(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部からの照明光を被写体に照射することにより得られた被写体像を含む撮像画像を取得する画像取得部と、
前記撮像画像に対して注目領域を設定する注目領域設定部と、
設定された前記注目領域に基づいて、前記照明光の光量を調光制御する調光制御部と、
を含み、
前記画像取得部は、
スコープ先端部の前方視野及び側方視野が撮像された前記撮像画像を取得し、
前記注目領域設定部は、
前記撮像画像において特定の色範囲の色を有する特定色領域を検出し、前記特定色領域に基づいて、前記スコープ先端部と生体との接触領域を設定する接触状態情報取得部を有し、前記接触領域以外の領域を前記注目領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記撮像画像は、
前記前方視野及び前記側方視野を結像する対物光学系により得られた画像であることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記対物光学系は、
１８０°より大きい視野角を有することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記接触状態情報取得部は、
前記特定色領域の画像を空間周波数成分に変換し、変換された前記空間周波数成分の振幅値が所定値以上となる最高周波数が第１の閾値以下、或いは前記空間周波数成分の振幅値の総和が第２の閾値以下であると判定した場合、前記特定色領域を前記接触領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記接触状態情報取得部は、
前記特定色領域を含む円を設定し、前記円の内側を前記接触領域に設定し、
前記調光制御部は、
前記接触領域の円の外側の領域の調光制御を行うことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項６】
請求項１において、
前記接触状態情報取得部は、
前記接触領域の位置と大きさを表す情報を取得し、
前記注目領域設定部は、
前記接触領域の位置と大きさを表す前記情報に基づいて前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項７】
光源部からの照明光を被写体に照射することにより得られた被写体像を含み、スコープ先端部の前方視野及び側方視野が撮像された撮像画像を取得し、
前記撮像画像において特定の色範囲の色を有する特定色領域を検出し、
前記特定色領域に基づいて、前記スコープ先端部と生体との接触領域を設定し、
前記接触領域以外の領域を、前記撮像画像に対する注目領域に設定し、
設定された前記注目領域に基づいて、前記照明光の光量を調光制御する、
ことを特徴とする内視鏡装置の作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置及び内視鏡装置の作動方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
体腔内の組織に対して照明光を照射し、その反射光を撮像した画像を用いて診断・処置を行う内視鏡装置が広く使用されている。挿入部の先端には、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子と、被写体像を光学的に結像する対物レンズが設けられている。一般的に、内視鏡の対物レンズとして、病変部の見落としを防止するため広角の対物レンズが用いられる。例えば、１７０°の視野角をもつ対物レンズが用いられている。
【０００３】
さて、挿入部の先端の側方視野を結像する対物レンズ（例えば特許文献１）を用いることで、より広い視野を観察可能にすることが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１６９７９２号公報
【特許文献２】特開２００２−２６３０６４号公報
【特許文献３】特開平９−９８９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、視野を広くすると、従来の内視鏡に比べて画像に含まれる情報量が相対的に多くなるため、画像全体を良好な明るさに保つことが難しくなるという課題がある。
【０００６】
