JP5242479B2 - 画像処理装置、画像処理プログラムおよび画像処理装置の作動方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置、撮像装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法に関し、特に、被写体からの蛍光に基づく蛍光画像を処理する画像処理装置、撮像装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法に関するものである。

従来から、医療分野においては、被検体の臓器内部を観察する際に内視鏡システムが用いられている。内視鏡システムは、一般に、患者等の被検体の体腔内に細長形状の可撓性挿入部を挿入し、この挿入した可撓性挿入部を介して体腔内の生体組織に白色光を照射し、その反射光を可撓性挿入部内の撮像部によって受光して、この生体組織の白色光画像を撮像する。かかる生体組織の白色光画像は、この内視鏡システムの表示部に表示される。医師等のユーザは、内視鏡システムの表示部に表示された生体組織の白色光画像を通して、被検体の体腔内を観察する。

一方、近年の内視鏡分野においては、体腔内に挿入した可撓性挿入部を介して体腔内の生体組織に白色光以外の励起光を照射し、この励起光の照射に基づいて生体組織から発生する自家蛍光または薬剤蛍光を可撓性挿入部内の撮像部によって受光して、この生体組織の蛍光画像を撮像する内視鏡システムが登場している（例えば特許文献１参照）。また、被写体である病変部から発生した薬剤蛍光に基づいて病変部の薬剤蛍光画像を撮像し、この撮像した薬剤蛍光画像の輝度を規格化処理することによって、被写体から撮像部までの距離の違いに起因する蛍光の明暗を補正する内視鏡システムも登場している（例えば、特許文献２参照）。なお、この特許文献２に開示された内視鏡システムの画像処理装置は、体腔内部における観察対象部位の薬剤蛍光画像と自家蛍光画像とを順次取得し、この自家蛍光画像をもとに規格化用画像を生成し、この薬剤蛍光画像の輝度値を規格化用画像の輝度値によって除算することによって、この薬剤蛍光画像の輝度を規格化処理している。

特開２００７−２２９０５３号公報 特開２００８−１８３３４９号公報

しかしながら、上述した従来の内視鏡システムでは、病変部の薬剤蛍光画像に例示される観察対象の蛍光画像と蛍光画像の規格化処理に用いる規格化用画像とが互いに異なるタイミングに撮像されるため、これらの両画像を撮像する期間に、被写体である生体組織または体腔内の可撓性挿入部が動いてしまう可能性がある。このため、たとえ同じ体腔内部位の蛍光画像および規格化画像であっても、取得した蛍光画像と規格化用画像との間に被写体の位置ずれが生じ、この結果、蛍光画像の規格化処理の精度が低下して、観察対象の蛍光画像の輝度を正確に補正することが困難になるという問題点がある。なお、観察対象の蛍光画像の輝度を正確に補正することは、体腔内の病変部等の異常組織を蛍光画像によって検出する上で極めて重要である。

一方、従来の内視鏡診断では、観察対象である生体組織等の白色光画像が内視鏡システムの表示部に主に表示され、医師等のユーザは、この内視鏡システムの表示部に表示された白色光画像を通して、被検体の体腔内を観察する。また、このような白色光画像に加えて、医師等のユーザが観察対象の蛍光画像を通して体腔内部位を蛍光観察する場合、これら同一観察対象の白色光画像と蛍光画像とを重ね合わせて表示することが、正確な体腔内部位の蛍光観察を可能にするという観点から要望されている。しかしながら、上述した従来の内視鏡システムでは、同一観察対象の白色光画像と蛍光画像とが互いに異なるタイミングに撮像されるため、これらの両画像を撮像する期間に、被写体である生体組織または体腔内の可撓性挿入部が動いてしまう可能性がある。このため、たとえ同じ体腔内部位の蛍光画像および白色光画像であっても、取得した蛍光画像と白色光画像との間に被写体の位置ずれが生じ、この結果、かかる白色光画像および蛍光画像の同一観察対象（すなわち同一被写体）を正確に重ね合わせて表示することが困難になるという問題点がある。なお、観察対象の蛍光画像および白色光画像の同一被写体を正確に重ね合わせて表示することは、体腔内の病変部等の異常組織を蛍光画像によって検出する上で極めて重要である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、観察対象の蛍光観察を通して容易に蛍光観察を行えるとともに、蛍光観察における観察対象の検出能を向上することができる画像処理装置、撮像装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のある態様にかかる画像処理装置は、通常光と励起光とを切り替えて観察部位に照射する光源部と、前記通常光が照射されたタイミングで前記観察部位の反射光画像を撮像し、前記励起光が照射されたタイミングで前記観察部位の反射励起光画像を撮像する反射光撮像部と、前記励起光が照射されて前記反射励起光画像が撮像されるタイミングと同じタイミングで前記観察部位の蛍光画像を撮像する蛍光撮像部と、前記反射励起光画像と前記反射光画像との間の動きベクトル情報を算出する動きベクトル演算部と、前記動きベクトル情報をもとに、前記蛍光画像と前記反射光画像との間の被写体の位置ずれを補正する位置合わせ処理部と、前記被写体の位置ずれを補正した前記蛍光画像の輝度を規格化処理して、前記観察部位の規格化蛍光画像を生成する画像生成部と、を備えるものである。

この態様にかかる画像処理装置によれば、形状情報を殆ど含まない蛍光画像と観察部位の反射光画像との間の被写体の位置ずれを防止でき、この結果、蛍光画像内の観察部位を容易に蛍光観察できるとともに、この観察部位の蛍光画像による被検体内の異常組織等の蛍光発光部位の検出能を高めることができる。

また、本発明の別の態様にかかる画像処理プログラムは、通常光と励起光とを切り替えて観察部位に照射し、前記通常光が照射されたタイミングで撮像された前記観察部位の反射光画像と、前記励起光が照射されたタイミングで撮像された前記観察部位の反射励起光画像と、前記励起光が照射されて前記反射励起光画像が撮像されるタイミングと同じタイミングで撮像された前記観察部位の蛍光画像とを取得する画像情報取得手順と、前記反射励起光画像と前記反射光画像との間の動きベクトル情報を算出する動きベクトル演算手順と、前記動きベクトル情報をもとに、前記蛍光画像と前記反射光画像との間の被写体の位置ずれを補正する位置合わせ処理手順と、前記被写体の位置ずれを補正した前記蛍光画像の輝度を規格化処理して、前記観察部位の規格化蛍光画像を生成する画像生成手順と、をコンピュータに実行させるものである。

また、本発明の別の態様にかかる画像処理装置の作動方法は、通常光と励起光とを切り替えて観察部位に照射し、前記通常光が照射されたタイミングで撮像された前記観察部位の反射光画像と、前記励起光が照射されたタイミングで撮像された前記観察部位の反射励起光画像と、前記励起光が照射されて前記反射励起光画像が撮像されるタイミングと同じタイミングで撮像された前記観察部位の蛍光画像とを取得する画像情報取得手順と、前記反射励起光画像と前記反射光画像との間の動きベクトル情報を算出する動きベクトル演算ステップと、前記動きベクトル情報をもとに、前記蛍光画像と前記反射光画像との間の被写体の位置ずれを補正する位置合わせ処理ステップと、前記被写体の位置ずれを補正した前記蛍光画像の輝度を規格化処理して、前記観察部位の規格化蛍光画像を生成する画像生成ステップと、を画像処理装置に動作させるものである。

本発明にかかる画像処理装置、撮像装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法によれば、観察対象の蛍光観察を通して容易に蛍光観察を行えるとともに、蛍光観察における観察対象の検出能を向上することができるという効果を奏する。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態である画像処理装置、撮像装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法の実施の形態について説明する。なお、以下では、本発明にかかる撮像装置の一例として、患者等の被検体の体腔内の画像を撮像する内視鏡装置を説明し、この内視鏡装置に用いられる画像処理装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法を説明するが、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡装置の一構成例を模式的に示すブロック図である。この実施の形態１にかかる内視鏡装置１は、本発明にかかる撮像装置の一例であり、図１に示すように、被検体内部の観察部位Ｓに光を照射する光源装置２と、被検体の体腔内に挿入する細長形状の挿入部３と、観察部位Ｓの画像を処理する画像処理装置４と、画像処理装置４によって処理された画像情報を表示する画像表示装置５とを備える。

光源装置２は、蛍光薬剤を励起する励起光と白色光等の通常光とを切り替えて観察部位Ｓに照射する光源部として機能する。具体的には、光源装置２は、白色光源２１と、白色光源２１からの射出光を略平行光にするコリメートレンズ２２と、平行光を集光する集光レンズ２３と、観察部位Ｓへの照射光を励起光または通常光に切り替える回転フィルタ２４と、回転フィルタ２４の駆動源であるモータ２５と、回転フィルタ２４を制御するフィルタ制御部２６とを備える。

白色光源２１は、光源装置２の発光源であり、光源装置２のスイッチ（図示せず）の操作に基づいて白色光を発光する。コリメートレンズ２２は、白色光源２１から射出される白色光の光路上に配置され、白色光源２１からの白色光を略平行光にする。このコリメートレンズ２２による平行光は、回転フィルタ２４を透過した後、集光レンズ２３によって再び集光される。この集光レンズ２３によって集光された光は、挿入部３を介して被検体内部の観察部位Ｓに照射される。

回転フィルタ２４は、白色光源２１によって発光された白色光から所定の波長帯域の光を抽出する。図２は、回転フィルタの一構成例を示す模式図である。図３は、回転フィルタの透過率特性の一例を示す模式図である。なお、図３には、回転フィルタ２４によって抽出された励起光によって発生する蛍光の強度特性も図示されている。回転フィルタ２４は、図２に示すように、透過率特性の異なる白色光フィルタ２４ａおよび励起光フィルタ２４ｂを備える。

白色光フィルタ２４ａは、白色光を透過させるフィルタであり、図３に示す波長対透過率の相関線Ｃ１のように、４００〜６８０ｎｍの波長帯域の光を透過させる透過率特性を有する。かかる白色光フィルタ２４ａは、白色光源２１からの白色光を、観察部位Ｓに照射する通常光として透過させる。励起光フィルタ２４ｂは、励起光を透過させるフィルタであり、図３に示す波長対透過率の相関線Ｃ２のように、６００〜６５０ｎｍの波長帯域の光を透過させる透過率特性を有する。かかる励起光フィルタ２４ｂは、白色光源２１からの白色光から６００〜６５０ｎｍの波長帯域の光である励起光を抽出し、この抽出した励起光を透過させる。

なお、かかる励起光フィルタ２４ｂによって抽出された励起光は、例えば観察部位Ｓに存在する腫瘍等の病変部Ｋに特異的に集積する蛍光薬剤を励起して、６６０〜７５０ｎｍの波長帯域の蛍光（図３に示す相関線Ｃ３参照）を発生させる特性を有する。

このような白色光フィルタ２４ａおよび励起光フィルタ２４ｂを有する回転フィルタ２４は、モータ２５の駆動によって周方向に回転し、これによって、白色光源２１からの白色光の光路（図１に示す光源装置２内の破線参照）内に、白色光フィルタ２４ａおよび励起光フィルタ２４ｂを順次切り替えて位置させる。かかる回転フィルタ２４は、この光路内に白色光フィルタ２４ａを位置させた状態において白色光を透過させ、この光路内に励起光フィルタ２４ｂを位置させた状態において励起光を透過させる。すなわち、回転フィルタ２４は、白色光と励起光とを交互に透過させる。

フィルタ制御部２６は、上述した回転フィルタ２４の回転による光路内のフィルタ切替を制御する。具体的には、フィルタ制御部２６は、回転軸を介して回転フィルタ２４と接続されたモータ２５の回転駆動を制御し、このモータ２５の駆動制御を通じて回転フィルタ２４の回転駆動を制御する。これによって、フィルタ制御部２６は、上述した白色光源２１からの白色光の光路内に、予め設定された時間間隔で白色光フィルタ２４ａと励起光フィルタ２４ｂとを交互に位置させる。このようにして、フィルタ制御部２６は、かかる光路内における回転フィルタ２４のフィルタ切替を制御する。また、フィルタ制御部２６は、かかるモータ２５の回転数等の回転駆動状態をもとに、白色光フィルタ２４ａおよび励起光フィルタ２４ｂのいずれが光路内に位置しているかを把握する。フィルタ制御部２６は、かかる光路内に位置するフィルタ（白色光フィルタ２４ａまたは励起光フィルタ２４ｂ）を示すフィルタ情報を画像処理装置４に送信する。

挿入部３は、被検体の体腔内に挿入可能な細長形状の可撓性構造体であり、内視鏡装置１の操作部（図示せず）の操作に基づいて所望の方向に湾曲可能である。また、図１に示すように、挿入部３は、その基端部側が光源装置２と画像処理装置４とに接続され、この光源装置２からの射出光を先端部側に導くライトガイドファイバ３１と、ライトガイドファイバ３１によって導かれた光を拡散するレンズ３２とを備える。また、挿入部３は、観察部位Ｓからの反射光または蛍光を集光する対物レンズ３３と、この観察部位Ｓから集光した光を分岐するダイクロイックミラー３４と、観察部位Ｓからの蛍光を透過し励起光を遮断するバリアフィルタ３５とを備える。さらに、挿入部３は、観察部位Ｓの反射光画像を撮像する反射光撮像部３６と、観察部位Ｓの蛍光画像を撮像する蛍光撮像部３７とを備える。

