JP7235532B2 - 医療用画像処理装置、画像処理方法およびプログラム - Google Patents

医療用画像処理装置、画像処理方法およびプログラム Download PDF

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Description

本開示は、被検体を撮像した観察画像情報に対して画像処理を行う医療用画像処理装置、画像処理方法およびプログラムに関する。
従来、内視鏡では、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）から出力されたデジタルの画像に対して拡大処理を行った後に、エンハンス処理を行って表示装置へ出力する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
特開平７－１４８１１１号公報
ところで、近年、内視鏡では、解像度が異なる複数の表示装置の各々に、表示装置の解像度に応じた画像を生成することによって出力している。しかしながら、上述した特許文献１では、一種類の解像度の表示装置のみしか想定されていないため、解像度が異なる複数の表示装置へ画像を出力した場合、画像の輪郭がボケたり、ノイズが持ち上がってしまったりする問題点があった。
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、解像度が異なる複数の表示装置へ画像を出力する場合であっても、画像の輪郭がボケることを防止するとともに、ノイズを低減することができる医療用画像処理装置、画像処理方法およびプログラム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、本開示に係る医療用画像処理装置は、メモリおよびハードウェアからなる少なくとも１つ以上のプロセッサを備え、前記プロセッサは、外部から入力された被検体を撮像することによって生成された所定の画素数からなる第１の観察画像情報に対して、拡大処理または縮小処理を行って前記所定の画素数と異なる第２の観察画像情報を生成し、前記第２の観察画像情報に対して、前記第２の観察画像情報に対応する第２の観察画像に含まれる前記被検体の構造を強調する強調処理を行って第３の観察画像情報を生成し、前記第３の観察画像情報に対して拡大処理または縮小処理を行って前記第２の観察画像情報の画素数と異なる第４の観察画像情報を生成して出力する。
また、本開示に係る医療用画像処理装置は、上記開示において、前記プロセッサは、前記第３の観察画像情報に対応する第３の観察画像と同じ画素数を有する画像を表示可能な第１の表示装置が接続される第１の回路と、前記第４の観察画像情報に対応する第４の観察画像と同じ画素数を有する画像を表示可能な第２の表示装置が接続される第２の回路と、に接続され、前記第３の観察画像情報を前記第１の回路へ出力し、かつ、前記第４の観察画像情報を前記第２の回路へ出力する。
また、本開示に係る医療用画像処理装置は、上記開示において、前記プロセッサは、前記第１の観察画像情報に対して拡大処理を行って前記第２の観察画像情報を生成し、前記第３の観察画像情報に対して拡大処理を行って前記第４の観察画像情報を生成する。
また、本開示に係る医療用画像処理装置は、上記開示において、前記第１の観察画像情報は、ＦｕｌｌＨＤ画像の画素数以下より少ない画素数を有し、前記プロセッサは、前記第１の観察画像情報に対して拡大処理を行ってＦｕｌｌＨＤ画像の画素数と同じ画素数を有する前記第２の観察画像情報を生成し、ＦｕｌｌＨＤ画像の画素数と同じ画素数を有する前記第３の観察画像情報に対して拡大処理を行って４Ｋ画像の画素数と同じ画素数を有する前記第４の観察画像情報を生成する。
また、本開示に係る医療用画像処理装置は、上記開示において、前記プロセッサは、前記第１の観察画像情報に対して拡大処理を行って前記第２の観察画像情報を生成し、前記第３の観察画像情報に対して縮小処理を行って前記第４の観察画像情報を生成する。
また、本開示に係る医療用画像処理装置は、上記開示において、前記第１の観察画像情報は、ＦｕｌｌＨＤ画像の画素数以下より少ない画素数を有し、前記プロセッサは、前記第１の観察画像情報に対して拡大処理を行って４Ｋ画像の画素数と同じ画素数を有する前記第２の観察画像情報を生成し、４Ｋ画像の画素数と同じ画素数を有する前記第３の観察画像情報に対して縮小処理を行ってＦｕｌｌＨＤ画像の画素数と同じ画素数を有する前記第４の観察画像情報を生成する。
また、本開示に係る画像処理方法は、メモリおよびハードウェアからなる少なくとも１つ以上のプロセッサを備える医療用画像処理装置が実行する画像処理方法であって、前記プロセッサが、外部から入力された被検体を撮像することによって生成された所定の画素数からなる第１の観察画像情報に対して、拡大処理または縮小処理を行って前記所定の画素数と異なる第２の観察画像情報を生成し、前記第２の観察画像情報に対して、前記第２の観察画像情報に対応する第２の観察画像に含まれる前記被検体の構造を強調する強調処理を行って第３の観察画像情報を生成し、前記第３の観察画像情報に対して拡大処理または縮小処理を行って前記第２の観察画像情報の画素数と異なる第４の観察画像情報を生成して出力する。
