JP5580637B2 - 画像処理装置、内視鏡装置の作動方法及びプログラム - Google Patents
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Description
まず、本実施形態の手法について説明する。図1に本実施形態における表示方法の例を示す。図1に示したように、本実施形態の画像処理装置を含む内視鏡装置の表示部には、内視鏡装置の挿入部(撮像部)により撮像された生体内画像と、体内の部位のモデルであるモデル画像とが表示される。
本発明の第1の実施形態に係る画像処理装置を含む内視鏡装置について、図3を参照して説明する。本実施形態に係る画像処理装置を含む内視鏡装置は、光源部100と、挿入部200と、画像処理部300と、表示部400と、外部I/F部500を含む。
g2(1,2)=[g2(0,2)+g2(1,1)+g2(1,3)+g2(2,2)]/4 ・・・・・(2)
次に全画素に対して補間されたG2画像及びB2画像からR,G,Bの3チャンネルを持つカラー画像を生成する。ここでは例えばカラー画像のRチャンネルにG2画像を入力し、GチャンネルとBチャンネルにB2画像を入力することでカラー画像が生成される。特殊光画像生成部331は、生成したカラー画像に対してさらにホワイトバランス、階調変換等の処理を行い、狭帯域光画像として出力する。特殊光画像記憶部332は特殊光画像生成部331から出力された特殊光画像を記憶する。
corCoefは1以上の係数であり、術者が予め決めてもよいし、患者情報から制御部350が自動で算出してもよい。補正された移動距離cLは、モデル上位置特定部342に出力される。
係数modCoefは、部位モデルの大きさに合わせた係数となっており、部位モデル毎に予め設定されている。
さらに、移動方向で補正された移動距離radLを、基準位置から積算した移動距離addLを算出する。基準位置からの移動距離addLは対応付け部344に出力される。
mL2= modCoef×L ・・・・・(6)
(x,y)=(mL2×sin(h)×cos(v),mL2×cos(h)×cos(v)) ・・・・・(7)
この(x,y)を、基準位置から積算した値を(addX,addY)と示す。(addX,addY)は、部位モデル上での基準座標からの相対座標を表している。基準位置からの相対座標(addX,addY)は対応付け部344に出力される。
ここで、MAX関数は複数の引数の中で最大のものを出力する関数とする。
MAXが0の場合、
H=0 ・・・・・(9)
MAXが0以外の場合、
d=MAX(r,g,b)-MIN(r,g,b) ・・・・・(10)
ここで、MIN関数は複数の引数の中で最小のものを出力する関数とする。
r、g、bのうちrが最大の場合、
H=60*(g-b)/d ・・・・・(11)
r、g、bのうちgが最大の場合、
H=60*{2+(b-r)}/d ・・・・・(12)
r、g、bのうちbが最大の場合、
H=60*{4+(r-g)}/d ・・・・・(13)
なお、Hが<0になった場合には、Hに360を加える。また、H=360の場合、H=0とする。
また、モデル上位置特定部342は、基準位置検出部3421を含み、基準位置と体内位置特定情報に基づいてモデル上位置を特定してもよい。
これにより、基準位置を基準として、体内位置特定情報に基づいたモデル上位置の特定が可能になる。基準位置とは例えば図13に示す基準位置Aや基準位置Bのことである。基準位置を設定することで、前述したように、ズレの蓄積を抑止し、適切なモデル上位置を特定することができる。
第2の実施形態にかかる画像処理装置を含む内視鏡装置について説明する。図23に本発明の第2の実施形態に係る内視鏡装置を示す。第1の実施形態の内視鏡装置にセンサ270、センサ情報取得に関するブロック(センサ情報取得部700)及び表示制御部360が加わった構成になっている。また、体内位置特定情報取得部の構成が異なる。
第3の実施形態にかかる画像処理装置を含む内視鏡装置について説明する。体内位置特定情報取得部341及びモデル上位置特定部342以外は第1の実施形態と同様である。
radL=mL×cos(addH)×cos(addV) ・・・・・(15)
cmL=corModCoef×radL ・・・・・(16)
corModCoefは1以上の係数であり、術者が予め決めてもよいし、患者情報から制御部350が自動で算出してもよい。
mL= modCoef×L ・・・・・(17)
(x,y)=(mL×sin(h)×cos(v),mL×cos(h)×cos(v)) ・・・・・(18)
この(x,y)を、基準位置から積算した値を(addX,addY)と示す。(addX,addY)は、部位モデル上での基準座標からの相対座標を表している。基準位置からの相対座標(addX,addY)は対応付け部344に出力される。