ライトガイドファイバ３１は、光ファイバ等を用いて実現され、上述した光源装置２によって所定の時間間隔で交互に射出される白色光および励起光を挿入部３の先端部側に順次伝搬する。かかるライトガイドファイバ３１によって順次導かれた光源装置２からの白色光および励起光は、レンズ３２によって順次拡散され、予め設定された時間間隔で被検体内部の観察部位Ｓに交互に照射される。

ここで、この観察部位Ｓ内に、予め蛍光薬剤を集積した病変部Ｋが存在する場合、この観察部位Ｓに照射された光源装置２からの励起光は、この病変部Ｋの蛍光薬剤を励起して、例えば６６０〜７５０ｎｍの波長帯域の蛍光を発生させる。一方、この観察部位Ｓに光源装置２からの白色光が照射された場合、この観察部位Ｓから白色光が反射する。

対物レンズ３３は、光源装置２からの白色光が観察部位Ｓに照射された場合、この観察部位Ｓから反射した白色光を集光する。一方、光源装置２からの励起光が観察部位Ｓに照射された場合、この観察部位Ｓから発生した蛍光（具体的には病変部Ｋから発生した蛍光）と観察部位Ｓから反射した励起光とを集光する。ダイクロイックミラー３４は、かかる対物レンズ３３によって集光された観察部位Ｓからの光のうち、観察部位Ｓから反射した白色光または励起光等の反射光を反射光撮像部３６側の光路に分岐し、観察部位Ｓから発生した蛍光と観察部位Ｓからの反射光の一部とを蛍光撮像部３７側の光路に分岐する。

バリアフィルタ３５は、ダイクロイックミラー３４によって蛍光撮像部３７側の光路に分岐された観察部位Ｓからの光に含まれる励起光等の反射光を遮断するためのフィルタである。図４は、本発明の実施の形態１におけるバリアフィルタの透過率特性の一例を示す模式図である。バリアフィルタ３５は、図４に示す波長対透過率の相関線Ｃ４のように、６６０〜７５０ｎｍの波長帯域の光を透過させる透過率特性を有する。かかるバリアフィルタ３５は、ダイクロイックミラー３４によって蛍光撮像部３７側の光路に分岐された観察部位Ｓからの光のうち、観察部位Ｓからの反射光を遮断するとともに、６６０〜７５０ｎｍの波長帯域の光である観察部位Ｓからの蛍光を透過させる。

反射光撮像部３６は、受光面内の画素毎にカラーフィルタが配置されたベイヤ型のカラー撮像素子を用いて実現される。図５は、反射光撮像部に配置される複数のカラーフィルタの分光特性の一例を示す模式図である。反射光撮像部３６は、図５に示すような透過率特性を有する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各カラーフィルタを各々複数備える。なお、赤色カラーフィルタは、図５に示す波長対透過率の相関線Ｃ７のように５８０〜７００ｎｍの波長帯域の光（Ｒ光）を透過させる透過率特性を有する。緑色カラーフィルタは、図５に示す波長対透過率の相関線Ｃ６のように４８０〜６００ｎｍの波長帯域の光（Ｇ光）を透過させる透過率特性を有する。青色カラーフィルタは、図５に示す波長対透過率の相関線Ｃ５のように４００〜５００ｎｍの波長帯域の光（Ｂ光）を透過させる透過率特性を有する。かかる反射光撮像部３６は、ダイクロイックミラー３４によって反射光撮像部３６側の光路に分岐された観察部位Ｓからの反射光を受光し、これによって、観察部位Ｓのカラー画像である反射光画像を撮像する。具体的には、反射光撮像部３６は、観察部位Ｓから反射した白色光を受光した場合、この観察部位Ｓからの白色光に基づく反射光画像（以下、観察部位Ｓの白色光画像という場合がある）を撮像する。一方、反射光撮像部３６は、観察部位Ｓから反射した励起光を受光した場合、後述する蛍光撮像部３７による観察部位Ｓの蛍光画像と同じ撮像タイミングに、この観察部位Ｓからの励起光に基づく反射光画像（以下、観察部位Ｓの反射励起光画像という場合がある）を撮像する。反射光撮像部３６は、観察部位Ｓの白色光画像または反射励起光画像を撮像する都度、得られた画像情報を含む画像信号を画像処理装置４に順次送信する。

蛍光撮像部３７は、上述した反射光撮像部３６に比して高い感度特性を有するモノクロ撮像素子を用いて実現される。蛍光撮像部３７は、ダイクロイックミラー３４によって蛍光撮像部３７側の光路に分岐された観察部位Ｓからの蛍光、すなわちバリアフィルタ３５を透過した蛍光を受光し、これによって、観察部位Ｓの蛍光画像を撮像する。なお、かかる蛍光撮像部３７によって撮像された観察部位Ｓの蛍光画像における蛍光の明暗は、被写体である観察部位Ｓから蛍光撮像部３７までの距離に応じて変化する。また、かかる蛍光撮像部３７による観察部位Ｓの蛍光画像は、上述した反射光撮像部３６による観察部位Ｓの反射励起光画像と同じタイミングに撮像された画像であり、かかる観察部位Ｓの蛍光画像と反射励起光画像との間において同一被写体の画素位置は一致する。蛍光撮像部３７は、かかる観察部位Ｓの蛍光画像を撮像する都度、得られた画像情報を含む画像信号を画像処理装置４に順次送信する。

画像処理装置４は、上述した反射光撮像部３６または蛍光撮像部３７によって撮像された観察部位Ｓの画像情報を処理して、画像表示装置５に表示させる出力画像を生成する。具体的には、画像処理装置４は、反射光撮像部３６による画像情報を記憶する反射光画像記憶部４１と、蛍光撮像部３７による画像情報を記憶する蛍光画像記憶部４２と、観察部位Ｓの蛍光画像と反射光画像との間の動きベクトル情報を算出する動きベクトル演算部４３と、この動きベクトル情報をもとに観察部位Ｓの蛍光画像と反射光画像との位置合わせ処理を行う位置合わせ処理部４４と、画像表示装置５に表示させる出力画像を生成する出力画像生成部４５とを備える。

反射光画像記憶部４１は、上述した光源装置２のフィルタ制御部２６の制御に基づいて、反射光撮像部３６による画像情報を記憶する。具体的には、反射光画像記憶部４１は、フィルタ制御部２６によって送信されたフィルタ情報を取得し、この取得したフィルタ情報をもとに、光源装置２の光路内に現に位置する回転フィルタ２４のフィルタが白色光フィルタ２４ａおよび励起光フィルタ２４ｂのいずれであるかを識別する。反射光画像記憶部４１は、光源装置２の光路内のフィルタが白色光フィルタ２４ａである場合、反射光撮像部３６から観察部位Ｓの白色光画像の画像情報を取得し、光源装置２の光路内のフィルタが励起光フィルタ２４ｂである場合、反射光撮像部３６から観察部位Ｓの反射励起光画像の画像情報を取得する。反射光画像記憶部４１は、かかる反射光撮像部３６から取得した観察部位Ｓの各画像情報に対して、各画素がＲＧＢ３色のカラー画像情報を有するように同時化処理を行い、この同時化処理後の白色光画像および反射励起光画像の各画像情報を順次記憶する。

蛍光画像記憶部４２は、上述した光源装置２のフィルタ制御部２６の制御に基づいて、蛍光撮像部３７による画像情報を記憶する。具体的には、蛍光画像記憶部４２は、フィルタ制御部２６によって送信されたフィルタ情報を取得し、この取得したフィルタ情報をもとに、光源装置２の光路内に現に位置する回転フィルタ２４のフィルタが白色光フィルタ２４ａおよび励起光フィルタ２４ｂのいずれであるかを識別する。蛍光画像記憶部４２は、光源装置２の光路内のフィルタが励起光フィルタ２４ｂである場合、蛍光撮像部３７から観察部位Ｓの蛍光画像の画像情報を取得し、この取得した画像情報を順次記憶する。なお、蛍光画像記憶部４２は、光源装置２の光路内のフィルタが白色光フィルタ２４ａである場合、蛍光撮像部３７から画像情報を取得しない。

動きベクトル演算部４３は、反射光撮像部３６によって撮像された観察部位Ｓの反射光画像と蛍光撮像部３７によって撮像された観察部位Ｓの蛍光画像との間の動きベクトル情報を算出する。図６は、本発明の実施の形態１にかかる画像処理装置の動きベクトル演算部の一構成例を模式的に示すブロック図である。図６に示すように、動きベクトル演算部４３は、動きベクトル算出用画像を生成する画像変換部４３ａと、処理対象画像に動きベクトル測定ブロックを設定する測定ブロック設定部４３ｂと、動きベクトル情報を算出する動きベクトル算出部４３ｃとを備える。

画像変換部４３ａは、観察部位Ｓの画像情報を動きベクトル算出用画像に変換処理する。具体的には、画像変換部４３ａは、反射光画像記憶部４１から観察部位Ｓの白色光画像の画像情報を読み込む。画像変換部４３ａは、この取得した白色光画像の画像情報に対して所定の画像変換処理を行って、動きベクトル算出用画像の一つである基準画像を生成する。また、画像変換部４３ａは、反射光画像記憶部４１から観察部位Ｓの反射励起光画像の画像情報を読み込む。画像変換部４３ａは、この取得した反射励起光の画像情報に対して所定の画像変換処理を行って、動きベクトル算出用画像の一つである対象画像を生成する。画像変換部４３ａは、かかる白色光画像に対応する動きベクトル算出用画像（基準画像）と反射励起光画像に対応する動きベクトル算出用画像（対象画像）とを測定ブロック設定部４３ｂに送信する。

測定ブロック設定部４３ｂは、処理対象画像に動きベクトル測定ブロックを設定する。具体的には、測定ブロック設定部４３ｂは、画像変換部４３ａから動きベクトル算出用画像の一方である基準画像を取得し、この取得した基準画像上に所定数の動きベクトル測定ブロックを設定する。また、測定ブロック設定部４３ｂは、画像変換部４３ａから動きベクトル算出用画像の他方である対象画像を取得し、この取得した対象画像に対して、上述した基準画像上の測定ブロックとのマッチング処理対象の画素ブロックを所定数設定する。測定ブロック設定部４３ｂは、かかる処理後の各動きベクトル算出用画像（基準画像および対象画像）を動きベクトル算出部４３ｃに送信する。

動きベクトル算出部４３ｃは、観察部位Ｓの蛍光画像と反射光画像との間の動きベクトル情報を算出する。具体的には、動きベクトル算出部４３ｃは、測定ブロック設定部４３ｂから処理後の各動きベクトル算出用画像である基準画像および対象画像を取得する。動きベクトル算出部４３ｃは、この基準画像上の各測定ブロックと相関性の高い対象画像上の各画素ブロックを検索するブロックマッチング法等の既知の手法を用いて、この基準画像と対象画像との間の動きベクトル情報を算出する。ここで、この基準画像は、反射光撮像部３６によって撮像された観察部位Ｓの白色光画像に対応する。一方、この対象画像は、蛍光撮像部３７による観察部位Ｓの蛍光画像と同じ撮像タイミングに反射光撮像部３６によって撮像された観察部位Ｓの反射励起光画像に対応する。すなわち、かかる対象画像と観察部位Ｓの蛍光画像との間の同一被写体に対応する画素位置は一致する。動きベクトル算出部４３ｃは、かかる観察部位Ｓの蛍光画像と白色光画像との間の動きベクトル情報として、この蛍光画像と同一撮像タイミングの反射励起光画像に対応する対象画像とこの白色光画像に対応する基準画像との間の動きベクトル情報を算出する。動きベクトル算出部４３ｃは、このように算出した動きベクトル情報の算出結果を位置合わせ処理部４４に送信する。

位置合わせ処理部４４は、観察部位Ｓの蛍光画像と反射光画像との位置合わせ処理を行って、この蛍光画像と反射光画像との間の被写体の位置ずれを補正する。具体的には、位置合わせ処理部４４は、反射光画像記憶部４１から反射光撮像部３６による観察部位Ｓの白色光画像の画像情報を読み込み、蛍光画像記憶部４２から蛍光撮像部３７による観察部位Ｓの蛍光画像の画像情報を読み込む。また、位置合わせ処理部４４は、上述した動きベクトル算出部４３ｃによって算出された動きベクトル情報、すなわち、この観察部位Ｓの蛍光画像と白色光画像との間の動きベクトル情報を動きベクトル演算部４３から取得する。位置合わせ処理部４４は、この取得した動きベクトル情報をもとに、この観察部位Ｓの蛍光画像と白色光画像との間の同一被写体（例えば病変部Ｋ等）に対応する画素位置を合わせる位置合わせ処理を行う。これによって、位置合わせ処理部４４は、かかる蛍光画像と白色光画像との間における被写体の位置ずれを補正する。位置合わせ処理部４４は、かかる位置合わせ処理後の蛍光画像および白色光画像の各画像情報を出力画像生成部４５に送信する。

なお、位置合わせ処理部４４は、上述した反射光撮像部３６と蛍光撮像部３７との画素数が異なる場合、この蛍光撮像部３７による蛍光画像に拡大処理または縮小処理を行って、この反射光撮像部３６による白色光画像と蛍光撮像部３７による蛍光画像との画素数を一致させる。位置合わせ処理部４４は、このように画素数を一致させた状態の蛍光画像および白色光画像に対して、上述した位置合わせ処理を実行する。

