JP6113387B1 - 評価値計算装置及び電子内視鏡システム - Google Patents

Abstract

電子内視鏡システムを、複数の色成分を持つカラー画像を構成する各画素に対応する画素対応点を、該画素対応点の色成分に応じて、所定の色空間の原点と交差する第一の色平面内に配置する配置手段と、第一の色平面内に所定の基準軸を設定する軸設定手段と、基準軸を含む第二の色平面を定義し、該第一の色平面内の各画素対応点を該第二の色平面に射影変換する変換手段と、第二の色平面に射影変換された各画素対応点に基づいてカラー画像に対する所定の評価値を計算する評価値計算手段とを備える構成とする。

Description

本発明は、所定の評価値を計算する評価値計算装置及び電子内視鏡システムに関する。

病変部は、一般に、正常な粘膜組織とは異なる色を呈する。近年、カラー内視鏡装置の性能の向上に伴い、正常組織に対して僅かに色の異なる病変部を術者が把握して診断することが可能になっている。しかし、術者が内視鏡による撮影画像上の僅かな色の違いによって正常組織から病変部を正確に把握して診断できるようになるためには、熟練者の指導下で長期間のトレーニングを受ける必要がある。また、熟練した術者であっても、僅かな色の違いから病変部を把握して診断することは容易ではなく、慎重な作業が要求される。

そこで、例えば特開２０１４−１８３３２号公報（以下、「特許文献１」と記す。）に、術者による病変部の診断を補助するため、撮影画像に写る病変部をスコアリングする装置が記載されている。具体的には、特許文献１に記載の装置は、内視鏡による撮影画像を構成する各画素について、非線形な利得を画素値に与えるトーン強調処理を行って、病変部と判定される画素値の領域の境界近傍のダイナミックレンジを拡げた後、ＲＧＢ３原色で定義されるＲＧＢ空間のトーン強調された画素データをＨＳＩ色空間、ＨＳＶ色空間等の所定の色空間に変換して色相と彩度の情報を取得し、取得された色相と彩度の情報に基づいて病変部の画素であるか否かを判定し、判定された画素の数に基づいて評価値（病変指数）を計算する。

しかし、トーン強調処理等の非線形な計算処理や色空間の変換処理は負荷が重いため、処理の実行には多量のハードウェアリソースが必要になるという問題が指摘される。また、トーン強調処理を行った結果、画像の明るさに影響する撮影条件（例えば照射光の当たり具合等）に依存して撮影画像の評価値が変動してしまうという問題も指摘される。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、画像の明るさによる評価値の変動を抑えると共に評価値計算の処理負荷を抑えることが可能な評価値計算装置及び電子内視鏡システムを提供することである。

本発明の一実施形態に係る電子内視鏡システムは、複数の色成分を持つカラー画像を構成する各画素に対応する画素対応点を、該画素対応点の色成分に応じて、所定の色空間の原点と交差する第一の色平面内に配置する配置手段と、第一の色平面内に所定の基準軸を設定する軸設定手段と、基準軸を含む第二の色平面を定義し、該第一の色平面内の各画素対応点を該第二の色平面に射影変換する変換手段と、第二の色平面に射影変換された各画素対応点に基づいてカラー画像に対する所定の評価値を計算する評価値計算手段とを備える。

また、本発明の一実施形態において、第一の色平面は、例えば、Ｒ成分の軸を含む平面である。

また、本発明の一実施形態において、第一の色平面は、例えば、Ｇ成分の軸を更に含む平面である。

また、本発明の一実施形態において、第二の色平面は、例えば、Ｒ成分の軸及び基準軸を含む平面であり、Ｒ成分の軸と基準軸とが直交する。

また、本発明の一実施形態において、基準軸は、例えば体腔内の粘膜の色味と相関の高い軸である。

また、本発明の一実施形態において、評価値計算手段は、第二の色平面に射影変換された各画素対応点について、Ｒ成分の軸の値に比例して高くなる第一の係数と、基準軸の値が高くなるほど低くなる第二の係数を適用し、適用された第一及び第二の係数に基づいて該画素対応点の評価値を計算し、計算された各画素対応点の評価値に基づいてカラー画像に対する所定の評価値を計算する構成としてもよい。

また、本発明の一実施形態において、評価値計算手段は、画素対応点に適用された第一の係数と第二の係数とを乗算し、乗算によって得られた値に基づいて該画素対応点の評価値を計算する構成としてもよい。

また、本発明の一実施形態において、所定の評価値は、例えば、体腔内の異常部を数値化して示すものである。

また、本発明の一実施形態において、軸設定手段は、基準軸により、第一の色平面を第一の領域と第二の領域に区分する構成としてもよい。この場合、評価値計算手段は、第一の領域に配置された画素対応点を用いて所定の評価値を計算する。また、軸設定手段は、第二の領域内に配置される画素対応点の数が所定の範囲内に収まるように、基準軸を設定する。

また、本発明の一実施形態に係る評価値計算装置は、複数の色成分を持つカラー画像を構成する各画素に対応する画素対応点を、該画素対応点の色成分に応じて、所定の色空間の原点と交差する第一の色平面内に配置する配置手段と、第一の色平面内に所定の基準軸を設定する軸設定手段と、基準軸を含む第二の色平面を定義し、該第一の色平面内の各画素対応点を該第二の色平面に射影変換する変換手段と、第二の色平面に射影変換された各画素対応点に基づいてカラー画像に対する所定の評価値を計算する評価値計算手段とを備える。

本発明の一実施形態に係る評価値計算装置は、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）の各色成分を持つカラー画像を構成する各画素に対応する画素対応点を、その色成分に応じて、Ｒ成分の軸である第一の軸と、該第一の軸と直交するＧ成分の軸である第二の軸とを含む第一の平面内に配置する配置手段と、第一の平面内において第一の軸と第二の軸との交点を通り且つ該第一の軸、該第二の軸の何れに対しても非平行な第三の軸を定義し、該第一の軸と該第三の軸とが直交する第二の平面を定義し、各画素対応点を該第二の平面に射影変換する変換手段と、第二の平面に射影変換された各画素対応点に基づいてカラー画像に対する所定の評価値を計算する評価値計算手段とを備える。

また、本発明の一実施形態において、第三の軸は、例えば体腔内の粘膜の色味と相関の高い軸である。

また、本発明の一実施形態において、評価値計算手段は、第二の平面に射影変換された各画素対応点について、第一の軸の値に比例して高くなる第一の係数と、第三の軸の値が高くなるほど低くなる第二の係数を適用し、適用された第一及び第二の係数に基づいて該画素対応点の評価値を計算し、計算された各画素対応点の評価値に基づいてカラー画像に対する所定の評価値を計算する構成としてもよい。

また、本発明の一実施形態において、評価値計算手段は、画素対応点に適用された第一の係数と第二の係数とを乗算し、乗算によって得られた値に基づいて該画素対応点の評価値を計算する構成としてもよい。

また、本発明の一実施形態において、所定の評価値は、例えば、体腔内の異常部を数値化して示すものである。

また、本発明の一実施形態に係る評価値計算装置は、電子内視鏡システムに組み込まれるものとしてもよい。

本発明の一実施形態によれば、画像の明るさによる評価値の変動を抑えると共に評価値計算の処理負荷を抑えることが可能な評価値計算装置及び電子内視鏡システムが提供される。