なお、特許文献２には、スコープのマスク形状から有効領域内の画素を対象として輝度平均値を算出し、被写体像の明るさを維持する調光処理の手法が開示されている。特許文献３には、広角画像を取得する内視鏡装置において、ライトガイドを撮像素子の撮像面の少なくとも３辺に配設することで良好な配光を確保する手法が開示されている。
【０００７】
本発明の幾つかの態様によれば、注目領域を適正な明るさに維持することが可能な内視鏡装置等を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態の一態様は、被写体像を含む撮像画像を取得する画像取得部と、内視鏡装置からの情報に基づいて、前記撮像画像に対して注目領域を設定する注目領域設定部と、設定された前記注目領域に基づいて、前記照明光の光量を調光制御する調光制御部と、を含む内視鏡装置に関係する。
【０００９】
本実施形態の一態様によれば、内視鏡装置からの情報に基づいて撮像画像に対して注目領域が設定され、その注目領域に基づいて照明光の光量の調光制御が行われる。これにより、術者が注目する注目領域を適正な明るさに維持することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】対物光学系の構成例。
【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は、本実施形態の概要についての説明図。
【図３】第１の実施形態における内視鏡装置の構成例。
【図４】回転色フィルターの詳細な構成例。
【図５】色フィルターの分光特性例。
【図６】第１の実施形態における画像処理部の詳細な構成例。
【図７】階調変換部の詳細な構成例。
【図８】注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図９】図９（Ａ）、図９（Ｂ）は、注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図１０】注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図１１】注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図１２】注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図１３】注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図１４】画像処理部の変形構成例。
【図１５】変倍処理部が行う処理についての説明図。
【図１６】第２の実施形態における内視鏡装置の構成例。
【図１７】第２の実施形態における画像処理部の詳細な構成例。
【図１８】第２の実施形態における注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図１９】第３の実施形態における内視鏡装置の構成例。
【図２０】第３の実施形態における状態情報取得部の詳細な構成例。
【図２１】図２１（Ａ）〜図２１（Ｃ）は、湾曲操作についての説明図。
【図２２】第３の実施形態における画像処理部の詳細な構成例。
【図２３】第４の実施形態における内視鏡装置の構成例。
【図２４】図２４（Ａ）〜図２４（Ｄ）は、距離推定手法についての説明図。
【図２５】内視鏡装置の変形構成例。
【図２６】第５の実施形態における注目領域設定部の詳細な構成例。
【図２７】第５の実施形態における注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図２８】第５の実施形態の変形例についての説明図。
【図２９】第６の実施形態における内視鏡装置の構成例。
【図３０】第２の撮像素子の色フィルターの構成例。
【図３１】第２の撮像素子の色フィルターの透過率特性例。
【図３２】第６の実施形態における画像処理部の詳細な構成例。
【図３３】第２の撮像素子により撮像された単板画像信号の例。
【図３４】第６の実施形態における注目領域設定部の詳細な構成例。
【図３５】局所領域の設定例。
【図３６】第６の実施形態における注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図３７】第７の実施形態における内視鏡装置の構成例。
【図３８】第７の実施形態における画像処理部の詳細な構成例。
【図３９】第８の実施形態における注目領域設定部の詳細な構成例。
