(57)【要約】  高彩度の範囲に含まれる観察対象の彩度強調を抑制し、高彩度の範囲を広げることで観察対象の視認性を高める医用画像処理装置及び内視鏡システム並びに医用画像処理装置の作動方法を提供する。  彩度強調処理として、第１彩度強調処理、又は前記第１彩度強調処理と異なる第２の彩度強調処理を行う。第２彩度強調処理後の高彩度範囲Ｒｙ（ｒｃ）Ｒｙ（ｒ２）を、第１彩度強調処理後の高彩度範囲Ｒｘ（ｒｃ）Ｒｘ（ｒ２）よりも大きくする。第２彩度強調処理後の高彩度範囲Ｒｙ（ｒｃ）Ｒｙ（ｒ２）に含まれる値Ｒｙ（ｒ）は、第１彩度強調処理後の高彩度範囲Ｒｘ（ｒｃ）Ｒｘ（ｒ２）に含まれる値Ｒｘ（ｒ）よりも小さい。
2018230396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー画像信号が入力される画像信号入力部と、
前記カラー画像信号から複数の色情報を取得する色情報取得部と、
前記複数の色情報により形成される特徴空間において、少なくとも特定の彩度境界線に対して高彩度側にある高彩度範囲に対して彩度強調処理を行うことによって、観察対象として分布する複数の観察対象範囲の間の彩度差を大きくする彩度強調処理部とを有し、
前記彩度強調処理部は、
前記彩度強調処理として、第１彩度強調処理、又は前記第１彩度強調処理と異なる第２の彩度強調処理を行い、
前記第２彩度強調処理後の前記高彩度範囲は、前記第１彩度強調処理後の前記高彩度範囲よりも大きく、前記第２彩度強調処理後の前記高彩度範囲に含まれる値は、前記第１彩度強調処理後の前記高彩度範囲に含まれる値よりも小さい医用画像処理装置。
【請求項２】
前記特徴空間において、少なくとも特定の色相境界線に対して特定の色相方向側にある特定の色相範囲に対して色相強調処理を行うことによって、観察対象として分布する複数の観察対象範囲の間の色相差を大きくする色相強調処理部を有し、
前記色相強調処理部は、
前記色相強調処理として、第１色相強調処理、又は前記第１色相強調処理よりも前記色相差を大きくした第２色相強調処理を行う請求項１記載の医用画像処理装置。
【請求項３】
前記第１彩度強調処理が施されたカラー画像信号から第１彩度強調画像を得る第１モードと、前記第２彩度強調処理が施されたカラー画像信号から第２彩度強調画像を得る第２モードとの切替を行うモード制御部を有する請求項２記載の医用画像処理装置。
【請求項４】
前記モード制御部は、前記観察対象の状態を数値化した観察対象情報に応じて、前記第１モードと前記第２モードの切替を自動的に行う請求項３記載の医用画像処理装置。
【請求項５】
前記観察対象情報は、前記複数の観察対象範囲のいずれかの観察対象範囲の色情報に基づいて得られる値に対応する請求項４記載の医用画像処理装置。
【請求項６】
前記観察対象情報は、特定の色相境界線に対する前記複数の観察対象範囲のいずれかの観察対象範囲の座標の角度に基づいて得られる値に対応する請求項４記載の医用画像処理装置。
【請求項７】
前記観察対象情報は、前記複数の観察対象範囲のうち２つの観察対象範囲の間の距離に基づいて得られる値に対応する請求項４記載の医用画像処理装置。
【請求項８】
前記観察対象情報は、前記カラー画像信号の画素のうち前記複数の観察対象範囲のいずれかの観察対象範囲の画素が占める比率を示す面積比である請求項４記載の医用画像処理装置。
【請求項９】
前記観察対象情報は、前記観察対象の炎症状態を数値化した炎症度である請求項４ないし８いずれか１項記載の医用画像処理装置。
【請求項１０】
前記カラー画像信号は、紫色光を含む照明光で照明された観察対象を撮像して得られる請求項１ないし９いずれか１項記載の医用画像処理装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０いずれか１項記載の医用画像処理装置を有し、
前記第１彩度強調処理が施されたカラー画像信号から得られる第１彩度強調画像、前記第２彩度強調処理が施されたカラー画像信号から得られる第２彩度強調画像、又は、前記第１彩度強調処理及び前記第２彩度強調処理のいずれも施されていないカラー画像信号から得られるノーマル画像のうち、少なくともいずれかの画像を表示する表示部を有する内視鏡システム。
【請求項１２】
画像信号入力部に対して、カラー画像信号が入力される画像信号入力ステップと、
色情報取得部が、前記カラー画像信号から複数の色情報を取得する色情報取得ステップと、
彩度強調処理部が、前記複数の色情報により形成される特徴空間において、少なくとも特定の彩度境界線に対して高彩度側にある高彩度範囲に対して彩度強調処理を行うことによって、観察対象として分布する複数の観察対象範囲の間の彩度差を大きくする彩度強調処理ステップとを有し、
前記彩度強調処理ステップでは、
前記彩度強調処理として、第１彩度強調処理、又は前記第１彩度強調処理と異なる第２の彩度強調処理を行い、
前記第２彩度強調処理後の前記高彩度範囲を、前記第１彩度強調処理後の前記高彩度範囲よりも大きく、前記第２彩度強調処理後の前記高彩度範囲に含まれる値は、前記第１彩度強調処理後の前記高彩度範囲に含まれる値よりも小さい医用画像処理装置の作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体内の観察対象を撮像して得られた医用画像を処理する医用画像処理装置及び内視鏡システム並びに医用画像処理装置の作動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の医療分野では、光源装置、内視鏡、プロセッサ装置を備える内視鏡システムが広く用いられている。内視鏡システムでは、内視鏡から観察対象に照明光を照射し、その照明光で照明中の観察対象を内視鏡の撮像素子で撮像して得られるＲＧＢ画像信号に基づいて、観察対象の画像をモニタ上に表示する。【０００３】
また、内視鏡観察においては、診断目的に応じて、観察対象との距離や照明光の発光条件などの撮影条件を適宜変えることも行われている。しかしながら、このように撮影条件を変更する操作はユーザーに負担をかけることになるため、特許文献１や特許文献２に示すように、観察モードや照明光の発光条件を自動で切り替えることも行われている。【０００４】
更には、近年では、内視鏡を用いて、萎縮性胃炎の状態から胃癌などの胃の病変部を検出することが行われている。このような萎縮性胃炎の診断を容易にするために、特許文献３では、正常部と、萎縮性胃炎などの異常部の色差を強調する処理を行うことによって、萎縮性胃炎により萎縮した粘膜の状態を把握し易くすることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許５６３１７６４号公報
【特許文献２】特許５５６８４８９号公報
【特許文献３】特許５６４７７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、内視鏡によって、萎縮性胃炎などの胃の病変部を検出する他、大腸の病変部を検出することも行われている。大腸の病変部として、潰瘍性大腸炎を検出する際には、粘膜の炎症度の他、炎症粘膜の深層にある深層血管の透見具合も、重要な指標となっている。例えば、深層血管の途絶などに基づいて、潰瘍性大腸炎の有無を判断する場合がある。【０００７】
これに対して、深層血管の視認性を向上させるために、特許文献３で示すように、正常部と異常部との色差を強調する処理を行うことが考えられる。しかしながら、大腸の観察で得られた画像に対して、特許文献３の処理をそのまま施した場合には、深層血管の部分が高彩度に強調されて、深層血管の赤味が強くなっていた。この場合には、深層血管の視認性が落ち、例えば、深層血管の途絶を検出することが難しくなっていた。また、潰瘍性大腸炎にり患した患者の経過観察を行う際に、特許文献３の処理をそのまま施した場合には、彩度の高い画像を見続けることによって、目が疲れたりするおそれがあるため、長時間の検査に向かない場合があった。【０００８】
本発明は、正常部と異常部の彩度差を強調する処理を行う場合において、高彩度の範囲に含まれる観察対象の彩度強調を抑制しつつ、高彩度の範囲が広がることで観察対象の視認性を高めることができる医用画像処理装置及び内視鏡システム並びに医用画像処理装置の作動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の医用画像処理装置は、画像信号入力部と、色情報取得部と、彩度強調処理部とを有する。画像信号入力部は、カラー画像信号が入力される。色情報取得部は、カラー画像信号から複数の色情報を取得する。彩度強調処理部は、複数の色情報により形成される特徴空間において、少なくとも特定の彩度境界線に対して高彩度側にある高彩度範囲に対して彩度強調処理を行うことによって、観察対象として分布する複数の観察対象範囲の間の彩度差を大きくする。彩度強調処理部は、彩度強調処理として、第１彩度強調処理、又は第１彩度強調処理と異なる第２の彩度強調処理を行う。第２彩度強調処理後の高彩度範囲は、第１彩度強調処理後の高彩度範囲よりも大きく、第２彩度強調処理後の高彩度範囲に含まれる値は、第１彩度強調処理後の高彩度範囲に含まれる値よりも小さい。【００１０】
特徴空間において、少なくとも特定の色相境界線に対して特定の色相方向側にある特定の色相範囲に対して色相強調処理を行うことによって、観察対象として分布する複数の観察対象範囲の間の色相差を大きくする色相強調処理部を有し、色相強調処理部は、色相強調処理として、第１色相強調処理、又は第１色相強調処理よりも色相差を大きくした第２色相強調処理を行うことが好ましい。【００１１】
第１彩度強調処理が施されたカラー画像信号から第１彩度強調画像を得る第１モードと、第２彩度強調処理が施されたカラー画像信号から第２彩度強調画像を得る第２モードとの切替を行うモード制御部を有することが好ましい。【００１２】
モード制御部は、観察対象の状態を数値化した観察対象情報に応じて、第１モードと第２モードの切替を自動的に行うことが好ましい。観察対象情報は、複数の観察対象範囲のいずれかの観察対象範囲の色情報に基づいて得られる値に対応することが好ましい。観察対象情報は、特定の色相境界線に対する複数の観察対象範囲のいずれかの観察対象範囲の座標の角度に基づいて得られる値に対応することが好ましい。【００１３】
観察対象情報は、複数の観察対象範囲のうち２つの観察対象範囲の間の距離に基づいて得られる値に対応することが好ましい。観察対象情報は、カラー画像信号の画素のうち複数の観察対象範囲のいずれかの観察対象範囲の画素が占める比率を示す面積比であることが好ましい。観察対象情報は、観察対象の炎症状態を数値化した炎症度であることが好ましい。カラー画像信号は、紫色光を含む照明光で照明された観察対象を撮像して得られることが好ましい。【００１４】
本発明の内視鏡システムは、上記記載の本発明の医用画像処理装置と表示部とを有する。表示部は、第１彩度強調処理が施されたカラー画像信号から得られる第１彩度強調画像、第２彩度強調処理が施されたカラー画像信号から得られる第２彩度強調画像、又は、第１彩度強調処理及び第２彩度強調処理のいずれも施されていないカラー画像信号から得られるノーマル画像のうち、少なくともいずれかの画像を表示する。【００１５】
