JPH01138876A - カラー画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） この発明は撮像したカラー画像を処理・表示するカラー
画像処理装置に関し、特に、カラー映像信号を色の波長
を表わしたり選択するのに適した表色系の色空間に変換
し、特定の波長域だけに注目して強調処理等の画像処理
を行なうカラー画像処理装置に関する。

（従来の技術） 被写体を撮像したカラー画像を画像処理して表示等を行
なうカラー画像処理装置において、画像解析等をより容
易にするために、カラー画像の特定の構成要素について
強調処理等を行ない、注目したい画像上の特徴を明瞭に
するような各種の処理方法が用いられている。

従来のこれらの処理方法としては、例えば対象画像デー
タの明暗情報について非線形な濃度変換を行ない特定の
明度付近を拡大して強調したり、色相に関して回転させ
たり、あるいは彩度に関し拡張を行なって強調するなど
があった。

ところが、このような従来性なわれてきた各種の強調処
理は、いずれも撮像装置等の機器系に由来した表色系、
例えばＨ３Ｉ表色系（ＨはＨｅｖｔ１色相、ＩはＩｎｔ
ｅｎＳ　ｉ　ｔｙ　；明度、Ｓは５ａｔｕｒａｔｉｏｎ
；彩度を表わす）やＲＧＢ表色系（Ｒは赤、Ｇは緑、Ｂ
は青光の色を表わす）などを利用した数値データに基づ
いて、画像全体を強調処理するような画像処理であった
。

このような従来のＨ５Ｉ色空間やＲＧＢ色空間における
画像全体を強調するような処理では、強調の必要がない
部分まで強調されてしまい、その結果、強調処理を行な
う前の原画像の方が見易いなどという場合ら多々生じて
、必ずしも要望通りに強調された画像が得られていなか
った。

−例を電子内視鏡装置にとると、体腔内等に内視鏡スコ
ープを導入し撮像された臓器等の原画像は、例えばＲＧ
Ｂ画像データとして各画像メモリ内に保持され、カラー
モニタ等の表示装置の画面上に表示されて医師等による
観察や診断に供される。このとき撮像対象である、例え
ば体腔内臓器等に癌等の病変部位があれば、医師はその
部分の色の微妙な差異等によりこれを判別して診断を行
なうものである。

ところが、従来は、こういっな内視鏡画像における正常
部位と病変部位との相違等をより明瞭に識別できるよう
にし、診断等をより容易にするための、適当な変換処理
手段を育した電子内視鏡装置は、一般には存在していな
かった。ただ実験的に、上述したような各種の画像処理
等、例えば内視鏡画像データを色相・彩度・明度よりな
る画像空間に変換し、画像全体を強調処理するなどが行
なわれていたに過ぎなかった。

さらに、対象とする内視鏡の、例えば胃壁の画像等は全
体に赤味を帯びた似通った色合いのものであり、その中
での正常組織と癌等の病変部位との色の差は極度に微少
なものである。これを色相についてのヒストグラム上に
表わしてみると、これら両部位は分離しがたい程に非常
に近接したものでしかなく、肉眼での区別が付は難いよ
うなものであった。

そのため、もし上述のような各種の画像処理等を行なっ
ても、画像全体を同等に対象とした強調処理であったた
め、強調の必要がない部分まで強調されてしまい、上記
微少な色の差が要望通りに強調され得ない、従って肉眼
では容易にこれらの区別が付は難く、内視鏡画像による
診断を難解にするものであった。

（発明が解決しようとする問題点） このように、従来のカラー画像処理装置における画像の
強調処理等においては、いずれも撮像装置等の機器系に
由来した数値データに基づいて画像全体を同等に対象と
した強調処理であり、強調の必要がない部分まで強調し
てしまっていたなめ、必ずしも要望通りに強調された画
像が得られないという問題点があった。

特に、電子内視鏡による体腔内の臓器等の画像を利用し
た診断等においては、臓器粘膜等は全体に赤味を帯びて
おり、その中での正常組織と癌等の病変部位との色の差
は極度に微少なものであるなめ、肉眼による色の差異の
判別が付は難い。

