JP2013013589A - Image signal processor, imaging system, and electronic endoscope system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像信号をモニタ表示可能に処理する画像信号処理装置に関連し、詳しくは、観察視野に含まれる種々の特定構造の狭帯域光画像をモニタの表示画面に表示させるのに好適な画像信号処理装置、撮像システム、及び電子内視鏡システムに関する。 The present invention relates to an image signal processing apparatus that processes an image signal so that it can be displayed on a monitor. Specifically, the present invention is suitable for displaying narrowband light images of various specific structures included in an observation visual field on a display screen of a monitor. The present invention relates to an image signal processing device, an imaging system, and an electronic endoscope system.
医療機器分野においては、体腔内に狭帯域光を照射して体腔内の特定部位の強調画像(狭帯域光画像)を生成して表示する電子内視鏡システムが知られている。この種の電子内視鏡システムの具体的構成例は、特許文献1に記載されている。
In the medical device field, an electronic endoscope system is known that generates and displays an enhanced image (narrowband light image) of a specific part in a body cavity by irradiating the body cavity with narrowband light. A specific configuration example of this type of electronic endoscope system is described in
特許文献1に記載の電子内視鏡システムは、面順次方式対応の二種類のフィルタ組が配置された回転フィルタを有している。回転フィルタの円周方向(外周側)には、光源から放射された白色光を、自然な色再現に適するように各フィルタ光がオーバーラップした分光特性を持つ面順次光にフィルタリングする第一のフィルタ組が配置されている。回転フィルタの円周方向(内周側)には、光源から放射された白色光を、深層組織情報が抽出可能な離散的かつ狭帯域な分光特性を持つ面順次光にフィルタリングする第二のフィルタ組が配置されている。
The electronic endoscope system described in
第一と第二のフィルタ組は、所定のモード切替操作に従って照明光路に択一的に配置される。照明光路に配置されるフィルタ組を切り替えると、照明光の分光特性の変化に伴い色再現性が変化する。特許文献1に記載の電子内視鏡システムにおいては、フィルタ組を切り替えた際の色再現性の変化を抑えるべく、各フィルタ組に対応する専用のカラーマトリクス係数を用いて色変換処理を行うように構成されている。
The first and second filter sets are alternatively arranged in the illumination optical path according to a predetermined mode switching operation. When the filter group arranged in the illumination optical path is switched, the color reproducibility changes with the change in the spectral characteristics of the illumination light. In the electronic endoscope system described in
しかし、特許文献1に記載の電子内視鏡システムでは、各フィルタ組に対して固定された値(カラーマトリクス係数)を用いて色変換処理が行われるため、モニタの表示画面には所定の生体構造に特化した狭帯域光画像しか表示されない。そのため、術者は他の重要な生体情報を見落とす虞がある。
However, in the electronic endoscope system described in
上記の課題を解決する本発明の一形態に係る画像信号処理装置は、所定の狭帯域光で照射された被写体を撮影した撮像装置からの画像信号が入力する画像信号入力手段と、撮影された被写体の表示モードを複数種類の表示モードの中から指定する表示モード指定手段と、各表示モードに対応する複数種類のカラーマトリクス係数を記憶するカラーマトリクス係数記憶手段と、指定された表示モードに対応するカラーマトリクス係数をカラーマトリクス係数記憶手段から取得して、画像信号に対して色変換処理を行い、撮影された被写体の画像を生成する画像生成手段とを有することを特徴とする装置である。 An image signal processing apparatus according to an aspect of the present invention that solves the above-described problem is captured by an image signal input unit that inputs an image signal from an imaging apparatus that captures a subject irradiated with a predetermined narrowband light. Display mode specification means for specifying the display mode of the subject from a plurality of display modes, color matrix coefficient storage means for storing a plurality of types of color matrix coefficients corresponding to each display mode, and correspondence to the specified display mode An image generation unit that obtains a color matrix coefficient to be obtained from a color matrix coefficient storage unit, performs a color conversion process on the image signal, and generates an image of a photographed subject.
本発明に係る画像信号処理装置によれば、一種類の特定の狭帯域光を被写体に照射した場合であっても、複数種類の表示モードを適宜切り替えることにより、観察視野に含まれる種々の特定構造の狭帯域光画像をモニタの表示画面に表示させることができる。そのため、術者による重要な生体情報の見落とし等が好適に防がれる。 According to the image signal processing device of the present invention, even when one type of specific narrow-band light is irradiated on the subject, various types of identification included in the observation field of view can be performed by appropriately switching a plurality of types of display modes. A narrow-band optical image having a structure can be displayed on the display screen of the monitor. Therefore, oversight of important biological information by the surgeon can be suitably prevented.
本発明に係る画像信号処理装置は、所定の狭帯域光を撮像装置が有するライトガイドを通じて被写体に照射する狭帯域光照射手段を有する構成としてもよい。すなわち、画像信号処理装置は、光源装置と画像信号処理装置の二つの装置が一体化された構成としてもよい。 The image signal processing apparatus according to the present invention may include a narrowband light irradiating unit that irradiates a subject with predetermined narrowband light through a light guide included in the imaging apparatus. That is, the image signal processing device may be configured such that the two devices of the light source device and the image signal processing device are integrated.
