JP2009125411A - 内視鏡画像処理方法および装置ならびにこれを用いた内視鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】簡単なシステム構成で蛍光画像と背景画像とを取得する。
【解決手段】被写体に励起光Ｌ１が照射されたときに、撮像素子２２により被写体から反射した励起光Ｌ１と被写体から発する蛍光Ｌ２とが撮像され、画像取得部３１においてカラー画像Ｐが取得される。その後、分光画像生成部３４においてカラー画像Ｐのうち励起光Ｌ１の波長成分Δλ１と蛍光Ｌ２の波長成分Δλ２とを別々の原色成分に割り当てることにより、励起光Ｌ１を示す背景画像ＳＰｂと蛍光Ｌ２を示す蛍光画像ＳＰｒとからなる分光推定画像ＳＰが生成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、被写体に励起光を照射したときに被写体から射出する蛍光を観察するための内視鏡画像処理方法および装置ならびにこれを用いた内視鏡システムに関するものである。

生体組織に特定の波長の励起光が照射されたとき、生体組織の自家蛍光が発することが知られている。そこで、内視鏡装置を用いて体腔内の生体組織に励起光を照射し、生体組織からの自家蛍光を検出する内視鏡装置が提案されている。ここで、蛍光観察を行う際、励起光が照射されている部位と蛍光が射出されている部位とを比較するために、蛍光の状態を示す蛍光画像および励起光の照射状態を示す背景画像が必要になる。

ここで、被写体から反射した励起光と蛍光とをハーフプリズムやバンドパスフィルタ等を用いて分光し、励起光と蛍光とを別々の撮像素子を用いて撮像することが知られている。あるいは特許文献１に示すように、撮像素子の受光面側に励起光を遮光して蛍光を透過するろ過フィルタと励起光を透過するろ過フィルタとを一定周期で切り替えることにより、異なる時間に蛍光を撮像した蛍光画像と励起光を撮像した背景画像とをそれぞれ取得する方法が提案されている。
特開２０００−２７０２６５号公報

しかし、蛍光信号の撮像と背景信号の撮像とを別々に設けたときには撮像素子が複数必要になるとともにハーフプリズム等の光学部品が必要になり、システム構成が複雑になるという問題がある。また、特許文献１に示すように、時系列的に蛍光と背景画像とを取得するとき、被写体が動いたときに背景画像と蛍光画像との空間的な位置のずれが生じる場合があり、正確な診断を行うことができないという問題がある。

そこで、本発明は、簡単なシステム構成で蛍光画像と背景画像とを取得することができる内視鏡画像処理方法、装置ならびに内視鏡システムを提供することを目的とするものである。

本発明の内視鏡画像処理方法は、被写体に励起光が照射されたときに被写体から反射した励起光と被写体が発した蛍光とを撮像してカラー画像を取得し、取得したカラー画像のうち励起光の波長成分と蛍光の波長成分とを別々の原色成分に割り当てることにより、励起光を示す背景画像と蛍光を示す蛍光画像とからなる分光推定画像を生成することを特徴とするものである。

本発明の内視鏡画像処理装置は、被写体に励起光が照射されたときに被写体から反射した励起光と被写体が発した蛍光とを撮像してカラー画像を取得する画像取得部と、画像取得部により取得されたカラー画像から励起光の波長成分と蛍光の波長成分とを別々の原色成分に割り当てることにより、励起光を示す背景画像と蛍光を示す蛍光画像とからなる分光推定画像を生成する分光画像生成部とを備えたことを特徴とするものである。

本発明の内視鏡システムは、被写体に励起光を射出する光源ユニットと、光源ユニットから射出した励起光を被写体まで導波するともに、被写体に励起光が照射されたときに被写体から反射した励起光と被写体が発した蛍光とを撮像する撮像素子を備えたスコープと、スコープにより撮像された被写体像から蛍光画像を抽出する内視鏡画像処理装置とを備えた内視鏡システムであって、内視鏡画像処理装置が、撮像素子により撮像されたカラー画像を取得する画像取得部と、画像取得部により取得されたカラー画像から励起光の波長成分と蛍光の波長成分とを別々の原色成分に割り当てることにより、励起光を示す背景画像と蛍光を示す蛍光画像とからなる分光推定画像を生成する分光画像生成部とを備えたものであることを特徴とするものである。