本発明の一実施形態に係る電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るプロセッサに備えられる特殊画像処理回路による特殊画像生成処理のフローチャートを示す図である。 図２の処理ステップＳ１３における炎症強度の計算処理の説明を補助する図である。 図２の処理ステップＳ１３における炎症強度の計算処理の説明を補助する図である。 図２の処理ステップＳ１３における炎症強度の計算処理の説明を補助する図である。 本発明の一実施形態において特殊モード時にモニタの表示画面に表示される表示画面例を示す図である。 本発明の別の一実施形態に係るプロセッサに備えられる特殊画像処理回路による特殊画像生成処理のフローチャートを示す図である。 図７の処理ステップＳ２１２における基準軸ＡＸの設定方法の説明を補助する図である。 図７に示される実施形態の変形例において実行される、粘膜変化軸（基準軸ＡＸ）の設定処理のフローチャートを示す図である。 図９に示される変形例に係る設定処理の説明を補助する図である。 本発明の別の一実施形態に係る炎症評価値計算処理のフローチャートを示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、本発明の一実施形態として電子内視鏡システムを例に取り説明する。

［電子内視鏡システム１の構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る電子内視鏡システム１の構成を示すブロック図である。図１に示されるように、電子内視鏡システム１は、電子スコープ１００、プロセッサ２００及びモニタ３００を備えている。

プロセッサ２００は、システムコントローラ２０２及びタイミングコントローラ２０４を備えている。システムコントローラ２０２は、メモリ２２２に記憶された各種プログラムを実行し、電子内視鏡システム１全体を統合的に制御する。また、システムコントローラ２０２は、操作パネル２１８に接続されている。システムコントローラ２０２は、操作パネル２１８より入力される術者からの指示に応じて、電子内視鏡システム１の各動作及び各動作のためのパラメータを変更する。術者による入力指示には、例えば電子内視鏡システム１の動作モードの切替指示がある。本実施形態では、動作モードとして、通常モードと特殊モードがある。タイミングコントローラ２０４は、各部の動作のタイミングを調整するクロックパルスを電子内視鏡システム１内の各回路に出力する。

ランプ２０８は、ランプ電源イグナイタ２０６による始動後、白色光Ｌを射出する。ランプ２０８は、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプ等の高輝度ランプである。ランプ２０８より射出された白色光Ｌは、集光レンズ２１０によって集光されつつ絞り２１２を介して適正な光量に制限される。なお、ランプ２０８は、ＬＤ（Laser Diode）やＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の半導体発光素子に置き換えてもよい。なお、半導体発光素子に関しては、他の光源と比較して、低消費電力、発熱量が小さい等の特徴があるため、消費電力や発熱量を抑えつつ明るい画像を取得できるというメリットがある。明るい画像が取得できることは、後述する炎症評価値の精度を向上させることにつながる。

絞り２１２には、図示省略されたアームやギヤ等の伝達機構を介してモータ２１４が機械的に連結している。モータ２１４は例えばＤＣモータであり、ドライバ２１６のドライブ制御下で駆動する。絞り２１２は、モニタ３００の表示画面に表示される映像を適正な明るさにするため、モータ２１４により動作され開度が変えられる。ランプ２０８より照射された白色光Ｌの光量は、絞り２１２の開度に応じて制限される。適正とされる映像の明るさの基準は、術者による操作パネル２１８の輝度調節操作に応じて設定変更される。なお、ドライバ２１６を制御して輝度調整を行う調光回路は周知の回路であり、本明細書においては省略することとする。

絞り２１２を通過した白色光Ｌは、ＬＣＢ（Light Carrying Bundle）１０２の入射端面に集光されてＬＣＢ１０２内に入射される。入射端面よりＬＣＢ１０２内に入射された白色光Ｌは、ＬＣＢ１０２内を伝播する。ＬＣＢ１０２内を伝播した白色光Ｌは、電子スコープ１００の先端に配置されたＬＣＢ１０２の射出端面より射出され、配光レンズ１０４を介して生体組織を照射する。白色光Ｌにより照射された生体組織からの戻り光は、対物レンズ１０６を介して固体撮像素子１０８の受光面上で光学像を結ぶ。

固体撮像素子１０８は、ベイヤ型画素配置を有する単板式カラーＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサである。固体撮像素子１０８は、受光面上の各画素で結像した光学像を光量に応じた電荷として蓄積して、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）の画像信号を生成して出力する。以下、固体撮像素子１０８より順次出力される各画素（各画素アドレス）の画像信号を「画素信号」と記す。なお、固体撮像素子１０８は、ＣＣＤイメージセンサに限らず、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサやその他の種類の撮像装置に置き換えられてもよい。固体撮像素子１０８はまた、補色系フィルタを搭載したものであってもよい。補色系フィルタの一例として、ＣＭＹＧ（シアン、マゼンタ、イエロー、グリーン）フィルタが挙げられる。

原色系（ＲＧＢ）フィルタは、補色系フィルタと比較して発色性が良い。そのため、原色系フィルタを搭載した撮像素子によるＲＧＢ画像信号を炎症評価値の算出に使用すると、評価精度を向上させることができる。また、原色系フィルタを使用することにより、後述の炎症評価値計算の処理において信号の変換を行う必要がない。そのため、炎症評価値計算の処理負荷を抑えることが可能となる。

電子スコープ１００の接続部内には、ドライバ信号処理回路１１２が備えられている。ドライバ信号処理回路１１２には、白色光Ｌにより照射された生体組織の画素信号が固体撮像素子１０８よりフレーム周期で入力される。ドライバ信号処理回路１１２は、固体撮像素子１０８より入力される画素信号をプロセッサ２００の前段信号処理回路２２０に出力する。なお、以降の説明において「フレーム」は「フィールド」に置き替えてもよい。本実施形態において、フレーム周期、フィールド周期はそれぞれ、１／３０秒、１／６０秒である。

ドライバ信号処理回路１１２はまた、メモリ１１４にアクセスして電子スコープ１００の固有情報を読み出す。メモリ１１４に記録される電子スコープ１００の固有情報には、例えば、固体撮像素子１０８の画素数や感度、動作可能なフレームレート、型番等が含まれる。ドライバ信号処理回路１１２は、メモリ１１４より読み出された固有情報をシステムコントローラ２０２に出力する。

システムコントローラ２０２は、電子スコープ１００の固有情報に基づいて各種演算を行い、制御信号を生成する。システムコントローラ２０２は、生成された制御信号を用いて、プロセッサ２００に接続されている電子スコープに適した処理がなされるようにプロセッサ２００内の各種回路の動作やタイミングを制御する。

タイミングコントローラ２０４は、システムコントローラ２０２によるタイミング制御に従って、ドライバ信号処理回路１１２にクロックパルスを供給する。ドライバ信号処理回路１１２は、タイミングコントローラ２０４から供給されるクロックパルスに従って、固体撮像素子１０８をプロセッサ２００側で処理される映像のフレームレートに同期したタイミングで駆動制御する。

［通常モード時の動作］
通常モード時のプロセッサ２００での信号処理動作を説明する。

前段信号処理回路２２０は、ドライバ信号処理回路１１２よりフレーム周期で入力されるＲ、Ｇ、Ｂの各画素信号に対してデモザイク処理を施す。具体的には、Ｒの各画素信号についてＧ、Ｂの周辺画素による補間処理が施され、Ｇの各画素信号についてＲ、Ｂの周辺画素による補間処理が施され、Ｂの各画素信号についてＲ、Ｇの周辺画素による補間処理が施される。これにより、１つの色成分の情報しか持たなかった画素信号が全て、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの色成分の情報を持つ画素データに変換される。なお、本実施形態において、デモザイキング後の画素データは、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの色成分について８ｂｉｔ（０〜２５５）の情報を持つ。

前段信号処理回路２２０は、デモザイク処理後の画素データにマトリックス演算、ホワイトバランス調整処理、ガンマ補正処理等の所定の信号処理を施して特殊画像処理回路２３０に出力する。

特殊画像処理回路２３０は、前段信号処理回路２２０より入力される画素データを後段信号処理回路２４０へスルー出力する。

後段信号処理回路２４０は、特殊画像処理回路２３０より入力される画素データに所定の信号処理を施してモニタ表示用の画面データを生成し、生成されたモニタ表示用の画面データを所定のビデオフォーマット信号に変換する。変換されたビデオフォーマット信号は、モニタ３００に出力される。これにより、生体組織のカラー画像がモニタ３００の表示画面に表示される。

