JP6054806B2 - 画像処理装置及び内視鏡システムの作動方法 - Google Patents

Description

本発明は、検体内における腺管構造や微細血管に着目して診断を行う画像処理装置及び内視鏡システムの作動方法に関する。

近年の医療においては、光源装置、電子内視鏡、プロセッサ装置を備える内視鏡システムを用いた診断等が広く行われている。内視鏡システムによる検体内の観察としては、ブラウニッシュエリアや発赤など病変部である可能性が高い病変可能性部位を遠景状態から検出するスクリーニング観察の他、そのような病変可能性部位を検出したときに、ズーミングレンズを用いて、その病変可能性部位を拡大して精査する拡大観察が行われている。この拡大観察では、近年、微細な粘膜構造について着目して診断する「VS classification」が行わるようになってきている。

この「VS classification」では、粘膜表層にある微細血管と粘膜表層の微細構造をそれぞれ独立に診断するため、微細血管と微細構造の両方を強調表示することが求められている。この強調表示に関しては、例えば、特許文献１のように、所定の画像から血管部分を抽出し、その抽出した血管部分だけを強調することが考えられる。この特許文献１のように、血管部分は強調するものの、その血管部分以外の微細構造については消滅させることなく表示を維持することで、微細血管と微細構造の両方を観察しやすくなる。また、微細血管と微細構造はいずれも中周波〜高周波成分を有するため、特許文献２のように、ハイパスフィルタリング処理を行うことで、微細血管と微細構造の両方を強調表示することができる。

特開２０１２−１５２４５９号公報 特許５０５７６７５号公報

最近の「VS classification」では、微細構造に着目して診断を行う際に、血管の存在が正確な微細構造の診断に妨げになることが分かってきた。例えば、微細構造が一部消滅しているのにも関わらず、その一部消滅した領域の中に血管が混じっている場合には、その血管に囲まれた部分が、あたかも微細構造のように見えてしまうおそれがある。このような場合には、誤診断の可能性が高くなる。したがって、微細血管、微細構造のうち一方を強調し、他方を抑制すること（微細血管、微細構造の選択的強調・抑制）など互いの視認性を異ならせる表示制御を行うことにより、一方の構造が他方の構造の視認性を妨げることがない内視鏡画像を生成して表示することが求められている。

これに関して、特許文献１には、表層血管と深層血管の選択的強調・抑制については記載があるものの、微細血管、微細構造の選択的強調・抑制に関する説明はない。また、特許文献２には、微細構造と微細血管の両方を強調できるフィルタリング処理が記載されているものの、この特許文献２のフィルタリング処理では微細血管、微細構造の選択的強調・抑制を行うことはできない。

本発明は、微細血管、微細構造をそれぞれ独立に診断する場合であっても、一方の構造が他方の構造の視認性を妨げることがない内視鏡画像を生成することができる画像処理装置及び内視鏡システムの作動方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像処理装置は、粘膜表面を撮像して、短波長の成分を含む短波長画像信号を有する複数色の画像信号を生成する画像信号生成部であり、第１構造の画素は前記粘膜表面よりも明るく、第２構造の画素は前記粘膜表面よりも暗い短波長画像信号を生成する画像信号生成部と、複数色の画像信号に基づいてベース画像を生成するベース画像生成部と、短波長画像信号に対して、第１周波数成分を抽出する第１周波数成分抽出処理を施すことにより、出力値が正である第１構造の画素を抽出した第１構造抽出画像を生成し、短波長画像信号に対して、第１周波数成分の２〜３倍の第２周波数成分を抽出する第２周波数成分抽出処理を施すことにより、出力値が負である第２構造の画素を抽出した第２構造抽出画像を生成する構造抽出画像生成部と、第１及び第２構造抽出画像に基づいて、第１構造又は第２構造の表示制御に用いる表示制御用画像を生成する表示制御用画像生成部と、ベース画像と表示制御用画像を合成して、第１構造又は第２構造の表示を制御した表示制御画像を生成する画像合成部と、を備えることを特徴とする。

短波長画像信号は青色狭帯域画像信号であることが好ましい。青色狭帯域画像信号は、青色狭帯域光で照明された粘膜表面を撮像して得られることが好ましい。青色狭帯域画像信号は、複数色の画像信号に基づく分光演算で得られることが好ましい。短波長画像信号は、検体を拡大する拡大手段を用いる拡大観察時に得られることが好ましい。

表示制御用画像生成部は、第１構造抽出画像及び第２構造抽出画像の入力に対して、第１又は第２構造の画素が表示制御量に応じた値を持つ表示制御用画像を出力する変換部であることが好ましい。変換部は、第１構造の表示を強調するときには、第１構造抽出画像の入力に対して、第１構造の画素が強調度に応じた正の値を持つ表示制御用画像を出力することが好ましい。変換部は、第１構造の表示を抑制するときには、第１構造抽出画像の入力に対して、第１構造の画素が抑制度に応じた負の値を持つ表示制御用画像を出力することが好ましい。

変換部は、第２構造の表示を強調するときには、第２構造抽出画像の入力に対して、第２構造の画素が強調度に応じた負の値を持つ表示制御用画像を出力することが好ましい。変換部は、第２構造の表示を抑制するときには、第２構造抽出画像の入力に対して、第２構造の画素が抑制度に応じた正の値を持つ表示制御用画像を出力することが好ましい。変換部は、第１及び第２構造の両方を強調しつつ、第１構造と第２構造の視認性を異ならせるときには、第１構造の画素が正の値を持ち、第２構造の画素が負の値を持つとともに、第１構造の画素の値と第２構造の画素の値の絶対値とが異なる表示制御用画像を出力することが好ましい。

粘膜表面を撮像して複数色の画像信号を生成する画像信号生成部と、複数色の画像信号に基づいてベース画像を生成するベース画像生成部と、複数色の画像信号のうち短波長の成分を含む短波長画像信号に対して、第１周波数成分を抽出する第１周波数成分抽出処理を施すことにより、出力値が正である第１構造の画素を抽出した第１構造抽出画像を生成し、短波長画像信号に対して、第１周波数成分と異なる第２周波数成分を抽出する第２周波数成分抽出処理を施すことにより、出力値が負である第２構造の画素を抽出した第２構造抽出画像を生成する構造抽出画像生成部と、第１及び第２構造抽出画像に基づいて、第１構造又は第２構造の表示制御に用いる表示制御用画像を生成する表示制御用画像生成部と、ベース画像と表示制御用画像を合成して、第１構造又は第２構造の表示を制御した表示制御画像を生成する画像合成部を有し、第１構造抽出画像のうち正の値を持つ画素と「０」の値を持つ画素とを判別し、第２構造抽出画像のうち負の値を持つ画素と「０」の値を持つ画素とを判別する判別部と、判別部で正の値を有すると判別された画素に対して、第１構造の表示制御量に応じたゲイン処理を施し、又は判別部で負の値を有すると判別された画素に対して、第２構造の表示制御量に応じたゲイン処理を施すことによって、表示制御用画像を生成するゲイン処理部とを有することが好ましい。

