JPWO2019167623A1 - 画像処理装置、内視鏡システム、及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

複数の観察光を用いて画像を取得する場合に、フレームレートの実質的な低下を防止しつつ被写体の正確な構造を観察できる画像処理装置、内視鏡システム、及び画像処理方法を提供することを目的とする。本発明の第１の態様に係る画像処理装置は、それぞれ異なる時刻に撮影された第１画像及び第２画像を入力する画像入力部であって、第１観察光により撮影された第１画像と、第１観察光とは異なる第２観察光により撮影された第２画像と、を入力する画像入力部と、第１画像と第２画像とを位置合わせするパラメータを算出するパラメータ算出部と、パラメータを第１画像に適用して位置合わせ第１画像を生成する画像生成部と、入力した第１画像及び生成した位置合わせ第１画像を表示装置に順次表示させる表示制御部と、を備える。

Description

本発明は画像処理装置、内視鏡システム、及び画像処理方法に関し、特に複数の観察光で画像を取得する画像処理装置、内視鏡システム、及び画像処理方法に関する。

医療現場では、医用機器を用いて撮影した被検体の画像が診断、治療等に用いられているが、「撮影された画像で被写体のどのような構造が明確に（あるいは不明確に）映るか」は撮影に用いる観察光に依存する。例えば、短波長成分が強い狭帯域光等の特殊光の下で撮影した画像では表層の血管がコントラストよく描写されるため病変の検出に適しており、一方で長波長成分が強い特殊光の下で撮影した画像では深層の血管がコントラストよく描写される。また、医師による観察は特殊光ではなく通常光（白色光）で行われることが多い。このように、撮影では画像の使用目的に応じた観察光を照射することが好ましく、画像を複数の目的に用いる場合は異なる観察光を照射して画像を撮影する必要がある。さらに、画像の使用目的によっては、フレームレートを低下させず連続的に画像を取得したい場合がある（例えば、観察を行う場合）。

異なる観察光に対応した複数の画像を撮影する技術として、例えば以下の文献に記載の技術が知られている。特許文献１には、被写体の特定部位を強調した狭帯域画像と、被写体を白色光で得られるカラー画像を疑似的に表現したカラー疑似画像とを一画面内に並べて表示させる内視鏡用プロセッサが記載されている。また特許文献２には、通常光画像（白色光を照射して得られた画像）と特殊光画像（波長帯域の狭い特殊光を照射して得られた画像）を同時に取得する電子内視鏡システムが記載されている。

特開２０１５−２２３２４９号公報 特開２０１０−０９４１５３号公報

特許文献１に記載の技術では、狭帯域画像（狭帯域光による画像）を色変換マトリクスにより色変換して疑似カラー画像（白色光を照射した場合に得られる画像）を生成している。しかしながら、上述したように画像において映る被写体の構造は観察光の波長により異なるので、色変換による画像生成では構造を正確に考慮することが困難である。また、特許文献２に記載の技術では、白色光を常時照射しつつ複数の撮像のうち一度は白色光と狭帯域特殊光とを同時照射している。このような同時照射のフレームでは白色光と特殊光の波長帯域が混在するが、波長分離（他方の波長の影響を除去すること）は困難である。

このように従来の技術では、複数の観察光を用いて画像を取得する場合に、フレームレートの実質的な低下を防止しつつ被写体の正確な構造を観察することは困難であった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、複数の観察光を用いて画像を取得する場合に、フレームレートの実質的な低下を防止しつつ被写体の正確な構造を観察できる画像処理装置、内視鏡システム、及び画像処理方法を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明の第１の態様に係る画像処理装置は、それぞれ異なる時刻に撮影された第１画像及び第２画像を入力する画像入力部であって、第１観察光により撮影された第１画像と、第１観察光とは異なる第２観察光により撮影された第２画像と、を入力する画像入力部と、第１画像と第２画像とを位置合わせするパラメータを算出するパラメータ算出部と、パラメータを第１画像に適用して位置合わせ第１画像を生成する画像生成部と、入力した第１画像及び生成した位置合わせ第１画像を表示装置に順次表示させる表示制御部と、を備える。

第１の態様では、第１観察光により撮影された第１画像と、第２観察光により撮影された第２画像とを用いる。第１画像の撮影には第２観察光は用いられておらず、第２画像の撮影には第１観察光は用いられていない。また、位置合わせ第１画像を生成して表示するので、第１画像の表示等に際し実質的なフレームの欠落は生じない。さらに、位置合わせをするパラメータを第１画像に適用して位置合わせ第１画像を生成するので、フレーム間で被写体の色味及び構造の変化を小さくすることができる。このように、第１の態様によれば、複数の観察光を用いて画像を取得する場合に、フレームレートの実質的な低下を防止しつつ被写体の正確な構造を観察することができる。なお、第１の態様及び以下の各態様において「位置合わせ第１画像」とは、「第１画像に対して位置合わせのパラメータを適用することにより生成した、第２画像の撮影時刻における第１画像」を意味する。

第１の態様及び以下の各態様において、第１観察光及び第２観察光は、一方が白色光で他方が狭帯域光でもよいし、双方が異なる狭帯域光でもよい。また、第１観察光及び第２観察光は光源から出射された光をそのまま用いてもよいし、光源から出射された光（例えば白色光）に特定の波長帯域を透過させるフィルタを適用して生成した光でもよい。また、第１観察光及び／または第２観察光として狭帯域光を用いる場合、用いる狭帯域光は狭帯域光用の光源から照射された狭帯域光でもよいし、白色光に対し特定の波長帯域を透過させるフィルタを適用して生成した狭帯域光でもよい。この場合、フィルタを順次切り替えることにより異なる狭帯域光が異なるタイミングで照射されるようにしてもよい。

なお、第１の態様及び以下の各態様において、「第１観察光と第２観察光とが異なる」とは、第１観察光と第２観察光とで波長帯域または分光スペクトルの少なくとも一方が同一でないことを意味する。また、第２画像は必要により（例えば、ユーザの指示入力に応じて、あるいは第２画像を処理した結果に応じて）表示することができる。また、第１画像及び第２画像は生体等の被検体を撮影した医用画像でもよい。

第１の態様及び以下の各態様において、医用画像は医療画像ともいう。また、医用画像撮影の際に用いる光源は白色帯域の光、白色帯域として複数の波長（狭帯域光）を含む光、赤外光、励起光を発生する光源を用いることができる。また、第１の態様で取得する医用画像は白色帯域の光、または白色帯域の光として複数の波長帯域の光を照射して得る通常光画像でもよいし、通常光画像に基づいて取得した、特定の波長帯域の情報を有する特殊光画像でもよい。

第２の態様に係る画像処理装置は第１の態様において、パラメータ算出部は、第１画像と第２画像との相対的な移動、回転、及び変形のうち少なくとも１つについてのパラメータをパラメータとして算出する。第２の態様は位置合わせを行うパラメータの内容を規定するものである。「変形」には拡大、縮小を含めることができる。

第３の態様に係る画像処理装置は第１または第２の態様において、パラメータ算出部は、第１画像と第２画像との射影変換を行うパラメータをパラメータとして算出し、画像生成部は算出したパラメータに基づく射影変換を第１画像に施して位置合わせ第１画像を生成する。第３の態様は位置合わせの一態様を規定するものである。

第４の態様に係る画像処理装置は第１から第３の態様のいずれか１つにおいて、画像入力部は、第２画像の撮影時刻より前であって第２画像の撮影時刻との時間差がしきい値以下である撮影時刻に撮影された第１画像を取得する。第２画像の撮影時刻より後の撮影時刻に撮影された第１画像を用いる場合、撮影時刻の時間差によっては位置合わせ第１画像の生成及び表示が遅れる可能性がある。また、撮影時刻の時間差がしきい値を超える場合、被写体の動き等に起因して撮影範囲、撮影角度等が変化し、位置合わせ精度が低下する可能性がある。このような事情に鑑み、第４の態様では、画像入力部は第２画像の撮影時刻より前であって第２画像の撮影時刻との時間差がしきい値以下である撮影時刻に撮影された第１画像を取得する。これにより、第１画像と比較して被写体の構造の変化が少ない位置合わせ第１画像を生成することができる。

第５の態様に係る画像処理装置は第１から第４の態様のいずれか１つにおいて、第１画像及び／または第２画像に対し、第１観察光と第２観察光との相違に起因する第１画像と第２画像との差異を低減させる補正を施す画像補正部をさらに備え、パラメータ算出部は補正を施した第１画像及び第２画像についてパラメータを算出する。上述のように、画像に映る被写体の構造は観察光の相違（波長バランス）に起因して異なり、画像に映る被写体の構造が異なると位置合わせ第１画像における被写体の構造が第１画像と比較して変化する場合がある。このような状況に鑑み、第５の態様では、画像補正部が第１画像と第２画像との差異を低減させる補正（位置合わせの前処理）を行う。これにより、第１画像と第２画像との位置合わせを正確に行うことができ、第１画像と比較して被写体の構造の変化が少ない位置合わせ第１画像を生成することができる。