［特殊モード時の動作］
次に、特殊モード時のプロセッサ２００での信号処理動作を説明する。

前段信号処理回路２２０は、ドライバ信号処理回路１１２よりフレーム周期で入力される画素信号に対してデモザイク処理、マトリックス演算、ホワイトバランス調整処理、ガンマ補正処理等の所定の信号処理を施して特殊画像処理回路２３０に出力する。

［特殊画像生成処理］
図２は、特殊画像処理回路２３０による特殊画像生成処理のフローチャートを示す。図２の特殊画像生成処理は、電子内視鏡システム１の動作モードが特殊モードに切り替えられた時点で開始される。

［図２のＳ１１（現フレームの画素データの入力）］
本処理ステップＳ１１では、前段信号処理回路２２０より現フレームの各画素の画素データが入力される。

［図２のＳ１２（注目画素の選択）］
本処理ステップＳ１２では、全ての画素の中から所定の順序に従い一つの注目画素が選択される。

［図２のＳ１３（炎症強度の計算）］
本処理ステップＳ１３では、処理ステップＳ１２（注目画素の選択）にて選択された注目画素について対象疾患の炎症強度が計算される。図３〜図５に、炎症強度の計算処理の説明を補助する図を示す。

図３に、互いに直交するＲ軸とＧ軸とによって定義されるＲＧ平面（より詳細には、Ｒ軸、Ｇ軸の二軸によって規定されるＲＧ平面内の区画）を示す。なお、Ｒ軸は、Ｒ成分（Ｒの画素値）の軸であり、Ｇ軸は、Ｇ成分（Ｇの画素値）の軸である。本処理ステップＳ１３では、ＲＧＢ３原色で定義されるＲＧＢ空間の注目画素データ（三次元データ）がＲＧの二次元データに変換されて、図３に示されるように、Ｒ、Ｇの画素値に応じてＲＧ平面内にプロットされる。以下、説明の便宜上、ＲＧ平面内（及び後述の〔Ｒ−粘膜〕平面）にプロットされた注目画素データの点を「注目画素対応点」と記す。

このように、本処理ステップＳ１３では、ＲＧＢ空間の注目画素データ（三次元データ）がＲＧ平面に正射影され、該注目画素データに対応するＲＧＢ空間内の点からＲＧ平面に下された垂線の足が注目画素対応点（二次元データ）となる。

撮影対象となる患者の体腔内は、ヘモグロビン色素等の影響によりＲ成分が他の成分（Ｇ成分及びＢ成分）に対して支配的であり、典型的には、炎症が強いほど赤味（すなわちＲ成分）が強くなる。そのため、注目画素のＲ軸の値は、基本的には、炎症の強さに比例するものと考えられる。しかし、体腔内の撮影画像は、明るさに影響する撮影条件（例えば白色光Ｌの当たり具合）に応じて色味が変化する。例示的には、白色光Ｌの届かない陰影部分は黒（無彩色）となり、白色光Ｌが強く当たって正反射する部分は白（無彩色）となる。すなわち、白色光Ｌの当たり具合によっては、注目画素のＲ軸の値が炎症の強さと相関の無い値を取ることもある。従って、Ｒ成分だけで炎症の強さを精確に評価することは難しい。

一般に、炎症が起こっていない体腔内の正常部位は十分な粘膜で覆われている。これに対し、炎症が起こっている体腔内の異常部位は十分な粘膜で覆われていない。病変部等の異常部位では炎症が強いほど粘膜が薄くなる。粘膜は、基本的には白基調ではあるが、色味としては若干黄味がかっており、その濃淡（粘膜の厚み）によって画像上に写る色味（黄色の色味）が変化する。従って、粘膜の濃淡も炎症の強さを評価する指標の一つになるものと考えられる。

そこで、本処理ステップＳ１３では、図３に示されるように、ＲＧ平面内においてＲ軸とＧ軸との交点（原点）を通り且つＲ軸、Ｇ軸の何れの軸に対しても非平行な軸が設定される。かかる軸は、体腔内の粘膜のサンプル画像を多数解析することによって求められた軸（以下、説明の便宜上「粘膜変化軸（又は基準軸ＡＸ）」と記す。）であり、粘膜の濃淡（粘膜の色味）と相関の高い軸である。粘膜変化軸の設定データは、例えばメモリ２２２等の記憶媒体に記憶されている。粘膜変化軸は、Ｒ成分とＧ成分とが混ざった色成分、すなわち、黄成分が支配的な色味の変化軸であり、原点（０，０）と終点（２５５，１９２）とを結ぶ軸となっている。なお、本処理ステップＳ１３にて実行される画素データをＲＧ平面内に配置する動作は、配置手段により行われる。また、ＲＧ平面内に基準軸ＡＸを設定する動作は、軸設定手段により行われる。

次いで、図４に示されるように、Ｒ軸と粘膜変化軸とが直交する平面（以下、説明の便宜上、「〔Ｒ−粘膜〕平面」と記す。）が定義され、ＲＧ平面にプロットされた注目画素データ（注目画素対応点）が〔Ｒ−粘膜〕平面に射影変換（正射影変換）される。なお、〔Ｒ−粘膜〕平面に射影変換された画素対応点のＲ軸の値は、本発明者が体腔内の粘膜のサンプル画像を多数解析した結果、最大でも１２８に達しない程度であることが判っている。そこで、〔Ｒ−粘膜〕平面では、計算処理負荷を軽減させるため、Ｒ軸が７ｂｉｔに圧縮されている。また、粘膜変化軸は８ｂｉｔである。なお、本処理ステップＳ１３にて実行される画素データをＲＧ平面内に配置する動作は、配置手段により行われる。また、ＲＧ平面内に粘膜変化軸（基準軸ＡＸ）を設定する動作は、軸設定手段により行われる。また、画素データを〔Ｒ−粘膜〕平面に射影変換する動作は、変換手段により行われる。

次いで、炎症が強いほど値が高くなる２つの係数（ヘモグロビン係数及び粘膜係数）が注目画素対応点に適用され、適用されたヘモグロビン係数と粘膜係数とが乗算される。

ヘモグロビン係数は、Ｒ軸の値に比例して高くなる係数であり、炎症の強さと相関する。本実施形態では、ヘモグロビン係数は、Ｒ軸の値と一致する。例示的には、注目画素対応点のＲ軸の値が１０である場合は、該注目画素対応点にヘモグロビン係数として「１０」が適用され、注目画素対応点のＲ軸の値が２５０である場合は、該注目画素対応点にヘモグロビン係数として「２５０」が適用される。

粘膜係数は、粘膜変化軸の値が高くなるほど低くなる係数であり、本実施形態では、値２５５から粘膜変化軸の値を減算したものである。別の観点では、粘膜係数は、粘膜変化軸の値が低いほど高くなる係数であり、粘膜が薄くなるほど（炎症が強いほど）高くなる。例示的には、注目画素対応点の粘膜変化軸の値が１０である場合は、該注目画素対応点に粘膜係数として「２４５（＝２５５−１０）」が適用され、注目画素対応点のＲ軸の値が２５０である場合は、該注目画素対応点に粘膜係数として「５（＝２５５−２５０）」が適用される。

ヘモグロビン係数と粘膜係数との乗算値は、ヘモグロビン係数の最大値である１２８で除算される。これにより、注目画素について、０〜２５５の範囲に収まる炎症強度が計算される。

このように、本処理ステップＳ１３では、炎症強度を計算するにあたり、除算がビットシフト演算で可能なものしか存在しない。そのため、浮動小数点演算が不要であり、炎症強度の計算の処理負荷が少ない。