出力画像生成部４５は、位置合わせ処理部４４によって位置合わせ処理された各画像情報をもとに、画像表示装置５に表示させる出力画像を生成する。具体的には、出力画像生成部４５は、上述した位置合わせ処理が行われた観察部位Ｓの蛍光画像および白色光画像の各画像情報を位置合わせ処理部４４から取得する。出力画像生成部４５は、この取得した白色光画像の輝度をもとにこの蛍光画像の輝度を規格化処理して、観察部位Ｓの規格化蛍光画像を生成する。この場合、出力画像生成部４５は、位置合わせ処理部４４から取得した白色光画像の輝度信号画像である規格化用画像を生成する。出力画像生成部４５は、この生成した規格化用画像の輝度値、すなわち上述した位置合わせ処理が行われた観察部位Ｓの白色光画像の輝度値によって、この位置合わせ処理済みの蛍光画像の輝度値を除算する。これによって、出力画像生成部４５は、この観察部位Ｓの蛍光画像の各画素の輝度値を規格化処理し、この結果、観察部位Ｓの規格化蛍光画像を生成する。なお、かかる観察部位Ｓの規格化蛍光画像は、被写体である観察部位Ｓから蛍光撮像部３７までの距離に応じて変化する蛍光の明暗を補正した蛍光画像である。このため、かかる観察部位Ｓの規格化蛍光画像において、励起光照射による蛍光発生源である病変部Ｋは、観察部位Ｓから蛍光撮像部３７までの距離に関わらず、比較的高い輝度の画素によって描画される。出力画像生成部４５は、このように生成した観察部位Ｓの規格化蛍光画像と観察部位Ｓの白色光画像とを画像表示装置５に送信し、この観察部位Ｓの規格化蛍光画像と白色光画像とを画像表示装置５に表示させる。この場合、出力画像生成部４５は、かかる観察部位Ｓの規格化蛍光画像および白色光画像を別々の出力画像情報として画像表示装置５に送信してもよいし、観察部位Ｓの規格化蛍光画像と白色光画像とを重畳処理した出力画像情報として画像表示装置５に送信してもよい。

画像表示装置５は、上述した画像処理装置４によって処理された画像情報を表示する。具体的には、画像表示装置５は、ＣＲＴディスプレイまたは液晶ディスプレイ等の所望のディスプレイを用いて実現される。画像表示装置５は、画像処理装置４の出力画像生成部４５から観察部位Ｓの画像情報を取得し、この取得した画像情報に基づく観察部位Ｓの少なくとも規格化蛍光画像を表示する。この場合、画像表示装置５は、出力画像生成部４５から取得した観察部位Ｓの白色光画像と規格化蛍光画像とを並べて表示してもよいし、この観察部位Ｓの白色光画像に観察部位Ｓの規格化蛍光画像を重畳表示してもよい。

つぎに、本発明の実施の形態１にかかる画像処理装置４の動作について説明する。図７は、本発明の実施の形態１にかかる画像処理装置の処理手順を例示するフローチャートである。この実施の形態１にかかる画像処理装置４は、図７に示される処理手順を実行して、観察部位Ｓの画像情報を画像表示装置５に表示させる。

すなわち、図７に示すように、画像処理装置４は、まず、観察部位Ｓの画像情報を取得する（ステップＳ１０１）。このステップＳ１０１において、反射光画像記憶部４１は、回転フィルタ２４の白色光フィルタ２４ａが光路内に位置するタイミング、すなわち観察部位Ｓに白色光が照射されたタイミングに、反射光撮像部３６によって撮像された観察部位Ｓの白色光画像を取得し、この取得した白色光画像をカラー画像情報として記憶する。なお、この観察部位Ｓに白色光が照射されたタイミングにおいて、蛍光画像記憶部４２は、画像情報を取得しない。一方、蛍光画像記憶部４２は、回転フィルタ２４の励起光フィルタ２４ｂが光路内に位置するタイミング、すなわち観察部位Ｓに励起光が照射されたタイミングに、蛍光撮像部３７によって撮像された観察部位Ｓの蛍光画像を取得し、この取得した蛍光画像をモノクロ画像情報として記憶する。また、この観察部位Ｓに励起光が照射されたタイミングにおいて、反射光画像記憶部４１は、反射光撮像部３６によって撮像された観察部位Ｓの反射励起光画像を取得し、この取得した反射励起光画像をカラー画像情報として記憶する。

つぎに、画像処理装置４は、ステップＳ１０１において取得した観察部位Ｓの白色光画像と蛍光画像との動きベクトル情報を算出する（ステップＳ１０２）。このステップＳ１０２において、動きベクトル演算部４３は、反射光画像記憶部４１から観察部位Ｓの白色光画像および反射励起光画像の各画像情報を読み込む。動きベクトル演算部４３は、この読み込んだ観察部位Ｓの白色光画像と反射励起光画像との動きベクトル情報を、ステップＳ１０１における観察部位Ｓの蛍光画像と白色光画像との間の動きベクトル情報として算出する。

続いて、画像処理装置４は、ステップＳ１０１における観察部位Ｓの白色光画像と蛍光画像との位置合わせ処理を行う（ステップＳ１０３）。このステップＳ１０３において、位置合わせ処理部４４は、ステップＳ１０１における観察部位Ｓの白色光画像を反射光画像記憶部４１から取得し、ステップＳ１０１における観察部位Ｓの蛍光画像を蛍光画像記憶部４２から取得する。また、位置合わせ処理部４４は、ステップＳ１０２において動きベクトル算出部４３ｃが算出した動きベクトル情報を取得する。位置合わせ処理部４４は、この取得した動きベクトル情報をもとに、この観察部位Ｓの蛍光画像と白色光画像との間の同一被写体に対応する画素位置を合わせる位置合わせ処理を行う。これによって、位置合わせ処理部４４は、かかる蛍光画像と白色光画像との間における被写体の位置ずれ（例えば両画像間における病変部Ｋの位置ずれ等）を補正する。

その後、画像処理装置４は、ステップＳ１０３において位置合わせ処理を施した観察部位Ｓの蛍光画像の規格化処理を実行する（ステップＳ１０４）。このステップＳ１０４において、出力画像生成部４５は、ステップＳ１０３における位置合わせ処理が行われた観察部位Ｓの蛍光画像および白色光画像を位置合わせ処理部４４から取得する。出力画像生成部４５は、この取得した白色光画像の輝度信号を算出し、この算出した輝度信号をもとに、この白色光画像の輝度信号画像である規格化用画像を生成する。そして、出力画像生成部４５は、この生成した規格化用画像の輝度値によってこの位置合わせ処理済みの蛍光画像の輝度値を除算し、これによって、この蛍光画像の各画素の輝度値を規格化処理する。このようにして、出力画像生成部４５は、かかる観察部位Ｓの蛍光画像の規格化処理を達成する。

つぎに、画像処理装置４は、画像表示装置５に表示させる観察部位Ｓの画像情報の出力処理を行う（ステップＳ１０５）。このステップＳ１０５において、出力画像生成部４５は、ステップＳ１０４における蛍光画像の規格化処理に基づく観察部位Ｓの規格化蛍光画像を生成する。出力画像生成部４５は、画像表示装置５に表示させる観察部位Ｓの出力画像情報として、この観察部位Ｓの規格化蛍光画像の画像情報を画像表示装置５に送信する。この結果、画像表示装置５は、この観察部位Ｓの規格化蛍光画像を表示する。

ここで、かかる観察部位Ｓの規格化蛍光画像は、被写体である観察部位Ｓから蛍光撮像部３７までの距離の違いによる蛍光の明るさの違いが補正された蛍光画像である。画像表示装置５は、かかる観察部位Ｓの規格化蛍光画像内に、観察部位Ｓから蛍光撮像部３７までの距離に関わらず比較的高い輝度の画素によって、この観察部位Ｓ内の病変部Ｋを表示する。

なお、このステップＳ１０５において、出力画像生成部４５は、画像表示装置５に表示させる観察部位Ｓの出力画像情報として、かかる観察部位Ｓの規格化蛍光画像の画像情報とともに、この観察部位Ｓの白色光画像の画像情報を画像表示装置５に送信してもよい。これによって、画像表示装置５は、かかる観察部位Ｓの規格化蛍光画像と白色光画像とを並べて表示することができる。

また、このステップＳ１０５において、出力画像生成部４５は、画像表示装置５に表示させる観察部位Ｓの出力画像情報として、かかる観察部位Ｓの規格化蛍光画像と白色光画像とを重畳した画像情報を画像表示装置５に送信してもよい。この場合、出力画像生成部４５は、この規格化蛍光画像内の病変部Ｋ等の注目被写体の画素に対応して、この白色光画像内における同じ注目被写体（例えば病変部Ｋ）の画素の信号値に所望の色変換処理を行い、これによって、この白色光画像に規格化蛍光画像の画像情報を重畳する。さらに、出力画像生成部４５は、かかる白色光画像と規格化蛍光画像との重畳画像情報に対して任意のガンマ変換処理、エッジ強調処理、拡大処理、縮小処理等の後処理を行い、この後処理済みの重畳画像情報を画像表示装置５に送信する。

なお、出力画像生成部４５は、この観察部位Ｓの白色光画像全体に対して画像上の位置に寄らず一様な任意の色変換処理を行い、その後、この色変換処理後の白色光画像に規格化蛍光画像の情報を重畳してもよい。また、出力画像生成部４５は、かかる観察部位Ｓの規格化蛍光画像の代わりに、上述した位置合わせ処理済みの観察部位Ｓの蛍光画像（すなわち規格化処理前の蛍光画像）と観察部位Ｓの白色光画像とを重畳してもよい。

上述したステップＳ１０５の処理手順が終了後、画像処理装置４は、操作部（図示せず）によってオフ操作等の処理終了操作が行われた場合（ステップＳ１０６,Ｙｅｓ）、本処理を終了する。一方、画像処理装置４は、かかる処理終了操作が行われていない場合（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、上述したステップＳ１０１に戻り、このステップＳ１０１以降の処理手順を繰り返す。

つぎに、上述したステップＳ１０２において画像処理装置４の動きベクトル演算部４３が実行する観察部位Ｓの白色光画像と蛍光画像との動きベクトル算出処理について詳細に説明する。図８は、実施の形態１における観察部位の白色光画像と蛍光画像との動きベクトル算出処理の処理手順を例示するフローチャートである。図９は、動きベクトル算出用画像に動きベクトル測定ブロックを設定した状態を例示する模式図である。図１０は、実施の形態１における観察部位の白色光画像と蛍光画像との動きベクトル算出処理を具体的に説明する模式図である。

動きベクトル演算部４３は、上述したステップＳ１０２における観察部位Ｓの白色光画像と蛍光画像との動きベクトル算出処理を実行する際、図８に示すように、まず、動きベクトル算出用画像を生成する（ステップＳ２０１）。このステップＳ２０１において、画像変換部４３ａは、上述したステップＳ１０１における観察部位Ｓの白色光画像を反射光画像記憶部４１から取得する。画像変換部４３ａは、この取得した白色光画像の輝度信号を算出し、この算出した輝度信号に対して明るさを揃えるためのゲイン調整処理を行って、この白色光画像に対応する輝度信号画像、すなわち動きベクトル算出用画像の一つである基準画像を生成する。また、画像変換部４３ａは、上述したステップＳ１０１における観察部位Ｓの反射励起光画像を反射光画像記憶部４１から取得する。画像変換部４３ａは、この取得した反射励起光画像の輝度信号を算出し、この算出した輝度信号に対して明るさを揃えるためのゲイン調整処理を行って、この反射励起光画像に対応する輝度信号画像、すなわち動きベクトル算出用画像の一つである対象画像を生成する。

なお、かかる動きベクトル算出用画像を生成するための輝度信号Ｙは、観察部位Ｓの白色光画像または反射励起光画像の赤色成分の画素値Ｒと、緑色成分の画素値Ｇと、青色成分の画素値Ｂとを用い、輝度信号Ｙ＝０．２９×Ｒ＋０．６×Ｇ＋０．１１×Ｂの式によって算出される。また、画像変換部４３ａは、かかる輝度信号Ｙを算出する代わりに、観察部位Ｓの白色光画像または反射励起光画像から励起光の波長帯域を多く含むＲチャンネルの画素値のみを抽出し、この抽出したＲチャンネルの画素値に対してゲイン調整処理を行うことによって、動きベクトル算出用画像（基準画像および対象画像）を生成してもよい。

つぎに、動きベクトル演算部４３は、ステップＳ２０１において生成した動きベクトル算出用画像に対して動きベクトル測定ブロックを設定する（ステップＳ２０２）。このステップＳ２０２において、測定ブロック設定部４３ｂは、ステップＳ２０１における動きベクトル算出用画像の一方である基準画像Ｐｉを画像変換部４３ａから取得し、この取得した基準画像Ｐｉ上に、所定数の動きベクトル測定ブロックを設定する。この場合、測定ブロック設定部４３ｂは、例えば図９に示すように、この基準画像Ｐｉ上に、３２ブロックの動きベクトル測定ブロックを格子状に設定する。なお、図９に示す基準画像Ｐｉ上の動きベクトル測定ブロックの設定状態は一例であり、測定ブロック設定部４３ｂは、基準画像Ｐｉ上に所望数の動きベクトル測定ブロックを所望のパターン状に設定すればよい。一方、測定ブロック設定部４３ｂは、ステップＳ２０１における動きベクトル算出用画像の他方である対象画像Ｐｊを画像変換部４３ａから取得する。測定ブロック設定部４３ｂは、この取得した対象画像Ｐｊに対して、上述した基準画像Ｐｉ上の測定ブロックとのマッチング処理対象の画素ブロックを所定数設定する。