また、本開示に係るプログラムは、メモリおよびハードウェアからなる少なくとも１つ以上のプロセッサを備える医療用画像処理装置に実行させるプログラムであって、前記プロセッサに、外部から入力された被検体を撮像することによって生成された所定の画素数からなる第１の観察画像情報に対して、拡大処理または縮小処理を行って前記所定の画素数と異なる第２の観察画像情報を生成させ、前記第２の観察画像情報に対して、前記第２の観察画像情報に対応する第２の観察画像に含まれる前記被検体の構造を強調する強調処理を行って第３の観察画像情報を生成させ、前記第３の観察画像情報に対して拡大処理または縮小処理を行って前記第２の観察画像情報の画素数と異なる第４の観察画像情報を生成させて出力させる。
本開示によれば、解像度が異なる複数の表示装置へ画像を出力する場合であっても、画像の輪郭がボケることを防止するとともに、ノイズを低減することができるという効果を奏する。
図１は、実施の形態１に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。 図２は、実施の形態１に係る内視鏡システムが備えるカメラヘッドおよび制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図３は、実施の形態１に係る制御装置９が実行する処理の概要を示すフローチャートである。 図４は、実施の形態２に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。 図５は、実施の形態３に係る手術用顕微鏡システムの概略構成を示す図である。
以下、本開示を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を図面とともに詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により、本開示が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本開示の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示しているに過ぎない。即ち、本開示は、各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付して説明する。さらにまた、本開示に係る医療用観察システムの一例として、内視鏡システムについて説明する。また、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付して説明する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。図１に示す内視鏡システム１は、医療分野に用いられ、人や動物の生体等の被検体の内部（生体内）に挿入され、内部を撮像した画像を表示することによって被検体を観察する装置である。なお、実施の形態１では、内視鏡システム１として、図１に示す硬性鏡（挿入部２）を用いた硬性内視鏡システムについて説明するが、これに限定されることなく、例えば軟性内視鏡システムであってもよい。
図１に示す内視鏡システム１は、挿入部２（内視鏡）と、光源装置３と、ライトガイド４と、カメラヘッド５（内視鏡用撮像装置）と、第１の伝送ケーブル６と、第１の表示装置７と、第２の伝送ケーブル８と、制御装置９と、第３の伝送ケーブル１０と、第２の表示装置１１と、を備える。
挿入部２は、硬質または少なくとも一部が軟性で細長形状を有し、患者等の被検体内に挿入される。挿入部２の内部には、１または複数のレンズを用いて構成され、観察像を結合する光学系が設けられている。
光源装置３は、ライトガイド４の一端が接続される。光源装置３は、制御装置９による制御のもと、ライトガイド４の一端に被検体内を照明するための光を出射（供給）する。光源装置３は、白色光を発光するＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源やＬＤ（Laser Diode）等の半導体レーザ素子を用いて構成される。
ライトガイド４は、一端が光源装置３に着脱自在に接続され、かつ、他端が挿入部２に着脱自在に接続される。ライトガイド４は、光源装置３から出射された光を一端から他端に導光し、挿入部２へ供給する。
カメラヘッド５は、挿入部２の接眼部２１が着脱自在に接続される。カメラヘッド５は、制御装置９の制御のもと、挿入部２によって結像された観察像を撮像することによって撮像信号を生成し、この撮像信号（電気信号）を光信号に変換して出力する。また、カメラヘッド５は、円周方向に回転可能に設けられた操作リング部５１と、内視鏡システム１の各種の操作を指示する指示信号の入力を受け付ける複数の入力部５２と、を備える。
第１の伝送ケーブル６は、一端が第１のコネクタ部６１を介して制御装置９に着脱自在に接続され、他端が第２のコネクタ部６２を介してカメラヘッド５に接続される。第１の伝送ケーブル６は、カメラヘッド５から出力される撮像信号を制御装置９へ伝送し、かつ、制御装置９から出力される制御信号、同期信号、クロック信号および電力等をカメラヘッド５へ伝送する。
第１の表示装置７は、第２の伝送ケーブル８を介して制御装置９に接続可能であり、制御装置９の制御のもと、制御装置９において処理された画像信号に基づく表示画像（以下、「第１の表示画像」という）や内視鏡システム１に関する各種情報を表示する。また、第１の表示装置７は、モニタサイズが３１インチ以上、好ましく５５インチ以上である。なお、実施の形態１では、第１の表示装置７は、モニタサイズを３１インチ以上で構成しているが、これに限定されることなく、ＦｕｌｌＨＤ画像の画素数、例えば２メガピクセル（例えば１９２０×１０８０ピクセルの所謂２Ｋの解像度）以上の解像度を有する画像を表示可能なモニタサイズであればよい。