狭帯域光照射手段は、夫々異なる分光特性を有する複数種類の狭帯域光をライトガイドを通じて被写体に選択的に照射する構成としてもよい。また、カラーマトリクス係数記憶手段は、狭帯域光毎に別個に関連付けられた複数種類の表示モードの各々に対応するカラーマトリクス係数を記憶したものとしてもよい。この場合、画像生成手段は、現在被写体に照射されている狭帯域光に関連付けられた複数種類の表示モードのうち指定された表示モードに対応するカラーマトリクス係数をカラーマトリクス係数記憶手段から取得して、画像信号に対して色変換処理を行い、撮影された被写体の画像を生成する構成としてもよい。 The narrow-band light irradiating means may be configured to selectively irradiate a subject with a plurality of types of narrow-band light having different spectral characteristics through a light guide. The color matrix coefficient storage means may store color matrix coefficients corresponding to each of a plurality of types of display modes separately associated with each narrowband light. In this case, the image generation means acquires from the color matrix coefficient storage means a color matrix coefficient corresponding to the designated display mode among a plurality of types of display modes associated with the narrowband light currently irradiated on the subject. Alternatively, the image signal may be subjected to color conversion processing to generate a photographed subject image.
狭帯域光照射手段は、所定の広帯域光を放射する光源と、広帯域光を夫々異なる分光特性を有する狭帯域光に分光する複数種類の狭帯域光フィルタと、複数種類の狭帯域光フィルタの何れか一つを指定するフィルタ指定手段と、指定された狭帯域光フィルタを広帯域光の光路に配置するフィルタ配置手段とを有する構成としてもよい。 The narrow-band light irradiating means includes any one of a light source that emits predetermined broadband light, a plurality of types of narrow-band optical filters that split the broadband light into narrow-band light having different spectral characteristics, and a plurality of types of narrow-band optical filters. It is also possible to have a configuration having filter designating means for designating one of them and filter placement means for placing the designated narrowband optical filter in the optical path of the broadband light.
上記の課題を解決する本発明の一形態に係る撮像システムは、所定の狭帯域光を被写体に照射する狭帯域光照射手段と、狭帯域光が照射された被写体を撮影する撮影手段と、撮影された被写体の表示モードを複数種類の表示モードの中から指定する表示モード指定手段と、各表示モードに対応する複数種類のカラーマトリクス係数を記憶するカラーマトリクス係数記憶手段と、指定された表示モードに対応するカラーマトリクス係数をカラーマトリクス係数記憶手段から取得して、画像信号に対して色変換処理を行い、撮影された被写体の画像を生成する画像生成手段とを有することを特徴とするシステムである。 An imaging system according to an aspect of the present invention that solves the above problems includes a narrowband light irradiating unit that irradiates a subject with predetermined narrowband light, a photographing unit that photographs a subject irradiated with the narrowband light, and photographing. Display mode designating means for designating the display mode of the subject selected from a plurality of types of display modes, a color matrix coefficient storage means for storing a plurality of types of color matrix coefficients corresponding to each display mode, and the designated display mode A color matrix coefficient corresponding to the image signal is obtained from the color matrix coefficient storage means, color conversion processing is performed on the image signal, and an image generation means for generating a photographed subject image is provided. is there.
また、上記の課題を解決する本発明の一形態に係る電子内視鏡システムは、上記画像信号処理装置と、所定の撮像装置である電子内視鏡を有することを特徴とするシステムである。 In addition, an electronic endoscope system according to an embodiment of the present invention that solves the above-described problems is a system including the image signal processing device and an electronic endoscope that is a predetermined imaging device.
また、上記の課題を解決する本発明の別の形態に係る電子内視鏡システムは、上記撮像システムの一形態であって、狭帯域光照射手段、表示モード指定手段、カラーマトリクス係数記憶手段、及び画像生成手段を有するプロセッサと、撮影手段を有する電子内視鏡とを有することを特徴とするシステムである。 An electronic endoscope system according to another aspect of the present invention that solves the above problems is an embodiment of the imaging system, and includes narrowband light irradiation means, display mode designation means, color matrix coefficient storage means, And a processor having an image generating means and an electronic endoscope having a photographing means.