【図４０】歪み補正処理前後の画像の例。
【図４１】代表点の設定例。
【図４２】図４２（Ａ）〜図４２（Ｄ）は、抜去状態の判定手法についての説明図。
【図４３】第９の実施形態における内視鏡装置の構成例。
【図４４】第９の実施形態における状態情報取得部の詳細な構成例。
【図４５】赤玉領域についての説明図。
【図４６】図４６（Ａ）は、赤玉領域についての説明図。図４６（Ｂ）は、第１０の実施形態における変倍処理についての説明図。
【図４７】第１０の実施形態における画像処理部の詳細な構成例。
【図４８】第１０の実施形態における注目領域設定部の詳細な構成例。
【図４９】第１０の実施形態における注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図５０】赤玉領域候補検出部の詳細な構成例。
【図５１】デフォーカス検出部の詳細な構成例。
【図５２】第１０の実施形態における注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図５３】変倍パラメーター設定部の詳細な構成例。
【図５４】変倍前正規化距離に対する複数の変倍後正規化距離の対応曲線の例。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００１２】
１．本実施形態の概要
１．１．本実施形態の手法
まず本実施形態の概要について説明する。上記の特許文献１には、スコープ先端部の前方視野と側方視野を観察可能な対物光学系が開示されている。図１にこの対物光学系の構成例を示す。図１に示すように、前方視野からの光線ＬＣ１は面ＳＦ１から入射し、側方視野からの光線ＬＣ２は面ＳＦ３から入射する。これらの光線ＬＣ１、ＬＣ２が面ＳＦ１、ＳＦ２により屈折又は反射されることにより、前方視野と側方視野が結像される。
【００１３】
このような対物光学系を用いれば、従来の内視鏡装置よりも広い視野で体腔内を観察することができる。即ち、図２（Ａ）に示すように、管腔状の臓器において病変部をスクリーニングする場合、スコープを臓器の軸方向と平行にし、スコープを挿入又は抜去しながら観察を行う。側方視野がある場合、ヒダの裏にある病変部を観察することが可能になるため、病変の見落としを減らすことができる。
【００１４】
しかしながら、このように視野を広くすると、従来の内視鏡に比べて画像に含まれる情報量が相対的に多くなるため、画像全体を良好な明るさに保つことが難しくなるという課題がある。この点について図２（Ａ）〜図２（Ｄ）を用いて説明する。
【００１５】
図２（Ａ）に示すように、内視鏡撮像部が管腔状の臓器の中心に位置する場合、前方視野と側方視野では、内視鏡撮像部から被写体までの距離が異なる。そのため、図２（Ｂ）に示すように、画像中の領域毎に明るさの差が発生する。また、図２（Ｃ）に示すように、管腔状の臓器の壁面に存在する病変部を観察するため、内視鏡先端を臓器の壁面に近接させたとする。そうすると、図２（Ｄ）に示すように、注目領域（例えば病変部）がハレーションを起こしてしまう。このような画像では、術者が注目したい領域に対して、適切な観察・処置を行うことが困難となる。
【００１６】
このような課題に対し、内視鏡装置では被写体像の明るさを適正に維持する調光処理を行う。例えば、特許文献２には、スコープのマスク形状から有効領域内の画素を対象として輝度平均値を算出し、被写体像の明るさを維持する調光処理の手法が開示されている。
【００１７】
しかしながら、この手法では、有効領域全体の平均値は適正な値をとりうるが、画像内の領域毎に調光することはできない。そのため、領域毎に明るさの差が発生する場合は、術者の注目したい領域を適正な明るさに調整できない。
【００１８】
また、特許文献３には、広角画像を取得する内視鏡装置において、ライトガイドを撮像素子の撮像面の少なくとも３辺に配設することで良好な配光を確保する手法が開示されている。
【００１９】
しかしながら、この手法では、図２（Ｃ）に示すように病変部に対して斜め方向から被写体を撮像した場合は、注目領域にハレーションが生じる課題は解決できない。
【００２０】
そこで、本実施形態では、図１３に示すように、内視鏡装置からの情報（例えば撮像画像）に基づいて撮像画像に注目領域を設定し、その注目領域を調光対象領域として調光制御を行う。これにより、術者が注目する領域を適正な明るさに維持することができ、術者が診断・処置をする際の負荷を低減することができる。