本発明の医用画像処理装置の作動方法は、画像信号入力ステップ、色情報取得ステップ、彩度強調処理ステップを有する。画像信号入力ステップでは、画像信号入力部に対して、カラー画像信号が入力される。色情報取得ステップでは、色情報取得部が、カラー画像信号から複数の色情報を取得する。彩度強調処理ステップでは、彩度強調処理部が、複数の色情報により形成される特徴空間において、少なくとも特定の彩度境界線に対して高彩度側にある高彩度範囲に対して彩度強調処理を行うことによって、観察対象として分布する複数の観察対象範囲の間の彩度差を大きくする。彩度強調処理ステップでは、彩度強調処理として、第１彩度強調処理、又は第１彩度強調処理と異なる第２の彩度強調処理を行う。第２彩度強調処理後の高彩度範囲を、第１彩度強調処理後の高彩度範囲よりも大きく、第２彩度強調処理後の高彩度範囲に含まれる値は、第１彩度強調処理後の高彩度範囲に含まれる値よりも小さい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、正常部と異常部の彩度差を強調する処理を行う場合において、高彩度の範囲に含まれる観察対象の彩度強調を抑制しつつ、高彩度の範囲が広がることで観察対象の視認性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態の内視鏡システムの外観図である。
【図２】第１実施形態の内視鏡システムの機能を示すブロック図である。
【図３】紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒの発光スペクトルを示すグラフである。
【図４】特徴空間が信号比空間である場合に用いられる特殊画像処理部の機能を示すブロック図である。
【図５】信号比空間おいて分布する正常粘膜、萎縮粘膜、深層血管、BA、及び発赤の範囲を示す説明図である。
【図６】距離Ln、距離Lnp、ベクトルVnr、及びエリアAxを示す説明図である。
【図７】動径変更範囲Rmを示す説明図である。
【図８】動径ｒと第１彩度強調処理後の動径Rx（ｒ）との関係を示すグラフである。
【図９】動径ｒと第２彩度強調処理後の動径Rｙ（ｒ）との関係を示すグラフである。
【図１０】角度変更範囲Rｎを示す説明図である。
【図１１】角度θと第１色相強調処理後の角度Fx（θ）との関係を示すグラフである。
【図１２】角度θと第２色調処理後の角度Fy（θ）との関係を示すグラフである。
【図１３】信号比空間における第１彩度強調処理及び第１色相強調処理前と後の正常粘膜、萎縮粘膜、深層血管、BA、及び発赤の分布を示す説明図である。
【図１４】信号比空間における第１、第２彩度強調処理及び第１、第２色相強調処理前と後の正常粘膜、萎縮粘膜、深層血管、BA、及び発赤の分布を示す説明図である。
【図１５】ａｂ空間における彩度強調処理及び色相強調処理前と後の正常粘膜、萎縮粘膜、深層血管、BA、及び発赤の分布を示す説明図である。
【図１６】特殊観察モードの流れを示すフローチャートである。
【図１７】設定メニュー画面を示す説明図である。
【図１８】炎症評価画像及び面積比を示すモニタの画像図である。
【図１９】２画面表示されたUCスクリーニング画像及びノーマル画像と面積比を示すモニタの画像図である。
【図２０】特徴空間がCrCb空間である場合に用いられる特殊画像処理部の機能を示すブロック図である。
【図２１】CrCb空間おいて分布する正常粘膜、萎縮粘膜、深層血管、BA、及び発赤の範囲を示す説明図である。
【図２２】CrCb空間における第１彩度強調処理及び第１色相強調処理前と後の正常粘膜、萎縮粘膜、深層血管、BA、及び発赤の分布を示す説明図である。
【図２３】CrCb空間における第１、第２彩度強調処理及び第１、第２色相強調処理前と後の正常粘膜、萎縮粘膜、深層血管、BA、及び発赤の分布を示す説明図である。
【図２４】特徴空間がHS空間である場合に用いられる特殊画像処理部の機能を示すブロック図である。
【図２５】HS空間おいて分布する正常粘膜、萎縮粘膜、深層血管、BA、及び発赤の範囲を示す説明図である。
【図２６】HS空間における第１彩度強調処理及び第１色相強調処理前と後の正常粘膜、萎縮粘膜、深層血管、BA、及び発赤の分布を示す説明図である。
【図２７】HS空間における第１、第２彩度強調処理及び第１、第２色相強調処理前と後の正常粘膜、萎縮粘膜、深層血管、BA、及び発赤の分布を示す説明図である。
【図２８】第２実施形態の内視鏡システムの機能を示すブロック図である。
【図２９】白色光の発光スペクトルを示すグラフである。
【図３０】特殊光の発光スペクトルを示すグラフである。
【図３１】第３実施形態の内視鏡システムの機能を示すブロック図である。
【図３２】回転フィルタを示す平面図である。
【図３３】第４実施形態のカプセル内視鏡システムの機能を示す図である。
【図３４】図３とは異なる紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒの発光スペクトルを示すグラフである。
【図３５】二次元ＬＵＴを用いる場合の特殊画像処理部の機能を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［第１実施形態］
図１に示すように、第１実施形態の内視鏡システム１０は、内視鏡１２と、光源装置１４と、プロセッサ装置１６と、モニタ１８と、コンソール（キーボード）１９とを有する。内視鏡１２は光源装置１４と光学的に接続され、且つ、プロセッサ装置１６と電気的に接続される。内視鏡１２は、被検体内に挿入される挿入部１２ａと、挿入部１２ａの基端部分に設けられた操作部１２ｂと、挿入部１２ａの先端側に設けられる湾曲部１２ｃ及び先端部１２ｄを有している。操作部１２ｂのアングルノブ１２ｅを操作することにより、湾曲部１２ｃは湾曲動作する。この湾曲動作に伴って、先端部１２ｄが所望の方向に向けられる。
【００１９】
また、操作部１２ｂには、アングルノブ１２ｅの他、モード切替ＳＷ１３ａが設けられている。モード切替ＳＷ１３ａは、通常観察モードと、特殊観察モードとの切替操作に用いられる。特殊観察モードは、特殊画像をモニタ１８上に表示するモードである。なお、モードを切り替えるためのモード切替部としては、モード切替ＳＷ１３ａの他に、フットスイッチを用いてもよい。
【００２０】
特殊画像としては、彩度強調された画像であって大腸の炎症評価に適した炎症評価画像、炎症評価画像よりも彩度強調を抑えた画像であって潰瘍性大腸炎（ＵＣ（Ulcerative Colitis）のスクリーニングに適したＵＣスクリーニング画像、炎症評価画像やＵＣスクリーニング画像のような特別の彩度強調を行っていないノーマル画像の３種類が含まれる。特殊観察モードに設定されている場合には、モード制御部８５によって、炎症評価画像をモニタ１８に表示する炎症評価モードと、ＵＣスクリーニング画像をモニタ１８に表示するＵＣスクリーニングモードとの間は自動的に切り替えられる。なお、ノーマル画像は、特殊観察モードに設定されている場合に、モード切替ＳＷ１３ａを操作してノーマルモードに切り替えることにより、モニタ１８に表示される。
【００２１】
プロセッサ装置１６は、モニタ１８及びコンソール１９と電気的に接続される。モニタ１８は、画像情報等を出力表示する。コンソール１９は、機能設定等の入力操作を受け付けるUI（User Interface：ユーザーインターフェース）として機能する。なお、プロセッサ装置１６には、画像情報等を記録する外付けの記録部（図示省略）を接続してもよい。
【００２２】
図２に示すように、光源装置１４は、V-LED（Violet Light Emitting Diode）２０ａ、B-LED（Blue Light Emitting Diode）２０ｂ、G-LED（Green Light Emitting Diode）２０ｃ、R-LED（Red Light Emitting Diode）２０ｄ、これら４色のＬＥＤ２０a〜２０ｄの駆動を制御する光源制御部２１、及び４色のLED２０a〜２０ｄから発せられる４色の光の光路を結合する光路結合部２３を備えている。光路結合部２３で結合された光は、挿入部１２a内に挿通されたライトガイド４１及び照明レンズ４５を介して、被検体内に照射される。なお、LEDの代わりに、LD（Laser Diode）を用いてもよい。
【００２３】
図３に示すように、V-LED２０ａは、中心波長４０５±１０nm、波長範囲３８０〜４２０nmの紫色光Ｖを発生する。B-LED２０ｂは、中心波長４６０±１０nm、波長範囲４２０〜５００nmの青色光Ｂを発生する。G-LED２０ｃは、波長範囲が４８０〜６００nmに及ぶ緑色光Ｇを発生する。R-LED２０ｄは、中心波長６２０〜６３０nmで、波長範囲が６００〜６５０nmに及ぶ赤色光Ｒを発生する。
【００２４】
光源制御部２１は、通常観察モード及び特殊観察モードのいずれの観察モードにおいても、V-LED２０ａ、B-LED２０ｂ、G-LED２０ｃ、及びR-LED２０ｄを点灯する。したがって、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒの４色の光が混色した光が、観察対象に照射される。また、光源制御部２１は、通常観察モード時には、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒ間の光量比がＶｃ：Ｂｃ：Ｇｃ：Ｒｃとなるように、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄを制御する。一方、光源制御部２１は、特殊観察モード時には、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒ間の光量比がＶｓ：Ｂｓ：Ｇｓ：Ｒｓとなるように、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄを制御する。
【００２５】
図２に示すように、ライトガイド４１は、内視鏡１２及びユニバーサルコード（内視鏡１２と光源装置１４及びプロセッサ装置１６とを接続するコード）内に内蔵されており、光路結合部２３で結合された光を内視鏡１２の先端部１２ｄまで伝搬する。なお、ライトガイド４１としては、マルチモードファイバを使用することができる。一例として、コア径１０５μｍ、クラッド径１２５μｍ、外皮となる保護層を含めた径がφ０．３〜０．５ｍｍの細径なファイバケーブルを使用することができる。
【００２６】
内視鏡１２の先端部１２ｄには、照明光学系３０aと撮像光学系３０ｂが設けられている。照明光学系３０ａは照明レンズ４５を有しており、この照明レンズ４５を介して、ライトガイド４１からの光が観察対象に照射される。撮像光学系３０ｂは、対物レンズ４６及び撮像センサ４８を有している。観察対象からの反射光は、対物レンズ４６を介して、撮像センサ４８に入射する。これにより、撮像センサ４８に観察対象の反射像が結像される。
【００２７】
撮像センサ４８はカラーの撮像センサであり、被検体の反射像を撮像して画像信号を出力する。この撮像センサ４８は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device）撮像センサやＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor）撮像センサ等であることが好ましい。本発明で用いられる撮像センサ４８は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の３色のＲＧＢ画像信号を得るためのカラーの撮像センサ、即ち、Ｒフィルタが設けられたＲ画素、Ｇフィルタが設けられたＧ画素、Ｂフィルタが設けられたＢ画素を備えた、いわゆるＲＧＢ撮像センサである。
