JP4603097B2 - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置および画像処理方法に関し、特に人や動物や植物や物体などの被検体内に導入されて被検体内の画像を取得する画像処理装置および画像処理方法に関する。

従来、白色光を出力する光源を用いて被検体内を照明しつつ被検体内を撮像して取得した画像データから任意の波長帯域の分光画像を生成するカプセル型内視鏡システムが存在する（例えば以下に示す特許文献１参照）。

特開２００７−３１９４４２号公報

しかしながら、被検体内における波長成分ごとの分光光量は、例えば被検体の体液や細胞または素材の色などによって大きく異なる。例えば人体や動物等では、色の３原色のうち、緑（Ｇ）成分と青（Ｂ）成分との分光光量に比べ、赤（Ｒ）成分の分光光量が非常に大きい。このため、分光光量の小さい緑（Ｇ）成分および青（Ｂ）成分の画像データでは撮像対象の形状的特徴を示す信号レベルの起伏がノイズによる信号レベルの起伏と同程度となってしまい、波長成分ごとに鮮明な画像を生成することが困難であるという問題が存在した。

また、上記した特許文献１が開示するところのカプセル型医療システムでは、カプセル内視鏡の固体差や撮像対象の分光特性の違いなどにより生じる任意の波長帯域ごとの画像のばらつきを、係数マトリクスを用いて補正することで、任意の波長帯域ごとの適切な分光画像を生成していた。

しかしながら、本特許文献１による技術では、マトリクス演算を含む複雑な処理が必要なため、これを実現するためには比較的大きな演算回路や複雑なソフトウエアプログラムなどが必要であるという問題が存在した。

そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、小型かつ簡易な構成で波長成分ごとの鮮明な画像を生成することを可能にする画像処理装置および画像処理方法を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明による画像処理装置は、同一の範囲を写す波長成分ごとの複数の画像データのうち赤色の画像データの輝度値をもとに緑色および青色の画像データの輝度値を増幅する増幅部を備え、前記増幅部が、前記緑色および青色の画像データにおける単位領域の輝度値を前記赤色の画像データにおける前記単位領域と対応する領域の輝度値をもとに増幅することを特徴としている。

また、本発明による画像処理装置は、同一の範囲を写す波長成分ごとの複数の画像データのうち赤色の画像データの輝度値をもとに緑色および青色の画像データの輝度値を増幅する増幅部を備え、前記増幅部が、前記赤色の画像データに含まれる形状を当該赤色の画像データの前記輝度値をもとに検出する形状検出部を含み、該形状検出部で検出した形状をもとに前記緑色および青色の画像データの輝度値を増幅することを特徴としている。

上記した本発明による画像処理装置は、前記増幅部が、前記緑色および青色の画像データが入力される反転入力端子と、接地された非反転入力端子と、を有する差動増幅回路と、前記緑色および青色の画像データと同期して前記赤色の画像データが入力される制御端子を有し、前記差動増幅回路の前記反転入力端子と出力端子との間に接続された可変抵抗と、前記差動増幅回路の前記出力端子に接続されたインバータ回路と、を有することを特徴としている。

上記した本発明による画像処理装置は、前記形状検出部が、前記赤色の画像データが入力され、該赤色の画像データの輝度値が所定値以上であるか否かを検出し、該検出した結果を検出信号として出力し、前記増幅部が、前記赤色の画像データと同期して前記緑色および青色の画像データが入力される反転入力端子と、接地された非反転入力端子と、を有する差動増幅回路と、前記形状検出部から出力された検出信号が入力される制御端子を有し、前記差動増幅回路の前記反転入力端子と出力端子との間に接続された可変抵抗と、前記差動増幅回路の前記出力端子に接続されたインバータ回路と、を有することを特徴としている。

また、本発明による画像処理方法は、同一の範囲を写す波長成分ごとの複数の画像データのうち赤色の画像データの輝度値をもとに該緑色および青色の画像データの輝度値を増幅する増幅ステップを含み、前記増幅ステップが、前記緑色および青色の画像データにおける単位領域の輝度値を前記赤色の画像データにおける前記単位領域と対応する領域の輝度値をもとに増幅することを特徴としている。

また、本発明による画像処理方法は、同一の範囲を写す波長成分ごとの複数の画像データのうち赤色の画像データの輝度値をもとに該緑色および青色の画像データの輝度値を増幅する増幅ステップと、前記赤色の画像データに含まれる形状を当該赤色の画像データの輝度値をもとに検出する形状検出ステップと、を含み、前記増幅ステップが、前記形状検出ステップで検出した前記形状をもとに前記緑色および青色の画像データの輝度値を増幅することを特徴としている。

本発明によれば、１つの画像データの輝度値に基づいて他の画像データの輝度値を増幅するという簡易な構成で波長成分ごとの画像のコントラストを調整することが可能になるため、小型かつ簡易な構成で波長成分ごとの鮮明な画像を生成することを可能にする画像処理装置、被検体内導入装置、医療システムおよび画像処理方法を実現することが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態１または２による医療システムの概略構成を示す模式図である。 図２は、本発明の実施の形態１または２による医療システムを構成する各装置の概略構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施の形態１または２によるカプセル型医療装置の概略構成を示す斜視図である。 図４は、本発明の実施の形態１または２による光源の概略構成を示す斜視図である。 図５は、本発明の実施の形態１または２で使用する光源の放射輝度特性を示す図である。 図６は、被検体を例えば人や動物等とした場合の体腔内壁の分光特性を示す図である。 図７は、人や動物等の血液の吸光度特性を示す図である。 図８は、４１５ｎｍ付近の波長帯域の光および５４０ｎｍ付近の波長帯域の光が被検体の内壁に対して反射する様子を説明するための概念図である。 図９は、本発明の実施の形態１または２による撮像素子の概略構成を示すレイアウト図である。 図１０は、本発明の実施の形態１または２による撮像素子における各素子の分光感度特性を示す図である。 図１１は、本発明の実施の形態１による特殊光観察の動作の概略を示すフローチャートである。 図１２は、本発明の実施の形態１による受信信号処理回路の概略構成を示すブロック図である。 図１３は、本発明の実施の形態１による画像生成回路の構成例を示すブロック図である。 図１４は、本発明の実施の形態１によるＧデータコントラスト調整回路およびＢデータコントラスト調整回路の回路構成例を示す回路図である。 図１５は、本発明の実施の形態１によるコントラスト調整によって得られる効果を説明するための図である。 図１６は、本発明の実施の形態２による特殊光観測の動作の概略を示すフローチャートである。 図１７は、本発明の実施の形態２による画像生成回路の構成例を示すブロック図である。 図１８は、本発明の実施の形態２によるコントラスト調整によって得られる効果を説明するための図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の説明において、各図は本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎず、従って、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。また、各図では、構成の明瞭化のため、断面におけるハッチングの一部が省略されている。さらに、後述において例示する数値は、本発明の好適な例に過ぎず、従って、本発明は例示された数値に限定されるものではない。

＜実施の形態１＞
まず、本発明の実施の形態１による医療システム１を、図面を用いて詳細に説明する。本実施の形態では、被検体９００の胃９０２内に蓄えた液体９０４に浮かぶ被検体内導入装置にカプセル型医療装置１０を適用して胃９０２の内壁画像を取得する場合を例に挙げる。ただし、本発明はこれに限定されず、本実施の形態によるカプセル型医療装置１０を食道から肛門にかけて移動する途中で被検体９００内の画像を取得する被検体内導入装置に適用することも可能である。また、液体９０４が蓄えられる臓器は、胃９０２に限らず、例えば小腸や大腸など、各種器官とすることができる。さらに、液体９０４には、例えば生理食塩水や水など、被検体９００およびカプセル型医療装置１０に対して悪影響を与えない液体を用いることが好ましい。