続いて、動きベクトル演算部４３は、上述したステップＳ１０１における観察部位Ｓの蛍光画像と同タイミングの反射光画像とステップＳ１０１における観察部位Ｓの白色光画像との動きベクトル情報を算出する（ステップＳ２０３）。

このステップＳ２０３において、動きベクトル算出部４３ｃは、ステップＳ２０２における動きベクトル算出用画像である基準画像Ｐｉおよび対象画像Ｐｊを測定ブロック設定部４３ｂから取得する。動きベクトル算出部４３ｃは、ブロックマッチング法等の既知の手法を用いて、この基準画像Ｐｉ上の任意の測定ブロックと相関性の高い対象画像Ｐｊ上の画素ブロックを検索する。そして、動きベクトル算出部４３ｃは、互いに相関性の高い基準画像Ｐｉ上の測定ブロックと対象画像Ｐｊ上の画素ブロックとの間の相対的な位置ずれを示すベクトル情報を基準画像Ｐｉと対象画像Ｐｊとの間の動きベクトル情報として算出する。動きベクトル算出部４３ｃは、この基準画像Ｐｉ上の全測定ブロックについて動きベクトル情報を算出し、得られた全動きベクトル情報をもとに動きベクトル情報の平均化処理を行って、この基準画像Ｐｉと対象画像Ｐｊとの間の代表的な動きベクトル情報を算出する。動きベクトル算出部４３ｃは、上述した観察部位Ｓの蛍光画像と白色光画像との間の動きベクトル情報として、この算出した代表的な動きベクトル情報を出力する。

具体的には、図１０に示すように、上述した基準画像Ｐｉに対応する観察部位Ｓの白色光画像Ｐｗは、観察部位Ｓに白色光が照射されたタイミングＴ１に反射光撮像部３６によって撮像された反射光画像である。一方、上述した対象画像Ｐｊに対応する観察部位Ｓの反射励起光画像Ｐｒは、観察部位Ｓに励起光が照射されたタイミングＴ２に反射光撮像部３６によって撮像された反射光画像である。なお、このタイミングＴ２において、上述した蛍光撮像部３７は、この観察部位Ｓの蛍光画像Ｐｆを撮像する。すなわち、かかる観察部位Ｓの反射励起光画像Ｐｒおよび蛍光画像Ｐｆは、同タイミングに撮像された画像であり、かかる反射励起光画像Ｐｒに基づく対象画像Ｐｊと蛍光画像Ｐｆとの間の同一被写体（例えば病変部Ｋ）に対応する画素位置は一致する。動きベクトル算出部４３ｃは、かかるタイミングＴ１における白色光画像Ｐｗに対応する基準画像ＰｉとタイミングＴ２における反射励起光画像Ｐｒに対応する対象画像Ｐｊとの間の動きベクトル情報を算出する。これによって、動きベクトル算出部４３ｃは、この反射励起光画像Ｐｒと同タイミングの蛍光画像Ｐｆと白色光画像Ｐｗとの間の動きベクトル情報を算出する。

ここで、観察部位Ｓの白色光画像Ｐｗは、観察部位Ｓを描画したカラー画像であり、観察部位Ｓ内の血管構造等の形状情報を含んでいる。一方、観察部位Ｓの蛍光画像Ｐｆは、励起光照射によって蛍光を発生させた病変部Ｋを描画した画像であり、観察部位Ｓ内の血管構造等の形状情報を含んでいない。このため、かかる白色光画像Ｐｗと蛍光画像Ｐｆとの間の動きベクトル情報を直接算出することは困難である。これに対し、動きベクトル算出部４３ｃは、この蛍光画像Ｐｆと同一被写体の画素位置が一致する反射光画像であって観察部位Ｓ内の血管構造等の形状情報を含む反射励起光画像Ｐｒと白色光画像Ｐｗとの間の動きベクトル情報を算出する。これによって、動きベクトル演算部４３は、かかる白色光画像Ｐｗと蛍光画像Ｐｆとの間の動きベクトル情報を間接的に算出することができる。

なお、上述した動きベクトル算出部４３ｃによるブロックマッチング法に基づいて相関性の高い画素ブロックを検索する方法としては、例えば、自乗誤差ＳＳＤや誤差の絶対値ＳＡＤ等を利用する方法がある。これは、上述した基準画像Ｐｉ上の測定ブロック領域Ｉと相関性の高い対象画像Ｐｊ上の画素ブロック領域Ｉ’を求める方法である。この自乗誤差ＳＳＤおよび誤差の絶対値ＳＡＤは、測定ブロック領域Ｉにおける画素位置ｐの画素レベルＬｐと画素ブロック領域Ｉ’における画素位置ｑの画素レベルＬｑとを用いた次式（１）、（２）によって各々定義され、この値が小さいほど相関性が高いと評価される。

上述したステップＳ２０３の処理手順が終了した後、動きベクトル演算部４３は、図７に示したステップＳ１０２にリターンする。その後、画像処理装置４は、上述したように、このステップＳ１０３に進み、このステップＳ１０３以降の処理手順を実行する。

なお、このように動きベクトル情報が規定された白色光画像Ｐｗおよび蛍光画像Ｐｆは、上述したステップＳ１０３における位置合わせ処理によって、病変部Ｋ等の同一被写体の位置ずれを補正される。また、かかる白色光画像Ｐｗと位置合わせ処理された蛍光画像Ｐｆの輝度は、上述したステップＳ１０４において高精度に規格化処理され、これによって、被写体である観察部位Ｓから蛍光撮像部３７までの距離の違いに起因する蛍光画像Ｐｆ内の蛍光の明暗が正確に補正される。この結果、出力画像生成部４５は、画像間における被写体の位置ずれに影響されることなく、観察部位Ｓから蛍光撮像部３７までの距離に関わらず比較的高い輝度の病変部Ｋを描画した蛍光画像Ｐｆ、すなわち観察部位Ｓの規格化蛍光画像を精度良く生成できる。また、出力画像生成部４５は、かかる位置合わせ処理が行われた蛍光画像Ｐｆまたは規格化蛍光画像と白色光画像Ｐｗとを上述したように重畳処理することによって、図１１に示すように観察部位Ｓの血管構造を表示しつつ病変部Ｋを強調表示可能な観察部位Ｓのカラー画像を生成でき、この生成したカラー画像を画像表示装置５に表示できる。

以上、説明したように、本発明の実施の形態１では、励起光を照射して観察部位から発生した蛍光に基づく蛍光画像と、この観察部位から反射したこの励起光に基づく反射励起光画像とを撮像し、この観察部位に白色光を照射して撮像した白色光画像とこの反射励起光画像との間の動きベクトル情報を算出し、この算出した動きベクトル情報をもとに、この観察部位の蛍光画像と白色光画像との間の被写体の位置ずれを補正し、この補正後の白色光画像によってこの蛍光画像を除算して、この蛍光画像の輝度を規格化処理するように構成した。このため、かかる白色光画像をもとに生成する規格化用画像と規格化処理対象の蛍光画像との間の被写体の位置ずれに影響されることなく蛍光画像の規格化処理を実行することができ、これによって、かかる蛍光画像の規格化処理の精度を高めて、観察対象の蛍光画像の輝度を正確に補正することができる。この結果、被写体から撮像部までの距離に関わらず、蛍光画像内の比較的高い輝度の画素に観察部位内の病変部等の異常組織を描画でき、この観察対象の蛍光画像による被検体内の異常組織の検出能を高めることができる。

また、この実施の形態１では、形状情報を殆ど含まない蛍光画像と同じ撮像タイミングの反射励起光画像を用いて観察部位の蛍光画像と白色光画像との間の動きベクトル情報を間接的に算出でき、この算出した動きベクトル情報をもとに、この観察部位の蛍光画像と白色光画像との間の被写体の位置ずれを高精度に補正することができる。このため、この蛍光画像内に描画された病変部等の異常組織と白色光画像内に描画された同一異常組織とを高精度に重畳することができ、この結果、血管構造等の観察部位の体腔内状態をカラー表示するとともに病変部等の異常組織を精度良く強調表示することができる。

（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、観察部位Ｓの蛍光画像と観察部位Ｓの反射光画像との間の動きベクトル情報を算出するために、この蛍光画像と同タイミングに撮像される観察部位Ｓの反射励起光画像と観察部位Ｓの白色光画像との間の動きベクトル情報を算出していたが、この実施の形態２では、観察部位Ｓの蛍光画像と観察部位Ｓの反射光画像との間の動きベクトル情報を算出するために、この蛍光画像を挟んで時系列順に連続する観察部位Ｓの２つの白色光画像の間の動きベクトル情報を算出している。

図１２は、本発明の実施の形態２にかかる内視鏡装置の一構成例を模式的に示すブロック図である。図１２に示すように、この実施の形態２にかかる内視鏡装置１０１は、上述した実施の形態１にかかる内視鏡装置１の画像処理装置４に代えて画像処理装置１０４を備える。この実施の形態２にかかる画像処理装置１０４は、上述した実施の形態１にかかる画像処理装置４の動きベクトル演算部４３に代えて動きベクトル演算部１４３を備える。なお、この実施の形態２において、反射光撮像部３６は、図７に示したステップＳ１０１において、上述したフィルタ制御部２６に対して予め設定された時間間隔で観察部位Ｓの白色光画像と反射励起光画像とを交互に撮像し、一つの観察部位Ｓについて、１フレームの蛍光画像を挟んで時系列順に連続する２フレームの白色光画像を撮像する。一方、蛍光撮像部３７は、かかる反射光撮像部３６による反射励起光画像と同じ撮像タイミングに観察部位Ｓの蛍光画像を撮像する。すなわち、かかる観察部位Ｓの蛍光画像および白色光画像は、この予め設定された時間間隔で交互に撮像される。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。

画像処理装置１０４は、上述した反射光画像記憶部４１と、蛍光画像記憶部４２と、位置合わせ処理部４４と、出力画像生成部４５とを備え、さらに、実施の形態１にかかる画像処理装置４の動きベクトル演算部４３に代えて動きベクトル演算部１４３を備える。この画像処理装置１０４において、反射光画像記憶部４１は、上述した反射光撮像部３６によって時系列順に連続的に撮像された観察部位Ｓの反射励起光画像と白色光画像とを順次記憶する。具体的には、反射光画像記憶部４１は、一つの観察部位Ｓについて、１フレームの反射励起光画像と、この反射励起光画像を挟んで時系列順に連続する２フレームの白色光画像とをカラー画像情報として順次記憶する。なお、画像処理装置１０４は、かかる反射光画像記憶部４１および動きベクトル演算部１４３の機能以外、上述した実施の形態１にかかる画像処理装置４と同様の機能を有する。

動きベクトル演算部１４３は、観察部位Ｓの蛍光画像を挟んで時系列順に連続する観察部位Ｓの２つの反射光画像の間の動きベクトル情報を算出し、この算出した動きベクトル情報と観察部位Ｓの蛍光画像および反射光画像の撮像時間間隔とをもとに、この観察部位Ｓの蛍光画像と反射光画像との間の動きベクトル情報を算出する。図１３は、本発明の実施の形態２にかかる画像処理装置の動きベクトル演算部の一構成例を模式的に示すブロック図である。図１３に示すように、この実施の形態２における動きベクトル演算部１４３は、上述した測定ブロック設定部４３ｂを備え、さらに、実施の形態１における動きベクトル演算部４３の画像変換部４３ａに代えて画像変換部１４３ａを備え、動きベクトル算出部４３ｃに代えて動きベクトル算出部１４３ｃを備える。

画像変換部１４３ａは、観察部位Ｓの画像情報を動きベクトル算出用画像に変換処理する。具体的には、画像変換部１４３ａは、反射光画像記憶部４１から、観察部位Ｓの反射励起光画像と、この反射励起光画像を挟んで連続する２フレームの白色光画像とを時系列順に順次読み込む。画像変換部１４３ａは、最初に読み込んだ観察部位Ｓの白色光画像の画像情報に対して上述した実施の形態１における画像変換部４３ａと同様の画像変換処理を行って、動きベクトル算出用画像の一つである基準画像を生成する。また、画像変換部１４３ａは、この反射励起光画像の後に読み込んだ観察部位Ｓの白色光画像の画像情報に対して上述した実施の形態１における画像変換部４３ａと同様の画像変換処理を行って、動きベクトル算出用画像の一つである対象画像を生成する。画像変換部４３ａは、かかる最初の白色光画像に対応する動きベクトル算出用画像（基準画像）と、後続の白色光画像に対応する動きベクトル算出用画像（対象画像）と、これら両動きベクトル算出用画像の間の反射励起光画像とを時系列順に測定ブロック設定部４３ｂに順次送信する。