第６の態様に係る画像処理装置は第５の態様において、画像補正部は第１画像の画像信号と第２画像の画像信号とのうち、第１観察光と第２観察光とで共通する波長の成分を抽出し、パラメータ算出部は抽出した成分に基づいてパラメータを算出する。第６の態様は第５の態様における補正の一態様を規定するもので、正確な位置合わせが可能なパラメータを算出することができる。

第７の態様に係る画像処理装置は第６の態様において、画像補正部は、第１画像の画像信号と第２画像の画像信号とのうち少なくとも一方に重み付けをして第１観察光と第２観察光とで共通する波長の成分の信号強度を成分以外の成分の信号強度よりも相対的に強くし、パラメータ算出部は重み付けをした画像信号を用いてパラメータを算出する。第７の態様は第６の態様におけるパラメータ算出をより具体的に規定するものである。

第８の態様に係る画像処理装置は第１から第７の態様のいずれか１つにおいて、第１画像、位置合わせ第１画像、または第２画像から関心領域を検出する検出部をさらに備える。第８の態様によれば、第１画像及び位置合わせ第１画像を順次表示しつつ、並行して関心領域を検出することができる。関心領域の検出は第１画像、位置合わせ第１画像、または第２画像のいずれに対しても行うことができる。

第９の態様に係る画像処理装置は第８の態様において、関心領域を示す情報を出力する第１の出力部をさらに備える。第９の態様において、関心領域を示す情報の出力は画面表示、音声出力等により行うことができ、これによりユーザが関心領域の情報を容易に認識することができる。

第１０の態様に係る画像処理装置は第９の態様において、表示制御部は、関心領域を示す情報を第１画像に重畳して表示装置に表示させる。第１０の態様において、情報の重畳表示は検出結果（例えば関心領域の位置、大きさ等）に応じた文字、数字、図形、記号、色彩等により行うことができ、これによりユーザは関心領域の情報を容易に認識することができる。

第１１の態様に係る画像処理装置は第８から第１０の態様のいずれか１つにおいて、第１画像及び第２画像のうち少なくとも第２画像に基づいて関心領域を分類する分類部をさらに備える。第１１の態様では、生体内を撮影する場合、分類部はポリープの種類（腫瘍性か非腫瘍性か）の判断、癌のステージ診断、管腔内の位置（撮影位置）の判断等を「分類」として行うことができる。

第１２の態様に係る画像処理装置は第１１の態様において、分類の結果を示す情報を出力する第２の出力部をさらに備える。第１２の態様において、分類結果を示す情報の出力は画面表示、音声出力等により行うことができ、これによりユーザが分類結果を容易に認識することができる。

第１３の態様に係る画像処理装置は第１２の態様において、表示制御部は、分類の結果を示す情報を表示装置に表示させる。第１３の態様において、情報の表示は例えば分類結果に応じた文字、数字、図形、記号、色彩等により行うことができ、これによりユーザは関心領域の情報を容易に認識することができる。なお、情報は画像に重畳表示してもよいし、画像とは別に表示してもよい。

第１４の態様に係る画像処理装置は第１から第１３の態様のいずれか１つにおいて、第１観察光は赤色、青色、及び緑色の波長帯域の光を含む白色光であり、第２観察光は赤色、青色、及び緑色のうちいずれかの波長帯域に対応する狭帯域光である。第１４の態様によれば、白色光により撮影した第１画像（及び位置合わせ第１画像）を連続的に表示させて観察しつつ、狭帯域光を用いて関心領域の検出、分類を行うこと等が可能である。なお、紫色及び赤外の波長帯域に対応する狭帯域光を用いてもよい。

第１５の態様に係る画像処理装置は第１から第１３の態様のいずれか１つにおいて、第１観察光は赤色、青色、及び緑色のうちいずれかの波長帯域に対応する第１狭帯域光であり、第２観察光は赤色、青色、及び緑色のうちいずれかの波長帯域に対応し第１狭帯域光とは波長帯域が異なる第２狭帯域光である。第１５の態様は複数の狭帯域光を用いる態様を規定するものであり、例えば波長が異なる複数の青色狭帯域光、青色狭帯域光と緑色狭帯域光、波長が異なる複数の赤色狭帯域光等の組合せを用いることができるが、観察光はこれらの組合せに限定されるものではない。なお、紫色及び赤外の波長帯域に対応する狭帯域光を用いてもよい。

第１６の態様に係る画像処理装置は第１から第１５の態様のいずれか１つにおいて、画像入力部は、中心波長が第１観察光よりも短い光を第２観察光として撮影された画像を第２画像として入力する。上述のように、画像に映る被写体の構造は観察光の波長によって異なるので、微細な構造の撮影、検出を行うには波長の短い観察光を用いるのが好ましい。第１６の態様では、第１画像の順次表示により観察を継続しつつ、第２画像を用いて微細な構造の検出等を精度良く行うことができる。

上述した目的を達成するため、本発明の第１７の態様に係る内視鏡システムは第１から第１６の態様のいずれか１つに係る画像処理装置と、表示装置と、被検体に挿入される挿入部であって、先端硬質部と、先端硬質部の基端側に接続された湾曲部と、湾曲部の基端側に接続された軟性部とを有する挿入部と、挿入部の基端側に接続された操作部と、を有する内視鏡と、第１観察光または第２観察光を被検体に照射する光源装置と、被検体の光学像を結像させる撮影レンズと、撮影レンズにより光学像が結像する撮像素子と、を有する撮像部と、を備え、撮影レンズは先端硬質部に設けられる。第１７の態様によれば、複数の観察光を用いて画像を取得する場合にフレームレートの実質的な低下を防止しつつ被写体の正確な構造を観察することができ、またユーザは表示装置に順次表示される第１画像を観察しつつ第２画像を他の目的（関心領域の検出、分類等）に利用することができる。

第１７の態様において、光源から出射された光をそのまま観察光として用いてもよいし、光源から出射された光に特定の波長帯域を透過させるフィルタを適用して生成した光を観察光としてもよい。例えば、狭帯域光を第１観察光及び／または第２観察光として用いる場合、狭帯域光用の光源から照射された光を観察光として用いてもよいし、白色光に対し特定の波長帯域を透過させるフィルタを適用して生成した光を観察光としてもよい。この場合、白色光に適用するフィルタを順次切り替えることで、異なる狭帯域光を異なるタイミングで照射してもよい。

上述した目的を達成するため、本発明の第１８の態様に係る画像処理方法はそれぞれ異なる時刻に撮影された第１画像及び第２画像を入力する画像入力工程であって、第１観察光により撮影された第１画像と、第１観察光とは異なる第２観察光により撮影された第２画像と、を入力する画像入力工程と、第１画像及び／または第２画像を位置合わせして第１画像と第２画像とを一致させるパラメータを算出するパラメータ算出工程と、パラメータを第１画像に適用して位置合わせ第１画像を生成する画像生成工程と、入力した第１画像及び生成した位置合わせ第１画像を順次表示装置に表示させる表示制御工程と、を有する。第１８の態様によれば、第１の態様と同様に、複数の観察光を用いて撮影を行う場合にフレームレートの実質的な低下を防止しつつ被写体の正確な構造を観察することができる。

なお、第１８の態様の構成に対し第２から第１６の態様と同様の構成をさらに含めてもよい。また、それら態様の画像処理方法を内視鏡システムに実行させるプログラム、並びにそのプログラムのコンピュータ読み取り可能なコードを記録した非一時的記録媒体も本発明の態様として挙げることができる。

以上説明したように、本発明の画像処理装置、内視鏡システム、及び画像処理方法によれば、複数の観察光を用いて撮影を行う場合に、フレームレートの実質的な低下を防止しつつ被写体の正確な構造を観察することができる。

