JP2918162B2 - 内視鏡画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、客観的，数値的な診断を可能とした内視鏡
画像処理装置に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］ 近年、体腔内に細長の挿入部を挿入することにより、
体腔内臓器等を観察したり、必要に応じ処置具チャンネ
ル内に挿通した処置具を用いて各種治療処置のできる内
視鏡が広く利用されている。

また、電荷結合素子（CCD）等の固体撮像素子を撮像
手段に用いた電子内視鏡も種々提案されている。

従来の内視鏡装置の一例を第14図に示す。この図に示
すように、ランプ31から出射された光は、赤（Ｒ），緑
（Ｇ），青（Ｂ）の各波長領域の光を透過するフィルタ
33R,33G,33Bを有し、モータ32により回転される回転フ
ィルタ33によって、R,G,Bの各波長領域に時系列的に分
離され、内視鏡のライトガイド23の入射端に入射され
る。この面順次照明光は、前記ライトガイド23によって
内視鏡先端部に導かれて、この先端部から出射され、被
写体に照射される。この照明光による被写体からの戻り
光は、結像光学系22によって、内視鏡先端部９に設けら
れたCCD41上に結像される。このCCD41からの画像信号
は、アンプ42によって所定の範囲の電圧レベルに増幅さ
れる。このアンプ42の出力は、γ補正回路43でγ補正さ
れた後、A/Dコンバータ44でデジタル信号に変換され
て、切換スイッチ45を介して、R,G,Bに対応する各メモ
リ46R,46G,46Bに記憶される。各メモリに記憶された画
像信号は、テレビジョン信号のタイミングで読み出さ
れ、それぞれ、D/A変換器47R,47G,47Bでアナログ信号に
変換される。このアナログの画像信号は、切換スイッチ
61を介して、必要に応じて輪郭強調回路62R,62G,62Bを
経由して、または経由せずに、同期信号発生回路52から
の同期信号SYNCと共に、RGB信号出力端に送られる。そ
して、このようにして得られたRGB信号を、モニタに表
示して、内視鏡観察を行うようになっている。

第15図に、内視鏡画像における代表的な画像処理の一
例として輪郭強調回路を示す。この輪郭強調回路では、
入力信号（Ａ）は、第１図，第２のディレイライン71,7
2により、それぞれ１画素分づつ遅延される。２画素分
遅延された第２のディレイライン72からの出力信号
（Ｃ）と入力信号（Ａ）とを、加算器73で加算し、出力
信号（Ｄ）が得られる。この出力信号（Ｄ）を、1/2反
転器74で1/2にした後、反転し、出力信号（Ｅ）が得ら
れる。この出力信号（Ｅ）と第１のディレイライン71の
出力信号（Ｂ）とを加算器75で加算することにより、輪
郭強調成分（Ｆ）が得られる。この輪郭強調成分（Ｆ）
を、掛算器76で所定の大きさに増幅し、第１のディレイ
ライン71の出力信号（Ｂ）と加算器77で加算すること
で、輪郭強調された出力信号（Ｇ）が得られる。

また、ソフトウェア的にも輪郭強調処理は多くの方法
が発表されている。第16図は、その一例としてラプラシ
アンに関する説明図である。第16図（ｂ）に示すような
３×３サイズのラプラシアンマトリクックスの各係数
を、第16図（ａ）に示すような入力画像の注目画素Aij
（i,jは１以上の整数）及びその隣接画素に掛合わせ
る。その後、総和を求め、これを注目画素の値Bijとす
る。すなわち、 Bij＝ ０・A_{i-1 j+1}−１・A_{i j+1} ＋０・A_{i+1 j+1}−１・A_{i+1 j} ＋４・A_{i j} −１・A_{j+1 j} ＋０・A_{i-1 j-1}−１・A_{i j-1} ＋０・A_{i+1 j-1} とする。このような処理による出力画像は、第16図
（ｃ）に示すようになる。そして、この処理により、輪
郭成分を抽出することができる。

この他、例えば特開昭62−130091号公報や特開昭62−
266028号公報に示されるように、内視鏡画像における画
像処理としてはカラー映像信号を、CIE規格の色度変換
座標系に変換し、色彩強調処理等を行うものがある。