動きベクトル算出部１４３ｃは、観察部位Ｓの蛍光画像と反射光画像との間の動きベクトル情報を算出する。具体的には、動きベクトル算出部１４３ｃは、測定ブロック設定部４３ｂから、処理後の各動きベクトル算出用画像である基準画像および対象画像と、これら両動きベクトル用画像の間の反射励起光画像とを時系列順に順次取得する。動きベクトル算出部１４３ｃは、この基準画像上の各測定ブロックと相関性の高い対象画像上の各画素ブロックを検索するブロックマッチング法等の既知の手法を用いて、この基準画像と対象画像との間の動きベクトル情報を算出する。ここで、かかる基準画像および対象画像は、反射光撮像部３６が観察部位Ｓの反射励起光画像を挟んで連続的に撮像した観察部位Ｓの２つの白色光画像に各々対応する。一方、この反射励起光画像は、蛍光撮像部３７による観察部位Ｓの蛍光画像と同じ撮像タイミングに反射光撮像部３６によって撮像された観察部位Ｓの反射光画像であり、かかる反射励起光画像と蛍光画像との間において同一被写体に対応する画素位置は一致する。動きベクトル算出部１４３ｃは、かかる基準画像と対象画像との間の動きベクトル情報、すなわち、この反射励起光画像を挟んで時系列順に連続する観察部位Ｓの２つの白色光画像間の動きベクトル情報を算出する。そして、動きベクトル算出部１４３ｃは、この算出した動きベクトル情報と、この観察部位Ｓの各反射光画像（具体的には、最初の白色光画像、反射励起光画像、後続の白色光画像）の撮像時間間隔とをもとに、この観察部位Ｓの最初の白色光画像と反射励起光画像との間の動きベクトル情報を最終的に算出する。動きベクトル算出部１４３ｃは、このように算出した動きベクトル情報の最終的な算出結果を、観察部位Ｓの蛍光画像と白色光画像との間の動きベクトル情報として位置合わせ処理部４４に送信する。

つぎに、本発明の実施の形態２にかかる画像処理装置１０４の動作について説明する。この実施の形態２にかかる画像処理装置１０４は、観察部位Ｓの白色光画像と蛍光画像との動きベクトル算出処理以外、実施の形態１にかかる画像処理装置４と同様に動作する。すなわち、画像処理装置１０４は、図７に示したステップＳ１０１〜Ｓ１０６の各処理手順において、ステップＳ１０２以外、実施の形態１にかかる画像処理装置４と同様の処理手順を実行する。

図１４は、実施の形態２における観察部位の白色光画像と蛍光画像との動きベクトル算出処理の処理手順を例示するフローチャートである。図１５は、実施の形態２における観察部位の白色光画像と蛍光画像との動きベクトル算出処理を具体的に説明する模式図である。

画像処理装置１０４が上述したステップＳ１０２における観察部位Ｓの白色光画像と蛍光画像との動きベクトル算出処理を実行する際、この画像処理装置１０４の動きベクトル演算部１４３は、図１４に示すように、まず、動きベクトル算出用画像を生成する（ステップＳ３０１）。

このステップＳ３０１において、画像変換部１４３ａは、反射光画像記憶部４１から、上述したステップＳ１０１における観察部位Ｓの反射励起光画像Ｐｒと、この反射励起光画像Ｐｒを挟んで連続する２フレームの白色光画像Ｐｗ１，Ｐｗ２とを時系列順に順次取得する。ここで、かかる観察部位Ｓの反射励起光画像Ｐｒおよび白色光画像Ｐｗ１，Ｐｗ２は、図７に示したステップＳ１０１において反射光撮像部３６によって撮像された観察部位Ｓの反射光画像である。詳細には、図１５に示すように、白色光画像Ｐｗ１は、観察部位Ｓに白色光が照射されたタイミングＴ１に反射光撮像部３６によって撮像された観察部位Ｓの反射光画像である。反射励起光画像Ｐｒは、このタイミングＴ１の後に観察部位Ｓに励起光が照射されたタイミングＴ２に反射光撮像部３６によって撮像された観察部位Ｓの反射光画像である。白色光画像Ｐｗ２は、このタイミングＴ２の後に観察部位Ｓに白色光が再度照射されたタイミングＴ３に反射光撮像部３６によって撮像された観察部位Ｓの反射光画像である。画像変換部１４３ａは、この取得した白色光画像Ｐｗ１の輝度信号を算出し、この算出した輝度信号に対して明るさを揃えるためのゲイン調整処理を行って、この白色光画像Ｐｗ１に対応する輝度信号画像、すなわち動きベクトル算出用画像の一つである基準画像を生成する。同様に、画像変換部１４３ａは、この取得した後続の白色光画像Ｐｗ２の輝度信号を算出し、この算出した輝度信号に対して明るさを揃えるためのゲイン調整処理を行って、この白色光画像Ｐｗ２に対応する輝度信号画像、すなわち動きベクトル算出用画像の一つである対象画像を生成する。

なお、かかる動きベクトル算出用画像を生成するための輝度信号Ｙは、観察部位Ｓの白色光画像Ｐｗ１，Ｐｗ２の赤色成分の画素値Ｒと、緑色成分の画素値Ｇと、青色成分の画素値Ｂとを用い、輝度信号Ｙ＝０．２９×Ｒ＋０．６×Ｇ＋０．１１×Ｂの式によって算出される。また、画像変換部１４３ａは、かかる輝度信号Ｙを算出する代わりに、観察部位Ｓの白色光画像Ｐｗ１，Ｐｗ２から励起光の波長帯域を多く含むＲチャンネルの画素値のみを抽出し、この抽出したＲチャンネルの画素値に対してゲイン調整処理を行うことによって、動きベクトル算出用画像（基準画像および対象画像）を生成してもよい。

つぎに、動きベクトル演算部１４３は、実施の形態１におけるステップＳ２０２（図８参照）と同様に、ステップＳ３０１において生成した動きベクトル算出用画像に対して動きベクトル測定ブロックを設定し（ステップＳ３０２）、続いて、上述したステップＳ１０１における観察部位Ｓの蛍光画像を挟んで時系列順に連続する白色光画像間の動きベクトル情報を算出する（ステップＳ３０３）。

このステップＳ３０３において、動きベクトル算出部１４３ｃは、測定ブロック設定部４３ｂから、ステップＳ３０２における各動きベクトル算出用画像（すなわち白色光画像Ｐｗ１，Ｐｗ２に各々対応する基準画像および対象画像）と、これら両動きベクトル用画像の間の反射励起光画像Ｐｒとを時系列順に順次取得する。動きベクトル算出部１４３ｃは、実施の形態１の場合と同様にブロックマッチング法等の既知の手法を用いて、この白色光画像Ｐｗ１に対応する基準画像Ｐｉと後続の白色光画像Ｐｗ２に対応する対象画像との間の動きベクトル情報を算出する。動きベクトル算出部１４３ｃは、この基準画像上の全測定ブロックについて動きベクトル情報を算出し、得られた全動きベクトル情報をもとに動きベクトル情報の平均化処理を行って、この基準画像と対象画像との間の代表的な動きベクトル情報Ｖａを算出する。

ここで、かかる動きベクトル算出部１４３ｃによって算出された動きベクトル情報Ｖａは、上述したタイミングＴ２における反射励起光画像Ｐｒを挟んで時系列順に連続するタイミングＴ１，Ｔ３における白色光画像Ｐｗ１，Ｐｗ２の間の動きベクトル情報である。また、このタイミングＴ２における反射励起光画像Ｐｒは、上述したように、蛍光撮像部３７による観察部位Ｓの蛍光画像Ｐｆと同タイミングに撮像された画像である。すなわち、かかる反射励起光画像Ｐｒに基づく対象画像と蛍光画像Ｐｆとの間の同一被写体（例えば病変部Ｋ）に対応する画素位置は一致する。動きベクトル算出部１４３ｃは、上述したように算出した動きベクトル情報Ｖａと、観察部位Ｓの最初の白色光画像Ｐｗ１と反射励起光画像Ｐｒと後続の白色光画像Ｐｗ２との各撮像時間間隔△Ｔ１，△Ｔ２とをもとに、次式（３）に基づいて、タイミングＴ１における白色光画像Ｐｗ１とタイミングＴ２における反射励起光画像Ｐｒとの間の動きベクトル情報Ｖｂを最終的に算出する。なお、撮像時間間隔△Ｔ１は、反射励起光画像Ｐｒが撮像されたタイミングＴ２と白色光画像Ｐｗ１が撮像されたタイミングＴ１との時間差（Ｔ２−Ｔ１）である。また、撮像時間間隔△Ｔ２は、白色光画像Ｐｗ２が撮像されたタイミングＴ３と反射励起光画像Ｐｒが撮像されたタイミングＴ２との時間差（Ｔ３−Ｔ２）である。

Ｖｂ＝Ｖａ×｛△Ｔ１／（△Ｔ１＋△Ｔ２）｝ ・・・（３）

例えば、上述した白色光画像Ｐｗ１，Ｐｗ２および反射励起光画像Ｐｒが各々同じ時間間隔で撮像された場合、各撮像時間間隔△Ｔ１，△Ｔ２は同値であり、白色光画像Ｐｗ１と反射励起光画像Ｐｒとの間の動きベクトル情報Ｖｂは、２つの白色光画像Ｐｗ１，Ｐｗ２の間の動きベクトル情報Ｖａの１／２になる。このように動きベクトル算出部１４３ｃによって最終的に算出された動きベクトル情報Ｖｂは、観察部位Ｓの反射励起光画像Ｐｒと同じタイミングＴ２における観察部位Ｓの蛍光画像ＰｆとタイミングＴ１における観察部位Ｓの白色光画像Ｐｗ１との間の動きベクトル情報である。

上述したステップＳ３０３の処理手順が終了した後、動きベクトル演算部１４３は、図７に示したステップＳ１０２にリターンする。その後、画像処理装置１０４は、実施の形態１の場合と同様に、ステップＳ１０３に進み、このステップＳ１０３以降の処理手順を実行する。

なお、このように動きベクトル情報が規定された白色光画像Ｐｗ１および蛍光画像Ｐｆは、実施の形態１の場合と同様に位置合わせ処理され、これによって、病変部Ｋ等の同一被写体の位置ずれを補正される。また、かかる白色光画像Ｐｗ１と位置合わせ処理された蛍光画像Ｐｆの輝度は、実施の形態１の場合と同様に高精度に規格化処理され、これによって、被写体である観察部位Ｓから蛍光撮像部３７までの距離の違いに起因する蛍光画像Ｐｆ内の蛍光の明暗が正確に補正される。

以上、説明したように、本発明の実施の形態２では、一つの観察部位について、蛍光画像および反射励起光画像と、この反射励起光画像を挟んで時系列順に連続する２つの白色光画像とを撮像し、これら２つの白色光画像間の動きベクトル情報とこれら反射励起光画像および２つの白色光画像の各時間間隔とをもとに、この反射励起光画像と白色光画像との間の動きベクトル情報を算出するようにし、その他を実施の形態１と同様に構成した。このため、上述した実施の形態１の場合と同様の作用効果を享受するとともに、白色光画像と反射励起光画像との分光特性の違いに起因して白色光画像と反射励起光画像との間の画像情報が大きく異なる場合であっても、かかる白色光画像と反射励起光画像との分光特性の違いに起因する影響を受けることなく、観察部位の白色光画像と蛍光画像との間の動きベクトル情報を高精度に算出することができる。この結果、かかる蛍光画像の規格化処理の精度を一層確実に高めることができる。

（実施の形態３）
つぎに、本発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１では、観察部位Ｓの白色光画像をもとに生成した規格化用画像によって観察部位Ｓの蛍光画像を除算して、この蛍光画像の輝度を規格化処理していたが、この実施の形態３では、観察部位Ｓの白色光画像と同タイミングに蛍光撮像部３７によって観察部位Ｓからの反射光（白色光）に基づく輝度成分画像を撮像し、この輝度成分画像によって観察部位Ｓの蛍光画像を除算して、この蛍光画像の輝度を規格化処理している。

図１６は、本発明の実施の形態３にかかる内視鏡装置の一構成例を模式的に示すブロック図である。図１６に示すように、この実施の形態３にかかる内視鏡装置２０１は、上述した実施の形態１にかかる内視鏡装置１の画像処理装置４に代えて画像処理装置２０４を備え、バリアフィルタ３５に代えてバリアフィルタ２３５を備え、蛍光撮像部３７に代えて蛍光撮像部２３７を備える。また、この実施の形態３にかかる画像処理装置２０４は、上述した実施の形態１にかかる画像処理装置４の蛍光画像記憶部４２に代えて蛍光画像記憶部２４２を備え、位置合わせ処理部４４に代えて位置合わせ処理部２４４を備え、出力画像生成部４５に代えて出力画像生成部２４５を備える。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。