図１は、第１の実施形態に係る内視鏡システムの外観図である。 図２は、内視鏡システムの構成を示すブロック図である。 図３は、内視鏡の先端硬質部の構成を示す図である。 図４は、画像処理部の機能構成を示す図である。 図５は、画像処理方法の処理を示すフローチャートである。 図６は、画像処理方法の処理を示すフローチャート（図５の続き）である。 図７は、第１画像及び第２画像の取得パターンの例を示す図である。 図８は、第１画像及び第２画像の例を示す図である。 図９は、共通波長成分に重み付けをした第１画像の例を示す図である。 図１０は、共通波長成分の重み付けを元に戻した位置合わせ第１画像の例を示す図である。 図１１は、第１画像及び位置合わせ第１画像についての表示例を示す図である。 図１２は、第１画像及び第２画像を表示した状態を示す図である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明に係る画像処理装置、内視鏡システム、及び画像処理方法の実施形態について詳細に説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係る内視鏡システム１０（画像処理装置、診断支援装置、内視鏡システム、医療画像処理装置）を示す外観図であり、図２は内視鏡システム１０の要部構成を示すブロック図である。図１，２に示すように、内視鏡システム１０は、内視鏡本体１００（内視鏡）、プロセッサ２００（プロセッサ、画像処理装置、医療画像処理装置）、光源装置３００（光源装置）、及びモニタ４００（表示装置）から構成される。

＜内視鏡本体の構成＞
内視鏡本体１００は、手元操作部１０２（操作部）と、この手元操作部１０２に連設される挿入部１０４（挿入部）とを備える。術者（ユーザ）は手元操作部１０２を把持して操作し、挿入部１０４を被検体（生体）の体内に挿入して観察する。また、手元操作部１０２には送気送水ボタンＢＴ１、吸引ボタンＢＴ２、及び各種の機能を割り付けられる機能ボタンＢＴ３、及び撮影指示操作を受け付ける撮影ボタンＢＴ４が設けられている。挿入部１０４は、手元操作部１０２側から順に、軟性部１１２（軟性部）、湾曲部１１４（湾曲部）、先端硬質部１１６（先端硬質部）で構成されている。すなわち、先端硬質部１１６の基端側に湾曲部１１４が接続され、湾曲部１１４の基端側に軟性部１１２が接続される。挿入部１０４の基端側に手元操作部１０２が接続される。ユーザは、手元操作部１０２を操作することにより湾曲部１１４を湾曲させて先端硬質部１１６の向きを上下左右に変えることができる。先端硬質部１１６には、撮影光学系１３０（撮像部）、照明部１２３、鉗子口１２６等が設けられる（図１〜図３参照）。

観察、処置の際には、操作部２０８（図２参照）の操作により、照明部１２３の照明用レンズ１２３Ａ，１２３Ｂから白色光及び／または狭帯域光（赤色狭帯域光、緑色狭帯域光、及び青色狭帯域光のうち１つ以上）を照射することができる。また、送気送水ボタンＢＴ１の操作により図示せぬ送水ノズルから洗浄水が放出されて、撮影光学系１３０の撮影レンズ１３２（撮影レンズ）、及び照明用レンズ１２３Ａ，１２３Ｂを洗浄することができる。先端硬質部１１６で開口する鉗子口１２６には不図示の管路が連通しており、この管路に腫瘍摘出等のための図示せぬ処置具が挿通されて、適宜進退して被検体に必要な処置を施せるようになっている。

図１〜図３に示すように、先端硬質部１１６の先端側端面１１６Ａには撮影レンズ１３２（撮像部）が配設されている。撮影レンズ１３２の奥にはＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）型の撮像素子１３４（撮像素子、撮像部）、駆動回路１３６、ＡＦＥ１３８（ＡＦＥ：Analog Front End）が配設されて、これらの要素により画像信号を出力する。撮像素子１３４はカラー撮像素子であり、特定のパターン配列（ベイヤー配列、Ｘ−Ｔｒａｎｓ（登録商標）配列、ハニカム配列等）でマトリクス状に配置（２次元配列）された複数の受光素子により構成される複数の画素を備える。撮像素子１３４の各画素はマイクロレンズ、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、または青（Ｂ）のカラーフィルタ及び光電変換部（フォトダイオード等）を含んでいる。撮影光学系１３０は、赤，緑，青の３色の画素信号からカラー画像を生成することもできるし、赤，緑，青のうち任意の１色または２色の画素信号から画像を生成することもできる。なお、第１の実施形態では撮像素子１３４がＣＭＯＳ型の撮像素子である場合について説明するが、撮像素子１３４はＣＣＤ（Charge Coupled Device）型でもよい。なお、撮像素子１３４の各画素は紫色光源に対応した紫色カラーフィルタ、及び／または赤外光源に対応した赤外用フィルタをさらに備えていてもよい。

被検体（腫瘍部、病変部）の光学像は撮影レンズ１３２により撮像素子１３４の受光面（撮像面）に結像されて電気信号に変換され、不図示の信号ケーブルを介してプロセッサ２００に出力されて映像信号に変換される。これにより、プロセッサ２００に接続されたモニタ４００に観察画像が表示される。

また、先端硬質部１１６の先端側端面１１６Ａには、撮影レンズ１３２に隣接して照明部１２３の照明用レンズ１２３Ａ（可視光用）、１２３Ｂ（赤外光用）が設けられている。照明用レンズ１２３Ａ，１２３Ｂの奥には、後述するライトガイド１７０の射出端が配設され、このライトガイド１７０が挿入部１０４、手元操作部１０２、及びユニバーサルケーブル１０６に挿通され、ライトガイド１７０の入射端がライトガイドコネクタ１０８内に配置される。

＜光源装置の構成＞
図２に示すように、光源装置３００は、照明用の光源３１０、絞り３３０、集光レンズ３４０、及び光源制御部３５０等から構成されており、観察光をライトガイド１７０に入射させる。光源３１０は、それぞれ赤色、緑色、青色の狭帯域光を照射する赤色光源３１０Ｒ、緑色光源３１０Ｇ、青色光源３１０Ｂを備えており、赤色、緑色、及び青色の狭帯域光を照射することができる。光源３１０による観察光の照度は光源制御部３５０により制御され、必要に応じて観察光の照度を下げること、及び照明を停止することができる。

光源３１０は赤色、緑色、青色の狭帯域光を任意の組合せで発光させることができる。例えば、赤色、緑色、青色の狭帯域光を同時に発光させて白色光（通常光）を観察光として照射することもできるし、いずれか１つもしくは２つを発光させることで狭帯域光（特殊光）を照射することもできる。光源３１０は、紫色光（狭帯域光の一例）を照射する紫色光源、赤外光（狭帯域光の一例）を照射する赤外光源をさらに備えていてもよい。また、白色光を照射する光源と、白色光及び各狭帯域光を透過させるフィルタとにより、白色光または狭帯域光を観察光として照射してもよい。

＜光源の波長帯域＞
光源３１０は白色帯域の光、または白色帯域の光として複数の波長帯域の光を発生する光源でもよいし、白色の波長帯域よりも狭い特定の波長帯域の光を発生する光源でもよい。特定の波長帯域は、可視域の青色帯域もしくは緑色帯域、あるいは可視域の赤色帯域であってもよい。特定の波長帯域が可視域の青色帯域もしくは緑色帯域である場合、３９０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下、または５３０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長帯域を含み、かつ、３９０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下または５３０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長帯域内にピーク波長を有していてもよい。また、特定の波長帯域が可視域の赤色帯域である場合、５８５ｎｍ以上６１５ｎｍ以下、または６１０ｎｍ以上７３０ｎｍ以下、の波長帯域を含み、かつ、特定の波長帯域の光は、５８５ｎｍ以上６１５ｎｍ以下または６１０ｎｍ以上７３０ｎｍ以下の波長帯域内にピーク波長を有していてもよい。

上述した特定の波長帯域の光は、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとで吸光係数が異なる波長帯域を含み、かつ、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとで吸光係数が異なる波長帯域にピーク波長を有していてもよい。この場合、特定の波長帯域は、４００±１０ｎｍ、４４０±１０ｎｍ、４７０±１０ｎｍ、または、６００ｎｍ以上７５０ｎｍの波長帯域を含み、かつ、４００±１０ｎｍ、４４０±１０ｎｍ、４７０±１０ｎｍ、または６００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の波長帯域にピーク波長を有していてもよい。

また、光源３１０が発生する光は７９０ｎｍ以上８２０ｎｍ以下、または９０５ｎｍ以上９７０ｎｍ以下の波長帯域を含み、かつ、７９０ｎｍ以上８２０ｎｍ以下または９０５ｎｍ以上９７０ｎｍ以下の波長帯域にピーク波長を有していてもよい。

また、光源３１０は、ピークが３９０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下である励起光を照射する光源を備えていてもよい。この場合、被検体（生体）内の蛍光物質が発する蛍光の情報を有する医用画像（生体内画像）を取得することができる。蛍光画像を取得する場合は、蛍光法用色素剤（フルオレスチン、アクリジンオレンジ等）を使用してもよい。