【００２８】
なお、撮像センサ４８としては、RGBのカラーの撮像センサの代わりに、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）及びＧ（緑）の補色フィルタを備えた、いわゆる補色撮像センサであっても良い。補色撮像センサを用いる場合には、ＣＭＹＧの４色の画像信号が出力されるため、補色−原色色変換によって、CMYGの４色の画像信号をＲＧＢの３色の画像信号に変換する必要がある。また、撮像センサ４８はカラーフィルタを設けていないモノクロ撮像センサであっても良い。この場合、光源制御部２１は青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒを時分割で点灯させて、撮像信号の処理では同時化処理を加える必要がある。
【００２９】
撮像センサ４８から出力される画像信号は、ＣＤＳ・ＡＧＣ回路５０に送信される。ＣＤＳ・ＡＧＣ回路５０は、アナログ信号である画像信号に相関二重サンプリング（ＣＤＳ（Correlated Double Sampling））や自動利得制御（ＡＧＣ（Auto Gain Control））を行う。ＣＤＳ・ＡＧＣ回路５０を経た画像信号は、Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ（Analog /Digital）コンバータ）５２により、デジタル画像信号に変換される。Ａ／Ｄ変換されたデジタル画像信号は、プロセッサ装置１６に入力される。
【００３０】
プロセッサ装置１６は、内視鏡１２で得られた画像などの医用画像を処理する医用画像処理装置に対応している。このプロセッサ装置１６は、画像信号入力部５３と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）５６と、ノイズ除去部５８と、信号切替部６０と、通常画像処理部６２と、特殊画像処理部６４と、映像信号生成部６６とを備えている。画像信号入力部５３には、内視鏡１２からのデジタルのカラー画像信号が入力される。カラー画像信号は、撮像センサ４８のＲ画素から出力されるＲ画像信号と、撮像センサ４８のＧ画素から出力されるＧ画像信号と、撮像センサ４８のＢ画素から出力されるＢ画像信号とから構成されるＲＧＢ画像信号である。
【００３１】
ＤＳＰ５６は、受信した画像信号に対して、欠陥補正処理、オフセット処理、ゲイン補正処理、リニアマトリクス処理、ガンマ変換処理、又はデモザイク処理等の各種信号処理を施す。欠陥補正処理では、撮像センサ４８の欠陥画素の信号が補正される。オフセット処理では、欠陥補正処理が施されたＲＧＢ画像信号から暗電流成分が除かれ、正確な零レベルが設定される。ゲイン補正処理では、オフセット処理後のＲＧＢ画像信号に特定のゲインを乗じることにより信号レベルが整えられる。ゲイン補正処理後のＲＧＢ画像信号には、色再現性を高めるためのリニアマトリクス処理が施される。その後、ガンマ変換処理によって明るさや彩度が整えられる。リニアマトリクス処理後のＲＧＢ画像信号には、デモザイク処理（等方化処理、同時化処理とも言う）が施され、各画素で不足した色の信号が補間によって生成される。このデモザイク処理によって、全画素がＲＧＢ各色の信号を有するようになる。
【００３２】
ノイズ除去部５８は、ＤＳＰ５６でガンマ補正等が施されたＲＧＢ画像信号に対してノイズ除去処理（例えば移動平均法やメディアンフィルタ法等）を施すことによって、ＲＧＢ画像信号からノイズを除去する。ノイズが除去されたＲＧＢ画像信号は、信号切替部６０に送信される。
【００３３】
信号切替部６０は、モード切替ＳＷ１３ａにより、通常観察モードにセットされている場合には、ＲＧＢ画像信号を通常画像処理部６２に送信し、特殊観察モードにセットされている場合には、ＲＧＢ画像信号を特殊画像処理部６４に送信する。
【００３４】
通常画像処理部６２は、ＲＧＢ画像信号に対して、通常画像用の画像処理を施す。通常画像用の画像処理には、通常画像用の構造強調処理などが含まれる。通常画像用の画像処理が施されたＲＧＢ画像信号は、通常画像として、通常画像処理部６２から映像信号生成部６６に入力される。
【００３５】
特殊画像処理部６４は、ＲＧＢの画像信号に基づいて、特殊画像として、彩度強調された画像であって大腸の炎症評価に適した炎症評価画像、炎症評価画像よりも彩度強調を抑えた画像であって潰瘍性大腸炎のスクリーニングに適したＵＣスクリーニング画像、炎症評価画像やＵＣスクリーニング画像のような特別の彩度強調を行っていないノーマル画像を生成する。特殊画像処理部６４の詳細については後述する。この特殊画像処理部６４で生成された特殊画像は、映像信号生成部６６に入力される。
【００３６】
映像信号生成部６６は、通常画像処理部６２又は特殊画像処理部６４から入力された通常画像又は特殊画像を、モニタ１８で表示可能な画像として表示するための映像信号に変換する。この映像信号に基づいて、モニタ１８は、通常画像、特殊画像を表示する。
【００３７】
特殊画像処理部６４は、図４に示すように、逆ガンマ変換部７０と、Ｌｏｇ変換部７１と、信号比算出部７２と、数値化処理部７３と、画像処理切替部７４と、極座標変換部７５と、彩度強調処理部７６と、色相強調処理部７７と、直交座標変換部７８と、ＲＧＢ変換部７９と、明るさ調整部８１と、構造強調部８２と、逆Ｌｏｇ変換部８３と、ガンマ変換部８４とを備えている。また、特殊画像処理部６４には、画像処理切替部７４を制御し、且つ、彩度強調処理部７６及び色相強調処理部７７を制御するモード制御部８５が設けられている。
【００３８】
なお、特殊画像処理部６４では、炎症評価モード（第１モード）に設定されている場合には、彩度強調処理部７６で第１彩度強調処理が行われ、且つ、色相強調処理部７７で第１色相強調処理が行われることにより、炎症評価画像（第１彩度強調画像）が生成される。また、ＵＣスクリーニングモード（第２モード）に設定されている場合には、彩度強調処理部７６で第２彩度強調処理が行われ、且つ、色相強調処理部７７で第２色相強調処理が行われることにより、ＵＣスクリーニング画像（第２彩度強調画像）が生成される。一方、ノーマルモード（第３モード）に設定されている場合には、彩度強調処理部７６で彩度強調処理が行われず、また、色相強調処理部７７で色相強調処理が行われることなく、ノーマル画像が生成される。
【００３９】
逆ガンマ変換部７０は、入力されたＲＧＢ３チャンネルのデジタル画像信号に対して逆ガンマ変換を施す。この逆ガンマ変換後のＲＧＢ画像信号は、検体からの反射率に対してリニアな反射率リニアＲＧＢ信号であるため、ＲＧＢ画像信号のうち、検体の各種生体情報に関連する信号が占める割合が多くなる。なお、反射率リニアＲ画像信号を第１Ｒ画像信号とし、反射率リニアＧ画像信号を第１Ｇ画像信号とし、反射率リニアＢ画像信号を第１Ｂ画像信号とする。これら第１Ｒ画像信号、第１Ｇ画像信号、及び第１Ｂ画像信号をまとめて第１ＲＧＢ画像信号とする。
【００４０】
Ｌｏｇ変換部７１は、反射率リニアＲＧＢ画像信号をそれぞれＬｏｇ変換する。これにより、Ｌｏｇ変換済みのＲ画像信号（logR）、Ｌｏｇ変換済みのＧ画像信号（logG）、及びＬｏｇ変換済みのＢ画像信号（logB）が得られる。信号比算出部７２（本発明の「色情報取得部」に対応する）は、Ｌｏｇ変換済みのＧ画像信号とＢ画像信号に基づいて差分処理（logG-logB =logG/B=-log(B/G)）することにより、Ｂ／Ｇ比（-log(B/G)のうち「-log」を省略したものを「Ｂ／Ｇ比」と表記する）を算出する。また、Ｌｏｇ変換済みのＲ画像信号とＧ画像信号に基づいて差分処理（logR-logG=logR/G=-log(G/R)）することにより、Ｇ／Ｒ比を算出する。Ｇ／Ｒ比については、Ｂ／Ｇ比と同様、-log(G/R)のうち「-log」を省略したものを表している。
【００４１】
なお、Ｂ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比は、Ｂ画像信号、Ｇ画像信号、及びＲ画像信号において同じ位置にある画素の画素値から画素毎に求める。また、Ｂ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比は画素毎に求める。また、Ｂ／Ｇ比は、血管深さ（粘膜表面から特定の血管がある位置までの距離）に相関があることから、血管深さが異なると、それに伴ってＢ／Ｇ比も変動する。また、Ｇ／Ｒ比は、血液量（ヘモグロビンインデックス）と相関があることから、血液量に変動が有ると、それに伴ってＧ／Ｒ比も変動する。
【００４２】
数値化処理部７３は、信号比算出部７２で求めたＢ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比に基づいて、大腸など観察対象の炎症状態を数値化する数値化処理を行う。この数値化処理で得られた値は、モード制御部８５に送られる。モード制御部８５は、数値化処理で得られた値に基づいて、画像処理切替部７４、彩度強調処理部７６、及び色相強調処理部７７の制御を行う。なお、数値化処理部７３及びモード制御部８５の詳細については後述する。
【００４３】
極座標変換部７５は、信号比算出部７２で求めたＢ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比を、動径ｒと角度θに変換する。この極座標変換部７５において、動径ｒと角度θへの変換は、全ての画素について行う。彩度強調処理部７６は、動径ｒを拡張又は圧縮することにより、観察対象に含まれる複数の観察対象範囲の間の彩度差を大きくする彩度強調処理を行う。彩度強調処理部７６で行う彩度強調処理には、炎症評価モードに設定されている場合に行う第１彩度強調処理と、ＵＣスクリーニングモードに設定されている場合に行う第２彩度強調処理とが含まれる。第２彩度強調処理は、第１彩度強調処理よりも彩度の強調度が低くなっている。なお、彩度強調処理部７６の詳細については後述する。
【００４４】
色相強調処理部７７は、角度θを拡張又は圧縮することにより、複数の観察対象範囲の間の色相差を大きくする色相強調処理を行う。色相強調処理部７７で行う色相強調処理には、炎症評価モードに設定されている場合に行う第１色相強調処理と、ＵＣスクリーニングモードに設定されている場合に行う第２色相強調処理とが含まれる。第２色相強調処理は、第１色相強調処理よりも色相の強調度が高くなっている。なお、色相強調処理部７７の詳細については後述する。
【００４５】
直交座標変換部７８では、彩度強調処理及び色相強調処理済みの動径ｒ及び角度θを、直交座標に変換する。これにより、角度拡張・圧縮済みのＢ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比に変換される。ＲＧＢ変換部７９では、第１ＲＧＢ画像信号のうち少なくともいずれか１つの画像信号を用いて、彩度強調処理及び色相強調処理済みのＢ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比を、第２ＲＧＢ画像信号に変換する。例えば、ＲＧＢ変換部７９は、第１ＲＧＢ画像信号のうち第１Ｇ画像信号とＢ／Ｇ比とに基づく演算を行うことにより、Ｂ／Ｇ比を第２Ｂ画像信号に変換する。また、ＲＧＢ変換部７９は、第１ＲＧＢ画像信号のうち第１Ｇ画像信号とＧ／Ｒ比に基づく演算を行うことにより、Ｇ／Ｒ比を第２Ｒ画像信号に変換する。また、ＲＧＢ変換部７９は、第１Ｇ画像信号については、特別な変換を施すことなく、第２Ｇ画像信号として出力する。これら第２Ｒ画像信号、第２Ｇ画像信号、及び第２Ｂ画像信号をまとめて第２ＲＧＢ画像信号とする。