第２の伝送ケーブル８は、一端が第１の表示装置７または第２の表示装置１１に着脱自在に接続され、他端が制御装置９に着脱自在に接続される。第２の伝送ケーブル８は、制御装置９において処理された画像信号に基づく表示画像を第１の表示装置７または第２の表示装置１１に伝送する。
制御装置９は、メモリと、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）およびＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを有するプロセッサを用いて構成され、メモリに記録されたプログラムに従って、第１の伝送ケーブル６、第２の伝送ケーブル８および第３の伝送ケーブル１０の各々を介して、光源装置３、カメラヘッド５、第１の表示装置７および第２の表示装置１１の動作を統括的に制御する。
第３の伝送ケーブル１０は、一端が光源装置３に着脱自在に接続され、他端側が制御装置９に着脱自在に接続される。第３の伝送ケーブル１０は、制御装置９からの制御信号を光源装置３に伝送する。
第２の表示装置１１は、第２の伝送ケーブル８を介して制御装置９に接続可能であり、制御装置９の制御のもと、制御装置９において処理された画像信号に基づく表示画像（以下、「第２の表示画像」という）や内視鏡システム１に関する各種情報を表示する。第２の表示装置１１は、液晶または有機ＥＬ等を用いて構成される。また、第２の表示装置１１は、モニタサイズが３１インチ以上、好ましく５５インチ以上である。なお、実施の形態１では、第２の表示装置１１は、モニタサイズを３１インチ以上で構成しているが、これに限定されることなく、４Ｋ画像の画素数と同じ画素数、例えば８メガピクセル（例えば３８４０×２１６０ピクセルの所謂４Ｋの解像度）以上の解像度、より好ましくは３２メガピクセル（例えば７６８０×４３２０ピクセルの所謂８Ｋの解像度）以上の解像度を有する画像を表示可能なモニタサイズであればよい。
〔カメラヘッドおよび制御装置の詳細な構成〕
次に、カメラヘッド５および制御装置９の機能構成について説明する。図２は、内視鏡システム１が備えるカメラヘッド５および制御装置９の機能構成を示すブロック図である。なお、図２においては、説明の便宜上、挿入部２、光源装置３、ライトガイド４、第１の伝送ケーブル６、第２の伝送ケーブル８および第３の伝送ケーブル１０を省略している。
〔カメラヘッドの構成〕
まず、カメラヘッド５の構成について説明する。
カメラヘッド５は、レンズユニット５０１と、撮像部５０２と、通信モジュール５０３と、カメラヘッドメモリ５０４と、カメラヘッド制御部５０５と、を備える。
レンズユニット５０１は、１または複数のレンズを用いて構成され、撮像部５０２の受光面に被写体像を結像する。また、レンズユニット５０１は、カメラヘッド制御部５０５の制御のもと、図示しない駆動部がレンズを光軸方向に沿って移動させることによって焦点位置を変化させるＡＦ（Auto Focus）および焦点距離を変化させる光学ズームを行う。なお、本実施の形態１では、レンズユニット５０１に絞り機構および光軸上に挿脱可能な光学フィルタ機構を設けてもよい。
撮像部５０２（撮像素子）は、カメラヘッド制御部５０５の制御のもと、挿入部２およびレンズユニット５０１が結像した被写体像を受光して光電変換を行うことによって撮像信号（ＲＡＷデータ）を生成し、この撮像信号を通信モジュール５０３へ出力する。撮像部５０２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等用いて構成される。撮像部５０２は、例えば２メガピクセル（例えば１９２０×１０８０ピクセルの所謂２Ｋの解像度）以下の解像度を有する。
通信モジュール５０３は、第１の伝送ケーブル６を介して制御装置９から送信された各種の信号をカメラヘッド５内の各部に出力する。また、通信モジュール５０３は、第１の伝送ケーブル６を介して、撮像部５０２が生成した撮像信号やカメラヘッド５の現在の状態に関する情報等に対してパラレルシリアル変換処理等を行って制御装置９へ出力する。
カメラヘッドメモリ５０４は、カメラヘッド５を識別するカメラヘッド情報およびカメラヘッド５が実行する各種のプログラムを記憶する。ここで、カメラヘッド情報には、撮像部５０２の画素数およびカメラヘッド５の識別ＩＤ等が含まれる。カメラヘッドメモリ５０４は、揮発性メモリおよび不揮発性メモリ等を用いて構成される。ここで、カメラヘッドメモリ５０４は、カメラヘッド５内でなくコネクタ部６１に設けられていてもよい。
カメラヘッド制御部５０５は、通信モジュール５０３から入力された各種信号に基づいて、カメラヘッド５を構成する各部の動作を制御する。カメラヘッド制御部５０５は、メモリとＣＰＵ等のハードウェアを有するプロセッサを用いて構成される。
〔制御装置の構成〕
次に、制御装置９の構成について説明する。
通信モジュール９１と、信号処理部９２と、画像処理部９３と、出力選択部９４と、入力部９５と、メモリ９６と、出力部９７と、制御部９８と、を備える。
通信モジュール９１は、カメラヘッド５から入力された撮像信号を含む各種信号を制御部９８や信号処理部９２へ出力する。また、通信モジュール９１は、制御部９８から入力された各種信号をカメラヘッド５へ送信する。具体的には、通信モジュール９１は、制御部９８から入力された信号に対してパラレルシリアル変換処理等を行ってカメラヘッド５へ出力する。さらに、通信モジュール９１は、カメラヘッド５から入力された信号に対して、シリアルパラレル変換処理等を行って制御装置９を構成する各部に出力する。