また、本実施の形態では、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の各波長成分を含む白色光を用いて被検体９００内を照明し、この状態で被検体９００内を撮像して、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の各波長成分についての画像データを取得する場合を例に挙げる。ただし、本発明はこれに限定されず、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）のうち少なくとも２つの波長成分を含む光で被検体９００内を照明し、この状態で被検体９００内を撮像して、少なくとも２つの波長成分についての画像データを取得するものであればよい。

なお、以下の説明では、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の波長成分を含む光（白色光を含む）を通常光といい、何れかの波長成分のみよりなる光を特殊光という。また、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の波長成分を含む画像データを通常光画像といい、何れか１つまたは２つの波長成分よりなる画像を特殊光画像という。さらに、以下の説明では、通常光画像を生成する動作を通常光観察といい、特殊光画像を生成する動作を特殊光観察という。したがって、本実施の形態は、通常光で照明しつつ撮像することで取得した画像データから通常光画像と特殊光画像とを生成することで、通常光観察と特殊光観察とを同時に行なう場合の例である。

図１は、本実施の形態による医療システム１の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、例えば経口で被検体９００内に導入されて胃９０２に蓄えられた液体９０４に浮遊するカプセル型医療装置１０と、このカプセル型医療装置１０と無線通信を行なうことでカプセル型医療装置１０との間で画像データや制御命令等を送受信する通信装置１３０と、を備える。

また、通信装置１３０は、フラッシュメモリ（登録商標）やスマートカード（登録商標）などの携帯型記録媒体１４０が着脱可能に構成される。携帯型記録媒体１４０には、例えばカプセル型医療装置１０が取得した被検体内画像の画像データが記録される。ユーザは、携帯型記録媒体１４０を例えばパーソナルコンピュータやサーバなどの情報処理端末１５０に接続し、携帯型記録媒体１４０に格納された画像データを情報処理端末１５０で読み取って情報処理端末１５０の表示部に被検体内画像を表示させることで、カプセル型医療装置１０で取得された被検体内画像を目視により確認することができる。なお、本説明では、体外アンテナ１２０と通信装置１３０と情報処理端末１５０とを体外装置という。

通信装置１３０は、被検体９００外に配置される。また、通信装置１３０には、同軸ケーブルなどの接続ケーブル１３９を介して１つ以上の体外アンテナ１２０が接続される。各体外アンテナ１２０は、被検体９００外であってカプセル型医療措置１０の近傍に配置される。通信装置１３０は、この体外アンテナ１２０を介してカプセル型医療装置１０とデータの送受信を行なう。

ここで、図２および図３を用いて、本実施の形態による医療システム１をより詳細に説明する。図２は、本実施の形態による医療システム１を構成する各装置の概略構成を示すブロック図である。図３は本実施の形態によるカプセル型医療装置１０の概略構成を示す斜視図である。

・カプセル型医療装置
まず、本実施の形態によるカプセル型医療装置１０の一例を、図２を用いて詳細に説明する。図２に示すように、被検体９００内に導入されるカプセル型医療装置１０は、被検体９００内を撮像する撮像部１５Ａおよび撮像素子駆動回路１５と、撮像時に被検体９００内を照明する光源１６Ａおよび光源駆動回路１６と、撮像部１５Ａで生成された画像信号に所定の処理を実行して画像データを生成する画像信号処理回路１４と、画像信号処理回路１４で生成された画像データを無線信号として外部へ出力する送信回路１３および送信用アンテナ１３Ａと、被検体９００外に配置された通信装置１３０から無線信号として送信された制御信号等を受信する受信回路１２および受信用アンテナ１２Ａと、カプセル型医療装置１０内の各回路を駆動制御する制御回路１１と、カプセル型医療装置１０内の各回路に電力を供給するバッテリ１７Ｂおよび電源回路１７と、を備える。

また、制御回路１１は、例えば受信回路１２を介して通信装置１３０から受信した制御命令や予め自身が備えるメモリ等に記憶されたプログラムや制御パラメータ等に基づき、定期的（例えば１秒間に２コマ）に、撮像素子駆動回路１５、光源駆動回路１６および画像信号処理回路１４を駆動制御して撮像動作を実行させ、これにより取得された画像データを送信回路１３を介して通信装置１３０へ送信する。

なお、カプセル型医療装置１０は、不図示のセンサ素子およびこれを駆動制御するセンサ素子駆動回路を備えていてもよい。センサ素子は、例えば体温計や圧力計やｐＨ計などで構成され、適宜、被検体内情報として被検体９００内の温度や圧力やｐＨ値などを取得する。センサ素子制御回路は、制御回路１１からの制御のもと、センサ素子を駆動して被検体内情報を取得し、これを送信回路１３へ入力する。送信回路１３は入力された被検体内情報を通信装置１３０へ送信する。

また、カプセル型医療装置１０の各回路は、図２に示すように、容器１８とキャップ１９とからなるカプセル型の筐体内に収納される。ここで図３に示すように、容器１８は、一方の端が半球状のドーム形状をしており他方の端が開口された略円筒形状または半楕円球状の形状を有する。一方、キャップ１９は、半球形状を有し、容器１８の開口に嵌められることで容器１８内を封止する。容器１８およびキャップ１９よりなるカプセル型容器は、例えば被検体９００が飲み込める程度の大きさである。また、本実施の形態では、少なくともキャップ１９が透明な材料で形成される。上述した光源１６Ａは、カプセル型容器（１８、１９）内のキャップ１９側に配置された回路基板１６Ｂに搭載される。同様に、撮像部１５Ａは、カプセル型容器（１８、１９）内のキャップ１９側に配置された不図示の回路基板に搭載される。なお、各回路基板における素子搭載面は、キャップ１９側に向けられている。したがって、撮像部１５Ａおよび光源１６Ａの撮像／照明方向は、図３に示すように、透明なキャップ１９を介して被検体９００へ向けられている。なお、撮像部１５Ａの受光面側には、対物レンズ１５ｃが配設されている。また、キャップ１９は、光源１６Ａから出力した光および／又は対物レンズ１５ｃを介して撮像素子１５ａに入射する光の配光を調整したり光源１６Ａおよび撮像部１５Ａの撮像／照明範囲を広角にしたりするためのレンズとしての機能も果たしている。

・通信装置
次に、本実施の形態による通信装置１３０の一例を、図２を用いて詳細に説明する。図２に示すように、被検体９００外表（例えば被検体９００表面または被検体９００が着用する衣服等）に配置される通信装置１３０は、通信装置１３０内の各回路を駆動制御する制御回路１３１と、カプセル型医療装置１０から無線信号として送信された画像データを受信する受信回路１３３およびこれと接続ケーブル１３９−１を介して接続されたｍ個（ｍは１以上）の体外アンテナ１２１−１〜１２１−ｍと、受信した画像信号に所定の処理を実行する受信信号処理回路１３４と、所定の処理が実行された画像データ等を保持するメモリ回路１３５と、携帯型記録媒体１４０等が着脱可能なインタフェース回路１３７と、制御回路１３１が生成したカプセル型医療装置１０の制御命令等を無線信号としてカプセル型医療装置１０へ送信する送信回路１３２およびこれと接続ケーブル１３９−２を介して接続されたｎ個（ｎは１以上）の体外アンテナ１２２−１〜１２２−ｎと、通信装置１３０内の各回路に電力を供給するバッテリ１３８Ｂおよび電源回路１３８と、を備える。

