WO2010044432A1 - 内視鏡システムおよび内視鏡画像処理装置 - Google Patents

内視鏡システムおよび内視鏡画像処理装置 Download PDF

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WO2010044432A1
WO2010044432A1 PCT/JP2009/067806 JP2009067806W WO2010044432A1 WO 2010044432 A1 WO2010044432 A1 WO 2010044432A1 JP 2009067806 W JP2009067806 W JP 2009067806W WO 2010044432 A1 WO2010044432 A1 WO 2010044432A1
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WO
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processing
endoscope
processing condition
color
endoscope system
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PCT/JP2009/067806
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鈴木 達彦
須藤 賢
弘太郎 小笠原
明彦 望田
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オリンパスメディカルシステムズ株式会社
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    • G02B23/2407Optical details
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Definitions

  • the present invention relates to an endoscope system and an endoscope image processing apparatus that output an endoscope image that has been subjected to color correction processing, and more particularly, to an inside that performs color correction processing based on more than six color axes in a color space.
  • the present invention relates to an endoscope system and an endoscope image processing apparatus.
  • Endoscope systems are widely used for the purpose of observing internal targets of a subject that cannot be directly viewed by an operator.
  • an imaging unit of an endoscope inserted into the body of a subject as a subject is diagnosed based on a photographed endoscopic image using irradiation light from a light source device. .
  • the color reproduction of an endoscopic image that is, whether the original color is faithfully reproduced is important because it may have a major impact on the diagnostic result, so the image processing unit of the processor to which the endoscope is connected In FIG. 5, color correction processing of the video signal is performed.
  • a six-color independent color correction method is known as a color correction method with good color reproduction.
  • the six-color independent tone correction method does not change the white balance, that is, does not add color to the achromatic signal, and R (red), M (magenta), B (blue), C (cyan), G (green)
  • hue and hue adjustment that is, hue adjustment, for each hue region divided by six reference color axes of Y and yellow (hereinafter also referred to as “reference axis” or “color axis”).
  • reference axis or “color axis”.
  • a certain color correction process is performed.
  • “for each hue region” means that it affects only two hue regions on both sides of the color axis.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 9-247701 discloses six reference color axes corresponding to six colors on the color space by further dividing the color in order to perform fine correction on intermediate colors. There has been proposed a color correction apparatus that performs color correction processing for each color space divided by seven color axes including one auxiliary color axis between the R axis and the Y axis.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-61160 further discloses that the color is further divided and six reference color axes corresponding to six colors on the color space and six reference colors further set between the reference color axes.
  • a color correction apparatus that performs color correction processing based on twelve color axes.
  • An endoscopic image in the body of a subject which is a subject imaged by an imaging unit of a medical endoscope system, is completely different from a normal landscape or a person's appearance taken by a TV camera or the like. That is, the endoscopic image photographed by the endoscope system has many delicate color tones centering on red. Therefore, using a known color correction technique, in addition to six reference color axes corresponding to six colors in the color space, one auxiliary color axis corresponding to a skin color that is an intermediate color between red and yellow In some cases, satisfactory results could not be obtained by color correction using the seven color axes to which the above was added.
  • the color correction processing for correcting intermediate colors using 12 color axes of 6 reference color axes corresponding to 6 colors in the color space and 6 reference color axes between the respective reference color axes The system configuration is complicated, and processing takes time. Furthermore, the color correction processing using many color axes not only makes the setting work performed by the surgeon complicated due to a large number of items to be set, but also makes it difficult to obtain an optimal setting state.
  • the endoscopic image not only greatly varies in color tone depending on the type of site to be observed, but also changes greatly in color tone, even for the same site when bleeding occurs, for example.
  • each surgeon has a preference for color tone, and before use, it is necessary to adjust the processing conditions of the color correction processing so as to obtain the tone color desired by each surgeon.
  • the endoscope system is a normal light observation mode in which normal light such as white light is used as irradiation light to capture a tissue in a living body to acquire an endoscopic image, which is displayed on a monitor or the like for observation. Endoscope systems have been put into practical use.
  • an endoscope system that obtains an endoscopic image photographed using special light as irradiation light, it becomes possible to easily distinguish a difference between a normal tissue and a diseased tissue such as a tumor.
  • an endoscope system in a narrow-band light observation mode in which the spectral transmittance characteristic of irradiation light is narrowed is used.
  • an endoscope system in a fluorescence observation mode that captures fluorescence generated by excitation by irradiating an observation site with excitation light from a light source is known.
  • an endoscope system in the fluorescence observation mode there are used a technique in which a fluorescent substance having tumor affinity is administered to an observation site and an image is taken, and a technique in which autofluorescence originally existing in a living body is imaged.
  • the function of the endoscope system in the normal light observation mode and the function of the endoscope system in the special light observation mode are realized in one endoscope system by changing the wavelength of irradiation light supplied from the light source device. can do.
  • the color tone of the endoscopic image captured by the endoscope system in the special light observation mode that is, the narrow-band light observation mode or the fluorescence observation mode
  • diagnosis is performed.
  • the color correction processing conditions for easily performing the above are completely different from the endoscope image in the normal light observation mode. For this reason, in an endoscope system that can be used by switching between the normal light observation mode and the special light observation mode, it is not easy to set color correction processing conditions suitable for each of the two modes.
  • An object of the present invention is to provide an endoscope system and an endoscope image processing apparatus that can obtain an endoscope image having a desired color tone.
  • an endoscope system includes an insertion portion that is inserted into the body of a subject, and an imaging unit that is disposed at a distal end portion of the insertion portion.
  • An endoscope system comprising: a mirror; an illuminating unit that illuminates the inside of the subject with illumination light; and detachably connected to the endoscope; and a processor that is detachably connected to the endoscope.
  • the processing condition storage means for storing the processing condition of the endoscopic image captured by the imaging means, and the processing condition for selecting the processing condition from the processing conditions stored by the processing condition storage means Set for each hue of selection means and R (red), M (magenta), B (blue), C (cyan), G (green), and Y (yellow) on the color space of the endoscope image
  • the processing condition selection means selects Setting at least two reference axes based on the processing conditions to be performed, and correcting the color based on the processing conditions selected by the processing condition selection means for each hue region delimited by at least the eight reference axes And image processing means for performing processing.
  • An endoscope image processing apparatus includes an insertion section that is inserted into the body of a subject, and an imaging unit that is disposed at a distal end portion of the insertion section. And color correction processing of an endoscopic image captured by the imaging unit of the endoscope system, which illuminates the inside of the subject with illumination light and is detachably connected to the endoscope An endoscopic image processing apparatus that performs processing from the processing conditions stored in the processing condition storage means and processing condition storage means that stores processing conditions of the endoscopic image captured by the imaging means.
  • Processing condition selection means for selecting, R (red), M (magenta), B (blue), C (cyan), G (green), and Y (yellow) on the color space of the endoscope image
  • the processing condition selection means selects The color correction processing based on the processing conditions selected by the processing condition selection means for each hue region set by at least two reference axes based on the processing conditions and divided by at least the eight reference axes And image processing means for performing the above.
  • storage part of 1st Embodiment is shown.
  • storage part of 1st Embodiment is shown. It shows the spectrophotometric characteristics of the xenon lamp.
  • the spectrophotometric characteristics of the halogen lamp are shown. It shows the spectrophotometric characteristics of a metal halide lamp.
  • the spectrophotometric characteristic of the light emitting diode is shown.
  • storage part of 1st Embodiment is shown.
  • storage part of 1st Embodiment is shown.
  • storage part of 1st Embodiment is shown.
  • storage part of 1st Embodiment is shown.
  • storage part of 1st Embodiment is shown.
  • storage part of 1st Embodiment is shown.
  • storage part of 1st Embodiment is shown.
  • storage part of 1st Embodiment is shown.
  • the example of a display screen in the case of amending the processing conditions of a 1st embodiment is shown. It is a block diagram which shows the structure of the endoscope system of 2nd Embodiment. It is a block diagram which shows the structure of the endoscope system of 3rd Embodiment. It is an example of the display screen of the monitor which has a graphic input part. It is an example of a graphic input part. It is explanatory drawing for demonstrating correction of the process conditions by a graphic input part.
  • storage part is shown.
  • storage part is shown.
  • storage part is shown.
  • the example of a display screen in the case of amending the processing conditions in the endoscope system of a 4th embodiment is shown.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of the endoscope system 1 of the present embodiment.
  • the endoscope system 1 of the present embodiment is also referred to as an endoscope (also referred to as a “scope”) having an insertion portion 21 that is inserted into the body of a subject (not shown) that is a subject. ) 2, a light source device 3 that is an illuminating means for illuminating the body of the subject, and a processor 4 that performs signal processing of an endoscopic image.
  • the endoscope 2 is detachably connected to the light source device 3 via a light source device connector portion 26, and is detachably connected to the processor 4 via a processor connector portion 27. That is, the processor 4 can be used as an endoscope system suitable for various purposes by combining with various endoscopes and / or various light source devices.
  • the endoscope system 1 has a monitor 5 for displaying an endoscope image and the like, and an input unit 6 such as a keyboard which is an input means for an operator to set the endoscope system 1 and the like.
  • the endoscope 2 includes a CCD 20, which is an imaging means for photographing a color endoscope image at the distal end portion 22 of the insertion portion 21, a preprocessing portion 19, an A / D conversion portion 18, and a parallel serial conversion (P / S)
  • An electronic endoscope having a portion 17.
  • the distal end portion 22 is provided with an observation window (not shown).
  • an objective lens system 23 for forming an optical image and a CCD 20 for photographing the inside of the subject are arranged.
  • the endoscopic image thus obtained is converted into a digital signal and transmitted to the processor 4.
  • a CMD Charge Modulation Device
  • a C-MOS image sensor As the imaging means, instead of the CCD 20, a CMD (Charged Modulation Device) image sensor, a C-MOS image sensor, an AMI (Amplified MOS Imager), a BCCD (Back Illuminated CCD), or the like may be used.
  • a monochrome CCD may be used instead of the color CCD, and the irradiation light may be changed to RBG in time series.
  • the light source device 3 includes a lamp 30 that emits light by the lamp driving unit 31, a switching filter unit 33 provided on the optical path of the lamp 30, and a condenser lens 35 that condenses the light that has passed through the switching filter unit 33.
  • the switching filter unit 33 includes a switching filter 34 that switches a filter disposed on the optical path by being rotated by the rotation motor 36. Illumination light guided to the distal end portion 22 by the light guide fiber 25 is spread through an illumination lens 24 attached to an illumination window (not shown), and is irradiated to an observation target site in the body.
  • the light source device 3 is a lamp identifying unit that is a light source device identifying means for identifying the type of the light source device 3 to which the processor 4 is connected, in other words, the type of the light source device 3 to which the endoscope 2 is connected. 32 is disposed.
  • the endoscope 2 is provided with a scope switch 15 for an operator to perform various instruction operations of the endoscope system 1 at hand, and an operation signal of the scope switch 15 is input to the control unit 11 to perform control.
  • the unit 11 performs an operation corresponding to the operation signal.
  • the endoscope 2 is provided with a scope identifying unit 16 that is a scope identifying means for identifying the type of the endoscope 2 to which the processor 4 is connected.
  • the signal of the endoscope image from the endoscope 2 is input to the endoscope image processing device 7 of the processor 4 through the isolation unit 9 constituted by a pulse transformer 9A for ensuring insulation.
  • the endoscope image processing device 7 includes an image processing unit 10 that is an image processing unit that performs color correction processing and the like of an endoscope image captured by the CCD 20, and an endoscope system including the endoscope image processing device 7.
  • a control unit 11 that performs control 1 a processing condition storage unit 12 that is a processing condition storage unit that stores processing conditions for color correction processing performed by the image processing unit 10, and processing for selecting processing conditions from the processing condition storage unit 12
  • a processing condition selection unit 13 which is a condition selection unit and a D / A conversion unit (D / A) 14 are provided.
  • the color correction processing of the endoscope image will be described in detail later.
