撮像機の一例に相当する。

生成された色モザイク画像は、信号線１３２を通って画像処理装置３０に伝達され、画像処理装置３０において所定の画像処理が施される。

図２は、内視鏡システム１の概略的な機能ブロック図である。

尚、図２では、表示モニタ４１や、光プローブ１０の操作部１２などの図示を省き、画像信号の生成に関連する主要要素のみを示している。

図１にも示す光源装置２０は、白色光を発するものであり、画像処理装置３０の全体制御部３６０によって制御されている。

光プローブ１０には、図１にも示すＣＣＤ１３３に加えて、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色が規則的な色パターンでモザイク状に配置された色フィルタ１４０、ＣＣＤ１３３で生成されたアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換するＡ／Ｄ変換部１５０、光プローブ１０内の各種要素における処理を制御する撮像制御部１６０などが備えられている。

画像処理装置３０には、各種画像処理に用いられるパラメータや係数などが保存された保存部３００と、光プローブ１０から送られてきた画像のゲインを補正するゲイン補正部３１０と、画像に分光マトリクス３２１を使った画像補正処理を施すことによって、ＣＣＤ１３３を含む光プローブ１０の分光特性を補正する分光補正部３２０と、分光マトリクス３２１を生成するマトリクス生成部３３０と、画像に階調補正処理を施すガンマ補正部３４０と、光プローブ１０で生成された色モザイク画像の各画素が有している色成分（例えば、Ｒ色）を除く他の色成分（例えば、Ｂ，Ｇ色）を周囲の画素を用いて補間することにより、各画素がＲ，Ｇ，Ｂ３色の混色で表現されたカラー画像を生成する同時化処理部３５０と、画像を輝度成分Ｙと色差成分Ｃｒ，Ｃｂとに分解するＹＣＣ変換部３６０と、輝度成分Ｙにシャープネス処理を施すシャープネス処理部３７０Ａと、色差成分Ｃｒ，Ｃｂにおける高周波成分を除去して偽色を低減するローパス処理部３７０Ｂと、輝度成分Ｙと色差成分Ｃｒ，ＣｂとからなるＹＣＣ画像を表示装置４０の表示モニタ４１に表示可能な表示用画像に変換する表示調整部３８０と、光プローブ１０および画像処理装置２０全体の処理を制御する全体制御部３９０などが備えられている。ゲイン補正部３１０は、本発明にいう画像取得部の一例にあたり、同時化処理部３５０は、本発明にいう一致処理部の一例に相当する。また、分光補正部３２０は、本発明にいう補正処理部の一例にあたり、ＹＣＣ変換部３６０は、本発明にいうデータ変換部の一例にあたり、ローパス処理部３７０Ｂは、本発明にいう低減処理部の一例にあたるとともに、本発明にいうパラメータ設定部の一例にも相当する。

ここで、例えば、被検体Ｐの腸壁に向けて光を照射して撮影を行うと、暗い体内で１箇所に集中して光が当たるため、生成された画像の輝度差が大きくなり、明暗の境界付近の画素では輝度成分が飽和してしまう。色フィルタを備えた内視鏡装置では、１つの画素の色が周囲の画素の色によって補間されるため、輝度差が大きい被検体を撮影すると、輝度成分が飽和してしまった誤った色の画素によって他の画素の色が補間されてしまい、生成された医用画像中に偽色が発生してしまう恐れがある。本実施形態の内視鏡装置１では、光プローブ１０が光源装置２０および画像処理装置３０に装着されると、その光プローブ１０の分光特性に合ったローパス処理部３７０Ｂのパラメータが選択され、選択されたパラメータを使って偽色低減処理が実行される。

図３は、画像に偽色低減処理を施して、表示モニタ上に医用画像を表示するまでの一連の処理の流れを示すフローチャート図である。

光プローブ１０が光源装置２０および画像処理装置３０に装着されると、内視鏡装置１によってチャート画像が読み取られ（図３のステップＳ１１）、その読取結果に基づいて、光プローブ１０に特有の分光補正マトリクス３２１が生成される（図３のステップＳ１２）。