バリアフィルタ２３５は、ダイクロイックミラー３４によって蛍光撮像部２３７側の光路に分岐された観察部位Ｓからの光のうち、蛍光撮像部２３７に必要な波長帯域の光を透過させ且つ蛍光撮像部２３７に不要な波長帯域の光を遮断するためのフィルタである。図１７は、本発明の実施の形態３におけるバリアフィルタの透過率特性の一例を示す模式図である。バリアフィルタ２３５は、図１７に示す波長対透過率の相関線Ｃ８，Ｃ９のように、４００〜５８０ｎｍの波長帯域の光と６６０〜７５０ｎｍの波長帯域の光とを透過させる透過率特性を有する。詳細には、バリアフィルタ２３５は、ダイクロイックミラー３４によって蛍光撮像部２３７側の光路に分岐された観察部位Ｓからの反射光のうち、４００〜５８０ｎｍの波長帯域の反射光を透過させるとともに、この波長帯域以外の反射光を遮断する。また、バリアフィルタ２３５は、ダイクロイックミラー３４によって蛍光撮像部２３７側の光路に分岐された観察部位Ｓからの蛍光および励起光のうち、この観察部位Ｓからの励起光を遮断するとともに、６６０〜７５０ｎｍの波長帯域の光である観察部位Ｓからの蛍光を透過させる。なお、かかるバリアフィルタ２３５による４００〜５８０ｎｍの波長帯域の反射光の透過率は０．５％程度であり、６６０〜７５０ｎｍの波長帯域の光（蛍光）の透過率は８０％程度であることが望ましい。

蛍光撮像部２３７は、上述した反射光撮像部３６に比して高い感度特性を有するモノクロ撮像素子を用いて実現される。蛍光撮像部２３７は、観察部位Ｓに白色光が照射されたタイミングに、この観察部位Ｓから反射した白色光のうちのバリアフィルタ２３５を透過した４００〜５８０ｎｍの波長帯域の反射光を受光する。これによって、蛍光撮像部２３７は、上述した反射光撮像部３６による観察部位Ｓの白色光画像と同じ撮像タイミングに、この４００〜５８０ｎｍの波長帯域の反射光に基づく観察部位Ｓの反射光画像（以下、輝度成分画像という）を撮像する。蛍光撮像部２３７は、かかる観察部位Ｓの輝度成分画像を撮像する都度、得られた画像情報を含む画像信号を画像処理装置２０４に順次送信する。なお、蛍光撮像部２３７は、かかる輝度成分画像の撮像機能以外、上述した実施の形態１における蛍光撮像部３７と同様の機能を有する。

画像処理装置２０４は、上述した反射光画像記憶部４１および動きベクトル演算部４３を備え、さらに、実施の形態１にかかる画像処理装置４の蛍光画像記憶部４２に代えて蛍光画像記憶部２４２を備え、位置合わせ処理部４４に代えて位置合わせ処理部２４４を備え、出力画像生成部４５に代えて出力画像生成部２４５を備える。この画像処理装置２０４において、反射光画像記憶部４１は、上述した反射光撮像部３６によって撮像された白色光画像および反射励起光画像に対して補間処理を各々行い、かかる補間処理後の白色光画像および反射励起光画像の各画像情報を記憶する。なお、画像処理装置２０４は、上述した実施の形態１にかかる画像処理装置４と同様の動きベクトル演算処理機能を有する。

蛍光画像記憶部２４２は、上述した光源装置２のフィルタ制御部２６の制御に基づいて、蛍光撮像部２３７による画像情報を記憶する。具体的には、蛍光画像記憶部２４２は、フィルタ制御部２６によって送信されたフィルタ情報を取得し、この取得したフィルタ情報をもとに、光源装置２の光路内に現に位置する回転フィルタ２４のフィルタが白色光フィルタ２４ａおよび励起光フィルタ２４ｂのいずれであるかを識別する。蛍光画像記憶部２４２は、光源装置２の光路内のフィルタが白色光フィルタ２４ａである場合、蛍光撮像部２３７から観察部位Ｓの輝度成分画像の画像情報を取得し、この取得した画像情報を順次記憶する。また、蛍光画像記憶部２４２は、光源装置２の光路内のフィルタが励起光フィルタ２４ｂである場合、上述した実施の形態１の場合と同様に、蛍光撮像部２３７から観察部位Ｓの蛍光画像の画像情報を取得し、この取得した画像情報を順次記憶する。

位置合わせ処理部２４４は、観察部位Ｓの蛍光画像と反射光画像との位置合わせ処理を行って、この蛍光画像と反射光画像との間の被写体の位置ずれを補正する。具体的には、位置合わせ処理部２４４は、蛍光画像記憶部２４２から蛍光撮像部２３７による観察部位Ｓの輝度成分画像および蛍光画像の各画像情報を順次読み込む。また、位置合わせ処理部２４４は、上述した動きベクトル算出部４３ｃによって算出された動きベクトル情報、すなわち、この観察部位Ｓの蛍光画像と白色光画像との間の動きベクトル情報を動きベクトル演算部４３から取得する。位置合わせ処理部２４４は、この取得した動きベクトル情報をもとに、この観察部位Ｓの蛍光画像と輝度成分画像との間の同一被写体（例えば病変部Ｋ等）に対応する画素位置を合わせる位置合わせ処理を行う。これによって、位置合わせ処理部２４４は、かかる蛍光画像と輝度成分画像との間における被写体の位置ずれを補正する。位置合わせ処理部２４４は、かかる位置合わせ処理後の蛍光画像および輝度成分画像の各画像情報を出力画像生成部２４５に送信する。

出力画像生成部２４５は、位置合わせ処理部２４４によって位置合わせ処理された各画像情報をもとに、画像表示装置５に表示させる出力画像を生成する。具体的には、出力画像生成部２４５は、上述した位置合わせ処理が行われた観察部位Ｓの蛍光画像および輝度成分画像の各画像情報を位置合わせ処理部２４４から取得する。出力画像生成部２４５は、この取得した輝度成分画像の輝度をもとにこの蛍光画像の輝度を規格化処理して、観察部位Ｓの規格化蛍光画像を生成する。この場合、出力画像生成部２４５は、この蛍光画像の規格化処理のための規格化用画像として、この位置合わせ処理部２４４から取得した輝度成分画像を用いる。出力画像生成部２４５は、かかる輝度成分画像の輝度値によって、この位置合わせ処理済みの蛍光画像の輝度値を除算する。これによって、出力画像生成部２４５は、この観察部位Ｓの蛍光画像の各画素の輝度値を規格化処理し、この結果、観察部位Ｓの規格化蛍光画像を生成する。なお、出力画像生成部２４５は、かかる蛍光画像の規格化処理機能以外、上述した実施の形態１にかかる画像処理装置４の出力画像生成部４５と同様の機能を有する。

つぎに、本発明の実施の形態３にかかる画像処理装置２０４の動作について説明する。図１８は、本発明の実施の形態３にかかる画像処理装置の処理手順を例示するフローチャートである。図１９は、実施の形態３における観察部位の蛍光画像の位置合わせ処理および規格化処理を具体的に説明する模式図である。以下、図１８，１９を参照して、この実施の形態３にかかる画像処理装置２０４の動作を説明する。

図１８に示すように、画像処理装置２０４は、まず、観察部位Ｓの画像情報を取得する（ステップＳ４０１）。このステップＳ４０１において、反射光画像記憶部４１は、上述したステップＳ１０１の場合と同様に、観察部位Ｓに白色光が照射されたタイミングＴ１に反射光撮像部３６によって撮像された観察部位Ｓの白色光画像Ｐｗと、観察部位Ｓに励起光が照射されたタイミングＴ２に反射光撮像部３６によって撮像された観察部位Ｓの反射励起光画像Ｐｒとを順次取得し、これら白色光画像Ｐｗおよび反射励起光画像Ｐｒを観察部位Ｓのカラー画像情報として記憶する。一方、蛍光画像記憶部２４２は、この白色光画像Ｐｗと同じ撮像タイミングすなわちタイミングＴ１に蛍光撮像部２３７によって撮像された観察部位Ｓの輝度成分画像Ｐｓを取得し、この取得した輝度成分画像Ｐｓをモノクロの反射光画像情報として記憶する。また、蛍光画像記憶部２４２は、この反射励起光画像Ｐｒと同じ撮像タイミングすなわちタイミングＴ２に蛍光撮像部２３７によって撮像された観察部位Ｓの蛍光画像Ｐｆを取得し、この取得した蛍光画像Ｐｆをモノクロ画像情報として記憶する。

つぎに、画像処理装置２０４は、図７に示したステップＳ１０１と同様に、ステップＳ４０１における観察部位Ｓの白色光画像Ｐｗと蛍光画像Ｐｆとの間の動きベクトル情報を算出し（ステップＳ４０２）、続いて、この白色光画像Ｐｗと同タイミングＴ１の輝度成分画像Ｐｓと蛍光画像Ｐｆとの位置合わせ処理を行う（ステップＳ４０３）。なお、このステップＳ４０２において、画像処理装置２０４の動きベクトル演算部４３は、図８に示したステップＳ２０１〜Ｓ２０３の処理手順を実行する。

このステップＳ４０３において、位置合わせ処理部２４４は、ステップＳ４０１における観察部位Ｓの輝度成分画像Ｐｓおよび蛍光画像Ｐｆを蛍光画像記憶部２４２から取得する。また、位置合わせ処理部２４４は、ステップＳ４０２において動きベクトル演算部４３が算出した白色光画像Ｐｗと反射励起光画像Ｐｒとの間の動きベクトル情報、すなわち白色光画像Ｐｗと蛍光画像Ｐｆとの間の動きベクトル情報を取得する。ここで、白色光画像Ｐｗおよび輝度成分画像Ｐｓは、同じタイミングＴ１に撮像された観察部位Ｓの画像情報であり、かかる白色光画像Ｐｗと輝度成分画像Ｐｓとの間の同一被写体（例えば病変部Ｋ）に対応する画素位置は一致する。また、反射励起光画像Ｐｒおよび蛍光画像Ｐｆは、同じタイミングＴ２に撮像された観察部位Ｓの画像情報であり、かかる反射励起光画像Ｐｒと蛍光画像Ｐｆとの間の同一被写体（例えば病変部Ｋ）に対応する画素位置は一致する。したがって、このように位置合わせ処理部２４４が動きベクトル演算部４３から取得した白色光画像Ｐｗと蛍光画像Ｐｆとの間の動きベクトル情報は、観察部位Ｓの輝度成分画像Ｐｓと蛍光画像Ｐｆとの間の動きベクトル情報に相当する。位置合わせ処理部２４４は、かかる動きベクトル演算部４３から取得した動きベクトル情報をもとに、観察部位Ｓの輝度成分画像Ｐｓと蛍光画像Ｐｆとの間の同一被写体に対応する画素位置を合わせる位置合わせ処理を行う。これによって、位置合わせ処理部２４４は、かかる輝度成分画像Ｐｓと蛍光画像Ｐｆとの間における被写体の位置ずれ（例えば両画像間における病変部Ｋの位置ずれ等）を補正する。

その後、画像処理装置２０４は、ステップＳ４０３において位置合わせ処理を施した観察部位Ｓの蛍光画像Ｐｆの規格化処理を実行する（ステップＳ４０４）。このステップＳ４０４において、出力画像生成部２４５は、ステップＳ４０３における位置合わせ処理が行われた観察部位Ｓの輝度成分画像Ｐｓおよび蛍光画像Ｐｆを位置合わせ処理部２４４から取得する。出力画像生成部２４５は、この取得した輝度成分画像Ｐｓを規格化用画像として用いて蛍光画像Ｐｆの規格化処理を実行する。すなわち、出力画像生成部２４５は、この取得した輝度成分画像Ｐｓの輝度値によってこの位置合わせ処理済みの蛍光画像Ｐｆの輝度値を除算し、これによって、この蛍光画像Ｐｆの各画素の輝度値を規格化処理する。このようにして、出力画像生成部２４５は、かかる観察部位Ｓの蛍光画像Ｐｆの規格化処理を達成する。

つぎに、画像処理装置２０４は、図７に示したステップＳ１０５と同様に、画像表示装置５に表示させる観察部位Ｓの画像情報の出力処理を行う（ステップＳ４０５）。その後、画像処理装置２０４は、図７に示したステップＳ１０６と同様に、オフ操作等の処理終了操作が行われた場合（ステップＳ４０６,Ｙｅｓ）、本処理を終了し、処理終了操作が行われていない場合（ステップＳ４０６，Ｎｏ）、上述したステップＳ４０１に戻り、このステップＳ４０１以降の処理手順を繰り返す。

以上、説明したように、本発明の実施の形態３では、観察部位に白色光を照射したタイミングに、この観察部位の白色光画像と輝度成分画像とを撮像し、この観察部位の白色光画像と反射励起光画像との間の動きベクトル情報をもとに、この観察部位の輝度成分画像と蛍光画像との間の被写体の位置ずれを補正し、この補正後の輝度成分画像によってこの蛍光画像の輝度値を除算して、この蛍光画像の輝度を規格化処理するようにし、その他を実施の形態１と同様に構成した。このため、上述した実施の形態１の場合と同様の作用効果を享受するとともに、観察部位の白色光画像の輝度信号を算出して規格化用画像を生成しなくとも、観察部位の白色光画像と同タイミングに撮像された輝度成分画像の輝度信号をもとに蛍光画像の輝度を容易に規格化処理することができる。この結果、かかる蛍光画像の規格化処理を実行する際の画像処理装置の負荷を軽減できるとともに処理時間の短時間化を促進することができる。