ところで、このような従来の画像処理は、視覚的な効
果に着目したものであり、見落とし防止や弁別能向上を
目的としている。このため、最終的診断を行う医師の主
観に依存している部分が多大であり、客観的，数値的な
診断に直接結びつく処理はできない。また、内視鏡画像
において診断上有効な情報を蓄積し、その特性を解析す
ることも困難である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、客
観的，数値的な診断を可能とし、例えば医学的に重要な
情報を蓄積，解析することが容易な内視鏡画像処理装置
を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本願の第１の発明は、被検体像を撮像した内視鏡画像
信号を入力するための入力手段と、前記入力手段より入
力される内視鏡画像中の注目画素を指定する注目画素指
定手段と、前記注目画素指定手段で指定された注目画素
の信号レベルと前記注目画素の周辺画素の信号レベルと
に基づき、前記注目画素に対応して小領域に分割された
映像データを生成する小領域映像データ生成手段と、前
記小領域映像データ生成手段で得られた小領域映像デー
タに基づき、同一の連結成分に属する画素について同一
の分類を付与するラベリング手段と、前記ラベリング手
段でラベリングされた映像データに基づき、該映像デー
タの特徴量を演算する特徴量演算手段と、前記特徴量演
算手段で演算された特徴量に基づく演算結果の情報を出
力する出力手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本願の第２の発明は、被検体像を撮像した内視
鏡画像信号を入力する画像入力工程と、前記画像入力行
程で入力される内視鏡画像中の注目画素を指定する注目
画素指定工程と、前記注目画素指定工程で指定された注
目画素の信号レベルと前記注目画素の周辺画素の信号レ
ベルとに基づき、前記注目画素に対応して小領域に分割
された映像データを生成する小領域映像データ生成工程
と、前記小領域映像データ生成工程で得られた小領域映
像データに基づき、同一の連結成分に属する画素につい
て同一の分類を付与するラベリング行程と、前記ラベリ
ング行程でラベリングされた映像データに基づき、該映
像データの特徴量を演算する特徴量演算行程と、前記特
徴量演算工程で演算された特徴量に基づく演算結果の情
報を出力手段で出力する演算結果出力工程と、を備えた
ことを特徴とする。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図ないし第８図は本発明の第１実施例に係り、第
１図は画像処理装置の構成を示すブロック図、第２図は
内視鏡装置の全体を示す説明図、第３図は内視鏡装置の
構成を示すブロック図、第４図は（ａ）及び（ｂ）はマ
トリックスを示す説明図、第５図は画像処理部の動作を
示すフローチャート、第６図（ａ）ないし（ｄ）は胃小
区を示す説明図、第７図（ａ）及び（ｂ）はラベリング
処理における入力画像及び出力画像を示す説明図、第８
図は溝幅を求める処理を示す説明図である。

第２図に示すように、電子内視鏡１は、生体20内に挿
入される細長で例えば可撓性の挿入部２を有し、この挿
入部２の後端に太径の操作部３が連設されている。前記
操作部３の後端部からは側方に可撓性のユニバーサルコ
ード４が延設され、このユニバーサルコード４の先端部
にコネクタ５が設けられている。前記電子内視鏡１は、
前記コネクタ５を介して、光源装置及び信号処理回路が
内蔵された観察装置６に接続されるようになっている。
さらに、前記観察装置６には、観察用のモニタ７や図示
しない各種の信号処理装置等が接続されるようになって
いる。また、前記コネクタ５には、吸引チューブ21が接
続され、この吸引チューブ21は、吸引器22に接続される
ようになっている。

前記挿入部２の先端側には、硬性の先端部９及びこの
先端部９に隣接する後方側に湾曲可能な湾曲部10が順次
設けられている。また、前記操作部３には、湾曲操作ノ
ブ11が設けられ、この湾曲操作ノブ11を回動操作するこ
とにより、前記湾曲部10を上下／左右方向に湾曲できる
ようになっている。また、前記操作部３には、前記挿入
部２内に設けられた処置具チャンネルに連通する挿入口
12が設けられている。また、前記挿入部２内には、吸引
チャンネルが設けられ、この吸引チャンネルは、前記吸
引チューブ21に接続されるようになっている。