本発明によれば、一種類の特定の狭帯域光を被写体に照射した場合であっても、複数種類の表示モードを適宜切り替えることにより、観察視野に含まれる種々の特定構造の狭帯域光画像をモニタの表示画面に表示させることができる画像信号処理装置、撮像システム、及び電子内視鏡システムが提供される。 According to the present invention, even when one type of specific narrow-band light is irradiated on the subject, various types of narrow-band optical images included in the observation field of view can be selected by appropriately switching a plurality of types of display modes. Are provided on a display screen of a monitor. An image signal processing apparatus, an imaging system, and an electronic endoscope system are provided.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る電子内視鏡システムについて説明する。 Hereinafter, an electronic endoscope system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態の電子内視鏡システム1の構成を示すブロック図である。図1に示されるように、電子内視鏡システム1は、医療用の撮像システムであり、電子スコープ100、プロセッサ200、モニタ300を有している。電子スコープ100の基端は、プロセッサ200と接続されている。プロセッサ200は、電子スコープ100が出力する画像信号を処理して画像を生成する画像信号処理装置と、自然光の届かない体腔内を電子スコープ100を介して照明する光源装置とを一体に備えた装置である。別の実施形態では、画像信号処理装置と光源装置とを別体で構成してもよい。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an
図1に示されるように、プロセッサ200は、システムコントローラ202、タイミングコントローラ204を有している。システムコントローラ202は、電子内視鏡システム1を構成する各要素を制御する。タイミングコントローラ204は、信号の処理タイミングを調整するクロックパルスを電子内視鏡システム1内の各回路に出力する。
As illustrated in FIG. 1, the
ランプ208は、ランプ電源イグナイタ206による始動後、主に可視光領域から不可視である赤外領域に広がる波長域の光を放射する。ランプ208には、キセノンランプ、ハロゲンランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプ等の高輝度ランプが適している。ランプ208から放射された照明光は、集光レンズ210によって集光されると共に絞り212を介して適正な光量に制限される。
The
絞り212には、図示省略されたアームやギヤ等の伝達機構を介してモータ214が機械的に連結している。モータ214は例えばDCモータであり、ドライバ216のドライブ制御下で駆動する。絞り212は、モニタ300の表示画面に表示される映像を適正な明るさにするため、モータ214によって動作して開度が変化して、ランプ208から放射された照明光の光量を開度に応じて制限する。適正とされる映像の明るさの基準は、術者によるフロントパネル218又は電子スコープ100の手元操作部(不図示)に対する輝度調節操作に応じて設定変更される。
A
フロントパネル218の構成には種々の形態が想定される。フロントパネル218の具体的構成例には、プロセッサ200のフロント面に実装された機能毎のハードウェアキーや、タッチパネル式GUI(Graphical User Interface)、ハードウェアキーとGUIとの組合せ等が想定される。
Various forms of the configuration of the
絞り212を通過した照射光は、回転式フィルタターレット213に入射する。図2は、回転式フィルタターレット213の構成を示す図である。図2に示されるように、回転式フィルタターレット213は、円周方向に配置された複数の光学フィルタF1〜F3、及び開口APを有している。開口APは、何れの光学フィルタも貼り付けられていない開口である。また、開口APは、可視光領域全域の光を透過させるフィルタに置き換えてもよい。
Irradiation light that has passed through the
図3は、光学フィルタF1〜F3の分光特性の一例を示す。図3中、縦軸は、分光透過率(正規化されているため単位無し)を示し、横軸は、波長(単位:nm)を示す。図3に示されるように、光学フィルタF1は、三つの波長域に半値幅の狭い透過ピークを持つ狭帯域光フィルタである。光学フィルタF2は、例えばヘモグロビンの吸収に適した波長域に半値幅の狭い透過ピークを持つ狭帯域光フィルタである。光学フィルタF3は、光学フィルタF2と異なる特定構造(例えば胃の腺管構造等)に対応する波長域に半値幅の狭い透過ピークを持つ狭帯域光フィルタである。各狭帯域光フィルタは、例えばディテクション用(体腔内の広い範囲の中から病変部を探し出すのに適した分光特性を持つフィルタ)や精査用(発見した病変部の精査に適した分光特性を持つフィルタ)など、用途毎に備えられていてもよい。 FIG. 3 shows an example of the spectral characteristics of the optical filters F1 to F3. In FIG. 3, the vertical axis represents spectral transmittance (no unit because it is normalized), and the horizontal axis represents wavelength (unit: nm). As shown in FIG. 3, the optical filter F1 is a narrow-band optical filter having a transmission peak with a narrow half-value width in three wavelength regions. The optical filter F2 is, for example, a narrow band optical filter having a transmission peak with a narrow half-value width in a wavelength range suitable for absorption of hemoglobin. The optical filter F3 is a narrow-band optical filter having a transmission peak with a narrow half-value width in a wavelength range corresponding to a specific structure (for example, a gastric duct structure or the like) different from the optical filter F2. Each narrow-band optical filter has, for example, detection (a filter with spectral characteristics suitable for finding a lesion from a wide range in a body cavity) and a probe (spectrum characteristics suitable for examining a found lesion). Etc.) may be provided for each application.