ここで、蛍光は、励起光の照射により発せられたものであればよく、たとえば生体組織に青色の波長域の励起光を照射したとき、生体が本来持っている蛍光成分により緑色の波長域から赤色の波長域にかけて微弱な光を発光する自家蛍光であってもよい。あるいは、略5-アミノレブリン酸（5-AminoLevulinic Acid (ALA)）に波長４０５ｎｍの励起光を照射することにより、６３６ｎｍ近傍の波長からなる蛍光を撮像したものであってもよい。あるいは、たとえば体腔内に注入したインドシアニングリーン（ICG）に波長７８０ｎｍの励起光を照射することにより、８４０ｎｍ近傍の波長からなる蛍光を撮像したものであってもよい。

また、分光推定画像は、各原色成分を別々に表示装置に表示することにより、蛍光画像のみもしくは背景画像のみを表示させることができる。

なお、内視鏡画像処理装置は、画像取得部において取得されたカラー画像に対しガンマ補正を行うガンマ補正部をさらに備えたものであってもよい。このとき、分光画像生成部は、ガンマ補正部によりガンマ補正されたカラー画像を用いて分光推定画像を生成する。

また、分光画像生成部は、ＲＧＢの各原色成分からなる分光推定画像のいずれの原色成分に蛍光の波長域を割り当ててもよく、たとえば励起光の波長成分をＲ信号およびＢ信号に割り当てて背景画像とし、蛍光の波長成分をＧ信号に割り当てて蛍光画像として分光推定画像を生成するようにしてもよい。

なお、分光画像生成部は、分光推定画像を生成する他に、カラー画像もしくは分光推定画像から略５００〜５５０ｎｍ（緑色）の波長域からなるサブ蛍光画像を生成する機能を有していてもよい。このとき、内視鏡画像処理装置は、分光推定画像における蛍光の原色成分の各画素値に対するサブ蛍光画像の比を病変指数として算出し、算出した病変指数の値に基づいて色づけした病変指数画像を生成する病変画像生成部をさらに備えたものであってもよい。

また、スコープは、撮像素子の受光面側に配置された、撮像素子における励起光の受光光量を減少させるカットフィルタをさらに備えたものであってよい。

本発明の内視鏡画像処理方法および装置ならびにこれを用いた内視鏡システムによれば、被写体に励起光が照射されたときに被写体から反射した励起光と被写体から発した蛍光とを撮像してカラー画像を取得し、取得したカラー画像のうち励起光の波長成分と蛍光の波長成分とを別々の原色成分に割り当てた分光推定画像を生成することにより、従来のように、別々の撮像素子を設ける必要がなくても励起光および蛍光の波長域情報に基づきカラー画像から背景画像および蛍光画像を生成することができ、簡単な構成で蛍光の発光状態を確認することができる。

なお、画像取得部において取得されたカラー画像に対しガンマ補正を行うガンマ補正部をさらに備え、分光画像生成部が、ガンマ補正部によりガンマ補正されたカラー画像を用いて分光推定画像を生成するものであれば、分光推定画像における励起光を示す信号値を小さくし蛍光を示す信号値を大きくすることができるため、蛍光部分を強調した分光推定画像を生成することができる。

また、励起光が青色の波長域を有し蛍光が自家蛍光であり、分光画像生成部が、カラー画像もしくは分光推定画像から緑色の波長域からなるサブ蛍光画像を生成する機能を有するものであり、蛍光画像の画素値に対するサブ蛍光画像の画素値の比を病変指数として各画素毎に算出し、算出した該病変指数の値に基づいて色づけした病変指数画像を生成する病変画像生成部をさらに備えたものであれば、病変部位よりも正常部位の方が自家蛍光の波長域において緑色の波長域の強度が占める割合が高いことに着目し、蛍光を発した部分における緑色の波長域である略５００〜５５０ｎｍの占める割合を病変指数画像として可視化することにより、正確な蛍光診断を行うことができる。

さらに、スコープが、撮像素子の受光面側に配置された、撮像素子における励起光の受光光量を減少させるカットフィルタをさらに備えたものであるとき、蛍光の発光量を増加させるために励起光の照射光量を増大させたときであっても、撮像素子が飽和するのを防止して精度良く励起光および蛍光の撮像を行うことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による内視鏡システム１の基本構成を示すものである。内視鏡システム１は、光源ユニット１０、スコープ２０、内視鏡画像処理装置３０を備えている。