  • FIG. 2 is a configuration diagram for explaining image processing in the endoscope image processing device 7 of the present embodiment.
  • an endoscope image signal from the endoscope 2 passes through a Y / C separation unit 41, a clamp unit 42, a noise reduction (NR) unit 43, and a matrix unit 44.
  • the color correction processing unit 50 performs color correction processing.
  • the endoscopic image after the color correction processing is transmitted to the D / A conversion unit 14 via the gamma correction unit 45, the enlargement / reduction processing unit 46, the enhancement unit 47, the mask setting unit 48, and the superimposed display processing unit 49. And displayed on the monitor 5. All processing performed by the image processing unit 10 is performed under the control of the control unit 11.
  • FIGS. 3 and 4 are explanatory diagrams for explaining the six-axis color correction
  • FIGS. 5 and 6 are explanations for explaining the eight-axis color correction in the endoscope image processing apparatus 7 of the present embodiment.
  • FIG. 7 is a configuration diagram for explaining color correction processing in the color correction processing unit 50 of the endoscope image processing apparatus 7 of the present embodiment.
  • FIG. 3 shows six criteria set for each hue of R (red), M (magenta), B (blue), C (cyan), G (green), and Y (yellow) on the color space.
  • Six hue regions (1) to (6) divided by the color axis are shown. That is, the color axis set radially from the center point of the color space shown in FIG. 3 is also referred to as saturation (hereinafter referred to as “color saturation” or simply “saturation”) and is represented by the symbol “sat”.
  • the color saturation degree is higher toward the outer side of the color circle.
  • the circumferential direction of the color space indicates the hue (hereinafter referred to as “hue”).
  • the image signal subjected to the color correction process compares any of the six hue regions by comparing the magnitude relationship of the R signal, the G signal, and the B signal. And the correction process is performed on the located hue region. That is, correction processing is performed on the colors of the color axes on both sides of the hue area where the image signal is located. For this reason, when a pixel belonging to a certain hue area is corrected, the three hue areas centering on the hue area to which the pixel belongs are affected, but the influence on the hue areas on both sides of the hue area to which the pixel belongs is small. .
  • FIG. 5 shows a color space for so-called 8-axis color correction processing according to the present embodiment in which two reference color axes are set in addition to the six reference color axes. .
  • the endoscope system 1 since the endoscope system 1 according to the present embodiment observes the inside of the subject, the endoscopic image captured by the CCD 20 has many delicate colors centered on red. Therefore, as shown in FIG. 5, in the endoscope system 1, one reference color is provided between the R reference color axis and the Y reference color axis, and between the R reference color axis and the M reference color axis. Set the axis, RY color axis, and RM color axis. For this reason, in the 8-axis color correction process, the hue regions divided by the color axis are (1A), (1B), (2A), (2B), (3), (4), (5), ( 6) 8 regions.
  • the areas (1A) and (1B) on both sides of the RM color axis are affected. Therefore, for example, when color correction processing is performed for each hue region on the pixels belonging to the region (1B), not only the region (1B) but also the three hue regions of the region (1A) and the region (2A) However, the influence on the area (1A) and the area (2A) is small, and the other areas are not affected.
  • the color signal of the pixel that calibrates the endoscopic image is located in one of the eight hue regions by comparing the magnitude relationship between the R signal, the G signal, and the B signal. Is determined, and color correction processing is performed on the hue region at the position.
  • the endoscope system 1 not only a reference color axis indicating RGB primary colors and a reference color axis indicating CMY which is a complementary color of the primary colors, but also a peripheral color of R included in the body, which is an assumed subject, is finely displayed.
  • Is designed as an endoscopic image processing apparatus that performs 8-axis color correction processing of a reference color axis indicating an intermediate color between R and Y and a reference color axis indicating an intermediate color between R and M. It is easy to minimize the complexity of the circuit and the like.
  • the endoscopic image input from the matrix unit 44 to the color correction processing unit 50 is color signals of R signal, G signal, and B signal.
  • the color signal of each pixel constituting the endoscopic image is compared with the magnitude relationship of the R signal, the G signal, and the B signal as shown in FIG. It is determined in which of these positions.
  • the processing condition storage unit 12 includes eight saturation (saturation) correction coefficients, KRsat, KGsat, KBsat, KYsat, KCsat, KMsat, Processing conditions including KRYsat, KRMsat, and eight hue correction coefficients, KRhue, KGhue, KBhue, KYhue, KChue, KMhue, KRYhue, and KRMhue are stored in advance.
  • the suffix after the symbol “K” indicating the correction coefficient is an abbreviation of hue
  • RM indicates an intermediate color between R and M
  • RY indicates an intermediate color between R and Y.
  • the control unit 11 has four processing conditions relating to the hue region where the color signal of the pixel of the endoscopic image is located based on the set value of the processing condition received from the processing condition selection unit 13 and the result of the RGB comparison unit 51.
  • the correction coefficients Ksat1, Ksat2, Khue1, and Khue2 are output to the color correction processing unit 50.
  • the vector amount calculation unit 52 of the color correction processing unit 50 calculates Dp and Dc, which are vector amounts in the direction of the color axis surrounding the hue region where the color signal of the pixel of the endoscope image is located.
  • the coefficient calculation unit 53 calculates a correction coefficient according to the following (Equation 1) from the processing conditions received from the control unit 11 and the vector amount calculated by the vector amount calculation unit 52.
  • the color correction calculation unit 55 includes R-a1, G-a1, B-a1, R-a2, G-a2, and B-a2, which are fixed correction coefficients from the fixed coefficient unit 54, and a coefficient calculation unit 53. Based on the calculated correction coefficient, psat, phue, csat, and chue, color correction processing of the endoscopic image is performed by the following (Equation 2), and the result is output to the gamma correction unit 45 in the subsequent stage.
  • the processing condition selection unit 13 selects the optimum processing conditions according to the endoscopic image, the eight saturation correction coefficients stored in the processing condition storage unit 12, and 8. A processing condition consisting of individual hue correction coefficients is selected. That is, the processing condition selection unit 13 receives information from the scope identification unit 16, the scope switch 15, the lamp identification unit 32, the input unit 6, or the monitor 5 via the control unit, and processes based on the information. Select a condition. For this reason, in the endoscope system 1, it is easy to set the correction conditions of the image processing unit 10 appropriately.
  • the processing condition selection unit 13 selects a processing condition according to the type of the endoscope 2.
  • the type of the endoscope 2 does not mean a model number or the like, and even if the products have the same model number, there is a difference in color characteristics due to variations in the manufacturing process. It corresponds to one type. In particular, in a color CCD, the difference in characteristics is large even for products of the same model number due to variations in manufacturing color filters. Therefore, it is preferable that the processing condition selection unit 13 selects processing conditions for each endoscope.
  • the processing condition selection unit 13 identifies the type of endoscope, in other words, an individual endoscope connected to the processor 4 based on information from a scope identification unit disposed in the endoscope 2.
  • FIG. 8A and FIG. 8B show examples of processing conditions corresponding to the type of endoscope stored in the processing condition storage unit 12.
  • FIG. 8A shows processing conditions according to the endoscope A
  • FIG. 8B shows processing conditions according to the endoscope B.
  • Each correction coefficient is a relative value, and is represented by an integer between ⁇ 100 and 100, for example.
  • the processing condition selection unit 13 selects processing conditions according to the type of the light source device 3 that is a light source means.
  • the type of the light source device 3 means the type of the lamp 30, for example, a xenon lamp, a halogen lamp, a metal halide lamp, or a light emitting diode.
  • FIGS. 9 to 12 show examples of processing conditions corresponding to the type of light source device 3 stored in the processing condition storage unit 12.
  • FIG. 13A shows processing conditions according to the xenon lamp
  • FIG. 13B shows processing conditions according to the light emitting diode (LED).
  • the processing condition selection unit 13 selects a processing condition according to the type of the light source device 3, it is easy to appropriately set the correction condition of the image processing unit 10.
  • the type of the light source device 3 does not mean only the type of the lamp 30, and there is a characteristic difference due to variations in the manufacturing process even if the product has the same model number. It may have an identification mark corresponding to.
  • the endoscope system 1 has a part input unit that is a part input unit that selects a part of the body to be imaged by the CCD 20, and the processing condition selection unit 13 performs processing according to the part selected by the part input unit. Select a condition.
  • the site is, for example, one of the ear, nose, esophagus, stomach, small intestine, large intestine, or abdominal cavity, and the color tone of the endoscopic image varies depending on the site.
  • FIG. 14A and FIG. 14B show examples of processing conditions corresponding to the types of parts stored in the processing condition storage unit 12.
  • FIG. 14A shows processing conditions according to the stomach
  • FIG. 14B shows processing conditions according to the ear and nose.
  • the processing condition selection unit 13 selects a processing condition according to an imaging region, it is easy to appropriately set the correction condition of the image processing unit 10.
  • the part input unit for example, the input unit 6 or the scope switch 15 input by an operator can be used.
  • a part input unit of a method using image analysis of an endoscopic image or a method using a position sensor or the like can be used.
  • the processing condition selection unit 13 selects a processing condition according to the scene selected by the part input unit.
  • the scene is, for example, either a normal scene or a bleeding scene, and the color tone of the endoscope image differs depending on the scene.
  • the scene input unit for example, the input unit 6 or the scope switch 15 input by an operator can be used.
  • FIG. 15A and FIG. 15B show examples of processing conditions corresponding to the scenes stored in the processing condition storage unit 12.
  • FIG. 15A shows the processing conditions for a normal scene
  • FIG. 15B shows the processing conditions for a bleeding (Reddish) scene.
  • the bleeding scene is an endoscopic image whose R (red) is strong due to blood
  • appropriate color correction processing is so-called red-less color correction processing in which the color tone of red is suppressed.
  • the type of scene can be added or changed according to the procedure, for example, by adding a pigment dispersion scene.
  • the endoscope system 1 includes an operator input unit that is an operator input unit for inputting an operator, and the processing condition selection unit 13 is an operator input by the operator input unit, that is, an operator.
  • the processing conditions according to the operator's preference are selected according to the name, initials or identification number of the operator.
  • FIG. 16A and FIG. 16B show examples of processing conditions corresponding to the surgeon stored in the processing condition storage unit 12.
  • FIG. 16A shows the processing conditions preferred by doctor A
  • FIG. 16B shows the processing conditions preferred by doctor B.
  • the processing condition corresponding to the surgeon is also a processing condition of an endoscopic image taken by the surgeon in the past.
  • a processing condition selection unit is provided with processing conditions for obtaining an endoscopic image having a color tone according to an operator's preference, in other words, processing conditions that are the same as those of an endoscope image captured in the past. Since 13 is selected, it is easy to set the correction condition of the image processing unit 10 appropriately.
  • the input unit 6 or the scope switch 15 can be used as the surgeon input unit. Processing conditions according to the operator's preference may be input from the input unit 6 in advance, or the previous conditions may be used.
  • the processing condition selection unit 13 has a processing condition correction unit that corrects the selected processing condition. That is, as shown in FIG. 17, the processing conditions are input by selecting a place 5D having a predetermined value with the selection marker 5C while confirming the values displayed as the table 5B on the display screen 5A of the monitor 5, for example. The numerical value can be corrected by using the part 6. By correcting the processing conditions selected by the processing condition selection unit 13, it is possible to perform fine adjustment of the color tone according to the situation. As the processing condition selection unit 13, for example, the input unit 6 or the scope switch 15 can be used. Similarly, the processing conditions stored in the processing condition storage unit 12 can be set using the input unit 6 or the like.
  • the endoscope system 1 can easily set the correction condition of the image processing unit 10 appropriately.
  • processing condition storage unit 12 and the processing condition selection unit 13 have been described as separate components independent of the control unit 11 and the image processing unit 10, but the same hardware as the control unit 11 or the image processing unit 10 is used. It may be integrated with the control unit 11 or the image processing unit 10 using wear.