ゲイン処理部は、第１及び第２構造の両方を強調しつつ、第１構造と第２構造の視認性を異ならせるときには、判別部で正の値を有すると判別された画素と負の値を有すると判別された画素に対して、それぞれ強調度が異なる強調用のゲイン処理を施すことが好ましい。第１構造は腺管構造であり、第２構造は微細血管であることが好ましい。

本発明の内視鏡システムの作動方法は、画像信号生成部が、粘膜表面を撮像して、短波長の成分を含む短波長画像信号を有する複数色の画像信号を生成するステップであり、第１構造の画素は粘膜表面よりも明るく、第２構造の画素は粘膜表面よりも暗い短波長画像信号を生成するステップと、ベース画像生成部が、複数色の画像信号に基づいてベース画像を生成するステップと、構造抽出画像生成部が、短波長画像信号に対して、第１周波数成分を抽出する第１周波数成分抽出処理を施すことにより、出力値が正である第１構造の画素を抽出した第１構造抽出画像を生成し、短波長画像信号に対して、第１周波数成分の２〜３倍の第２周波数成分を抽出する第２周波数成分抽出処理を施すことにより、出力値が負である第２構造の画素を抽出した第２構造抽出画像を生成するステップと、表示制御用画像生成部が、第１及び第２構造抽出画像に基づいて、第１構造又は第２構造の表示制御に用いる表示制御用画像を生成するステップと、画像合成部が、ベース画像と表示制御用画像を合成して、第１構造又は第２構造の表示を制御した表示制御画像を生成するステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、微細血管、微細構造をそれぞれ独立に診断する場合であっても、微細血管、微細構造のうち一方の構造が他方の構造の視認性を妨げることがない内視鏡画像を生成することができる。

内視鏡システムの外観図である。 第１実施形態の内視鏡システムの各構成を示すブロック図である。 白色光の発光スペクトルを示すグラフである。 特殊光の発光スペクトルを示すグラフである。 構造強調・抑制部の各構成を示すブロック図である。 （Ａ）はＢ画像信号のＢｃｈの所定ラインにおける輝度分布を示すグラフであり、（Ｂ）は周波数フィルタリング処理後の構造抽出画像信号における出力値の分布を示すグラフである。 ＬＵＴの各構成を示すブロック図である。 ＬＵＴの各変換部における入出力関係を説明するための説明図である。 腺管構造の強調、微細血管の抑制を行うときの設定メニュー画面の画像図である。 腺管構造の強調、微細血管の抑制を行うときのＬＵＴの入出力関係を示す説明図である。 腺管構造の強調、微細血管の抑制を行うときに用いられる強調・抑制用画像の出力値の分布を示すグラフである。 微細血管の強調のみを行うときの設定メニュー画面の画像図である。 微細血管の強調のみを行うときのＬＵＴの入出力関係を示す説明図である。 微細血管の強調のみを行うときに用いられる強調・抑制用画像の出力値の分布を示すグラフである。 腺管構造の強調、微細血管の強調を行うときの設定メニュー画面の画像図である。 腺管構造の強調、微細血管の強調を行うときのＬＵＴの入出力関係を示す説明図である。 腺管構造の強調、微細血管の強調を行うときに用いられる強調・抑制用画像の出力値の分布を示すグラフである。 図８Ｃの強調・抑制用画像をベース画像に合成して得られる構造強調・抑制画像の輝度分布を示すグラフである。 図９Ｃの強調・抑制用画像をベース画像に合成して得られる構造強調・抑制画像の輝度分布を示すグラフである。 図１０Ｃの強調・抑制用画像をベース画像に合成して得られる構造強調・抑制画像の輝度分布を示すグラフである。 第１実施形態における一連の流れを表したフローチャートである。 別実施形態の構造強調・抑制部の各構成を示すブロック図である。 第２実施形態における構造強調・抑制部の各構成を示すブロック図である。 第３実施形態における構造強調・抑制部の各構成を示すブロック図である。 面順次方式の内視鏡システムにおける各構成を示すブロック図である。 回転フィルタの平面図である。 分光演算部を有する特殊光画像処理部のブロック図である。

［第１実施形態］
図１に示すように、第１実施形態の内視鏡システム１０は、内視鏡１２と、光源装置１４と、プロセッサ装置１６と、モニタ１８と、コンソール２０とを有する。内視鏡１２は光源装置１４と光学的に接続されるとともに、プロセッサ装置１６と電気的に接続される。内視鏡１２は、検体内に挿入される挿入部２１と、挿入部の基端部分に設けられた操作部２２と、挿入部２１の先端側に設けられる湾曲部２３及び先端部２４を有している。操作部２２のアングルノブ２２aを操作することにより、湾曲部２３は湾曲動作する。この湾曲動作に伴って、先端部２４が所望の方向に向けられる。

また、操作部２２には、アングルノブ２２aの他、モード切替SW２２ｂと、ズーム操作部２２ｃが設けられている。モード切替SW２２ｂは、通常観察モードと、特殊観察モードの２種類のモード間の切り替え操作に用いられる。通常観察モードは、白色光を用いる観察モードであり、主に、スクリーニング等で使用される。特殊観察モードは青味を帯びた特殊光を用いる観察モードであり、主に、拡大観察等で使用される。ズーム操作部２２ｃは、内視鏡１２内のズーミングレンズ４７（図２参照）を駆動させて、検体を拡大させるズーム操作に用いられる。

プロセッサ装置１６は、モニタ１８及びコンソール２０と電気的に接続される。モニタ１８は、画像情報等を出力表示する。コンソール２０は、機能設定等の入力操作を受け付けるUI（ユーザーインターフェース）として機能する。なお、プロセッサ装置１６には、画像情報等を記録する外付けの記録部（図示省略）を接続してもよい。

図２に示すように、光源部１４は、中心波長４４５ｎｍの青色レーザ光を発する青色レーザ光源（４４５ＬＤ）３４と、中心波長４０５ｎｍの青紫色レーザ光を発する青紫色レーザ光源（４０５ＬＤ）３６とを発光源として備えている。これら各光源３４、３６の半導体発光素子からの発光は、光源制御部４０により個別に制御されており、青色レーザ光源３４の出射光と、青紫色レーザ光源３６の出射光の光量比は変更自在になっている。光源制御部４０は、通常観察モードの場合には、青色レーザ光源３４のみを駆動させる。これに対して、特殊観察モードの場合には、青色レーザ光源３４と青紫色レーザ光３６の両方を駆動させるとともに、青紫色レーザ光の発光比率を青色レーザ光の発光比率よりも大きくなるように制御している。なお、青色レーザ光源３４及び青紫色レーザ光源３６のいずれか又は両方が、本発明の狭帯域光源部を構成する。

なお、青色レーザ光又は青紫色レーザ光の半値幅は±１０nm程度にすることが好ましい。また、通常観察モードの場合にも、青紫色レーザ光３６を駆動してもよい。ただし、この場合には、青紫色レーザ光３６の発光強度を低く抑えることが好ましい。また、青色レーザ光源３４及び青紫色レーザ光源３６は、ブロードエリア型のＩｎＧａＮ系レーザダイオードが利用でき、また、ＩｎＧａＮＡｓ系レーザダイオードやＧａＮＡｓ系レーザダイオードを用いることもできる。また、上記光源として、発光ダイオード等の発光体を用いた構成としてもよい。