信号処理部９２は、通信モジュール９１を介してカメラヘッド５から入力された撮像信号に対して、ノイズ低減処理やＡ／Ｄ変換処理等の信号処理を行って画像処理部９３へ出力する。
画像処理部９３は、制御部９８の制御のもと、信号処理部９２から入力される撮像信号に対して、各種の画像処理を行って出力選択部９４へ出力する。ここで、所定の画像処理としては、補間処理、色補正処理、色強調処理および輪郭強調処理等の各種の公知の画像処理である。画像処理部９３は、メモリと、ＧＰＵ、ＦＰＧＡまたはＣＰＵ等のハードウェアを有するプロセッサを用いて構成される。また、実施の形態１では、画像処理部９３が医療用画像処理装置として機能する。また、画像処理部９３は、少なくとも、拡大処理部９３１と、強調処理部９３２と、リサイズ処理部９３３と、を有する。
拡大処理部９３１は、制御部９８の制御のもと、信号処理部９２から入力された第１の観察画像情報に対して、拡大処理を実行する。具体的には、拡大処理部９３１は、２Ｋ以下の画素数を有する第１の観察画像情報に対して、２Ｋ以上の画素数を有する２Ｋ以上の画素数を有する画像データに画素数を拡大する拡大処理を実行することによって第２の観察画像情報を生成する。
強調処理部９３２は、制御部９８の制御のもと、拡大処理部９３１から入力された第２の観察画像情報に対して、強調処理を実行することによって第３の観察画像情報を生成して出力選択部９４へ出力する。ここで、強調処理とは、エンハンス処理等の被検体の構造やエッジを強調する処理である。なお、強調処理部９３２は、強調処理と合わせて、ノイズ低減処理を行ってもよい。
リサイズ処理部９３３は、制御部９８の制御のもと、強調処理部９３２から入力された第３の観察画像情報に対して、拡大処理または縮小処理を実行する。具体的には、リサイズ処理部９３３は、２Ｋの画素数を有する第３の観察画像情報に対して、４Ｋの画素数を有する画像データに画素数を拡大する拡大処理を実行することによって第４の観察画像情報を生成して出力選択部９４へ出力する。
出力選択部９４は、少なくとも第１の表示装置７および第２の表示装置１１の一方が接続される。出力選択部９４は、第１の表示装置７に接続され、第３の観察画像情報を第１の表示装置７に出力する第１の回路９４１と、第２の表示装置１１に接続され、第４の観察画像情報を第２の表示装置１１に出力する第２の回路９４２と、を有する。
入力部９５は、キーボード、マウスおよびタッチパネル等を用いて構成される。入力部９５は、ユーザの操作による各種情報の入力を受け付ける。
メモリ９６は、揮発性メモリ、不揮発性メモリおよびフレームメモリ等を用いて構成される。メモリ９６は、内視鏡システム１が実行する各種のプログラムや処理中に使用される各種のデータを記憶する。なお、メモリ９６は、制御装置９に対して装着自在なメモリカード等をさらに備えてもよい。
出力部９７は、スピーカ、プリンタおよびディスプレイ等を用いて構成される。出力部９７は、内視鏡システム１に関する各種情報を出力する。
制御部９８は、内視鏡システム１を構成する各部を統括的に制御する。制御部９８は、メモリおよびＣＰＵ等のハードウェアを用いて構成される。
〔制御装置の処理〕
次に、制御装置９が実行する処理について説明する。
図３は、制御装置９が実行する処理の概要を示すフローチャートである。
図３に示すように、まず、制御部９８は、出力選択部９４が出力する表示装置の解像度を示す出力先情報および通信モジュール９１を介してカメラヘッド５の解像度を示すカメラヘッド情報を取得する（ステップＳ１０１）。
続いて、制御部９８は、通信モジュール９１を介してカメラヘッド５によって生成された撮像信号である第１の観察画像情報を取得する（ステップＳ１０２）。
その後、制御部９８は、出力先情報に基づいて、第１の表示装置７が出力選択部９４に接続されたか否かを判断する（ステップＳ１０３）。制御部９８によって第１の表示装置７が出力選択部９４に接続されたと判断された場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、制御装置９は、後述するステップＳ１０４へ移行する。これに対して、制御部９８によって第１の表示装置７が出力選択部９４に接続されていないと判断された場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、制御装置９は、後述するステップＳ１０８へ移行する。
ステップＳ１０４において、拡大処理部９３１は、制御部９８の制御のもと、信号処理部９２から入力された第１の観察画像情報に対して、拡大処理を実行する。具体的には、拡大処理部９３１は、２Ｋ以下の画素数を有する第１の観察画像情報に対して、２Ｋ以上の画素数を有する画像データに画素数を拡大する拡大処理を実行することによって第２の観察画像情報を生成して強調処理部９３２へ出力する。
続いて、強調処理部９３２は、制御部９８の制御のもと、拡大処理部９３１から入力された第２の観察画像情報に対して、第２の観察画像情報に対応する第２の観察画像に含まれる被検体の構造を強調する強調処理を実行して被検体の構造を強調した第３の観察画像情報を生成して出力選択部９４の第１の回路９４１へ出力する（ステップＳ１０５）。