第３図に示すように、前記先端部９には、配光レンズ
21と、結像光学系22とが配設されている。前記配光レン
ズ21の後端側には、ファイババンドルからなるライトガ
イド23が連設され、このライトガイド23は、前記挿入部
2,操作部3,ユニバーサルコード４内を挿通され、前記コ
ネクタ５に接続されている。そして、このコネクタ５を
前記観察装置６に接続することにより、この観察装置６
内の光源装置から出射される照明光が、前記ライトガイ
ド23の入射端に入射されるようになっている。この光源
装置は、ランプ31と、このランプ31の照明光路中に配設
され、モータ32によって回転される回転フィルタ33とを
備えている。前記回転フィルタ33には、それぞれ、赤
（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各波長領域の光を透過す
るフィルタ33R,33G,33Bが、周方向に沿って配列されて
いる。そして、前記ランプ31から出射された光は、前記
回転フィルタ33によって、R,G,Bの各波長領域に時系列
的に分離されて前記ライトガイド23の入射端に入射され
るようになっている。この照明光は、前記ライトガイド
23によって先端部９に導かれて先端面から出射され、配
光レンズ21を通って、被写体に照射されるようになって
いる。

一方、前記結像光学系22の結像位置には、固体撮像素
子、例えばCCD41が配設されている。そして、前記面順
次照明光によって照明された被写体像が、前記結像光学
系22によって結像され、前記CCD41より電気信号に変換
される。このCCD41からの画像信号は、所定の範囲の電
気信号に増幅するためのアンプ42に入力されるようにな
っている。このアンプ42の出力電気信号は、γ補正回路
43でγ補正された後、A/Dコンバータ44でデジタル信号
に変換されて、１入力３出力の切換スイッチ45に入力さ
れ、時系列的に送られてくるRGB信号は、この切換スイ
ッチ45によって、R,G,B各色信号に分離されて、それぞ
れ、R,G,Bに対応する各メモリ46R,46G,46Bに記憶される
ようになっている。各メモリから読み出された画像信号
は、それぞれ、D/A変換器47R,47G,47Bでアナログ信号に
変換され、R,G,B各信号出力端49R,49G,49Bから出力され
るようになっている。また、前記R,G,B信号と共に、同
期信号発生回路からの同期信号SYNCが、同期信号出力端
49Sから出力されるようになっている。そして、前記R,
G,B信号及び同期信号が、モニタ７や各種の画像処理装
置等に入力されるようになっている。

また、画像信号の行き先と画像信号転送時の転送タイ
ミングを制御する制御信号発生部51が設けられ、この制
御信号発生部51は、前記切り替えスイッチ45,R,G,B各メ
モリ46R,46G,46B,同期信号発生回路52,モータ32に、制
御信号を送出している。

次に、第１図を参照して、本実施例の画像処理装置に
ついて説明する。

第３図におけるR,G,B各信号出力端49R,49G,49Bから出
力されるR,G,B信号のうちの少なくとも一つのような、
内視鏡画像を構成する少なくとも一つのアナログ映像信
号は、A/Dコンバータ101でデジタル信号に変換され、メ
インメモリ102に記憶されるようになっている。前記メ
インメモリ102には、特定領域の画素を読み出すため、
読み出しアドレスカウンタ103に制御されたマトリック
ス用カウンタ104が接続されており、更に、前記マトリ
ックス用カウンタ104は、演算用のマトリックス係数を
記憶しておく係数用ROM（Ｉ）105と、係数用ROM（II）1
06にも接続されている。前記メインメモリ102から読み
出した特定領域の画素は、分割手段を構成する累積乗算
器107で演算されるようになっている。この累積乗算器1
07には、分割手段を構成する係数用ROM（Ｉ）105と係数
用ROM（II）106が接続されており、演算に必要な係数が
読み出されるようになっている。前記累積乗算器107か
らの映像データは、データセレクタ108に転送されるよ
うになっている。

また、映像データの周辺部を検出するため、読み出し
アドレスカウンタ103に制御された周辺部検出回路109が
設けられ、この周辺部検出回路109は、周辺部データ用R
OM110とデータセレクタ108に接続されている。

前記データセレクタ108からの映像データは、マトリ
ックス演算の種類により切り替えを行う切り替えスイッ
チ111を経由し、サブメモリ（Ｉ）112またはサブメモリ
（II）113に記憶されるようになっている。前記サブメ
モリ（Ｉ）112とサブメモリ（II）113に記憶され映像デ
ータは、分割手段を構成し、差分を行う減算器114を経
由して画像処理部115に転送されるようになっている。
また、映像データの行き先と転送時の転送タイミングを
制御する制御信号発生部116が設けられ、この制御信号
発生部116は、読み出しアドレスカウンタ103,マトリッ
クス用カウンタ104,切り替えスイッチ111,画像処理部11
5に接続されている。