【００４６】
明るさ調整部８１は、第１ＲＧＢ画像信号と第２ＲＧＢ画像信号とを用いて、第２ＲＧＢ画像信号の画素値を調整する。明るさ調整部８１で、第２ＲＧＢ画像信号の画素値を調整するのは、以下の理由による。彩度強調処理部７６及び色相強調処理部７７で色領域を拡張・圧縮する処理により得られた第２ＲＧＢ画像信号は、第１ＲＧＢ画像信号と明るさが大きく変わってしまう可能性がある。そこで、明るさ調整部８１で第２ＲＧＢ画像信号の画素値を調整することによって、明るさ調整後の第２ＲＧＢ画像信号が第１ＲＧＢ画像信号と同じ明るさになるようにする。
【００４７】
明るさ調整部８１は、第１ＲＧＢ画像信号に基づいて第１明るさ情報Yinを求める第１明るさ情報算出部８１ａと、第２ＲＧＢ画像信号に基づいて第２明るさ情報Youtを求める第２明るさ情報算出部８１ｂとを備えている。第１明るさ情報算出部８１ａは、「ｋｒ×第１Ｒ画像信号の画素値＋ｋｇ×第１Ｇ画像信号の画素値＋ｋｂ×第１Ｂ画像信号の画素値」の演算式に従って、第１明るさ情報Yinを算出する。第２明るさ情報算出部８１ｂにおいても、第１明るさ情報算出部８１ａと同様に、上記と同様の演算式に従って、第２明るさ情報Youtを算出する。第１明るさ情報Yinと第２明るさ情報Youtが求まると、明るさ調整部８１は、以下の式（Ｅ１）〜（Ｅ３）に基づく演算を行うことにより、第２ＲＧＢ画像信号の画素値を調整する。
（Ｅ１）：Ｒ*＝第２Ｒ画像信号の画素値×Yin/Yout
（Ｅ２）：Ｇ*＝第２Ｇ画像信号の画素値×Yin/Yout
（Ｅ３）：Ｂ*＝第２Ｂ画像信号の画素値×Yin/Yout
なお、「Ｒ*」は明るさ調整後の第２Ｒ画像信号を、「Ｇ*」は明るさ調整後の第２Ｇ画像信号を、「Ｂ*」は明るさ調整後の第２Ｂ画像信号を表している。また、「ｋｒ」、「ｋｇ」、及び「ｋｂ」は「０」〜「１」の範囲にある任意の定数である。
【００４８】
構造強調部８２では、ＲＧＢ変換部７９を経た第２ＲＧＢ画像信号に対して構造強調処理を施す。構造強調処理としては、周波数フィルタリングなどが用いられる。逆Ｌｏｇ変換部８３は、構造強調部８２を経た第２ＲＧＢ画像信号に対して、逆Ｌｏｇ変換を施す。これにより、真数の画素値を有する第２ＲＧＢ画像信号が得られる。ガンマ変換部８４は、逆Ｌｏｇ変換部８３を経たＲＧＢ画像信号に対してガンマ変換を施す。これにより、モニタ１８などの出力デバイスに適した階調を有する第２ＲＧＢ画像信号が得られる。ガンマ変換部８４を経た第２ＲＧＢ画像信号は、映像信号生成部６６に送られる。
【００４９】
彩度強調処理部７６及び色相強調処理部７７では、図５に示すように、観察対象に含まれる複数の観察対象範囲として、正常粘膜を含む第１範囲、萎縮粘膜を含む第２範囲、萎縮粘膜下の深層血管（以下、単に深層血管とする）を含む第３範囲、ＢＡ（Brownish Area）を含む第４範囲、発赤を含む第５範囲間の彩度差又は色相差を大きくする。Ｂ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比により形成される信号比空間（特徴空間）の第一象限において、正常粘膜の第１範囲はほぼ中央に分布している。萎縮粘膜の第２範囲は、正常粘膜の第１範囲を通る基準線ＳＬに対してやや時計回り方向側（後述のマイナス方向側）に位置し、且つ、正常粘膜の第１範囲よりも原点に近い位置に分布している。深層血管の第３範囲は、基準線ＳＬに対して時計回り方向側（後述のマイナス方向側）に分布している。ＢＡの第４範囲は、基準線ＳＬに対してやや反時計回り方向側（後述のプラス方向側）に分布している。発赤の第５範囲は、基準線ＳＬに対して時計回り方向側（後述のマイナス方向側）に分布している。ＢＡの第４範囲及び発赤の第５範囲は、正常粘膜の第１範囲よりも原点から遠い位置に分布している。なお、正常粘膜は観察対象の正常部に含まれ、萎縮粘膜、深層血管、ＢＡ、及び発赤は観察対象の異常部に含まれることが好ましい。また、基準線ＳＬは後述する色相基準線ＳＬｈに対応している。
【００５０】
数値化処理部７３は、信号比算出部７２で求めたＢ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比に基づいて、観察対象の状態を数値化した観察対象情報を算出する。具体的には、観察対象情報として、観察対象の炎症状態を数値化した炎症度を算出する。算出した炎症度はモード制御部８５に送られる。モード制御部８５は、炎症度が閾値を下回るなど炎症度に関する特定の条件を満たしている場合には、炎症評価モードに自動的に切り替える。炎症モード評価モードに切り替えられた場合には、モード制御部８５は、Ｂ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比を彩度強調処理部７６及び色相強調処理部７７側に送るように、画像処理切替部７４を制御する。
【００５１】
一方、モード制御部８５は、炎症度が閾値を上回るなど炎症度に関する特定の条件を満たさない場合には、UCスクリーニングモードに自動的に切り替える。そして、ＵＣスクリーニングモードに切り替えられた場合にも、モード制御部８５は、Ｂ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比を彩度強調処理部７６及び色相強調処理部７７側に送るように、画像処理切替部７４を制御する。なお、ノーマルモードに設定されている場合には、モード制御部８５は、Ｂ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比を、彩度強調処理部７６及び色相強調処理部７７を介さずに、ＲＧＢ変換部７９に送るように、画像処理切替部７４を制御する。
【００５２】
数値化処理部７３で算出する炎症度として、１画面の全体の画素のうち、炎症領域に含まれる画素が占める面積比を算出することが好ましい。炎症領域には、発赤の第５範囲を含むことが好ましい。面積比の算出は、炎症領域に含まれる画素をカウントし、それらを合計した炎症領域の総画素を、１画面全体の画素で割って得ることが好ましい。なお、１画面内の画素とは、１フレームのＲＧＢ画像信号が有する画素全体のことをいう。
【００５３】
なお、炎症度としては、面積比の他に、１画面内から得られる数値情報を平均化した値を用いるようにしてもよい。例えば、１画面内から得られる数値情報として、信号比空間において分布する画素に対応する縦軸Ｂ／Ｇ比又は横軸Ｇ／Ｒ比の値があり、これら縦軸Ｂ／Ｇ比又は横軸Ｇ／Ｒ比の値の平均値を炎症度としてもよい。この場合、縦軸Ｂ／Ｇ比又は横軸Ｇ／Ｒ比の値の平均値が、予め定めた炎症領域を示す代表値に近ければ近いほど、炎症度が高いことになる。なお、後述するように、ａｂ空間の場合であれば、炎症度として、横軸ａ*又は縦軸ｂ*の値の平均値としてもよい。また、ＣｒＣｂ空間の場合であれば、炎症度として、横軸Ｃｒ又は縦軸Ｃｂの値の平均値としてもよい。また、ＨＳ空間の場合であれば、炎症度として、横軸Ｈ又は縦軸Ｓの値の平均値としてもよい。
【００５４】
また、特徴空間が信号比空間、ａｂ空間、及びＣｒＣｂ空間の場合であれば、１画面内から得られる数値情報として、特徴空間において分布する画素に対応する角度θがあり、この角度θの平均値を炎症度とすることが好ましい。この場合、角度θの平均値が、予め定めた炎症領域を示す代表値に近ければ近いほど、炎症度が高いことになる。また、特徴空間において、１画面内から得られる数値情報として、正常粘膜の第１範囲との距離、又は発赤の第５範囲との距離があり、これら距離の平均値を炎症度とすることが好ましい。正常粘膜の第１範囲との距離が大きければ大きいほど、炎症度は大きい。また、発赤の第５範囲との距離が小さければ小さいほど、炎症度は小さい。なお、正常粘膜の第１範囲との距離については、図６に示すように、特定の画素Ｐｔと正常粘膜の第１範囲に含まれる所定画素との距離Ｌｎで表される。
【００５５】
また、正常粘膜の第１範囲との距離については、特徴空間において正常粘膜の第１範囲と発赤の第５範囲を結ぶベクトルＶｎｒに射影した場合の距離とすることが好ましい。例えば、特定の画素ＰｔをベクトルＶｎｒに射影した場合には、正常粘膜の第１範囲との距離はＬｎｐとなる。
【００５６】
なお、炎症度として、１画面内から得られる数値情報を平均化した値を用いる他、１画面内から得られる数値情報に基づくヒストグラムの中央値としてもよい。また、炎症度として、１画面のうち画面中央の１００画素×１００画素の特定画素領域に含まれる数値情報を平均化した値を用いてもよい。また、特定位置の炎症度を測定する場合には、特開２００９−２２６０９５の図６等に示す、位置指定手段を用いることが好ましい。この特開２００９−２２６０９５では、複数の矩形領域（例えば９個）を画面上に重畳表示させ、それら矩形領域のうち中心の矩形領域に、炎症度を測定したい測定対象部分に入るようにする。そして、測定対象部分が中心の矩形領域に入ったときに、コンソール１９等を操作することによって、測定対象部分の炎症度を測定する。また、炎症度として、１画面内から得られる数値情報を平均化した値を用いる場合には、エリアＡｘ（図６参照）に含まれる画素の数値情報を除外して、平均化処理を行うようにしてもよい。このような平均化処理を行うことで、例えば、残渣や深層血管など炎症度の算出に不要な箇所を除くことができるため、粘膜の炎症度を正確に算出することができる。
【００５７】
図７に示すように、彩度強調処理部７６では、信号比空間において、動径変更範囲Ｒｍ内にある座標が示す動径ｒを変更する一方で、動径変更範囲Ｒｘ外の座標については動径ｒの変更は行わない。動径変更範囲Ｒｍは、動径ｒが「ｒ１」から「ｒ２」の範囲内である（ｒ１＜ｒ２）。また、動径変更範囲Ｒｍにおいては、動径ｒ１と動径ｒ２との間にある動径ｒｃ上に、彩度基準線ＳＬｓが設定されている。ここで、動径ｒは大きければ大きいほど彩度が高くなることから、彩度基準線ＳＬｓが示す動径ｒｃよりも動径ｒが小さい範囲ｒｃｒ１（ｒ１＜ｒ＜ｒｃ）は低彩度範囲とされる。一方、彩度基準線ＳＬｓが示す動径ｒｃよりも動径ｒが大きい範囲ｒｃｒ２（ｒｃ＜ｒ＜ｒ２）は高彩度範囲とされる。
【００５８】
彩度強調処理部７６では、炎症評価モード時に設定されている場合には、第１彩度強調処理が行われる。第１彩度強調処理は、図８に示すように、動径変更範囲Ｒｍ内に含まれる座標の動径ｒの入力に対して、動径Ｒｘ（ｒ）を出力する。この第１彩度強調処理による入出力の関係は実線で表される。第１彩度強調処理は、低彩度範囲ｒｃｒ１においては、出力Ｒｘ（ｒ）を入力ｒよりも小さくする一方で、高彩度範囲ｒｃｒ２においては、出力Ｒｘ（ｒ）を入力ｒよりも大きくする。また、Ｒｘ（ｒｃ）における傾きＫｘは、「１」以上に設定されている。これにより、低彩度範囲に含まれる観察対象の彩度をより低くする一方で、高彩度範囲に含まれる観察対象の彩度をより高くすることができる。このような彩度強調により、複数の観察対象範囲の間の彩度差を大きくすることができる。
【００５９】