モータ215は、例えばドライバ216のドライブ制御下で駆動するステップモータであり、図示省略されたアームやギヤ等の伝達機構を介して回転式フィルタターレット213と機械的に連結している。モータ215は、回転式フィルタターレット213を印加電圧(パルス)に応じた角度だけ回転させる。
The
術者は、フロントパネル218に対するフィルタ切替操作又は電子スコープ100の手元操作部に設置されたフィルタ切替ボタン114の操作を通じて回転式フィルタターレット213を回転させることができる。なお、図1中、図面を簡明化するため、フィルタ切替ボタン114(及び後述する表示モード切替ボタン116)と他のブロックとの結線は省略している。
The surgeon can rotate the
回転式フィルタターレット213は、フィルタ切替操作が行われる毎に90°回転して、光学フィルタF1、F2、F3、開口APを照明光路に選択的に挿入させて配置する。回転式フィルタターレット213の外周縁付近には、ホームポジションを検出するための位置検出用穴Hが開けられている。
The
システムコントローラ202は、フォトインタラプタFIを通じた位置検出用穴Hの検出とモータ215への印加パルス数を基に、照明光路に何れの光学フィルタ又は開口APが挿入され配置されているかを認識する。
Based on the detection of the position detection hole H through the photo interrupter FI and the number of pulses applied to the
照射光は、照明光路に配置されている光学フィルタ(F1〜F3の何れか)によって特定の狭帯域光に分光されて、LCB(Light Carrying Bundle)102の入射端に入射する。開口APが照明光路に配置されている場合は、絞り212を通過した照射光(すなわち、可視光領域を含む広帯域の光)がLCB102の入射端に直接入射する。 The irradiation light is split into specific narrowband light by an optical filter (any one of F1 to F3) arranged in the illumination optical path, and enters an incident end of an LCB (Light Carrying Bundle) 102. When the aperture AP is disposed in the illumination optical path, the irradiation light that has passed through the stop 212 (that is, broadband light including the visible light region) is directly incident on the incident end of the LCB 102.
LCB102の入射端に入射した照射光は、LCB102内を全反射を繰り返すことによって伝播する。LCB102内を伝播した照射光は、電子スコープ100の先端に配されたLCB102の射出端から射出する。LCB102の射出端から射出した照射光は、配光レンズ104を介して被写体を照射する。被写体からの反射光は、対物レンズ106を介して固体撮像素子108の受光面上の各画素で光学像を結ぶ。
Irradiation light incident on the incident end of the LCB 102 propagates by repeating total reflection in the LCB 102. Irradiation light propagating through the LCB 102 is emitted from the emission end of the LCB 102 disposed at the tip of the
固体撮像素子108は、例えば補色市松型画素配置を有するインターレース方式の単板式カラーCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサである。固体撮像素子108は、受光面上の各画素で結像した光学像を光量に応じた電荷として蓄積して、イエローYe、シアンCy、グリーンG、マゼンタMgの各補色に対応する画像信号を得る。
The solid-
固体撮像素子108は、実質的な感度向上やフレームレート向上のため、垂直方向に隣接する2つの画素の画像信号を加算して混合信号Wr、Gb、Wb、Grを生成して出力する。混合信号Wr、Gb、Wb、Grは、プリアンプ110による信号増幅後、内視鏡側信号処理回路112に入力する。なお、固体撮像素子108のカラー配列は、例えばベイヤ型であってもよい。また、固体撮像素子108は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサに置き換えてもよい。
The solid-
タイミングコントローラ204は、システムコントローラ202によるタイミング制御に従って、内視鏡側信号処理回路112にクロックパルスを供給する。内視鏡側信号処理回路112は、タイミングコントローラ204から供給されるクロックパルスに従って、固体撮像素子108をプロセッサ200側で処理される映像のフレームレートに同期したタイミングで駆動制御する。
The
内視鏡側信号処理回路112に入力した画像信号は、所定のアナログ信号処理の後、AD変換されて、プロセッサ側信号処理回路220に入力する。
The image signal input to the endoscope side
プロセッサ側信号処理回路220は、色変換回路222、メモリ224、画像処理回路226を有している。色変換回路222は、メモリ224に記憶された所定のカラーマトリクス係数を用いてプロセッサ側信号処理回路220に入力した画像信号(補色信号(MGYC))を原色信号(RGB)に変換し、画像処理回路226に出力する。画像処理回路226は、入力した原色信号に対してγ補正や輪郭強調等の所定の画像処理を行い、各色信号別にフレーム単位でR、G、Bの各色対応のフレームメモリ(不図示)にバッファリングする。画像処理回路226は、バッファリングされた各色信号をタイミングコントローラ204によって制御されたタイミングでフレームメモリから掃き出して、NTSC(National Television System Committee)やPAL(Phase Alternating Line)等の所定の規格に準拠した映像信号に変換する。変換された映像信号がモニタ300に順次入力することにより、被写体の画像がモニタ300の表示画面に表示される。
The processor-side
モニタ300の表示画面には、被写体の画像が例えば表示モードに応じた形態で表示される。表示モードは、術者によるフロントパネル218に対する表示モード設定操作又は電子スコープ100の手元操作部に設置された表示モード切替ボタン116の操作に従って設定変更される。
An image of the subject is displayed on the display screen of the
術者は、照明光路に挿入され配置される光学フィルタ毎に種々の異なる表示モードを設定することができる。具体的には、術者は、光学フィルタF1が照明光路に配置されている期間、光学フィルタF1の分光特性に対応する夫々異なる特定構造を強調表示するn(2以上)種類の表示モードを選択し設定することができる。光学フィルタF2が照明光路に配置されている期間中は、光学フィルタF2の分光特性に対応する夫々異なる特定構造を強調表示するm(2以上)種類の表示モードを選択し設定することができる。光学フィルタF3が照明光路に配置されている期間中は、光学フィルタF3の分光特性に対応する夫々異なる特定構造を強調表示するl(2以上)種類の表示モードを選択し設定することができる。 The surgeon can set various different display modes for each optical filter inserted and arranged in the illumination optical path. Specifically, the surgeon selects n (two or more) types of display modes for highlighting different specific structures corresponding to the spectral characteristics of the optical filter F1 during the period in which the optical filter F1 is arranged in the illumination optical path. Can be set. During the period in which the optical filter F2 is arranged in the illumination optical path, m (two or more) types of display modes for highlighting different specific structures corresponding to the spectral characteristics of the optical filter F2 can be selected and set. During the period when the optical filter F3 is arranged in the illumination optical path, l (two or more) types of display modes for highlighting different specific structures corresponding to the spectral characteristics of the optical filter F3 can be selected and set.