第4の実施形態にかかる画像処理装置を含む内視鏡装置について説明する。図28に本発明の第4の実施形態に係る内視鏡装置を示す。第1の実施形態の内視鏡装置から特殊光画像取得に関するブロックがなくなった構成になっている。
第5の実施形態にかかる画像処理装置を含む内視鏡装置について説明する。構成は第5の実施形態と同じであり、部位モデル取得部343bの作用が異なる。
220 照明レンズ、230 対物レンズ、240 ハーフミラー、
250 第1撮像素子、260 第2撮像素子、300 画像処理部、
310a,310b AD変換部、320 通常光画像取得部、
321 通常光画像生成部、322 通常光画像記憶部、330 特殊光画像取得部、
331 特殊光画像生成部、332 特殊光画像記憶部、
340,340b ガイド画像生成部、341,341b体内位置特定情報取得部、
342 モデル上位置特定部、343,343b 部位モデル取得部、
344 対応付け部、345 注目領域検出部、350 制御部、400 表示部、
500 外部I/F部、600 コンピューターシステム、610 本体部、
611 CPU、612 RAM、613 ROM、
614 ハードディスクドライブ(HDD)、616 USBポート、
618 LANインターフェース、620 ディスプレイ、621 表示画面、
630 キーボード、640 マウス、650 モデム、660 CD−ROM、
670 USBメモリ、681 パソコン(PC)、682 サーバ、
683 プリンタ、3410 画像記憶部、3411 方向算出部、
3412 距離算出部、3413 補正部、3421 基準位置検出部、
3422 変換部、3423補正部
Claims (29)
- 被検体内の部位の内部を内視鏡装置により撮像した画像である撮像画像として、第1のタイミングで取得した第1の撮像画像と、第1のタイミングよりも後のタイミングである第2のタイミングで取得した第2の撮像画像とを取得する画像取得部と、
前記第1の撮像画像と、前記第2の撮像画像とのマッチング処理を行い、前記マッチング処理の結果に基づいて、前記撮像画像が撮像された際の、前記内視鏡装置の体内における位置を特定するための情報である体内位置特定情報を取得する体内位置特定情報取得部と、
前記被検体内の部位のモデルである部位モデルを取得する部位モデル取得部と、
取得された前記部位モデル上において、取得された前記体内位置特定情報により特定される位置に対応したモデル上位置を特定するモデル上位置特定部と、
特定された前記モデル上位置に、前記撮像画像に関する情報を対応付ける対応付け部と、
を含み、
前記体内位置特定情報取得部は、
前記マッチング処理の結果に基づいて、体内における前記内視鏡装置の移動距離を表す移動距離情報を算出する距離情報算出部と、
前記距離情報算出部により算出された前記移動距離情報を、前記内視鏡装置が移動した部位の全体または一部の構造特性に応じて補正する補正部を含み、
前記体内位置特定情報取得部は、
補正された前記移動距離情報を前記体内位置特定情報として取得し、
前記モデル上位置特定部は、
前記補正部により補正された前記移動距離情報に基づいて、前記撮像画像に対応する前記モデル上位置を特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、
前記体内位置特定情報取得部は、
前記撮像画像に基づいて、体内における前記内視鏡装置の移動方向を表す移動方向情報を算出する方向情報算出部を含み、
前記体内位置特定情報取得部は、
算出された前記移動方向情報を前記体内位置特定情報として取得することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
前記モデル上位置特定部は、
前記補正部により補正された前記移動距離情報により表される距離を、前記部位モデル上の距離に変換する変換部を含み、
前記モデル上位置特定部は、
前記変換部により変換された前記部位モデル上の距離に基づいて、前記撮像画像に対応する前記モデル上位置を特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、
前記モデル上位置特定部は、
前記内視鏡装置の移動の開始地点を表す基準位置を検出する基準位置検出部を含み、
前記モデル上位置特定部は、
前記基準位置検出部により検出された前記基準位置に対して、変換された前記部位モデル上の距離分だけ離れた位置を、前記撮像画像に対応するモデル上位置として特定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項4において、
前記体内位置特定情報取得部は、
体内における前記内視鏡装置の移動方向を表す移動方向情報を算出する方向情報算出部を含み、
前記変換部は、
前記方向情報算出部により算出された前記移動方向情報により表される方向を、前記部位モデル上の移動方向に変換し、
前記モデル上位置特定部は、