まず、内視鏡装置１を使って、予めＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの目標色データＴ（ｒ，ｇ，ｂ）が分かっている複数の色パッチが配置されたチャート画像が撮影され、光プローブ１０で生成された各パッチ色データＤ（ｄｒ，ｄｇ，ｄｂ）が画像処理装置３０のゲイン補正部３１０を介してマトリクス生成部３３０に伝えられる。本実施形態においては、外光の進入が遮断された密閉箱に、黒い背景上にＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー），Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青），白，肌色それぞれの色パッチが配置されたチャート画像が貼り付けられており、その密閉箱に設けられた挿入穴から光プローブ１０が挿入された状態でチャート画像が撮影される。

目標色データＴは、光源装置２０などの影響が排除され、各色パッチの分光反射特性にのみ依存した状態で得られた理想的な色データである。本来は、各パッチ色データＤ（ｄｒ，ｄｇ，ｄｂ）は、それぞれの目標色データＴ（ｒ，ｇ，ｂ）と一致することが理想的であるが、光源装置２０の分光感度特性や、ＣＣＤ１３３の分光感度特性などの影響によって、パッチ色データＤ（ｄｒ，ｄｇ，ｄｂ）と目標色データＴ（ｒ，ｇ，ｂ）とは微妙に異なっていることが一般的である。

マトリクス生成部３３０では、複数の色パッチそれぞれにおけるパッチ色データＤ（ｄｒ，ｄｇ，ｄｂ）と目標色データＴ（ｒ，ｇ，ｂ）とに基づいて、パッチ色データＤ（ｄｒ，ｄｇ，ｄｂ）を目標色データＴ（ｒ，ｇ，ｂ）に近づけるための補正マトリクスＫが算出される。補正マトリクスＫは、以下のように示される。

算出された補正マトリクスＫは、分光補正マトリクス３２１として、全体制御部３９０を介してローパス処理部３７０Ｂに伝えられる。

分光補正マトリクス３２１が生成されると、ローパスフィルタ処理部３７０において、偽色低減パラメータ３７１が設定される（図３のステップＳ１３）。偽色低減パラメータ３７１には、ローパスフィルタ処理部３７０におけるローパスフィルタ係数やゲイン値が含まれている。

保存部３００には、偽色の低減程度が相互に異なる複数の処理パラメータが、分光補正部３２０における分光補正処理の程度と対応付けて保存されている。

表１は、保存部３００に保存された処理パラメータと分光補正処理の程度との対応関係を示す表である。

表１に示すように、保存部３００には、分光補正処理の程度を示す補正程度値と、相互に偽色の低減程度が異なる複数の処理パラメータとが対応付けられている。本実施形態においては、補正程度値は、式（１）に示す補正マトリクスＫ（分光補正マトリクス３２１）の非対角項の総和Ｓで表わされており、補正程度値が大きいほど偽色の低減程度が高い処理パラメータと対応付けられている。

ローパスフィルタ処理部３７０は、式（３）に従ってマトリクス生成部３３０で生成された補正マトリクスＫ（分光補正マトリクス３２１）の非対角項の総和Ｓを算出し、保存部３００から、算出した総和Ｓと対応付けられた処理パラメータを取得する。

また、算出した総和Ｓと対応付けられた処理パラメータが存在しない場合には、保存部３００に保存されている処理パラメータのうち、算出した総和Ｓの値に近い２つの総和Ｓそれぞれと対応付けられた２つの処理パラメータを選択し、それら２つの処理パラメータを使って補間処理を実行する。

以上のようにして取得された処理パラメータは、偽色低減パラメータ３７１として設定される。

本実施形態においては、分光補正マトリクス３２１の非対角項の総和Ｓが大きいほど偽色の低減程度が高い偽色低減パラメータ３７１が設定されることとなる。分光補正マトリクス３２１の非対角項が大きいほど、補正前のモザイク画像の各画素に、その画素の色以外の色成分が混合されることとなり、同時化処理３５０を実行する際に偽色が発生しやすくなる。分光補正マトリクス３２１における非対角項の大きさに応じた程度に偽色を低減させることによって、容易に高精度な偽色低減処理を実行することができる。

ステップＳ１１〜ステップＳ１３に示す偽色低減パラメータ３７１を設定する一連の処理は、主に、画像処理装置２０に光プローブ１０が装着されたときに実行される。

実際に被検体の撮影が行われるときには、光プローブ１０が被検体Ｐの体内に挿入される。光源装置２０から発せられた光はライトガイド１３１によって光プローブ１０の先端に導かれ、被検体Ｐの体内に照射される。光源装置２０から発せられた光が被検体Ｐの体内で反射された反射光は、色フィルタ１４０を通ってＣＣＤ１３３で受光され、各画素がＲ，Ｇ，Ｂのうちの１つの色成分のみを有するモザイク色画像が生成される。生成されたモザイク色画像は、Ａ／Ｄ変換部１５０においてデジタル化された後、信号線１３２を通って画像処理装置３０内に伝達される（図３のステップＳ１４：Ｙｅｓ）。

