JP2014144034A - 画像処理装置、内視鏡装置、画像処理方法及び画像処理プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像処理装置は、被写体の像を含む撮像画像を取得する画像取得部350と、その撮像画像を撮像する際の撮像部から被写体までの距離に基づく距離情報を取得する距離情報取得部313と、距離情報に基づいて被写体の凹凸情報を抽出凹凸情報として取得する凹凸情報取得部314と、撮像画像の所定領域毎に、抽出凹凸情報を除外又は抑制するか否かの判定を行う判定部315と、除外又は抑制すると判定された所定領域の抽出凹凸情報を除外し、又は凹凸の度合いを抑制する凹凸情報修正部316と、を含む。
【選択図】図1
Description
内視鏡装置を用いて消化管の早期病変を鑑別・範囲診断する際、生体表面の微小な凹凸が重要視される。内視鏡装置では画像を強調する処理として特定の空間周波数を強調する処理が一般的に用いられるが、その強調処理では生体表面の微小な凹凸を強調することはできない。
2.1.内視鏡装置
図2に、第1実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部100、撮像部200、プロセッサー部300(制御装置)、表示部400、外部I/F部500を含む。
図5に、画像処理部310の詳細な構成例を示す。画像処理部310は、同時化処理部311と、画像構成処理部312と、距離情報取得部313(距離マップ取得部)と、凹凸情報取得部314(凹凸マップ取得部)と、判定部315(要否判定部)と、凹凸情報修正部316(凹凸マップ修正部)と、強調処理部317と、を含む。同時化処理部311は、図1の画像取得部350に対応する。
図6に、凹凸情報取得部314の詳細な構成例を示す。凹凸情報取得部314は、記憶部601、既知特性情報取得部602、抽出処理部603を含む。以下では凹凸部のサイズを表す既知特性情報に基づいて、ローパスフィルター処理の周波数特性を設定する場合を例に説明するが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、予め決まった周波数特性がローパスフィルターに設定されていてもよい。この場合、記憶部601や既知特性情報取得部602を省略できる。
次に、凹凸情報修正部316が行う処理について詳細に説明する。凹凸情報修正部316は、要否判定の結果(識別信号)に基づいて凹凸マップを修正する処理を行う。具体的には、抽出凹凸情報を“否”(除外又は抑制する)と判定された画素(例えば識別信号“1”の画素)に対応する凹凸マップ上の画素に対して、ローパスフィルター処理を施す。これにより、残渣、輝点、暗部、平坦領域、処置具の何れかに相当すると識別された画素の抽出凹凸情報が抑制される。凹凸情報修正部316はローパスフィルター処理後の凹凸マップを、強調処理部317へ出力する。
次に、強調処理部317が行う処理について詳細に説明する。以下では、一例として所定の色成分を強調する処理を説明するが、本実施形態はこれに限定されず、例えばコントラスト補正等の種々の強調処理を適用できる。
なお上記の実施形態では、画素毎に凹凸情報の要否を判定する例を示したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、n×nの局所領域毎に、上述した凹凸情報の要否を判定してもよい。この場合、局所領域単位で凹凸情報の要否を判定するため、判定回数を削減でき、回路規模の面でメリットがある。局所領域を大きくしすぎると強調処理後の画像にブロック状のアーティファクトを生じる可能性があるため、アーティファクトを生じない程度のサイズで局所領域を設定すればよい。
上記の実施形態では、プロセッサー部300を構成する各部をハードウェアで構成することとしたが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、撮像装置を用いて予め取得された画像信号と距離情報に対して、CPUが各部の処理を行う構成とし、CPUがプログラムを実行することによってソフトウェアとして実現することとしてもよい。あるいは、各部が行う処理の一部をソフトウェアで構成することとしてもよい。
3.1.内視鏡装置
図18に、第2実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部100、撮像部200、プロセッサー部300(制御装置)、表示部400、外部I/F部500を含む。なお表示部400及び外部I/F部500は第1の実施形態と同様の構成であるため、説明を省略する。以下の説明では、第1の実施形態と異なる構成・動作について説明し、第1の実施形態と同様の構成・動作については適宜説明を省略する。
図20に、画像処理部310の詳細な構成例を示す。画像処理部310は、同時化処理部311と、画像構成処理部312と、凹凸情報取得部314と、判定部315と、凹凸情報修正部316と、強調処理部317と、を含む。同時化処理部311、画像構成処理部312、強調処理部317の構成は第1の実施形態と同一であるため、説明を省略する。なお本実施形態では、図1の距離情報取得部313にはA/D変換部250(又は、A/D変換部250から距離マップを読み出す不図示の読み出し部)が対応する。