【００２１】
以下で説明するように、従来の調光処理では、画像全体を測光領域として輝度平均値を算出し、その輝度平均値が目標値に近づくように光源光量を調整することで、画像全体の明るさを適正に維持する。本実施形態では、注目領域を測光領域として輝度平均値を算出することで、図２（Ｄ）に示すように明るさに偏りがある場合であっても、術者が注目する領域を適正な明るさに維持できる。
【００２２】
１．２．調光処理
従来の調光処理について詳細に説明する。調光処理では、まず、被写体の明るさを測定する測光処理を行う。具体的には、撮像素子から順次得られる１フレーム分又は１フィールド分の画像信号中の輝度信号の平均値が算出される。ここで、測光領域としては、一般的に、画像信号の有効領域が用いられる。画像信号の有効領域とは、図２（Ｂ）に示される画像信号からマスク領域を除いた、前方領域と側方領域を指す。
【００２３】
次に、測定された被写体の明るさを、目標の明るさに調整する。具体的には、光源光量を調整する絞り開度を制御することにより、測光された被写体の明るさを目標とする明るさに一致させる。
【００２４】
例えば、被写体の全体が内視鏡先端の対物レンズから比較的遠くに離れている場合には、上述の輝度平均値は一時的に輝度参照値（目標とする明るさ）に比べて低くなるので、このときは光源絞り開度が広げられて照明光量が増大させられる。一方、被写体の全体が内視鏡先端の対物レンズに接近した場合には、上述の輝度平均値は輝度参照値（目標とする明るさ）に比べて高くなるので、このときは光源絞り開度が狭められて照明光量が減少させられる。また、光源絞りの調整により、輝度平均値が輝度参照値（目標とする明るさ）に達しない場合は、画像信号にデジタルゲインをかけることにより画像信号の明るさを調整する。このようにして、被写体の遠近に拘らず画像信号は輝度参照値に見合った適正な状態に維持されることになる。
【００２５】
２．第１の実施形態
２．１．内視鏡装置
上記のように撮像画像に注目領域を設定し、その注目領域の明るさを調光により制御する本実施形態の内視鏡装置について詳細に説明する。
【００２６】
図３に、第１の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部１００、操作部２００、挿入部３００、制御装置４００（プロセッサ部）、表示部５００、外部Ｉ／Ｆ部５５０を含む。
【００２７】
光源部１００は、白色光源１０１と、光源絞り１０２と、光源絞り１０２を駆動させる光源絞り駆動部１０３と、複数の分光透過率のフィルターを有する回転色フィルター１０４を有する。また光源部１００は、回転色フィルター１０４を駆動させる回転駆動部１０５と、回転色フィルター１０４を透過した光をライトガイドファイバー３０１の入射端面に集光させる集光レンズ１０６を含む。
【００２８】
光源絞り駆動部１０３は、制御装置４００の制御部４２０からの制御信号に基づいて、光源絞り１０２の開閉を行うことで光量の調整を行う。
【００２９】
図４に回転色フィルター１０４の詳細な構成例を示す。回転色フィルター１０４は、三原色の赤色（以下Ｒと略す）フィルター７０１と、緑色（以下Ｇと略す）フィルター７０２と、青色（以下Ｂと略す）フィルター７０３と、回転モーター７０４と、から構成されている。図５に、これらの色フィルター７０１〜７０３の分光特性例を示す。
【００３０】
回転駆動部１０５は、制御部４２０からの制御信号に基づいて、撮像素子３０４の撮像期間と同期して回転色フィルター１０４を所定回転数で回転させる。例えば、回転色フィルター１０４を１秒間に２０回転させると、各色フィルターは６０分の１秒間隔で入射白色光を横切ることになる。この場合、撮像素子３０４は、６０分の１秒間隔で画像信号の撮像と転送を完了することになる。
【００３１】
ここで、撮像素子３０４は例えばモノクロ用撮像素子である。即ち、本実施形態では、３原色の各色光（Ｒ或はＧ或はＢ）の画像が６０分の１秒間隔で撮像される面順次方式の撮像が行われる。
【００３２】
操作部２００は、挿入部３００の湾曲操作を行う湾曲操作レバー２０１と、例えば鉗子のような処置具を挿入する挿入口２０２と、が設けられている。
【００３３】
湾曲操作レバー２０１は、湾曲操作ワイヤー３０６と連結されている。湾曲操作ワイヤー３０６は、挿入部３００の内部を挿通して挿入部３００先端に固定されている。術者は、湾曲操作レバー２０１を操作することにより、湾曲操作ワイヤー３０６を牽引又は弛緩させ、挿入部３００を湾曲させる。挿入口２０２は、処置具を挿通する挿通チャンネル３０７と連通している。