光源ユニット１０は内視鏡による観察を行うための光を射出するものであって、通常観察を行うための通常光Ｌ０を射出するキセノンランプ等からなる通常光源１０Ａと、蛍光観察を行うための励起光Ｌ１とを射出する可視レーザ装置等からなる特殊光源１０Ｂとを備えている。光源ユニット１０は、スコープ２０のライトガイド１５に光学的に接続されており、通常観察時においては通常光源１０Ａから射出された通常光Ｌ０がライトガイド１５内に入射され、蛍光観察時においては特殊光源１０Ｂから射出された励起光Ｌ１がライトガイド１５内に入射される。そして、通常光Ｌ０および励起光Ｌ１はライトガイド１５を介して観察窓１６から被写体に照射される。

スコープ２０は、結像光学系２１、撮像素子２２、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２３、Ａ／Ｄ変換部２４、ＣＣＤ駆動部２５、レンズ駆動部２６等を有しており、各構成要素はスコープコントローラ２７により制御されている。撮像素子２２はたとえばＣＣＤやＣＭＯＳ等からなり、結像光学系２１により結像された被写体像を光電変換してカラー画像Ｐを取得するものである。この撮像素子２２としては、例えば撮像面にＭｇ（マゼンタ），Ｙｅ（イエロー），Ｃｙ（シアン），Ｇ（グリーン）の色フィルタを有する補色型、あるいはＲＧＢの色フィルタを有する原色型が用いられる。なお、撮像素子２２の動作はＣＣＤ駆動部２５により制御されている。撮像素子２２が画像（映像）信号を取得したとき、ＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）回路２３がサンプリングして増幅し、Ａ／Ｄ変換器２４がＣＤＳ／ＡＧＣ回路１７から出力されたカラー画像ＰをＡ／Ｄ変換し、内視鏡画像処理装置３０に出力される。

なお、撮像素子２２が飽和するのを防止するために、スコープ２０には蛍光観察時において撮像素子２２の受光面側に励起光Ｌ１の波長域の光を遮光するバンドカットフィルタが設けられていてもよい。

次に、図１を参照して本発明の内視鏡画像処理装置の好ましい実施形態について説明する。内視鏡画像処理装置３０は、スコープ２０から出力されたカラー画像の画像処理を行うものであって、画像取得部３１、ノイズ除去部３３、分光画像生成部３４、表示制御部３６等を備えている。

画像取得部３１は、たとえばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）等からなり、スコープ２０の撮像素子２２により撮像された、被写体に励起光Ｌ１が照射されたときに被写体から反射した励起光Ｌ１と励起光Ｌ１の照射により自家蛍光した蛍光Ｌ２とをカラー画像Ｐとして取得するものである。なお、この画像取得部３１は、Ｍｇ（マゼンタ），Ｙｅ（イエロー），Ｃｙ（シアン），Ｇ（グリーン）からなるカラー画像Ｐを取得したとき、ＲＧＢからなるカラー画像に変換する機能を有している。

ガンマ補正部３２は、図２に示すようなガンマ曲線に基づいてカラー画像Ｐの各画素値を補正するものである。つまり、蛍光Ｌ２は励起光Ｌ１に比べて微弱であるため、カラー画像Ｐに対しガンマ補正を施すことにより、蛍光Ｌ２の信号値を増大させるとともに、励起光Ｌ１の信号値を減衰させる。これにより、画質のよい蛍光画像ＳＰｒを取得することができる。ノイズ除去部３３は、ガンマ補正部３２によりガンマ補正されたカラー画像Ｐ内のノイズを除去するものであって、ノイズ除去方法としては公知の技術を用いることができる。

分光画像生成部３４は、画像取得部３１により取得されノイズ除去部３３によりノイズ除去されたたカラー画像Ｐから励起光Ｌ１の波長成分と蛍光の波長成分とを別々の原色成分に割り当てた分光推定画像を生成するものである。分光画像生成部３４の動作例の詳細については特開２００３−９３３３６号公報に記載されている。