図５は、本処理ステップＳ１３にて計算される炎症強度と体腔内の撮影画像の明るさとの関係を説明する図である。

炎症強度は、図５中、矢印Ａが指す方向に位置する画素対応点の画素ほど高くなる。別の言い方をすると、炎症強度は、図５中、ヘモグロビン係数、粘膜係数が何れも低い左上の領域に位置する画素対応点の画素ほど低く、ヘモグロビン係数、粘膜係数が何れも高い右下の領域に位置する画素対応点の画素ほど高くなる。

一方、体腔内の撮影画像の明るさが白色光Ｌの当たり具合によって変化すると、撮影画像の色味は、個人差、撮影箇所、炎症の状態等の影響があるものの、基本的には、各色成分で同じように変化するものと考えられる。この考えによれば、体腔内の撮影画像は、図５中、矢印Ｂが指す方向に位置する画素対応点の画素ほど明るくなる。別の言い方をすると、体腔内の撮影画像は、図５中、Ｒ軸、粘膜変化軸の何れの値も低い左下の領域に位置する画素対応点の画素ほど暗くなり、Ｒ軸、粘膜変化軸の何れの値も高い右上の領域に位置する画素対応点の画素ほど明るくなる。

図５に示されるように、〔Ｒ−粘膜〕平面において、炎症強度の変化と相関の高い方向（矢印Ａ方向）は、撮影画像の明るさの変化と相関の高い方向（矢印Ｂ方向）と略直交する。このことから、本処理ステップＳ１３にて計算される炎症強度は、撮影画像の明るさの変化に実質的に影響を受けにくい値であることが判る。

［図２のＳ１４（カラーマップ画像上での表示色の決定）］
本実施形態では、炎症強度に応じた表示色で撮影画像をモザイク化したカラーマップ画像を表示することができる。カラーマップ画像を表示可能とするため、炎症強度の値と所定の表示色とを対応付けたテーブルがメモリ２２２等の記憶領域に記憶されている。本テーブルでは、例えば、値５刻みで異なる表示色が対応付けられている。例示的には、炎症強度の値が０〜５の範囲では黄色が対応付けられており、該値が５増える毎に色相環での色の並び順に従って異なる表示色が対応付けられており、該値が２５０〜２５５の範囲では赤色が対応付けられている。

本処理ステップＳ１４では、処理ステップＳ１２（注目画素の選択）にて選択された注目画素の、カラーマップ画像上での表示色が、上記テーブルに基づき、処理ステップＳ１３（炎症強度の計算）にて計算された注目画素の炎症強度の値に応じた色に決定される。

［図２のＳ１５（全画素に対する処理の実行完了判定）］
本処理ステップＳ１５では、現フレームの全ての画素に対して処理ステップＳ１２〜Ｓ１４が実行されたか否かが判定される。

処理ステップＳ１２〜Ｓ１４が未実行の画素が残っている場合（Ｓ１５：ＮＯ）、図２の特殊画像生成処理は、次の注目画素に対して処理ステップＳ１２〜Ｓ１４を実行するため、処理ステップＳ１２（注目画素の選択）に戻る。

［図２のＳ１６（炎症評価値の計算）］
本処理ステップＳ１６は、処理ステップＳ１５（全画素に対する処理の実行完了判定）において、現フレームの全ての画素に対して処理ステップＳ１２〜Ｓ１４が実行されたと判定された場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）に実行される。本処理ステップＳ１６では、現フレームの全ての画素の炎症強度を平均化した平均値が撮影画像全体の炎症評価値として計算され、計算された炎症評価値の表示データ（表示データ例：Ｓｃｏｒｅ：○○）が生成される。なお、本処理ステップＳ１６にて実行されるカラー画像に対する所定の評価値としての炎症評価値を計算する動作は、評価値計算手段により行われる。

［図２のＳ１７（オーバレイ処理）］
本処理ステップＳ１７では、前段信号処理回路２２０より入力される画素データ（すなわち、ＲＧＢの３つの色成分を持つ画素データ）に基づく通常画像と、処理ステップＳ１４（カラーマップ画像上での表示色の決定）にて所定の表示色に決定された画素データに基づくカラーマップ画像とをオーバレイさせる割合を係数として、前者の画素データ（通常の画素データ）と後者の画素データ（カラーマップ用の画素データ）とが加算される。係数の設定は、ユーザ操作により適宜設定変更することが可能である。通常画像の方を濃く表示したい場合は、通常の画素データの係数が高く設定され、カラーマップ画像の方を濃く表示したい場合は、カラーマップ用の画素データの係数が高く設定される。

［図２のＳ１８（終了判定）］
本処理ステップＳ１８では、電子内視鏡システム１の動作モードが特殊モードとは別のモードに切り替えられたか否かが判定される。別のモードに切り替えられていないと判定される場合（Ｓ１８：ＮＯ）、図２の特殊画像生成処理は、処理ステップＳ１１（現フレームの画素データの入力）に戻る。一方、別のモードに切り替えられたと判定される場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、図２の特殊画像生成処理は終了する。

［画面表示例］
後段信号処理回路２４０は、図２の処理ステップＳ１７（オーバレイ処理）にて加算処理された画素データに基づいて通常画像とカラーマップ画像とのオーバレイ画像の表示データを生成すると共にモニタ３００の表示画面の周辺領域（画像表示領域の周囲）をマスクするマスキング処理を行い、更に、マスキング処理により生成されるマスク領域に炎症評価値を重畳した、モニタ表示用の画面データを生成する。後段信号処理回路２４０は、生成されたモニタ表示用の画面データを所定のビデオフォーマット信号に変換して、モニタ３００に出力する。

図６に、特殊モード時の画面表示例を示す。図６に例示されるように、モニタ３００の表示画面には、その中央領域に体腔内の撮影画像（通常画像とカラーマップ画像とがオーバレイ表示されたオーバレイ画像）が表示されると共に画像表示領域の周囲がマスキングされた画面が表示される。また、マスク領域には炎症評価値（スコア）が表示される。

このように、本実施形態によれば、トーン強調処理等の非線形な計算処理や複雑な色空間変換処理等を行うことなく単純な計算処理を行うだけで、炎症評価値（ここでは撮影部位のヘモグロビン色素の増減に相関のある値）が求まる。すなわち、炎症評価値の計算に必要なハードウェアリソースが大幅に抑えられる。また、体腔内の撮影画像の明るさに影響する撮影条件（例えば照射光の当たり具合等）によって炎症評価値が実質的に変動しないため、術者は、炎症についてより客観的で正確な判断を下すことが可能となる。

また、本実施形態に係る電子内視鏡システムは、当技術分野における次のような効果及び課題の解決をもたらすものである。

第１に、本実施形態に係る電子内視鏡システムは、炎症性疾患を早期に発見するための診断補助となるということである。

第２に、本実施形態の構成によれば、視認し難い軽度炎症を術者が発見できるように、炎症程度を画面表示する、又は、炎症が生じている領域の画像を強調することができる。特に、軽度炎症は正常部との判別が難しいため、軽度炎症の評価に関して本実施形態の構成によりもたらされる効果が顕著となる。

第３に、本実施形態の構成によれば、炎症度の評価として客観的な評価値を術者に提供することができるため、術者間の診断差を低減することができる。特に、経験の浅い術者に対して本実施形態の構成による客観的な評価値を提供できるメリットは大きい。

第４に、本実施形態の構成によれば、画像処理の負荷が軽減されることにより、炎症部を画像としてリアルタイムに表示することができる。そのため、診断精度を向上させることができる。

第５に、本実施形態の構成によれば、上述した背景技術と比較して評価値計算の処理負荷が軽減されるため、遅滞なくカラーマップ画像（炎症度を示した画像）と通常画像とを並べて、又は、合成して表示することができる。そのため、検査時間の延長を伴うことなくカラーマップ画像を表示することが可能となり、ひいては、患者負担が増すことを回避することが可能となる。