前記画像処理部115は、作業用メモリ117,演算処理装
置（CPU）118,補助記憶装置119及び外部出力装置120か
ら構成されている。そして、前記減算器114からの映像
データは、作業用メモリ117に記憶され、この作業用メ
モリ117内の映像データは、補助記憶装置119上のプログ
ラムに従い、演算処理装置118で処理されるようになっ
ている。また、前記演算処理装置118からの映像データ
は、外部出力装置120を介して、出力されるようになっ
ている。

前記画像処理部115からの映像データは、D/Aコンバー
タ121とγ補正部123を経由し、出力されるようになって
いる。

尚、第１図において、実線は映像信号の流れ、一点鎖
線は制御信号，その他の流れを示している。

次に、第４図ないし第８図を参照して、本実施例の作
用について説明する。

画像処理用の映像信号は、A/Dコンバータ101によりア
ナログ信号からデジタル信号に変換され、メインメモリ
102に記憶される。メインメモリ102上の映像データは、
読み出しアドレスカウンタ103により注目画素のアドレ
スが指定されると、マトリックス用カウンタ104によ
り、第４図（ａ），（ｂ）に示すように、注目画素を中
心とした９×９または５×５四方の画素のアドレスを順
次指定され、特定領域の画素が読み出される。尚、第４
図（ａ），（ｂ）において中央の破線で囲った画素が注
目画素である。前記マトリックスのサイズの切り替え
は、制御信号発生部116の制御により行われる。読み出
された画像データは、累積乗算器107に入力され、係数
用ROM（Ｉ）105または係数用ROM（II）106上の係数によ
り、各々対応する画素位置ごとに乗算されると共に累積
加算が行われ、その値をデータセレクタ108に出力す
る。前記累積乗算器107に入力される係数は、制御信号
発生部116の制御により係数用ROM（Ｉ）105または係数
用ROM（II）が選択される。

一方、注目画素が画像の周辺部にある場合は、注目画
素の周囲の画素データが欠落しているため、正しい演算
が行われない。このため、読み出しアドレスカウンタ10
3のアドレス値により周辺部を周辺部検出回路109にて検
出し、周辺部用のデータを周辺部データ用ROM110から読
み出し、データセレクタ108に入力する。ここで、デー
タセレクタ108は、注目画素に対し正しい演算処理が行
われた場合は、累積乗算器107のらの出力を選択し、周
辺部で正しい演算が行われない場合には周辺部データ用
ROM110からのデータを選択し、切り替えスイッチ111に
出力する。

前記切り替えスイッチ111は、制御信号発生部116の制
御により、マトリックス演算が９×９の場合はサブメモ
リ（Ｉ）112へ、マトリックス演算が５×５の場合はサ
ブメモリ（II）112へと映像データを切り替える。サブ
メモリ（Ｉ）112とサブメモリ（II）113に記憶された映
像データは、各メモリに記憶された画像間における差分
を行うため、減算器114へ転送され、演算処理される。
この演算により、生体組織の構造パターンに基づき小領
域に分割された映像データが得られる。その後、映像デ
ータは画像処理部115に転送される。

画像処理部115では、第５図に示すように、各種の特
徴量が算出される。ここでは、一例として、胃粘膜を対
象とした処理例を説明する。胃粘膜においては、肉眼的
な最小構造が胃小区と呼ばれる閉鎖小領域であることが
医学的に明らかとなっている。この胃小区構造は、第６
図（ａ）ないし（ｄ）に分類されるが、慢性胃炎等の病
変と密接な関連があり、（ａ）から（ｄ）に向け、胃炎
性変化が増強されることが判明している。このため、胃
小区の形態の大小，不整度，胃小区間の溝幅等の特徴量
を求めることにより、診断時の有効な情報とすることが
できる。

第５図に従い、特徴量算出に関して説明する。

まず、ステップS1で、画像が入力される。すなわち、
減算器114からの映像データは、画像処理部115内の作業
用メモリ117に記録される。作業用メモリ117内の映像デ
ータは、補助記憶装置119上のプログラムに従い、演算
処理装置（CPU）118で、次のように処理される。