にらかかわらず、従来は、適当な変換処理手段を有した
電子内視鏡装置は一般には存在していなかった。また、
実験的に行なわれていた強調処理等においてら、やはり
画像全体を同時に強調するような強調処理であったため
、この微少な色の差異が要望通りに強調されず、従って
容易にこれらの区別が付は難く診断を難解にしていたと
いう問題があった。

この発明は、このような従来の問題点に鑑み為されたも
ので、その目的は、特定の波長域だけに注目して選択的
に強調処理を実施し得るようなカラー画像処理装置を提
供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） このような目的を達成するために、この発明に係るカラ
ー画像処理装置にあっては、波長を表わし選択するのに
適した色空間であるＸＹＺ表色系を利用し、このＸＹＺ
表色系にカラー映＠信号の各画素を変換する変換手段と
、この変換手段によりＸＹＺ表色系に変換された各画素
について特定の波長領域内に含まれるか否かを判別する
判別手段と、この判別手段により特定波長領域内に分別
された各画素に対し少なくともその色相に関して強調処
理を行なう画像処理手段と、この画像処理手段により画
像処理されたＸＹＺ表色系上の各画素を元のカラー映像
信号に逆変換する逆変換手段と、を備えたことを特徴と
するものである。

（作用） このような構成を備えたカラー画像処理装置であれば、
変換手段を用いて、波長を表わし選択するのに適した色
空間であるＸＹＺ表色系にカラー映像信号の各画素を変
換するとともに、この変換した各画素に対し判別手段を
用いて特定の波長領域内に含まれるか否かの判別を行な
い、特定波長領域内に分別された各画素に対してのみ画
像処理手段により少なくともその色相の差を拡大して色
の差異を強調し、逆変換手段にて再び元のカラー映像信
号に逆変換して表示等することにより、特定の波長域に
ある画素に対してのみ強調処理が行なわれるようになり
、略要望に応じ強調された画像が得られるようになるた
め、画像解析等が容易になる。

（実施例） 以下に、この発明に係るカラー画像処理装置の各実施例
について、図面に基づき詳細に説明する。

第１図に、この発明を適用したカラー画像処理装置の一
実施例としての電子内視鏡装置の要部ブロック図を示す
。

対象体内部に導入されるスコープ１と、スコープ１の一
端に配設され被写体を撮像してその映像信号を得るＣＣ
Ｄカメラ２と、スコープ１の他端に配設され映像信号等
を図示しない内視鏡本体に接続するコネクタ３とがある
。

また、内視鏡本体内には、色補正等の信号処理を行ない
、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各信号および同期信号
に変換した映像信号を出力するカメラ制御部４と、制御
部５と、特定の波長域を選択し指示するとともに各処理
パラメータ等を指定する制御用コンソール６と、Ｒ，Ｇ
、Ｂ各画像信号を格納する画像メモリ７乃至９とがある
。

さらに内視鏡本体内には、画像データの各画素について
ＲＧＢ画像信号からＸＹＺ表色系に、またその逆に変換
を行なうＲＧＢ−ＸＹＺ変換部１１と、この変換に係る
画素データを一時格納し保持するｘ、ｙ、ｚ多値の画像
メモリエ２乃至１４と、強調等の画像処理を行なう色刺
激強調処理部１５とが設けられている。

そして内視鏡の外部には、画像表示を行なうためのカラ
ーモニタ１０がある。

また、第２図は、上述した色刺激強調処理部１５の詳細
ブロック図を示したものである。

ｘ、ｙ、ｚ多値の画像メモリ１２乃至１４からの各画素
の値を受けてその画素の色度座標を算出する色度座標算
出回Ｗ１１５１と、制御部５を介して制御用コンソール
６により指示された各画像処理用パラメータを保持する
パラメータレジスタ１５２とがある。また、各画素が特
定の波長域に含まれるか否かを判別する特定波長色抽出
回路１５３と、刺激純度の強調処理を行なう刺激純度強
調回路１５４と、ＸＹＺ各々の色刺激に対する強調を行
なうＸＹＺ色刺激強調回路１５５と、明度の強調処理を
行なう明度強調回路１５６とが設けられている。さらに
、こうして各種画像処理が行われた画素の色度座標の値
から新しいＸＹＺの値を算出するＸＹＺ値算出回路１５
７がある。