本実施形態における観察の対象部位は、例えば、呼吸器等、消化器等である。呼吸器等は、例えば、肺、耳鼻咽喉である。消化器等は、例えば、大腸、小腸、胃、十二指腸、子宮等である。本実施形態に係る電子内視鏡システムは、観察対象が大腸である場合に効果がより顕著になると考えられる。これは、具体的には、次のような理由による。

大腸には炎症を基準として評価できる病があり、炎症している箇所を発見するメリットが他の器官と比較して大きいということである。特に、潰瘍性大腸炎に代表される炎症性腸疾患（ＩＢＤ）の指標として、本実施形態による炎症評価値は有効である。潰瘍性大腸炎は治療法が確立されていないため、本実施形態の構成の電子内視鏡システムの使用により早期に発見して進行を抑える効果は非常に大きい。

大腸は、胃等と比較して細長い器官であり、得られる画像は奥行きがあり、奥ほど暗くなる。本実施形態の構成によれば、画像内の明るさの変化に起因する評価値の変動を抑えることができる。従って、本実施形態に係る電子内視鏡システムを大腸の観察に適用すると、本実施形態による効果が顕著となる。すなわち、本実施形態に係る電子内視鏡システムは、呼吸器用電子内視鏡システム又は消化器用電子内視鏡システムであることが好ましく、大腸用電子内視鏡システムであることがより好ましい。

また、軽度の炎症は一般に診断が難しいが、本実施形態の構成によれば、例えば、炎症度を評価した結果を画面に表示することで、術者が軽度炎症を見逃すことを回避することができる。特に、軽度の炎症に関しては、その判断基準は明瞭なものではないため、術者間の個人差を大きくする要因となっている。この点に関しても、本実施形態の構成によれば、客観的な評価値を術者に提供できるため、個人差による診断のばらつきを低減することができる。

なお、本実施形態の上記構成は、炎症度のみでなく、ガン、ポリープその他の色変化を伴う各種病変の評価値の算出に適用することができ、それらの場合においても、上述と同様の有利な効果をもたらすことができる。つまり、本実施形態の評価値は、色変化を伴う病変の評価値であることが好ましく、炎症度、ガン、ポリープの少なくとも何れかの評価値を含む。

以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本願の実施形態に含まれる。

上記の実施形態では、各画素に含まれるＲ成分とＧ成分（ＲＧの二次元色空間）を用いて炎症評価値が計算されているが、別の実施形態では、ＲＧの二次元色空間に代えて、ＲＢ等の他の二次元色空間やＨＳＩ、ＨＳＶ、Ｌａｂ等の三次元色空間を用いることにより、該色空間に対応する、上記の実施形態とは別の対象疾患に関する評価値を計算することもできる。

上記の実施形態では、Ｒ、Ｇ、Ｂの原色成分を使用し炎症等の評価値が算出されているが、本発明による評価値算出のための構成は、Ｒ、Ｇ、Ｂの原色成分の使用に限定されるものではない。Ｒ、Ｇ、Ｂ原色成分の使用に代えて、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｇ（シアン、マゼンタ、イエロー、グリーン）の補色系の成分を使用し、上記の実施形態と同様な手法によって炎症等の評価値を算出してもよい。

上記の実施形態では、ランプ電源イグナイタ２０６、ランプ２０８、集光レンズ２１０、絞り２１２、モータ２１４等を含む光源部が、プロセッサと一体に設けられているが、光源部はプロセッサとは別体の装置として設けられていてもよい。

上記の実施形態において説明した通り、固体撮像素子１０８としてＣＣＤイメージセンサに代え、ＣＭＯＳイメージセンサが用いられてもよい。ＣＭＯＳイメージセンサは、一般に、ＣＣＤイメージセンサと比較して画像が全体的に暗くなる傾向にある。従って、上記の実施形態の構成による、画像の明るさによる評価値の変動を抑えることができるという有利な効果は、固体撮像素子としてＣＭＯＳイメージセンサが用いられ状況においてより顕著に表れる。

診断を精度よく行うためには高精細な画像を得ることが好ましい。従って、診断の精度をより向上させる観点では、画像の解像度は、１００万画素以上であることが好ましく、２００万画素であることがより好ましく、８００万画素以上であることが更に好ましい。画像の解像度が高くなるほど全画素について上述の評価値計算を行うための処理負荷が重くなる。しかし、上記の実施形態の構成によれば、評価値計算の処理負荷を抑えることができるため、高精細な画像を処理する状況において本実施形態の構成による有利な効果が顕著に表れる。

上記の実施形態における特殊画像生成処理では、画像中の全ての画素を処理の対象としているが、例えば、極めて高輝度の画素及び極めて低輝度の画素等は、処理の対象から除外してもよい。具体的には、例えば、予め定められた基準輝度範囲の輝度をもつと判定された画素のみを評価値算出の対象とすることによって評価値の精度を向上させることができる。

上記の実施形態の説明において述べた通り、電子内視鏡システム１に使用される光源としては、様々なタイプの光源を用いることができる。他方、電子内視鏡システム１の観察目的等に依存して、光源のタイプを限定的なものとする形態もあり得る（例えば、光源のタイプとしてレーザを除く等）。

また、評価値算出のために使用する色成分に関しては、色相と彩度を使用して評価値を算出することを除外する形態もあり得る。

図７に、別の一実施形態に係る特殊画像処理回路２３０による特殊画像生成処理のフローチャートを示す。図７の特殊画像生成処理は、例えば、電子内視鏡システム１の動作モードが特殊モードに設定されており、且つ電子スコープ１００のフリーズボタンが押された時点（静止画のキャプチャ操作が行われた時点）で開始される。なお、上記の実施形態と共通する内容については適宜省略又は簡略して説明する。

［図７のＳ２１１（現フレームの画素データの入力）］
本処理ステップＳ２１１では、前段信号処理回路２２０より現フレーム（キャプチャ操作時）の各画素の画素データが入力される。

［図７のＳ２１２（基準軸ＡＸの設定）］
本処理ステップＳ２１２では、対象疾患の炎症強度の計算に用いられる基準軸ＡＸが設定される。図８に、基準軸ＡＸの設定方法の説明を補助する図であって、互いに直交するＲ軸とＧ軸とによって定義されるＲＧ平面（より詳細には、Ｒ軸、Ｇ軸の二軸によって規定されるＲＧ平面内の区画）を示す。

本処理ステップＳ２１２では、ＲＧＢ３原色で定義されるＲＧＢ空間の各画素の画素データ（三次元データ）がＲＧの二次元データに変換されて、図８に示されるように、Ｒ、Ｇの画素値に応じてＲＧ平面内にプロットされる。このように、本処理ステップＳ２１２では、ＲＧＢ空間の注目画素データ（三次元データ）がＲＧ平面に正射影され、該注目画素データに対応するＲＧＢ空間内の点からＲＧ平面に下された垂線の足が注目画素対応点（二次元データ）となる。

本処理ステップＳ２１２では、図８に示されるように、ＲＧ平面内においてＲ軸とＧ軸との交点（原点）を通り且つＲ軸、Ｇ軸の何れの軸に対しても非平行な基準軸ＡＸが設定される。具体的には、始点が互いに同一（何れの始点も原点（０，０））であるＧ軸の終点からＲ軸の終点に向けて結ばれる線分上に位置する画素対応点の中でＧ軸の終点に最も近いもの（図８の例では、符合αが付された画素対応点）が検出される。次いで、検出された画素対応点αとＲ軸及びＧ軸の始点（すなわち原点（０，０））とを結ぶ軸が基準軸ＡＸとして設定される。