なお、受信信号処理回路１３４で処理された画像データは、制御回路１３１の制御のもと、メモリ回路１３５に格納されてもよいし、インタフェース回路１３７に接続された携帯型記録媒体１４０に格納されてもよい。また、制御回路１３１は、受信信号処理回路１３４で処理された画像データを不図示のグラフィックボード等を介して外部接続された表示装置へ送信してもよいし、通信装置１３０自身が搭載する表示部等に表示してもよい。

さらに、通信装置１３０には、操作者が撮像指示などの各種操作を入力するための操作部が設けられても、この操作部を備えた他の装置と無線回線又は有線回線を介して通信可能に構成されてもよい。

さらに、通信装置１３０は、受信回路１３３で受信された無線信号の電波強度等と被検体９００外表に固定された体外アンテナ１２０の位置等とに基づいて、被検体９００内部におけるカプセル型医療装置１０の位置を検出する位置検出回路１３６が設けられていてもよい。なお、位置検出回路１３６で検出されたカプセル型医療装置１０の位置は、例えば、制御回路１３１に入力され、位置検出のタイミングと同じくしてカプセル型医療装置１０から受信した画像データと共に、メモリ回路１３５または携帯型記録媒体１４０に格納される。

（通常光観察および特殊光観察）
次に、本実施の形態によるカプセル型医療装置１０を用いて取得した画像データから通常光画像と特殊光画像とを生成するための構成および動作について、図面を用いて詳細に説明する。

上述したように、本実施の形態では、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の各波長成分を含む通常光を用いて被検体９００内を照明し、この状態で被検体９００内を撮像して、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の各波長成分についての画像データを取得する。したがって、この画像データは、同一範囲を写す波長成分ごとの複数の画像データよりなる。

そこで、本実施の形態では、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の各波長成分の画像データを用いて通常光画像を生成する（通常光観察）と共に、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の各波長成分の画像のうち緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の波長成分の画像データを用いて特殊光画像を生成する（特殊光観察）。ただし、これに限定されず、特殊光観察によって生成する特殊光画像は、緑色（Ｇ）の波長成分のみの画像であっても青色（Ｂ）の波長成分のみの画像であってもよい。

図４は、本実施の形態による光源１６Ａの概略構成を示す斜視図である。なお、図４では、説明の都合上、カプセル型医療装置１０における光源１６Ａおよびこれを搭載する回路基板１６Ｂ以外の構成については省略する。

図４に示すように、本実施の形態では、回路基板１６Ｂにおける素子搭載面１６ｕｓに、４つの光源１６Ａが搭載されている。各光源１６Ａは、光源駆動回路１６から印加された電圧により駆動されて光を出力する発光素子１６ａを含む。なお、光源駆動回路１６は、回路基板１６Ｂに搭載されており、光源１６Ａと電気的に接続される。また、素子搭載面１６ｕｓは、キャップ１９側に向けて配設されている。

この発光素子１６ａには、例えば白色光（通常光）を出力する白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）や例えば４１５ｎｍ付近の特定の波長帯域の光（特殊光）を出力するＬＥＤなどを用いることができる。ただし、発光素子１６ａに例えば４１５ｎｍ付近の特定の波長帯域の光（特殊光）を出力するＬＥＤを用いた場合、光源１６Ａには、発光素子１６ａから出力された特殊光を波長変換して青色（Ｂ）の光と緑色（Ｇ）の光と赤色（Ｒ）の光とを含む通常光を出力する波長変換部１６ｂが設けられる。なお、この場合、本説明では波長変換部１６ｂと発光素子１６ａとを含めて光源１６Ａとする。また、赤色（Ｒ）の光は例えば６８０ｎｍ付近の波長帯域の光であり、緑色（Ｇ）の光は例えば５４０ｎｍ付近の波長帯域の光であり、青色（Ｂ）の光は例えば４１５ｎｍ付近の波長帯域の光である。なお、より具体的には、４１５ｎｍ付近の波長帯域の光とは、波長が３８０ｎｍから４６０ｎｍの間に含まれる光であり、５４０ｎｍ付近の波長帯域の光とは、波長が５００ｎｍから５８０ｎｍの間に含まれる光である。

ここで図５に、本実施の形態で使用する光源１６Ａの放射輝度特性を示す。図５に示すように、本実施の形態では、光源１６Ａから４１５ｎｍ付近の波長帯域の光（青色（Ｂ）成分）と５４０ｎｍ付近の波長帯域の光（緑色（Ｇ）成分）と６８０ｎｍ付近の波長帯域の光（赤色（Ｒ）成分）とを含む通常光が出力される。

また、本実施の形態では、各光源１６Ａから出力される各波長成分の光の配光が一致または略一致するように、それぞれの光源１６Ａが構成される。さらに、本実施の形態では、回路基板１６Ｂ上に配置された複数の光源１６Ａ全体から出力される各波長成分の光の配光が一致または略一致するように、複数の光源１６Ａがレイアウトされる。例えば各光源１６Ａから出力された通常光のうち、赤色（Ｒ）色成分の特殊光と緑色（Ｇ）色成分の特殊光と青色（Ｂ）色成分の特殊光との配光は、それぞれが互いに一致する。加えて、複数の光源１６Ａを１つの光源として考えた場合でも、赤色（Ｒ）色成分の特殊光と緑色（Ｇ）色成分の特殊光と青色（Ｂ）色成分の特殊光との配光は、それぞれが互いに一致する。このように各色成分の特殊光の配光を一致させることで、色むらの無い画像を撮像することが可能となる。なお、配光を一致させる方法としては、光源１６Ａの光取出面に光を拡散するフィルムを設けたり、複数の光源１６Ａを撮像素子を中心としてシンメトリックに配置したりなど、種々の方法を用いることが可能である。

また、被検体９００を例えば人や動物等とした場合、体腔内の内壁（撮像対象物）を照明した際の分光特性では、緑色（Ｇ）や青色（Ｂ）に比べて赤色（Ｒ）が強くなる。すなわち、図６に示すように、被検体９００における体腔内壁の分光特性が６８０ｎｍ付近にピークを持つ曲線となる。なお、図６は、被検体９００を例えば人や動物等とした場合の体腔内壁の分光特性を示すグラフである。

一方、人や動物等の血液は、図７に示すように、６８０ｎｍ付近の波長帯域の光と比較して４１５ｎｍ付近の波長帯域の光と５４０ｎｍ付近の波長帯域の光とを強く吸収する。したがって、被検体９００を人や動物等とした場合では、４１５ｎｍ付近の波長帯域の反射光と５４０ｎｍ付近の波長帯域の反射光とを受光することで、血液の集中部分である血管の形状を得ることが可能である。なお、図７は、人や動物等の血液の吸光度特性を示すグラフである。