これら各光源３４、３６から出射されるレーザ光は、集光レンズ、光ファイバ、合波器などの光学部材（いずれも図示せず）を介して、ライトガイド（ＬＧ）４１に入射する。ライトガイド４１は、光源装置１４と内視鏡１２を接続するユニバーサルコード（図示せず）内に内蔵されている。中心波長４４５ｎｍの青色レーザ光又は中心波長４０５ｎｍの青紫色レーザは、ライトガイド４１を介して、内視鏡１２の先端部２４まで伝搬される。なお、ライトガイド４１としては、マルチモードファイバを使用することができる。一例として、コア径１０５μｍ、クラッド径１２５μｍ、外皮となる保護層を含めた径が φ０．３〜０．５ｍｍの細径なファイバケーブルを使用することができる。

内視鏡の先端部２４は照明光学系２４aと撮像光学系２４ｂを有している。照明光学系２４aには、ライトガイド４１からの中心波長４４５ｎｍの青色レーザ光又は中心波長４０５ｎｍの青紫色レーザが入射する蛍光体４４と、照明レンズ４５が設けられている。蛍光体４４に、青色レーザ光が照射されることで、蛍光体４４から蛍光が発せられる。また、一部の青色レーザ光は、そのまま蛍光体４４を透過する。青紫色レーザ光は、蛍光体４４を励起させることなく透過する。蛍光体４４を出射した光は、照明レンズ４５を介して、検体内に照射される。

ここで、通常観察モードにおいては、青色レーザ光のみが蛍光体４４に入射するため、図３Aに示すように、青色レーザ光、及び青色レーザ光により蛍光体４４から励起発光する蛍光を合波した白色光が、検体内に照射される。一方、特殊観察モードにおいては、青紫色レーザ光と青色レーザ光の両方が蛍光体４４に入射するため、青紫色レーザ光、青色レーザ光、及び青色レーザ光により蛍光体４４から励起発光する蛍光を合波した特殊光が、検体内に照射される。この特殊観察モードでは、青紫色レーザ光の発光比率を青色レーザ光の発光比率よりも大きくしているため、特殊光は、青色成分を多く含み且つ波長範囲がほぼ可視光全域に及ぶ光となっている。

なお、蛍光体４４は、青色レーザ光の一部を吸収して、緑色〜黄色に励起発光する複数種の蛍光体（例えばＹＡＧ系蛍光体、或いはＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７）等の蛍光体）を含んで構成されるものを使用することが好ましい。本構成例のように、半導体発光素子を蛍光体４４の励起光源として用いれば、高い発光効率で高強度の白色光が得られ、白色光の強度を容易に調整できる上に、白色光の色温度、色度の変化を小さく抑えることができる。

図２に示すように、内視鏡１２の撮像光学系２４ｂは、撮像レンズ４６、ズーミングレンズ４７、センサ４８を有している。検体からの反射光は、撮像レンズ４６及びズーミングレンズ４７を介して、センサ４８に入射する。これにより、センサ４８に検体の反射像が結像される。ズーミングレンズ４７は、ズーム操作部２２ｃを操作することで、テレ端とワイド端との間を移動する。ズーミングレンズ４７がワイド端側に移動すると検体の反射像が拡大する一方で、テレ端側に移動することで、検体の反射像が縮小する。

センサ４８はカラーの撮像素子であり、検体の反射像を撮像して画像信号を出力する。なお、センサ４８は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサ等であることが好ましい。本発明で用いられるイメージセンサは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青)の３色の画像信号を得るためのカラーイメージセンサ、撮像面にＲＧＢフィルタを備えた、いわゆるＲＧＢイメージセンサであっても良いし、撮像面にＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）及びＧ（緑）の補色フィルタを備えた、いわゆる補色イメージセンサであっても良い。補色イメージセンサの場合には、ＣＭＹＧの４色の画像信号から色変換によってＲＧＢの３色の画像信号を得ることができる。この場合には、ＣＭＹＧの４色の画像信号からＲＧＢの３色の画像信号に色変換する色変換手段を、内視鏡１２、光源装置１４又はプロセッサ装置１６のいずれかに備えている必要がある。

センサ４８から出力される画像信号は、ＣＤＳ・ＡＧＣ回路５０に送信される。ＣＤＳ・ＡＧＣ回路５０は、アナログ信号である画像信号に相関二重サンプリング（ＣＤＳ）や自動利得制御（ＡＧＣ）を行う。ＣＤＳ・ＡＧＣ回路５０を経た画像信号は、Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄコンバータ）５２により、デジタル画像信号に変換される。Ａ／Ｄ変換されたデジタル画像信号は、プロセッサ装置１６に入力される。

プロセッサ装置１６は、受信部５４と、画像処理切替部６０と、通常光画像処理部６２と、特殊光画像処理部６４と、画像表示信号生成部６６とを備えている。受信部５４は内視鏡１２からのデジタル画像信号を受信する。この受信部５４は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）５６とノイズ除去部５８を備えている。ＤＳＰ５６は、デジタル画像信号に対してガンマ補正、色補正処理を行う。ノイズ除去部５８は、ＤＳＰ５６でガンマ補正等が施されたデジタル画像信号に対してノイズ除去処理（例えば移動平均法やメディアンフィルタ法等）を施すことによって、デジタル画像信号からノイズを除去する。ノイズが除去されたデジタル画像信号は、画像処理切替部６０に送信される。

画像処理切替部６０は、モード切替ＳＷ２２ｂにより通常観察モードにセットされている場合には、デジタル画像信号を通常光画像処理部６２に送信し、特殊観察モードに設定されている場合には、デジタル画像信号を特殊光画像処理部６４に送信する。なお、本発明においては、区別のため、通常光画像処理部６２及び特殊光画像処理部６４による画像処理前のデジタル画像信号を画像信号といい、画像処理後のデジタル画像信号を画像データと呼ぶことにする。

通常光画像処理部６２は、色変換部６８と、色彩強調部７０と、構造強調部７２とを有する。色変換部６８は、入力されたＲＧＢ３チャンネルのデジタル画像信号を、それぞれＲ画像データ、Ｇ画像データ、Ｂ画像データに割り付ける。これらＲＧＢの画像データに対しては、更に、３×３のマトリックス処理、階調変換処理、３次元ＬＵＴ処理などの色変換処理を行い、色変換処理済ＲＧＢ画像データに変換する。

色彩強調部７０は、色変換済ＲＧＢ画像データに対して、各種色彩強調処理を施す。構造強調部７２は、色彩強調処理済ＲＧＢ画像データに対して、シャープネスや輪郭強調等の構造強調処理を行う。構造強調部７２で構造強調処理が施されたＲＧＢ画像データは、通常光画像として通常光画像処理部６２から画像表示信号生成部６６に入力される。

特殊光画像処理部６４は、色彩強調部７６と、構造強調・抑制部７８とを有する。色彩強調部７６は、入力されたＲＧＢ３チャンネルのデジタル画像信号に対して各種色彩強調処理を施すことにより、色彩強調済のＲＧＢの画像信号を生成する。構造強調・抑制部７８は、色彩強調処理済のＲＧＢ画像信号に対し、腺管構造又は血管を強調・抑制する構造強調・抑制処理を施すことにより、構造強調・抑制画像生成する。構造強調・抑制部７８で構造強調・抑制処理が施された構造強調・抑制画像は、特殊光画像として特殊光画像処理部６４から画像表示信号生成部６６に入力される。