彩度強調処理部７６では、ＵＣスクリーニングモード時に設定されている場合には、第２彩度強調処理が行われる。第２彩度強調処理は、図９に示すように、動径変更範囲Ｒｍ内に含まれる座標の動径ｒの入力に対して、動径Ｒｙ（ｒ）を出力する。この第２彩度強調処理による入出力の関係は実線で表される。第２彩度強調処理は、低彩度範囲ｒｃｒ１においては、出力Ｒｙ（ｒ）を入力ｒよりも小さくする。これに対して、高彩度範囲ｒｃｒ２においては、動径ｒｃに近い低彩度側では、出力Ｒｙ（ｒ）を入力ｒよりも小さくする一方で、動径ｒｃから遠い高彩度側では、出力Ｒｘ（ｒ）を入力ｒよりも大きくする。また、Ｒｙ（ｒｃ）における傾きＫｙは、「１」以上に設定されている。
【００６０】
これにより、低彩度範囲ｒｃｒ１と高彩度範囲ｒｃｒ２内の低彩度側に含まれる観察対象の彩度をより低くする一方で、高彩度範囲ｒｃｒ２の高彩度側に含まれる観察対象の彩度をより高くすることができる。このような彩度強調により、低彩度範囲ｒｃｒ１や高彩度範囲ｒｃｒ２の低彩度側の観察対象と高彩度範囲ｒｃｒ２の高彩度側にある観察対象との間の彩度差を大きくすることができる。
【００６１】
ただし、第２彩度強調処理では、深層血管の視認性を向上させるために、高彩度範囲ｒｃｒ２での彩度強調を第１彩度強調処理よりも抑えている。そのため、第２彩度強調処理後の高彩度範囲Ｒｙ（ｒｃ）Ｒｙ（ｒ２）を、第１彩度強調処理後の高彩度範囲Ｒｘ（ｒｃ）Ｒｘ（ｒ２）より大きくする。ここで、第１彩度強調処理による入出力の関係は点線で表される。加えて、第２彩度強調処理後の高彩度範囲Ｒｙ（ｒｃ）Ｒｙ（ｒ２）に含まれる値Ｒｙ（ｒ）を、第１彩度強調処理後の高彩度範囲Ｒｘ（ｒｃ）Ｒｘ（ｒ２）に含まれる値Ｒｘ（ｒ）よりも小さくする。これにより、高彩度範囲ｒｃｒ２での彩度強調が抑えられて、深層血管の視認性を向上するため、潰瘍性大腸炎などの大腸の診断精度を上げることができる。
【００６２】
図１０に示すように、色相強調処理部７７では、信号比空間において、角度変更範囲Ｒｎ内にある座標が示す角度θを変更する一方で、角度変更範囲Ｒｎ外の座標については角度θの変更は行わない。角度変更範囲Ｒｎは、色相基準線ＳＬｈから反時計回り方向（プラス方向）の角度θ１の範囲と、色相基準線ＳＬｈから時計回り方向（マイナス方向）の角度θ２の範囲とで構成されている。角度変更範囲Ｒｎに含まれる座標の角度θは、色相基準線ＳＬｈに対するなす角度θで再定義される。角度θが変わると色相も変化することから、角度変更範囲Ｒｎのうち、角度θ１の範囲をプラス側の色相範囲θ１と、角度θ２の範囲をマイナス側の色相範囲θ２とする。
【００６３】
色相強調処理部７７では、炎症評価モード時に設定されている場合には、第１色相強調処理が行われる。第１色相強調処理は、図１１に示すように、角度変更範囲Ｒｎ内に含まれる座標の角度θの入力に対して、角度Fx（θ）を出力する。この第１色相強調処理による入出力の関係は実線で表される。第１色相強調処理は、マイナス側の色相範囲θ２においては、出力Fx（θ）を入力θよりも小さくする一方で、プラス側の色相範囲θ１においては、出力Fx（θ）を入力θよりも大きくする。これにより、マイナス側の色相範囲に含まれる観察対象とプラス側の色相範囲に含まれる観察対象との色相の違いを大きくすることができる。このような色相強調により、複数の観察対象範囲の間の色相差を大きくすることができる。
【００６４】
色相強調処理部７７では、ＵＣスクリーニングモード時に設定されている場合には、第２色相強調処理が行われる。第２色相強調処理は、図１２に示すように、角度変更範囲Ｒｎ内に含まれる座標の角度θの入力に対して、角度Fy（θ）を出力する。この第２色相強調処理による入出力の関係は実線で表される。第２色相強調処理は、マイナス側の色相範囲θ２においては、出力Fx（θ）を入力θよりも小さくする一方で、プラス側の色相範囲θ１においては、出力Fx（θ）を入力θよりも大きくする。これにより、マイナス側の色相範囲に含まれる観察対象とプラス側の色相範囲に含まれる観察対象との色相の違いを大きくすることができる。このような色相強調により、複数の観察対象範囲の間の色相差を大きくすることができる。
【００６５】
ただし、第２色相強調処理では、深層血管の視認性を向上させるために、深層血管の第３範囲が含まれるマイナス側（特定の色相方向側）の色相範囲θ２（特定の色相範囲）の色相強調を第１色相強調処理よりも強くしている。そのため、第２色相強調処理後のマイナス側の色相範囲Fy（θ）に含まれる角度θを、第１色相強調処理後のマイナス側の色相範囲Fx（θ）に含まれる角度θよりも小さくしている。ここで、第１色相強調処理による入出力の関係は点線で表される。このように、マイナス側の色相範囲θでの色相強調が強められることで、深層血管の第３範囲とその他の観察対象範囲との色相差を広げることができる。これにより、深層血管の視認性を向上するため、潰瘍性大腸炎などの大腸の診断精度を上げることができる。
【００６６】
以上のように、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理を行うことによって、図１３に示すように、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理後の萎縮粘膜の第２範囲（萎縮粘膜１）は、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理前の萎縮粘膜の第２範囲（点線）よりも、正常粘膜の第１範囲との差が大きくなっている。同様にして、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理後の深層血管（深層血管１）、BAの第４範囲（BA１）、及び発赤の第５範囲（発赤１）は、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理前の深層血管（点線）、BAの第４範囲（点線）、及び発赤の第５範囲（点線）よりも、正常粘膜の第１範囲との差が大きくなっている。
【００６７】
また、第２彩度強調処理及び第２色相強調処理を行った場合には、図１４に示すように、正常粘膜の第１範囲（正常粘膜２）と、深層血管の第３範囲（深層血管２）、BAの第４範囲（ＢＡ２）、及び発赤の第５範囲（発赤２）との差が大きくなる。ただし、第２彩度強調処理及び第２色相強調処理後における正常粘膜の第１範囲（正常粘膜２）は、第２彩度強調処理及び第２色相強調処理前における正常粘膜の第１範囲（正常粘膜）よりも彩度が低くなっている。また、萎縮粘膜の第２範囲（萎縮粘膜２）の彩度も合わせて低くなっている。
【００６８】
これに加えて、第２彩度強調処理及び第２色相強調処理後の深層血管の第３範囲（深層血管２）は、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理後の深層血管の第３範囲（深層血管１）よりも彩度が低くなっている。同様にして、第２彩度強調処理及び第２色相強調処理後のBAの第４範囲（BA2）及び発赤の第５範囲（発赤２）は、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理後のBAの第４範囲（BA１）及び発赤の第５範囲（発赤１）よりも彩度が低くなっている。
【００６９】
また、第２彩度強調処理及び第２色相強調処理後の深層血管の第３範囲（深層血管２）、及び発赤の第５範囲（発赤２）は、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理後の深層血管の第３範囲（深層血管１）、及び発赤の第５範囲（発赤１）よりも、正常粘膜の第１範囲（正常粘膜２）との色相差が大きくなっている。なお、第２彩度強調処理及び第２色相強調処理後の萎縮粘膜の第２範囲（萎縮粘膜２）は、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理後の萎縮粘膜の第２範囲（萎縮粘膜１）よりも若干彩度が低くなっている。図１４において、正常粘膜の第１範囲（正常粘膜２）との色相差については、正常粘膜の第１範囲（正常粘膜２）を通る基準線SLから半径方向に離れるほど、正常粘膜の第１範囲（正常粘膜２）との色相差は大きくなる。
【００７０】
なお、第１ＲＧＢ画像信号をＬａｂ変換部でＬａｂ変換して得られるａ*、ｂ*（色情報であるＣＩＥ  Ｌａｂ空間の色味の要素ａ*、ｂ*を表す。以下同様）から形成される特徴空間（ａｂ空間）の場合も、図１５に示すように、正常粘膜の第１範囲、萎縮粘膜の第２範囲、深層血管の第３範囲、BAの第４範囲、及び発赤の第５範囲について、信号比空間と同様に分布している。そして、上記と同様の方法で、動径ｒを拡張又は圧縮する彩度強調処理を行うとともに、角度θを拡張又は圧縮する色相強調処理を行う。彩度強調処理として第１彩度強調処理又は第２彩度強調処理が行われ、色相強調処理として第１色相強調処理又は第２色相強調処理が行われる。
【００７１】
第１色相強調処理と第１彩度強調処理を行うことで、正常粘膜の第１範囲と、萎縮粘膜の第２範囲（萎縮粘膜１）、深層血管の第３範囲（深層血管１）、BAの第４範囲（ＢＡ１）、及び発赤の第５範囲（発赤１）との差を大きくすることができる。
【００７２】
また、第２色相強調処理と第２彩度強調処理を行う場合には、正常粘膜の第１範囲（正常粘膜２）と、深層血管の第３範囲（深層血管２）、BAの第４範囲（ＢＡ２）、及び発赤の第５範囲（発赤２）との差が大きくなる。ただし、第２彩度強調処理及び第２色相強調処理後における正常粘膜の第１範囲（正常粘膜２）は、第２彩度強調処理及び第２色相強調処理前における正常粘膜の第１範囲（正常粘膜）よりも彩度が低くなっている。また、萎縮粘膜の第２範囲（萎縮粘膜２）の彩度も合わせて低くなっている。
【００７３】
これに加えて、第２彩度強調処理及び第２色相強調処理後の深層血管の第３範囲（深層血管２）、第４範囲（BA２）、及び第５範囲（発赤２）について、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理後の深層血管の第３範囲（深層血管１）、第４範囲（BA１）、及び第５範囲（発赤１）よりも彩度が低くすることができる。
【００７４】
また、第２彩度強調処理及び第２色相強調処理後の深層血管の第３範囲（深層血管２）、及び発赤の第５範囲（発赤２）について、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理後の深層血管の第３範囲（深層血管１）、及び発赤の第５範囲（発赤１）よりも、正常粘膜の第１範囲（正常粘膜２）との色相差を大きくすることができる。なお、第２彩度強調処理及び第２色相強調処理後の萎縮粘膜の第２範囲（萎縮粘膜２）は、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理後の萎縮粘膜の第２範囲（萎縮粘膜１）よりも、正常粘膜の第１範囲（正常粘膜２）との色相差が若干大きくなっている。図１５において、正常粘膜の第１範囲との色相差については、正常粘膜の第１範囲を通る基準線SLから半径方向に離れるほど、正常粘膜の第１範囲との色相差は大きくなる。
【００７５】
次に、特殊観察モードについて、図１６のフローチャートに沿って説明を行う。モード切替SW１３ａを操作して、特殊観察モードに切り替えを行う。特殊観察モードに切り替えられると、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理前の画像信号に基づいて、炎症度の算出が行われる。炎症度が閾値を超えない場合には、炎症評価モードに切り替えられる。これにより、炎症評価画像が生成されてモニタ１８に表示される。モニタ１８には炎症度も合わせて表示される。