光源３１０の光源種類（レーザ光源、キセノン光源、ＬＥＤ光源（ＬＥＤ：Light-Emitting Diode）等）、波長、フィルタの有無等は被写体の種類、観察の目的等に応じて構成することが好ましく、また観察の際は被写体の種類、観察の目的等に応じて観察光の波長を組合せ及び／または切り替えることが好ましい。波長を切り替える場合、例えば光源の前方に配置され特定波長の光を透過または遮光するフィルタが設けられた円板状のフィルタ（ロータリカラーフィルタ）を回転させることにより、照射する光の波長を切り替えてもよい。

また、本発明を実施する際に用いる撮像素子は撮像素子１３４のように各画素に対しカラーフィルタが配設されたカラー撮像素子に限定されるものではなく、モノクロ撮像素子でもよい。モノクロ撮像素子を用いる場合、観察光の波長を順次切り替えて面順次（色順次）で撮像することができる。例えば出射する観察光の波長を（青色、緑色、赤色）の間で順次切り替えてもよいし、広帯域光（白色光）を照射してロータリカラーフィルタ（赤色、緑色、青色等）により出射する観察光の波長を切り替えてもよい。また、１または複数の狭帯域光（緑色、青色等）を照射してロータリカラーフィルタ（緑色、青色等）により出射する観察光の波長を切り替えてもよい。狭帯域光は波長の異なる２波長以上の赤外光（第１狭帯域光、第２狭帯域光）でもよい。

ライトガイドコネクタ１０８（図１参照）を光源装置３００に連結することにより、光源装置３００から照射された観察光がライトガイド１７０を介して照明用レンズ１２３Ａ、１２３Ｂに伝送され、照明用レンズ１２３Ａ、１２３Ｂから観察範囲に照射される。

＜プロセッサの構成＞
図２に基づきプロセッサ２００の構成を説明する。プロセッサ２００は、内視鏡本体１００から出力される画像信号を画像入力コントローラ２０２及び画像入力インタフェース２０５を介して入力し、画像処理部２０４で必要な画像処理を行ってビデオ出力部２０６を介して出力する。これによりモニタ４００（表示装置）に観察画像（生体内画像）が表示される。これらの処理はＣＰＵ２１０（ＣＰＵ：Central Processing Unit）の制御下で行われる。すなわち、ＣＰＵ２１０は画像取得部、医用画像取得部、画像入力部、パラメータ算出部、画像生成部、表示制御部、画像補正部、検出部、分類部、第１の出力部、第２の出力部としての機能を有する。記憶部２０７には、被写体の画像（医用画像、撮影画像）、関心領域の検出及び／または分類結果を示す情報等が記憶される。音声処理部２０９は、ＣＰＵ２１０及び画像処理部２０４の制御により、関心領域の検出及び／または分類の結果に応じたメッセージ（音声）等をスピーカ２０９Ａから出力する。

また、ＲＯＭ２１１（ＲＯＭ：Read Only Memory）は不揮発性の記憶素子（非一時的記録媒体）であり、本発明に係る画像処理方法をＣＰＵ２１０及び／または画像処理部２０４（画像処理装置、コンピュータ）に実行させるプログラムのコンピュータ読み取り可能なコードが記憶されている。ＲＡＭ２１２（ＲＡＭ：Random Access Memory）は各種処理の際の一時記憶用の記憶素子であり、また画像取得時のバッファとしても使用することができる。

＜画像処理部の機能＞
図４は画像処理部２０４（医療画像取得部、医療画像解析処理部、医療画像解析結果取得部）の機能構成を示す図である。画像処理部２０４は撮影制御部２０４Ａ（画像入力部）、画像入力部２０４Ｂ（画像入力部）、パラメータ算出部２０４Ｃ（パラメータ算出部）、画像生成部２０４Ｄ（画像生成部）、表示制御部２０４Ｅ（表示制御部）、画像補正部２０４Ｆ（画像補正部）、関心領域検出部２０４Ｇ（検出部）、関心領域分類部２０４Ｈ（分類部）、検出結果出力部２０４Ｉ（第１の出力部）、及び分類結果出力部２０４Ｊ（第２の出力部）を有する。関心領域検出部２０４Ｇ及び関心領域分類部２０４Ｈは医療画像解析処理部としても動作する。

また、画像処理部２０４は、白色帯域の光、または白色帯域の光として複数の波長帯域の光を照射して得る通常光画像に基づいて、特定の波長帯域の情報を有する特殊光画像を取得する特殊光画像取得部を備えていてもよい。この場合、特定の波長帯域の信号は、通常光画像に含まれるＲＧＢ（Ｒ：赤、Ｇ：緑、Ｂ：青）あるいはＣＭＹ（Ｃ：シアン、Ｍ：マゼンタ、Ｙ：イエロー）の色情報に基づく演算により得ることができる。

また、画像処理部２０４は、白色帯域の光、または白色帯域の光として複数の波長帯域の光を照射して得る通常光画像と、特定の波長帯域の光を照射して得る特殊光画像との少なくとも一方に基づく演算によって、特徴量画像を生成する特徴量画像生成部を備え、医用画像（医療画像）としての特徴量画像を取得及び表示してもよい。

画像処理部２０４のこれらの機能による処理については、詳細を後述する。なお、これらの機能による処理はＣＰＵ２１０の制御下で行われる。

上述した画像処理部２０４の機能は、各種のプロセッサ（processor）を用いて実現できる。各種のプロセッサには、例えばソフトウェア（プログラム）を実行して各種の機能を実現する汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit）が含まれる。また、上述した各種のプロセッサには、画像処理に特化したプロセッサであるＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの、製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device：ＰＬＤ）も含まれる。さらに、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路なども、上述した各種のプロセッサに含まれる。

各部の機能は１つのプロセッサにより実現されてもよいし、同種または異種の複数のプロセッサ（例えば、複数のＦＰＧＡ、あるいはＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ、またはＣＰＵとＧＰＵの組み合わせ）で実現されてもよい。また、複数の機能を１つのプロセッサで実現してもよい。複数の機能を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、画像処理装置本体、サーバなどのコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウェアの組合せで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の機能として実現する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip：ＳｏＣ）などに代表されるように、システム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の機能は、ハードウェア的な構造として、上述した各種のプロセッサを１つ以上用いて構成される。さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路（circuitry）である。

上述したプロセッサあるいは電気回路がソフトウェア（プログラム）を実行する際は、実行するソフトウェアのプロセッサ（コンピュータ）読み取り可能なコードをＲＯＭ（Read Only Memory）等の非一時的記録媒体に記憶しておき、プロセッサがそのソフトウェアを参照する。非一時的記録媒体に記憶しておくソフトウェアは、画像の入力及び被写体の計測を実行するためのプログラムを含む。ＲＯＭではなく各種光磁気記録装置、半導体メモリ等の非一時的記録媒体にコードを記録してもよい。ソフトウェアを用いた処理の際には例えばＲＡＭ（Random Access Memory）が一時的記憶領域として用いられ、また例えば不図示のＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）に記憶されたデータを参照することもできる。

＜操作部の構成＞
プロセッサ２００は操作部２０８を備えている。操作部２０８は図示せぬ操作モード設定スイッチ等を備えており、ユーザは操作部２０８を介して観察光の波長（白色光か狭帯域光か、狭帯域光の場合いずれの狭帯域光を用いるか）を設定することができる。また、操作部２０８は図示せぬキーボード及びマウスを含み、ユーザはこれらデバイスを介して撮影条件及び表示条件の設定操作を行うことができる。これらの設定操作は図示せぬフットスイッチを介して行っても良いし、音声、視線、ジェスチャ等により行ってもよい。なお、操作モードの設定は、上述のように手元操作部１０２の機能ボタンＢＴ３（図１参照）に操作モード設定機能を割り付けて行ってもよい。

＜記憶部の構成＞
記憶部２０７（記録装置）は各種の光磁気記録媒体、半導体メモリ等の非一時的記録媒体を含んで構成され、撮影画像（第１画像、第２画像）、位置合わせ第１画像、関心領域を示す情報、関心領域の分類結果を示す情報等を互いに関連付けて記憶する。これらの画像及び情報は、操作部２０８を介した操作、ＣＰＵ２１０及び／または画像処理部２０４の制御によりモニタ４００に表示される。

上述した画像の他に、医用画像（医療画像）に含まれる注目すべき領域である注目領域（関心領域）と、注目すべき態様の有無のいずれか、もしくは両方と、についての解析結果を記憶部２０７（記録装置）に記憶してもよい。この場合、画像処理部２０４（医療画像解析処理部、医療画像解析結果取得部）がそれら解析結果を記憶部２０７から取得してモニタ４００に表示することができる。

＜表示装置の構成＞
モニタ４００（表示装置）は、操作部２０８を介した操作、ＣＰＵ２１０及び／または画像処理部２０４の制御により第１画像、第２画像、位置合わせ第１画像、撮影条件設定画面、表示条件設定画面、関心領域の検出結果を示す情報、関心領域の分類結果を示す情報等を表示する。また、モニタ４００は撮影条件設定操作及び／または表示条件設定操作を行うための図示せぬタッチパネルを有する。