その後、第１の回路９４１は、制御部９８の制御のもと、第１の表示装置７に第３の観察画像情報を出力する（ステップＳ１０６）。これにより、第１の表示装置７は、第３の観察画像情報に対応する２Ｋ画質の第１の表示画像であって、被検体の構造が強調され、かつ、ノイズが低減された第１の表示画像を表示することができる。
続いて、入力部９５から被検体の観察を終了する指示信号が入力された場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、制御装置９は、本処理を終了する。これに対して、入力部９５から被検体の観察を終了する指示信号が入力されていない場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、制御装置９は、上述したステップＳ１０１へ戻る。
ステップＳ１０８において、拡大処理部９３１は、制御部９８の制御のもと、信号処理部９２から入力された第１の観察画像情報に対して、拡大処理を実行する。具体的には、拡大処理部９３１は、２Ｋ以下の画素数を有する第１の観察画像情報に対して、２Ｋ以上の画素数を有する画像データに画素数を拡大する拡大処理を実行することによって第２の観察画像情報を生成して強調処理部９３２へ出力する。
続いて、強調処理部９３２は、制御部９８の制御のもと、拡大処理部９３１から入力された第２の観察画像情報に対して、第２の観察画像情報に対応する第２の観察画像に含まれる被検体の構造を強調する強調処理を実行して被検体の構造を強調した第３の観察画像情報を生成してリサイズ処理部９３３へ出力する（ステップＳ１０９）。
その後、リサイズ処理部９３３は、制御部９８の制御のもと、強調処理部９３２から入力された第３の観察画像情報に対して、拡大処理を実行する（ステップＳ１１０）。具体的には、リサイズ処理部９３３は、２Ｋの画素数を有する第３の観察画像情報に対して、４Ｋの画素数を有する画像データに画素数を拡大する拡大処理を実行することによって第４の観察画像情報を生成して出力選択部９４の第２の回路９４２へ出力する。
続いて、第２の回路９４２は、制御部９８の制御のもと、第２の表示装置１１に第４の観察画像情報を出力する（ステップＳ１１１）。これにより、第２の表示装置１１は、第４の観察画像情報に対応する４Ｋ画質の第２の表示画像であって、被検体の構造が強調され、かつ、ノイズが低減された第２の表示画像を表示することができる。ステップＳ１１１の後、制御装置９は、ステップＳ１０７へ移行する。
以上説明した実施の形態１によれば、画像処理部９３が通信モジュールおよび信号処理部９２を介してカメラヘッド５から入力された第１の観察画像情報に対して、拡大処理を行って第１の観察画像情報の画素数と異なる第２の観察画像情報を生成し、第２の観察画像情報に対して、第２の観察画像情報に対応する第２の観察画像に含まれる被検体の構造を強調する強調処理を行って第３の観察画像情報を生成し、第３の観察画像情報に対して拡大処理を行って第２の観察画像情報の画素数と異なる第４の観察画像情報を生成して出力するので、解像度が異なる第１の表示装置７または第２の表示装置１１へ画像を出力する場合であっても、画像の輪郭がボケることを防止するとともに、ノイズを低減することができる。
また、実施の形態１によれば、画像処理部９３が第３の観察画像情報を第１の回路９４１へ出力し、かつ、第４の観察画像情報を第２の回路９４２へ出力するので、解像度が異なる第１の表示装置７または第２の表示装置１１へ画像を出力する場合であっても、画像の輪郭がボケることを防止するとともに、ノイズを低減することができる。
また、実施の形態１によれば、画像処理部９３が第１の観察画像情報に対して拡大処理を行って第２の観察画像情報を生成し、第３の観察画像情報に対して拡大処理を行って第４の観察画像情報を生成するので、解像度が異なる第１の表示装置７または第２の表示装置１１へ画像を出力する場合であっても、画像の輪郭がボケることを防止するとともに、ノイズを低減することができる。
また、実施の形態１によれば、画像処理部９３が第１の観察画像情報に対して拡大処理を行ってＦｕｌｌＨＤ画像の画素数と同じ画素数を有する第２の観察画像情報を生成し、ＦｕｌｌＨＤ画像の画素数と同じ画素数を有する第３の観察画像情報に対して拡大処理を行って４Ｋ画像の画素数と同じ画素数を有する第４の観察画像情報を生成するので、解像度が異なる第１の表示装置７または第２の表示装置１１へ画像を出力する場合であっても、画像の輪郭がボケることを防止するとともに、ノイズを低減することができる。
なお、実施の形態１では、画像処理部９３が拡大処理、強調処理および拡大処理を行うことによって第４の観察画像情報を生成して第２の表示装置１１へ出力していたが、第１の表示装置７または第２の表示装置１１において表示可能な画像の解像度に応じて適宜変更することができる。具体的には、画像処理部９３が第１の観察画像情報に対して拡大処理を行って第２の観察画像情報を生成し、第３の観察画像情報に対して縮小処理を行って第４の観察画像情報を生成してもよい。より具体的には、画像処理部９３は、第１の観察画像情報に対して拡大処理を行って４Ｋ画像の画素数と同じ画素数を有する第２の観察画像情報を生成し、４Ｋ画像の画素数と同じ画素数を有する第３の観察画像情報に対して縮小処理を行ってＦｕｌｌＨＤ画像の画素数と同じ画素数を有する第４の観察画像情報を生成してもよい。これにより、解像度が異なる第１の表示装置７または第２の表示装置１１へ画像を出力する場合であっても、画像の輪郭がボケることを防止するとともに、ノイズを低減することができる。