また、一般的に光は、波長が長い程、物体に対する透過率が大きい。すなわち、図８に示すように、４１５ｎｍ付近の波長帯域の光Ｌ_４１５は、被検体９００の内壁ｓ９００の表面Ｓ１１付近に存在する血管によって吸収される。また、吸収されなかった光Ｌ_４１５は、内壁ｓ９００の表面Ｓ１１付近で反射する。このため、分光法により、４１５ｎｍ付近の波長帯域の光Ｌ_４１５（特殊光）を観察することで、被検体９００の内壁ｓ９００における表面Ｓ１１付近の血管の形状を得ることができる。一方、５４０ｎｍ付近の波長帯域の光Ｌ_５４０は、図８に示すように、内壁ｓ９００の比較的深層の部分Ｓ１２に存在する血管によって吸収される。また、吸収されなかった光Ｌ_５４０は、内壁ｓ９００の比較的深層の部分Ｓ１２で反射する。このため、分光法により、５４０ｎｍ付近の波長帯域の光Ｌ_５４０（特殊光）を観察することで、被検体９００の内壁ｓ９００における比較的深層の部分Ｓ１２の血管の形状を得ることができる。なお、図８は、４１５ｎｍ付近の波長帯域の光および５４０ｎｍ付近の波長帯域の光が被検体９００の内壁ｓ９００に対して反射する様子を説明するための概念図である。

このことから、４１５ｎｍ付近の波長帯域の光Ｌ_４１５（特殊光）を受光して得られた特殊光画像と５４０ｎｍ付近の波長帯域の光Ｌ_５４０（特殊光）を受光して得られた特殊光画像とを重畳することで、被検体９００内の血管の立体的形状を画像化する特殊光観察が可能となる。また、このような重畳された特殊光画像に通常光観察により得られた通常光画像を重ねることで、被検体９００の内壁形状とこの部分の立体的な血管形状とを再現する画像を得ることができる。

そこで本実施の形態では、図９および図１０に示すように、４１５ｎｍ付近の波長成分（青色（Ｂ）成分）の光を受光する受光素子１５ｂと、５４０ｎｍ付近の波長成分（緑色（Ｇ）成分）の光を受光する受光素子１５ｇと、６８０ｎｍ付近の波長成分（赤色（Ｒ）成分）の光を受光する受光素子１５ｒと、が周期性を持って２次元配列された撮像素子１５ａを用いて被検体９００内を撮像する。これにより、４１５ｎｍ付近の波長成分（青色（Ｂ）成分）よりなる画像データ（以下、Ｂデータという）と、５４０ｎｍ付近の波長成分（緑色（Ｇ）成分）よりなる画像データ（以下、Ｇデータという）と、６８０ｎｍ付近の波長成分（赤色（Ｒ）成分）よりなる画像データ（以下、Ｒデータという）と、を生成することが可能となる。

なお、図９は、本実施の形態による撮像素子１５ａの概略構成を示すレイアウト図である。また、図１０は、撮像素子１５ａにおける各素子の分光感度特性を示すグラフである。図１０において、ラインＬ１５ｂは受光素子１５ｂの分光感度特性を示し、ラインＬ１５ｇは受光素子１５ｇの分光感度特性を示し、ラインＬ１５ｒは受光素子１５ｒの分光感度特性を示す。

さらに、以下の説明において、周期性を持ってライン方向（図９中、横方向とする）に配列された受光素子１５ｒ、１５ｇおよび１５ｂが撮像する被検体９００内部の領域を単位領域という。すなわち、図９に示す例では、受光素子１５ｇと受光素子１５ｒと受光素子１５ｂとを含む計３つの受光素子によって撮像される領域を単位領域とする。したがって、撮像素子駆動回路１５は、撮像部１５Ａにおける撮像素子１５ａを１ラインずつ順次読み出すことで、ＲデータとＧデータとＢデータとを含む１つの画像データを取得する。なお、単位領域として定義される領域は、上述した１つの画素が撮像する領域に限らず、種々変形することが可能である。

ただし、上述したように、被検体９００を人や動物等とした場合の体腔内壁の分光特性は、６８０ｎｍ付近にピークが存在する。したがって、受光素子１５ｒで得られるＲデータの輝度値（または画素値）を表す信号強度に対して、受光素子１５ｇで得られるＧデータの信号強度および受光素子１５ｂで得られるＢデータの信号強度は、それぞれ非常に小さい。このため、本実施の形態のように通常光観察と特殊光観察とを同時に行なう場合、ＧデータとＢデータとにおけるＳ／Ｎ比が非常に小さくなり、この結果、特殊光観察によって鮮明な血管画像を得ることが難しい。

そこで本実施の形態では、特定の波長成分の画像データの輝度値をもとに他の波長成分の画像データの輝度値を増幅することで、Ｇデータにおける血管と他の部分とのコントラストおよびＢデータにおける血管と他の部分とのコントラストをそれぞれ調整する。これにより、鮮明な特殊光画像を取得することが可能な特殊光観察を実現することができる。

なお、本実施の形態では、Ｇデータの輝度値とＢデータの輝度値と増幅する増幅率を決定するパラメータに、Ｒデータの信号強度、すなわちＲデータの輝度値を用いる。Ｒデータは、上述したように、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の各成分のうち信号強度が最も大きい。したがって、このＲデータを用いてＧデータおよびＢデータを増幅することで、ＧデータおよびＢデータのダイナミックレンジを実質的に広げることが可能となるため、コントラストが強調された鮮明な画像を生成することが可能となる。

また、Ｒデータは、上述したように、被検体９００を人や動物等とした場合の体腔内壁（撮像対象物）の形状が強く含まれている。そのため、ＲデータとＧデータとＢデータとの間で対応する単位領域ごとに、Ｒデータを用いてＧデータおよびＢデータを増幅することで、体腔内壁の形状に応じた的確な信号強度（または画素値）の増幅が可能となる。この結果、ノイズを抑制しつつ的確なコントラスト調整が可能となり、良好な血管の立体形状を再現する特殊光画像を生成することが可能となる。

ここで図１１を用いて、Ｒデータを用いたＧデータおよびＢデータのコントラスト調整を含む特殊光観察の動作を説明する。図１１は、本実施の形態による特殊光観察の動作の概略を示すフローチャートである。

図１１に示すように、本動作では、まず、定期的または通信装置１３０を介したユーザからの要求に応じてカプセル型医療装置１０が光源１６Ａを駆動して被検体９００内を照明しつつ撮像部１５Ａを駆動することで、Ｒデータ、ＧデータおよびＢデータ（Ｒ／Ｇ／Ｂデータ）それぞれを取得する（ステップＳ１０１）。

次に、取得されたＲ／Ｇ／Ｂデータのうち、Ｒデータを用いてＧデータおよびＢデータ（Ｇ／Ｂデータ）のコントラストを調整する（ステップＳ１０２）。なお、このステップＳ１０２は、カプセル型医療装置１０の例えば画像信号処理回路１４において実行されても、通信装置１３０の例えば受信信号処理回路１３４において実行されても、携帯型記録媒体１４０等を介してＲ／Ｇ／Ｂデータ（画像データ）を取得した情報処理端末１５０において実行されてもよい。また、このステップＳ１０２は、アナログ処理で実現されてもデジタル信号で実現されてもよい。さらに、このステップＳ１０２は、アナログ／デジタル回路を用いて実現されても、所定のソフトウエアを実行することで実現されてもよい。

以上のようにＲデータを用いてＧ／Ｂデータのコントラストを調整すると、次に、コントラスト調整後のＧ／Ｂデータを重畳することで特殊光画像を生成する（ステップＳ１０３）。これにより、被検体９００内の血管を立体的に再現した特殊光画像を取得することができる。なお、このステップＳ１０３は、カプセル型医療装置１０の画像信号処理回路１４において実行されても、通信装置１３０の受信信号処理回路１３４において実行されても、携帯型記録媒体１４０等を介してコントラスト調整後のＧ／Ｂデータ（画像データ）を取得した情報処理端末１５０において実行されてもよい。また、このステップＳ１０３は、アナログ処理で実現されてもデジタル信号で実現されてもよい。さらに、このステップＳ１０３は、アナログ／デジタル回路を用いて実現されても、所定のソフトウエアを実行することで実現されてもよい。