まず、ステップS2で二値化される。すなわち、画像の
座標をx,y、画像の濃度値をｆ（x,y）とすると、与えら
れたしきい値（Th;Threshold）に対して、 ｆ（x,y）＝1;f（x,y）＜Th ｆ（x,y）＝0;その他 とする。

次に、ステップS2で得られた二値画像に対して、ステ
ップS3でラベリングを行う。すなわち、第７図（ａ），
（ｂ）に示すように、同一の連結成分に属する全ての画
素に同じラベル（番号）を割当て、異なった連結成分に
は異なったラベルを割当てる。このラベリングは、次の
手順で行う。

1.画像をラスタ走査し、ラベル付けされていない１−画
素（二値化によって１となった画素、onの画素とも呼
ぶ。これに対し、二値化によって０となった画素をoff
の画素とも呼ぶ。）を見つける。

2.未使用のラベルを割当てる。

3.この画素の４近傍にある１−画素にも同一のラベルを
付ける。

4.更に、これらの近傍にある１−画素にも同一のラベル
を付ける。

5.伝播すべき１−画素がなくなるまで繰り返した後、手
順１に戻る。

6.全画素を走査し終わったら終了する。

前記ステップS3のラベリングの後に、面積，溝幅，周
囲長，円形度の各特徴量を求める。

面積を求める手順は次の通りである。すなわち、ステ
ップS4でラベル毎の画素数をカウントし、総数を求める
ことにより、ステップS5により、対応する胃小区の面積
（画素数）が求まる。

溝幅を求める手順は次の通りである。

1.重心算出（ステップS6） ラベリングされた各胃小区の重心を求める。いま、画
像の座標をx,yで、画像の濃度値をｆ（x,y）で表わす。
重心位置（g_x,g_y）は、 g_x＝ΣΣxf（x,y）／ΣΣｆ（x,y） g_y＝ΣΣyf（x,y）／ΣΣｆ（x,y） で定義される。

2.8方向走査（ステップS7） 第８図に示すように、重心位置から45゜間隔で８方向
の走査を行い、各方向に対応する溝の幅を求める。溝の
幅は、走査中に画素がoff（＝０）になった時にカウン
トを開始し、画素がon（＝１）になった時のカウントを
終了することで求めている。尚、上記の条件を満たさな
い（画素がoffにならない、offになった後onにならない
等）で画像の端に達した場合、その方向の溝の幅は０と
し、後のデータ処理には使用しない。

3.平均値算出（ステップS8） 算出した８つの溝幅の加算平均を求めて、その胃小区
の溝幅とする。ただし、値が０のデータは使用しない。

周囲長を求める手順は次の通りである。

1.開始点算出（ステップS9） 画像を水平方向に走査し、見つかる各領域の最初の点
を開始点とする。

2.周囲点走査（ステップS10） 前記開始点から右回りに領域の境界線を追跡し、各境
界点に対応する画素をカウントする。

円形度を求める手順は次の通りである。

1.面積・周囲長算出（ステップS11） 面積及び周囲長を算出するが、先に算出したデータを
そのまま流用している。

2.円形度算出（ステップS12） 与えられた面積をＡ、周囲長をＰとすると、円形度は
P²/（４πＡ）となる。

上記４つの特徴量に基づき、第６図（ａ）ないし
（ｄ）の分類が可能となる。また、必要とされる領域の
選択を行うこともできる。これは、ステップS13の条件
入力段階で、例えば、 面積（○dot〜○○dot）and 溝幅（○dot〜○○dot） 面積（○dot〜○○dot）or 周囲長（○dot〜○○dot） 円形度（○〜○○）or ［面積（○dot〜○○dot）and 溝幅（○dot〜○○dot）］ 等の条件を入力することで、ステップS14で、この条件
を満足する小領域、すなわち胃小区を選択，抽出する。

また、ステップS15で、抽出後の映像データは、D/Aコ
ンバータ121によりアナログ映像信号に変換され、γ補
正部123を経由し、出力される。これにより、胃小区構
造の乱れた部分、すなわち異常部分のみを分離すること
が可能となる。

また、これらの特徴量は、数値データとして、補助記
憶装置119に記憶させ、他のデータと比較検討すること
も可能である。また、多数のデータを収集し統計的処理
を行うことも可能であるし、ステップS16で、外部出力
装置120からハードコピー等として出力することも可能
である。