メモリ224には、各光学フィルタF1〜F3に対応付けられた複数種類の表示モードの各々に対応したカラーマトリクス係数が記憶されている。説明の便宜上、光学フィルタF1に係る各表示モードに対応付けられたn種類のカラーマトリクス係数に符号M11〜M1nを付し、光学フィルタF2に係る各表示モードに対応付けられたm種類のカラーマトリクス係数に符号M21〜M2mを付し、光学フィルタF3に係る各表示モードに対応付けられたl種類のカラーマトリクス係数に符号M31〜M3lを付す。
The
(内視鏡画像観察処理)
図4は、本発明の実施形態に係る内視鏡画像観察処理のフローチャートを示す。本実施形態の内視鏡画像観察処理においては、被写体を通常のカラー画像で又は表示モードに対応した形態で表示する。内視鏡画像観察処理の実行は、電子内視鏡システム1のシステム起動時、又はフロントパネル218若しくはフィルタ切替ボタン114に対するフィルタ切替操作が行われたときに開始される。また、内視鏡画像観察処理の実行中にフィルタ切替操作が行われると、内視鏡画像観察処理は、S1の処理に強制的に戻される。なお、説明の便宜上、本明細書中の説明並びに図面において、処理ステップは「S」と省略して記す。
(Endoscopic image observation processing)
FIG. 4 shows a flowchart of endoscopic image observation processing according to the embodiment of the present invention. In the endoscopic image observation process of the present embodiment, the subject is displayed as a normal color image or in a form corresponding to the display mode. Execution of the endoscope image observation process is started when the
<図4のS1(フィルタ判定処理)>
システムコントローラ202は、フォトインタラプタFIを通じた位置検出用穴Hの検出とモータ215への印加パルス数を基に、何れの光学フィルタ又は開口APが照明光路に挿入され配置されているかを認識する。なお、電子内視鏡システム1のシステム起動時には、開口APが照明光路に挿入され配置される。具体的には、システムコントローラ202は、システムの起動と共に、モータ215に対する駆動制御を通じて回転式フィルタターレット213を回転させて位置検出用穴Hを検出し、開口APが照明光路に挿入され配置されるように回転式フィルタターレット213を穴Hの検出位置から所定角度回転させる。
<S1 in FIG. 4 (Filter Determination Processing)>
The
システムコントローラ202は、開口APが照明光路に配置されている場合(S1:開口AP)、処理をS2に進める。光学フィルタF1〜F3の何れかが照明光路に配置されている場合は(S1:光学フィルタ)、処理をS3に進める。
When the aperture AP is disposed in the illumination optical path (S1: aperture AP), the
<図4のS2(通常カラー画像生成処理)>
開口APが照明光路に配置されているため、被写体には可視光領域を含む広帯域の光が照射される。固体撮像素子108は、広帯域光によって照射された被写体からの反射光を受光して画像信号に変換する。画像信号は、プリアンプ110、内視鏡側信号処理回路112、プロセッサ側信号処理回路220の各回路における信号処理を経て、モニタ300に出力される。これにより、モニタ300の表示画面には、被写体の通常のカラー画像が表示されて、本フローチャートの処理が終了する。表示画面上の通常のカラー画像の表示は、例えば電子内視鏡システム1のシステム停止まで又はフィルタ切替操作が行われるまで継続する。
<S2 in FIG. 4 (Normal Color Image Generation Processing)>
Since the aperture AP is disposed in the illumination optical path, the subject is irradiated with broadband light including a visible light region. The solid-
<図4のS3(狭帯域光画像生成処理)>
光学フィルタF1〜F3の何れかが照明光路に配置されているため(以下、説明の便宜上、現在照明光路に配置されている光学フィルタを「光路配置フィルタ」と記す。)、被写体には光路配置フィルタの分光特性に応じた狭帯域光が照射される。固体撮像素子108は、狭帯域光によって照射された被写体からの反射光を受光して画像信号に変換する。画像信号は、プリアンプ110、内視鏡側信号処理回路112、プロセッサ側信号処理回路220の各回路における信号処理を経てモニタ300に出力される。
<S3 in FIG. 4 (Narrowband Optical Image Generation Processing)>
Since any one of the optical filters F1 to F3 is arranged in the illumination optical path (hereinafter, for convenience of explanation, the optical filter currently arranged in the illumination optical path is referred to as “optical path arrangement filter”), the optical path arrangement is applied to the subject. Narrow band light corresponding to the spectral characteristics of the filter is irradiated. The solid-
ここで、色変換回路222は、システムコントローラ202からの所定の制御信号に従い、光路配置フィルタと、現在設定されている表示モード(便宜上「設定表示モード」と記す。)によって特定されるカラーマトリクス係数をメモリ224内のカラーマトリクス係数群の中から選択し、選択されたカラーマトリクス係数を用いて色変換処理を行う。そのため、モニタ300の表示画面には、設定表示モードに対応する被写体の狭帯域光画像が表示される。なお、電子内視鏡システム1のシステム起動直後又はフィルタ切替操作直後は、初期的な又は切替後の光路配置フィルタに対応する既定の表示モードが設定表示モードとなる。
Here, the
例えば光路配置フィルタが光学フィルタF1である場合を考える。この場合、色変換回路222は、システムコントローラ202からの所定の制御信号に従い、光学フィルタF1に対応付けられたカラーマトリクス係数M11〜M1nの中から設定表示モードに対応するカラーマトリクス係数をメモリ224内のカラーマトリクス係数群の中から選択し、それを用いて色変換処理を行う。
For example, consider a case where the optical path arrangement filter is the optical filter F1. In this case, the
ここで、図5(a)、(b)に、色変換回路222による色変換処理の概念図を示す。図5(a)の左図は、混合信号Wr、Gb、Wb、Grの強度分布Pを示し、同(a)の中央図は、照明光路に配置されている回転式フィルタターレット213の光学フィルタ(ここでは光学フィルタF1)の分光特性Fを示し、同(a)の右図は、色変換回路222による色変換処理で用いられるカラーマトリクス係数M(4×3)を示す。図5(a)の左図中、縦軸は、強度(正規化されているため単位無し)を示し、横軸は、波長(単位:nm)を示す。また、図5(a)の中央図中、縦軸は、分光透過率(正規化されているため単位無し)を示し、横軸は、波長(単位:nm)を示す。なお、強度分布Pは、固体撮像素子108のオンチップカラーフィルタの垂直方向に隣接する2画素の各々に対応する分光特性を2画素加算処理の数式に適用したときに算出される波長と強度との関係を示す分布である。