前記基準位置検出部により検出された基準位置に対して、変換された前記部位モデル上の距離分だけ離れ、かつ、変換された前記部位モデル上の移動方向に合致する位置を、取得された前記撮像画像に対応するモデル上位置として特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、
前記補正部は、
前記内視鏡装置が湾曲部を有する湾曲部位の全体または一部の区間を移動した場合には、前記区間中の前記移動距離情報により表される距離を増加させる補正を行うことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項6において、
前記湾曲部位は、
大腸、小腸のいずれかであることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
前記モデル上位置特定部は、
前記距離情報算出部により算出された前記移動距離情報により表される距離を、前記部位モデル上の距離に変換する変換部を含み、
前記モデル上位置特定部は、
前記変換部により変換された前記部位モデル上の距離に基づいて、前記モデル上位置を特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、
前記モデル上位置特定部は、
前記変換部により変換された前記部位モデル上の距離を、前記内視鏡装置が移動した部位の全体または一部の構造特性に応じて補正する補正部を含み、
前記モデル上位置特定部は、
前記補正部により補正された前記部位モデル上の距離に基づいて、前記モデル上位置を特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、
前記モデル上位置特定部は、
前記内視鏡装置の移動の開始地点を表す基準位置を検出する基準位置検出部を含み、
前記モデル上位置特定部は、
検出した前記基準位置と、前記体内位置特定情報とに基づいて、前記モデル上位置を特定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項10において、
前記基準位置検出部は、
前記内視鏡装置による撮像を開始した地点である測定開始地点を、前記基準位置として検出することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項10において、
前記基準位置検出部は、
前記内視鏡装置による特定の部位の撮像を開始した地点を、前記基準位置として検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、
センサからのセンサ情報を取得するセンサ情報取得部を含み、
前記体内位置特定情報取得部は、
前記センサ情報取得部が取得した前記センサ情報に基づいて、前記体内位置特定情報として前記内視鏡装置の移動情報を取得することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
前記画像取得部により取得された前記撮像画像から、注目すべき領域である注目領域を検出する注目領域検出部を含み、
前記対応付け部は、
前記撮像画像のうち前記注目領域を含む画像である注目画像について、前記モデル上位置特定部により特定されたモデル上位置に、前記注目画像に関する情報を対応付けることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項14において、
前記画像取得部は、
白色光の波長帯域よりも狭い特定の波長帯域の情報を有する被写体像を含む特殊光画像を取得し、
前記注目領域検出部は、
前記特殊光画像に基づいて、前記注目領域を検出することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項15において、
前記注目領域検出部は、
カプセル型内視鏡装置の撮像に基づいて、前記注目領域を検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、
前記取得された部位モデル上において、注目すべき領域である注目領域を検出する注目領域検出部を含み、
前記対応付け部は、
部位モデル上の前記検出された注目領域の位置に対して、その位置が注目領域である旨の情報を対応付けることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項17において、
前記注目領域検出部は、
CTスキャン撮像に基づいて、前記注目領域を検出することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項17において、
前記部位モデル取得部は、
CTスキャン撮像に基づいて、前記部位モデルを取得することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
前記対応付け部は、
取得された前記撮像画像に関する情報として、前記撮像画像を撮像した際の内視鏡装置の位置を示すインジケータを対応付け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、