【００７６】
一方、炎症度が閾値を超えた場合には、ＵＣスクリーニングモードに切り替えられる。ＵＣスクリーニングモードでは、ＵＣスクリーニング画像の生成を行う。炎症度及びＵＣスクリーニング画像はモニタ１８に表示される。ＵＣスクリーニング画像は、炎症評価画像よりも彩度を抑え、且つ深層血管の第３範囲の色相を強調した画像となっている。炎症度が閾値を超えた状態では、UCスクリーニング画像を表示し続け、炎症度が閾値以下となった場合には、炎症評価モードに切り替えられて、炎症評価画像の表示に切り替えられる。以上の処理は、特殊観察モードでの診断が終了するまで（他の観察モードに切り替えられるまで）、行われる。
【００７７】
なお、炎症度が閾値を超えた場合に、UCスクリーニングモードに切り替えているが、炎症度が閾値を超えるフレームが継続して複数続いた場合、例えば、炎症度が閾値を超えるフレームが１０フレーム継続して続いた場合に、UCスクリーニングモードに切り替えるようにすることが望ましい。このようにモードの切り替えを行うことで、モードの切替が頻繁に発生しなくなるため、彩度の違う画像が頻繁に切り替えられることがなくなる。これにより、診断がし易くなる。また、炎症度が閾値以下となった場合に、炎症評価モードに切り替えているが、炎症度が閾値以下となるフレームが継続して複数続いた場合に、炎症評価モードに切り替えるようにすることが望ましい。
【００７８】
なお、上記実施形態では、炎症度に基づいて、炎症評価モードとＵＣスクリーニングモードとを自動的に切り替えるようにしているが、炎症評価モードとＵＣスクリーニングモードと手動で切り替えるようにしてもよい。この場合には、図１７に示すように、モニタ１８上に設定メニュー画面を表示し、この設定メニュー画面上でモードを設定するようにすることが好ましい。設定メニュー画面には、炎症評価モード、ＵＣスクリーニングモード、ノーマルモードの３つのモードが選択可能となっている。また、設定メニュー画面においては、炎症評価画像、ＵＣスクリーニング画像、ノーマル画像のうちの２つの画像の２画面表示も選択できるようになっている。設定メニュー画面の操作はコンソール１９等により行われる。なお、設定メニュー画面の立ち上げは、モード切替ＳＷ１３ａの長押しで行うようにしてもよく、プロセッサ装置１６のフロントパネルに設けた特定のボタンの長押しで行うようにしてもよい。
【００７９】
例えば、設定メニュー画面において、炎症評価モードに設定された場合には、設定メニュー画面上で、炎症評価モードのボックスが白から黒に反転する。これに従って、モニタ１８上には、図１８に示すように、炎症評価画像が表示されるとともに、その炎症評価画像に対応する炎症度として、面積比が表示される。また、設定メニュー画面において、ＵＣスクリーニングモードとノーマルモードの２モードが選択されると、ＵＣスクリーニングモードのボックスとノーマルモードのボックスが白から黒に反転する。また、２画面が選択されると、２画面のボックスも白から黒に反転する。この場合には、図１９に示すように、ＵＣスクリーンング画像とノーマル画像の２画面表示が行われる。合わせて、炎症度として、面積比が表示される。
【００８０】
なお、上記実施形態では、信号比算出部７２で第１ＲＧＢ画像信号からＢ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比を求め、これらＢ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比から形成される信号比空間において彩度強調処理及び色相強調処理を行っているが、Ｂ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比と異なる色情報を求め、この色情報から形成される特徴空間において彩度強調処理及び色相強調処理を行ってもよい。
【００８１】
例えば、色情報として色差信号Ｃｒ及びＣｂを求め、色差信号Ｃｒ及びＣｂから形成される特徴空間において彩度強調処理及び色相強調処理を行ってもよい。この場合、図２０に示す特殊画像処理部９２が用いられる。特殊画像処理部９２は、特殊画像処理部６４と異なり、Ｌｏｇ変換部７１、信号比算出部７２、逆Ｌｏｇ変換部８３を備えていない。その代わりに、特殊画像処理部９２は、輝度色差信号変換部８６を備えている。それ以外の構成については、特殊画像処理部９２は特殊画像処理部６４と同様である。
【００８２】
輝度色差信号変換部８６（本発明の「色情報取得部」に対応する）は、第１ＲＧＢ画像信号を輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ及びＣｂに変換する。色差信号Ｃｒ及びＣｂへの変換には周知の変換式が用いられる。色差信号Ｃｒ及びＣｂについては極座標変換部７５に送られる。輝度信号ＹについてはＲＧＢ変換部７９と明るさ調整部８１に送られる。ＲＧＢ変換部７９では、直交座標変換部７８を経た色差信号Ｃｒ及びＣｂと輝度信号Ｙを、第２ＲＧＢ画像信号に変換する。明るさ調整部８１では、第１明るさ情報Ｙｉｎとして輝度信号Ｙを用いるとともに、第２明るさ情報Ｙｏｕｔとして第２明るさ情報算出部８１ｂで求めた第２明るさ情報を用いて、第２ＲＧＢ画像信号の画素値の調整を行う。なお、第２明るさ情報Ｙｏｕｔの算出方法と第２ＲＧＢ画像信号の画素値の調整方法については、上記特殊画像処理部６４の場合と同じである。
【００８３】
色差信号Ｃｒ及びＣｂにより形成されるＣｒＣｂ空間では、図２１に示すように、第二象限において、正常粘膜を含む第１範囲はほぼ中央に分布している。萎縮粘膜を含む第２範囲は、正常粘膜の第１範囲を通る基準線ＳＬに対してやや時計回り方向側に位置し、且つ、正常粘膜の第１範囲よりも原点に近い位置に分布している。深層血管を含む第３範囲は、基準線ＳＬに対して時計回り方向側に分布している。ＢＡを含む第４範囲は、基準線ＳＬに対してやや反時計回り方向側に分布している。発赤を含む第５範囲は、基準線ＳＬに対して時計回り方向側に分布している。なお、基準線ＳＬは、前述の色相基準線ＳＬｈに対応している。ＣｒＣｂ空間においては、基準線ＳＬに対して反時計回り方向が上述のプラス方向に対応しており、基準線ＳＬに対して時計回り方向が上述のマイナス方向に対応している。
【００８４】
以上のように第１〜第５範囲が分布するＣｒＣｂ空間において、信号比空間の場合と同様に、動径ｒを拡張又は圧縮する第１彩度強調処理及び角度θを拡張又は圧縮する第１色相強調処理を行う。これにより、図２２に示すように、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理後の萎縮粘膜の第２範囲（萎縮粘膜１）は、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理前の萎縮粘膜の第２範囲（点線）よりも、正常粘膜の第１範囲との差が大きくなっている。同様にして、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理後の深層血管（深層血管１）、BAの第４範囲（BA１）、及び発赤の第５範囲（発赤１）は、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理前の深層血管（点線）、BAの第４範囲（点線）、及び発赤の第５範囲（点線）よりも、正常粘膜の第１範囲との差が大きくなっている。
【００８５】
また、第１〜第５範囲が分布するＣｒＣｂ空間において、信号比空間の場合と同様に、動径ｒを拡張又は圧縮する第２彩度強調処理及び角度θを拡張又は圧縮する第２色相強調処理を行う。このように第２彩度強調処理及び第２色相強調処理を行った場合には、図２３に示すように、正常粘膜の第１範囲（正常粘膜２）と、深層血管の第３範囲（深層血管２）、BAの第４範囲（ＢＡ２）、及び発赤の第５範囲（発赤２）との差が大きくなる。ただし、第２彩度強調処理及び第２色相強調処理後における正常粘膜の第１範囲（正常粘膜２）は、第２彩度強調処理及び第２色相強調処理前における正常粘膜の第１範囲（正常粘膜）よりも彩度が低くなっている。また、萎縮粘膜の第２範囲（萎縮粘膜２）の彩度も合わせて低くなっている。
【００８６】
これに加えて、第２彩度強調処理及び第２色相強調処理後の深層血管の第３範囲（深層血管２）は、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理後の深層血管の第３範囲（深層血管１）よりも彩度が低くなっている。同様にして、第２彩度強調処理及び第２色相強調処理後のBAの第４範囲（BA2）、及び発赤の第５範囲（発赤２）は、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理後のBAの第４範囲（BA１）、及び発赤の第５範囲（発赤１）よりも彩度が低くなっている。また、第２彩度強調処理及び第２色相強調処理後の深層血管の第３範囲（深層血管２）、及び発赤の第５範囲（発赤２）は、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理後の深層血管の第３範囲（深層血管１）、及び発赤の第５範囲（発赤１）よりも、正常粘膜の第１範囲（正常粘膜２）との色相差が大きくなっている。
【００８７】
なお、第２彩度強調処理及び第２色相強調処理後の萎縮粘膜の第２範囲（萎縮粘膜２）は、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理後の萎縮粘膜の第２範囲（萎縮粘膜１）よりも、正常粘膜の第１範囲（正常粘膜２）との色相差が若干大きくなっている。図２３において、正常粘膜の第１範囲との色相差については、正常粘膜の第１範囲を通る基準線SLから半径方向に離れるほど、正常粘膜の第１範囲との色相差は大きくなる。
【００８８】
また、色情報として色相Ｈ（Hue）、彩度Ｓ（Saturation）を求め、色相Ｈ、彩度Ｓから形成されるＨＳ空間において彩度強調処理及び色相強調処理を行ってもよい。色相Ｈ、彩度Ｓを用いる場合には、図２４に示す特殊画像処理部９６が用いられる。特殊画像処理部９６は、特殊画像処理部６４と異なり、Ｌｏｇ変換部７１、信号比算出部７２、極座標変換部７５、直交座標変換部７８、及び逆Ｌｏｇ変換部８３を備えていない。その代わりに、特殊画像処理部９６は、ＨＳＶ変換部８７を備えている。それ以外の構成については、特殊画像処理部９６は特殊画像処理部６４と同様である。
【００８９】
ＨＳＶ変換部８７（本発明の「色情報取得部」に対応する）は、第１ＲＧＢ画像信号を色相Ｈ、彩度Ｓ、及び明度Ｖ（Value）に変換する。色相Ｈ、彩度Ｓ、明度Ｖへの変換には周知の変換式が用いられる。色相Ｈと彩度Ｓについては平行移動部９０に送られる。明度ＶについてはＲＧＢ変換部７９に送られる。ＲＧＢ変換部７９では、平行移動部９０を経た色相Ｈ、彩度Ｓと明度Ｖを、第２ＲＧＢ画像信号に変換する。明るさ調整部８１では、第１明るさ情報算出部で求めた第１明るさ情報Ｙｉｎと、第２明るさ情報算出部８１ｂで求めた第２明るさ情報Ｙｏｕｔを用いて、第２ＲＧＢ画像信号の画素値の調整を行う。なお、第１明るさ情報Ｙｉｎ、第２明るさ情報Ｙｏｕｔの算出方法、及び第２ＲＧＢ画像信号の画素値の調整方法については、上記特殊画像処理部６４の場合と同じである。
【００９０】