画像処理装置３０に伝達されてきたモザイク色画像は、ゲイン補正部３１０においてゲインの補正が行われ、分光補正部３２０において、分光補正マトリクス３２１を使った分光補正処理が施される。さらに、モザイク色画像は、ガンマ補正部３４０において階調補正処理が施された後、同時化処理部３５０に伝えられる。

同時化処理部３５０では、モザイク色画像を構成する各画素が有している色成分を除く他の色成分を周囲の画素を用いて補間して、各画素がＲ，Ｇ，Ｂ３色の混色で表現されたカラー画像を生成する同時化処理が実行される。生成されたカラー画像は、ＹＣＣ変換部３６０に伝えられる
以上のようにして、偽色低減処理の前処理が実行される（図３のステップＳ１５）。

ＹＣＣ変換部３６０では、ＲＧＢで色が表現されたカラー画像が、式（４）に従って輝度成分Ｙと、赤の色差成分Ｃｒと、青の色差成分Ｃｂとに色分解される。

色分解された色差成分Ｃｒ，Ｃｂはローパス処理部３７０Ｂに伝えられ、輝度成分Ｙはシャープネス処理部３７０Ａに伝えられる。

シャープネス処理部３７０Ａでは、輝度成分Ｙにシャープネス処理が施されることによって画像の鮮明度が調整される。シャープネス処理が施された輝度成分Ｙは、表示調整部３８０に伝えられる。

また、ローパス処理部３７０Ｂでは、色差成分Ｃｒ，Ｃｂに対して、ステップＳ１３において設定された偽色低減パラメータ３７１を使った偽色低減処理が施される（図３のステップＳ１６）。本実施形態においては、色差成分Ｃｒ，Ｃｂにおける高周波成分が、光源装置２０の分光感度特性、ＣＣＤ１３３の分光感度特性、被検体Ｐの分光反射特性などによって決定される分光補正マトリクス３２１の対角項の総和Ｓの大きさに応じた程度で除去される。偽色低減処理が施された色差成分Ｃｒ，Ｃｂは表示調整部３８０に伝えられ、シャープネス処理部３７０Ａから伝えられた輝度成分Ｙと合成される。さらに、カラー画像に表示モニタ４１用の色調整処理などが施され（図３のステップＳ１７）、医用画像が表示モニタ４１に表示される。

以上のような処理が、撮影が終了するまで続けられる。

本実施形態の内視鏡装置１によると、分光補正部３２０における分光補正処理の程度に応じた程度で偽色低減処理が行われるため、光プローブ１０が交換されても画像中の偽色を精度良く除去することができるとともに、偽色が発生していない部分に大きな偽色低減処理を施してしまって、画像の鮮明度が低下してしまう不具合を軽減することができる。

以上で、本発明の第１実施形態の説明を終了し、本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態は、図２に示す第１実施形態の内視鏡装置１と同様の構成を有しているが、偽色低減パラメータを設定するタイミングが第１実施形態とは異なる。このため、図２を本実施形態の説明にも流用し、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。

図４は、本実施形態の内視鏡装置において、画像信号に偽色低減処理を施して、その画像信号に基づいた医用画像を表示するまでの一連の処理の流れを示すフローチャート図である。

本実施形態の内視鏡装置においても、図３に示す第１実施形態の内視鏡装置１の場合と同様に、光プローブ１０が画像処理装置２０に装着されると、チャート画像が撮影されて（図４のステップＳ２１）、分光補正マトリクス３２１が生成される（図４のステップＳ２２）。しかし、本実施形態の内視鏡装置では、分光補正マトリクス３２１が生成された時点では、偽色低減パラメータ３７１の選択は行われない。

実際に被検体Ｐの撮影が行われ、光プローブ１０において画像が生成されると（図４のステップＳ２３）、生成された画像は画像処理装置２００のゲイン補正部３１０に伝えられる。このとき、撮像制御部１６０から全体制御部３９０に画像の生成が伝えられ、全体制御部３９０からローパス処理部３７０Ｂに、ステップＳ２２において生成された分光補正マトリクス３２１が伝えられる。