（実施の形態４）
つぎに、本発明の実施の形態４について説明する。上述した実施の形態３では、実施の形態１の場合と同様に、観察部位Ｓの蛍光画像と観察部位Ｓの反射光画像との間の動きベクトル情報を算出するために、この蛍光画像と同タイミングに撮像される観察部位Ｓの反射励起光画像と観察部位Ｓの白色光画像との間の動きベクトル情報を算出していたが、この実施の形態４では、上述した実施の形態２の場合と同様に、観察部位Ｓの蛍光画像と観察部位Ｓの反射光画像との間の動きベクトル情報を算出するために、この蛍光画像を挟んで時系列順に連続する観察部位Ｓの２つの白色光画像の間の動きベクトル情報を算出している。すなわち、この実施の形態４にかかる発明は、上述した実施の形態２と実施の形態３とを適宜組み合わせたものである。

図２０は、本発明の実施の形態４にかかる内視鏡装置の一構成例を模式的に示すブロック図である。図２０に示すように、この実施の形態４にかかる内視鏡装置３０１は、上述した実施の形態３にかかる内視鏡装置２０１の画像処理装置２０４に代えて画像処理装置３０４を備える。また、この実施の形態４にかかる画像処理装置３０４は、上述した実施の形態３にかかる画像処理装置２０４の動きベクトル演算部４３に代えて実施の形態２における動きベクトル演算部１４３を備える。その他の構成は実施の形態３と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。

画像処理装置３０４は、上述した反射光画像記憶部４１と、蛍光画像記憶部２４２と、位置合わせ処理部２４４と、出力画像生成部２４５とを備え、さらに、実施の形態３にかかる画像処理装置２０４の動きベクトル演算部４３に代えて動きベクトル演算部１４３を備える。この画像処理装置３０４において、反射光画像記憶部４１は、上述した反射光撮像部３６によって時系列順に連続的に撮像された観察部位Ｓの反射励起光画像と白色光画像とを順次記憶する。具体的には、反射光画像記憶部４１は、一つの観察部位Ｓについて、１フレームの反射励起光画像と、この反射励起光画像を挟んで時系列順に連続する２フレームの白色光画像とをカラー画像情報として順次記憶する。一方、動きベクトル演算部１４３は、上述した実施の形態２の場合と同様に機能する。なお、画像処理装置３０４は、かかる反射光画像記憶部４１および動きベクトル演算部１４３の機能以外、上述した実施の形態３にかかる画像処理装置２０４と同様の機能を有する。

つぎに、本発明の実施の形態４にかかる画像処理装置３０４の動作について説明する。図２１は、実施の形態４にかかる画像処理装置の動作を具体的に説明する模式図である。この実施の形態４にかかる画像処理装置３０４は、実施の形態２の場合と同様に動きベクトル算出処理を行い、この動きベクトル算出処理以外、実施の形態３にかかる画像処理装置２０４と略同様に動作する。すなわち、画像処理装置３０４は、図１８に示したステップＳ４０１〜Ｓ４０６と略同様の各処理手順を実行し、ステップＳ４０２において、図１４に示したステップＳ３０１〜Ｓ３０３の各処理手順を実行する。以下、図２１を参照して、画像処理装置３０４の動作を具体的に説明する。

具体的には、ステップＳ４０１において、画像処理装置３０４は、観察部位Ｓに白色光が照射されたタイミングＴ１に反射光撮像部３６によって撮像された観察部位Ｓの白色光画像Ｐｗ１と蛍光撮像部２３７によって撮像された観察部位Ｓの輝度成分画像Ｐｓ１とを取得する。つぎに、画像処理装置３０４は、この観察部位Ｓに励起光が照射されたタイミングＴ２に反射光撮像部３６によって撮像された観察部位Ｓの反射励起光画像Ｐｒと蛍光撮像部２３７によって撮像された観察部位Ｓの蛍光画像Ｐｆとを取得する。その後、画像処理装置３０４は、この観察部位Ｓに再度白色光が照射されたタイミングＴ３に反射光撮像部３６によって撮像された観察部位Ｓの白色光画像Ｐｗ２と蛍光撮像部２３７によって撮像された観察部位Ｓの輝度成分画像Ｐｓ２とを取得する。

なお、このステップＳ４０１において、反射光画像記憶部４１は、かかる観察部位Ｓの反射励起光画像Ｐｒと反射励起光画像Ｐｒを挟んで時系列順に連続する２つの白色光画像Ｐｗ１，Ｐｗ２とを時系列順に順次記憶する。蛍光画像記憶部２４２は、この白色光画像Ｐｗ１と同じ撮像タイミングの輝度成分画像Ｐｓ１と、この反射励起光画像Ｐｒと同じ撮像タイミングの蛍光画像Ｐｆと、この後続の白色光画像Ｐｗ２と同じ撮像タイミングの輝度成分画像Ｐｓ２とを順次記憶する。

一方、ステップＳ４０２において、画像処理装置３０４は、上述した実施の形態２の場合と同様に動きベクトル算出処理を実行する。すなわち、この画像処理装置３０４の動きベクトル演算部１４３は、図１４に示したステップＳ３０１〜Ｓ３０３の各処理手順を実行する。かかる動きベクトル演算部１４３は、図１５に示すように、タイミングＴ１における白色光画像Ｐｗ１とタイミングＴ３における白色光画像Ｐｗ２との間の動きベクトル情報Ｖａを算出し、この算出した動きベクトル情報Ｖａと各撮像時間間隔△Ｔ１，△Ｔ２とをもとに、上述した式（３）に基づいて、タイミングＴ１における白色光画像Ｐｗ１とタイミングＴ２における反射励起光画像Ｐｒとの間の動きベクトル情報Ｖｂを最終的に算出する。なお、この動きベクトル情報Ｖｂは、上述したように、観察部位Ｓの反射励起光画像Ｐｒと同じタイミングＴ２における観察部位Ｓの蛍光画像ＰｆとタイミングＴ１における観察部位Ｓの白色光画像Ｐｗ１との間の動きベクトル情報である。

その後、画像処理装置３０４は、上述した実施の形態３の場合と同様に、ステップＳ４０３に進み、このステップＳ４０３以降の処理手順を実行する。この場合、図２１に示すように、位置合わせ処理部２４４は、タイミングＴ１における輝度成分画像Ｐｓ１とタイミングＴ２における蛍光画像Ｐｆとの位置合わせ処理を実行する。出力画像生成部２４５は、この位置合わせ処理後の輝度成分画像Ｐｓ１によって蛍光画像Ｐｆを除算して、この蛍光画像Ｐｆの輝度を規格化処理する。

なお、この実施の形態４にかかる画像処理装置３０４において、動きベクトル演算部１４３は、上述した動きベクトル情報Ｖａと各撮像時間間隔△Ｔ１，△Ｔ２とをもとに、次式（４）に基づいて、タイミングＴ３における白色光画像Ｐｗ２とタイミングＴ２における反射励起光画像Ｐｒとの間の動きベクトル情報Ｖｂを最終的に算出してもよい。

Ｖｂ＝Ｖａ×｛△Ｔ２／（△Ｔ１＋△Ｔ２）｝ ・・・（４）

なお、この場合の動きベクトル情報Ｖｂは、観察部位Ｓの反射励起光画像Ｐｒと同じタイミングＴ２における観察部位Ｓの蛍光画像ＰｆとタイミングＴ３における観察部位Ｓの白色光画像Ｐｗ２との間の動きベクトル情報である。

また、位置合わせ処理部２４４は、この式（４）に基づく動きベクトル情報Ｖｂをもとに、タイミングＴ３における輝度成分画像Ｐｓ２とタイミングＴ２における蛍光画像Ｐｆとの位置合わせ処理を実行してもよい。さらに、出力画像生成部２４５は、この位置合わせ処理後の輝度成分画像Ｐｓ２によって蛍光画像Ｐｆを除算して、この蛍光画像Ｐｆの輝度を規格化処理してもよい。

以上、説明したように、本発明の実施の形態４では、一つの観察部位について、蛍光画像および反射励起光画像と、この反射励起光画像を挟んで時系列順に連続する２つの白色光画像とを撮像し、これら２つの白色光画像間の動きベクトル情報とこれら反射励起光画像および２つの白色光画像の各時間間隔とをもとに、この反射励起光画像と白色光画像との間の動きベクトル情報を算出するようにし、その他を実施の形態３と同様に構成した。このため、上述した実施の形態２の場合と同様の作用効果を享受するとともに、上述した実施の形態３の場合と同様の作用効果を享受することができる。

なお、上述した実施の形態１〜４では、ハードウエアによる画像処理装置の処理手順を説明したが、これに限らず、本発明にかかる画像処理装置は、ソフトウエアによる処理手順を実行してもよい。すなわち、上述した実施の形態１〜４にかかる画像処理装置４，１０４，２０４，３０４は、処理プログラムを記憶する記憶部およびこの記憶部内の処理プログラムを実行するＣＰＵ等のコンピュータを用いて実現され、この処理プログラムに従って画像処理装置内の各構成部が動作するようにしてもよい。

具体的には、実施の形態１にかかる画像処理装置４は、かかる処理プログラムに基づいて、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０６の各処理手順を実行し、ステップＳ１０２において上述したステップＳ２０１〜Ｓ２０３の各処理手順を実行すればよい。実施の形態２にかかる画像処理装置１０４は、かかる処理プログラムに基づいて、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０６の各処理手順を実行し、ステップＳ１０２において上述したステップＳ３０１〜Ｓ３０３の各処理手順を実行すればよい。実施の形態３にかかる画像処理装置２０４は、かかる処理プログラムに基づいて、上述したステップＳ４０１〜Ｓ４０６の各処理手順を実行し、ステップＳ４０２において上述したステップＳ２０１〜Ｓ２０３の各処理手順を実行すればよい。実施の形態４にかかる画像処理装置３０４は、かかる処理プログラムに基づいて、上述したステップＳ４０１〜Ｓ４０６の各処理手順を実行し、ステップＳ４０２において上述したステップＳ３０１〜Ｓ３０３の各処理手順を実行すればよい。

一方、上述した実施の形態１〜４では、観察部位Ｓに白色光を照射して観察部位Ｓの白色光画像を撮像していたが、これに限らず、白色光の代わりに観察部位ＳにＲ光等の単色光を照射し、この観察部位Ｓから反射した単色光に基づく単色光画像を撮像してもよい。この場合、上述した観察部位Ｓの白色光の代わりに、観察部位Ｓの単色光画像と蛍光画像との動きベクトル情報を算出し、この算出した動きベクトル情報をもとに、この単色光画像と蛍光画像との間の被写体の位置ずれを補正し、この補正後の単色光画像によって蛍光画像を除算して、この蛍光画像の輝度を規格化処理してもよい。

また、上述した実施の形態１，２では、観察部位Ｓの白色光画像の輝度信号を算出し、この算出した輝度信号をもとに規格化用画像を生成していたが、これに限らず、観察部位Ｓの白色光画像または単色光画像の所定色（例えばＲチャンネル）の信号値を算出し、この算出した所定色の信号値をもとに規格化用画像を生成してもよい。

さらに、上述した実施の形態２，４では、反射励起光画像を挟んで時系列順に連続する２つの白色光画像の間の動きベクトル情報を白色光画像の撮像毎に順次算出していたが、これに限らず、かかる観察部位の反射励起光画像および白色光画像を同じ時間間隔で順次撮像する場合、観察部位Ｓにおける最初の白色光画像と次の反射励起光画像との間の動きベクトル情報を一度算出し、この算出した動きベクトル情報を、観察部位Ｓにおける後続の白色光画像と反射励起光画像との間の動きベクトル情報として用いてもよい。

また、上述した実施の形態１〜４では、白色光フィルタ２４ａと励起光フィルタ２４ｂとを順次切り替える回転フィルタ２４を光源装置２に内蔵し、光源装置２から白色光フィルタ２４ａに基づく白色光と励起光フィルタ２４ｂに基づく励起光とを順次出力していたが、これに限らず、かかる光源装置２の回転フィルタ２４は、上述した白色光フィルタ２４ａおよび励起光フィルタ２４ｂを含む３種類以上のフィルタを備えたものであってもよい。この場合、回転フィルタ２４は、フィルタ制御部２６の制御に基づいて、予め設定された時間間隔で白色光フィルタ２４ａ、励起光フィルタ２４ｂ、残りのフィルタ（図示せず）を順次切り替えればよい。これによって、光源装置２は、上述した白色光および励起光の他に、Ｒ光等の所望色の単色光等の所望の波長帯域の追加光を観察部位Ｓに照射することができる。これによって、本発明にかかる画像処理装置は、かかる追加光に基づく画像情報をさらに取得でき、この画像情報を規格化画像として用いて観察部位Ｓの蛍光画像を容易に規格化処理することができる。なお、このように追加の画像情報を取得する場合、この追加の画像情報と観察部位Ｓの白色光画像または蛍光画像との動きベクトル情報を算出し、かかる各画像情報の位置合わせ処理を行った上でこの追加の画像情報と白色光画像または蛍光画像とを重畳処理してもよい。

さらに、上述した実施の形態１〜４では、患者等の被検体の体腔内を観察するための内視鏡装置を本発明にかかる撮像装置の一例として説明したが、これに限らず、本発明にかかる撮像装置は、医療分野以外に用いる内視鏡装置であってもよいし、内視鏡装置以外の撮像装置、例えば、デジタルカメラまたはデジタルビデオカメラであってもよいし、撮像機能付の携帯電話等の携帯型情報端末であってもよい。また、本発明にかかる画像処理装置は、上述した医療用の内視鏡装置に具備されるものに限らず、医療分野以外に用いる内視鏡装置、デジタルカメラまたはデジタルビデオカメラ等の内視鏡装置以外の撮像装置、または撮像機能付の携帯電話等の携帯型情報端末のいずれかに具備されるものであってもよい。