色相Ｈ、彩度Ｓにより形成されるＨＳ空間では、図２５に示すように、正常粘膜を含む第１範囲は、特定の色相の値を示す基準線ＳＬ上に分布している。萎縮粘膜を含む第２範囲は、基準線ＳＬよりも低彩度の位置に分布している。ＢＡを含む第４範囲は、正常粘膜の第１範囲よりも高彩度の位置であって、基準線ＳＬに対して、第１色相方向（右側）の位置に分布している。発赤を含む第５範囲は、正常粘膜の第１範囲よりも高彩度の位置であって、基準線ＳＬに対して、第２色相方向（左側）の位置に分布している。深層血管を含む第３範囲は、正常粘膜の第１範囲よりも高彩度の位置であって、ＢＡの第４範囲又は発赤の第５範囲よりも低彩度の位置に分布している。また、深層血管の第３範囲は、基準線ＳＬに対して第１色相方向と異なる第２色相方向（左側）の位置に分布している。発赤の第５範囲と基準線ＳＬとの色相方向への距離は、深層血管の第３範囲と基準線ＳＬとの距離よりも小さくなっている。
【００９１】
以上のように第１〜第５範囲が分布するＨＳ空間での第１彩度強調処理及び第１色相強調処理は、信号比空間及びCrCb空間のように動径ｒと角度θを拡張又は圧縮するのではなく、第２〜第５範囲を平行移動させる処理を行う。彩度強調処理部７６は、第１彩度強調処理として、萎縮粘膜の第２範囲について低彩度となるように、彩度方向に平行移動させる処理を行う。一方、彩度強調処理部７６は、第１彩度強調処理として、深層血管の第３範囲、ＢＡの第４範囲、及び発赤の第５範囲について、高彩度となるように、彩度方向に平行移動させる処理を行うことが好ましい。
【００９２】
なお、これら第３〜第５範囲については、低彩度となるように平行移動させてもよい。また、色相強調処理部７７は、第１色相強調処理として、深層血管の第３範囲、ＢＡの第４範囲、発赤の第５範囲について、正常粘膜の第１範囲から離れるように、色相方向に平行移動させる処理を行う。なお、色相強調処理部７７は、第１色相強調処理として、萎縮粘膜の第２範囲を色相方向に移動させる処理を行ってもよい。
【００９３】
以上の第１彩度強調処理及び第１色相強調処理を行うことにより、図２６に示すように、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理後の萎縮粘膜の第２範囲（萎縮粘膜１）は、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理前の萎縮粘膜の第２範囲（点線）よりも、正常粘膜の第１範囲との差が大きくなっている。同様にして、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理後の深層血管（深層血管１）、BAの第４範囲（BA１）、及び発赤の第５範囲（発赤１）は、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理前の深層血管（点線）、BAの第４範囲（点線）、及び発赤の第５範囲（点線）よりも、正常粘膜の第１範囲との差が大きくなっている。
【００９４】
また、ＨＳ空間における第２彩度強調処理及び第２色相強調処理についても、第２〜第５範囲を平行移動させる処理を行う。ただし、第２彩度強調処理を行う場合には、第１彩度強調処理の場合と比較して、高彩度範囲に含まれる観察対象範囲の彩度方向への移動量を小さくすることが好ましい。具体的には、高彩度範囲に含まれる深層血管の第３範囲、ＢＡの第４範囲、及び発赤の第５範囲については、第１彩度強調処理の場合よりも、彩度方向への移動量を小さくする。また、第２色相強調処理を行う場合には、第１色相強調処理の場合と比較して、深層血管の第３範囲の色相方向への移動量を小さくすることが好ましい。
【００９５】
このように第２彩度強調処理及び第２色相強調処理を行った場合には、図２７に示すように、正常粘膜の第１範囲（正常粘膜２）と、深層血管の第３範囲（深層血管２）、BAの第４範囲（ＢＡ２）、及び発赤の第５範囲（発赤２）との差が大きくなる。ただし、第２彩度強調処理及び第２色相強調処理後における正常粘膜の第１範囲（正常粘膜２）は、第２彩度強調処理及び第２色相強調処理前における正常粘膜の第１範囲（正常粘膜）よりも彩度が低くなっている。また、萎縮粘膜の第２範囲（萎縮粘膜２）の彩度も合わせて低くなっている。
【００９６】
これに加えて、第２彩度強調処理及び第２色相強調処理後の深層血管の第３範囲（深層血管２）は、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理後の深層血管の第３範囲（深層血管１）よりも彩度が低くなっている。同様にして、第２彩度強調処理及び第２色相強調処理後のBAの第４範囲（BA2）、及び発赤の第５範囲（発赤２）は、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理後のBAの第４範囲（BA１）、及び発赤の第５範囲（発赤１）よりも彩度が低くなっている。
【００９７】
また、第２彩度強調処理及び第２色相強調処理後の深層血管の第３範囲（深層血管２）、及び発赤の第５範囲（発赤２）は、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理後の深層血管の第３範囲（深層血管１）、及び発赤の第５範囲（発赤１）よりも、正常粘膜の第１範囲（正常粘膜２）との色相差が大きくなっている。なお、第２彩度強調処理及び第２色相強調処理後の萎縮粘膜の第２範囲（萎縮粘膜２）は、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理後の萎縮粘膜の第２範囲（萎縮粘膜１）よりも、正常粘膜の第１範囲（正常粘膜２）との色相差が若干大きくなっている。図２７において、正常粘膜の第１範囲との色相差とは、色相方向に対する正常粘膜の第１範囲との距離で表される。具体的には、基準線ＳＬとの距離が大きくなればなるほど、即ち、基準線ＳＬから色相方向に離れれば離れるほど、正常粘膜の第１範囲との色相差は大きくなる。
【００９８】
［第２実施形態］
第２実施形態では、第１実施形態で示した４色のＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの代わりに、レーザ光源と蛍光体を用いて観察対象の照明を行う。それ以外については、第１実施形態と同様である。
【００９９】
図２８に示すように、第２実施形態の内視鏡システム１００では、光源装置１４において、４色のＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの代わりに、中心波長４４５±１０ｎｍの青色レーザ光を発する青色レーザ光源（図３６では「４４５ＬＤ」と表記）１０４と、中心波長４０５±１０ｎｍの青紫色レーザ光を発する青紫色レーザ光源（図３６では「４０５ＬＤ」と表記）１０６とが設けられている。これら各光源１０４及び１０６の半導体発光素子からの発光は、光源制御部１０８により個別に制御されており、青色レーザ光源１０４の出射光と、青紫色レーザ光源１０６の出射光の光量比は変更自在になっている。
【０１００】
光源制御部１０８は、通常観察モードの場合には、青色レーザ光源１０４を駆動させる。これに対して、特殊観察モードの場合には、青色レーザ光源１０４と青紫色レーザ光源１０６の両方を駆動させるとともに、青色レーザ光の発光比率を青紫色レーザ光の発光比率よりも大きくなるように制御している。以上の各光源１０４及び１０６から出射されるレーザ光は、集光レンズ、光ファイバ、又は合波器などの光学部材（いずれも図示せず）を介して、ライトガイド４１に入射する。
【０１０１】
なお、青色レーザ光又は青紫色レーザ光の半値幅は±１０nm程度にすることが好ましい。また、青色レーザ光源１０４及び青紫色レーザ光源１０６は、ブロードエリア型のＩｎＧａＮ系レーザダイオードが利用でき、また、ＩｎＧａＮＡｓ系レーザダイオードやＧａＮＡｓ系レーザダイオードを用いることもできる。また、上記光源として、発光ダイオード等の発光体を用いた構成としてもよい。
【０１０２】
照明光学系３０aには、照明レンズ４５の他に、ライトガイド４１からの青色レーザ光又は青紫色レーザ光が入射する蛍光体１１０が設けられている。蛍光体１１０に、青色レーザ光が照射されることで、蛍光体１１０から蛍光が発せられる。また、一部の青色レーザ光は、そのまま蛍光体１１０を透過する。青紫色レーザ光は、蛍光体１１０を励起させることなく透過する。蛍光体１１０を出射した光は、照明レンズ４５を介して、検体内に照射される。
【０１０３】
ここで、通常観察モードにおいては、主として青色レーザ光が蛍光体１１０に入射するため、図２９に示すような、青色レーザ光、及び青色レーザ光により蛍光体１１０から励起発光する蛍光を合波した白色光が、観察対象に照射される。一方、特殊観察モードにおいては、青紫色レーザ光と青色レーザ光の両方が蛍光体１１０に入射するため、図３０に示すような、青紫色レーザ光、青色レーザ光、及び青色レーザ光により蛍光体１１０から励起発光する蛍光を合波した特殊光が、検体内に照射される。
【０１０４】
なお、蛍光体１１０は、青色レーザ光の一部を吸収して、緑色〜黄色に励起発光する複数種の蛍光体（例えばＹＡＧ系蛍光体、或いはＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17）等の蛍光体）を含んで構成されるものを使用することが好ましい。本構成例のように、半導体発光素子を蛍光体１１０の励起光源として用いれば、高い発光効率で高強度の白色光が得られ、白色光の強度を容易に調整できる上に、白色光の色温度及び色度の変化を小さく抑えることができる。
【０１０５】
［第３実施形態］
第３実施形態では、第１実施形態で示した４色のＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの代わりに、キセノンランプなどの広帯域光源と回転フィルタを用いて観察対象の照明を行う。また、カラーの撮像センサ４８に代えて、モノクロの撮像センサで観察対象の撮像を行う。それ以外については、第１実施形態と同様である。
【０１０６】
図３１に示すように、第３実施形態の内視鏡システム２００では、光源装置１４において、４色のＬＥＤ２０ａ〜２０ｄに代えて、広帯域光源２０２、回転フィルタ２０４、及びフィルタ切替部２０５が設けられている。また、撮像光学系３０ｂには、カラーの撮像センサ４８の代わりに、カラーフィルタが設けられていないモノクロの撮像センサ２０６が設けられている。
【０１０７】
広帯域光源２０２はキセノンランプ、白色ＬＥＤなどであり、波長域が青色から赤色に及ぶ白色光を発する。回転フィルタ２０４は、内側に設けられた通常観察モード用フィルタ２０８と、外側に設けられた特殊観察モード用フィルタ２０９とを備えている（図３２参照）。フィルタ切替部２０５は、回転フィルタ２０４を径方向に移動させるものであり、モード切替ＳＷ１３ａにより通常観察モードにセットされたときに、回転フィルタ２０４の通常観察モード用フィルタ２０８を白色光の光路に挿入し、特殊観察モードにセットされたときに、回転フィルタ２０４の特殊観察モード用フィルタ２０９を白色光の光路に挿入する。
【０１０８】
図３２に示すように、通常観察モード用フィルタ２０８には、周方向に沿って、白色光のうち青色光を透過させるＢフィルタ２０８ａ、白色光のうち緑色光を透過させるＧフィルタ２０８ｂ、及び白色光のうち赤色光を透過させるＲフィルタ２０８ｃが設けられている。したがって、通常観察モード時には、回転フィルタ２０４が回転することで、青色光、緑色光、及び赤色光が交互に観察対象に照射される。