また、実施の形態１では、出力選択部９４に第１の回路９４１および第２の回路９４２が設けられていたが、これに限定されることなく、一つの出力回路のみを設け、この出力回路に接続される第１の表示装置７または第２の表示装置１１の解像度に応じて画像処理部９３が画像処理の処理内容を変更するようにしてもよい。
また、実施の形態１では、第２の表示装置１１が第１の表示装置７よりも高解像度を有する画像を表示可能であればよく、例えば第２の表示装置１１が８Ｋの解像度を有するモニタサイズである場合において、第１の表示装置７が４Ｋの解像度を有するモニタサイズであってもよい。このとき、拡大表示部９３１は、４Ｋ画像を生成し、リサイズ処理部９３３は、８Ｋ画像を生成してもよい。
（実施の形態２）
次に、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、硬性鏡を用いた硬性内視鏡システムに適用した場合について説明したが、実施の形態２では、軟性の内視鏡を用いた軟性内視鏡システムに適用した場合について説明する。なお、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１と同一の構成には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
〔内視鏡システムの概略構成〕
図４は、実施の形態２に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。図４に示す内視鏡システム２００は、被検体内に挿入部２０２を挿入することによって観察部位の体内画像を撮像して撮像信号を生成する内視鏡２０１と、内視鏡２０１に照明光を供給する光源装置２１０と、内視鏡２０１が取得した撮像信号に所定の画像処理を施すとともに、内視鏡システム２００全体の動作を統括的に制御する制御装置２２０と、制御装置２２０が画像処理を施した体内画像を表示する第１の表示装置２３０と、制御装置２２０が画像処理を施した体内画像を表示する第２の表示装置２４０と、を備える。
内視鏡２０１は、少なくとも、上述したレンズユニット５０１と、撮像部５０２と、を有する。
制御装置２２０は、少なくとも、上述した通信モジュール９１と、信号処理部９２と、画像処理部９３と、出力選択部９４と、入力部９５と、メモリ９６と、出力部９７と、制御部９８と、を有する。
第１の表示装置２３０は、モニタサイズが３１インチ以上、好ましく５５インチ以上である。第１の表示装置２３０は、モニタサイズを３１インチ以上で構成しているが、これに限定されることなく、他のモニタサイズ、例えば２メガピクセル（例えば１９２０×１０８０ピクセルの所謂２Ｋの解像度）以上の解像度を有する画像を表示可能なモニタサイズであればよい。
第２の表示装置２４０は、モニタサイズが３１インチ以上、好ましく５５インチ以上である。第２の表示装置２４０は、モニタサイズを３１インチ以上で構成しているが、これに限定されることなく、他のモニタサイズ、例えば８メガピクセル（例えば３８４０×２１６０ピクセルの所謂４Ｋの解像度）以上の解像度、より好ましくは３２メガピクセル（例えば７６８０×４３２０ピクセルの所謂８Ｋの解像度）以上の解像度を有する画像を表示可能なモニタサイズであればよい。なお、第２の表示装置２４０は、第１の表示装置２３０よりも高解像度を有する画像を表示可能であればよく、例えば第２の表示装置２４０が８Ｋの解像度を有するモニタサイズである場合において、第１の表示装置２３０が４Ｋの解像度を有するモニタサイズであってもよい。このとき、拡大表示部９３１は、４Ｋ画像を生成し、リサイズ処理部９３３は、８Ｋ画像を生成してもよい。
以上説明した実施の形態２によれば、軟性の内視鏡システム２００であっても、上述した実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１，２では、内視鏡システムであったが、実施の形態３では、手術用顕微鏡システムに適用した場合について説明する。なお、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１と同一の構成には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
〔手術用顕微鏡システムの構成〕
図５は、実施の形態３に係る手術用顕微鏡システムの概略構成を示す図である。図５に示す手術用顕微鏡システム３００は、被写体を観察するための画像を撮像することによって取得する医療用撮像装置である顕微鏡装置３１０と、顕微鏡装置３１０が撮像した画像を表示する第１の表示装置３１１と、第２の表示装置３２０と、を備える。なお、第１の表示装置３１１または第２の表示装置３２０と顕微鏡装置３１０とを一体に構成することも可能である。
顕微鏡装置３１０は、被写体の微小部位を拡大して撮像する顕微鏡部３１２と、顕微鏡部３１２の基端部に接続し、顕微鏡部３１２を回動可能に支持するアームを含む支持部３１３と、支持部３１３の基端部を回動可能に保持し、床面上を移動可能なベース部３１４と、を有する。ベース部３１４は、手術用顕微鏡システム３００の動作を制御する制御装置３１５と、顕微鏡装置３１０から被写体に照射する照明光を生成する光源装置３１６と、を有する。なお、制御装置３１５は、少なくとも、上述した通信モジュール９１と、信号処理部９２と、画像処理部９３と、出力選択部９４と、入力部９５と、メモリ９６と、出力部９７と、制御部９８と、を有する。また、ベース部３１４は、床面上に移動可能に設けるのではなく、天井や壁面等に固定して支持部３１３を支持する構成としてもよい。