＜画像処理方法＞
内視鏡システム１０を用いた画像処理方法について説明する。図５，６は第１の実施形態に係る画像処理方法の処理を示すフローチャートである。

＜第１画像及び第２画像の観察光＞
第１の実施形態では、白色光を観察光（第１観察光）とした白色光画像（通常画像）を第１画像として取得し、狭帯域光としての青色光（中心波長は第１観察光より短い）を観察光（第２観察光）とした青色光画像（特殊光画像）を第２画像として取得する場合について説明する。しかしながら、本発明において観察光はこのような組合せに限定されるものではない。例えば、第２画像は狭帯域光としての緑色光、赤色光、赤外光、紫色光等を観察光として取得した特殊光画像でもよい。また、第１観察光、第２観察光の双方を狭帯域光（例えば青色光と緑色光、あるいは波長の異なる赤色光等の、第１狭帯域光及び第２狭帯域光）としてとして第１画像及び第２画像を取得してもよい。なお、第１の実施形態では、１つのフレームでは第１観察光のみ、または第２観察光のみを照射して第１画像、第２画像を撮影するものとする。

＜第１画像及び第２画像の撮影パターン＞
図７は、第１の実施形態における第１画像及び第２画像の取得パターンの例を示す図である。図７の（ａ）部分は、第１観察光（白色光、通常光）と第２観察光（青色狭帯域光、特殊光）とを例えば毎秒３０フレーム、６０フレーム等の指定されたフレームレート（フレーム間隔：Δｔ）で交互に照射するパターンを示しており、これにより白色光画像（画像ｉ１，ｉ３，ｉ５，ｉ７，ｉ９，ｉ１１）と、青色光画像（画像ｉ２，ｉ４，ｉ６，ｉ８，ｉ１０，ｉ１２）が交互に得られる。白色光画像と青色光画像とはそれぞれ異なる時刻に撮影された画像である。これに対し図７の（ｂ）部分は、第１観察光（白色光、通常光）を５フレーム連続して照射して５枚の白色光画像（画像ｉ１〜ｉ５，ｉ７〜ｉ１１）を撮影し、次いで１フレームで第２観察光（青色狭帯域光、特殊光）照射して１枚の青色光画像（画像ｉ６，ｉ１２）を撮影するパターンを示している。このパターンにおいても、白色光画像と青色光画像とはそれぞれ異なる時刻に撮影された画像である。これらの撮影パターンは、操作部２０８を介したユーザの操作により撮影制御部２０４Ａが設定することができる。

＜第１画像についての処理＞
ＣＰＵ２１０及び撮影制御部２０４Ａは、上述した撮影パターンに基づいて光源制御部３５０を制御して赤色光源３１０Ｒ、緑色光源３１０Ｇ、及び青色光源３１０Ｂを発光させて白色光（第１観察光）を被検体に照射し（ステップＳ１００：撮影工程、画像入力工程）、撮影光学系１３０、撮像素子１３４等により被検体の画像（第１画像）を撮影する（ステップＳ１１０：撮影工程、画像入力工程）。画像入力部２０４Ｂは、画像入力コントローラ２０２及び画像入力インタフェース２０５を介して、撮影した画像を入力する（ステップＳ１２０：画像入力工程）。

＜関心領域の検出＞
関心領域検出部２０４Ｇは、入力（取得）された第１画像から関心領域を検出する（ステップＳ１３０：関心領域検出工程）。関心領域の検出は、関心領域検出部２０４Ｇが例えば公知のＣＡＤシステム（ＣＡＤ：Computer Aided Diagnosis）を備えることにより行うことができる。具体的には、例えば医用画像の画素の特徴量に基づいて、関心領域（注目すべき領域である注目領域）及び関心領域における対象（注目すべき対象）の有無を抽出することができる。この場合、関心領域検出部２０４Ｇは検出対象画像を例えば複数の矩形領域に分割し、分割した各矩形領域を局所領域として設定する。関心領域検出部２０４Ｇは検出対象画像の局所領域ごとに局所領域内の画素の特徴量（例えば色相）を算出し、各局所領域の中から特定の色相を有する局所領域を関心領域として決定する。

＜深層学習アルゴリズムに基づく関心領域の検出＞
関心領域の検出は、深層学習の結果を利用して行ってもよい。例えば、新たな画像が記憶部２０７に記憶されるごとに（または新たな画像が撮影されるごとに）、関心領域検出部２０４Ｇが深層学習アルゴリズムに基づき深層学習（ディープラーニング）を用いた画像解析処理を行うことにより、画像に関心領域が含まれるか否かを解析する。深層学習アルゴリズムとしては、公知のコンボリューションニューラルネットワーク（畳み込みニューラルネットワーク）の手法、すなわち畳み込み層及びプーリング層の繰り返しと、全結合層と、出力層とを経て、画像に関心領域が含まれている否かを認識するアルゴリズムを用いることができる。深層学習を用いた画像解析処理においては、「関心領域である」あるいは「関心領域ではない」とのラベルを付した画像を教師データとして与えて生成した学習器を用いてもよい。「このような機械学習を行うか否か」、及び／または「学習結果を利用するか否か」を、操作部２０８及びモニタ４００を介したユーザの操作に応じて設定してもよい。

ステップＳ１３０で検出する関心領域（注目領域）の例としては、ポリープ、癌、大腸憩室、炎症、治療痕（ＥＭＲ瘢痕（ＥＭＲ：Endoscopic Mucosal Resection）、ＥＳＤ瘢痕（ＥＳＤ：Endoscopic Submucosal Dissection）、クリップ箇所等）、出血点、穿孔、血管異型性などを挙げることができる。

＜関心領域の分類＞
関心領域分類部２０４Ｈは、ステップＳ１３０で検出した関心領域を分類する（ステップＳ１４０：関心領域分類工程）。分類の例としては、ポリープの分類（腫瘍性か非腫瘍性か）、癌のステージ診断、管腔内の現在位置（上部であれば咽頭、食道、胃、十二指腸等、下部であれば盲腸、上行結腸、横行結腸、下行結腸、Ｓ状結腸、直腸等）等を挙げることができる。これらの分類においても、検出の場合と同様に機械学習（深層学習）の結果を利用することができる。なお、関心領域の分類は検出と一体として行ってもよい。

＜第１画像についての出力＞
表示制御部２０４Ｅ、検出結果出力部２０４Ｉ、及び分類結果出力部２０４Ｊは、白色光画像（第１画像）についての出力を行う（ステップＳ１５０：第１の出力工程、第２の出力工程）。出力は、表示制御部２０４Ｅ、検出結果出力部２０４Ｉ、及び分類結果出力部２０４Ｊが白色光画像（第１画像）、検出結果を示す情報、分類結果を示す情報をモニタ４００に表示する（表示制御工程、第１の出力工程、第２の出力工程）ことにより行うことができる。また、これらの情報を記憶部２０７に記憶する（第１の出力工程、第２の出力工程）ことにより出力を行うこともできる。関心領域の検出結果及び／または分類結果を示す情報を、音声処理部２０９及びスピーカ２０９Ａを介して音声で報知（第１の出力工程、第２の出力工程）してもよい。これらの態様の出力により、ユーザは関心領域及びその検出結果、分類結果を容易に認識することができる。なお、第１画像についての表示例は後述する（図９〜１２を参照）。また、第１の実施形態において、第１画像（及び後述する位置合わせ第１画像）を動画像として連続的に記録しつつ、関心領域が検出されたフレームを静止画像として記録してもよい。

ＣＰＵ２１０及び画像処理部２０４は、ステップＳ１００からＳ１５０の処理をＮフレーム分（ステップＳ１６０でＹＥＳになるまで）繰り返す。Ｎは１以上の整数であり、図７の（ａ）部分のパターンの場合は１，同図の（ｂ）部分のパターンの場合は５である。

＜第２画像についての処理＞
上述のように、第１観察光による画像取得がＮフレーム行われるとステップＳ１６０の判断がＹＥＳになり、ステップＳ１７０へ進んで第２観察光による画像取得が行われる。第１の実施形態において、第２観察光は第１観察光（白色光、通常光）より中心波長が短い狭帯域光（例えば青色狭帯域光）とすることができる。