  • the endoscope image processing apparatus 7 has the imaging unit disposed in the insertion portion 21 inserted into the body of the subject and the distal end portion 22 of the insertion portion 21. Color correction processing is performed on an endoscopic image photographed by the CCD 20 of the endoscope system 1 having the endoscope 2 having the CCD 20 as means and the light source device 3 being illumination means for illuminating the inside of the subject.
  • a processing condition selection unit 13 that selects a processing condition from the image processing unit 10, and the image processing unit 10 includes R (red), M (magenta), B (blue), C (cyan), G ( Green) and Y (yellow), intermediate hue between R and Y, and R and M Intermediate set eight reference color axes set for each hue, for each hue region partitioned by the reference color axes, performs color correction processing based on the processing conditions processing condition selection unit 13 has selected.
  • the endoscope image processing apparatus can easily set the correction condition of the image processing unit 10 appropriately.
  • FIG. 18 is a configuration diagram illustrating a configuration of an endoscope system 1B according to the second embodiment. Since the endoscope system 1B according to the present embodiment is similar to the endoscope system 1 according to the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the endoscope 2 has a scope identifying unit 16, and the condition selection unit is based on the information of the scope identifying unit 16 and the processing condition storage unit 12 of the processor 4.
  • the processing conditions for the endoscope 2 stored in the above were selected.
  • the endoscope 2B includes a processing condition storage unit 12A that stores processing conditions suitable for the type of the endoscope 2B.
  • the light source device 3B has a processing condition storage unit 12B that stores processing conditions suitable for the light source device 3B.
  • the processing condition selection unit 13B of the endoscope image processing device 7B selects a processing condition from at least one of the processing condition storage unit 12A or the processing condition storage unit 12B.
  • the processing condition selection unit 13B selects an optimum processing condition, it is possible to appropriately set the correction condition of the image processing unit 10 that can obtain an endoscope image having a desired color tone. Easy.
  • FIG. 19 is a configuration diagram illustrating a configuration of an endoscope system 1C according to the third embodiment. Since the endoscope system 1C according to the present embodiment is similar to the endoscope system 1 according to the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the processing condition selection unit 13C selects processing conditions based on a plurality of conditions.
  • the processing condition selection unit 13C of the endoscope system 1C is configured so that the type of the endoscope 2 is the endoscope A, the type of the light source device 3 is the light source device A, and the operator is the operator A. Processing conditions based on the three conditions of the endoscope A, the light source device A, and the operator A are selected. Processing conditions selected based on a plurality of conditions may be stored in the processing condition storage unit 12 in advance, or the processing condition selection unit 13C performs predetermined arithmetic processing based on each processing condition, and a plurality of processing conditions are selected. Processing conditions suitable for these conditions may be calculated.
  • the monitor 5E can be used as a graphic input means.
  • FIG. 20 shows a display screen 5E1 of a monitor 5E having a graphic input means function of the endoscope system 1C.
  • the display screen 5C1 is a 16: 9 wide screen, the endoscope image 5E2 after color correction processing is displayed on the right side, and the graphic input unit 6A for setting processing conditions is displayed on the left side.
  • the graphic input unit 6A can be operated with the pointer 5E3.
  • the graphic input unit 6A displays a color space in a circular shape, and on the color space, R (red), M (magenta), B (blue), C (cyan), G ( Condition setting marks 6A1 to 6A8 are displayed on each of the eight reference color axes corresponding to the hues of green) and Y (yellow), the intermediate hue of R and Y, and the intermediate hue of R and M, respectively. Has been.
  • the operator uses a pointer 5E3 on the screen with a mouse or the like to designate a predetermined condition setting mark, for example, 6A5, and corrects the processing condition setting by moving the condition setting mark. can do.
  • the settable range of each condition setting mark in other words, the movable range is, for example, a range of ⁇ 78% to 78% of the region in the hue direction.
  • the processing condition setting change by the graphic input unit 6A is reflected on the color tone of the endoscope image in real time.
  • the endoscope system 1C includes the graphic input unit 6A for setting processing conditions by moving the condition setting marks 6A1 to 6A8 on the reference color axis displayed on the color space, and the color input unit 6A. It further has a monitor 5 which is a display means for displaying the endoscopic image after the correction processing, and the color tone of the endoscopic image displayed on the monitor 5 is real-time by setting processing conditions by the condition setting marks 6A1 to 6A8. To change.
  • the operator can easily and appropriately set the processing conditions for obtaining an endoscope image having a desired color tone.
  • an endoscope system 1D includes an endoscope (also referred to as a “scope”) 2D having an insertion portion 21 inserted into the body of the subject, and the body of the subject.
  • the light source device 3D is an illuminating unit that illuminates with normal light or special light, and a processor 4D having an endoscope image processing device 7D that performs signal processing of an endoscope image and the like.
  • the endoscope 2D is detachably connected to the light source device 3D via a light source device connector portion 26, and is detachably connected to the processor 4D via a processor connector portion 27. That is, the processor 4D can be used as an endoscope system suitable for various purposes by combining with various endoscopes and / or various light source devices.
  • an objective lens system 23 for connecting an optical image, a blocking filter 28 that transmits light of a desired wavelength and blocks light of other wavelengths, and a CCD 20 that images the inside of the subject are arranged.
  • the endoscopic image captured by the CCD 20 is converted into a digital signal and transmitted to the processor 4.
  • the cutoff filter 28 is switched according to the observation mode.
  • the light source device 3D includes a lamp 30 that emits light by the lamp driving unit 31, a switching filter unit 33D provided on the optical path of the lamp 30, and a condenser lens 35 that collects light passing through the switching filter unit 33D. I have.
  • the switching filter unit 33D includes a switching filter 34D that switches a filter disposed on the optical path by being rotated by the rotation motor 36.
  • the light source device 3D supplies normal light or special light to the light guide fiber 25 as illumination light by switching the filter.
  • FIG. 25A the switching filter 34D will be described with reference to FIGS. 25A, 25B, 26, and 27.
  • FIG. 25A, 25B, 26, and 27 the switching filter 34D will be described with reference to FIGS. 25A, 25B, 26, and 27.
  • the switching filter 34D is provided with an R filter 34A1, a G filter 34A2, and a B filter 34A3 for the normal light observation mode on the inner peripheral side, and E1 for the special light observation mode on the outer peripheral side.
  • a filter 34A4, a G1 filter 34A5, and a B1 filter 34A6 are arranged.
  • the switching filter 34D may be a switching filter 34D1 arranged as shown in FIG. 25B, or a plurality of switching filters.
  • FIG. 26 shows an example of transmittance characteristics of the R filter 34A1, the G filter 34A2, and the B filter 34A3 for the normal light observation mode
  • FIG. 27 shows the E1 filter 34A4 and the G1 filter 34A5 for the special light observation mode.
  • the transmittance characteristic of the R1 filter 34A6 is 630 nm.
  • the RGB filters 34A1 to 34A3 for the normal observation mode are set on the optical path, and the operation in the normal light observation mode (hereinafter also referred to as “normal mode”).
  • the state can be set, or the special light observation mode can be set by setting filters 34A4 to 34A6 for the special light observation mode on the optical path.
  • the special light observation mode can be roughly divided into a fluorescence observation mode and a narrow-band light observation mode.
  • fluorescence observation Auto Fluorescence Imaging, also referred to as “AFI” hereinafter
  • AFI Auto Fluorescence Imaging
  • blue excitation light for observing autofluorescence from a fluorescent substance such as collagen at the observation site and hemoglobin in the blood are absorbed. Irradiation with green light is performed, and the wavelength component of the excitation light is blocked by the blocking filter 28 during imaging.
  • the AFI mode is an observation mode that displays neoplastic lesions and normal mucous membranes in a color tone that is easy to distinguish on an endoscopic image, and supports early detection of fine lesions such as cancer.
  • the autofluorescence which is fluorescence emitted from a fluorescent substance such as collagen existing in the mucous membrane, is attenuated as compared with the normal tissue.
  • attenuation of autofluorescence is not only absorbed and scattered by the thickening of the mucosal epithelium of the tumor tissue, but also absorbed by hemoglobin in the blood.
  • autofluorescence decays, it may be judged as a tumor.
  • normal tissue in AFI mode, normal tissue is pale green and tumor tissue is magenta by combining green reflected light that is not affected by mucosal thickening but only affected by changes in hemoglobin with blue excitation light. Since the color and deep blood vessels are observed in a deep green color, it is possible to make it easier to identify these tissues.
  • the narrow-band light observation (Narrow Band Imaging: hereinafter also referred to as “NBI”) mode is an observation mode in which the observation function is improved by adjusting the spectral transmittance characteristics of the irradiation light.
  • NBI narrow Band Imaging
  • light having a short wavelength such as blue light has a low depth of penetration into a living body
  • light having a long wavelength such as red light has a high depth of penetration into a living body.
  • short-wavelength narrowband light is used in the NBI mode, the short-wavelength light is reflected including only information in the vicinity of the surface of the observation region, so that an observation image specialized for the surface of the observation region is obtained. Can do.
  • the contrast of the surface fine structure of the observation site is improved, and a fine pattern such as a capillary vessel can be clarified.
  • long-wavelength light such as red
  • the long-wavelength light is reflected including information on the deep part of the observation site, so that the state of the deep part of the observation site can be imaged.
  • NBI mode it is also possible to realize highlighting of capillaries and mucous membrane fine patterns on the mucosal surface layer by irradiating light with two narrowband wavelengths that are easily absorbed by hemoglobin in the blood. it can.
  • NBI mode capillary blood vessels on the mucosal surface layer are observed.
  • blue narrow band light eg, 390 nm to 445 nm
  • green narrow band light eg, 530 nm to 550 nm
  • NBI mode it can be used as an alternative to dye spraying, which is widely used for detailed diagnosis of the esophageal region and observation of the pit pattern (gland duct structure) of the large intestine, reducing examination time and unnecessary biopsy. Is expected to contribute to the efficiency of inspection.
  • the light source device 3D is provided with a lamp identifying unit 32 that is a light source device identifying means for identifying the type of the light source device 3D.
  • Information on the type (for example, xenon lamp, halogen lamp, metal halide lamp, or light emitting diode) of the lamp 30 of the lamp identification unit 32 is transmitted to the processing condition selection unit 13 via the control unit 11D.
  • the type of illumination light in other words, the observation mode is set by the operator via the input unit 6 or the like.
  • the control unit 11D of the processor 4D controls the cutoff filter 28, the switching filter unit 33D, and the like of the endoscope 2D based on the set observation mode.
  • FIG. 28 and FIG. 29 show the so-called eight-axis color correction processing color space of the endoscope system 1D in which two reference color axes are set in addition to the six reference color axes. Show.
  • the hue regions divided by the color axis are (1A), (1B), (2A), (2B), (3), (4), (5), ( 6) 8 regions.
  • the areas (1A) and (1B) on both sides of the RM color axis are affected. Therefore, for example, when color correction processing is performed for each hue region on the pixels belonging to the region (1B), not only the region (1B) but also the three hue regions of the region (1A) and the region (2A) However, the influence on the area (1A) and the area (2A) is small, and the other areas are not affected.
  • the endoscope image photographed by the CCD 20 has many subtle tones centering on the C color, unlike the normal light observation mode.
  • the C reference color axis and the G reference color axis are set based on the processing conditions selected by the processing condition selection unit 13.
  • One reference color axis, CG color axis, and CB color axis are set between the B reference color axis and the C reference color axis.
  • the hue regions divided by the color axis are (1), (1), (2), (2), (3), (4A), (4B), ( 5A), (5B), and (6) are 8 regions.
  • the color signal of the pixel that calibrates the endoscopic image is assigned to any of the eight hue regions by comparing the magnitude relationship between the R signal, the G signal, and the B signal. It is determined whether or not it is positioned, and color correction processing is performed on the positioned hue area.
  • the endoscope system 1D two reference color axes are set in advance, and the endoscope system is designed as an endoscope image processing apparatus that performs 8-axis color correction processing. Can be kept to a minimum.
  • the endoscopic image input from the matrix unit 44 to the color correction processing unit 50 is color signals of R signal, G signal, and B signal.