顕微鏡部３１２は、例えば、円柱状をなして、その内部に上述したレンズユニット５０１および撮像部５０２を有する。顕微鏡部３１２の側面には、顕微鏡装置３１０の動作指示の入力を受け付けるスイッチが設けられている。顕微鏡部３１２の下端部の開口面には、内部を保護するカバーガラスが設けられている（図示せず）。
第１の表示装置３１１は、モニタサイズが３１インチ以上、好ましく５５インチ以上である。第１の表示装置３１１は、モニタサイズを３１インチ以上で構成しているが、これに限定されることなく、他のモニタサイズ、例えば２メガピクセル（例えば１９２０×１０８０ピクセルの所謂２Ｋの解像度）以上の解像度を有する画像を表示可能なモニタサイズであればよい。
第２の表示装置３２０は、モニタサイズが３１インチ以上、好ましく５５インチ以上である。第２の表示装置３２０は、モニタサイズを３１インチ以上で構成しているが、これに限定されることなく、他のモニタサイズ、例えば８メガピクセル（例えば３８４０×２１６０ピクセルの所謂４Ｋの解像度）以上の解像度、より好ましくは３２メガピクセル（例えば７６８０×４３２０ピクセルの所謂８Ｋの解像度）以上の解像度を有する画像を表示可能なモニタサイズであればよい。なお、第２の表示装置３２０は、第１の表示装置３１１よりも高解像度を有する画像を表示可能であればよく、例えば第２の表示装置３２０が８Ｋの解像度を有するモニタサイズである場合において、第１の表示装置３１１が４Ｋの解像度を有するモニタサイズであってもよい。このとき、拡大表示部９３１は、４Ｋ画像を生成し、リサイズ処理部９３３は、８Ｋ画像を生成してもよい。
このように構成された手術用顕微鏡システム３００は、術者等のユーザが顕微鏡部３１２を把持した状態で各種スイッチを操作しながら、顕微鏡部３１２を移動させたり、ズーム操作を行ったり、照明光を切り替えたりする。なお、顕微鏡部３１２の形状は、ユーザが把持して視野方向を変更しやすいように、観察方向に細長く延びる形状であれば好ましい。このため、顕微鏡部３１２の形状は、円柱状以外の形状であってもよく、例えば多角柱状であってもよい。
以上説明した実施の形態３によれば、手術用顕微鏡システム３００においても、上述した実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
（その他の実施の形態）
上述した本開示の実施の形態１～３に係る医療用観察システムに開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成することができる。例えば、上述した本開示の実施の形態１～３に係る医療用観察システムに記載した全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、上述した本開示の実施の形態１～３に係る医療用観察システムで説明した構成要素を適宜組み合わせてもよい。
また、本開示の実施の形態１～３に係る医療用観察システムでは、上述してきた「部」は、「手段」や「回路」などに読み替えることができる。例えば、制御部は、制御手段や制御回路に読み替えることができる。
また、本開示の実施の形態１～３に係る医療用観察システムに実行させるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルデータでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＵＳＢ媒体、フラッシュメモリ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。
また、本開示の実施の形態１～３に係る医療用観察システムに実行させるプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。
なお、本明細書におけるタイミングチャートの説明では、「まず」、「その後」、「続いて」等の表現を用いてタイミング間の処理の前後関係を明示していたが、本開示を実施するために必要な処理の順序は、それらの表現によって一意的に定められるわけではない。即ち、本明細書で記載したタイミングチャートにおける処理の順序は、矛盾のない範囲で変更することができる。
以上、本願の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、本発明の開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。
１，２００ 内視鏡システム
２，２０２ 挿入部
３，２１０，３１６ 光源装置
４ ライトガイド
５ カメラヘッド
６ 第１の伝送ケーブル
７，２３０，３１１ 第１の表示装置
８ 第２の伝送ケーブル
９，２２０，３１５ 制御装置
１０ 第３の伝送ケーブル
１１，２４０，３２０ 第２の表示装置
９１ 通信モジュール
９２ 信号処理部
９３ 画像処理部
９４ 出力選択部
９５ 入力部
９６ メモリ
９７ 出力部
９８ 制御部
３００ 手術用顕微鏡システム
５０１ レンズユニット
５０２ 撮像部
５０３ 通信モジュール
５０４ カメラヘッドメモリ
５０５ カメラヘッド制御部
９３１ 拡大処理部
９３２ 強調処理部
９３３ リサイズ処理部
９４１ 第１の回路
９４２ 第２の回路

Claims (7)

  1. メモリおよびハードウェアからなる少なくとも１つ以上のプロセッサを備え、
    前記プロセッサは、