【００３４】
挿入部３００は、例えば、体腔への挿入を可能にするため細長くかつ湾曲可能に形成されている。挿入部３００は、光源部１００で集光された光を照明レンズ３１４、３１５に導くためのライトガイドファイバー３０１と、そのライトガイドファイバー３０１により先端まで導かれてきた光を拡散させて観察対象に照射する照明レンズ３１４、３１５と、を含む。照明レンズ３１４は、前方視野の観察対象を照明するためのレンズであり、照明レンズ３１５は、側方視野の観察対象を照明するためのレンズである。また、挿入部３００は、観察対象から戻る反射光を集光する対物光学系３０３と、集光した反射光を検出するための撮像素子３０４と、撮像素子３０４の光電変換により得られたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換部３０５と、を含む。また、挿入部３００は、挿入部３００の内部を挿通して先端部に固定される湾曲操作ワイヤー３０６と、操作部２００で挿入された処置具を挿通する挿通チャンネル３０７と、を含む。
【００３５】
対物光学系３０３（狭義には対物レンズ）は、挿入部３００の先端部から突出しており、前方視野及び側方視野を結像する。例えば、対物光学系３０３は、２３０°の視野角を有する。
【００３６】
撮像素子３０４は、例えばモノクロ単板撮像素子であり、例えばＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサー等により構成される。
【００３７】
制御装置４００は、内視鏡装置の各部の制御や画像処理を行う。制御装置４００は、注目領域の設定や測光処理を行う画像処理部４１０と、制御部４２０と、を含む。
【００３８】
Ａ／Ｄ変換部３０５によりデジタル信号に変換された画像信号は、画像処理部４１０に転送される。画像処理部４１０により処理された画像信号は、表示部５００に転送される。制御部４２０は、内視鏡装置の各部の制御を行う。具体的には制御部４２０は、光源絞り駆動部１０３と、回転駆動部１０５と、画像処理部４１０と、外部Ｉ／Ｆ部５５０に接続されており、これらの制御を行う。
【００３９】
表示部５００は、動画表示可能な表示装置であり、例えばＣＲＴや液晶モニター等により構成される。
【００４０】
外部Ｉ／Ｆ部５５０は、内視鏡装置に対するユーザーからの入力等を行うためのインターフェースである。外部Ｉ／Ｆ部５５０は、例えば電源のオン／オフを行うための電源スイッチや、撮影モードやその他各種のモードを切り換えるためのモード切換ボタンなどを含む。外部Ｉ／Ｆ部５５０は、入力された情報を制御部４２０へ転送する。
【００４１】
２．２．画像処理部
図６に、第１の実施形態における画像処理部４１０の詳細な構成例を示す。画像処理部４１０は、前処理部４１１と、同時化部４１２と、注目領域設定部４１３と、後処理部４１５と、測光部４１６と、階調変換部４１９を含む。
【００４２】
Ａ／Ｄ変換部３０５は、前処理部４１１に接続される。前処理部４１１は、同時化部４１２に接続される。同時化部４１２は、階調変換部４１９と、注目領域設定部４１３と、測光部４１６とに接続される。階調変換部４１９は、後処理部４１５に接続される。後処理部４１５は、表示部５００に接続される。注目領域設定部４１３は、測光部４１６に接続される。制御部４２０は、前処理部４１１と、同時化部４１２と、階調変換部４１９と、後処理部４１５と、注目領域設定部４１３と、測光部４１６と、に双方向に接続されていて、これらを制御するようになっている。
【００４３】
前処理部４１１は、Ａ／Ｄ変換部３０５から入力される画像信号に対して、制御部４２０に予め保存されているＯＢクランプ値、ＷＢ係数値、ノイズ低減係数値を用いて、ＯＢクランプ処理、ＷＢ補正処理、ノイズ低減処理を行う。前処理部４１１は、前処理後の画像信号を同時化部４１２へ転送する。
【００４４】
同時化部４１２は、前処理部４１１により処理された画像信号に対して、制御部４２０の制御信号に基づいて、面順次の画像信号を同時化する。具体的には、同時化部４１２は、面順次で入力された各色光（Ｒ或はＧ或はＢ）の画像信号を１フレーム分ずつ蓄積し、蓄積した各色光の画像信号を同時に読み出す。同時化部４１２は、同時化された画像信号を、注目領域設定部４１３と測光部４１６へ転送する。