  • the color signal of each pixel constituting the endoscopic image is compared by the RGB comparison unit 51 according to the observation mode. As a result, it is determined which of the eight hue regions is located.
  • the processing condition storage unit 12 stores eight saturation (saturation) correction coefficients, KRsat, KGsat, KBsat, Processing conditions comprising KYsat, KCsat, KMsat, KRYsat, KRMsat, and eight hue correction coefficients, KRhue, KGhue, KBhue, KYhue, KChue, KMhue, KRYhue, KRMhue are stored in advance.
  • the suffix after the symbol “K” indicating the correction coefficient is an abbreviation of hue
  • RM indicates an intermediate color between R and M
  • RY indicates an intermediate color between R and Y.
  • the processing condition storage unit 12 includes eight saturation (saturation) correction coefficients, KRsat, KGsat, KBsat, KYsat, KCsat, KMsat, KCGsat, KCBsat, and eight hues.
  • Processing conditions including correction coefficients, KRhue, KGhue, KBhue, KYhue, KChue, KMhue, KCGhue, and KCBhue are stored in advance.
  • CG indicates an intermediate color between C and G
  • CB indicates an intermediate color between C and B.
  • FIG. 33A, FIG. 33B, and FIG. 33C show examples of processing conditions corresponding to the observation modes stored in the processing condition storage unit 12.
  • 33A shows the processing conditions according to the normal light observation mode
  • FIG. 33B shows the processing conditions according to the fluorescence observation (AFI) mode
  • FIG. 33C shows the processing conditions according to the narrow band light observation (NBI) mode. Show.
  • Each correction coefficient is a relative value, and is represented by an integer between ⁇ 100 and 100, for example.
  • 1 is respectively between the R reference color axis and the Y reference color axis, and between the R reference color axis and the M reference color axis.
  • a reference color axis for the book is set, and a correction coefficient for each color axis is set.
  • the color correction processing conditions according to the special light observation mode shown in FIGS. 33B and 33C between the C reference color axis and the G reference color axis, and between the B reference color axis and the C reference color axis.
  • one reference color axis is set for each, and a correction coefficient for each color axis is set.
  • the processing condition selection unit 13 selects an optimal processing condition corresponding to the observation mode from the processing conditions stored in the processing condition storage unit 12. Further, the processing condition selection unit 13 receives information from the lamp identification unit 32 via the control unit 11D, and selects a processing condition based on the information.
  • the processing conditions are the reference color axis setting conditions and correction coefficient setting conditions additionally set for the six color reference color axes. In the endoscope system 1D, there are at least two reference color axes to be additionally set, and at least eight reference color axes are set. Three or more reference color axes may be additionally set, but two are preferable from the viewpoint of processing time and the like. For this reason, in the endoscope system 1D, it is easy to appropriately set the correction condition of the image processing unit 10.
  • the processing condition selection unit 13 may select a processing condition according to the type of the endoscope 2D.
  • the type of endoscope 2D does not mean a model number or the like, and there is a difference in color characteristics due to variations in the manufacturing process even for products of the same model number. It corresponds to one type. In particular, in a color CCD, the difference in characteristics is large even for products of the same model number due to variations in manufacturing color filters. Therefore, it is preferable that the processing condition selection unit 13 selects processing conditions for each endoscope. For example, the processing condition selection unit 13 identifies the type of the endoscope based on the information of the scope identification unit 16 disposed in the endoscope 2D.
  • FIG. 34A and FIG. 34B show examples of processing conditions corresponding to the type of endoscope stored in the processing condition storage unit 12.
  • FIG. 34A shows the processing conditions for the normal light observation mode corresponding to the endoscope A
  • FIG. 34B shows the processing conditions for the normal light observation mode corresponding to the endoscope B.
  • the processing condition selection unit 13 selects a processing condition according to the imaging region, selects a processing condition according to the scene according to the state of the body to be imaged, A corresponding processing condition may be selected.
  • the processing condition selection unit 13 includes a processing condition correction unit that corrects the selected processing condition. That is, as shown in FIG. 35, the processing condition is, for example, by selecting a correction location 5D having a predetermined value with the selection marker 5C while confirming the values displayed as the table 5B on the display screen 5A of the monitor 5. The numerical value can be corrected using the input unit 6. By correcting the processing conditions selected by the processing condition selection unit 13, it is possible to perform fine adjustment of the color tone according to the situation. As the processing condition selection unit 13, for example, the input unit 6 or the scope switch 15 can be used. Similarly, the processing conditions stored in the processing condition storage unit 12 can be set using the input unit 6 or the like.
  • the endoscope system 1D can easily set the correction condition of the image processing unit 10 appropriately even when the observation mode is switched and the color tone of the endoscope image changes greatly.
  • processing condition storage unit 12 and the processing condition selection unit 13 are described as separate components independent of the control unit 11D and the image processing unit 10, but the same hardware as the control unit 11D or the image processing unit 10 is used. It may be integrated with the control unit 11D or the image processing unit 10 using wear.