具体的には、分光画像生成部３４は、下記式（１）に示すマトリクス演算を行うことにより、カラー画像Ｐのうち励起光の波長成分Δλ１からなる背景画像を抽出する。

なお、上記式（１）において、Ｒ_SP、Ｇ_SP、Ｂ_SPは分光推定画像ＳＰのＲＧＢ成分、Ｒ_P、Ｇ_P、Ｂ_Pはカラー画像ＰのＲＧＢ成分、ｋ１ｒ、ｋ１ｇ、ｋ１ｂ、ｋ２ｒ、ｋ２ｇ、ｋ２ｂはマトリクス演算を行うためのマトリクスパラメータをそれぞれ示している。

ここで、図３に示すように、パラメータデータベース３５にはたとえば４００ｎｍから７００ｎｍの波長域を５ｎｍ間隔で分けた波長域毎にマトリクスパラメータＰ_i＝（ｋｒ_i，ｋｇ_i，ｋｂ_i）（ｉ＝１〜６１）が記憶されている。図４は自家蛍光における励起光Ｌ１および蛍光Ｌ２の波長帯域の一例を示すグラフである。図４に示すように、励起光Ｌ１は略４０５〜４６０ｎｍの波長域Δλ１からなり、蛍光Ｌ２は４６０ｎｍ〜７００ｎｍの波長域Δλ２からなるものである。

そこで、分光画像生成部３４は、パラメータデータベースＤＢ内のマトリクスパラメータＰｉから第１波長域Δλ１におけるマトリクスパラメータＰ_iの各成分の総和を算出してパラメータｋ１ｒ、ｋ１ｇ、ｋ１ｂを求める。同様に、分光画像生成部３４は、第２波長域Δλ２におけるマトリクスパラメータＰ_iの各成分の総和を算出してパラメータｋ２ｒ、ｋ２ｇ、ｋ２ｂを求める。そして、分光画像生成部３４は、上記式（１）により励起光Ｌ１をＲ成分およびＢ成分に割り当てた背景画像ＳＰｂと、蛍光Ｌ２をＧ成分に割り当てた蛍光画像ＳＰｒとからなる分光推定画像ＳＰを生成する。

なお、蛍光Ｌ２は励起光Ｌ１の強度に対して微弱であるため、被写体に励起光Ｌ１が照射されているとき、通常観察では明瞭な蛍光像を得ることができない。しかし、励起光Ｌ１と蛍光Ｌ２とは異なる波長域Δλ１、Δλ２からなるものであって（図４参照）、体腔内の大部分は赤色からなっているため、励起光Ｌ１が被写体において反射する成分は少ないものである。よって、上記蛍光Ｌ２の波長域Δλ２を抽出して分光推定画像ＳＰのＧ成分からなる蛍光画像ＳＰｒを取得することができる。

また、図３および図４において、蛍光Ｌ２が自家蛍光の場合について例示しているが、たとえば体腔内に注入した5-アミノレブリン酸（5-AminoLevulinic Acid (ALA)）に波長４０５ｎｍの励起光Ｌ１を照射することにより、６３６ｎｍ近傍の波長からなる蛍光Ｌ２を撮像したものであってもよい。あるいは、たとえば体腔内に注入したインドシアニングリーン（ICG）に波長７８０ｎｍの励起光Ｌ１を照射することにより、８４０ｎｍ近傍の波長からなる蛍光Ｌ２を撮像したものであってもよい。このとき、分光画像生成部３４は、励起光Ｌ１および蛍光Ｌ２の各波長域Δλ１、Δλ２を予め調べておき、各波長域Δλ１、Δλ２に対応したマトリクスパラメータを用いたマトリクス演算を行うことにより、励起光Ｌ１と蛍光Ｌ２とを別々の原色成分に割り当てた分光推定画像ＳＰを生成する。

図１の表示制御部３６は、液晶表示装置やＣＲＴ等からなる表示装置３に各種画像を表示するものである。具体的には、表示制御部３６は、画像取得部３１において取得されたカラー画像Ｐ、ガンマ補正部３２によりガンマ補正されたカラー画像Ｐ、ノイズ除去部３３によりノイズ除去されたカラー画像Ｐ、分光画像生成部３４により生成された分光推定画像ＳＰ、分光推定画像ＳＰを構成する背景画像ＳＰｂおよび蛍光画像ＳＰｒを入力部２からの入力に従い選択してもしくは並べて表示装置３に表示する機能を有している。なお、表示制御部３６は鏡像処理を行う鏡像処理部３６ａと、各種画像からマスク画像を生成して表示するマスク発生部３６ｂ、上記各種画像に関する情報をキャラクタ情報として表示するキャラクタ発生部３６ｃとを有し、各種信号処理された画像を表示するようになっている。