また、上述した実施の形態１〜４では、出力画像生成部は、位置合わせ処理部によって位置合わせ処理された観察部位の蛍光画像の輝度を規格化処理して、この観察部位の規格化蛍光画像を生成する画像生成部として機能していたが、これに限らず、上述した出力画像生成部は、観察部位の蛍光画像の規格化処理を行わずに、この観察部位の蛍光画像内の蛍光被写体と、この観察部位の反射光画像内の前記蛍光被写体と同じ被写体とを重畳処理した出力画像を生成する画像生成部として機能してもよい。

具体的には、上述した実施の形態１，２における出力画像生成部４５は、上述した位置合わせ処理が行われた観察部位Ｓの蛍光画像および白色光画像の各画像情報を位置合わせ処理部４４から取得し、この取得した位置合わせ処理済みの蛍光画像と白色光画像との同一被写体（例えば病変部Ｋ）を重畳処理し、この同一被写体を重ね合わせた蛍光画像と白色光画像との重畳画像を出力画像情報として生成する。この場合、出力画像生成部４５は、図７に示したステップＳ１０４において、蛍光画像の規格化処理の代わりに、かかる位置合わせ処理済みの蛍光画像と白色光画像との同一被写体（例えば病変部Ｋ）を重ね合わせる重畳処理を行う。その後、出力画像生成部４５は、図７に示したステップＳ１０５において、かかる位置合わせ処理済みの蛍光画像と白色光画像との重畳画像を生成する。出力画像生成部４５は、このように生成した観察部位Ｓの重畳画像を画像表示装置５に送信し、この観察部位Ｓの重畳画像を画像表示装置５に表示させる。

かかる重畳画像を生成する出力画像生成部４５を備えた画像処理装置は、上述した実施の形態１または２の場合と同様に、形状情報を殆ど含まない蛍光画像と白色光画像との間の動きベクトル情報を算出でき、この算出した動きベクトル情報をもとに、観察部位の蛍光画像と白色光画像との間の被写体の位置ずれを高精度に補正して、かかる蛍光画像と白色光画像との同一被写体を正確に重ね合わせることができる。これによって、この蛍光画像内の病変部等の異常組織と白色光画像内の同一異常組織との位置ずれを防止できる。この結果、上述した実施の形態１または２の場合と同様の作用効果を享受し、且つ、蛍光画像内の観察部位を容易に蛍光観察できるとともに、この観察部位の蛍光画像による被検体内の異常組織の検出能を向上可能な画像処理装置、撮像装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法を実現できる。

一方、上述した実施の形態３，４における出力画像生成部２４５は、上述した位置合わせ処理が行われた観察部位Ｓの蛍光画像および輝度成分画像の各画像情報と観察部位Ｓの白色光画像の画像情報とを位置合わせ処理部２４４から取得する。出力画像生成部２４５は、この取得した蛍光画像と輝度成分画像との位置合わせ処理結果をもとに、この観察部位Ｓの蛍光画像と白色光画像との同一被写体（例えば病変部Ｋ）を重畳処理する。すなわち、出力画像生成部２４５は、この取得した輝度成分画像と同じタイミングに撮像された観察部位Ｓの白色光画像と、この位置合わせ処理済みの蛍光画像との同一被写体を重畳処理する。出力画像生成部２４５は、かかる重畳処理によって同一被写体を重ね合わせた蛍光画像と白色光画像との重畳画像を出力画像情報として生成する。この場合、出力画像生成部２４５は、図１８に示したステップＳ４０４において、蛍光画像の規格化処理の代わりに、この輝度成分画像との位置合わせ処理済みの蛍光画像と、この輝度成分画像と同じ撮像タイミングの白色光画像との同一被写体（例えば病変部Ｋ）を重ね合わせる重畳処理を行う。その後、出力画像生成部２４５は、図１８に示したステップＳ４０５において、かかる位置合わせ処理済みの蛍光画像と白色光画像との重畳画像を生成する。出力画像生成部４５は、このように生成した観察部位Ｓの重畳画像を画像表示装置５に送信し、この観察部位Ｓの重畳画像を画像表示装置５に表示させる。

かかる重畳画像を生成する出力画像生成部２４５を備えた画像処理装置は、上述した実施の形態３または４の場合と同様に、形状情報を殆ど含まない蛍光画像と白色光画像との間の動きベクトル情報を算出でき、この算出した動きベクトル情報をもとに、観察部位の蛍光画像と白色光画像との間の被写体の位置ずれを高精度に補正して、かかる蛍光画像と白色光画像との同一被写体を正確に重ね合わせることができる。これによって、この蛍光画像内の病変部等の異常組織と白色光画像内の同一異常組織との位置ずれを防止できる。この結果、上述した実施の形態３または４の場合と同様の作用効果を享受し、且つ、蛍光画像内の観察部位を容易に蛍光観察できるとともに、この観察部位の蛍光画像による被検体内の異常組織の検出能を向上可能な画像処理装置、撮像装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法を実現できる。

本発明の実施の形態１にかかる内視鏡装置の一構成例を模式的に示すブロック図である。 回転フィルタの一構成例を示す模式図である。 回転フィルタの透過率特性の一例を示す模式図である。 本発明の実施の形態１におけるバリアフィルタの透過率特性の一例を示す模式図である。 反射光撮像部に配置される複数のカラーフィルタの分光特性の一例を示す模式図である。 本発明の実施の形態１にかかる画像処理装置の動きベクトル演算部の一構成例を模式的に示すブロック図である。 本発明の実施の形態１にかかる画像処理装置の処理手順を例示するフローチャートである。 実施の形態１における観察部位の白色光画像と蛍光画像との動きベクトル算出処理の処理手順を例示するフローチャートである。 動きベクトル算出用画像に動きベクトル測定ブロックを設定した状態を例示する模式図である。 実施の形態１における観察部位の白色光画像と蛍光画像との動きベクトル算出処理を具体的に説明する模式図である。 観察部位の白色光画像と蛍光画像とを重畳処理した画像の一具体例を示す模式図である。 本発明の実施の形態２にかかる内視鏡装置の一構成例を模式的に示すブロック図である。 本発明の実施の形態２にかかる画像処理装置の動きベクトル演算部の一構成例を模式的に示すブロック図である。 実施の形態２における観察部位の白色光画像と蛍光画像との動きベクトル算出処理の処理手順を例示するフローチャートである。 実施の形態２における観察部位の白色光画像と蛍光画像との動きベクトル算出処理を具体的に説明する模式図である。 本発明の実施の形態３にかかる内視鏡装置の一構成例を模式的に示すブロック図である。 本発明の実施の形態３におけるバリアフィルタの透過率特性の一例を示す模式図である。 本発明の実施の形態３にかかる画像処理装置の処理手順を例示するフローチャートである。 実施の形態３における観察部位の蛍光画像の位置合わせ処理および規格化処理を具体的に説明する模式図である。 本発明の実施の形態４にかかる内視鏡装置の一構成例を模式的に示すブロック図である。 実施の形態４にかかる画像処理装置の動作を具体的に説明する模式図である。

１，１０１，２０１，３０１ 内視鏡装置
２ 光源装置
３ 挿入部
４，１０４，２０４，３０４ 画像処理装置
５ 画像表示装置
２１ 白色光源
２２ コリメートレンズ
２３ 集光レンズ
２４ 回転フィルタ
２４ａ 白色光フィルタ
２４ｂ 励起光フィルタ
２５ モータ
２６ フィルタ制御部
３１ ライトガイドファイバ
３２ レンズ
３３ 対物レンズ
３４ ダイクロイックミラー
３５，２３５ バリアフィルタ
３６ 反射光撮像部
３７，２３７ 蛍光撮像部
４１ 反射光画像記憶部
４２，２４２ 蛍光画像記憶部
４３，１４３ 動きベクトル演算部
４３ａ，１４３ａ 画像変換部
４３ｂ 測定ブロック設定部
４３ｃ，１４３ｃ 動きベクトル算出部
４４，２４４ 位置合わせ処理部
４５，２４５ 出力画像生成部
Ｋ 病変部
Ｐｆ 蛍光画像
Ｐｉ 基準画像
Ｐｒ 反射励起光画像
Ｐｓ，Ｐｓ１，Ｐｓ２ 輝度成分画像
Ｐｗ，Ｐｗ１，Ｐｗ２ 白色光画像
Ｓ 観察部位

Claims (10)

1. 通常光と励起光とを切り替えて観察部位に照射する光源部と、
   前記通常光が照射されたタイミングで前記観察部位の反射光画像を撮像し、前記励起光が照射されたタイミングで前記観察部位の反射励起光画像を撮像する反射光撮像部と、
   前記励起光が照射されて前記反射励起光画像が撮像されるタイミングと同じタイミングで前記観察部位の蛍光画像を撮像する蛍光撮像部と、
   前記反射励起光画像と前記反射光画像との間の動きベクトル情報を算出する動きベクトル演算部と、
   前記動きベクトル情報をもとに、前記蛍光画像と前記反射光画像との間の被写体の位置ずれを補正する位置合わせ処理部と、
   前記被写体の位置ずれを補正した前記蛍光画像の輝度を規格化処理して、前記観察部位の規格化蛍光画像を生成する画像生成部と、
   を備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記蛍光画像内の蛍光被写体と、前記反射光画像内の前記蛍光被写体と同じ被写体とを重畳処理した出力画像を生成する画像生成部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記反射励起光画像および前記反射光画像は、予め設定された時間間隔で交互に撮像され、
   前記動きベクトル演算部は、前記反射励起光画像を挟んで時系列順に連続する前記観察部位の２つの前記反射光画像の間の動きベクトル情報を算出し、この算出した動きベクトル情報と前記時間間隔とをもとに、前記反射励起光画像と前記反射光画像との間の動きベクトル情報を算出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. 前記位置合わせ処理部は、前記動きベクトル情報をもとに、前記蛍光画像と前記反射光画像との画素位置を合わせ、
   前記画像生成部は、前記蛍光画像と画素位置を合わせた前記反射光画像の輝度値によって前記蛍光画像の輝度値を除算して、前記規格化蛍光画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
5. 前記位置合わせ処理部は、前記反射光画像と同じタイミングに撮像された前記観察部位の輝度成分画像を取得し、前記動きベクトル情報をもとに、前記輝度成分画像と前記蛍光画像との画素位置を合わせ、
   前記画像生成部は、前記蛍光画像と画素位置を合わせた前記輝度成分画像の輝度値によって前記蛍光画像の輝度値を除算して、前記規格化蛍光画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
6. 前記位置合わせ処理部は、前記反射光画像と同じタイミングに撮像された前記観察部位の輝度成分画像を取得し、前記動きベクトル情報をもとに、前記輝度成分画像と前記蛍光画像との画素位置を合わせ、
   前記画像生成部は、前記蛍光画像内の蛍光被写体と、前記蛍光画像と画素位置を合わせた前記輝度成分画像と同じタイミングに撮像された前記反射光画像内の前記蛍光被写体と同じ被写体とを重畳処理して、前記出力画像を生成することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
7. 前記画像生成部は、前記蛍光画像内の蛍光被写体の画素の信号値に対応して、前記反射光画像内の前記蛍光被写体と同じ被写体の画素の信号値に所望の色変換処理を行って、前記反射光画像と前記蛍光画像とを重畳処理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。
8. 前記反射光画像は、前記観察部位の単色光画像または白色光画像であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の画像処理装置。
9. 通常光と励起光とを切り替えて観察部位に照射し、前記通常光が照射されたタイミングで撮像された前記観察部位の反射光画像と、前記励起光が照射されたタイミングで撮像された前記観察部位の反射励起光画像と、前記励起光が照射されて前記反射励起光画像が撮像されるタイミングと同じタイミングで撮像された前記観察部位の蛍光画像とを取得する画像情報取得手順と、
   前記反射励起光画像と前記反射光画像との間の動きベクトル情報を算出する動きベクトル演算手順と、
   前記動きベクトル情報をもとに、前記蛍光画像と前記反射光画像との間の被写体の位置ずれを補正する位置合わせ処理手順と、
   前記被写体の位置ずれを補正した前記蛍光画像の輝度を規格化処理して、前記観察部位の規格化蛍光画像を生成する画像生成手順と、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
10. 通常光と励起光とを切り替えて観察部位に照射し、前記通常光が照射されたタイミングで撮像された前記観察部位の反射光画像と、前記励起光が照射されたタイミングで撮像された前記観察部位の反射励起光画像と、前記励起光が照射されて前記反射励起光画像が撮像されるタイミングと同じタイミングで撮像された前記観察部位の蛍光画像とを取得する画像情報取得手順と、
    前記反射励起光画像と前記反射光画像との間の動きベクトル情報を算出する動きベクトル演算ステップと、
    前記動きベクトル情報をもとに、前記蛍光画像と前記反射光画像との間の被写体の位置ずれを補正する位置合わせ処理ステップと、
    前記被写体の位置ずれを補正した前記蛍光画像の輝度を規格化処理して、前記観察部位の規格化蛍光画像を生成する画像生成ステップと、
    を画像処理装置に動作させることを特徴とする画像処理装置の作動方法。

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