  • the endoscope image processing device 7 can easily set the correction condition of the image processing unit 10 appropriately.
  • an endoscopic image having a characteristic color tone can be obtained by combining various filters. Therefore, in the above description, in the special light observation mode, one reference color axis is set between the C reference color axis and the G reference color axis, and between the B reference color axis and the C reference color axis.
  • the endoscope system to be set has been described, the present invention is not limited to this.

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Abstract

被検体の体内に挿入される挿入部21、および挿入部21の先端部に配設されたCCD20を有する内視鏡2と、被検体の体内を照明光により照明する光源装置3と、内視鏡画像処理装置7を有するプロセッサ4と、を具備した内視鏡システムであって、プロセッサ4が、内視鏡画像の処理条件を記憶する処理条件記憶部12と、前記処理条件を選択する処理条件選択部13と、内視鏡画像の色空間上の6本の基準軸に加えて、処理条件選択部13が選択する処理条件に基づいた少なくとも2本の基準軸を設定し前記色補正処理を行う画像処理手段と、を具備した内視鏡システム1。

Description

内視鏡システムおよび内視鏡画像処理装置
 本発明は、色補正処理された内視鏡画像を出力する内視鏡システムおよび内視鏡画像処理装置に関し、特に色空間上の6本を超える色軸をもとに色補正処理を行う内視鏡システムおよび内視鏡画像処理装置に関する。
 内視鏡システムは、術者が直接目視することができない被検体の内部の目標を観察する目的で広く用いられている。医療分野では被検体である被検者の体内に挿入された内視鏡の撮像部が、光源装置からの照射光を用いて、撮影した内視鏡画像をもとに診断が行われている。内視鏡画像の色再現、すなわち、もとの色を忠実に再現しているかは、診断結果に大きな影響を及ぼすこともあり重要であるため、内視鏡が接続されるプロセッサの画像処理部において映像信号の色補正処理が行われている。
 色再現の良い色調補正方式として6色独立色調補正方式が知られている。6色独立色調補正方式は、白バランスを変えることなく、つまり無彩色信号に色をつけることなく、R(赤)、M(マゼンタ)、B(青)、C(シアン)、G(緑)およびY(黄)の6色の基準色軸(以下、「基準軸」、または「色軸」ともいう。)で区切られた色相領域毎に、彩度および色相の調整、すなわち、色調調整である色補正処理を行うものである。ここで、「色相領域毎に」とは、色軸両側の2つの色相領域に対してのみ影響を及ぼすことを意味する。
 しかしながら、6色独立色調補正方式においては、R、M、B、C、GおよびYの6色に近い色に関しては、有効に調整可能であるが、それらの間の中間色については十分な色調調整ができない。
 これに対して、特開平9-247701号公報には、中間色に対しても細かな補正を行うために、色をさらに分割し、色空間上の6色に相当する6本の基準色軸と、R軸とY軸間の1本の補助色軸と、からなる7本の色軸により分割された色空間毎に色補正処理する色補正装置が提案されている。
 また、特開2001-61160号公報には、色をさらに分割し、色空間上の6色に相当する6本の基準色軸とそれぞれの基準色軸間にさらに設定された6本の基準色軸とからなる12本の色軸をもとに、色補正処理する色補正装置が提案されている。
 医療用内視鏡システムの撮像部が撮影する被検体である被検者の体内の内視鏡画像は、TVカメラ等が撮影する通常の景色または人物の外観等とは全く異なる。すなわち、内視鏡システムが撮影する内視鏡画像は、赤色を中心とした微妙な色調が多い。このため、公知の色補正技術を用いて、色空間上の6色に相当する6本の基準色軸に加えて、赤色と黄色の間の中間色である肌色に相当する1本の補助色軸を加えた7本の色軸による色補正では満足のいく結果は得られないことがあった。
 また、色空間上の6色に相当する6本の基準色軸とそれぞれの基準色軸間の6本の基準色軸との12本の色軸を用いて中間色を補正する色補正処理は、システムの構成が複雑となり、かつ、処理に時間を要する。さらに、多くの色軸を用いた色補正処理は、設定すべき項目が多くなり術者が行う設定作業が繁雑になるだけでなく、最適の設定状態とすることが容易ではないことがある。
 一方、医療用内視鏡システムにおいては、目的に応じて多種類の内視鏡および光源装置が使用される。また内視鏡画像は、観察する部位の種類により、色調が大きく異なるだけでなく、例えば出血が発生すると同じ部位であっても、色調が大きく変化する。また、過去に撮影した内視鏡画像との比較により診断を行う場合には、過去に撮影した内視鏡画像と同じ色調の内視鏡画像を用いることが好ましい。さらに、術者には、それぞれ色調の好みがあり、使用前に、それぞれの術者の好みの色調になるように色補正処理の処理条件を調整する必要があった。
 さらに、内視鏡システムとしては、白色光等の通常光を照射光として用いて生体内の組織を撮影して内視鏡画像を取得し、モニタ等に表示して観察する通常光観察モードの内視鏡システムが実用化されている。
 照射光として特殊光を用いて撮影した内視鏡画像を得る特殊光観察モード内視鏡のシステムでは、正常組織と腫瘍等の病変組織との差異を識別しやすくなることが可能となる。例えば、照射光の分光透過率特性を狭帯域化した狭帯域光観察モードの内視鏡システムが用いられている。さらに、観察部位を光源からの励起光で照射することにより励起し発生する蛍光を撮影する蛍光観察モードの内視鏡システムが知られている。蛍光観察モードの内視鏡システムとしては、腫瘍親和性を有する蛍光物質を観察部位に投与し撮影する手法と、生体に元来存在する自家蛍光を撮影する手法とが用いられている。なお、通常光観察モードの内視鏡システムの機能と特殊光観察モードの内視鏡システムの機能は、光源装置から供給する照射光の波長を変化することで1台の内視鏡システムにおいて実現することができる。
 ここで、特殊光観察モード、すなわち、狭帯域光観察モードまたは蛍光観察モード、の内視鏡システムが撮影する内視鏡画像の色調は通常光観察モードの内視鏡画像とは異なるため、診断を容易に行うための色補正処理条件は、通常光観察モードの内視鏡画像とは全く異なる。このため、通常光観察モードと特殊光観察モードとを切り替えて使用することのできる内視鏡システムにおいては、2つのモードのそれぞれに適した色補正処理条件を設定することは容易ではなかった。
 このように、内視鏡システムおよび内視鏡画像処理装置において、所望の色調の内視鏡画像を得るために、色処理の処理条件を適切に設定することは容易ではなかった。
 本発明は、所望の色調の内視鏡画像を得ることのできる内視鏡システムおよび内視鏡画像処理装置を提供することを目的とする。
 上記目的を達成すべく、本発明の実施の形態の内視鏡システムは、被検体の体内に挿入される挿入部、および、前記挿入部の先端部に配設された撮像手段を有する内視鏡と、前記被検体の体内を照明光により照明する、前記内視鏡と着脱可能に接続される照明手段と前記内視鏡と着脱可能に接続されるプロセッサと、を具備した内視鏡システムであって、前記プロセッサが、前記撮像手段が撮影した内視鏡画像の処理条件を記憶する処理条件記憶手段と、前記処理条件記憶手段が記憶する前記処理条件から前記処理条件を選択する処理条件選択手段と、前記内視鏡画像の色空間上の、R(赤)、M(マゼンタ)、B(青)、C(シアン)、G(緑)、およびY(黄)の色相毎に設定される6本の基準軸に加えて、前記処理条件選択手段が選択する前記処理条件に基づいた少なくとも2本の基準軸を設定し、少なくとも前記8本の基準軸により区切られた色相領域毎に、前記処理条件選択手段が選択する前記処理条件に基づいた前記色補正処理を行う画像処理手段と、を具備したことを特徴とする。
 また、本発明の別の実施の形態の内視鏡画像処理装置は、被検体の体内に挿入される挿入部、および、前記挿入部の先端部に配設された撮像手段を有する内視鏡と、前記被検体の体内を照明光により照明する、前記内視鏡と着脱可能に接続される照明手段と、を有する内視鏡システムの前記撮像手段が撮影した内視鏡画像の色補正処理を行う内視鏡画像処理装置であって、前記撮像手段が撮影した内視鏡画像の処理条件を記憶する処理条件記憶手段と、前記処理条件記憶手段が記憶する前記処理条件から前記処理条件を選択する処理条件選択手段と、前記内視鏡画像の色空間上の、R(赤)、M(マゼンタ)、B(青)、C(シアン)、G(緑)、およびY(黄)の色相毎に設定される6本の基準軸に加えて、前記処理条件選択手段が選択する前記処理条件に基づいた少なくとも2本の基準軸を設定し、少なくとも前記8本の基準軸により区切られた色相領域毎に、前記処理条件選択手段が選択する前記処理条件に基づいた前記色補正処理を行う画像処理手段と、を具備したことを特徴とする。
第1の実施の形態の内視鏡システムの構成を示す構成図である。 第1の実施の形態の内視鏡画像処理装置における画像処理を説明するための構成図である。 6軸色補正について説明するための説明図である。 6軸色補正について説明するための説明図である。 第1の実施の形態の内視鏡画像処理装置における8軸色補正について説明するための説明図である。 第1の実施の形態の内視鏡画像処理装置における8軸色補正について説明するための説明図である。 第1の実施の形態の内視鏡画像処理装置の色補正処理部における色補正処理を説明するための構成図である。 第1の実施の形態の処理条件記憶部に記憶されている内視鏡の種類に応じた処理条件の例を示す。 第1の実施の形態の処理条件記憶部に記憶されている内視鏡の種類に応じた処理条件の例を示す。 キセノンランプの分光光度特性を示している。 ハロゲンランプの分光光度特性を示している。 メタルハライドランプの分光光度特性を示している。 発光ダイオードの分光光度特性を示している。 第1の実施の形態の処理条件記憶部に記憶されている照明部の種類に応じた処理条件の例を示す。 第1の実施の形態の処理条件記憶部に記憶されている照明部の種類に応じた処理条件の例を示す。 第1の実施の形態の処理条件記憶部に記憶されている部位に応じた処理条件の例を示す。 第1の実施の形態の処理条件記憶部に記憶されている部位に応じた処理条件の例を示す。 第1の実施の形態の処理条件記憶部に記憶されているシーンに応じた処理条件の例を示す。 第1の実施の形態の処理条件記憶部に記憶されているシーンに応じた処理条件の例を示す。 第1の実施の形態の処理条件記憶部に記憶されている術者に応じた処理条件の例を示す。 第1の実施の形態の処理条件記憶部に記憶されている術者に応じた処理条件の例を示す。 第1の実施の形態の処理条件を修正する場合の表示画面例を示す。 第2の実施の形態の内視鏡システムの構成を示す構成図である。 第3の実施の形態の内視鏡システムの構成を示す構成図である。 グラフィック入力部を有するモニタの表示画面の一例である。 グラフィック入力部の一例である。 グラフィック入力部による処理条件の修正を説明するための説明図である。 グラフィック入力部による処理条件の修正を説明するための説明図である。 第4の実施の形態の内視鏡システムの構成を示す構成図である。 内視鏡システムの切替フィルタの構造を説明するための説明図である。 内視鏡システムの切替フィルタの構造を説明するための説明図である。 フィルタの波長に対する透過率特性を示したグラフである。 実施の形態のフィルタの波長に対する透過率特性を示したグラフである。 第4の実施の形態の内視鏡システムにおける8軸色補正について説明するための説明図である。 第4の実施の形態の内視鏡システムにおける8軸色補正について説明するための説明図である。 第4の実施の形態の内視鏡システムにおける8軸色補正について説明するための説明図である。 第4の実施の形態の内視鏡システムにおける8軸色補正について説明するための説明図である。 第4の実施の形態の内視鏡画像処理装置の色補正処理部における色補正処理を説明するための構成図である。 処理条件記憶部に記憶されている照明光の種類に応じた処理条件の例を示す。 処理条件記憶部に記憶されている照明光の種類に応じた処理条件の例を示す。 処理条件記憶部に記憶されている照明光の種類に応じた処理条件の例を示す。 処理条件記憶部に記憶されている内視鏡の種類に応じた処理条件の例を示す。 処理条件記憶部に記憶されている内視鏡の種類に応じた処理条件の例を示す。 第4の実施の形態の内視鏡システムにおける処理条件を修正する場合の表示画面例を示す。
 <第1の実施の形態> 
 以下、図面を参照して本発明の第1の実施の形態の内視鏡システム1について説明する。
 図1は、本実施の形態の内視鏡システム1の構成を示す構成図である。図1に示すように本実施の形態の内視鏡システム1は、被検体である被検者(不図示)の体内に挿入される挿入部21を有する内視鏡(「スコープ」ともいう。)2と、被検者の体内を照明する照明手段である光源装置3と、内視鏡画像の信号処理を行うプロセッサ4とにより構成されている。内視鏡2は、光源装置3とは光源装置用コネクタ部26を介して着脱可能に接続され、プロセッサ4とはプロセッサ用コネクタ部27を介して着脱可能に接続される。すなわち、プロセッサ4は、種々の内視鏡および/または種々の光源装置と組み合わせることで、種々の目的に適合した内視鏡システムとして使用できる。
 さらに、内視鏡システム1は、内視鏡画像等を表示するモニタ5と、術者が内視鏡システム1の設定等を行う入力手段であるキーボード等の入力部6を有している。