図４に示すように、構造強調・抑制部７８は、ベース画像生成部８０と、周波数フィルタリング処理部８１と、強調・抑制用画像生成部８２と、画像合成部８３とを備えている。ベース画像生成部８０は、色彩強調処理済のＲＧＢ画像信号のうち、Ｇ画像信号をＲ画像データに割り付け、Ｂ画像信号をＧ画像データ及びＢ画像データに割り付ける。これらＲＧＢ画像データがベース画像となる。このベース画像は、Ｂ画像データにはＢ画像信号が割り付けられているものの、Ｇ画像データにはＧ画像信号ではなくＢ画像信号が割り付けられており、Ｒ画像データにはＲ画像信号ではなくＧ画像信号が割り付けられているため、ベース画像は疑似カラー画像となる。なお、ベース画像生成部では、色変換部６８のように、ＲＧＢ画像信号をそれぞれＲＧＢ画像データに割り付けて、疑似カラーでない白色ベースのベース画像を生成してもよい。

周波数フィルタリング処理部８１は、色彩強調済のＢ画像信号に対して、粘膜表層にある腺管構造と微細血管に対応する周波数帯域成分を抽出する周波数フィルタリング処理を施す。ここで、周波数フィルタリング処理で抽出する腺管構造Ｓ（Structure）は、白く縁取られて見えている辺縁部とする（腺管には辺縁部の他、腺管開口部も含まれている）（図５（Ａ）参照）。これにより、腺管構造と微細血管が抽出された構造抽出画像信号が得られる。Ｂ画像信号に対して周波数フィルタリング処理を施すのは、Ｂ画像信号は、腺管構造や微細血管に対して構造強調効果を施すことができる青紫色レーザ光及び青色レーザ光など青色帯域の反射成分を有しているためである。

なお、図５（Ａ）に示すように、腺管構造Sは、青紫色レーザ光及び青色レーザ光など青色成分の光によって乱反射するため、Ｂ画像信号８４上では粘膜よりも明るく光っている。また、青紫色レーザ光及び青色レーザ光は、キセノン光などの広帯域光を波長分離して得られる青色狭帯域光と異なり、直進性の高い光であるため、腺管構造のpit部分の底面まで深達する。この効果によって、腺管構造Ｓは更に明るく光るようになる。これに対して、微細血管Ｖ（Vascular）は、特殊光のうち青紫色レーザ光及び青色レーザ光などヘモグロビンの吸光係数が高い青色成分の光を良く吸収するため、Ｂ画像信号８４上では粘膜よりも暗くなっている。したがって、周波数フィルタリング処理後の構造抽出画像信号８５では、（Ｂ）に示すように、腺管構造Sの画素は出力値が「正」となるアップエッジとなっており、微細血管Vの画素は出力値が「負」となるダウンエッジとなっている。また、構造抽出画像信号８５における粘膜M（Mucous membrane）は、輝度値の変化がほとんど無いため、出力値はほぼ「０」となっている。

強調・抑制用画像生成部８２は、構造抽出画像信号から、腺管構造又は微細血管の強調・抑制に用いられるための強調・抑制用画像を生成する。強調・抑制用画像生成部８２は、構造抽出画像信号を入力して強調・抑制用画像を出力するＬＵＴ８６と、強調・抑制条件を設定するとともに、設定した強調・抑制条件に従ってＬＵＴを制御する構造強調・抑制設定部８７とを備えている（図４参照）。

図６に示すように、ＬＵＴ８６は、腺管強調用変換部９０と、腺管抑制用変換部９１と、血管強調用変換部９２と、血管抑制用変換部９３と、腺管表示維持用変換部９４と、血管表示維持用変換部９５とからなる。腺管強調用変換部９０は、腺管構造を強調するときに用いられ、構造抽出画像信号の入力に対して、図７に示す入出力関係９０ａに従った値を出力する。入出力関係９０ａは正の傾きで定義されているため、正の値の入力に対して、正の値を出力する。この出力した正の値を、ベース画像上の腺管構造に加算することで、粘膜よりも明るい腺管構造が更に明るくなり、粘膜と腺管構造とのコントラストが向上する。これにより、腺管強調効果が得られる。なお、腺管強調用変換部９０では、４つの第１〜第４強調度Ｅ１〜Ｅ４に対応する入出力関係が定義されており、それらの傾きは、強調度が高くなる程、大きくなっている。

腺管抑制用変換部９１は、腺管構造を抑制するときに用いられ、構造抽出画像信号の入力に対して、図７に示す入出力関係９１ａに従った値を出力する。入出力関係９１ａは負の傾きで定義されているため、正の値の入力に対して、負の値を出力する。この出力した負の値を、ベース画像上の腺管構造に加算することで、腺管構造の明るさが粘膜に近づいて、粘膜と腺管構造とのコントラストが低下する。これにより、腺管抑制効果が得られる。なお、腺管抑制用変換部９１では、４つの第１〜第４抑制度Ｒ１〜Ｒ４に対応する入出力関係が定義されており、それらの傾きは、抑制度が高くなる程、大きくなっている。

血管強調用変換部９２は、微細血管を強調するときに用いられ、構造抽出画像信号の入力に対して、図７に示す入出力関係９２ａに従った値を出力する。入出力関係９２ａは正の傾きで定義されているため、負の値の入力に対して、負の値を出力する。この出力した負の値を、ベース画像上の微細血管に加算することで、粘膜よりも暗い微細血管が更に暗くなって、粘膜と微細血管とのコントラストが向上する。これにより、微細血管強調効果が得られる。なお、血管強調用変換部９２では、４つの第１〜第４強調度Ｅ１〜Ｅ４に対応する入出力関係が定義されており、それらの傾きは、強調度が高くなる程、大きくなっている。

血管抑制用変換部９３は、微細血管を抑制するときに用いられ、図７に示す入出力関係９３ａに従った値を出力する。入出力関係９３ａは負の傾きで定義されているため、負の値の入力に対して、正の値を出力する。この出力した正の値を、ベース画像上の微細血管に加算することで、微細血管の明るさが粘膜に近づいて、粘膜と微細血管とのコントラストが低下する。これにより、微細血管抑制効果が得られる。なお、血管抑制用変換部９３では、４つの第１〜第４抑制度Ｒ１〜Ｒ４に対応する入出力関係が定義されており、それらの傾きは、抑制度が高くなる程、大きくなっている。

腺管表示維持用変換部９４は、腺管構造の明るさを維持するときに用いられ、構造抽出画像信号のうち正の値の入力に対して、図７に示す入出力関係９４ａに従って、「０」の値を出力する。この「０」の値をベース画像上の腺管構造に加算することで、腺管構造の明るさは維持される。血管表示維持用変換部９５は、微細血管の明るさを維持するときに用いられ、構造抽出画像信号のうち負の値の入力に対して、図７に示す入出力関係９５ａに従って、「０」の値を出力する。この「０」の値をベース画像上の微細血管に加算することで、微細血管の明るさは維持される。