ここで、図１１におけるステップＳ１０２およびＳ１０３の処理を、通信装置１３０の受信信号処理回路１３４において実現する際の構成を、図面を用いて詳細に説明する。図１２は、本実施の形態による受信信号処理回路１３４の概略構成を示すブロック図である。また、図１３は、図１２における画像生成回路１３４２の構成例を示すブロック図である。なお、本実施の形態による受信信号処理回路１３４は、特殊光観察と共に通常光観察を実現することが可能なように構成されている。

図１２に示すように、受信信号処理回路１３４は、カプセル型医療装置１０から受信回路１３３を介してデジタル信号として入力された画像データに対し、Ｄ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ）変換や各色成分（Ｒ，Ｇ，Ｂ成分）の分離などの所定の処理を実行する前処理回路１３４１と、前処理回路１３４１から出力されたＲデータ、ＧデータおよびＢデータ（Ｒ／Ｇ／Ｂデータ）を用いて通常光画像およびコントラスト補正された特殊光画像を生成する画像生成回路１３４２と、画像生成回路１３４２から出力された通常光画像の画像データ（以下、通常光画像データという）にホワイトバランス調整、同時化、色シフト、ガンマ補正、および、構造強調などの処理を実行する通常光画像調整回路１３４３と、画像生成回路１３４２から出力された特殊光画像の画像データ（以下、特殊光画像データという）にホワイトバランス調整、同時化、色シフト、ガンマ補正、および、構造強調などの処理を実行する特殊光画像調整回路１３４４と、を備える。また、前処理回路１３４１からは、所定の水平同期信号および垂直同期信号に同期してＲデータとＧデータとＢデータとが出力される。

なお、受信信号処理回路１３４は、通常光画像調整回路１３４３が生成した通常光画像および特殊光画像調整回路１３４４が生成した特殊光画像が正常であるか否かを判定する画像診断回路１３４５を有してもよい。この画像診断回路１３４５は、例えば通常光画像または特殊光画像の画像データの信号レベルを検出し、例えば値が飽和（サチレーション）していないかなどを判定する。また、画像診断回路１３４５は、診断結果を制御回路１３１に入力する。制御回路１３１は、通常光画像または特殊光画像が正常でない場合、例えばこれを破棄する制御を各回路に実行させる。

また、図１２に示す画像生成回路１３４２は、図１３に示すように、Ｒ／Ｇ／Ｂデータから通常光画像データを生成する通常光画像生成回路１３４２−１と、Ｒデータに基づいてＧデータのコントラストを調整するＧデータコントラスト調整回路１３４２−２ｇと、Ｒデータに基づいてＢデータのコントラストを調整するＢデータコントラスト調整回路１３４２−２ｂと、Ｇデータコントラスト調整回路１３４２−２ｇによりコントラスト調整されたＧデータ（以下、これをＧ’データという）およびＢデータコントラスト調整回路１３４２−２ｂによりコントラスト調整されたＢデータ（以下、これをＢ’データという）から特殊光画像データを生成する特殊光画像生成回路１３４２−３と、を備える。なお、Ｇデータコントラスト調整回路１３４２−２ｇとＢデータコントラスト調整回路１３４２−２ｂとは、本実施の形態による画像処理装置１３４２−２を構成する。

通常光画像生成回路１３４２−１は、Ｒデータを一時格納するバッファであるＲデータメモリ１３４２−１ｒと、Ｇデータを一時格納するバッファであるＧデータメモリ１３４２−１ｇと、Ｂデータを一時格納するバッファであるＢデータメモリ１３４２−１ｂと、を含む。通常光画像生成回路１３４２−１は、アナログ信号で入力されたＲ／Ｇ／Ｂデータをデジタル信号に変換し、これを各メモリ（１３４２−１ｒ、１３４２−１ｇ、１３４２−１ｂ）に格納する。また、通常光画像生成回路１３４２−１は、各メモリから所定の水平同期信号および垂直同期信号に従って１ラインずつ順次画素データを読み出して合成することで、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）成分を含む通常光画像データを生成して出力する。

一方、特殊光画像生成回路１３４２−３は、コントラスト調整されたＧデータ（Ｇ’データ）を一時格納するバッファであるＧデータメモリ１３４２−３ｇと、コントラスト調整されたＢデータ（Ｂ’データ）を一時格納するバッファであるＢデータメモリ１３４２−３ｂと、を含む。特殊光画像生成回路１３４２−３は、アナログ信号で入力されたＧ’／Ｂ’データをデジタル信号に変換し、これを各メモリ（１３４２−３ｇ、１３４２−３ｂ）に格納する。また、特殊光画像生成回路１３４２−３は、各メモリから所定の水平同期信号および垂直同期信号に従って１ラインずつ順次画素データを読み出して合成することで、緑色（Ｇ），青色（Ｂ）成分を含む重畳された特殊光画像データを生成して出力する。

なお、図１３に示す回路構成において、Ｇデータコントラスト調整回路１３４２−２ｇおよびＢデータコントラスト調整回路１３４２−２ｂは、図１１におけるステップＳ１０２の処理を実行する回路である。また、特殊光画像生成回路１３４２−３は、図１１におけるステップＳ１０３の処理を実行する回路である。

ここで、図１３におけるＧデータコントラスト調整回路１３４２−２ｇおよびＢデータコントラスト調整回路１３４２−２ｂの回路構成例について、図面を用いて詳細に説明する。図１４は、本実施の形態によるＧデータコントラスト調整回路１３４２−２ｇおよびＢデータコントラスト調整回路１３４２−２ｂの回路構成例を示す回路図である。

図１４に示すように、Ｇデータコントラスト調整回路１３４２−２ｇは、差動増幅回路ＡＭＰ１と、差動増幅回路ＡＭＰ１の反転入力端子（−）に接続された抵抗ＲＥＳ１と、差動増幅回路ＡＭＰ１の出力端子に設けられたインバータＩＮＶ１と、差動増幅回路ＡＭＰ１の反転入力端子（−）と出力端子との間に接続された可変抵抗ＶＲ１と、を備える。なお、差動増幅回路ＡＭＰ１の非反転入力端子（＋）は、接地される。

この回路構成において、図１２の前処理回路１３４１から出力されたＲ／Ｇ／Ｂデータのうち、Ｇデータは、抵抗ＲＥＳ１を介して差動増幅回路ＡＭＰ１の反転入力端子（−）に入力される。また、Ｒデータは、可変抵抗ＶＲ１の制御端子に入力される。さらに、差動増幅回路ＡＭＰ１の反転入力端子（−）に入力されるＧデータと、可変抵抗ＶＲ１の制御端子に入力されるＲデータとは、所定の水平同期信号および垂直同期信号に従って同期されている。したがって、可変抵抗ＶＲ１の抵抗値がＲデータの信号レベルによって制御されることで、差動増幅回路ＡＭＰ１においてＧデータの単位領域の輝度値がこの単位領域に対応するＲデータの単位領域の輝度値で増幅される。