Here, FIGS. 5A and 5B are conceptual diagrams of color conversion processing by the
図5(b)は、図5(a)の強度分布P、分光特性F、カラーマトリクス係数Mを掛け合わせた結果得られる波長と強度との関係を示す強度分布P’を示す。図5(b)中、縦軸は、強度(正規化されているため単位無し)を示し、横軸は、波長(単位:nm)を示す。 FIG. 5B shows an intensity distribution P ′ indicating the relationship between the wavelength and the intensity obtained as a result of multiplying the intensity distribution P, the spectral characteristic F, and the color matrix coefficient M of FIG. In FIG. 5B, the vertical axis represents intensity (no unit because it is normalized), and the horizontal axis represents wavelength (unit: nm).
本実施形態においては、図5(a)に示される分光特性F又はカラーマトリクス係数Mの少なくとも一方を変えることによって強度分布P’を変更し、モニタ300の表示画面上で強調表示される生体の特定構造を変化させる。図5(a)に示されるカラーマトリクス係数Mは、色変換回路222による色変換処理で適用されるカラーマトリクス係数(言い換えると、表示モード)を切り替えることで変更される。
In the present embodiment, the intensity distribution P ′ is changed by changing at least one of the spectral characteristic F and the color matrix coefficient M shown in FIG. 5A, and the living body highlighted on the display screen of the
<図4のS4(表示モード切替待機処理)>
システムコントローラ202は、フロントパネル218又は表示モード切替ボタン116に対する表示モードの切替操作の実行を待機する。待機中は、例えば設定表示モードに対応する狭帯域光画像の表示(図4のS3)を継続する。システムコントローラ202は、表示モードの切替操作が行われた場合(S4:YES)、処理をS5に進める。
<S4 in FIG. 4 (Display Mode Switching Standby Process)>
The
<図4のS5(表示モード切替後の狭帯域光画像生成処理)>
色変換回路222は、システムコントローラ202からの所定の制御信号に従い、光路配置フィルタと切替後の設定表示モードによって特定されるカラーマトリクス係数をメモリ224内のカラーマトリクス係数群の中から新たに選択し、選択されたカラーマトリクス係数を用いて色変換処理を行う。そのため、モニタ300の表示画面には、切替後の設定表示モードに対応する被写体の狭帯域光画像が表示される。S5の処理後、本フローチャートの処理はS4に戻る。
<S5 in FIG. 4 (Narrowband Optical Image Generation Processing After Switching Display Mode)>
The
表示画面上の表示モード切替後の狭帯域光画像の表示は、例えば電子内視鏡システム1のシステム停止まで、又はフィルタ切替操作若しくは表示モード切替操作が行われるまで継続する。
The display of the narrow-band light image after the display mode switching on the display screen is continued until, for example, the system of the
図6(a)、(b)は、モニタ300の表示画面上で強調表示される生体の特定構造が表示モードの切替に伴って変化することを説明するための図である。図6(a)に示されるように、照射光の深達度と波長は比例関係にある。照射光の波長が長いほど深達度が深くなるため、深層の生体構造の観察が可能になる。
FIGS. 6A and 6B are diagrams for explaining that the specific structure of the living body highlighted on the display screen of the
例えば光路配置フィルタが光学フィルタF1であって設定表示モードが切り替えられる場合を考える。切替前の表示モードに対応するカラーマトリクス係数Mは、強度分布Pと分光特性F(光学フィルタF1の分光特性)を掛け合わせた被写体像の強度分布中、短波長成分を重点的に強調するように設計されている。そのため、浅層の被写体像(ここでは浅層の血管)を重点的に強調した画像(図6(b)の浅層A)がモニタ300の表示画面に表示される。一方、切替後の表示モードに対応するカラーマトリクス係数Mは、強度分布Pと分光特性F(光学フィルタF1の分光特性)を掛け合わせた被写体像の強度分布中、長波長成分を重点的に強調するように設計されている。そのため、深層の被写体像(ここでは深層の血管)を重点的に強調した画像(図6(b)の深層B)がモニタ300の表示画面に表示される。
For example, consider a case where the optical path arrangement filter is the optical filter F1 and the setting display mode is switched. The color matrix coefficient M corresponding to the display mode before switching emphasizes the short wavelength component in the intensity distribution of the subject image obtained by multiplying the intensity distribution P and the spectral characteristic F (the spectral characteristic of the optical filter F1). Designed to. Therefore, an image (shallow layer A in FIG. 6B) that emphasizes a shallow subject image (here, a shallow blood vessel) is displayed on the display screen of the
すなわち、本実施形態においては、照明光を分光する一種類の光学フィルタに対して夫々異なる特定構造を強調表示するための複数種類の表示モードが対応付けられている。術者は、表示モードを切り替えることにより、観察視野に含まれる多様な特定構造を観察することができる。そのため、重要な生体情報の見落とし等が好適に防がれる。 That is, in the present embodiment, a plurality of types of display modes for highlighting different specific structures are associated with one type of optical filter that splits illumination light. The operator can observe various specific structures included in the observation visual field by switching the display mode. Therefore, oversight of important biological information can be suitably prevented.