構造強調・抑制設定部８７は、コンソール２０によって入力される強調・抑制条件に基づいて、ＬＵＴ８６を制御する。強調・抑制条件の設定は、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａに示すような設定メニュー画面をモニタ１８に表示して行われる。この設定メニュー画面は、腺管構造の強調・抑制条件を設定するためのＳ用スライドバー９７と、微細血管の強調・抑制条件を設定するためのＶ用スライドバー９８とが表示される。

Ｓ用スライドバー９７上でスライダ９７ａを中央の「０」にセットしたときには、腺管構造の明るさを維持する条件に設定される。この場合には、構造抽出画像信号は腺管表示維持用変換部９４に入力される。また、Ｓ用スライドバー９７上でスライダ９７ａを右側の強調側にスライドさせたときには、腺管構造を強調する条件に設定される。この場合には、構造抽出画像信号は腺管強調用変換部９０に入力される。また、スライダ９７ａを左側の抑制側にスライドさせたときには、腺管構造を抑制する条件に設定される。この場合には、構造抽出画像信号は腺管抑制用変換部９１に入力される。

また、Ｓ用スライドバー９７上の目盛り「１」〜「４」及び「−１」〜「−４」は、ＬＵＴ上で定義された第１〜第４強調度Ｅ１〜Ｅ４及び第１〜第４抑制度Ｒ１〜Ｒ４に対応している。したがって、スライダ９７ａを所定の目盛りをセットすると、ＬＵＴ８６では、そのセットされた目盛りに対応する強調度・抑制度に設定される。なお、Ｖ用スライドバー９８についても、Ｓ用スライドバー９７と同様の方法で、スライダ９８ａを用いて微細血管の強調・抑制の条件設定を行う。

例えば、図８Ａに示すように、Ｓ用スライドバー９７上でスライダ９７ａを「＋２」をセットし、Ｖ用スライドバー９８上でスライダ９８ａを「−１」にセットした場合には、図８Ｂに示すように、腺管強調用変換部９０では、第２強調度Ｅ２の傾きにセットされるとともに、血管抑制用変換部９３では、第１抑制度Ｒ１の傾きにセットされる。そして、構造抽出画像信号を腺管強調用変換部９０及び血管抑制用変換部９３に入力することにより、図８Ｃに示すような、腺管構造Ｓの画素と微細血管Ｖの画素の出力値が共に正となる強調・抑制用画像１００が出力される。この強調・抑制用画像１００は、腺管構造に着目して診断を行う場合に用いられる。

また、図９Ａに示すように、Ｓ用スライドバー９７上でスライダ９７ａを「０」をセットし、Ｖ用スライドバー９８上でスライダ９８ａを「＋２」にセットした場合には、図９Ｂに示すように、血管強調用変換部９２では、第２強調度Ｅ２の傾きにセットされる。そして、構造抽出画像信号を腺管表示維持用変換部９４及び血管強調用変換部９２に入力することにより、図９Ｃに示すような、腺管構造Ｓの画素の出力値が「０」で、微細血管Ｖの画素の出力値が負となる強調・抑制用画像１０１が出力される。この強調・抑制用画像１０１は、微細血管に着目して診断を行う場合に用いられる。

また、図１０Ａに示すように、Ｓ用スライドバー９７上でスライダ９７ａを「＋２」をセットし、Ｖ用スライドバー９８上でスライダ９８ａを「＋１」にセットした場合には、図１０Ｂに示すように、腺管強調用変換部９０では、第２強調度Ｅ２の傾きにセットされるとともに、血管強調用変換部９２では、第１強調度Ｅ１の傾きにセットされる。そして、構造抽出画像信号を腺管強調用変換部９０及び血管強調用変換部９２に入力することにより、図１０Ｃに示すような、腺管構造の画素の出力値が正であり、微細血管の画素の出力値が負である強調・抑制用画像１０２が出力される。

この強調・抑制用画像１０２では、腺管構造の強調度が微細血管の強調度よりも高いため、腺管構造の画素の値の絶対値が微細血管の画素の値の絶対値よりも大きくなっている。したがって、強調・抑制用画像１０２は、腺管構造と微細血管の両方を強調しつつ、腺管構造の視認性を微細血管よりも高めたい場合に用いられる。

画像合成部８３は、強調・抑制用画像をベース画像に合成することにより、腺管構造又は微細血管を強調・抑制した構造強調・抑制画像を作成する。この画像合成部８３では、ベース画像のうちＢ画像データの各画素（Ｂｃｈ）に対して、強調・抑制画像の各画素の値を加算するが、Ｇ画像データ又はＲ画像データの各画素に対しても強調・抑制画像の各画素の値を加算してもよい。

例えば、図８Ｃのような、腺管構造Ｓの画素と微細血管Ｖの画素の出力値が共に正となる強調・抑制用画像１００をベース画像１０５のＢｃｈ（Ｂ画像データの各画素）に合成した場合には、図１１に示すように、腺管構造Ｓと周囲の粘膜Ｍとのコントラストが向上する一方で、微細血管Ｖと周囲の粘膜Ｍとのコントラストが低下した構造強調・抑制画像１１０が得られる（点線は合成前の輝度値を示している）。

また、図９Ｃのような、微細血管Ｖの画素の出力値が負となる強調・抑制用画像１０１をベース画像１０５に合成した場合には、図１２に示すように、微細血管Ｖと周囲の粘膜Ｍとのコントラストが向上した構造強調・抑制画像１１１が得られる（図１１と同様、点線は合成前の輝度値を示している）。また、図１０Ｃのような、腺管構造Ｓの画素の出力値が正であり、微細血管Ｖの画素の出力値が負である強調・抑制用画像１０２をベース画像１０５に合成した場合には、図１３に示すように、腺管構造Ｓ及び微細血管Ｖと周囲の粘膜Ｍとのコントラストが向上した構造強調・抑制画像１１２が得られる（図１１と同様、点線は合成前の輝度値を示している）。

画像表示信号生成部６６は、通常光画像処理部６２又は特殊光画像処理部６４から入力された通常光画像又は特殊光画像を、モニタ１８で表示可能画像として表示するための表示画像信号に変換する。この変換後の表示画像信号に基づいて、モニタ１８は、通常光画像又は特殊光画像を表示する。

次に、本実施形態における一連の流れを図１４のフローチャートに沿って説明する。まず、通常観察モードにおいて、遠景状態からスクリーニングを行う。このスクリーニング時に、ブラウニッシュエリアや発赤など病変の可能性がある部位（病変可能性部位）を検出したときには、ズーム操作部２２ｃを操作して、その病変可能性部位を拡大表示する拡大観察を行う。これに合わせて、モード切替ＳＷ２２ｂを操作して、特殊観察モードに切り替える。これにより、特殊光画像がモニタ１８に表示される。

術者は、モニタ１８に表示された特殊光画像を観察して、腺管構造及び微細血管の状態を読み取って、病変部が否かを判断する。特殊光画像から腺管構造及び微細血管の状態を正確に読み取ることができる場合には、その特殊光画像に基づいて、病変可能性部位が病変もしくは非病変か否かの判断を行う。一方、腺管構造及び微細血管の状態を正確に読み取ることができない場合には、コンソール２０を操作して、図８Ａ等に示す設定メニュー画面を立ち上げる。この設定メニュー画面上で、Ｓ用スライドバー９７及びＶ用スライドバー９８上にあるスライダ９７ａ，９８ａを操作して、特殊光画像上での腺管構造及び微細血管の強調・抑制を行う。