このように、本実施例によれば、特徴量という数値デ
ータに基づいた客観的，数値的な診断が可能となり、医
学的に重要な情報を蓄積，解析することが容易となる。
また、特徴量を組合わせて映像信号の特定部分を抽出す
ることにより、異常部，正常部の識別や、異常部間にお
ける差異を明確にすることも可能となる。

尚、本実施例では、面積，周囲長，溝幅等の特徴量を
画素単位で求めていたが、大きさの既知である物体を生
体内に挿入し、これを基準として実際の大きさを求める
ことも可能である。

尚、処理用のマトリックスは、第６図に示される内容
に限定されるものではなく、異なるサイズのマトリック
スを係数用ROMに記憶させると共に、マトリックス用カ
ウンタを複数種設けることにより、各種の同様な処理が
可能となる。また、病変の種類に応じて、最適となるマ
トリックスを選択可能にしても良い。

また、このような演算処理は、画像全体に対し行う必
要はなく、必要とされる領域のみに行うようにしても良
い。

第９図ないし第13図は本発明の第２実施例に係り、第
９図は画像処理装置の構成を示すブロック図、第10図
（ａ）ないし（ｅ）は光学的フーリエ変換を示す説明
図、第11図（ａ）ないし（ｃ）は血管走行状態を示す説
明図、第12図は画像処理部の動作を示すフローチャー
ト、第13図（ａ）ないし（ｄ）は分枝点に関する説明図
である。

第９図に従って、本実施例の構成を説明する。尚、第
１実施例と同一のものには、同一の符号を付している。
入力されたアナログ映像信号は、A/Dコンバータ101を経
由してメインメモリ102に記憶されるようになってい
る。前記メインメモリ102上の映像データは、分割手段
を構成する直交変換器201に送られ、空間周波数領域に
変換された後、分割手段を構成する乗算器202へ転送さ
れるようになっている。この乗算器202では、直交変換
器201からの映像データと係数用RAM203からのフィルタ
係数が乗算され、分割手段を構成する第２の直交変換器
204に送られるようになっている。前記直交変換器204に
おいて、映像データは空間領域へ変換され、その後画像
処理部115に転送されるようになっている。また、映像
データの行き先と転送時の転送タイミングを制御する制
御信号発生部116が設けられ、前記直交変換器201,係数
用ROM203,直交変換器204,画像処理部115に接続されてい
る。

前記画像処理部115は、第１実施例と同様に、作業用
メモリ117,演算処理装置（CPU）118,補助記憶装置119及
び外部出力装置120から構成されている。そして、前記
直交変換器204からの映像データは、作業用メモリ117に
記憶され、この作業用メモリ117内の映像データは、補
助記憶装置119上のプログラムに従い、演算処理装置118
で処理されるようになっている。また、前記演算処理装
置118からの映像データは、外部出力装置120を介して、
出力されるようになっている。

前記画像処理部115からの映像データは、D/Aコンバー
タ121とγ補正部123を経由し、出力されるようになって
いる。

尚、第９図において、実線は映像信号の流れ、一点鎖
線は制御信号，その他の流れを示している。

次に、第10図ないし第13図を参照して、本実施例の作
用について説明する。

画像処理用の映像信号は、A/Dコンバータ101によりア
ナログ信号からデジタル信号に変換され、メインメモリ
102に記憶される。メインメモリ102上の映像データは、
直交変換器201に送られ、例えばフーリエ変換，離散的C
OS変換等の直交変換により空間周波数領域に変換され
る。

以後は、光学的フーリエ変換を例に説明する。光学的
フーリエ変換を行うと、第10図（ａ）に示すような入力
画像は、第10図（ｂ）に示すように周波数成分に分解さ
れる。この場合、周波数成分の配置は、第10図（ｂ）に
示すように、中央部に直流分、その周辺に低周波数成
分、画面辺縁部に高周波成分が展開する。このような空
間周波数領域に変換された映像データは、乗算器202に
おいて係数ROM203からのフィルタ係数が乗算される。こ
の係数用ROM203のフィルタ係数は、第10図（ｃ）に示さ
れるように環状のものであり、第10図（ｄ）のフィルタ
乗算後の画像に示すように、中央部の低周波数成分と辺
縁部の高周波成分を除去し、中域体の周波数成分のみを
通過するようになっている。その後、映像データは、第
２の直交変換器204に送られ、逆フーリエ変換により、
第10図（ｅ）に示すように、通常の空間領域に戻され
る。このようにして、生体組織の構造パターンに基づき
小領域に分割された映像データが得られる。その後、映
像データは、画像処理部115に転送される。