【０１０９】
特殊観察モード用フィルタ２０９には、周方向に沿って、白色光のうち特定波長の青色狭帯域光を透過させるＢｎフィルタ２０９ａと、白色光のうち緑色光を透過させるＧフィルタ２０９ｂ、白色光のうち赤色光を透過させるＲフィルタ２０９ｃが設けられている。したがって、特殊観察モード時には、回転フィルタ２０４が回転することで、青色狭帯域光、緑色光、赤色光が交互に観察対象に照射される。
【０１１０】
内視鏡システム２００では、通常観察モード時には、青色光、緑色光、及び赤色光が観察対象に照射される毎にモノクロの撮像センサ２０６で検体内を撮像する。これにより、ＲＧＢの３色の画像信号が得られる。そして、それらＲＧＢの画像信号に基づいて、上記第１実施形態と同様の方法で、通常画像が生成される。
【０１１１】
一方、特殊観察モード時には、青色狭帯域光、緑色光、及び赤色光が観察対象に照射される毎にモノクロの撮像センサ２０６で検体内を撮像する。これにより、Ｂｎ画像信号と、Ｇ画像信号、及びＲ画像信号が得られる。これらＢｎ画像信号と、Ｇ画像信号、及びＲ画像信号に基づいて、特殊画像の生成が行われる。特殊画像の生成には、Ｂ画像信号の代わりに、Ｂｎ画像信号が用いられる。それ以外については、第１実施形態と同様の方法で特殊画像の生成が行われる。
【０１１２】
［第４実施形態］
第４実施形態では、挿入型の内視鏡１２及び光源装置１４に代えて、飲み込み式のカプセル内視鏡を用いて、通常画像、特殊画像の生成に必要なＲＧＢ画像信号を取得する。
【０１１３】
図３３に示すように、第４実施形態のカプセル内視鏡システム３００は、カプセル内視鏡３０２と、送受信アンテナ３０４と、カプセル用受信装置３０６と、プロセッサ装置１６と、モニタ１８を備えている。カプセル内視鏡３０２は、ＬＥＤ３０２ａと、撮像センサ３０２ｂと、画像処理部３０２ｃと、送信アンテナ３０２ｄとを備えている。なお、プロセッサ装置１６は第１実施形態と同様であるが、第４実施形態では、通常観察モード、特殊観察モードに切り替えるためのモード切替ＳＷ３０８が新たに設けられている。
【０１１４】
ＬＥＤ３０２ａは、白色光を発するものであり、カプセル内視鏡３０２内に複数設けられている。ここで、ＬＥＤ３０２ａとしては、青色光源と、この青色光源からの光を波長変換して蛍光を発する蛍光体とを備える白色ＬＥＤなどを用いることが好ましい。ＬＥＤに代えて、ＬＤ（Laser Diode）を用いてもよい。ＬＥＤ３０２ａから発せられた白色光は、観察対象に対して照明される。
【０１１５】
撮像センサ３０２ｂはカラーの撮像センサであり、白色光で照明された観察対象を撮像して、ＲＧＢの画像信号を出力する。ここで、撮像センサ３０２ｂとしては、ＣＣＤ(Charge Coupled Device）撮像センサやＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor）撮像センサを用いることが好ましい。撮像センサ３０２ｂから出力されたＲＧＢ画像信号は、画像処理部３０２ｃで、送信アンテナ３０２ｄで送信可能な信号にするための処理が施される。画像処理部３０２ｃを経たＲＧＢ画像信号は、送信アンテナ３０２ｄから、無線で送受信アンテナ３０４に送信される。
【０１１６】
送受信アンテナ３０４は被検者の体に貼り付けられており、送信アンテナ３０２ｄからのＲＧＢ画像信号を受信する。送受信アンテナ３０４は、受信したＲＧＢ画像信号を、無線でカプセル用受信装置３０６に送信する。カプセル用受信装置３０６はプロセッサ装置１６の画像信号入力部５３と接続されており、送受信アンテナ３０４からのＲＧＢ画像信号を画像信号入力部５３に送信する。
【０１１７】
なお、上記実施形態では、図３に示すような発光スペクトルを有する４色の光を用いたが、発光スペクトルはこれに限られない。例えば、図３４に示すように、緑色光G及び赤色光Rについては、図３と同様のスペクトルを有する一方で、紫色光Ｖｓについては、中心波長４１０〜４２０nmで、図３の紫色光Ｖよりもやや長波長側に波長範囲を有する光にしてもよい。また、青色光Ｂｓについては、中心波長４４５〜４６０nmで、図３の青色光Ｂよりもやや短波長側に波長範囲を有する光にしてもよい。
【０１１８】
なお、上記第１実施形態では、Ｂ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比を極座標変換で動径ｒ及び偏角θに変換し、変換後の動径ｒ、偏角θに基づいて角度を拡張又は圧縮する彩度強調処理及び色相強調処理を行い、その後に、再度、Ｂ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比に戻したが、図３５に示すように、二次元ＬＵＴ（Look Up Table）４００を用いて、Ｂ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比から、極座標変換等することなく、直接、第１又は第２処理済みのＢ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比に変換してもよい。
【０１１９】
なお、二次元ＬＵＴ４００には、Ｂ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比と、このＢ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比に基づく彩度強調処理及び色相強調処理を行って得られる彩度強調処理及び色相強調処理済みのＢ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比とが対応付けて記憶されている。ここで、炎症評価モードに設定されている場合には、Ｂ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比と、第１彩度強調処理及び第１色相強調処理済みのＢ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比との対応関係が用いられる。ＵＣスクリーニングモードに設定されている場合には、Ｂ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比と、第２彩度強調処理及び第２色相強調処理済みのＢ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比との対応関係が用いられる。また、逆ガンマ変換部７０から出力された第１ＲＧＢ画像信号は二次元ＬＵＴ４００及びＲＧＢ変換部７６に入力される。
【０１２０】
上記実施形態において、画像信号入力部、色情報取得部、彩度強調処理部、色相強調処理部、モード制御部など、プロセッサ装置１４に含まれる処理部（processing unit)のハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサ（processor）である。各種のプロセッサには、ソフトウエア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Central 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）、各種の処理を実行す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が含まれる。
【０１２１】
１つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合せ（例えば、複数のＦＰＧＡや、ＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアントや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とソフトウエアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。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、複数の処理部を含む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、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを１つ以上用いて構成される。
【０１２２】
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形態の電気回路（circuitry）である。
【０１２３】
なお、本発明は、第１〜第３実施形態のような内視鏡システムや第４実施形態のようなカプセル内視鏡システムに組み込まれるプロセッサ装置の他、各種の医用画像処理装置に対して適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１２４】
１０  内視鏡システム
１２  内視鏡
１２ａ  挿入部
１２ｂ  操作部
１２ｃ  湾曲部
１２ｄ  先端部
１２ｅ  アングルノブ
１３ａ  モード切替ＳＷ
１４  光源装置
１６  プロセッサ装置
１８  モニタ
１９  コンソール（キーボード）
１９  コンソール
２０ａ  Ｖ−ＬＥＤ
２０ｂ  Ｂ−ＬＥＤ
２０ｃ  Ｇ−ＬＥＤ
２０ｄ  Ｒ−ＬＥＤ
２１  光源制御部
２３  光路結合部
３０ａ  照明光学系
３０ｂ  撮像光学系
４１  ライトガイド
４５  照明レンズ
４６  対物レンズ
４８  撮像センサ
５０  ＣＤＳ・ＡＧＣ回路
５３  画像信号入力部
５６  ＤＳＰ
５８  ノイズ除去部
６０  信号切替部
６２  通常画像処理部
６４  特殊画像処理部
６６  映像信号生成部
７０  逆ガンマ変換部
７１  Ｌｏｇ変換部
７２  信号比算出部
７３  数値化処理部
７４  画像処理切替部
７５  極座標変換部
７６  彩度強調処理部
７６  変換部
７７  色相強調処理部
７８  直交座標変換部
７９  ＲＧＢ変換部
８１  明るさ調整部
８１ａ  第１明るさ情報算出部
８１ｂ  第２明るさ情報算出部
８２  構造強調部
８３  逆Ｌｏｇ変換部
８４  ガンマ変換部
８５  モード制御部
８６  輝度・色差信号変換部
８６  輝度色差信号変換部
８７  ＨＳＶ変換部
９２  特殊画像処理部
９６  特殊画像処理部
１００  内視鏡システム
１０４  青色レーザ光源
１０６  青紫色レーザ光源
１０８  光源制御部
１１０  蛍光体
２００  内視鏡システム
２０２  広帯域光源
２０４  回転フィルタ
２０５  フィルタ切替部
２０６  撮像センサ
２０８  通常観察モード用フィルタ
２０８ａ  Ｂフィルタ
２０８ｂ  Ｇフィルタ
２０８ｃ  Ｒフィルタ
２０９  特殊観察モード用フィルタ
２０９ａ  Ｂｎフィルタ
２０９ｂ  Ｇフィルタ
２０９ｃ  Ｒフィルタ
３００  カプセル内視鏡システム
３０２  カプセル内視鏡
３０２ｂ  撮像センサ
３０２ｃ  画像処理部
３０２ｄ  送信アンテナ
３０４  送受信アンテナ
３０６  カプセル用受信装置
４００  二次元ＬＵＴ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【国際調査報告】
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