例えば、腺管構造に着目して診断を行う際に、微細血管の表示が妨げになっている場合には、図８Ａに示すように、Ｓ用スライドバー９７上のスライダ９７ａを強調方向にスライドさせる一方、Ｖ用スライドバー９８上のスライダ９８ａを抑制方向にスライドさせる。これにより、腺管構造の表示を強調する一方で、微細血管の表示が抑制された特殊光画像がモニタ１８に表示される。この腺管構造及び微細血管の強調・抑制は、腺管構造及び微細血管の状態を正確に読み取ることができるまで継続して行われる。

なお、第１実施形態では、周波数フィルタリング画像の構造抽出画像信号において、アップエッジとダウンエッジを判別せずに、構造抽出画像信号全体を強調・抑制用画像生成部８２に入力して、強調・抑制用画像を生成したが、アップエッジとダウンエッジを判別し、それぞれにゲイン処理を施すことによって強調・抑制用画像を生成してもよい。例えば、図１５に示すように、周波数フィルタリング処理部８１と強調・抑制用画像生成部８２との間に設けた信号判別部１２０で、構造抽出画像信号のうち正の値を持つ画素をアップエッジの画素と判別し、負の値を持つ画素をダウンエッジの画素と判別する。そして、強調・抑制用画像生成部８２内のゲイン処理部１２２で、アップエッジ及びダウンエッジの画素に対して、強調度・抑制度に応じたゲイン処理を施して、強調・抑制用画像を生成する。

この場合、腺管構造を強調するときには、アップエッジの画素に対して、強調用のゲイン処理を施して、アップエッジの画素の値が正となる強調・抑制用画像を生成する。この場合におけるアップエッジの画素の値（正）は、強調度が大きくなる程、大きくなる。また、腺管構造を抑制するときには、アップエッジの画素に対して、抑制用のゲイン処理を施して、アップエッジの画素の値が負となる強調・抑制用画像を作成する。この場合におけるアップエッジの画素の値（負）は、抑制度が大きくなる程、小さくなる。

また、微細血管を強調するときには、ダウンエッジの画素に対して、強調度に応じた強調用のゲイン処理を施して、ダウンエッジの画素の値が負となる強調・抑制用画像を生成する。この場合におけるダウンエッジの画素の値（負）は、強調度が大きくなる程、小さくなる。また、微細血管を抑制するときには、ダウンエッジの画素に対して、抑制度に応じた抑制用のゲイン処理を施して、ダウンエッジの画素の値が正となる強調・抑制用画像を作成する。この場合におけるダウンエッジの画素の値（正）は、抑制度が大きくなる程、大きくなる。

また、腺管構造と微細血管の両方を強調しつつ、微細血管の視認性を腺管構造の視認性よりも低くする場合には、アップエッジ及びダウンエッジの画素に対して強調用のゲイン処理を行うときに、ダウンエッジに対する強調度を、アップエッジに対する強調度よりも低くする。この場合には、強調・抑制用画像上では、アップエッジの画素の値（正）の絶対値は、ダウンエッジの画素の値（負）の絶対値よりも大きくなる。

［第２実施形態］
第１実施形態では、周波数フィルタリング処理により、Ｂ画像信号から腺管構造及び微細血管の両方を抽出したが、第２実施形態では、腺管抽出用のフィルタリング処理と血管抽出用のフィルタリング処理とを分けて、Ｂ画像信号から腺管構造と微細血管を別々に抽出する。腺管構造の周波数帯域と微細血管の周波数帯域は若干微細血管のほうが高周波寄りであることを考慮すると、第２実施形態のように、腺管抽出用のフィルタリング処理と血管抽出用のフィルタリング処理とに分けて、抽出することが好ましい。

第２実施形態の構造強調・抑制部１３０は、第１実施形態の周波数フィルタリング処理部８１に代えて、腺管抽出用フィルタリング部１３１と血管抽出用フィルタリング部１３２が設けられている。なお、それ以外については、第３実施形態の内視鏡システムは、第１実施形態とほぼ同様の構成を有している。

腺管抽出用フィルタリング部１３１では、Ｂ画像信号に対して、腺管構造が多く含まれる第１周波数成分を抽出する周波数フィルタリングを行う。これにより、腺管構造を抽出した腺管抽出画像信号が生成される。この腺管抽出画像信号は、ＬＵＴ８６の腺管強調用変換部９０、腺管抑制用変換部９１、腺管表示維持用変換部９４のいずれかに入力される。一方、血管抽出用フィルタリング部１３２では、Ｂ画像信号に対して、微細血管が多く含まれる第２周波数成分を抽出する周波数フィルタリングを行う。これにより、微細血管を抽出した血管抽出画像信号が生成される。この血管抽出画像信号は、ＬＵＴ８６の血管強調用変換部９２、血管抑制用変換部９３、血管表示維持用変換部９５のいずれかに入力される。

なお、第２周波数成分（微細血管抽出用の周波数帯域）は、以下の理由により、第１周波数成分（腺管構造抽出用の周波数帯域）の２〜３倍にすることが好ましい。腺管は約６０μｍの太さを有している。この腺管のうち、白く縁取られた辺縁部（図５（Ａ）参照）である腺管構造は１６μｍ〜２４μｍの太さを有している。ただし、腺管構造（辺縁部）の太さ「１６μｍ〜２４μｍ」は、腺管が開いた時に斜めから見た場合の平均的な太さであり、一番細く見える場合の腺管構造（辺縁部）の太さは１５μｍ程度である。これに対して、微細血管の太さは約８μｍである。したがって、微細血管は、辺縁部である腺管構造に対して１／２〜１／３倍の太さとなっている。各構造の太さと空間周波数とは略反比例の関係にあることを鑑みると、第２周波数成分は第１周波数成分の２〜３倍に設定することが好ましい。

ここで、約８μｍの微細血管は、ズーミングレンズ４７の拡大倍率を最大倍率（例えば、１００倍（８μｍの微細血管を８００μｍに拡大表示することができる倍率））にセットすることで解像することができ、それよりも低い倍率の場合だと、解像できずに途切れてしまうことが多くなる。したがって、第１及び第２周波数成分で周波数フィルタリング処理を行う場合には、ズーミングレンズ４７を最大倍率に設定することが好ましい。

［第３実施形態］
第１実施形態では、強調・抑制用画像をベース画像に合成することによって、腺管構造、微細血管の強調・抑制を行ったが、第３実施形態では、腺管構造、微細血管の強調については、強調用画像をベース画像に合成して行う一方で、腺管構造、微細構造の抑制については、ベース画像をぼかす処理で行う。

第３実施形態の構造強調・抑制部１４０では、ベース画像生成部８０と画像合成部８３との間に、ベース画像をぼかす抑制処理部１４２が設けられている。また、第１実施形態の強調・抑制用画像生成部８２の代わりに、強調用画像を作成する強調用画像生成部１４４が設けられている。また、構造強調・抑制設定部８７は、設定した強調・抑制条件に基づいて、抑制処理部１４２及び強調用画像生成部１４４を制御する。なお、それ以外については、第３実施形態の内視鏡システムは、第１実施形態とほぼ同様の構成を有している。