前記画像処理部115では、第１実施例と同様に、各種
の特徴量が求められる。ここでは、一例として大腸粘膜
を対象とした処理例を説明する。大腸粘膜においては、
その血管の走行状態が潰瘍性大腸炎等の病変と密接に関
連している。例えば、大腸粘膜における血管の走行状態
は、第11図（ａ）ないし（ｃ）に分類されるが、（ａ）
から（ｃ）に向け、血管の走行状態が鮮明になるにつ
れ、正常粘膜に近づくことになる。このため、血管走行
状態の有無，分布状態等の特徴量を求めることにより、
診断時の有効な情報とすることができる。

次に、第12図に従い、特徴量算出に関して説明する。

第１実施例と同様に、ステップS21で画像が入力さ
れ、ステップS22で二値化される。

次に、ステップS23で、細線化される。この細線化
は、次の手順で行う。

1.画像中の境界点に対し、消去可能かつ端点でない画素
を全て消去する。

2.手順１の処理を画像全体の画素に施す１回の操作と
し、これを、消去される画素がなくなるまで反復する。

次に、第１実施例と同様にラベリング（ステップS2
4）を行う。

前記ステップS24のラベリングの後に、面積，分岐
点，端点，分岐率の各特徴量を求める。

面積を求める手順は、第１実施例と同様に、ステップ
S25でラベル毎の画素数をカウントし、総数を求めるこ
とにより、ステップS26により、対応する小領域の面積
（画素数）が求まる。

分岐点を求める手順は次の通りである。

1.隣接画素数（ステップS27） 第13図（ａ）に示すように、注目点に関し、それと隣
接している８方向の画素（図において１〜８の符号を付
した画素）を８近傍という。隣接画素数は、８近傍中で
画素がon（＝１）である画素の総数であり、これを求め
る。

2.分岐点算出（ステップS28） 分岐点は、第13図（ｂ）または（ｃ）に示すように、
隣接画素が３または４の画素であり、この分岐点数を算
出する。

端点を求める手順は次の通りである。

1.隣接画素数（ステップS29） 前記ステップS27と同様である。

2.端点算出（ステップS30） 端点は、第13図（ｄ）に示すように、隣接画素数が１
の画素であり、この端点数を求める。

分岐率を求める手順は次の通りである。

1.分岐点・端点算出（ステップS31） 上記の分岐点を求める手順、端点を求める手順によっ
て、分岐点・端点を算出する。

2.分岐率算出（ステップS32） 分岐率は、１つの小領域（この場合、血管により閉塞
された区域）における分岐点数を、その面積で割った値
であり、この分岐率を求める。

上記の特徴量により、第11図に示す（ａ）〜（ｃ）の
分類が可能となる。すなわち、（ａ）のように血管走行
が不明朗な場合、１つの小領域の面積は大きくなり、
（ｃ）のように血管走行が明朗な場合、１つの小領域の
面積は小さくなる。また、（ｃ）のように血管走行が明
朗な場合、分岐点・端点の数も増加する。

また、第１実施例と同様に、ステップS33の条件入力
及びステップS34の小領域選択により、ある条件を満た
す部分のみを選択することも可能であり、これらのデー
タを保存しておくこともできる。

尚、第１実施例と同様に、ステップS35で、抽出後の
映像データは、D/Aコンバータ121によりアナログ映像信
号に変換され、γ補正部123を経由し、出力される。ま
た、これらの特徴量は、数値データとして、ステップS1
6で、外部出力装置120から出力される。

その他の構成，作用及び効果は、第１実施例と同様で
ある。

尚、本発明は、上記各実施例に限定されず、例えば、
実施例では、入力信号として一つの信号を処理する構成
となっているが、このような回路を３つ設けて、R,G,B
信号の各々を処理してカラー表示しても良い。また、R,
G,B信号のみでなく、シアン，マゼンタ，イエロー等の
補色信号に対しても適用可能であるし、彩度，色相，明
度やCIE規格等の色度座標系に変換された信号に対して
も適用可能である、また、NTSC規格等のコンポジット信
号を輝度成分と色成分とに分離した信号に対しても用い
ることが可能である。