図５は本発明の内視鏡画像処理方法の好ましい実施形態を示すフローチャートであり、図１から図５を参照して内視鏡画像処理方法について説明する。まず、入力部２を介して内視鏡システム１全体が自家蛍光を観察するための蛍光観察モードに設定される。すると、光源ユニット１０から励起光Ｌ１が射出され、ライトガイド１５および観察窓１６を介して被写体に照射される（ステップＳＴ１）。

そして、撮像素子２２により被写体から反射した励起光Ｌ１および被写体が自家蛍光Ｌ２がカラー画像Ｐとして取得される（ステップＳＴ２）。この撮像信号はＣＤＳ／ＡＧＣ回路１７で相関二重サンプリングおよび自動利得制御による増幅されて、Ａ／Ｄ変換器１８においてＡ／Ｄ変換された後、内視鏡画像処理装置３０に出力される。

内視鏡画像処理装置３０において、画像取得部３１によりカラー画像Ｐが取得される（ステップＳＴ３）。その後、ガンマ補正部３２によるガンマ補正処理およびノイズ除去部３３によりノイズ除去処理が施される（ステップＳＴ４）。そして、分光画像生成部３４においてカラー画像Ｐを用いて上記式（１）および図３のマトリクスデータを用いてマトリクス演算がなされ、分光推定画像ＳＰが生成される（ステップＳＴ５）。生成した分光推定画像ＳＰは、表示制御部３６により表示装置３に表示される。このとき、表示装置３には、入力部２の入力に従い、Ｇ成分からなる蛍光画像ＳＰｒ、ＲＧＢ成分からなる分光推定画像ＳＰ、ＲＢ成分からなる励起光を示す画像が切り替え表示される。

このように、励起光Ｌ１の波長成分Δλ１と蛍光Ｌ２の波長成分Δλ２とを別々の原色成分に割り当てた分光推定画像ＳＰを生成することにより、従来のように、別々の撮像素子を設ける必要がなく、簡単な構成で蛍光画像ＳＰｒを取得して蛍光Ｌ２の発光状態を確認することができる。また、背景画像ＳＰｂと蛍光画像ＳＰｒとを同一のカラー画像Ｐから取得することができるため、背景画像ＳＰｂと蛍光画像ＳＰｒの取得タイミングのずれによる位置ずれを生じるのを防止し、励起光Ｌ１が照射されている部位と蛍光Ｌ２を発している部位との比較を正確に行うことができる。

図６は本発明の内視鏡画像処理装置の別の実施形態を示すブロック図である。なお、図６の内視鏡画像処理装置１３０において図１の内視鏡画像処理装置３０と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図６の内視鏡画像処理装置１３０が図１の内視鏡画像処理装置３０と異なる点は、病変画像生成部１３５が設けられている点である。

病変画像生成部１３５は、病変指数を算出するとともに病変指数の値に基づいて色づけした病変指数画像を生成するものである。具体的には、分光画像生成部３４はカラー画像Ｐもしくは分光推定画像ＳＰから緑色（略５００〜５５０ｎｍ）の波長域からなるサブ蛍光画像ＳＰｒ１０を生成する機能を有している。つまり、蛍光画像ＳＰｒは緑色〜赤色（４７０ｎｍ〜７００ｎｍ）の波長域を示す画像であるのに対し、サブ蛍光画像ＳＰｒ１０は、蛍光画像ＳＰｒのうち緑色の波長域（略５００〜５５０ｎｍの波長域）を示す画像である。

病変画像生成部１３５は、蛍光画像ＳＰｒの画素値に対するサブ蛍光画像ＳＰｒ１０の画素値の比を病変指数（０．０〜１．０）として各画素毎に算出し、算出した病変指数の値に基づいて色づけした病変指数画像を生成する。たとえば、病変指数が高くなるにつれて輝度が大きくなるような色づけを行う。そして、表示制御部３６は入力部２からの入力に従い生成された病変指数画像を表示装置３に表示する。