抑制処理部１４２は、構造強調・抑制設定部８７で設定された抑制度に基づいて、ベース画像をぼかす処理を行う。ぼかしの程度は、抑制度が高くなる程、大きくする。なお、ぼかし処理としては、例えばローパスフィルタリングなどを用いることが好ましい。強調用画像生成部１４４は、構造抽出画像信号を入力して強調用画像を出力するＬＵＴ１４５を備えている。ＬＵＴ１４５は、ＬＵＴ８６と異なり、腺管強調用変換部９０、血管強調用変換部９２と、腺管表示維持用変換部９４と、血管表示維持用変換部９５が設けられており、抑制に関する変換部（腺管抑制用変換部９１、血管抑制用変換部９３）は設けられていない。

上記第１〜第３実施形態では、各観察モードに必要な複数の画像信号をカラーのセンサで同時に取得する同時方式で本発明の実施を行ったが、これに代えて、各観察モードに必要な複数の画像信号をモノクロのセンサで順次取得する面順次式であっても同様に本発明の実施が可能である。

図１８に示すように、面順次式の内視鏡システム２００の光源装置１４には、青色レーザ光源３４、青紫色レーザ光源３６、光源制御部４０の代わりに、広帯域光源２０２、回転フィルタ２０４、フィルタ切替部２０５が設けられている。また、内視鏡１２の照明光学系２４ａには、蛍光体４４が設けられていない。また、撮像光学系２４ｂには、カラーのセンサ４８の代わりに、カラーフィルタが設けられていないモノクロのセンサ２０６が設けられている。それ以外については、第１実施形態の内視鏡システム１０と同様である。

広帯域光源２０２はキセノンランプ、白色ＬＥＤなどであり、波長域が青色から赤色に及ぶ白色光を発する。回転フィルタ２０４は、内側に設けられた通常観察モード用フィルタ２０８と、外側に設けられた特殊観察モード用フィルタ２０９とを備えている（図１９参照）。フィルタ切替部２０５は、回転フィルタ２０４を径方向に移動させるものであり、モード切替ＳＷ２２ｂにより通常観察モードにセットされたときに、回転フィルタ２０４の通常観察モード用フィルタ２０８を白色光の光路に挿入し、特殊観察モードにセットされたときに、回転フィルタ２０４の特殊観察モード用フィルタ２０９を白色光の光路に挿入する。

図１９に示すように、通常観察モード用フィルタ２０８には、周方向に沿って、白色光のうち青色光を透過させるＢフィルタ２０８ａ、白色光のうち緑色光を透過させるＧフィルタ２０８ｂ、白色光のうち赤色光を透過させるＲフィルタ２０ｃが設けられている。したがって、通常観察モード時には、回転フィルタ２０４が回転することで、青色光、緑色光、赤色光が交互に検体内に照射される。

特殊観察モード用フィルタ２０９には、周方向に沿って、白色光のうち中心波長４１５nmの青色狭帯域光を透過させるＢｎフィルタ２０９ａと、白色光のうち中心波長５４０nmの緑色狭帯域光を透過させるＧｎフィルタ２０９ｂが設けられている。したがって、特殊観察モード時には、回転フィルタ２０４が回転することで、青色狭帯域光、緑色狭帯域光が交互に検体内に照射される。そのため、面順次式の内視鏡システム２００では、広帯域光源２０２及び回転フィルタ２０４のＢｎフィルタ２０９が、本発明の狭帯域光源部を構成する。

面順次方式の内視鏡システム２００では、通常観察モード時には、青色光、緑色光、赤色光が検体内に照射される毎にモノクロのセンサ２０６で検体内を撮像する。これにより、ＲＧＢの３色の画像信号が得られる。そして、それらＲＧＢの画像信号に基づいて、上記第１実施形態と同様の方法で、通常光画像が生成される。

一方、特殊観察モード時には、青色狭帯域光、緑色狭帯域光が検体内に照射される毎にモノクロのセンサ２０６で検体内を撮像する。これにより、Ｂｎ画像信号と、Ｇｎ画像信号が得られる。これらＢｎ画像信号と、Ｇｎ画像信号に基づいて、特殊光画像の生成が行われる。上記第１実施形態と異なり、ベース画像の生成については、Ｂｎ画像信号がＢ画像データ及びＧ画像データに割り付けられ、Ｇｎ画像信号がＲ画像データに割り付けられる。また、強調・抑制用画像の生成には、Ｂ画像信号の代わりに、Ｂｎ信号が用いられる。それ以外については、第１実施形態と同様の方法で特殊光画像の生成が行われる。

なお、上記第１実施形態では、蛍光体４４を内視鏡１２の先端部２４に設けたが、これに代えて、蛍光体４４を光源装置１４内に設けてもよい。この場合には、ライトガイド４１と青色レーザ光源３４との間に、蛍光体４４を設けることが好ましい。

なお、上記同時式の内視鏡システム１０では、構造強調・抑制画像の作成に、青色レーザ光及び青紫色レーザ光の狭帯域波長情報が含まれる狭帯域信号であるＢ画像信号を用い、上記面順次式の内視鏡システム２００では、構造強調・抑制画像の作成に、青色狭帯域光の狭帯域波長情報が含まれる狭帯域信号であるＢｎ画像信号を用いたが、白色画像などの広帯域画像に基づく分光演算により、腺管構造及び微細血管に関する情報を多く持つ青色狭帯域画像信号を生成し、この青色狭帯域画像を構造強調・抑制画像の作成に用いてもよい。

この場合には、同時式の内視鏡システム１０の特殊観察モード時において、特殊光の代わりに、広帯域光である白色光を照明する。そして、図２０に示すように、受信部５４と色彩強調部７６との間に設けた分光演算部３００において、白色光の発光・撮像により得られるＲＧＢ画像信号に基づく分光演算処理を行う。これにより、腺管構造及び微細血管に関する情報を多く持つ青色狭帯域画像信号（例えば、４１５nmの波長情報を持つ青色狭帯域画像信号）が生成される。分光演算の方法は、特開2003-093336号公報に記載の方法を用いる。この分光演算部３００で生成された青色狭帯域画像信号と、ＧＲ画像信号に基づいて、上記実施形態と同様の手順で、構造強調・抑制画像を生成する。なお、白色光としては、蛍光体４４により得られる白色光の他、キセノンランプなどの広帯域光源から発せられる広帯域光を用いてもよい。

なお、上記実施形態では、本発明の実施を内視鏡の診断中に行ったが、これに限らず、内視鏡診断後、内視鏡システムの記録部に記録しておいた内視鏡画像に基づいて、本発明の実施を行ってもよく、また、カプセル内視鏡で取得したカプセル内視鏡画像に基づいて、本発明の実施を行ってもよい。