なお、第３図乃至第６図は、各々、特定波長色抽出回路
１５３、刺激純度強調回路１５４、ＸＹＺ色刺激強調回
路１５５、および明度強調回路１５６における処理内容
を示す説明図である。

次に、これらの各図に基づいて、この一実施例装置の動
作について説明する。

対象体内部、例えば体腔内等に導入されたスコープ１の
先端部にはＣＣＤカメラ２が配設されており、このＣＣ
Ｄカメラ２により撮像された被写体の映像信号は、コネ
クタ３を介して内視鏡本体に送られる。

そして内視鏡本体の内部では、カメラ制御部４において
色補正等の信号処理が行われ、Ｒ，Ｇ、Ｂ８信号および
同期信号よりなる映像信号に変換されて制御部５に出力
される。制御部５がらはＲ５Ｇ、Ｂの各画像メモリ７乃
至９に送られて格納され、さらに、一方ではカラーモニ
タ１０に送られて画面表示されるとともに、他方では画
素毎にＲＧＢ−ＸＹＺ変換部１１に送出されル、　ＲＧ
Ｂ−ＸＹＺ変換部１１では、各画素について、ＲＧＢ信
号からＸ７７表色系の色値に変換され、ｘ、ｙ、ｚ値の
各画像メモリ１２ないし１４に格納される。

、二うして、Ｘ、Ｙ、Ｚ値の各画像メモリ１２乃Ｗ１４
に格納された各画素の値について、この発明の要部であ
る色刺激強調処理部１５にて、制御部５の制御の下に、
制御用コンソール６からの指・１号内容に従って、強調
処理が行なわれる。

即ち、ｘ、ｙ、ｚの各画像メモリ１２乃至１４に格納さ
れた各画素の値について、第２図においで′、色度座標
算出回路１５１によりその画素の色度座標が算出される
。そして、制御用コンソール６を介し指示された各パラ
メータを保持するパラメータレジスタ１５２の内容に応
じ、順次強調・ｆｌＡ等の処理・が実行される。

先ず、第３図に示したように、パラメータＡ１およびＡ
２により特定された波長域に応じて、特定波長色抽出回
路１５３において、各画素がとの′ｔ、ν定波長域に含
まれるか否かの判別を行なう。こ、！で、もし特定波長
域に含まれないと判断された画素については以下の処理
は行われず、従って画素の値も変更されることはない。

色によっては一定以上の彩度や明度がないと判別が難し
いものがある。そのなめに刺激純度、すなわち彩度およ
び明度に対する処理パラメータＢ１の値をもとに、刺激
純度強調回路１５４にて画素の刺激純度に強調を加える
。このとき、第４図に示すように、色度座標の有効境界
線に近付くほど刺激純度が高くなる。

次に、ＸＹＺ色刺激強調回路１５５において、パラメー
タＣ１、Ｃ２、およびＣ３の値をもとにＸＹＺヒストグ
ラムの値より、各々の色刺激Ｘ、Ｙ、Ｚに対する強調を
行なう、このとき、内視鏡による体腔内の画像であれば
、青成分の強いＺ刺激について強調するのが有効である
といえる。その理由は、内視鏡による体腔内臓器等の画
像は、赤成分の強いＸ’ｆｌｌ激と緑成分の強いＹ刺激
とが殆んどであり、潰瘍等がない限りＺ成分は殆んど見
られない、ところが、潰瘍等で組織が白っぽく変色して
いる箇所には必ずといってよいほど２成分；（’、、１
１含まれている。従って、この組織色であるＺ成性を強
調することにより、潰瘍部分だけを青色刺激の強い色に
変換することが可能になり、正常組織とは全く異なる色
で明瞭に区別できるようにすζ＼ごとができる。第５図
に上記ヒストグラムに対ｊチしなＸＹＺ各色刺激の強調
の説明図を示す。

ｉｆ＆に、明度強調回路１５６において、パラメータＤ
１の値により刺激純度である彩度と明度の関係から明度
の強調を行なう。この強調処理による効果を第６図に示
す。

こうして求められた新しい色度座標の値から、ＸＹＺ値
算出回路１５７において、新しいＸＹＺ、り２値を算出
し、この値を色刺激強調処理部１５かパ−・の出力とし
ている。