【００４５】
階調変換部４１９は、同時化処理された画像に対して階調変換処理を行う。階調変換処理は、例えば画像全体の画素値のヒストグラムを平坦化する処理である。具体的には、階調変換部４１９は、画像を複数の領域に分割し、各分割領域の階調変換特性を求め、その階調変換特性により各分割領域の階調変換を行う。階調変換部４１９が行う処理については詳細に後述する。
【００４６】
注目領域設定部４１３は、同時化処理された画像信号に基づいて注目領域を設定する。具体的には、注目領域設定部４１３は、処置具が撮像された領域を検出し、処置具の先端の周辺領域を注目領域として設定する。注目領域設定部４１３が行う処理については詳細に後述する。
【００４７】
測光部４１６は、設定された注目領域における被写体の輝度平均値（広義には明るさ情報）を算出し、算出した輝度平均値を制御部４２０に転送する。制御部４２０は、測光部４１６からの輝度平均値に基づいて光源絞り駆動部１０３を制御することにより、光源絞り１０２の開口面積を調整する。測光部４１６と制御部４２０が行う調光制御については、詳細に後述する。
【００４８】
後処理部４１５は、階調変換処理後の画像に対して、制御部４２０に予め保存されている色変換係数や輪郭強調係数、拡大率を用いて、色処理や輪郭強調処理、拡大処理を行う。後処理部４１５は、後処理後の画像信号を表示部５００へ転送する。
【００４９】
２．３．階調変換部
階調変換部４１９が行う処理について詳細に説明する。図７に、階調変換部４１９の詳細な構成例を示す。階調変換部４１９は、領域分割部４４５と、ヒストグラム算出部４４６と、階調変換特性算出部４４７と、変換部４４８を含む。
【００５０】
同時化部４１２からの画像信号は、領域分割部４４５に入力される。領域分割部４４５は、ヒストグラム算出部４４６と、変換部４４８とに接続される。ヒストグラム算出部４４６は階調変換特性算出部４４７に接続される。階調変換特性算出部４４７は変換部４４８に接続される。変換部４４８は後処理部４１５に接続される。制御部４２０は、領域分割部４４５と、ヒストグラム算出部４４６と、階調変換特性算出部４４７と、変換部４４８とに接続され、これらの制御を行う。
【００５１】
階調変換部４１９は、画像信号の領域毎に階調変換処理を行う。具体的には、領域分割部４４５は、入力された画像信号（最大値画像信号）を局所領域に領域分割する。例えば、領域分割部４４５は、画像信号を所定サイズの矩形領域に分割し、分割した各矩形領域を局所領域とする。例えば矩形領域のサイズは１６×１６画素であるが、これに限定されず、適宜設定できる。領域分割部４４５は、これら分割された局所領域を、ヒストグラム算出部４４６と、変換部４４８に出力する。なお、領域分割の手法は上記手法に限定されない。例えば、テクスチュア解析に代表される公知の領域分割方法を適用して領域分割する構成としてもよい。
【００５２】
ヒストグラム算出部４４６は、入力された各局所領域のヒストグラム（画素値のヒストグラム）を算出し、算出した各局所領域のヒストグラムを階調変換特性算出部４４７へ出力する。
【００５３】
階調変換特性算出部４４７は、入力された局所領域のヒストグラムに基づいて局諸領域の累積ヒストグラムを算出する。なお以下では１つの局所領域に対する処理について説明するが、同様の処理を各局所領域について行う。階調変換特性算出部４４７は、得られた累積ヒストグラムの最大値が変換部４４８の出力階調幅に適合するように、累積ヒストグラムを正規化する。階調変換特性算出部４４７は、正規化後の累積ヒストグラムを局所領域の階調変換特性として、変換部４４８へ出力する。
【００５４】
変換部４４８は、領域分割部４４５から入力された局所領域に対して、階調変換特性算出部４４７から入力された階調変換特性を作用させて、階調変換処理を行う。変換部４４８は、階調変換した各局所領域を１フレーム分の画像信号に戻し、その画像信号を後処理部４１５へ出力する。
【００５５】
２．４．注目領域設定部
注目領域設定部４１３が行う処理について詳細に説明する。注目領域設定部４１３は、同時化処理された画像信号から、処置具の像を有した画素からなる処置具領域を検出し、検出した処置具領域に基づいて注目領域を設定する。以下では、鉗子等の高反射性の金属の処置具を検出する場合を例にとり説明する。
【００５６】