 内視鏡2は、挿入部21の先端部22にカラーの内視鏡画像を撮影する撮像手段であるCCD20と、プリプロセス部19と、A/D変換部18と、パラレルシリアル変換(P/S)部17を有する電子内視鏡である。先端部22には観察窓(不図示)が設けてあり、この観察窓には光学像を結ぶための対物レンズ系23と、被検者の体内を撮影するCCD20とが配置され、CCD20が撮影した内視鏡画像はデジタル信号に変換されてプロセッサ4に送信される。撮像手段としては、CCD20の代わりにCMD (Charged Modulation Device) 撮像素子、C-MOS撮像素子、AMI(Amplified MOS Imager)、BCCD(Back Illuminated CCD)等でも良い。なお、カラーCCDの代わりに白黒CCDを用い、照射光をRBGに時系列的に変化させてもよい。
 さらに、挿入部21内には光源装置3からの照明光を先端部22に導光するライトガイドファイバ25が挿通されている。光源装置3は、ランプ駆動部31により発光するランプ30と、このランプ30の光路上に設けられた切替フィルタ部33と、この切替フィルタ部33を通った光を集光するコンデンサレンズ35とを備えている。切替フィルタ部33は、回転用モータ36により回転することにより光路上に配置されるフィルタが切り替える切替フィルタ34を備えている。ライトガイドファイバ25により先端部22に導光された照明光は、照明窓(不図示)に取り付けた照明レンズ24を経て、拡開して体内の観察対象部位に照射される。さらに、光源装置3は、プロセッサ4が接続された光源装置3の種類、言い換えれば、内視鏡2が接続された光源装置3の種類、を識別するための光源装置識別手段であるランプ識別部32が配設されている。
 また、内視鏡2には術者が内視鏡システム1の種々の指示操作を手元で行うためのスコープスイッチ15が設けてあり、スコープスイッチ15の操作信号は制御部11に入力され、制御部11は操作信号に対応した動作を行う。さらに、内視鏡2には、プロセッサ4が接続された内視鏡2の種類を識別するためのスコープ識別手段であるスコープ識別部16が配設されている。
 内視鏡2からの内視鏡画像の信号は、絶縁性確保のためのパルストランス9A等から構成されたアイソレーション部9を介してプロセッサ4の内視鏡画像処理装置7に入力される。内視鏡画像処理装置7は、CCD20が撮影した内視鏡画像の色補正処理等を行う画像処理手段である画像処理部10と、内視鏡画像処理装置7を初めとする内視鏡システム1の制御を行う制御部11と、画像処理部10が行う色補正処理の処理条件を記憶する処理条件記憶手段である処理条件記憶部12と、処理条件記憶部12から処理条件を選択する処理条件選択手段である処理条件選択部13と、D/A変換部(D/A)14とを具備している。内視鏡画像の色補正処理については後に詳述する。
 次に図2を用いて、内視鏡画像処理装置7の画像処理部10が行う内視鏡画像の画像処理について説明する。図2は、本実施の形態の内視鏡画像処理装置7における画像処理を説明するための構成図である。
 図2に示すように、内視鏡2からの内視鏡画像信号は、Y/C分離部41と、クランプ部42と、ノイズ低減(NR)部43と、マトリックス部44とを介して、色補正処理部50において色補正処理が行われる。そして、色補正処理後の内視鏡画像は、ガンマ補正部45、拡大縮小処理部46、エンハンス部47、マスク設定部48、重畳表示処理部49を介して、D/A変換部14に送信され、モニタ5に表示される。なお、画像処理部10が行う処理は全て制御部11の制御のもとで行われる。
 次に、図3から図9を用いて色補正処理部50における色補正処理について説明する。図3および図4は6軸色補正について説明するための説明図であり、図5および図6は、本実施の形態の内視鏡画像処理装置7における8軸色補正について説明するための説明図であり、図7は、本実施の形態の内視鏡画像処理装置7の色補正処理部50における色補正処理を説明するための構成図である。
 図3は、色空間上の、R(赤)、M(マゼンタ)、B(青)、C(シアン)、G(緑)、およびY(黄)の色相毎に設定された6本の基準色軸により区切られた6個の色相領域(1)から(6)を示している。すなわち、図3に示す色空間の中心点から放射状に設定されている色軸は彩度(以下、「色飽和度」または、単に「飽和度(Saturation)ともいい、記号「sat」で示す。」の大小を示し、色環円の外側程、色飽和度が高いことを示している。また、色空間の円周方向は色相(以下、記号「hue」で示す。)を示している。
 そして、図4に示すように、いわゆる6軸色補正処理では、色補正処理される画像信号は、R信号、G信号、B信号の大小関係を比較することにより、6個の色相領域のいずれに位置するかが判断され、位置する色相領域に対して補正処理が行われる。すなわち、画像信号が位置する色相領域を挾みこむ両側の色軸の色に対して補正処理が行われる。このため、ある色相領域に属する画素の補正処理を行うと、画素が属する色相領域を中心とする3つの色相領域に影響が及ぶが、画素が属する色相領域の両側の色相領域への影響は小さい。
 これに対して、図5は、6本の基準色軸に加えてさらに2本の基準色軸が設定された、本実施の形態の、いわゆる8軸の色補正処理の色空間を示している。本実施の形態の内視鏡システム1は、被検者の体内を観察するため、CCD20が撮影する内視鏡画像は、赤色を中心とした微妙な色調が多い。このため、図5に示すように、内視鏡システム1では、R基準色軸とY基準色軸の間、および、R基準色軸とM基準色軸の間に、それぞれ1本の基準色軸、R-Y色軸およびR-M色軸を設定する。このため、8軸の色補正処理では、色軸で分割される色相領域は、(1A)、(1B)、(2A)、(2B)、(3)、(4)、(5)、(6)の8領域となる。
 そして、例えば、R-M色軸の補正処理のときの補正係数を変化した場合に、影響が及ぶのはR-M色軸の両側の領域(1A)および領域(1B)となる。このため、例えば、領域(1B)に属する画素に対して、色相領域毎に色補正処理を行うと、領域(1B)だけでなく、領域(1A)、および領域(2A)の3つの色相領域に影響が及ぶが、領域(1A)および領域(2A)への影響は小さく、他の領域には影響が及ばない。
 図6に示すように、内視鏡画像を較正する画素の色信号は、それぞれがR信号、G信号、B信号の大小関係を比較することにより、8個の色相領域のいずれに位置するかが判断され、その位置する色相領域に対して色補正処理が行われる。内視鏡システム1では、RGBの原色を示す基準色軸、および該原色の補色であるCMYを示す基準色軸のみならず、想定される被写体である体内に多く含まれるRの周辺色を微細に補正するためのRとYの中間色を示す基準色軸とRとMの中間色を示す基準色軸の8軸の色補正処理を行う内視鏡画像処理装置として設計されるため、装置設計が容易で回路等が複雑化することを最小限に留めることができる。
 次に、図7を用いて本実施の形態の内視鏡画像処理装置7の色補正処理部50における色補正処理を説明する。マトリックス部44から色補正処理部50に入力される内視鏡画像は、R信号、G信号およびB信号の色信号である。内視鏡画像を構成する各画素の色信号は、RGB比較部51により、図6で示したように、R信号、G信号、B信号の大小関係を比較することにより、8個の色相領域のいずれに位置するかが判断される。
 8個の色相領域のそれぞれに対して色補正処理を行うために、処理条件記憶部12には、8個の飽和度(彩度)補正係数、KRsat、KGsat、KBsat、KYsat、KCsat、KMsat、KRYsat、KRMsat、および、8個の色相補正係数、KRhue、KGhue、KBhue、KYhue、KChue、KMhue、KRYhue、KRMhueからなる処理条件が予め記憶されている。ここで、補正係数を示す記号「K」の後の添字は、色相の略号であり、RMはRとMの間の中間色を、RYはRとYの間の中間色を示している。
 制御部11は、処理条件選択部13から受信した処理条件の設定値と、RGB比較部51の結果から、内視鏡画像の画素の色信号が位置する色相領域にかかる処理条件である4個の補正係数、Ksat1、Ksat2、Khue1、Khue2を、色補正処理部50に出力する。一方、色補正処理部50のベクトル量算出部52は、内視鏡画像の画素の色信号の、位置する色相領域を挾む色軸方向のベクトル量である、Dp、Dcを算出する。係数算出部53は、制御部11から受信した処理条件とベクトル量算出部52が算出したベクトル量とから、以下の(式1)に従い補正係数を算出する。
  (式1) 
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
 色補正演算部55は、固定係数部54からの固定補正係数である、R-a1、G-a1、B-a1、R-a2、G-a2、B-a2と、係数算出部53からの算出補正係数、psat、phue、csat、chue、をもとに、以下の(式2)により内視鏡画像の色補正処理を行い、後段のガンマ補正部45に出力する。
  (式2) 
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
 内視鏡システム1の色補正処理においては、内視鏡画像に応じた最適の処理条件を処理条件選択部13が、処理条件記憶部12に記憶されている8個の飽和度補正係数と8個の色相補正係数とからなる処理条件の中から選択する。すなわち、処理条件選択部13は、スコープ識別部16、スコープスイッチ15、ランプ識別部32、入力部6、またはモニタ5等からの情報を制御部を介して受信し、その情報をもとに処理条件を選択する。このため、内視鏡システム1では画像処理部10の補正条件を適切に設定することが容易である。
 例えば、内視鏡システム1においては処理条件選択部13が、内視鏡2の種類に応じて処理条件を選択する。ここで内視鏡2の種類とは型番等を意味するものではなく、同じ型番の製品であっても製造工程でのばらつきによる色特性差も存在するため、個々の内視鏡2のそれぞれが1種類に相当する。特に、カラーCCDにおいてはカラーフィルタ製造時のばらつきにより同じ型番の製品であっても特性差が大きいため、処理条件選択部13が、個々の内視鏡毎に処理条件を選択することが好ましい。処理条件選択部13は、内視鏡2に配設されたスコープ識別部の情報に基づいて内視鏡の種類、言い換えれば、プロセッサ4に接続された、個々の内視鏡、を識別する。
 図8A、図8Bに処理条件記憶部12に記憶されている内視鏡の種類に応じた処理条件の例を示す。図8Aは、内視鏡Aに応じた処理条件を、図8Bは、内視鏡Bに応じた処理条件を示している。なお、それぞれの補正係数は相対的な値であり、例えば、-100から100の間の整数で示される。
 また、内視鏡システム1においては処理条件選択部13が、光源手段である光源装置3の種類に応じて処理条件を選択する。ここで光源装置3の種類とは、ランプ30の種類を意味し、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、または、発光ダイオードである。
 ここで、図9から図12に示すようにランプ30の種類により分光光度特性が異なるため、異なる種類の光源装置3により照射された被検者の内部の反射光は異なり内視鏡画像の色調は異なる。図13A、図13Bに処理条件記憶部12に記憶されている光源装置3の種類に応じた処理条件の例を示す。図13Aはキセノンランプに応じた処理条件を、図13Bは、発光ダイオード(LED)に応じた処理条件を示している。
 内視鏡システム1においては処理条件選択部13が、光源装置3の種類に応じて処理条件を選択するため、画像処理部10の補正条件を適切に設定することが容易である。 
 もちろん、光源装置3の種類はランプ30の種類のみを意味するものではなく、同じ型番の製品であっても製造工程でのばらつきによる特性差も存在するため、個々の光源装置3それぞれが1種類に相当する識別標識を有していてもよい。
 また、内視鏡システム1においては、CCD20が撮影する体内の部位を選択する部位入力手段である部位入力部を有し、処理条件選択部13が部位入力部により選択された部位に応じて処理条件を選択する。ここで、部位は、例えば、耳鼻、食道、胃、小腸、大腸、または、腹腔のいずれかであり、部位により内視鏡画像の色調が異なる。図14A、図14Bに処理条件記憶部12に記憶されている部位の種類に応じた処理条件の例を示す。図14Aは胃に応じた処理条件を、図14Bは、耳鼻に応じた処理条件を示している。 
 内視鏡システム1においては、処理条件選択部13が、撮影部位に応じて処理条件を選択するため、画像処理部10の補正条件を適切に設定することが容易である。
 部位入力部としては、例えば、術者が入力する入力部6またはスコープスイッチ15を用いることができる。または、部位入力部としては、例えば、内視鏡画像の画像解析による方法、または位置センサ等による方法の部位入力部を用いることもできる
 また、内視鏡システム1においては、体内の状態に応じたシーンを選択するシーン入力手段であるシーン入力部を有し、処理条件選択部13が部位入力部により選択されたシーンに応じて処理条件を選択する。ここで、シーンは、例えば、通常シーン、または、出血シーンのいずれかであり、シーンにより内視鏡画像の色調が異なる。シーン入力部としては、例えば、術者が入力する入力部6またはスコープスイッチ15を用いることができる。
 図15A、図15Bに処理条件記憶部12に記憶されているシーンに応じた処理条件の例を示す。図15Aは通常シーンの処理条件を、図15Bは、出血(Reddish)シーンに応じた処理条件を示している。ここで、出血シーンとは、血によりR(赤)が強い内視鏡画像であるため、適切な色補正処理とは赤の色調を抑えた、いわゆる赤レス色補正処理である。なお、シーンの種類としては、例えば、色素散布シーンを追加する等、手技に応じて追加または変更することも、可能である。
 また、内視鏡システム1においては、術者を入力する術者入力手段である術者入力部を有し、処理条件選択部13が、術者入力部により入力された術者、すなわち、術者の氏名、イニシャルまたは識別番号等、に応じて術者の好みに応じた処理条件を選択する。図16A、図16Bに処理条件記憶部12に記憶されている術者に応じた処理条件の例を示す。図16Aは医者Aが好む処理条件を、図16Bは、医者Bが好む処理条件を示している。なお、術者に応じた処理条件とは、その術者が過去に撮影した内視鏡画像の処理条件でもある。
 内視鏡システム1においては、術者の好みに応じた色調の内視鏡画像を得るための処理条件、言い換えれば、過去に撮影した内視鏡画像と同一の処理条件を、処理条件選択部13が選択するため、画像処理部10の補正条件を適切に設定することが容易である。術者入力部としては、例えば、入力部6またはスコープスイッチ15を用いることができる。術者の好みに応じた処理条件は予め入力部6から入力しても良いし、前回の条件を用いても良い。