以上のような回路構成とすることで、抵抗ＲＥＳ１を介して差動増幅回路ＡＭＰ１の反転入力端子（−）に入力されたＧデータの輝度値を表す信号レベルは、以下の式１に従って増幅され、Ｇ’データとして出力される。なお、式１では、Ｇデータの輝度値を表す信号レベルをＧとし、Ｒデータの輝度値を表す信号レベルをＲとし、増幅後のＧデータの輝度値を表す信号レベルをＧ’とする。また、ｋは任意定数である。
Ｇ’＝Ｇ×（ｋ×Ｒ） ・・・（式１）

同様に、Ｂデータコントラスト調整回路１３４２−２ｂは、差動増幅回路ＡＭＰ２と、差動増幅回路ＡＭＰ２の反転入力端子（−）に接続された抵抗ＲＥＳ２と、差動増幅回路ＡＭＰ２の出力端子に設けられたインバータＩＮＶ２と、差動増幅回路ＡＭＰ２の反転入力端子（−）と出力端子との間に接続された可変抵抗ＶＲ２と、を備える。また、差動増幅回路ＡＭＰ２の非反転入力端子（＋）は、接地される。

この回路構成において、図１２の前処理回路１３４１から出力されたＲ／Ｇ／Ｂデータのうち、Ｂデータは、抵抗ＲＥＳ２を介して差動増幅回路ＡＭＰ２の反転入力端子（−）に入力される。また、Ｒデータは、可変抵抗ＶＲ２の制御端子に入力される。さらに、差動増幅回路ＡＭＰ２の反転入力端子（−）に入力されるＢデータと、可変抵抗ＶＲ２の制御端子に入力されるＲデータとは、所定の水平同期信号および垂直同期信号に従って同期されている。したがって、可変抵抗ＶＲ２の抵抗値がＲデータの信号レベルによって制御されることで、差動増幅回路ＡＭＰ２においてＢデータの単位領域の輝度値がこの単位領域に対応するＲデータの単位領域の輝度値で増幅される。

以上のような回路構成とすることで、抵抗ＲＥＳ２を介して差動増幅回路ＡＭＰ２の反転入力端子（−）に入力されたＢデータの輝度値を表す信号レベルは、以下の式２に従って増幅され、Ｂ’データとして出力される。なお、式２では、Ｂデータの輝度値を表す信号レベルをＢとし、Ｒデータの輝度値を表す信号レベルをＲとし、増幅後のＢデータの輝度値を表す信号レベルをＢ’とする。また、ｋは任意定数である。
Ｂ’＝Ｂ×（ｋ×Ｒ） ・・・（式２）

なお、図１４に示すＧデータコントラスト調整回路１３４２−２ｇおよびＢデータコントラスト調整回路１３４２−２ｂは、Ｒ／Ｇ／Ｂデータをアナログ処理するアナログ回路であるが、本発明はこれに限定されず、Ｒ／Ｇ／Ｂデータをデジタル処理するデジタル回路として構成することも可能である。この場合、デジタルのＲ／Ｇ／Ｂデータが用いられるか、アナログのＲ／Ｇ／Ｂデータが適宜Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換して使用される。

以上のように、最も輝度値の大きいデータや撮像対象の形状等の特徴を強く含むデータ（本例ではＲデータ）を用いて他のデータ（本例ではＧ／Ｂデータ）のコントラストを調整することで、ノイズを抑制しつつ的確な輝度値の増幅が可能となる。この結果、的確なコントラスト調整が可能となり、鮮明な特殊光画像を生成することが可能となる。

ここで、本実施の形態によるコントラスト調整によって得られる効果を、図１５を用いて詳細に説明する。例えば本実施の形態のように被検体９００として人や動物等を適用した場合、被検体９００内を通常光を出力する光源１６Ａで照明することで得られる青色（Ｂ）成分と緑色（Ｇ）成分との光量は、赤色（Ｒ）成分に比べて非常に小さい。このため、光源１６Ａで照明しつつ撮像部１５Ａを駆動して得られた青色（Ｂ）成分の特殊光画像（例えば図１５（ａ）参照）と緑色（Ｂ）成分の特殊光画像（例えば図１５（ｂ）参照）とは、赤色（Ｒ）成分の特殊光画像（例えば図１５（ｃ）参照）と比較して、非常に暗く、不鮮明となってしまう。なお、図１５（ａ）〜（ｃ）は、図６および図７に示す体腔内壁の分光特性および血液の吸光度特性を有する被検体９００内を、図５に示す放射輝度特性を備えた光源１６Ａで照明しつつ、図１０に示す分光感度特性を有する撮像部１５Ａで撮像した際に得られた各成分（Ｂ／Ｇ／Ｒ）の特殊光画像である。

また、青色（Ｂ）成分の光量と緑色（Ｇ）成分の光量とが小さいため、Ｂデータのノイズレベルを除いた輝度値を表す信号レベルＬｖｂ（例えば図１５（ｄ）参照）とＧデータのノイズレベルを除いた輝度値を表す信号レベルＬｖｇ（例えば図１５（ｅ）参照）とは、Ｒデータのノイズレベルを除いた輝度値を表す信号レベルＬｖｒ（例えば図１５（ｆ）参照）と比較して、非常に小さい。このため、Ｇデータに含まれる血管の形状を示す信号レベルの起伏（例えば図１５（ａ）および（ｄ）の血管９２１参照）は、ノイズによる信号レベルの起伏と同程度となってしまう。同じく、Ｂデータに含まれる血管の形状を示す信号レベルの起伏（例えば図１５（ｂ）および（ｅ）の血管９２２参照）は、ノイズによる信号レベルの起伏と同程度となってしまう。なお、図１５（ｄ）は図１５（ａ）に示す青色（Ｂ）成分の特殊光画像を示すＢデータであり、図１５（ｅ）は図１５（ｂ）に示す緑色（Ｇ）成分の特殊光画像を示すＧデータである。また、図１５（ｆ）は図１５（ｃ）に示す赤色（Ｒ）成分の特殊光画像を示すＲデータである。

そこで、本実施の形態のように、輝度値の最も大きなＲデータで、輝度値の比較的小さいＢデータおよびＧデータを増幅することで、青色（Ｂ）成分の特殊光画像に含まれる血管の形状を示す信号レベルの起伏（例えば図１５（ｇ）の血管９２１参照）および緑色（Ｇ）成分の特殊光画像に含まれる血管の形状を示す信号レベルの起伏（例えば図１５（ｈ）の血管９２２参照）を増幅し、形状のコントラストを明確にすることが可能となる（例えば図１５（ｉ）参照）。なお、図１５（ｇ）は図１５（ｄ）に示すＢデータを図１５（ｆ）に示すＲデータで増幅することで得られたＢ’データを示し、図１５（ｈ）は図１５（ｅ）に示すＧデータを図１５（ｆ）に示すＲデータで増幅することで得られたＧ’データを示す。また、図１５（ｉ）は、図１５（ｇ）に示すＢ’データによりなる特殊光画像と図１５（ｈ）に示すＧ’データよりなる特殊光画像とを重畳して生成された特殊光画像を示す。

また、本実施の形態では、Ｒデータが撮像対象の形状（例えば図１５（ｃ）および（ｆ）の突起９３０参照）を含んでいるため、このＲデータを用いてＢデータおよびＧデータを増幅することで、ＢデータおよびＧデータにおける形状的特徴を含まない部分、すなわちノイズを多く含む部分の信号レベルが増幅されることを防止できるため、より鮮明な特殊光画像を得ることが可能となる（例えば図１５（ｉ）参照）。