また、実施例では、RGB信号を用いた面順次式電子内
視鏡に関して述べたが、コンポジットビデオ信号をデコ
ードする単板式電子内視鏡についても同様に適応するこ
とができる。

更に、内視鏡としては、先端部に撮像素子を有するタ
イプでも、光学ファイバによるイメージガイドを経由し
て、被観察物の外部に像を導いてから撮像素子で受ける
タイプのどちらでも良い。

また、小領域に対し算出する特徴量、特定部分を抽出
するための特徴量は、それぞれ、１つであっても良い。

また、本発明は、医療用に限らず、工業用にも適用可
能である。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、各領域から算出さ
れた特徴量に基づき、各領域の正常・異常を分離するこ
とができるので、特徴量という数値データに基づいた客
観的，数値的な診断が可能になり、例えば医学的に重要
な情報を蓄積，解析することが容易になるという効果が
ある。

また、生体組織の構造パターン（胃小区、大腸粘膜の
血管の走行状態等）に基づき、小領域を抽出分割した
後、特徴量を抽出する領域を設定するので、各観察領域
に適した画像につき特徴量を算出することができるとい
う顕著な効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は画像処理装置の構成を示すブロック図、第２図は内
視鏡装置の全体を示す説明図、第３図は内視鏡装置の構
成を示すブロック図、第４図は（ａ）及び（ｂ）はマト
リックスを示す説明図、第５図は画像処理部の動作を示
すフローチャート、第６図（ａ）ないし（ｄ）は胃小区
を示す説明図、第７図（ａ）及び（ｂ）はラベリング処
理における入力画像及び出力画像を示す説明図、第８図
は溝幅を求める処理を示す説明図、第９図ないし第13図
は本発明の第２実施例に係り、第９図は画像処理装置の
構成を示すブロック図、第10図（ａ）ないし（ｅ）は光
学的フーリエ変換を示す説明図、第11図（ａ）ないし
（ｃ）は血管走行状態を示す説明図、第12図は画像処理
部の動作を示すフローチャート、第13図（ａ）ないし
（ｄ）は分岐点に関する説明図、第14図は従来の内視鏡
装置の構成を示すブロック図、第15図は輪郭強調回路の
ブロック図、第16図（ａ）ないし（ｃ）はラプラシアン
に関する説明図である。 １……電子内視鏡、６……観察装置 107……累積乗算器 105,106……係数用ROM 112,113……サブメモリ 114……減算器、115……画像処理部 117……作業用メモリ、118……演算処理装置 119……補助記憶装置、120……外部出力装置

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検体像を撮像した内視鏡画像信号を入力
   するための入力手段と、 前記入力手段より入力される内視鏡画像中の注目画素を
   指定する注目画素指定手段と、 前記注目画素指定手段で指定された注目画素の信号レベ
   ルと前記注目画素の周辺画素の信号レベルとに基づき、
   前記注目画素に対応して小領域に分割された映像データ
   を生成する小領域映像データ生成手段と、 前記小領域映像データ生成手段で得られた小領域映像デ
   ータに基づき、同一の連結成分に属する画素について同
   一の分類を付与するラベリング手段と、 前記ラベリング手段でラベリングされた映像データに基
   づき、該映像データの特徴量を演算する特徴量演算手段
   と、 前記特徴量演算手段で演算された特徴量に基づく演算結
   果の情報を出力する出力手段と、 を備えたことを特徴とする内視鏡画像処理装置。
2. 【請求項２】被検体像を撮像した内視鏡画像信号を入力
   する画像入力工程と、 前記画像入力行程で入力される内視鏡画像中の注目画素
   を指定する注目画素指定工程と、 前記注目画素指定工程で指定された注目画素の信号レベ
   ルと前記注目画素の周辺画素の信号レベルとに基づき、
   前記注目画素に対応して小領域に分割された映像データ
   を生成する小領域映像データ生成工程と、 前記小領域映像データ生成工程で得られた小領域映像デ
   ータに基づき、同一の連結成分に属する画素について同
   一の分類を付与するラベリング行程と、 前記ラベリング行程でラベリングされた映像データに基
   づき、該映像データの特徴量を演算する特徴量演算行程
   と、 前記特徴量演算行程で演算された特徴量に基づく演算結
   果の情報を出力手段で出力する演算結果出力工程と、 を備えたことを特徴とする内視鏡画像処理方法。