 さらに、内視鏡システム1においては、処理条件選択部13が、選択した処理条件を修正する処理条件修正部を有する。すなわち、図17に示すように処理条件は、例えば、モニタ5の表示画面5Aに表5Bとして表示された値を確認しながら、選択マーカ5Cで所定の値の場所5Dを選択することで、入力部6を用いて数値の修正することができる。処理条件選択部13が選択した処理条件を修正することで、状況に応じた色調の微妙な調整を行うことができる。処理条件選択部13としては、例えば、入力部6またはスコープスイッチ15を用いることができる。また、同様に、入力部6等を用いて、処理条件記憶部12に記憶する処理条件を設定することもできる。
 以上の説明のように、内視鏡システム1は画像処理部10の補正条件を適切に設定することが容易である。
 なお、上記説明では、処理条件記憶部12および処理条件選択部13を、制御部11および画像処理部10から独立した別個の構成要素として説明したが、制御部11または画像処理部10と同じハードウエアを用いる、制御部11または画像処理部10と一体のものであってもよい。
 また、以上の説明のように、本実施の形態の内視鏡画像処理装置7は、被検者の体内に挿入される挿入部21と、挿入部21の先端部22に配設された撮像手段であるCCD20を有する内視鏡2と、被検者の体内を照明する照明手段である光源装置3とを有する内視鏡システム1のCCD20が撮影した内視鏡画像の色補正処理を行う内視鏡画像処理装置7であって、CCD20が撮影した内視鏡画像の色補正処理を行う画像処理手段である画像処理部10と、色補正処理の処理条件を記憶した処理条件記憶部12から処理条件を選択する処理条件選択部13と、を具備し、画像処理部10が、色空間上の、R(赤)、M(マゼンタ)、B(青)、C(シアン)、G(緑)、およびY(黄)の色相、およびRとYとの中間の色相とRとMとの中間の色相毎に設定される8本の基準色軸を設定し、基準色軸により区切られた色相領域毎に、処理条件選択部13が選択した処理条件に基づいた色補正処理を行う。内視鏡画像処理装置は画像処理部10の補正条件を適切に設定することが容易である。
 <第2の実施の形態> 
 以下、図面を参照して本発明の第2の実施の形態の内視鏡システム1Bについて説明する。図18は第2の実施の形態の内視鏡システム1Bの構成を示す構成図である。本実施の形態の内視鏡システム1Bは、第1の実施の形態の内視鏡システム1と類似しているため、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
 第1の実施の形態の内視鏡システム1では、内視鏡2がスコープ識別部16を有し、条件選択手段が、そのスコープ識別部16の情報に基づき、プロセッサ4の処理条件記憶部12に記憶されている、その内視鏡2の処理条件を選択した。これに対して、図18に示すように、本実施の形態の内視鏡システム1Bでは、内視鏡2Bがその内視鏡2Bの種類に適した処理条件を記憶した処理条件記憶部12Aを有している。また、本実施の形態の内視鏡システム1Bでは、光源装置3Bがその光源装置3Bに適した処理条件を記憶した処理条件記憶部12Bを有している。
 そして、内視鏡システム1Bでは、内視鏡画像処理装置7Bの処理条件選択部13Bは、処理条件記憶部12Aまたは処理条件記憶部12Bの少なくともいずれかの条件記憶手段から処理条件を選択する。
 内視鏡システム1Bは、処理条件選択部13Bが、最適の処理条件を選択するため、所望の色調の内視鏡画像を得ることのできる画像処理部10の補正条件を適切に設定することが容易である。
 <第3の実施の形態> 
 以下、図面を参照して本発明の第3の実施の形態の内視鏡システム1Cについて説明する。図19は第3の実施の形態の内視鏡システム1Cの構成を示す構成図である。本実施の形態の内視鏡システム1Cは、第1の実施の形態の内視鏡システム1と類似しているため、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
 内視鏡システム1Cにおいては、処理条件選択部13Cは、複数の条件に基づいた、処理条件を選択する。例えば、内視鏡システム1Cの処理条件選択部13Cは、内視鏡2の種類が内視鏡Aであり光源装置3の種類が光源装置Aであり、術者が術者Aの場合に、内視鏡A、光源装置A、および術者Aの3つの条件に基づいた処理条件を選択する。複数の条件に基づいて選択される処理条件は、予め処理条件記憶部12に記憶しておいても良いし、それぞれの処理条件をもとに処理条件選択部13Cが所定の演算処理を行い複数の条件に適した処理条件を算出してもよい。
 また、内視鏡システム1Cにおいては、モニタ5Eをグラフィック入力手段として用いることもできる。図20は内視鏡システム1Cのグラフィック入力手段機能を有するモニタ5Eの表示画面5E1を示している。表示画面5C1は、16:9のワイド画面であり、右側に色補正処理後の内視鏡画像5E2が表示され、左側に処理条件を設定するためのグラフィック入力部6Aが表示されている。そして、グラフィック入力部6Aは、ポインタ5E3で操作可能である。
 図21に示すように、グラフィック入力部6Aには色空間を円形にカラー表示し、色空間上には、R(赤)、M(マゼンタ)、B(青)、C(シアン)、G(緑)、およびY(黄)の各色相、およびRとYとの中間色の色相とRとMとの中間色の色相に相当する8本の基準色軸のそれぞれに条件設定マーク6A1~6A8が表示されている。
 図22および図23に示すように、術者はマウス等により画面上のポインタ5E3を用いて所定の条件設定マーク、例えば6A5を指定し、条件設定マークを移動することで処理条件の設定を修正することができる。各条件設定マークの設定可能範囲、言い換えれば移動可能範囲は、色相方向では例えば領域のー78%から78%の範囲である。
 そして、内視鏡システム1Cにおいてはグラフィック入力部6Aによる処理条件の設定変更がリアルタイムで内視鏡画像の色調に反映される。 
 以上の説明のように、内視鏡システム1Cは、色空間上に表示された基準色軸上の条件設定マーク6A1~6A8を移動することにより処理条件の設定を行うグラフィック入力部6Aと、色補正処理後の内視鏡画像とを表示する表示手段であるモニタ5をさらに有し、条件設定マーク6A1~6A8による処理条件の設定により、モニタ5に表示された内視鏡画像の色調がリアルタイムに変化する。
 このため、内視鏡システム1Cにおいては、術者は所望の色調の内視鏡画像を得るための、処理条件を容易に、そして、適切に設定することができる。
 <第4の実施の形態> 
 以下、図面を参照して本発明の第1の実施の形態の内視鏡システム1Dについて説明する。本実施の形態の内視鏡システム1Dは、第1の実施の形態の内視鏡システム1等と類似しているため、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
 図24に示すように本実施の形態の内視鏡システム1Dは、被検体の体内に挿入される挿入部21を有する内視鏡(「スコープ」ともいう。)2Dと、被検体の体内を通常光または特殊光で照明する照明する照明手段である光源装置3Dと、内視鏡画像の信号処理等を行う内視鏡画像処理装置7Dを有するプロセッサ4Dとにより構成されている。内視鏡2Dは、光源装置3Dとは光源装置用コネクタ部26を介して着脱可能に接続され、プロセッサ4Dとはプロセッサ用コネクタ部27を介して着脱可能に接続される。すなわち、プロセッサ4Dは、種々の内視鏡および/または種々の光源装置と組み合わせることで、種々の目的に適合した内視鏡システムとして使用できる。
 観察窓には光学像を結ぶための対物レンズ系23と、所望の波長の光を透過し他の波長の光を遮断する遮断フィルタ28と、被検体の体内を撮影するCCD20とが配置され、CCD20が撮影した内視鏡画像はデジタル信号に変換されてプロセッサ4に送信される。なお、遮断フィルタ28は観察モードに応じて切り替えられる。
 光源装置3Dは、ランプ駆動部31により発光するランプ30と、このランプ30の光路上に設けられた切替フィルタ部33Dと、この切替フィルタ部33Dを通った光を集光するコンデンサレンズ35とを備えている。切替フィルタ部33Dは、回転用モータ36により回転することにより光路上に配置されるフィルタが切り替える切替フィルタ34Dを備えている。光源装置3Dはフィルタを切り替えることで通常光または特殊光を照明光としてライトガイドファイバ25に供給する。
 ここで、図25A、図25B、図26および図27を用いて、切替フィルタ34Dについて説明する。
 図25Aに示すように、切替フィルタ34Dには内周側に通常光観察モード用のRフィルタ34A1と、Gフィルタ34A2と、Bフィルタ34A3とが配置され、外周側に特殊光観察モード用のE1フィルタ34A4と、G1フィルタ34A5と、B1フィルタ34A6とが配置されている。なお、切替フィルタ34Dとしては、図25Bに示すような配置の切替フィルタ34D1であってもよいし、複数の切替フィルタを用いてもよい。
 図26は、通常光観察モード用のRフィルタ34A1と、Gフィルタ34A2と、Bフィルタ34A3の透過率特性の一例を示し、図27は、特殊光観察モード用のE1フィルタ34A4と、G1フィルタ34A5と、R1フィルタ34A6の透過率特性の一例を示している。例えば、図27に示したE1フィルタ34A4の中心波長は420nm、G1フィルタ34A5の中心波長は540nm、R1フィルタ34A6の中心波長は630nmである。
 切替フィルタ部33Dの移動用モータ38を駆動することにより、光路上に通常観察モード用のRGBフィルタ34A1~34A3を設定して通常光観察モード(以下、「通常モード」ともいう。)での動作状態に設定したり、光路上に特殊光観察モード用のフィルタ34A4~34A6を設定して特殊光観察モードでの動作状態に設定したりすることができる。
 特殊光観察モードは、蛍光観察モードまたは狭帯域光観察モードに大別することができる。 
 蛍光観察(Auto Fluorescence Imaging、以下「AFI」ともいう。)モードでは、例えば、観察部位にコラーゲンなどの蛍光物質からの自家蛍光を観察するための青色励起光と、血液中のヘモグロビンに吸収される緑色の光とを照射し、撮影時には励起光の波長成分を遮断フィルタ28により遮断する。このため、AFIモードでは、内視鏡画像上で腫瘍性病変と正常粘膜とを識別しやすい色調で表示し、がんなど微細病変の早期発見を支援する観察モードである。
 自家蛍光観察では、腫瘍組織では青色励起光が照射されると、粘膜に存在するコラーゲン等の蛍光物質が発する蛍光である自家蛍光が、正常組織よりも減弱するという特性を利用している。しかし、自家蛍光の減弱は、腫瘍組織の粘膜上皮の肥厚によって光が吸収・散乱されるだけでなく、血液中のヘモグロビンによっても光が吸収されるため、青色励起光の照射のみでは炎症性病変でも自家蛍光が減衰するため腫瘍と判断されることがある。
 これに対して、AFIモードでは、粘膜の肥厚には影響をされずヘモグロビンの変化だけに影響を受ける緑色の反射光を青色励起光と組み合わせることにより、正常組織は淡い緑色、腫瘍組織はマゼンダ系色、深部血管は濃い緑系色に観察されるため、これらの組織をより識別しやすくすることが可能である。
 一方、狭帯域光観察(Narrow Band Imaging:以下「NBI」ともいう。)モードは、照射光の分光透過率特性を調整することで観察機能を向上した観察モードである。例えば、青色光などの波長の短い光は、生体への深達度が小さく、例えば赤色光などの波長の長い光は、生体への深達度が大きい。このため、NBIモードにおいて短波長狭帯域光を用いた場合には、短波長光が観察部位の表面付近の情報のみを含んで反射されるので、観察部位表面に特化した観察画像を得ることができる。すなわち、観察部位の表面微細構造のコントラストが向上し、例えば毛細血管等の微細なパターンを明瞭化できる。逆に、NBIモードにおいて赤色等の長波長光を用いた場合には、長波長光が観察部位の深部の情報を含んで反射されるので、観察部位の深部の様子を画像化することができる。
 また、NBIモードにおいては、特に、血液中のヘモグロビンに吸収されやすい狭帯域化された2つの波長の光を照射することにより、粘膜表層の毛細血管、粘膜微細模様の強調表示を実現することもできる。血管を高いコントラストで観察するために、血液に強く吸収される、または、粘膜表層で強く反射・散乱される、という特長を併せ持つ光の利用に着目し、NBIモードでは、粘膜表層の毛細血管観察用に青色の狭帯域光(例えば390nm~445nm)と、深部の太い血管観察と粘膜表層の毛細血管とのコントラストを強調するために緑色の狭帯域光(例えば、530nm~550nm)とを観察部位に照射する。NBIモードでは、食道領域の詳細診断や大腸のピットパターン(腺管構造)観察のために広く行われている色素散布の代替法として使用することができ、検査時間や不必要な生検の減少によって、検査の効率化への貢献が期待される。
 そして、ライトガイドファイバ25により先端部22に導光された照明光は、照明窓(不図示)に取り付けた照明レンズ24を経て、拡開して体内の観察対象部位に照射される。なお、光源装置3Dには、光源装置3Dの種類を識別するための光源装置識別手段であるランプ識別部32が配設されている。ランプ識別部32のランプ30の種類(例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、または、発光ダイオード)の情報は、制御部11Dを介して処理条件選択部13に送信される。
 なお、照明光の種類、言い換えれば、観察モードは、術者が入力部6等を介して設定する。プロセッサ4Dの制御部11Dは設定された観察モードに基づいて、内視鏡2Dの遮断フィルタ28および切替フィルタ部33D等を制御する。
 これに対して、図28および図29は、6本の基準色軸に加えて2本の基準色軸が設定された、内視鏡システム1Dの、いわゆる8軸の色補正処理の色空間を示している。図28に示すように、内視鏡システム1Dでは、通常光観察モードの場合には、処理条件選択部13が選択した処理条件に基づいて、R基準色軸とY基準色軸の間、および、R基準色軸とM基準色軸の間に、それぞれ1本の基準色軸、R-Y色軸およびR-M色軸を設定する。このため、8軸の色補正処理では、色軸で分割される色相領域は、(1A)、(1B)、(2A)、(2B)、(3)、(4)、(5)、(6)の8領域となる。