ローパス処理部３７０Ｂでは、分光補正マトリクス３２１が伝えられると（図４のステップＳ２４）、保存部３００から、その分光補正マトリクス３２１の対角項の総和Ｓに応じた偽色低減パラメータ３７１を取得する（図４のステップＳ２５）。

ゲイン補正部３１０に伝えられた画像は、ゲインの補正が行われた後で分光補正部３２０に伝えられ、分光補正マトリクス３２１を使って分光補正処理が施される。さらに、ガンマ補正部３４０において階調補正処理が施され、同時化処理部３５０において色の補間処理が施された後、ＹＣＣ変換部３６０において輝度成分Ｙと色差成分Ｃｂ，Ｃｒとに分解される（図４のステップＳ２６）。

シャープネス処理部３７０Ａでは、ＹＣＣ変換部３６０で分解された輝度成分Ｙにシャープネス処理が施される。また、ローパス処理部３７０Ｂでは、ＹＣＣ変換部３６０で分解された色差成分Ｃｂ，Ｃｒに対して、ステップＳ２５で設定された偽色低減パラメータ３７１を使った偽色低減処理が施される（図４のステップＳ２７）。

偽色低減処理が施された画像は、表示調整部３８０において色調整処理が施され（図４のステップＳ２８）、表示装置４０の表示モニタ４１に医用画像が表示される。

このように、分光補正マトリクス３２１を予め生成しておき、偽色低減パラメータ３７１は実際に被検体が撮影された画像が取得された後で選択してもよい。

以上で本発明の第２実施形態の説明を終了し、本発明の第３実施形態について説明する。本発明の第３実施形態は、図２に示す第１実施形態と一部の要素の構成のみが異なっている。このため、第１実施形態と同じ要素については同じ符号を付して説明を省略し、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。

図５は、本実施形態の内視鏡装置における画像処理装置３０´の機能ブロック図である。

本実施形態の画像処理装置３０´は、図２に示す第１実施形態の画像処理装置３０における同時化処理部３５０、ＹＣＣ変換部３６０、シャープネス処理部３７０Ａ，ローパスフィルタ処理部３７０Ｂなどが備えられておらず、それらに替えて、画像の色の補間処理や偽色低減処理などを統合的に実行する画像処理部４００が備えられている。画像処理部４００は、偽色低減処理を全く行わない第１処理部４１０と、画像を分析して偽色が発生しやすい画素（周囲と比べて輝度差が大きい画素）の有無を判定し、その判定結果に応じて周囲の画素のぼかし具合を調整して偽色を低減する第２処理部４２０と、画像を輝度成分Ｙと色差成分Ｃｂ，Ｃｒとに分解して、その色差成分Ｃｂ，Ｃｒの高周波成分を単純に除去する第３処理部４３０とを備えている。偽色の低減程度は、第１処理部４１０が最も小さく、第３処理部４３０が最も大きい。尚、第２処理部４２０における偽色低減処理は、特開２００２−２６２２９９に記載された技術を利用することができ、本明細書では詳細な説明を省略する。

マトリクス生成部３３０で分光補正マトリクス３２１が生成されると、その分光補正マトリクス３２１が全体制御部３９０を介して画像処理部４００に伝えられる。画像処理部４００は、分光補正マトリクス３２１の対角項の総和Ｓを算出し、総和Ｓが相対的に小さい第１の範囲内の値である場合には第１処理部４１０を選択し、総和Ｓが中程度の第２の範囲内の値である場合には第２処理部４２０を選択し、総和Ｓが相対的に大きい第３の範囲内の値である場合には第３処理部４３０を選択し、選択した処理部を使って画像処理を実行する。

このように、分光補正マトリクス３２１に応じて偽色低減パラメータ３７１を設定するのではなく、偽色の低減程度が相互に異なる画像処理自体を切り替えることによっても、偽色の低減と画像の鮮明度とを両立することができる。

ここで、上記では、光プローブが装着されるたびに分光補正マトリクスを生成する例について説明したが、例えば、光プローブを識別する識別番号と分光補正マトリクスとを対応付けて保存しておき、光プローブの装着によって識別番号を検出し、その識別番号と対応付けられた分光補正マトリクスを利用するものであってもよい。