１０，２００ 内視鏡システム
４７ ズーミングレンズ（拡大手段）
４８，２０６ センサ（画像信号生成部）
７８，１３０，１４０ 構造強調・抑制部
８０ ベース画像生成部
８１ 周波数フィルタリング処理部（構造抽出画像生成部）
８２ 強調・抑制用画像生成部（表示制御用画像生成部）
８３ 画像合成部
８６，１４５ ＬＵＴ（変換部）
９０ 腺管強調用変換部
９１ 腺管抑制用変換部
９２ 血管強調用変換部
９３ 血管抑制用変換部
１２０ 信号判別部（判別部）
１２２ ゲイン処理部
１３１ 腺管抽出用フィルタリング部
１３２ 血管抽出用フィルタリング部
１４２ 抑制処理部
１４４ 強調用画像生成部（表示制御用画像生成部）
３００ 分光演算部

Claims (15)

1. 粘膜表面を撮像して、短波長の成分を含む短波長画像信号を有する複数色の画像信号を生成する画像信号生成部であり、第１構造の画素は前記粘膜表面よりも明るく、第２構造の画素は前記粘膜表面よりも暗い前記短波長画像信号を生成する画像信号生成部と、
   前記複数色の画像信号に基づいてベース画像を生成するベース画像生成部と、
   前記短波長画像信号に対して、第１周波数成分を抽出する第１周波数成分抽出処理を施すことにより、出力値が正である前記第１構造の画素を抽出した第１構造抽出画像を生成し、前記短波長画像信号に対して、前記第１周波数成分の２〜３倍の第２周波数成分を抽出する第２周波数成分抽出処理を施すことにより、出力値が負である前記第２構造の画素を抽出した第２構造抽出画像を生成する構造抽出画像生成部と、
   前記第１及び第２構造抽出画像に基づいて、前記第１構造又は前記第２構造の表示制御に用いる表示制御用画像を生成する表示制御用画像生成部と、
   前記ベース画像と前記表示制御用画像を合成して、前記第１構造又は前記第２構造の表示を制御した表示制御画像を生成する画像合成部と、
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記短波長画像信号は青色狭帯域画像信号であることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記青色狭帯域画像信号は、青色狭帯域光で照明された前記粘膜表面を撮像して得られることを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
4. 前記青色狭帯域画像信号は、複数色の画像信号に基づく分光演算で得られることを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
5. 前記短波長画像信号は、検体を拡大する拡大手段を用いる拡大観察時に得られることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載の画像処理装置。
6. 前記表示制御用画像生成部は、前記第１構造抽出画像及び第２構造抽出画像の入力に対して、前記第１又は第２構造の画素が表示制御量に応じた値を持つ表示制御用画像を出力する変換部であることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項記載の画像処理装置。
7. 前記変換部は、前記第１構造の表示を強調するときには、前記第１構造抽出画像の入力に対して、前記第１構造の画素が強調度に応じた正の値を持つ表示制御用画像を出力することを特徴とする請求項６記載の画像処理装置。
8. 前記変換部は、前記第１構造の表示を抑制するときには、前記第１構造抽出画像の入力に対して、前記第１構造の画素が抑制度に応じた負の値を持つ表示制御用画像を出力することを特徴とする請求項６または７記載の画像処理装置。
9. 前記変換部は、前記第２構造の表示を強調するときには、前記第２構造抽出画像の入力に対して、前記第２構造の画素が強調度に応じた負の値を持つ表示制御用画像を出力することを特徴とする請求項６ないし８いずれか１項記載の画像処理装置。
10. 前記変換部は、前記第２構造の表示を抑制するときには、前記第２構造抽出画像の入力に対して、前記第２構造の画素が抑制度に応じた正の値を持つ表示制御用画像を出力することを特徴とする請求項６ないし９いずれか１項記載の画像処理装置。
11. 前記変換部は、前記第１及び第２構造の両方を強調しつつ、前記第１構造と前記第２構造の視認性を異ならせるときには、前記第１構造の画素が正の値を持ち、前記第２構造の画素が負の値を持つとともに、前記第１構造の画素の値と前記第２構造の画素の値の絶対値とが異なる表示制御用画像を出力することを特徴とする請求項６記載の画像処理装置。
12. 粘膜表面を撮像して複数色の画像信号を生成する画像信号生成部と、
    前記複数色の画像信号に基づいてベース画像を生成するベース画像生成部と、
    前記複数色の画像信号のうち短波長の成分を含む短波長画像信号に対して、第１周波数成分を抽出する第１周波数成分抽出処理を施すことにより、出力値が正である第１構造の画素を抽出した第１構造抽出画像を生成し、前記短波長画像信号に対して、前記第１周波数成分と異なる第２周波数成分を抽出する第２周波数成分抽出処理を施すことにより、出力値が負である第２構造の画素を抽出した第２構造抽出画像を生成する構造抽出画像生成部と、
    前記第１及び第２構造抽出画像に基づいて、前記第１構造又は前記第２構造の表示制御に用いる表示制御用画像を生成する表示制御用画像生成部と、
    前記ベース画像と前記表示制御用画像を合成して、前記第１構造又は前記第２構造の表示を制御した表示制御画像を生成する画像合成部を有し、
    前記第１構造抽出画像のうち正の値を持つ画素と「０」の値を持つ画素とを判別し、前記第２構造抽出画像のうち負の値を持つ画素と「０」の値を持つ画素とを判別する判別部と、
    前記判別部で正の値を有すると判別された画素に対して、前記第１構造の表示制御量に応じたゲイン処理を施し、又は前記判別部で負の値を有すると判別された画素に対して、前記第２構造の表示制御量に応じたゲイン処理を施すことによって、表示制御用画像を生成するゲイン処理部とを有することを特徴とする画像処理装置。
13. 前記ゲイン処理部は、前記第１及び第２構造の両方を強調しつつ、前記第１構造と前記第２構造の視認性を異ならせるときには、前記判別部で正の値を有すると判別された画素と負の値を有すると判別された画素に対して、それぞれ強調度が異なる強調用のゲイン処理を施すことを特徴とする請求項１２記載の画像処理装置。
14. 前記第１構造は腺管構造であり、前記第２構造は微細血管であることを特徴とする請求項１ないし１３いずれか１項記載の画像処理装置。
15. 画像信号生成部が、粘膜表面を撮像して、短波長の成分を含む短波長画像信号を有する複数色の画像信号を生成するステップであり、第１構造の画素は前記粘膜表面よりも明るく、第２構造の画素は前記粘膜表面よりも暗い前記短波長画像信号を生成するステップと、
    ベース画像生成部が、前記複数色の画像信号に基づいてベース画像を生成するステップと、
    構造抽出画像生成部が、前記短波長画像信号に対して、第１周波数成分を抽出する第１周波数成分抽出処理を施すことにより、出力値が正である前記第１構造の画素を抽出した第１構造抽出画像を生成し、前記短波長画像信号に対して、前記第１周波数成分の２〜３倍の第２周波数成分を抽出する第２周波数成分抽出処理を施すことにより、出力値が負である前記第２構造の画素を抽出した第２構造抽出画像を生成するステップと、
    表示制御用画像生成部が、前記第１及び第２構造抽出画像に基づいて、前記第１構造又は前記第２構造の表示制御に用いる表示制御用画像を生成するステップと、
    画像合成部が、前記ベース画像と前記表示制御用画像を合成して、前記第１構造又は前記第２構造の表示を制御した表示制御画像を生成するステップと、
    を有することを特徴とする内視鏡システムの作動方法。

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