このように、自家蛍光Ｌ２の波長域において病変部位よりも正常部位の方が緑色の波長域の強度が占める割合が高いことに着目し、蛍光を発した部分における緑色の波長域である略５００〜５５０ｎｍの占める割合を病変指数画像として可視化することにより、正確な蛍光診断を行うことができる。

上記各実施の形態によれば、被写体に励起光Ｌ１が照射されたときに被写体から反射した励起光Ｌ１と被写体から発した蛍光Ｌ２とを撮像してカラー画像Ｐを取得し、取得したカラー画像Ｐのうち励起光Ｌ１の波長成分と蛍光Ｌ２の波長成分とを別々の原色成分に割り当てた分光推定画像ＳＰを生成することにより、従来のように、別々の撮像素子を設ける必要がなくても励起光Ｌ１および蛍光Ｌ２の波長域情報に基づきカラー画像Ｐから背景画像ＳＰｂおよび蛍光画像ＳＰｒを生成することができ、簡単な構成で蛍光Ｌ２の発光状態を確認することができる。

また、図１および図２に示すように、画像取得部３１において取得されたカラー画像Ｐに対しガンマ補正を行うガンマ補正部３２をさらに備え、分光画像生成部３４が、ガンマ補正部３２によりガンマ補正されたカラー画像Ｐを用いて分光推定画像ＳＰを生成するものであれば、分光推定画像ＳＰにおける励起光Ｌ１を示す信号値を小さくし蛍光Ｌ２を示す信号値を大きくすることができるため、蛍光部分を強調した分光推定画像ＳＰを生成することができる。

また、図６に示すように、励起光Ｌ１が青色の波長域を有し蛍光Ｌ２が自家蛍光であり、分光画像生成部が、カラー画像Ｐもしくは分光推定画像ＳＰから緑色の波長域からなるサブ蛍光画像ＳＰｒ１０を生成する機能を有するものであり、蛍光画像ＳＰｒの画素値に対するサブ蛍光画像ＳＰｒ１０の画素値の比を病変指数として各画素毎に算出し、算出した病変指数の値に基づいて色づけした病変指数画像を生成する病変画像生成部１３５をさらに備えたものであれば、病変部位よりも正常部位の方が自家蛍光Ｌ２の波長域において緑色の波長域の強度が占める割合が高いことに着目し、蛍光Ｌ２を発した部分における緑色の波長域である略５００〜５５０ｎｍの占める割合を病変指数画像として可視化することにより、正確な蛍光診断を行うことができる。

さらに、スコープ２０が、撮像素子２２の受光面側に配置された、撮像素子における励起光Ｌ１の受光光量を減少させるカットフィルタをさらに備えたものであるとき、蛍光Ｌ２の発光量を増加させるために励起光Ｌ１の照射光量を増大させたときであっても、撮像素子が飽和するのを防止して精度良く励起光Ｌ１および蛍光Ｌ２の撮像を行うことができる。

本発明の実施の形態は上記実施の形態に限定されない。たとえば、上記式（１）において、分光推定画像ＳＰのうち、励起光Ｌ１の波長域Δλ１をＲ成分およびＢ成分に割り当て、蛍光Ｌ２の波長域Δλ２をＧ成分に割り当てた場合について例示しているが、励起光Ｌ１および蛍光Ｌ２は分光推定画像ＳＰのいずれのＲＧＢ成分に割り当てられてもよい。

また、上記実施形態において、内視鏡画像処理装置３０はＤＳＰ等のハードウェアを用いて構成される場合について例示しているが、内視鏡画像処理装置がパーソナルコンピュータ等のコンピュータからなるものであってもよい。このとき、図１の内視鏡画像処理装置３０の構成は補助記憶装置に読み込まれた内視鏡画像処理プログラムをコンピュータ（たとえばパーソナルコンピュータ等）上で実行することにより実現される。

さらに、上記実施の形態において、内視鏡システム１は通常観察と蛍光観察の双方を行うことができる場合について例示しているが、蛍光観察のみを行う内視鏡システムについても上記内視鏡画像処理装置３０を適用することができる。

本発明の内視鏡画像処理装置の好ましい実施の形態を示すブロック図 図１のガンマ補正部におけるガンマ補正特性を示すグラフ 図１のマトリクスデータベースの一例を示すデータ図 励起光と自家蛍光の波長帯域の一例を示すグラフ 本発明の内視鏡画像処理方法の好ましい実施形態を示すフローチャート 本発明の内視鏡画像処理装置の別の実施形態を示すブロック図