そして、色刺激強調処理部１５による処理結果の各画素
の値は、第１図に示す制御部５の制御のＥ′ニ、再びＲ
ＧＢ−ＸＹ２変換部１１１：：てＸＹＺ表色系ソＪ・ら
ＲＧＢ信号に逆変換され、Ｒ，Ｇ、Ｂの各画像メモリ７
ないし９に格納される。

このようにして、全ての画素に対する強調処理が完了す
ると、強調処理後の画像がカラーモニタ１０に表示され
観察されるようになる。

このように、この一実施例の電子内視鏡装置においては
、内視鏡スコープ１先端部のＣＯＤカメラ２から取込ま
れたＲＧＢ表色系によるカラー画像を、波長を表わし選
択するのに適した色空間であるＸＹＺ色空間に変換し、
特定の波長域内に含まれる画素だけを選別した後、色相
・彩度・明度に対する強調を行なうことにより、特定波
長の色だけについての強調処理を可能にしている。

また、第７図は、この発明に係る他の実施例によるＸＹ
Ｚ色空間上での異なる強調等の処理方法について示した
ものである。

第７図において、点線で示しなＲＧＢ表示領域は実際の
色領域の内部にあり、従ってＲＧＢによる表示では表示
できない色が存在する。即ち、実際には色の差があって
も、ＲＧＢ色空間により表示している限り殆ど同じ色に
しか見えず、病巣部等の判別がつかない場合がある。

このような場合に、例えばある波長領域Ａ１を異なる位
置Ａ２に移動したり、ＲＧＢ色空間外の領域Ａ３にある
ため同空間の周辺部Ａ４の色としてしか表示されない色
をＲＧＢ色空間内部の領域Ａ５に移したりすることによ
り、微少な色の差が明確に見えるよう強調されたり、ぼ
んやりして見え器かったものがはっきり見えるようにな
る等の効果が得られるようになる。

こうして、微妙な組織色の違いを分析し、各種の強調を
加えることで、原画像では判別し難かった正常組織と癌
等の病巣部の微妙な色の違いなどがより明確に表現でき
るようになり、診断等をより容易にすることが可能とな
る。

なお、この発明は上述の実施例に限定されるものではな
く、池の態様によっても勿論実施可能である０例えば、
ＸＹＺ空間内において、色相・彩度・明度等のヒストグ
ラムで表わしたときのストレッチの幅を変えるような強
調処理や、同空間内での座標位置を変えるなども可能で
ある。また、画像信号がＲＧＢ信号系により与えられる
カラー画像に限らず、Ｈ３Ｉ表示や、色差信号による画
像処理装置においても実施可能である。勿論、内視鏡装
置に限らず他のカラー画像の処理装置においても有効で
あることはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、この発明に係るカラー画像
処理装置であれば、波長を表わし選択するのに適した等
色空間であるＸＹＺ表色系を利用し、特定の波長域にあ
る画素だけを選別して、強調等の画像処理を行なってい
るため、従来のように強調の必要のない部分まで同時に
強調されて逆に見づらくなるというような不具合を解決
することが可能になり、波長により特定の色を選択して
強調処理等の画像処理を実施することにより要望通りの
画像を得ることが容易に可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図はこの発明に係るカラー画像処理装置
の一実施例としての電子内視鏡装置に関する図であり、
第１図は要部ブロック図、第２図は色刺激強調処理部の
詳細ブロック図である。また、第３図は特定波長色の抽
出処理の、第４図は刺激純度強調処理の、第５図はＸＹ
Ｚ色刺激の強調処理の、そして、第６図は明度強弱処理
の、各々説明図である。また第７図はＸＹＺ表色系とＲ
ＧＢ色空間との比較とこの発明に係る他の実施例による
強調等の処理方法とを示した図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）カラー映像信号の各画素をＸＹＺ表色系に変換す
   る変換手段と、この変換手段により変換された各画素に
   ついて特定の波長領域内に含まれるか否かを判別する判
   別手段と、この判別手段により特定波長領域内に分別さ
   れた各画素に対し少なくともその色相に関して強調処理
   を行なう画像処理手段と、この画像処理手段により画像
   処理されたＸＹＺ表色系上の各画素を元のカラー映像信
   号に逆変換する逆変換手段と、を備えたことを特徴とす
   るカラー画像処理装置。