 そして、例えば、R-M色軸の補正処理のときの補正係数を変化した場合に、影響が及ぶのはR-M色軸の両側の領域(1A)および領域(1B)となる。このため、例えば、領域(1B)に属する画素に対して、色相領域毎に色補正処理を行うと、領域(1B)だけでなく、領域(1A)、および領域(2A)の3つの色相領域に影響が及ぶが、領域(1A)および領域(2A)への影響は小さく、他の領域には影響が及ばない。
 しかし、特殊光観察モードの場合には、CCD20が撮影する内視鏡画像は、通常光観察モードとは異なり、C色を中心とした微妙な色調が多い。このため、図29に示すように、内視鏡システム1Dでは、特殊光観察モードの場合には、処理条件選択部13が選択した処理条件に基づいて、C基準色軸とG基準色軸の間、および、B基準色軸とC基準色軸の間に、それぞれ1本の前記基準色軸、C-G色軸およびC-B色軸を設定する。このため、8軸の色補正処理では、色軸で分割される色相領域は、(1)、(1)、(2)、(2)、(3)、(4A)、(4B)、(5A)、(5B)、(6)の8領域となる。
 図30および図31に示すように、内視鏡画像を較正する画素の色信号は、それぞれがR信号、G信号、B信号の大小関係を比較することにより、8個の色相領域のいずれに位置するかが判断され、その位置する色相領域に対して色補正処理が行われる。内視鏡システム1Dでは、2本の基準色軸は予め設定されており、8軸の色補正処理を行う内視鏡画像処理装置として設計されるため、装置設計が容易で回路等が複雑化することを最小限に留めることができる。
 次に、図32を用いて本実施の形態の内視鏡画像処理装置7Dの色補正処理部50における色補正処理を説明する。マトリックス部44から色補正処理部50に入力される内視鏡画像は、R信号、G信号およびB信号の色信号である。内視鏡画像を構成する各画素の色信号は、RGB比較部51により、図30および図31で示したように、観察モードに応じて、R信号、G信号、B信号の大小関係を比較することにより、8個の色相領域のいずれに位置するかが判断される。
 8個の色相領域のそれぞれに対して色補正処理を行うために、通常光観察モードでは、処理条件記憶部12には、8個の飽和度(彩度)補正係数、KRsat、KGsat、KBsat、KYsat、KCsat、KMsat、KRYsat、KRMsat、および、8個の色相補正係数、KRhue、KGhue、KBhue、KYhue、KChue、KMhue、KRYhue、KRMhueからなる処理条件が予め記憶されている。ここで、補正係数を示す記号「K」の後の添字は、色相の略号であり、RMはRとMの間の中間色を、RYはRとYの間の中間色を示している。
 また、特殊光観察モードでは、処理条件記憶部12には、8個の飽和度(彩度)補正係数、KRsat、KGsat、KBsat、KYsat、KCsat、KMsat、KCGsat、KCBsat、および、8個の色相補正係数、KRhue、KGhue、KBhue、KYhue、KChue、KMhue、KCGhue、KCBhueからなる処理条件が予め記憶されている。ここで、CGはCとGの間の中間色を、CBはCとBの間の中間色を示している。
 図33A、図33B、図33Cに処理条件記憶部12に記憶されている観察モードに応じた処理条件の例を示す。図33Aは、通常光観察モードに応じた処理条件を、図33Bは、蛍光観察(AFI)モードに応じた処理条件を、図33Cは、狭帯域光観察(NBI)モードに応じた処理条件を示している。なお、それぞれの補正係数は相対的な値であり、例えば、-100から100の間の整数で示される。
 ここで、図33Aに示した通常光観察モードに応じた色補正処理条件では、R基準色軸とY基準色軸の間、および、R基準色軸とM基準色軸の間に、それぞれ1本の基準色軸が設定され、それぞれの色軸に対する補正係数が設定されている。これに対して図33Bおよび図33Cに示した特殊光観察モードに応じた色補正処理条件では、C基準色軸とG基準色軸の間、および、B基準色軸とC基準色軸の間に、それぞれ1本の基準色軸が設定され、それぞれの色軸に対する補正係数が設定されている。
 内視鏡システム1Dの色補正処理においては、観察モードに応じた最適の処理条件を処理条件選択部13が、処理条件記憶部12に記憶されている処理条件の中から選択する。さらに、処理条件選択部13は、ランプ識別部32からの情報を制御部11Dを介して受信し、その情報をもとに処理条件を選択する。内視鏡システム1Dでは、処理条件とは、6色の基準色軸に追加で設定される基準色軸の設定条件および補正係数の設定条件である。内視鏡システム1Dにおいては、追加で設定する基準色軸は少なくとも2本であり、少なくとも8本の基準色軸が設定される。追加で設定する基準色軸は3本以上でも良いが、2本が処理時間等の観点から好ましい。 
 このため、内視鏡システム1Dでは画像処理部10の補正条件を適切に設定することが容易である。
 なお、内視鏡システム1Dにおいては処理条件選択部13が、内視鏡2Dの種類に応じて、処理条件を選択してもよい。ここで内視鏡2Dの種類とは型番等を意味するものではなく、同じ型番の製品であっても製造工程でのばらつきによる色特性差も存在するため、個々の内視鏡2Dのそれぞれが1種類に相当する。特に、カラーCCDにおいてはカラーフィルタ製造時のばらつきにより同じ型番の製品であっても特性差が大きいため、処理条件選択部13が、個々の内視鏡毎に処理条件を選択することが好ましい。処理条件選択部13は、例えば、内視鏡2Dに配設されたスコープ識別部16の情報に基づいて内視鏡の種類を識別する。言い換えれば、内視鏡システム1Dにおいてはスコープ識別部16が、個々の内視鏡毎に異なった処理条件を記憶しており、処理条件選択部13が、個々の内視鏡毎に異なった処理条件を選択する。図34A、図34Bに処理条件記憶部12に記憶されている内視鏡の種類に応じた処理条件の例を示す。図34Aは、内視鏡Aに応じた通常光観察モード用の処理条件を、図34Bは、内視鏡Bに応じた通常光観察モード用の処理条件を示している。
 また、内視鏡システム1Dにおいては処理条件選択部13が、撮影部位に応じた処理条件を選択したり、撮影する体内の状態に応じたシーンに応じた処理条件を選択したり、術者に応じた処理条件を選択してもよい。
 さらに、内視鏡システム1Dにおいては、処理条件選択部13が、選択した処理条件を修正する処理条件修正部を有する。すなわち、図35に示すように処理条件は、例えば、モニタ5の表示画面5Aに表5Bとして表示された値を確認しながら、選択マーカ5Cで所定の値の修正場所5Dを選択することで、入力部6を用いて数値の修正することができる。処理条件選択部13が選択した処理条件を修正することで、状況に応じた色調の微妙な調整を行うことができる。処理条件選択部13としては、例えば、入力部6またはスコープスイッチ15を用いることができる。また、同様に、入力部6等を用いて、処理条件記憶部12に記憶する処理条件を設定することもできる。
 以上の説明のように、内視鏡システム1Dは観察モードが切り替わり内視鏡画像の色調が大きく変化しても、画像処理部10の補正条件を適切に設定することが容易である。
 なお、上記説明では、処理条件記憶部12および処理条件選択部13を、制御部11Dおよび画像処理部10から独立した別個の構成要素として説明したが、制御部11Dまたは画像処理部10と同じハードウエアを用いる、制御部11Dまたは画像処理部10と一体のものであってもよい。
 以上の説明のように、内視鏡画像処理装置7は画像処理部10の補正条件を適切に設定することが容易である。
 なお、特殊光観察モードでは種々のフィルタの組み合わせ等により特徴ある色調の内視鏡画像を得ることができる。このため上記説明では、特殊光観察モードの場合には、C基準色軸とG基準色軸の間、および、B基準色軸とC基準色軸の間に、それぞれ1本の基準色軸を設定する内視鏡システムについて説明したが、これに限られるものではない。
 本発明は、上述した実施の形態および変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
 本出願は、2008年10月17日に日本国に出願された特願2008-268852号および特願2008-268853号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims (15)

  1.  被検体の体内に挿入される挿入部、および、前記挿入部の先端部に配設された撮像手段を有する内視鏡と、
     前記被検体の体内を照明光により照明する、前記内視鏡と着脱可能に接続される照明手段と
     前記内視鏡と着脱可能に接続されるプロセッサと、を具備した内視鏡システムであって、
     前記プロセッサが、
      前記撮像手段が撮影した内視鏡画像の処理条件を記憶する処理条件記憶手段と、
      前記処理条件記憶手段が記憶する前記処理条件から前記処理条件を選択する処理条件選択手段と、
      前記内視鏡画像の色空間上の、R(赤)、M(マゼンタ)、B(青)、C(シアン)、G(緑)、およびY(黄)の色相毎に設定される6本の基準軸に加えて、前記処理条件選択手段が選択する前記処理条件に基づいた少なくとも2本の基準軸を設定し、少なくとも前記8本の基準軸により区切られた色相領域毎に、前記処理条件選択手段が選択する前記処理条件に基づいた前記色補正処理を行う画像処理手段と、
    を具備したことを特徴とする内視鏡システム。
  2.  前記処理条件が、前記R基準軸と前記Y基準軸の間、および、前記R基準軸と前記M基準軸の間に、それぞれ1本の基準軸を設定するものであることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
  3.  前記処理条件選択手段が、前記内視鏡に配設された内視鏡識別手段の情報に基づいた前記内視鏡の前記種類を識別することを特徴とする請求項2に記載の内視鏡システム。
  4.  前記処理条件選択手段が、前記照明手段の種類に基づいた前記処理条件を選択することを特徴とする請求項2に記載の内視鏡システム。
  5.  前記照明手段の前記種類が、キセノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、または、発光ダイオードのいずれかを光源とするものであることを特徴とする請求項4に記載の内視鏡システム。
  6.  前記撮像手段が撮影する前記体内の部位を選択する部位入力手段を有し、
     前記処理条件選択手段が、前記部位入力手段により選択された撮影部位に応じた前記処理条件を選択することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の内視鏡システム。
  7.  前記撮像手段が撮影する前記体内の状態に応じたシーンを選択するシーン入力手段を有し、
     前記処理条件選択手段が、前記シーン入力手段により選択された前記シーンに応じた前記処理条件を選択することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の内視鏡システム。
  8.  前記シーンが、通常シーン、または、出血シーンのいずれかであることを特徴とする請求項7に記載の内視鏡システム。
  9.  術者を入力する術者入力手段を有し、
     前記処理条件選択手段が、前記術者入力手段により入力された前記術者に応じた前記処理条件を選択することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の内視鏡システム。
  10.  前記照明手段が、通常光観察モードまたは特殊光観察モードのいずれかの観察モードの前記照明光により照明するものであり、
     前記処理条件選択手段が、前記観察モードの種類に基づいた前記処理条件を選択することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
  11.  前記処理条件が、
     前記観察モードが、前記通常光観察モードの場合には、R基準色軸とY基準色軸の間、および、R基準色軸とM基準色軸の間に、それぞれ1本の前記基準色軸を設定し、
     前記観察モードが、前記特殊光観察モードの場合には、C基準色軸とG基準色軸の間、および、B基準色軸とC基準色軸の間に、それぞれ1本の前記基準色軸を設定するものであることを特徴とする請求項10に記載の内視鏡システム。
  12.  前記特殊光観察モードが、蛍光観察モードまたは狭帯域光観察モードのいずれかであることを特徴とする請求項11に記載の内視鏡システム。
  13.  前記処理条件選択手段が、選択した前記処理条件を修正する処理条件修正手段を有することを特徴とする請求項10から請求項12のいずれか1項に記載の内視鏡システム。
  14.  色空間上に表示された前記基準色軸上の条件設定マークを移動することにより前記処理条件の設定を行うグラフィック入力部と、前記色補正処理後の前記内視鏡画像とを表示する表示手段をさらに有し、
     前記条件設定マークによる前記処理条件の設定により、前記表示手段に表示された前記内視鏡画像の色調がリアルタイムに変化することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
  15.  被検体の体内に挿入される挿入部、および、前記挿入部の先端部に配設された撮像手段を有する内視鏡と、前記被検体の体内を照明光により照明する、前記内視鏡と着脱可能に接続される照明手段と、を有する内視鏡システムの前記撮像手段が撮影した内視鏡画像の色補正処理を行う内視鏡画像処理装置であって、
      前記撮像手段が撮影した内視鏡画像の処理条件を記憶する処理条件記憶手段と、
      前記処理条件記憶手段が記憶する前記処理条件から前記処理条件を選択する処理条件選択手段と、
      前記内視鏡画像の色空間上の、R(赤)、M(マゼンタ)、B(青)、C(シアン)、G(緑)、およびY(黄)の色相毎に設定される6本の基準軸に加えて、前記処理条件選択手段が選択する前記処理条件に基づいた少なくとも2本の基準軸を設定し、少なくとも前記8本の基準軸により区切られた色相領域毎に、前記処理条件選択手段が選択する前記処理条件に基づいた前記色補正処理を行う画像処理手段と、
    を具備したことを特徴とする内視鏡画像処理装置。
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