符号の説明

１ 内視鏡システム
１０ 光源ユニット
１５ ライトガイド
１６ 観察窓
２０ スコープ
２１ 結像光学系
２２ 撮像素子
３０、１３０ 内視鏡画像処理装置
３１ 画像取得部
３２ ガンマ補正部
３３ ノイズ除去部
３４ 分光画像生成部
Ｌ１ 励起光
Ｌ２ 蛍光
Ｐ カラー画像
ＳＰ 分光推定画像
ＳＰｂ 背景画像
ＳＰｒ 蛍光画像
ＳＰｒ１０ サブ蛍光画像

Claims (9)

1. 被写体に励起光が照射されたときに該被写体から反射した励起光と該被写体が発した蛍光とを撮像してカラー画像を取得し、
   取得した前記カラー画像のうち前記励起光の波長成分と前記蛍光の波長成分とを別々の原色成分に割り当てることにより、前記励起光を示す背景画像と前記蛍光を示す蛍光画像とからなる分光推定画像を生成する
   ことを特徴とする内視鏡画像処理方法。
2. 被写体に励起光が照射されたときに該被写体から反射した励起光と該被写体か発した蛍光とを撮像してカラー画像を取得する画像取得部と、
   該画像取得部により取得された前記カラー画像から前記励起光の波長成分と前記蛍光の波長成分とを別々の原色成分に割り当てることにより、前記励起光を示す背景画像と前記蛍光を示す蛍光画像とからなる分光推定画像を生成する分光画像生成部と
   を備えたことを特徴とする内視鏡画像処理装置。
3. 前記画像取得部において取得された前記カラー画像に対しガンマ補正を行うガンマ補正部をさらに備え、
   前記分光画像生成部が、前記ガンマ補正部によりガンマ補正された前記カラー画像を用いて前記分光推定画像を生成するものであることを特徴とする請求項２記載の内視鏡画像処理装置。
4. 前記励起光が青色の波長域を有し前記蛍光が自家蛍光であり、
   前記分光画像生成部が、前記励起光の波長域に対応したマトリクスパラメータと、前記蛍光の波長域に対応したマトリクスパラメータとを用いて前記分光推定画像を生成するものであることを特徴とする請求項２または３記載の内視鏡画像処理装置。
5. 前記分光画像生成部が前記カラー画像もしくは前記分光推定画像から緑色の波長域からなるサブ蛍光画像を生成する機能を有するものであり、
   前記蛍光画像の画素値に対する前記サブ蛍光画像の画素値の比を病変指数として各画素毎に算出し、算出した該病変指数の値に基づいて色づけした病変指数画像を生成する病変画像生成部をさらに備えたことを特徴とする請求項４記載の内視鏡画像処理装置。
6. 前記励起光が青色の波長域を有し、前記蛍光が5-アミノレブリン酸により染色された前記被写体から射出したものであることを特徴とする請求項２または３記載の内視鏡画像処理装置。
7. 前記励起光が赤外光であり、前記蛍光がインドシアニングリーンにより染色された前記被写体から射出したものであることを特徴とする請求項２または３記載の内視鏡画像処理装置。
8. 被写体に励起光を射出する光源ユニットと、該光源ユニットから射出した前記励起光を前記被写体まで導波するともに、前記被写体に前記励起光が照射されたときに該被写体から反射した励起光と該被写体が発した蛍光とを撮像する撮像素子を備えたスコープと、該スコープにより撮像された被写体像から蛍光画像を抽出する内視鏡画像処理装置とを備えた内視鏡システムであって、
   前記内視鏡画像処理装置が、
   前記撮像素子により撮像されたカラー画像を取得する画像取得部と、
   該画像取得部により取得された前記カラー画像から前記励起光の波長成分と前記蛍光の波長成分とを別々の原色成分に割り当てることにより、前記励起光を示す背景画像と前記蛍光を示す蛍光画像とからなる分光推定画像を生成する分光画像生成部と
   を備えたものであることを特徴とする内視鏡システム。
9. 前記スコープが、前記撮像素子の受光面側に配置された、該撮像素子において前記励起光の波長域の受光光量を減少させるカットフィルタをさらに備えたものであることを特徴とする請求項８記載の内視鏡システム。

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