基準軸ＡＸは、Ｒ成分とＧ成分とが混ざった色成分、すなわち、黄成分が支配的な色味の変化軸であり、粘膜の濃淡（粘膜の色味）と相関が高い。本発明者が体腔内のサンプル画像を多数解析した結果、図８に例示されるように、ＲＧ平面内において、Ｇ軸の終点からＲ軸の終点に向けて結ばれる線分上に位置する画素対応点の中でＧ軸の終点に最も近い画素対応点αとＲ軸及びＧ軸の始点とを結ぶと、それ（基準軸ＡＸ（又は粘膜変化軸））を境に画素対応点が分布する領域と画素対応点が分布しない領域とが現れることが判っている。

補足すると、ＲＧ平面内の画素対応点は、血液と粘膜を示す軸に挟まれた領域内に分布すると考えられる。そのため、画素対応点が分布する領域と画素対応点が分布しない領域との境界線が粘膜を示す軸（粘膜変化軸）に相当する。符号αの点がその境界線上に位置する点であることから、符合αの点と原点とを結ぶ基準軸ＡＸが粘膜変化軸として定義される。

附言するに、画素対応点が分布する領域は、対象疾患の撮影時に写り得る色味を示すＲＧ平面内の領域である。また、画素対応点が分布しない領域は、対象疾患の撮影時に写り得ない色味を示すＲＧ平面内の領域である。

このように、本実施形態では、図７に示される特殊画像生成処理の実行の過程で、実際の体腔内の撮影画像を利用してキャリブレーション（電子スコープ１００の機種差や経年変化等によって変化し得る基準軸ＡＸの設定）が自動的に実行される。よって、キャリブレーションのために従来必要とされていた専用治具や手間の掛かる作業が不要となる。

［図７のＳ２１３（注目画素の選択）］
本処理ステップＳ２１３では、全ての画素の中から所定の順序に従い一つの注目画素が選択される。

［図７のＳ２１４（炎症強度の計算）］
本処理ステップＳ２１４では、図４及び図５を用いて説明したように、処理ステップＳ２１３（注目画素の選択）にて選択された注目画素について炎症強度が計算される。

［図７のＳ２１５（カラーマップ画像上での表示色の決定）］
本処理ステップＳ２１５では、処理ステップＳ２１３（注目画素の選択）にて選択された注目画素の、カラーマップ画像上での表示色が、炎症強度の値と所定の表示色とを対応付けたテーブルに基づき、処理ステップＳ２１４（炎症強度の計算）にて計算された注目画素の炎症強度の値に応じた色に決定される。

［図７のＳ２１６（全画素に対する処理の実行完了判定）］
本処理ステップＳ２１６では、現フレームの全ての画素に対して処理ステップＳ２１３〜Ｓ２１５が実行されたか否かが判定される。

処理ステップＳ２１３〜Ｓ２１５が未実行の画素が残っている場合（Ｓ２１６：ＮＯ）、図７の特殊画像生成処理は、次の注目画素に対して処理ステップＳ２１３〜Ｓ２１５を実行するため、処理ステップＳ２１３（注目画素の選択）に戻る。

［図７のＳ２１７（炎症評価値の計算）］
本処理ステップＳ２１７は、処理ステップＳ２１６（全画素に対する処理の実行完了判定）において、現フレームの全ての画素に対して処理ステップＳ２１３〜Ｓ２１５が実行されたと判定された場合（Ｓ２１６：ＹＥＳ）に実行される。本処理ステップＳ２１７では、現フレームの全ての画素の炎症強度を平均化した平均値が撮影画像全体の炎症評価値として計算され、計算された炎症評価値の表示データ（表示データ例：Ｓｃｏｒｅ：○○）が生成される。

［図７のＳ２１８（オーバレイ処理）］
本処理ステップＳ２１８では、前段信号処理回路２２０より入力される画素データ（すなわち、ＲＧＢの３つの色成分を持つ画素データ）に基づく通常画像と、処理ステップＳ２１５（カラーマップ画像上での表示色の決定）にて所定の表示色に決定された画素データに基づくカラーマップ画像とをオーバレイさせる割合を係数として、前者の画素データ（通常の画素データ）と後者の画素データ（カラーマップ用の画素データ）とが加算される。

［図７のＳ２１９（終了判定）］
本処理ステップＳ２１９では、電子内視鏡システム１の動作モードが特殊モードとは別のモードに切り替えられたか否かが判定される。別のモードに切り替えられていないと判定される場合（Ｓ２１９：ＮＯ）、図７の特殊画像生成処理は、処理ステップＳ２１１（現フレームの画素データの入力）に戻る。一方、別のモードに切り替えられたと判定される場合（Ｓ２１９：ＹＥＳ）、図７の特殊画像生成処理は終了する。

図７に示される実施形態では、図７の処理ステップＳ２１２（基準軸ＡＸの設定）にて、画素対応点αと原点（０，０）とを結ぶ軸が基準軸ＡＸ（粘膜変化軸）として設定されているが、基準軸ＡＸの設定方法はこれに限らない。

図９に、図７の実施形態の変形例において実行される、基準軸ＡＸの設定処理のフローチャートを示す。また、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に、本変形例に係る設定処理の説明を補助する図を示す。本変形例に係る特殊画像生成処理は、図９に示される設定処理の実行によって基準軸ＡＸが設定される点以外、図７の実施形態に係る特殊画像生成処理と実質同じである。

［図９のＳ５１（画素対応点の配置）］
本処理ステップＳ５１では、現フレームの各画素対応点がＲＧ平面内に配置される。

［図９のＳ５２（基準軸ＡＸの初期設定）］
本処理ステップＳ５２では、図１０（ａ）に示されるように、ＲＧ平面に対して基準軸ＡＸが初期設定される。基準軸ＡＸの初期設定データは、例えばメモリ２２２等の所定の記憶媒体に予め記憶されている。なお、以降においては、基準軸ＡＸとＲ軸とがなす角度をθと記す。

［図９のＳ５３（注目画素の選択）］
本処理ステップＳ５３では、全ての画素の中から所定の順序に従い一つの注目画素（注目画素対応点）が選択される。

［図９のＳ５４（位置の判定）］
本変形例では、図２のＳ１４（炎症強度の計算）にて、基準軸ＡＸとＲ軸との間の領域（第一の領域）に位置する注目画素対応点が炎症強度の計算に用いられ、基準軸ＡＸとＧ軸との間の領域（第二の領域）に位置する注目画素対応点が炎症強度の計算に用いられない。本処理ステップＳ５４では、処理ステップＳ５３（注目画素の選択）にて選択された注目画素対応点が第二の領域に位置するか否かが判定される。

［図９のＳ５５（カウント処理）］
本処理ステップＳ５５は、処理ステップＳ５４（位置の判定）にて注目画素対応点が第二の領域に位置すると判定された場合（Ｓ５４：ＹＥＳ）に実行される。本処理ステップＳ５５では、特殊画像処理回路２３０内のカウンタのカウント値Ｃが１インクリメントされる。なお、カウント値Ｃは、例えば、図９に示される設定処理の実行が開始された時点で一旦ゼロにリセットされている。

［図９のＳ５６（全画素に対する処理の実行完了判定）］
本処理ステップＳ５６では、処理ステップＳ５１（画素対応点の配置）にて配置された全ての画素対応点に対して処理ステップＳ５３〜Ｓ５４が実行されたか否かが判定される。

処理ステップＳ５３〜Ｓ５４が未実行の画素対応点が残っている場合（Ｓ５６：ＮＯ）、図９に示される設定処理は、次の注目画素対応点に対して処理を実行すべく、処理ステップＳ５３（注目画素の選択）に戻る。

［図９のＳ５７（カウント値Ｃの判定）］
本処理ステップＳ５７は、処理ステップＳ５６（全画素に対する処理の実行完了判定）にて全ての画素対応点に対して処理ステップＳ５３〜Ｓ５４が実行されたと判定された場合（Ｓ５６：ＹＥＳ）に実行される。本処理ステップＳ５７では、カウント値Ｃが所定の上限閾値よりも大きいか否かが判定される。