上記の実施形態では、プロセッサー部300を構成する各部をハードウェアで構成することとしたが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、撮像装置を用いて予め取得された画像信号と距離情報に対して、CPUが各部の処理を行う構成とし、CPUがプログラムを実行することによってソフトウェアとして実現することとしてもよい。あるいは、各部が行う処理の一部をソフトウェアで構成することとしてもよい。
120 集光レンズ、200 撮像部、210 ライトガイドファイバー、
220 照明レンズ、231 対物レンズ、241,242 撮像素子、
243 測距センサー、250 A/D変換部、260 メモリー、
270 ダイクロイックプリズム、300 プロセッサー部、
310 画像処理部、311 同時化処理部、312 画像構成処理部、
313 距離情報取得部、314 凹凸情報取得部、315 判定部、
316 凹凸情報修正部、317 強調処理部、320 制御部、
350 画像取得部、400 表示部、500 外部I/F部、
601 記憶部、602 既知特性情報取得部、603 抽出処理部、
610 輝度色差画像生成部、611 色相算出部、612 彩度算出部、
613 エッジ量算出部、614 残渣識別部、615 輝点識別部、
616 暗部識別部、617 平坦領域識別部、618 処置具識別部、
619 凹凸情報要否判定部、701 輝点境界識別部、
702 輝点領域識別部、711 処置具境界識別部、
712 処置具領域識別部、
b 緑色フィルター、Cb(x,y),Cr(x,y) 色差値、
E(x,y) エッジ量、g 青色フィルター、H(x,y) 色相値、
P1 生体のおおまかな構造、P2 生体表層の凹凸部、
PX1 輝点境界部の画素、PX2 輝点境界部の画素で囲まれる画素、
Q1 処置具領域、Q2 生体表面の凹凸領域、
QT1 処置具の凹凸情報、QT2生体表面の凹凸情報、
r 赤色フィルター、S(x,y) 彩度値、th_dark 輝度閾値、
th_E1,th_E2(x,y),th_E3 エッジ量閾値、
th_S 彩度閾値、th_Y 輝度閾値、Y(x,y) 輝度値
Claims (25)
- 被写体の像を含む撮像画像を取得する画像取得部と、
前記撮像画像を撮像する際の撮像部から前記被写体までの距離に基づく距離情報を取得する距離情報取得部と、
前記距離情報に基づいて前記被写体の凹凸情報を抽出凹凸情報として取得する凹凸情報取得部と、
前記撮像画像の所定領域毎に、前記抽出凹凸情報を除外又は抑制するか否かの判定を行う判定部と、
前記除外又は抑制すると判定された前記所定領域の前記抽出凹凸情報を除外し、又は凹凸の度合いを抑制する凹凸情報修正部と、
を含むことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
前記判定部は、
前記撮像画像の画素値に基づく特徴量が、前記除外又は抑制の対象に対応する所定条件を満たすか否かを、前記所定領域毎に判定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項2において、
前記判定部は、
前記撮像画像の色相値を前記特徴量として算出する色相算出部を有し、
前記判定部は、
前記色相値が前記所定条件を満たす前記所定領域の前記抽出凹凸情報を、前記除外又は抑制すると判定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項3において、
前記所定条件は、前記色相値が、残渣の色に対応する所定範囲に属するという条件であることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項2において、
前記判定部は、
前記撮像画像の彩度値を前記特徴量として算出する彩度算出部を有し、
前記判定部は、
前記彩度値が前記所定条件を満たす前記所定領域の前記抽出凹凸情報を、前記除外又は抑制すると判定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項5において、
前記所定条件は、前記彩度値が、処置具の色に対応する所定範囲に属するという条件であることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項6において、
前記判定部は、
前記撮像画像のエッジ量を前記特徴量として算出するエッジ量算出部と、
前記撮像画像の輝度値を前記特徴量として算出する輝度算出部と、
を有し、
前記所定条件は、前記彩度値を前記輝度値で除算した値が、処置具の彩度に対応する彩度閾値よりも小さく、且つ、前記エッジ量が、処置具のエッジ量に対応するエッジ量閾値よりも大きいという条件であることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項2において、
前記判定部は、
前記撮像画像の輝度値を前記特徴量として算出する輝度算出部を有し、
前記判定部は、
前記輝度値が前記所定条件を満たす前記所定領域の前記抽出凹凸情報を、前記除外又は抑制すると判定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項8において、
前記所定条件は、前記輝度値が、輝点の輝度に対応する輝度閾値よりも大きいという条件であることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項9において、