    外部から入力された被検体を撮像することによって生成された所定の画素数からなる第１の観察画像情報に対して、画素数の拡大処理または画素数の縮小処理を行って前記所定の画素数と異なる画素数を有する第２の観察画像情報を生成し、
    前記第２の観察画像情報に対して、前記第２の観察画像情報に対応する第２の観察画像に含まれる前記被検体の構造を強調する強調処理を行って第３の観察画像情報を生成し、
    前記第３の観察画像情報に対して画素数の拡大処理または画素数の縮小処理を行って前記第２の観察画像情報の画素数と異なる画素数を有する第４の観察画像情報を生成し、
    前記第３の観察画像情報を、前記第３の観察画像情報の画素数に対応する解像度を有する第１の表示装置が接続される第１の回路へ出力し、
    前記第４の観察画像情報を、前記第１の表示装置の解像度とは異なる解像度であって、前記第４の観察画像情報の画素数に対応する解像度を有する第２の表示装置が接続される第２の回路へ出力する、
    医療用画像処理装置。
  2. 請求項１に記載の医療用画像処理装置であって、
    前記プロセッサは、
    前記第１の観察画像情報に対して前記画素数の拡大処理を行って前記第２の観察画像情報を生成し、
    前記第３の観察画像情報に対して前記画素数の拡大処理を行って前記第４の観察画像情報を生成する、
    医療用画像処理装置。
  3. 請求項２に記載の医療用画像処理装置であって、
    前記第１の観察画像情報は、ＦｕｌｌＨＤ画像の画素数以下より少ない画素数を有し、
    前記プロセッサは、
    前記第１の観察画像情報に対して前記画素数の拡大処理を行ってＦｕｌｌＨＤ画像の画素数と同じ画素数を有する前記第２の観察画像情報を生成し、
    ＦｕｌｌＨＤ画像の画素数と同じ画素数を有する前記第３の観察画像情報に対して前記画素数の拡大処理を行って４Ｋ画像の画素数と同じ画素数を有する前記第４の観察画像情報を生成する、
    医療用画像処理装置。
  4. 請求項１に記載の医療用画像処理装置であって、
    前記プロセッサは、
    前記第１の観察画像情報に対して前記画素数の拡大処理を行って前記第２の観察画像情報を生成し、
    前記第３の観察画像情報に対して前記画素数の縮小処理を行って前記第４の観察画像情報を生成する、
    医療用画像処理装置。
  5. 請求項４に記載の医療用画像処理装置であって、
    前記第１の観察画像情報は、ＦｕｌｌＨＤ画像の画素数以下より少ない画素数を有し、
    前記プロセッサは、
    前記第１の観察画像情報に対して前記画素数の拡大処理を行って４Ｋ画像の画素数と同じ画素数を有する前記第２の観察画像情報を生成し、
    ４Ｋ画像の画素数と同じ画素数を有する前記第３の観察画像情報に対して前記画素数の縮小処理を行ってＦｕｌｌＨＤ画像の画素数と同じ画素数を有する前記第４の観察画像情報を生成する、
    医療用画像処理装置。
  6. メモリおよびハードウェアからなる少なくとも１つ以上のプロセッサを備える医療用画像処理装置が実行する画像処理方法であって、
    前記プロセッサが、
    外部から入力された被検体を撮像することによって生成された所定の画素数からなる第１の観察画像情報に対して、画素数の拡大処理または画素数の縮小処理を行って前記所定の画素数と異なる画素数を有する第２の観察画像情報を生成し、
    前記第２の観察画像情報に対して、前記第２の観察画像情報に対応する第２の観察画像に含まれる前記被検体の構造を強調する強調処理を行って第３の観察画像情報を生成し、
    前記第３の観察画像情報に対して画素数の拡大処理または画素数の縮小処理を行って前記第２の観察画像情報の画素数と異なる画素数を有する第４の観察画像情報を生成し、
    前記第３の観察画像情報を、前記第３の観察画像情報の画素数に対応する解像度を有する第１の表示装置が接続される第１の回路へ出力し、
    前記第４の観察画像情報を、前記第１の表示装置の解像度とは異なる解像度であって、前記第４の観察画像情報の画素数に対応する解像度を有する第２の表示装置が接続される第２の回路へ出力する、
    画像処理方法。
  7. メモリおよびハードウェアからなる少なくとも１つ以上のプロセッサを備える医療用画像処理装置に実行させるプログラムであって、
    前記プロセッサに、
    外部から入力された被検体を撮像することによって生成された所定の画素数からなる第１の観察画像情報に対して、画素数の拡大処理または画素数の縮小処理を行って前記所定の画素数と異なる画素数を有する第２の観察画像情報を生成させ、
    前記第２の観察画像情報に対して、前記第２の観察画像情報に対応する第２の観察画像に含まれる前記被検体の構造を強調する強調処理を行って第３の観察画像情報を生成させ、
    前記第３の観察画像情報に対して画素数の拡大処理または画素数の縮小処理を行って前記第２の観察画像情報の画素数と異なる画素数を有する第４の観察画像情報を生成させ、
    前記第３の観察画像情報を、前記第３の観察画像情報の画素数に対応する解像度を有する第１の表示装置が接続される第１の回路へ出力させ、
    前記第４の観察画像情報を、前記第１の表示装置の解像度とは異なる解像度であって、前記第４の観察画像情報の画素数に対応する解像度を有する第２の表示装置が接続される第２の回路へ出力させる、
    プログラム。
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