第２画像についての処理は、第１観察光の場合と同様に行うことができる。具体的には、ステップＳ１７０、Ｓ１８０、Ｓ１９０、Ｓ２００、Ｓ２１０、Ｓ２２０の処理（撮影工程、画像入力工程、表示制御工程、検出工程、分類工程、第１の出力工程、第２の出力工程）は、画像処理部２０４の各部（撮影制御部２０４Ａ、関心領域検出部２０４Ｇ等）により、ステップＳ１００からステップＳ１５０と同様に行うことができる。第２観察光が青色光（白色光よりも中心波長が短い）である場合、第２画像では微細な血管等の構造が高コントラストに描写されるため、関心領域を高精度に検出、分類することができる。なお、第２画像、第２画像についての検出結果及び分類結果は、必要に応じて（例えば、操作部２０８を介したユーザの指示入力があった場合、指定された条件を満たす関心領域が検出された場合等）に出力（表示、記憶等）することができる（ステップＳ２２０）。

＜位置合わせ第１画像についての処理＞
第１の実施形態では、観察光としては第１観察光または第２観察光のみを照射し第１観察光と第２観察光は同時照射しないので、第２観察光の照射タイミングでは第１画像は得られない。そこで第１の実施形態では、以下のように「位置合わせ第１画像」（「第１画像に対して位置合わせのパラメータを適用することにより生成した、第２画像の撮影時刻における第１画像」）を生成し表示することで、第１画像についての実質的なフレームレートの低下を防止している。

＜位置合わせ第１画像の生成に用いる画像＞
位置合わせ第１画像の生成には、例えば図７（ａ）、（ｂ）部分の画像ｉ５（第１画像の例）と画像ｉ６（第２画像の例）のように、第１画像の欠落タイミング（第２画像である画像ｉ６の撮影タイミング）より前に取得された第１画像（画像ｉ５）を使用することができる。また、このようなパターン以外に、例えば撮影時刻が異なる複数の第１画像（図７の（ｂ）部分では、例えば画像ｉ４，ｉ５）を位置合わせ第１画像の生成に用いてもよいし、第１画像の欠落タイミングより後に取得された第１画像（図７の（ｂ）部分では、例えば画像ｉ７）を用いてもよい。しかしながら、第２画像の撮影時刻より後の撮影時刻に撮影された第１画像を用いる場合、撮影時刻の時間差によっては位置合わせ第１画像の生成及び表示が遅れる可能性がある。また、撮影時刻の時間差がしきい値を超える場合、被写体の動き等に起因して撮影範囲、撮影角度等が変化し、位置合わせ精度が低下する可能性がある。

このような事情により、位置合わせ第１画像の生成においては、第２画像の撮影時刻より前であって第２画像の撮影時刻との時間差がしきい値以下である撮影時刻に撮影された第１画像を取得することが好ましい。これにより、時間遅れが少なくフレーム間での被写体の色味及び構造の変化が小さい位置合わせ第１画像を生成することができる。撮影時刻に対するしきい値は、位置合わせ精度、画像の生成及び表示の遅れに対する許容時間等に応じて定めることができる。以下では、第１画像としての画像ｉ５及び第２画像としての画像ｉ６を用いて位置合わせ第１画像を生成する場合について説明する。

＜位置合わせ前の補正（前処理）＞
第１画像と第２画像とでは、撮影タイミングに加えて観察光の波長が異なっている。これにより白色光を観察光とする第１画像（画像ｉ５）では、例えば図８の（ａ）部分に示すように太い血管Ｖ１は鮮明に映っているが、細かい血管Ｖ２ははっきり映っていない。これに対し青色狭帯域光を観察光とする第２画像（画像ｉ６）では、例えば図８の（ｂ）部分に示すように、第１画像と比較して太い血管Ｖ１は不鮮明であるが、細かい血管Ｖ２は鮮明に映っている。そこで第１の実施形態では、画像処理部２０４（画像補正部２０４Ｆ）は第１観察光と第２観察光との相違に起因する第１画像と第２画像との差異を低減させる補正（前処理）を行う（ステップＳ２３０：画像補正工程）。

具体的には、画像補正部２０４Ｆは第１画像の画像信号と第２画像の画像信号とのうち第１観察光と第２観察光とで共通する波長の成分を抽出し、抽出した波長の成分を第１画像の画像信号と第２画像の画像信号とのうち少なくとも一方に重み付けして、共通する波長の成分の信号強度を共通する波長の成分以外の成分の信号強度よりも相対的に強くした画像を生成する。第１の実施形態では第１観察光が白色光で第２観察光が青色光なので、画像補正部２０４Ｆは第１画像の画像信号と第２画像の画像信号とのうち共通する波長である青色光の成分の重みを強くする。図９は画像ｉ５（第１画像）において青色光成分に重み付けをした状態を示す例であり、細かい血管Ｖ２が相対的に強調されている。

第１の実施形態では、このような補正（前処理）により位置合わせ精度を向上させフレーム間での被写体の色味及び構造の変化が小さい画像（位置合わせ第１画像）を得ることができる。なお、上述のように共通する波長成分（青色光成分）に対して重み付けをするのではなく、共通する波長成分のみを用いて位置合わせ第１画像を生成してもよい。

＜パラメータの算出及び位置合わせ＞
パラメータ算出部２０４Ｃは、補正（前処理）を施した画像ｉ５（第１画像）と画像ｉ６（第２画像）とを位置合わせにより一致させるパラメータを算出する（ステップＳ２４０：パラメータ算出工程）。算出するパラメータは相対的な移動、回転、及び変形のうち少なくとも１つについてのパラメータであり、「変形」は拡大または縮小を含んでいてよい。画像生成部２０４Ｄは、生成したパラメータを補正後の第１画像（画像ｉ５）に適用して位置合わせ第１画像を生成する（ステップＳ２５０：画像生成工程）。なお、ステップＳ２４０、Ｓ２５０では、パラメータ算出部２０４Ｃが第１画像と第２画像との間の射影変換を行うパラメータを算出し、画像生成部２０４Ｄが算出したパラメータに基づく射影変換を第１画像に施して位置合わせ第１画像を生成することができる。位置合わせ第１画像の例（画像ｉ５Ａ）を図１０に示す。上述のように、パラメータ算出の際に第２画像を用いているが、位置合わせ第１画像は第１画像が移動、変形等されて生成されるので、第２画像の画素値の影響により位置合わせ第１画像の色味が変化することはない。

＜関心領域の検出及び分類＞
関心領域検出部２０４Ｇは、生成した位置合わせ第１画像から関心領域を検出する（ステップＳ２６０：関心領域検出工程）。また、関心領域分類部２０４Ｈは、検出した関心領域を分類する（ステップＳ２７０：関心領域分類工程）。関心領域の検出及び分類はステップＳ１３０，Ｓ１４０について上述したのと同様に行うことができ、検出と分類とを一体として行ってもよい。

＜位置合わせ第１画像についての出力＞
表示制御部２０４Ｅ、検出結果出力部２０４Ｉ、及び分類結果出力部２０４Ｊは、位置合わせ第１画像についての出力を行う（ステップＳ２８０：表示制御工程、第１の出力工程、第２の出力工程）。位置合わせ第１画像についての出力は、第１画像について上述したのと同様に表示制御部２０４Ｅ、検出結果出力部２０４Ｉ、及び分類結果出力部２０４Ｊが位置合わせ第１画像、関心領域の検出結果を示す情報、関心領域の分類結果を示す情報をモニタ４００に表示する（表示制御工程、第１の出力工程、第２の出力工程）ことにより行うことができる。また、これらの情報を記憶部２０７に記憶する（第１の出力工程、第２の出力工程）ことにより出力を行うこともできる。位置合わせ第１画像についての出力は、第１画像についての出力に続いて順次行うことができる。例えば、表示制御部２０４ＥはＮフレームの第１画像の表示と１フレームの位置合わせ第１画像の表示とを繰り返す（順次表示）。このような順次表示は、被写体の検査中にリアルタイムに行ってもよいし、第１画像及び位置合わせ第１画像を記憶部２０７に記憶しておきユーザが後から画像を見返す際に行ってもよい。なお、第１画像について上述した補正（青色光成分の重み付け）を行って位置合わせ第１画像を生成している場合、位置合わせ第１画像を出力（表示等）する際に、画像補正部２０４Ｆが波長成分のバランスを元に戻して白色光と同じにしてもよい。これにより、波長バランスの異なる画像がモニタ４００に表示されてユーザが違和感を覚えるのを防ぐことができる。

このように、第１の実施形態では、通常の第１画像の表示（ステップＳ１５０）に加えて第２画像の取得により第１画像が取得できないタイミングでも位置合わせ第１画像を表示する（ステップＳ２８０）ことができる。これにより第１画像のフレームレートの実質的な低下を防止し、ユーザは通常光（白色光）により撮影された通常光画像（第１画像）により観察を継続することができる。