なお、本実施の形態では、被検体９００として人や動物等を例に挙げたが、本発明はこれに限定されず、例えば植物やその他の生体、もしくは、生体以外であるタンクやパイプなどの物体など、種々変形することが可能である。ただし、被検体９００内の分光特性は被検体９００として適用した生体または物体によって異なるため、特殊光による画像データの信号強度を増幅する際に使用する増幅用の画像データは、Ｒデータに限るものではなく、被検体９００内の分光特性に応じて適宜選択されることが好ましい。例えば被検体９００として植物を適用した場合、植物の分光特性が緑色（Ｇ）成分にピークを有するため、増幅用の画像データにはＧデータが使用されることが好ましい。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２による医療システムを、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下において、本発明の実施の形態１と同様の構成については、説明の簡略化のため、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

上記した実施の形態１では、通常光観察と特殊光観察とを同時に行なう際、輝度値の最も大きい画像データ（例えばＲデータ）を用いて輝度値の比較的小さい画像データ（例えばＧ／Ｂデータ）を増幅することで、不鮮明な特殊光画像のコントラストを強調して鮮明な特殊光画像を生成する場合を例に挙げた。これに対し、本実施の形態では、撮像対象の形状的特徴を強く含む画像データを用いて撮像対象の形状を検出し、検出した形状に基づいて輝度値の比較的小さい画像データを増幅することで、不鮮明な特殊光画像のコントラストを強調して鮮明な特殊光画像を生成する場合を例に挙げる。なお、本実施の形態による医療システムは、本発明の実施の形態１による医療システム１（図１参照）と同様の構成を有する。ただし、本実施の形態では、本発明の実施の形態１における画像生成回路１３４２（図１３参照）が、画像生成回路２３４２（後述する図１７参照）に置き換えられる。

ここで、図１６を用いて、Ｒデータに含まれる形状的特徴を用いたＧデータおよびＢデータのコントラスト調整を含む特殊光観察の動作を説明する。図１６は、本実施の形態による特殊光観測の動作の概略を示すフローチャートである。

図１６に示すように、本動作では、まず、定期的または通信装置１３０を介したユーザからの要求に応じてカプセル型医療装置１０が光源１６Ａを駆動して被検体９００内を照明しつつ撮像部１５Ａを駆動することで、Ｒデータ、ＧデータおよびＢデータ（Ｒ／Ｇ／Ｂデータ）をそれぞれ取得する（ステップＳ２０１）。

次に、取得されたＲ／Ｇ／Ｂデータのうち、Ｒデータに含まれる形状的特徴を検出する（ステップＳ２０２）。なお、このステップＳ２０２は、カプセル型医療装置１０の例えば画像信号処理回路１４において実行されても、通信装置１３０の例えば受信信号処理回路１３４において実行されても、携帯型記録媒体１４０等を介してＲ／Ｇ／Ｂデータ（画像データ）を取得した情報処理端末１５０において実行されてもよい。また、このステップＳ２０２は、アナログ処理で実現されてもデジタル信号で実現されてもよい。さらに、このステップＳ２０２は、アナログ／デジタル回路を用いて実現されても、所定のソフトウエアを実行することで実現されてもよい。

以上のようにＲデータに含まれる形状的特徴を検出すると、次に、Ｒデータに含まれる形状的特徴に基づいてＧデータおよびＢデータ（Ｇ／Ｂデータ）のコントラストを調整する（ステップＳ２０３）。例えば、ＧデータおよびＢデータのうちステップＳ２０２で検出した形状的特徴から突出した部分などの強調すべき領域に対応する範囲の輝度値を増幅することで、ステップＳ２０３の処理を実行することができる。なお、このステップＳ２０３は、カプセル型医療装置１０の例えば画像信号処理回路１４において実行されても、通信装置１３０の例えば受信信号処理回路１３４において実行されても、携帯型記録媒体１４０等を介してＲ／Ｇ／Ｂデータ（画像データ）を取得した情報処理端末１５０において実行されてもよい。また、このステップＳ２０３は、アナログ処理で実現されてもデジタル信号で実現されてもよい。さらに、このステップＳ２０３は、アナログ／デジタル回路を用いて実現されても、所定のソフトウエアを実行することで実現されてもよい。

以上のようにＲデータに含まれる形状的特徴を用いてＧ／Ｂデータのコントラストを調整すると、次に、コントラスト調整後のＧ／Ｂデータを重畳することで特殊光画像を生成する（ステップＳ２０４）。これにより、被検体９００内の血管を立体的に再現した特殊光画像を取得することができる。なお、このステップＳ２０４は、カプセル型医療装置１０の画像信号処理回路１４において実行されても、通信装置１３０の受信信号処理回路１３４において実行されても、携帯型記録媒体１４０等を介してコントラスト調整後のＧ／Ｂデータ（画像データ）を取得した情報処理端末１５０において実行されてもよい。また、このステップＳ２０４は、アナログ処理で実現されてもデジタル信号で実現されてもよい。さらに、このステップＳ２０４は、アナログ／デジタル回路を用いて実現されても、所定のソフトウエアを実行することで実現されてもよい。

次に、図１７を用いて、本実施の形態による画像生成回路２３４２の構成を詳細に説明する。図１７は、本実施の形態による画像生成回路２３４２の構成例を示すブロック図である。

図１７と図１３とを比較すると明らかなように、本実施の形態による画像生成回路２３４２は、本発明の実施の形態１による画像生成回路１３４２と同様の構成において、Ｇデータコントラスト調整回路１３４２−２ｇとＢデータコントラスト調整回路１３４２−２ｂとのそれぞれのＲデータ入力ライン上に、形状検出回路２３４２−４が設けられた構成を有する。したがって、本実施の形態では、Ｇデータコントラスト調整回路１３４２−２ｇおよびＢデータコントラスト調整回路１３４２−２ｂそれぞれに、Ｒデータの代りに、形状検出回路２３４２−４から出力された検出信号が入力される。

形状検出回路２３４２−４は、例えばＲデータの輝度値が予め設定しておいた所定のしきい値レベル以上である場合、Ｈｉｇｈレベルの検出信号を出力する。また、形状検出回路２３４２−４は、例えばＲデータの輝度値が予め設定しておいた所定のしきい値レベル未満である場合、Ｌｏｗレベルの検出信号を出力する。すなわち、形状検出回路２３４２−４は、Ｒデータに従ってＧデータおよびＢデータに同期した検出信号を出力し、これをＧデータコントラスト調整回路１３４２−２ｇおよびＢデータコントラスト調整回路１３４２−２ｂにそれぞれ入力する。

Ｇデータコントラスト調整回路１３４２−２ｇは、形状検出回路２３４２−４から入力されている検出信号がＨｉｇｈレベルである場合、Ｇデータを所定のゲインに従って増幅し、Ｇ”データとして出力する。同様に、Ｂデータコントラスト調整回路１３４２−２ｂは、形状検出回路２３４２−４から入力されている検出信号がＨｉｇｈレベルである場合、Ｂデータを所定のゲインに従って増幅し、Ｂ”データとして出力する。なお、形状検出回路２３４２−４とＧデータコントラスト調整回路１３４２−２ｇとＢデータコントラスト調整回路１３４２−２ｂとは、本実施の形態による画像処理装置２３４２−２を構成する。