また、図5(a)に示される分光特性Fは、フロントパネル218又はフィルタ切替ボタン114に対して操作を行い、光路配置フィルタを切り替えることで変更される。すなわち、モニタ300の表示画面上で強調表示される生体の特定構造を変化させること(強度分布P’の変更)は、光路配置フィルタの切替によっても達成される。例えば光学フィルタF1の分光特性では強調表示させ難い特定構造を狭帯域光観察する場合、術者は、光路配置フィルタを光学フィルタF2又はF3に切り替えると共に当該特定構造を強調表示するのに適した表示モードの設定を行う。これにより、光学フィルタF1の分光特性では強調表示させ難い特定構造の狭帯域光画像をモニタ300の表示画面に表示させることができる。
Further, the spectral characteristic F shown in FIG. 5A is changed by operating the
以上が本発明の実施形態の説明である。本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば照明光路に配置される光学フィルタの数や分光特性等は、本実施形態のものに限らない。 The above is the description of the embodiment of the present invention. The present invention is not limited to the above-described configuration, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention. For example, the number of optical filters arranged in the illumination optical path, spectral characteristics, and the like are not limited to those of the present embodiment.
1 電子内視鏡システム
100 電子スコープ
200 プロセッサ
220 プロセッサ側信号処理回路
222 色変換回路
224 メモリ
226 画像処理回路
300 モニタ
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記撮影された被写体の表示モードを複数種類の表示モードの中から指定する表示モード指定手段と、
各前記表示モードに対応する複数種類のカラーマトリクス係数を記憶するカラーマトリクス係数記憶手段と、
前記指定された表示モードに対応するカラーマトリクス係数を前記カラーマトリクス係数記憶手段から取得して、前記画像信号に対して色変換処理を行い、前記撮影された被写体の画像を生成する画像生成手段と、
を有することを特徴とする画像信号処理装置。 An image signal input means for inputting an image signal from an imaging device that images a subject irradiated with a predetermined narrowband light;
Display mode designating means for designating a display mode of the photographed subject from a plurality of display modes;
Color matrix coefficient storage means for storing a plurality of types of color matrix coefficients corresponding to each of the display modes;
Image generation means for obtaining a color matrix coefficient corresponding to the designated display mode from the color matrix coefficient storage means, performing color conversion processing on the image signal, and generating an image of the photographed subject; ,
An image signal processing apparatus comprising:
を有することを特徴とする、請求項1に記載の画像信号処理装置。 The image signal processing apparatus according to claim 1, further comprising a narrowband light irradiating unit configured to irradiate the subject with the predetermined narrowband light through a light guide included in the imaging apparatus.
前記カラーマトリクス係数記憶手段は、前記狭帯域光毎に別個に関連付けられた複数種類の表示モードの各々に対応するカラーマトリクス係数を記憶しており、
前記画像生成手段は、現在前記被写体に照射されている狭帯域光に関連付けられた複数種類の表示モードのうち前記指定された表示モードに対応するカラーマトリクス係数を前記カラーマトリクス係数記憶手段から取得して、前記画像信号に対して色変換処理を行い、前記撮影された被写体の画像を生成することを特徴とする、請求項2に記載の画像信号処理装置。 The narrowband light irradiation means selectively irradiates the subject with a plurality of types of narrowband light having different spectral characteristics through the light guide,
The color matrix coefficient storage means stores color matrix coefficients corresponding to each of a plurality of types of display modes separately associated with each narrowband light,
The image generation unit acquires, from the color matrix coefficient storage unit, a color matrix coefficient corresponding to the designated display mode among a plurality of types of display modes associated with the narrowband light currently irradiated on the subject. The image signal processing apparatus according to claim 2, wherein color conversion processing is performed on the image signal to generate an image of the photographed subject.