＜関心領域についての出力＞
第１画像及び位置合わせ第１画像についての出力（ステップＳ１５０、Ｓ２８０）において、表示制御部２０４Ｅ、検出結果出力部２０４Ｉ、分類結果出力部２０４Ｊは、第１画像及び／または位置合わせ第１画像から関心領域が検出されている場合は、関心領域の検出結果を示す情報及び／または関心領域の分類結果を示す情報を出力することができる。情報の出力は、ステップＳ１３０，Ｓ１４０について上述したのと同様に、表示制御部２０４Ｅ、検出結果出力部２０４Ｉ、分類結果出力部２０４Ｊが関心領域を示す情報（例えば関心領域の位置、大きさ）、及び／または分類結果を示す情報（例えば関心領域の種類、ポリープの分類、癌のステージ診断等）を文字、数字、記号、色彩等により表示することにより行うことができる。これらの情報は、第１画像及び／または位置合わせ第１画像に重畳表示してもよい。

図１１は関心領域についての情報の表示例を示す図である。図１１の（ａ）部分は関心領域Ｒ１の位置を示す記号（矢印Ｍ１）を画像に重畳表示した状態を示している。また、図１１の（ｂ）部分は、関心領域Ｒ１の大きさを測定するためのマーカＭ２（例えば、直径５ｍｍに相当する円）を画像に重畳表示した状態を示している。

このようなモニタ４００への表示に加えて、または表示に代えて、検出結果出力部２０４Ｉ、分類結果出力部２０４Ｊが、検出結果を示す情報及び／または分類結果を示す情報を、音声処理部２０９及びスピーカ２０９Ａにより音声出力してもよい。また、検出結果出力部２０４Ｉ、分類結果出力部２０４Ｊが、検出結果を示す情報及び／または分類結果を示す情報を記憶部２０７に記憶させてもよい。

＜第２画像についての出力＞
第１の実施形態では、上述した第１画像及び／または位置合わせ第１画像についての出力に加えて、表示制御部２０４Ｅ、検出結果出力部２０４Ｉ、分類結果出力部２０４Ｊが第２画像について画像、関心領域の検出結果、関心領域の分類結果を出力（表示、記憶）することができる（表示制御工程、第１の出力工程、第２の出力工程）。第２画像についての出力により、ユーザは通常光（白色光）による第１画像を連続的に観察しつつ、第２画像（上述の例では青色狭帯域光）により関心領域等を正確に検出、分類することができる。図１２は、第１画像（位置合わせ第１画像）である画像ｉ１０１及び第２画像である画像ｉ１０２をモニタ４００に表示した様子を示す図であり、関心領域Ｒ２が検出され、その大きさを測定するためのマーカＭ２を表示している。

位置合わせ第１画像についての出力後、画像処理部２０４は処理を終了するか否か判断する（ステップＳ２９０）。この判断は、あらかじめ設定した時間の経過、操作部２０８を介したユーザの指示入力等に基づいて行うことができる。処理を継続する場合（ステップＳ２９０でＮＯ）は、ステップＳ１００に戻って上述した処理を繰り返す。

以上説明したように、第１の実施形態に係る内視鏡システム１０では、複数の観察光を用いて画像を取得する場合に、フレームレートの実質的な低下を防止しつつフレーム間での被写体の色味及び構造の変化が小さい画像を得ることができる。これにより、ユーザは被写体の正確な構造を観察することができる。

（付記）
上述した実施形態の各態様に加えて、以下に記載の構成も本発明の範囲に含まれる。

（付記１）
医療画像解析処理部は、医療画像の画素の特徴量に基づいて、注目すべき領域である注目領域を検出し、
医療画像解析結果取得部は、医療画像解析処理部の解析結果を取得する医療画像処理装置。

（付記２）
医療画像解析処理部は、医療画像の画素の特徴量に基づいて、注目すべき対象の有無を検出し、
医療画像解析結果取得部は、医療画像解析処理部の解析結果を取得する医療画像処理装置。

（付記３）
医療画像解析結果取得部は、
医療画像の解析結果を記録する記録装置から取得し、
解析結果は、医療画像に含まれる注目すべき領域である注目領域と、注目すべき対象の有無のいずれか、もしくは両方である医療画像処理装置。

（付記４）
医療画像は、白色帯域の光、または白色帯域の光として複数の波長帯域の光を照射して得た通常光画像である医療画像処理装置。

（付記５）
医療画像は、特定の波長帯域の光を照射して得た画像であり、
特定の波長帯域は、白色の波長帯域よりも狭い帯域である医療画像処理装置。

（付記６）
特定の波長帯域は、可視域の青色もしくは、緑色帯域である医療画像処理装置。

（付記７）
特定の波長帯域は、３９０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下または５３０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長帯域を含み、かつ、特定の波長帯域の光は、３９０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下または５３０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長帯域内にピーク波長を有する医療画像処理装置。

（付記８）
特定の波長帯域は、可視域の赤色帯域である医療画像処理装置。

（付記９）
特定の波長帯域は、５８５ｎｍ以上６１５ｎｍ以下または６１０ｎｍ以上７３０ｎｍ以下の波長帯域を含み、かつ、特定の波長帯域の光は、５８５ｎｍ以上６１５ｎｍ以下または６１０ｎｍ以上７３０ｎｍ以下の波長帯域内にピーク波長を有する医療画像処理装置。

（付記１０）
特定の波長帯域は、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとで吸光係数が異なる波長帯域を含み、かつ、特定の波長帯域の光は、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとで吸光係数が異なる波長帯域にピーク波長を有する医療画像処理装置。

（付記１１）
特定の波長帯域は、４００±１０ｎｍ、４４０±１０ｎｍ、４７０±１０ｎｍ、または、６００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の波長帯域を含み、かつ、特定の波長帯域の光は、４００±１０ｎｍ、４４０±１０ｎｍ、４７０±１０ｎｍ、または、６００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の波長帯域にピーク波長を有する医療画像処理装置。

（付記１２）
医療画像は生体内を写した生体内画像であり、
生体内画像は、生体内の蛍光物質が発する蛍光の情報を有する医療画像処理装置。

（付記１３）
蛍光は、ピークが３９０以上４７０ｎｍ以下である励起光を生体内に照射して得る医療画像処理装置。

（付記１４）
医療画像は生体内を写した生体内画像であり、
特定の波長帯域は、赤外光の波長帯域である医療画像処理装置。

（付記１５）
特定の波長帯域は、７９０ｎｍ以上８２０ｎｍ以下または９０５ｎｍ以上９７０ｎｍ以下の波長帯域を含み、かつ、特定の波長帯域の光は、７９０ｎｍ以上８２０ｎｍ以下または９０５ｎｍ以上９７０ｎｍ以下の波長帯域にピーク波長を有する医療画像処理装置。

（付記１６）
医療画像取得部は、白色帯域の光、または白色帯域の光として複数の波長帯域の光を照射して得る通常光画像に基づいて、特定の波長帯域の情報を有する特殊光画像を取得する特殊光画像取得部を備え、
医療画像は特殊光画像である医療画像処理装置。

（付記１７）
特定の波長帯域の信号は、通常光画像に含まれるＲＧＢあるいはＣＭＹの色情報に基づく演算により得る医療画像処理装置。

（付記１８）
白色帯域の光、または白色帯域の光として複数の波長帯域の光を照射して得る通常光画像と、特定の波長帯域の光を照射して得る特殊光画像との少なくとも一方に基づく演算によって、特徴量画像を生成する特徴量画像生成部を備え、
医療画像は特徴量画像である医療画像処理装置。

（付記１９）
付記１から１８のいずれか１つに記載の医療画像処理装置と、
白色の波長帯域の光、または、特定の波長帯域の光の少なくともいずれかを照射して画像を取得する内視鏡と、
を備える内視鏡装置。

（付記２０）
付記１から１８のいずれか１つに記載の医療画像処理装置を備える診断支援装置。

（付記２１）
付記１から１８のいずれか１つに記載の医療画像処理装置を備える医療業務支援装置。

以上で本発明の実施形態及び他の態様に関して説明してきたが、本発明は上述した態様に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、医療用内視鏡ではなく機械部品等の工業製品の損傷、劣化、欠陥等を診断する内視鏡にも適用できる。また、橋梁、道路、トンネル、ビル等の建築物に対し可視光画像と赤外線画像でひび割れ及び「うき（浮き）」を検出する場合にも適用することができる。