前記判定部は、
前記撮像画像のエッジ量を前記特徴量として算出するエッジ量算出部を有し、
前記所定条件は、前記輝度値が前記輝度閾値よりも大きく、且つ、前記エッジ量が、輝点のエッジ量に対応するエッジ量閾値よりも大きいという条件であることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項8において、
前記所定条件は、前記輝度値が、暗部の輝度に対応する輝度閾値よりも小さいという条件であることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項2において、
前記判定部は、
前記撮像画像のエッジ量を前記特徴量として算出するエッジ量算出部を有し、
前記判定部は、
前記エッジ量が前記所定条件を満たす前記所定領域の前記抽出凹凸情報を、前記除外又は抑制すると判定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項12において、
前記所定条件は、前記エッジ量が、処置具のエッジ量に対応するエッジ量閾値よりも大きいという条件であることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項12において、
前記所定条件は、前記エッジ量が、輝点のエッジ量に対応するエッジ量閾値よりも大きいという条件であることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項12において、
前記所定条件は、前記エッジ量が、平坦部のエッジ量に対応するエッジ量閾値よりも小さいという条件であることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項15において、
前記判定部は、
前記撮像画像の輝度値を前記特徴量として算出する輝度算出部を有し、
前記判定部は、
前記輝度値が大きいほどノイズ量が大きくなる前記撮像画像のノイズ特性に応じて、前記輝度値が大きいほど前記エッジ量閾値を大きい値に設定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
前記凹凸情報修正部は、
前記判定部により前記除外又は抑制すると判定された前記所定領域の前記抽出凹凸情報に対して、平滑化処理を施すことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
前記凹凸情報修正部は、
前記判定部により前記除外又は抑制すると判定された前記所定領域の前記抽出凹凸情報を、非凹凸部に対応した所定値に設定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
前記凹凸情報修正部からの前記抽出凹凸情報に基づいて、前記撮像画像に対して強調処理を行う強調処理部を含むことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
前記凹凸情報取得部は、
前記距離情報と、前記被写体の構造に関する既知の特性を表す情報である既知特性情報とに基づいて、前記既知特性情報により特定される特性と合致する前記被写体の凹凸部を、前記抽出凹凸情報として前記距離情報から抽出することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
前記画像取得部は、
前記撮像画像としてステレオ画像を取得し、
前記距離情報取得部は、
前記ステレオ画像に対するステレオマッチング処理により前記距離情報を取得し、
前記判定部は、
前記撮像画像に基づく特徴量が輝点及び暗部、平坦部に対応する所定条件を満たす前記所定領域の前記抽出凹凸情報を、前記除外又は抑制すると判定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
前記距離情報取得部は、
前記撮像部が有する測距センサーからの測距信号に基づいて前記距離情報を取得し、
前記判定部は、
前記撮像画像に基づく特徴量が処置具及び残渣に対応する所定条件を満たす前記所定領域の前記抽出凹凸情報を、前記除外又は抑制すると判定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1に記載の画像処理装置を含むことを特徴とする内視鏡装置。
- 被写体の像を含む撮像画像を取得し、
前記撮像画像を撮像する際の撮像部から前記被写体までの距離に基づく距離情報を取得し、
前記距離情報に基づいて前記被写体の凹凸情報を抽出凹凸情報として取得し、
前記撮像画像の所定領域毎に、前記抽出凹凸情報を除外又は抑制するか否かの判定を行い、
前記除外又は抑制すると判定された前記所定領域の前記抽出凹凸情報を除外し、又は凹凸の度合いを抑制することを特徴とする画像処理方法。 - 被写体の像を含む撮像画像を取得し、
前記撮像画像を撮像する際の撮像部から前記被写体までの距離に基づく距離情報を取得し、
前記距離情報に基づいて前記被写体の凹凸情報を抽出凹凸情報として取得し、
前記撮像画像の所定領域毎に、前記抽出凹凸情報を除外又は抑制するか否かの判定を行い、
前記除外又は抑制すると判定された前記所定領域の前記抽出凹凸情報を除外し、又は凹凸の度合いを抑制するステップを、
コンピューターに実行させる画像処理プログラム。
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