白色光の波長帯域における情報を有した被写体像を含む第1の画像と、前記白色光の波長帯域に比べて狭帯域である特定波長帯域における情報を有した被写体像を含む第2の画像とを取得することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項21において、
前記第1の画像及び前記第2の画像は生体内を写した生体内画像であり、
前記生体内画像に含まれる前記特定の波長帯域は、血液中のヘモグロビンに吸収される波長の波長帯域であることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項22において、
前記特定の波長帯域は、390ナノメータ〜445ナノメータ、または530ナノメータ〜550ナノメータであることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項21において、
前記第1の画像及び前記第2の画像は生体内を写した生体内画像であり、
前記生体内画像に含まれる前記特定の波長帯域は、蛍光物質が発する蛍光の波長帯域であることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項24において、
前記特定の波長帯域は、490ナノメータ〜625ナノメータの波長帯域であることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項21において、
前記第1の画像及び前記第2の画像は生体内を写した生体内画像であり、
前記生体内画像に含まれる前記特定の波長帯域は、赤外光の波長帯域であることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項26において、
前記特定の波長帯域は、790ナノメータ〜820ナノメータ、または905ナノメータ〜970ナノメータの波長帯域であることを特徴とする画像処理装置。 - 画像取得部と、体内位置特定情報取得部と、部位モデル取得部と、モデル上位置特定部と、対応付け部とを有する内視鏡装置の作動方法であって、
前記画像取得部が、被検体内の部位の内部を内視鏡装置により撮像した画像である撮像画像として、第1のタイミングで取得した第1の撮像画像と、第1のタイミングよりも後のタイミングである第2のタイミングで取得した第2の撮像画像とを取得し、
前記体内位置特定情報取得部が、前記第1の撮像画像と、前記第2の撮像画像とのマッチング処理を行い、前記マッチング処理の結果に基づいて、体内における前記内視鏡装置の移動距離を表す移動距離情報を算出し、算出された前記移動距離情報を、前記内視鏡装置が移動した部位の全体または一部の構造特性に応じて補正し、補正された前記移動距離情報を、前記撮像画像が撮像された際の、前記内視鏡装置の体内における位置を特定するための情報である体内位置特定情報として取得し、
前記部位モデル取得部が、前記被検体内の部位のモデルである部位モデルを取得し、
前記モデル上位置特定部が、取得された前記部位モデル上において、取得された前記体内位置特定情報である前記移動距離情報により特定される位置に対応したモデル上位置を特定し、
前記対応付け部が、特定された前記モデル上位置に、前記撮像画像に関する情報を対応付けることを特徴とする内視鏡装置の作動方法。 - 被検体内の部位の内部を内視鏡装置により撮像した画像である撮像画像として、第1のタイミングで取得した第1の撮像画像と、第1のタイミングよりも後のタイミングである第2のタイミングで取得した第2の撮像画像とを取得する画像取得部と、
前記第1の撮像画像と、前記第2の撮像画像とのマッチング処理を行い、前記マッチング処理の結果に基づいて、前記撮像画像が撮像された際の、前記内視鏡装置の体内における位置を特定するための情報である体内位置特定情報を取得する体内位置特定情報取得部と、
前記被検体内の部位のモデルである部位モデルを取得する部位モデル取得部と、
取得された前記部位モデル上において、取得された前記体内位置特定情報により特定される位置に対応したモデル上位置を特定するモデル上位置特定部と、
特定された前記モデル上位置に、前記撮像画像に関する情報を対応付ける対応付け部として、
コンピュータを機能させ、
前記体内位置特定情報取得部は、
前記マッチング処理の結果に基づいて、体内における前記内視鏡装置の移動距離を表す移動距離情報を算出する距離情報算出部と、
前記距離情報算出部により算出された前記移動距離情報を、前記内視鏡装置が移動した部位の全体または一部の構造特性に応じて補正する補正部を含み、
前記体内位置特定情報取得部は、
補正された前記移動距離情報を前記体内位置特定情報として取得し、
前記モデル上位置特定部は、
前記補正部により補正された前記移動距離情報に基づいて、前記撮像画像に対応する前記モデル上位置を特定することを特徴とするプログラム。
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