処置具は、撮像素子３０４に極めて接近した位置に置かれるため、処置具の輝度信号値は、臓器に比べ十分に大きくなる。そのため、画像信号中の高輝度領域を処置具領域として検出する。具体的には、注目画素（処理対象画素）の座標を（ｘ，ｙ）として、注目画素の輝度信号値Ｙ（ｘ，ｙ）を下式（１）により算出する。
【数１】
0005865606.tif 000002
【００５７】
ここで、Ｒ（ｘ，ｙ）、Ｇ（ｘ，ｙ）、Ｂ（ｘ，ｙ）は、座標（ｘ，ｙ）における各色の画像信号である。
【００５８】
次に、図８に示すように、注目画素より左側の、座標（ｘ−ａ，ｙ）から座標（ｘ−１，ｙ）までの輝度値の平均値Ｙａｖｅ（ｘ，ｙ）を下式（２）により算出する。図８では、画像信号はＮ×Ｍ画素とする。また、画像信号の左上に位置する座標を（０，０）とし、右方向をＸ軸の正方向とし、下方向をＹ軸の正方向として表している。例えばＸ軸は水平走査線に沿った軸であり、Ｙ軸はＸ軸に直交する軸である。
【数２】
0005865606.tif 000003
【００５９】
ここで、ａは定数であり、画像信号の横幅Ｎに応じて設定される。例えば、定数ａは画像信号の横幅Ｎの３％に設定される。
【００６０】
次に、下式（３）を用いて、注目画素の輝度信号値が周辺の輝度平均値に比べて十分に大きいか否かを検出する。
【数３】
0005865606.tif 000004
【００６１】
ここで、Ｙｐは、パラメーターとして予め設定される値である。上式（３）が成立する画素を、処置具候補画素とする。例えば、図９（Ａ）に示すように、処置具と輝点の像が含まれる画像信号の場合、図９（Ｂ）に示すように、処置具候補画素が検出される。
【００６２】
次に、処置具候補画素が複数隣接している領域を、処置具候補領域として抽出する。具体的には、画像信号を左上から探索して、注目画素（ｘ，ｙ）の値が“処置具候補画素であり”、注目画素の左（ｘ−１，ｙ）と左上（ｘ−１，ｙ−１）と上（ｘ，ｙ−１）と右上（ｘ＋１，ｙ−１）の４画素が“処置具候補画素ではない”注目画素を、始点画素に設定する。図１０に示すように、ハッチングの画素が始点画素にあたる。
【００６３】
次に、始点画素（ｘ，ｙ）の左下（ｘ−１，ｙ−１）から反時計回りに処置具候補画素を探索する。始点画素の周辺に“処置具候補画素が検出されなかった”場合、次の始点画素から処置具候補画素を探索する。始点画素の周辺に“処置具候補画素が検出された”場合、検出された処置具候補画素の周辺から再び反時計回りに処置具候補画素を探索する。検出された処置具候補画素が再び始点画素に戻るまで探索を続ける。探索の途中で処置具候補画素が、始点画素よりもＹ座標が小さくなった場合は探索を打ち切り、次の始点画素を探索する。図１１に示すように、処置具候補画素が再び始点画素に戻ると、検出された処置具候補画素に囲まれた領域を処置具候補領域とする。図１１において、ハッチングの画素が、探索により検出された処置具候補画素である。
【００６４】
次に、処置具候補領域として抽出された各領域に含まれる画素数を各々カウントし、画素数が最も多い領域を抽出する。画素数が最も多い領域に含まれる画素数Ｔｍａｘが、予め設定された閾値ＴＨｔより大きい（Ｔｍａｘ＞ＴＨｔ）場合は、その領域を処置具領域とする。一方、画素数が最も多い領域に含まれる画素数Ｔｍａｘが、予め設定された閾値ＴＨｔ以下の場合は、画像信号中に“処置具は存在しない”として、画像信号に処置具領域を設定しない。例えば、図１１に示すように、処置具候補領域２に含まれる画素数が最も多い場合、処置具候補領域２に含まれる処置具候補画素の数が予め設定された閾値より大きいか否かを判定する。閾値より大きい場合、処置具候補領域２を処置具領域に設定する。
【００６５】
次に、処置具の先端にあたる領域を処置具領域から抽出し、その領域を処置具先端画素として設定する。例えば図１２に示すように、処置具領域に含まれる画素の中から画像中心に最も近い画素を処置具先端画素として抽出する。図１２では、画像中心の座標を（Ｎ／２，Ｍ／２）とし、処置具先端画素の座標を（ｘ０，ｙ０）とする。なお、処置具先端画素を抽出する別の手法としては、画像中心の座標（Ｎ／２，Ｍ／２）に近い複数の画素を、処置具領域に含まれる画素の中から選択し、選択された複数の画素の重心を処置具先端画素としてもよい。
【００６６】
次に、図１３に示すように、処置具先端画素（ｘ０，ｙ０）を中心とする半径Ｒの円よりも内側の画素を、注目領域として設定する。ここで、半径Ｒは定数であり、画像信号の横幅Ｎに応じて設定される。例えば、半径Ｒは、画像信号の横幅Ｎの１０％に設定される。座標（ｘ，ｙ）の画素が、半径Ｒの円よりも内側に含まれるか否かは下式（４）により判定する。