本発明の第１実施形態における内視鏡装置の概略構成図である 内視鏡装置の機能ブロック図である。 第１実施形態の内視鏡装置において、画像信号に偽色低減処理を施して、その画像信号に基づいた医用画像を表示するまでの一連の処理の流れを示すフローチャート図である。 第２実施形態の内視鏡装置において、画像信号に偽色低減処理を施して、その画像信号に基づいた医用画像を表示するまでの一連の処理の流れを示すフローチャート図である。 本実施形態の内視鏡装置における画像処理装置の機能ブロック図である。

符号の説明

１ 内視鏡装置
１０ 光プローブ
２０ 光源装置
３０ 画像処理装置
４０ 表示装置
１１ プローブ部
１２ 操作部
１３ 光／信号ガイド
１２１ 湾曲操作レバー
１２２ 撮影ボタン
１２３ 選択ボタン
１３１ ライトガイド
１３２ 信号
１３３ ＣＣＤ
１４０ 色フィルタ
１５０ Ａ／Ｄ変換部
１６０ 撮像制御部
３００ 保存部
３１０ ゲイン補正部
３２０ 分光補正部
３２１ 分光マトリクス
３３０ マトリクス生成部
３４０ ガンマ補正部
３５０ 同時化処理部
３６０ ＹＣＣ変換部
３７０Ａ シャープネス処理部
２７０Ｂ ローパス処理部
３８０ 表示調整部
３９０ 全体制御部

Claims (7)

1. 被写体像を撮影して該被写体像を所定の複数色に色分解することで、該被写体像を表した複数の色分解画像を生成する、それら複数の色分解画像が該被写体像上で互いに位置ずれしている撮像機で生成された該複数の色分解画像を取得する画像取得部と、
   前記複数の色分解画像における前記被写体像上での位置を一致させる一致処理部と、
   前記複数の色分解画像に対し、前記撮像機における前記複数色に対する感度と所定の標準感度との相違を補正する補正処理を施す補正処理部と、
   前記一致処理部の処理によって生じる偽色を、前記補正処理による補正の程度に応じた程度に低減させる低減処理部とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記補正処理部が、前記補正処理を、前記複数の色分解画像それぞれに対応したデータ成分を有する画像データと補正マトリクスとの演算によって実現するものであり、
   前記低減処理部は、前記補正マトリクスにおける非対角項の大きさに応じた程度に前記偽色を低減させる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. 前記低減処理部は、偽色を低減させる低減処理を定義する処理パラメータが設定されることにより、該処理パラメータを使って偽色を低減させるものであり、
   相互に異なる低減程度で偽色を低減させる複数の処理パラメータのうち、前記補正処理による補正の程度に応じた程度に偽色を低減させる処理パラメータを前記低減処理部に設定するパラメータ設定部を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の画像処理装置。
4. 前記複数の色分解画像に基づいて、前記被写体像を表わすＹＣＣデータを生成するデータ変換部を備え、
   前記低減処理部は、前記データ変換部で生成されたＹＣＣデータの色差成分に対し、前記被写体像上での空間周波数の高周波成分を前記補正処理による補正の程度に応じた程度に除去するローパスフィルタ処理を施すものであることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項記載の画像処理装置。
5. 前記低減処理部は、相互に低減処理の程度が異なる複数の処理部を備え、前記補正処理による補正の程度に応じた程度の低減処理を実行する処理部を使用するものであることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項記載の画像処理装置。
6. 光を発する光源；
   被写体像を撮影して該被写体像を所定の複数色に色分解することで、該被写体像を表した複数の色分解画像を生成する、それら複数の色分解画像が該被写体像上で互いに位置ずれしている撮像機を備えた光プローブ；
   前記撮像機で生成された複数の色分解画像を取得する画像取得部と、
   前記複数の色分解画像における前記被写体像上での位置を一致させる一致処理部と、
   前記複数の色分解画像に対し、前記撮像機における前記複数色に対する感度と所定の標準感度との相違を補正する補正処理を施す補正処理部と、
   前記一致処理部の処理によって生じる偽色を、前記補正処理による補正の程度に応じた程度に低減させる低減処理部とを備えた画像処理装置；および
   前記画像処理装置で画像処理が施された画像データに基づいた画像を表示する表示装置を備えたことを特徴とする内視鏡システム。
7. 前記光プローブが、前記画像処理装置に着脱自在に装着されるものであることを特徴とする請求項６記載の内視鏡システム。

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