１０ 内視鏡システム
１００ 内視鏡本体
１０２ 手元操作部
１０４ 挿入部
１０６ ユニバーサルケーブル
１０８ ライトガイドコネクタ
１１２ 軟性部
１１４ 湾曲部
１１６ 先端硬質部
１１６Ａ 先端側端面
１２３ 照明部
１２３Ａ 照明用レンズ
１２３Ｂ 照明用レンズ
１２６ 鉗子口
１３０ 撮影光学系
１３２ 撮影レンズ
１３４ 撮像素子
１３６ 駆動回路
１３８ ＡＦＥ
１７０ ライトガイド
２００ プロセッサ
２０２ 画像入力コントローラ
２０４ 画像処理部
２０４Ａ 撮影制御部
２０４Ｂ 画像入力部
２０４Ｃ パラメータ算出部
２０４Ｄ 画像生成部
２０４Ｅ 表示制御部
２０４Ｆ 画像補正部
２０４Ｇ 関心領域検出部
２０４Ｈ 関心領域分類部
２０４Ｉ 検出結果出力部
２０４Ｊ 分類結果出力部
２０５ 画像入力インタフェース
２０６ ビデオ出力部
２０７ 記憶部
２０８ 操作部
２０９ 音声処理部
２０９Ａ スピーカ
２１０ ＣＰＵ
２１１ ＲＯＭ
２１２ ＲＡＭ
３００ 光源装置
３１０ 光源
３１０Ｂ 青色光源
３１０Ｇ 緑色光源
３１０Ｒ 赤色光源
３３０ 絞り
３４０ 集光レンズ
３５０ 光源制御部
４００ モニタ
ＢＴ１ 送気送水ボタン
ＢＴ２ 吸引ボタン
ＢＴ３ 機能ボタン
ＢＴ４ 撮影ボタン
Ｍ１ 矢印
Ｍ２ マーカ
Ｒ１ 関心領域
Ｒ２ 関心領域
Ｓ１００〜Ｓ２９０ 画像処理方法の各ステップ
Ｖ１ 血管
Ｖ２ 血管
ｉ１ 画像
ｉ２ 画像
ｉ３ 画像
ｉ４ 画像
ｉ５ 画像
ｉ５Ａ 画像
ｉ６ 画像
ｉ７ 画像
ｉ８ 画像
ｉ９ 画像
ｉ１０ 画像
ｉ１１ 画像
ｉ１２ 画像
ｉ１０１ 画像
ｉ１０２ 画像

上述した特定の波長帯域の光は、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとで吸光係数が異なる波長帯域を含み、かつ、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとで吸光係数が異なる波長帯域にピーク波長を有していてもよい。この場合、特定の波長帯域は、４００±１０ｎｍ、４４０±１０ｎｍ、４７０±１０ｎｍ、または、６００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の波長帯域を含み、かつ、４００±１０ｎｍ、４４０±１０ｎｍ、４７０±１０ｎｍ、または６００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の波長帯域にピーク波長を有していてもよい。

＜第１画像及び第２画像の観察光＞
第１の実施形態では、白色光を観察光（第１観察光）とした白色光画像（通常画像）を第１画像として取得し、狭帯域光としての青色光（中心波長は第１観察光より短い）を観察光（第２観察光）とした青色光画像（特殊光画像）を第２画像として取得する場合について説明する。しかしながら、本発明において観察光はこのような組合せに限定されるものではない。例えば、第２画像は狭帯域光としての緑色光、赤色光、赤外光、紫色光等を観察光として取得した特殊光画像でもよい。また、第１観察光、第２観察光の双方を狭帯域光（例えば青色光と緑色光、あるいは波長の異なる赤色光等の、第１狭帯域光及び第２狭帯域光）として第１画像及び第２画像を取得してもよい。なお、第１の実施形態では、１つのフレームでは第１観察光のみ、または第２観察光のみを照射して第１画像、第２画像を撮影するものとする。

Claims (18)

1. それぞれ異なる時刻に撮影された第１画像及び第２画像を入力する画像入力部であって、第１観察光により撮影された第１画像と、前記第１観察光とは異なる第２観察光により撮影された第２画像と、を入力する画像入力部と、
   前記第１画像と前記第２画像とを位置合わせするパラメータを算出するパラメータ算出部と、
   前記パラメータを前記第１画像に適用して位置合わせ第１画像を生成する画像生成部と、
   前記入力した第１画像及び前記生成した位置合わせ第１画像を表示装置に順次表示させる表示制御部と、
   を備える画像処理装置。
2. 前記パラメータ算出部は、前記第１画像と前記第２画像との相対的な移動、回転、及び変形のうち少なくとも１つについてのパラメータを前記パラメータとして算出する請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記パラメータ算出部は、前記第１画像と前記第２画像との射影変換を行うパラメータを前記パラメータとして算出し、
   前記画像生成部は前記算出した前記パラメータに基づく射影変換を前記第１画像に施して前記位置合わせ第１画像を生成する請求項１または２に記載の画像処理装置。
4. 前記画像入力部は、前記第２画像の撮影時刻より前であって前記第２画像の撮影時刻との時間差がしきい値以下である撮影時刻に撮影された前記第１画像を取得する請求項１から３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
5. 前記第１画像及び／または前記第２画像に対し、前記第１観察光と前記第２観察光との相違に起因する前記第１画像と前記第２画像との差異を低減させる補正を施す画像補正部をさらに備え、
   前記パラメータ算出部は前記補正を施した前記第１画像及び前記第２画像について前記パラメータを算出する請求項１から４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
6. 前記画像補正部は前記第１画像の画像信号と前記第２画像の画像信号とのうち、前記第１観察光と前記第２観察光とで共通する波長の成分を抽出し、
   前記パラメータ算出部は前記抽出した成分に基づいて前記パラメータを算出する請求項５に記載の画像処理装置。
7. 前記画像補正部は、前記第１画像の画像信号と前記第２画像の画像信号とのうち少なくとも一方に重み付けをして前記第１観察光と前記第２観察光とで共通する波長の成分の信号強度を前記成分以外の成分の信号強度よりも相対的に強くし、
   前記パラメータ算出部は前記重み付けをした画像信号を用いて前記パラメータを算出する請求項６に記載の画像処理装置。
8. 前記第１画像、前記位置合わせ第１画像、または前記第２画像から関心領域を検出する検出部をさらに備える請求項１から７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
9. 前記関心領域を示す情報を出力する第１の出力部をさらに備える請求項８に記載の画像処理装置。
10. 前記表示制御部は、前記関心領域を示す情報を前記第１画像に重畳して前記表示装置に表示させる請求項９に記載の画像処理装置。
11. 前記第１画像及び前記第２画像のうち少なくとも前記第２画像に基づいて前記関心領域を分類する分類部をさらに備える請求項８から１０のいずれか１項に記載の画像処理装置。
12. 前記分類の結果を示す情報を出力する第２の出力部をさらに備える請求項１１に記載の画像処理装置。
13. 前記表示制御部は、前記分類の結果を示す情報を前記表示装置に表示させる請求項１２に記載の画像処理装置。
14. 前記第１観察光は赤色、青色、及び緑色の波長帯域の光を含む白色光であり、前記第２観察光は赤色、青色、及び緑色のうちいずれかの波長帯域に対応する狭帯域光である請求項１から１３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
15. 前記第１観察光は赤色、青色、及び緑色のうちいずれかの波長帯域に対応する第１狭帯域光であり、前記第２観察光は赤色、青色、及び緑色のうちいずれかの波長帯域に対応し前記第１狭帯域光とは波長帯域が異なる第２狭帯域光である請求項１から１３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
16. 前記画像入力部は、中心波長が前記第１観察光よりも短い光を前記第２観察光として撮影された画像を前記第２画像として入力する請求項１から１５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
17. 請求項１から１６のいずれか１項に記載の画像処理装置と、
    前記表示装置と、
    被検体に挿入される挿入部であって、先端硬質部と、前記先端硬質部の基端側に接続された湾曲部と、前記湾曲部の基端側に接続された軟性部とを有する挿入部と、前記挿入部の基端側に接続された操作部と、を有する内視鏡と、
    前記第１観察光または前記第２観察光を前記被検体に照射する光源装置と、
    前記被検体の光学像を結像させる撮影レンズと、前記撮影レンズにより前記光学像が結像する撮像素子と、を有する撮像部と、
    を備え、
    前記撮影レンズは前記先端硬質部に設けられる内視鏡システム。
18. それぞれ異なる時刻に撮影された第１画像及び第２画像を入力する画像入力工程であって、第１観察光により撮影された第１画像と、前記第１観察光とは異なる第２観察光により撮影された第２画像と、を入力する画像入力工程と、
    前記第１画像及び／または前記第２画像を位置合わせして前記第１画像と前記第２画像とを一致させるパラメータを算出するパラメータ算出工程と、
    前記パラメータを前記第１画像に適用して位置合わせ第１画像を生成する画像生成工程と、
    前記入力した第１画像及び前記生成した位置合わせ第１画像を表示装置に順次表示させる表示制御工程と、
    を有する画像処理方法。

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