所定の広帯域光を放射する光源と、
前記広帯域光を夫々異なる分光特性を有する狭帯域光に分光する複数種類の狭帯域光フィルタと、
前記複数種類の狭帯域光フィルタの何れか一つを指定するフィルタ指定手段と、
前記指定された狭帯域光フィルタを前記広帯域光の光路に配置するフィルタ配置手段と、
を有することを特徴とする、請求項3に記載の画像信号処理装置。 The narrow-band light irradiation means includes
A light source that emits predetermined broadband light;
A plurality of types of narrowband optical filters that split the broadband light into narrowband light having different spectral characteristics, and
Filter designating means for designating any one of the plurality of types of narrowband optical filters;
Filter placement means for placing the designated narrowband optical filter in the optical path of the broadband light;
The image signal processing apparatus according to claim 3, further comprising:
前記狭帯域光が照射された被写体を撮影して画像信号を生成する撮影手段と、
前記撮影された被写体の表示モードを複数種類の表示モードの中から指定する表示モード指定手段と、
各前記表示モードに対応する複数種類のカラーマトリクス係数を記憶するカラーマトリクス係数記憶手段と、
前記指定された表示モードに対応するカラーマトリクス係数を前記カラーマトリクス係数記憶手段から取得して、前記画像信号に対して色変換処理を行い、前記撮影された被写体の画像を生成する画像生成手段と、
を有することを特徴とする撮像システム。 Narrow-band light irradiation means for irradiating a subject with predetermined narrow-band light;
Photographing means for photographing the subject irradiated with the narrow-band light and generating an image signal;
Display mode designating means for designating a display mode of the photographed subject from a plurality of display modes;
Color matrix coefficient storage means for storing a plurality of types of color matrix coefficients corresponding to each of the display modes;
Image generation means for obtaining a color matrix coefficient corresponding to the designated display mode from the color matrix coefficient storage means, performing color conversion processing on the image signal, and generating an image of the photographed subject; ,
An imaging system comprising:
前記カラーマトリクス係数記憶手段は、前記狭帯域光毎に別個に関連付けられた複数種類の表示モードの各々に対応するカラーマトリクス係数を記憶しており、
前記画像生成手段は、現在前記被写体に照射されている狭帯域光に関連付けられた複数種類の表示モードのうち前記指定された表示モードに対応するカラーマトリクス係数を前記カラーマトリクス係数記憶手段から取得して、前記画像信号に対して色変換処理を行い、前記撮影された被写体の画像を生成することを特徴とする、請求項5に記載の撮像システム。 The narrowband light irradiation means selectively irradiates the subject with a plurality of types of narrowband light each having different spectral characteristics,
The color matrix coefficient storage means stores color matrix coefficients corresponding to each of a plurality of types of display modes separately associated with each narrowband light,
The image generation unit acquires, from the color matrix coefficient storage unit, a color matrix coefficient corresponding to the designated display mode among a plurality of types of display modes associated with the narrowband light currently irradiated on the subject. 6. The imaging system according to claim 5, wherein color conversion processing is performed on the image signal to generate an image of the photographed subject.
所定の広帯域光を放射する光源と、
前記広帯域光を夫々異なる分光特性を有する狭帯域光に分光する複数種類の狭帯域光フィルタと、
前記複数種類の狭帯域光フィルタの何れか一つを指定するフィルタ指定手段と、
前記指定された狭帯域光フィルタを前記広帯域光の光路に配置するフィルタ配置手段と、
を有することを特徴とする、請求項6に記載の撮像システム。 The narrow-band light irradiation means includes
A light source that emits predetermined broadband light;
A plurality of types of narrowband optical filters that split the broadband light into narrowband light having different spectral characteristics, and
Filter designating means for designating any one of the plurality of types of narrowband optical filters;
Filter placement means for placing the designated narrowband optical filter in the optical path of the broadband light;
The imaging system according to claim 6, further comprising:
前記撮像装置である電子内視鏡と、
を有することを特徴とする電子内視鏡システム。 The image signal processing device according to any one of claims 1 to 4,
An electronic endoscope as the imaging device;
An electronic endoscope system comprising:
前記狭帯域光照射手段、前記表示モード指定手段、前記カラーマトリクス係数記憶手段、及び前記画像生成手段を有するプロセッサと、
前記撮影手段を有する電子内視鏡と、
を有することを特徴とする電子内視鏡システム。 The imaging system according to any one of claims 5 to 7,
A processor having the narrowband light irradiation means, the display mode designation means, the color matrix coefficient storage means, and the image generation means;
An electronic endoscope having the imaging means;
An electronic endoscope system comprising:
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JP2018158159A (en) * | 2018-07-11 | 2018-10-11 | Hoya株式会社 | Endoscope system |
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