すなわち、図１８に示す例では、（ａ）に示すＲデータの輝度値がしきい値レベルＶｔｈ以上となると、形状検出回路２３４２−４は（ｄ）に示すようにＨｉｇｈレベルの検出信号を出力する。このＨｉｇｈレベルの検出信号は、Ｒデータの輝度値がしきい値レベルＶｔｈ以上である期間Ｔ１、出力される。また、Ｒデータの輝度値がしきい値レベルＶｔｈ未満の期間では、形状検出回路２３４２−４はＬｏｗレベルの検出信号を出力する。Ｂデータコントラスト調整回路１３４２−２ｂは、形状検出回路２３４２−４から出力された検出信号の信号レベルに従って（ｂ）に示すＢデータの輝度値を増幅するため、（ｅ）に示すように期間Ｔ１内の輝度値が増幅されたＢ”データを出力する。同様に、Ｇデータコントラスト調整回路１３４２−２ｇは、形状検出回路２３４２−４から出力された検出信号の信号レベルに従って（ｃ）に示すＧデータの輝度値を増幅するため、（ｆ）に示すように期間Ｔ１内の輝度値が増幅されたＧ”データを出力する。なお、図１８は、本実施の形態によるコントラスト調整によって得られる効果を説明するための図である。また、図１８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図１５の（ｃ）、（ｂ）、（ａ）に対応する。

なお、Ｇデータコントラスト調整回路１３４２−２ｇおよびＢデータコントラスト調整回路１３４２−２ｂから出力されたＧ”データおよびＢ”データは、本発明の実施の形態１と同様に、特殊光画像生成回路１３４２−３に入力され、適宜、緑色（Ｇ），青色（Ｂ）成分を含む重畳された特殊光画像データに生成されて出力される。

以上のように、本実施の形態では、撮像対象物の形状的特徴を最も強く含むデータ（本例ではＲデータ）を用いて他のデータ（本例ではＧ／Ｂデータ）のコントラストを調整することで、本発明の実施の形態１と同様に、ノイズを抑制しつつ的確な輝度値の増幅が可能となる。この結果、的確なコントラスト調整が可能となり、鮮明な特殊光画像を生成することが可能となる。

（変形例）
なお、本実施の形態では、基準とする色成分の画像データ（本説明ではＲデータ）が所定のしきい値以上である場合に他の色成分の画像データ（本説明ではＧ／Ｂデータ）を増幅することで、撮像対象の形状に基づいて特殊光画像データの輝度値を増幅する構成を例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば基準とする色成分の画像データに対してエッジ判定処理して撮像対象の形状を特定し、この形状に基づいて特殊光画像データの輝度値を増幅するように構成するなど、種々変形することが可能である。また、形状の特定は２次元であっても３次元であってもよい。３次元の場合、形状の起伏に応じて増幅率を変化させることが好ましい。

また、上記実施の形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、仕様等に応じて種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能であることは上記記載から自明である。

１ 医療システム
１０ カプセル型医療装置
１１ 制御回路
１２ 受信回路
１３ 送信回路
１４ 画像信号処理回路
１５ 撮像素子駆動回路
１５Ａ 撮像部
１５ａ 撮像素子
１５ｂ、１５ｇ、１５ｒ 受光素子
１６ 光源駆動回路
１６Ａ 光源
１６Ｂ 回路基板
１６ａ 発光素子
１６ｂ 波長変換部
１７ 電源回路
１７Ｂ バッテリ
１８ 容器
１９ キャップ
１２０ 体外アンテナ
１３０ 通信装置
１３１ 制御回路
１３２ 送信回路
１３３ 受信回路
１３４ 受信信号処理回路
１３５ メモリ回路
１３６ 位置検出回路
１３７ インタフェース回路
１３８ 電源回路
１３８Ｂ バッテリ
１３９ 接続ケーブル
１４０ 携帯型記録媒体
１５０ 情報処理端末
１３４１ 前処理回路
１３４２、２３４２ 画像生成回路
１３４２−１ｂ、１３４２−３ｂ Ｂデータメモリ
１３４２−１ｇ、１３４２−３ｇ Ｇデータメモリ
１３４２−１ｒ Ｒデータメモリ
１３４２−２、２３４２−２ 画像処理装置
１３４２−２ｂ Ｂデータコントラスト調整回路
１３４２−２ｇ Ｇデータコントラスト調整回路
１３４２−３ 特殊光画像生成回路
１３４３ 通常光画像調整回路
１３４４ 特殊光画像調整回路
１３４５ 画像診断回路
２３４２−４ 形状検出回路
ＡＭＰ１、ＡＭＰ２ 差動増幅回路
ＩＮＶ１、ＩＮＶ２ インバータ
ＲＥＳ１、ＲＥＳ２ 抵抗
ＶＲ１、ＶＲ２ 可変抵抗

Claims (6)

1. 同一の範囲を写す波長成分ごとの複数の画像データのうち赤色の画像データの輝度値をもとに緑色および青色の画像データの輝度値を増幅する増幅部を備え、
   前記増幅部は、前記緑色および青色の画像データにおける単位領域の輝度値を前記赤色の画像データにおける前記単位領域と対応する領域の輝度値をもとに増幅することを特徴とする画像処理装置。
2. 同一の範囲を写す波長成分ごとの複数の画像データのうち赤色の画像データの輝度値をもとに緑色および青色の画像データの輝度値を増幅する増幅部を備え、
   前記増幅部は、前記赤色の画像データに含まれる形状を当該赤色の画像データの前記輝度値をもとに検出する形状検出部を含み、該形状検出部で検出した形状をもとに前記緑色および青色の画像データの輝度値を増幅することを特徴とする画像処理装置。
3. 前記増幅部は、
   前記緑色および青色の画像データが入力される反転入力端子と、接地された非反転入力端子と、を有する差動増幅回路と、
   前記緑色および青色の画像データと同期して前記赤色の画像データが入力される制御端子を有し、前記差動増幅回路の前記反転入力端子と出力端子との間に接続された可変抵抗と、
   前記差動増幅回路の前記出力端子に接続されたインバータ回路と、
   を有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
4. 前記形状検出部は、前記赤色の画像データが入力され、該赤色の画像データの輝度値が所定値以上であるか否かを検出し、該検出した結果を検出信号として出力し、
   前記増幅部は、
   前記赤色の画像データと同期して前記緑色および青色の画像データが入力される反転入力端子と、接地された非反転入力端子と、を有する差動増幅回路と、
   前記形状検出部から出力された検出信号が入力される制御端子を有し、前記差動増幅回路の前記反転入力端子と出力端子との間に接続された可変抵抗と、
   前記差動増幅回路の前記出力端子に接続されたインバータ回路と、
   を有することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
5. 同一の範囲を写す波長成分ごとの複数の画像データのうち赤色の画像データの輝度値をもとに該緑色および青色の画像データの輝度値を増幅する増幅ステップを含み、
   前記増幅ステップは、前記緑色および青色の画像データにおける単位領域の輝度値を前記赤色の画像データにおける前記単位領域と対応する領域の輝度値をもとに増幅することを特徴とする画像処理方法。
6. 同一の範囲を写す波長成分ごとの複数の画像データのうち赤色の画像データの輝度値をもとに該緑色および青色の画像データの輝度値を増幅する増幅ステップと、
   前記赤色の画像データに含まれる形状を当該赤色の画像データの輝度値をもとに検出する形状検出ステップと、
   を含み、
   前記増幅ステップは、前記形状検出ステップで検出した前記形状をもとに前記緑色および青色の画像データの輝度値を増幅することを特徴とする画像処理方法。

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