［図９のＳ５８（角度θの増加）］
本処理ステップＳ５８は、処理ステップＳ５７（カウント値Ｃの判定）にてカウント値Ｃが所定の上限閾値よりも大きいと判定された場合（Ｓ５７：ＹＥＳ）に実行される。この場合、第二の領域に位置する注目画素対応点（言い換えると、炎症強度の計算に用いられない注目画素）が多すぎて、炎症評価値を高い精度で計算することが難しくなる。そこで、本処理ステップＳ５８では、第二の領域に位置する注目画素対応点を適正数に減らすべく、図１０（ｂ）に示されるように、角度θが増加される。

なお、角度θの増加量は固定値であってもよく、また、カウント値Ｃの大きさに応じて適宜設定されてもよい。後者の場合、例えばカウント値Ｃが大きいほど角度θの増加量が大きく設定される。

本処理ステップＳ５８の実行後、カウント値Ｃがゼロにリセットされると共に、図９に示される設定処理が処理ステップＳ５３（注目画素の選択）に戻る。そして、角度θの増加後の基準軸ＡＸに関し、処理ステップＳ５３〜Ｓ５６が実行され（すなわち、角度θの増加後の第二の領域に位置する注目画素対応点の数がカウントされ）、処理ステップＳ５７（カウント値Ｃの判定）が実行される。処理ステップＳ５３〜Ｓ５８は、カウント値Ｃが所定の上限閾値以下になるまでループする。

［図９のＳ５９（カウント値Ｃの判定）］
本処理ステップＳ５９は、処理ステップＳ５７（カウント値Ｃの判定）にてカウント値Ｃが所定の上限閾値以下と判定された場合（Ｓ５７：ＮＯ）に実行される。本処理ステップＳ５９では、カウント値Ｃが所定の下限閾値よりも小さいか否かが判定される。

［図９のＳ６０（角度θの減少）］
本処理ステップＳ６０は、処理ステップＳ５９（カウント値Ｃの判定）にてカウント値Ｃが所定の下限閾値よりも小さいと判定された場合（Ｓ５９：ＹＥＳ）に実行される。この場合、第二の領域に位置する注目画素対応点（言い換えると、炎症強度の計算に用いられない注目画素）が少なすぎて、基準軸ＡＸを適正に設定できていない（例えば、注目画素対応点が密に分布している領域から大きく外れたところに基準軸ＡＸが位置するなど）虞がある。そこで、本処理ステップＳ６０では、第二の領域に位置する注目画素対応点を適正数に増やすべく、図１０（ｃ）に示されるように、角度θが減少される。

なお、角度θの減少量は固定値であってもよく、また、カウント値Ｃの大きさに応じて適宜設定されてもよい。後者の場合、例えばカウント値Ｃが小さいほど角度θの減少量が大きく設定される。

本処理ステップＳ６０の実行後、カウント値Ｃがゼロにリセットされると共に、図９に示される設定処理が処理ステップＳ５３（注目画素の選択）に戻る。そして、角度θの減少後の基準軸ＡＸに関し、処理ステップＳ５３〜Ｓ５６が実行され（すなわち、角度θの減少後の第二の領域に位置する注目画素対応点の数がカウントされ）、処理ステップＳ５７（カウント値Ｃの判定）の実行後に、処理ステップＳ５９（カウント値Ｃの判定）が実行される。処理ステップＳ５３〜Ｓ６０は、カウント値Ｃが所定の下限閾値以上になるまでループする。

角度θの増加・減少が繰り返されることにより、第二の領域に位置する注目画素対応点の数が適正範囲（下限閾値から上限閾値の間）に収まる（Ｓ６０：ＮＯ）。これにより、精度の高いキャリブレーション（電子スコープ１００の機種差や経年変化等によって変化し得る基準軸ＡＸの設定）が達成される。

図２や図７、図９に示される特殊画像生成処理では、キャプチャ画像に対して炎症評価値が計算されているが、別の一実施形態では、動画像に対して（すなわち、複数フレームに亘って）炎症評価値が計算されてもよい。

図１１に、別の一実施形態に係る炎症評価値の計算処理のフローチャートを示す。図１１に示される炎症評価値計算処理は、例えば、電子内視鏡システム１の動作モードが特殊モードに設定された時点で開始される。なお、別の一実施形態については、以降に記載されているように、炎症評価値のみがモニタ３００の表示画面に表示される内容に留めているが、別の一実施形態においても、図２や図７、図９に示される特殊画像生成処理と同様に、炎症評価値がオーバレイ画像等の内視鏡画像と共にモニタ３００の表示画面に表示されてもよい。

［図１１のＳ１１１（基準軸ＡＸの初期設定）］
本処理ステップＳ１１１では、メモリ２２２等に記憶された初期設定データを用いて、ＲＧ平面に対して基準軸ＡＸが初期設定される。

［図１１のＳ１１２（現フレームの画素データの入力）］
本処理ステップＳ１１２では、前段信号処理回路２２０より現フレームの各画素の画素データが入力される。

［図１１のＳ１１３（画素対応点の配置）］
本処理ステップＳ１１３では、現フレームの各画素対応点がＲＧ平面内に配置される。

［図１１のＳ１１４（注目画素の選択）］
本処理ステップＳ１１４では、全ての画素の中から所定の順序に従い一つの注目画素（注目画素対応点）が選択される。

［図１１のＳ１１５（位置の判定）］
本処理ステップＳ１１５では、処理ステップＳ１１４（注目画素の選択）にて選択された注目画素対応点が第二の領域に位置するか否かが判定される。

［図１１のＳ１１６（カウント処理）］
本処理ステップＳ１１６は、処理ステップＳ１１５（位置の判定）にて注目画素対応点が第二の領域に位置すると判定された場合（Ｓ１１５：ＹＥＳ）に実行される。本処理ステップＳ１１６では、カウント値Ｃが１インクリメントされる。なお、カウント値Ｃは、例えば、フレーム毎（例えば対象フレームについて処理ステップＳ１１２（現フレームの画素データの入力）が実行される毎）にゼロにリセットされている。

［図１１のＳ１１７（炎症強度の計算）］
本処理ステップＳ１１７は、処理ステップＳ１１５（位置の判定）にて注目画素対応点が第二の領域に位置しない（言い換えると、第一の領域に位置する）と判定された場合（Ｓ１１５：ＮＯ）に実行される。本処理ステップＳ１１７では、処理ステップＳ１１４（注目画素の選択）にて選択された注目画素について炎症強度が計算される。

［図１１のＳ１１８（全画素に対する処理の実行完了判定）］
本処理ステップＳ１１８では、現フレームの全ての画素に対して処理ステップＳ１１４〜Ｓ１１５が実行されたか否かが判定される。

処理ステップＳ１１４〜Ｓ１１５が未実行の画素が残っている場合（Ｓ１１８：ＮＯ）、図１１の炎症評価値計算処理は、次の注目画素に対して処理ステップＳ１１４〜Ｓ１１５を実行するため、処理ステップＳ１１４（注目画素の選択）に戻る。

［図１１のＳ１１９（炎症評価値の計算）］
本処理ステップＳ１１９は、処理ステップＳ１１８（全画素に対する処理の実行完了判定）において、現フレームの全ての画素に対して処理ステップＳ１１４〜Ｓ１１５が実行されたと判定された場合（Ｓ１１８：ＹＥＳ）に実行される。本処理ステップＳ１１９では、処理ステップＳ１１７（炎症強度の計算）にて計算された各画素（言い換えると、第一の領域に位置する画素のみ）の炎症強度を平均化した平均値が撮影画像全体の炎症評価値として計算され、モニタ３００の表示画面に表示される。

［図１１のＳ１２０（カウント値Ｃの判定）］
本処理ステップＳ１２０では、カウント値Ｃが所定の上限閾値よりも大きいか否かが判定される。

［図１１のＳ１２１（角度θの増加）］
本処理ステップＳ１２１は、処理ステップＳ１２０（カウント値Ｃの判定）にてカウント値Ｃが所定の上限閾値よりも大きいと判定された場合（Ｓ１２０：ＹＥＳ）に実行される。この場合、第二の領域に位置する注目画素対応点が多すぎて、炎症評価値を高い精度で計算することが難しくなる。そこで、本処理ステップＳ１２０では、第二の領域に位置する注目画素対応点を適正数に減らすべく、角度θが増加される。

［図１１のＳ１２２（カウント値Ｃの判定）］
本処理ステップＳ１２２は、処理ステップＳ１２０（カウント値Ｃの判定）にてカウント値Ｃが所定の上限閾値以下と判定された場合（Ｓ１２０：ＮＯ）に実行される。本処理ステップＳ１２２では、カウント値Ｃが所定の下限閾値よりも小さいか否かが判定される。

［図１１のＳ１２３（角度θの減少）］
本処理ステップＳ１２３は、処理ステップＳ１２２（カウント値Ｃの判定）にてカウント値Ｃが所定の下限閾値よりも小さいと判定された場合（Ｓ１２２：ＹＥＳ）に実行される。この場合、第二の領域に位置する注目画素対応点が少なすぎて、基準軸ＡＸを適正に設定できていない虞がある。そこで、本処理ステップＳ１２３では、第二の領域に位置する注目画素対応点を適正数に増やすべく、角度θが減少される。

［図１１のＳ１２４（炎症評価値計算処理の終了判定）］
本処理ステップＳ１２４では、例えば術者によって特殊モードから通常モード等の他のモードに切り替えられたか否かが判定される。他のモードに切り替えられていない場合（Ｓ１２４：ＮＯ）、図１１の炎症評価値計算処理は、次のフレームについて炎症評価値の計算及び表示を行うため、処理ステップＳ１１２（現フレームの画素データの入力）に戻る。他のモードに切り替えられた場合（Ｓ１２４：ＹＥＳ）、図１１の炎症評価値計算処理は終了する。

別の一実施形態によれば、撮影条件や撮影領域が逐次変化する動画撮影時において、基準軸ＡＸが逐次調整される（すなわち、フレーム毎に再設定される。但し、第二の領域に位置する注目画素対応点の数が適正範囲（下限閾値から上限閾値の間）に収まっている時には基準軸ＡＸが維持される。）。そのため、撮影条件や撮影領域が逐次変化する状況下においても、炎症評価値が高い精度で逐次計算される。

Claims (16)

1. 複数の色成分を持つカラー画像を構成する各画素に対応する画素対応点を、該画素対応点の色成分に応じて、所定の色空間の原点と交差する第一の色平面内に配置する配置手段と、
   前記第一の色平面内に所定の基準軸を設定する軸設定手段と、
   前記基準軸を含む第二の色平面を定義し、該第一の色平面内の前記各画素対応点を該第二の色平面に射影変換する変換手段と、
   前記第二の色平面に射影変換された各画素対応点に基づいて前記カラー画像に対する所定の評価値を計算する評価値計算手段と、
   を備える、
   電子内視鏡システム。
2. 前記第一の色平面は、
   Ｒ成分の軸を含む平面である、
   請求項１に記載の電子内視鏡システム。
3. 前記第一の色平面は、
   Ｇ成分の軸を更に含む平面である、
   請求項２に記載の電子内視鏡システム。
4. 前記第二の色平面は、
   Ｒ成分の軸及び前記基準軸を含む平面であり、
   前記Ｒ成分の軸と前記基準軸とが直交する、
   請求項１から請求項３の何れか一項に記載の電子内視鏡システム。
5. 前記基準軸は、
   体腔内の粘膜の色味と相関の高い軸である、
   請求項１から請求項４の何れか一項に記載の電子内視鏡システム。
6. 前記評価値計算手段は、
   前記第二の色平面に射影変換された各画素対応点について、前記Ｒ成分の軸の値に比例して高くなる第一の係数と、前記基準軸の値が高くなるほど低くなる第二の係数を適用し、適用された第一及び第二の係数に基づいて該画素対応点の評価値を計算し、
   計算された各画素対応点の評価値に基づいて前記カラー画像に対する所定の評価値を計算する、
   請求項４又は請求項４を引用する請求項５に記載の電子内視鏡システム。
7. 前記評価値計算手段は、
   前記画素対応点に適用された前記第一の係数と前記第二の係数とを乗算し、乗算によって得られた値に基づいて該画素対応点の評価値を計算する、
   請求項６に記載の電子内視鏡システム。
8. 前記所定の評価値は、
   体腔内の異常部を数値化して示すものである、
   請求項１から請求項７の何れか一項に記載の電子内視鏡システム。
9. 前記軸設定手段は、
   前記基準軸により、前記第一の色平面を第一の領域と第二の領域に区分し、
   前記評価値計算手段は、
   前記第一の領域に配置された画素対応点を用いて前記所定の評価値を計算し、
   前記軸設定手段は、
   前記第二の領域内に配置される画素対応点の数が所定の範囲内に収まるように、前記基準軸を設定する、
   請求項１から請求項８の何れか一項に記載の電子内視鏡システム。
10. 複数の色成分を持つカラー画像を構成する各画素に対応する画素対応点を、該画素対応点の色成分に応じて、所定の色空間の原点と交差する第一の色平面内に配置する配置手段と、
    前記第一の色平面内に所定の基準軸を設定する軸設定手段と、
    前記基準軸を含む第二の色平面を定義し、該第一の色平面内の前記各画素対応点を該第二の色平面に射影変換する変換手段と、
    前記第二の色平面に射影変換された各画素対応点に基づいて前記カラー画像に対する所定の評価値を計算する評価値計算手段と、
    を備える、
    評価値計算装置。
11. Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）の各色成分を持つカラー画像を構成する各画素に対応する画素対応点を、その色成分に応じて、Ｒ成分の軸である第一の軸と、該第一の軸と直交するＧ成分の軸である第二の軸とを含む第一の平面内に配置する配置手段と、
    前記第一の平面内において前記第一の軸と前記第二の軸との交点を通り且つ該第一の軸、該第二の軸の何れに対しても非平行な第三の軸を定義し、該第一の軸と該第三の軸とが直交する第二の平面を定義し、前記各画素対応点を該第二の平面に射影変換する変換手段と、
    前記第二の平面に射影変換された各画素対応点に基づいて前記カラー画像に対する所定の評価値を計算する評価値計算手段と、
    を備える、
    評価値計算装置。
12. 前記第三の軸は、
    体腔内の粘膜の色味と相関の高い軸である、
    請求項１１に記載の評価値計算装置。
13. 前記評価値計算手段は、
    前記第二の平面に射影変換された各画素対応点について、前記第一の軸の値に比例して高くなる第一の係数と、前記第三の軸の値が高くなるほど低くなる第二の係数を適用し、適用された第一及び第二の係数に基づいて該画素対応点の評価値を計算し、
    計算された各画素対応点の評価値に基づいて前記カラー画像に対する所定の評価値を計算する、
    請求項１２に記載の評価値計算装置。
14. 前記評価値計算手段は、
    前記画素対応点に適用された前記第一の係数と前記第二の係数とを乗算し、乗算によって得られた値に基づいて該画素対応点の評価値を計算する、
    請求項１３に記載の評価値計算装置。
15. 前記所定の評価値は、
    体腔内の異常部を数値化して示すものである、
    請求項１１から請求項１４の何れか一項に記載の評価値計算装置。
16. 電子内視鏡システムに組み込まれるものである、
    請求項１１から請求項１５の何れか一項に記載の評価値計算装置。