【数４】
0005865606.tif 000005
【００６７】
注目領域設定部４１３は、設定した注目領域と中心画素（ｘ０，ｙ０）を測光部４１６へ転送する。
【００６８】
なお、上記では半径Ｒを定数としたが、本実施形態はこれに限定されず、例えば半径Ｒを、注目領域（ｘ０，ｙ０）と画像中心（Ｎ／２，Ｍ／２）との距離Ｌに応じて変化する変数としてもよい。注目領域の中心（ｘ０，ｙ０）と画像中心（Ｎ／２，Ｍ／２）との距離Ｌは、下式（５）により算出する。
【数５】
0005865606.tif 000006
【００６９】
また、上記では注目領域を、座標（ｘ０，ｙ０）を中心とする円形としたが、本実施形態はこれに限定されず、例えば注目領域を、座標（ｘ０，ｙ０）を中心とした矩形或いは楕円形としてもよい。
【００７０】
２．５．調光制御
次に、測光部４１６と制御部４２０が行う調光制御について詳細に説明する。
【００７１】
測光部４１６は、制御部４２０の制御信号に基づいて、画像信号から被写体の明るさを算出する。具体的には、注目領域設定部４１３により注目領域が設定された場合、測光部４１６は、同時化部４１２から入力された画像信号から、注目領域の輝度平均値を算出する。一方、注目領域設定部４１３で注目領域が設定されなかった場合、測光部４１６は、同時化部４１２から入力された画像信号の有効画素領域の輝度平均値を算出する。測光部４１６は、算出した輝度平均値を測光値Ｙｄとして制御部４２０に転送する。
【００７２】
なお、被写体の明るさの算出手法は上記手法に限定されず、例えば、注目領域の輝度平均値と注目領域以外の領域の輝度平均値に各々異なる重み係数を乗算し、その重み付け加算平均値を被写体の明るさとして算出してもよい。この場合、注目領域の重み係数として、注目領域以外の重み係数に比べて大きい係数を設定する。
【００７３】
制御部４２０は、測光部４１６により算出された測光値Ｙｄと、予め設定されている目標明るさＹｂａｓｅを用いて、下式（６）により光源絞り調整係数Ｌｃを算出する。
【数６】
0005865606.tif 000007
【００７４】
制御部４２０は、算出された光源絞り調整係数Ｌｃを用いて光源絞り駆動部１０３を制御することにより、光源絞り１０２の開口を制御する。
【００７５】
以上の処理を行うことで、処置具が挿入された場合、処置具周辺に存在する病変部の明るさを最適な明るさに維持できる。これにより、病変部の観察性能を向上させ、処置に好適な画像を得ることができる。
【００７６】
２．６．変形例
本実施形態では、上記のようにして設定した注目領域を拡大する変倍処理を行ってもよい。以下では、この変形例について詳細に説明する。
【００７７】
図１４に、変倍処理を行う場合の画像処理部４１０の変形構成例を示す。画像処理部４１０は、前処理部４１１と、同時化部４１２と、注目領域設定部４１３と、変倍処理部４１４と、後処理部４１５と、測光部４１６と、階調変換部４１９を含む。なお、図６等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００７８】
変倍処理部４１４は、画角を維持（ほぼ維持）しながら画像の変倍処理を行い、注目領域を拡大する。具体的には、変倍処理部４１４は、注目領域を拡大するとともに他の領域を縮小する処理を行う。あるいは、注目領域を所定の倍率で拡大する処理のみを行ってもよい。
【００７９】
具体的には、変倍処理部４１４は、設定された注目領域と中心画素（ｘ０，ｙ０）に基づいて、画像信号を局所的に変倍処理する。なお、注目領域設定部４１３により注目領域が設定されていない場合は、変倍処理は行われず、入力された画像信号がそのまま後処理部４１５に出力される。
【００８０】
図１５に示すように、変倍処理部４１４は、注目領域を拡大率α（広義には倍率）で拡大し、拡大した画像を元の画像に重畳する。具体的には、円の中心を基準に半径方向に拡大率αで拡大し、拡大後の円領域の中心を元の注目領域の中心画素（ｘ０，ｙ０）に一致させて重畳する。以下では、拡大後の注目領域を拡大領域と呼ぶ。座標（ｘ，ｙ）の画素をα倍に座標変換した座標（ｘ’，ｙ’）は、下式（７）により算出する。
【数７】
0005865606.tif 000008
【００８１】
ここで、αは、予め設定される１より大きい定数であり、例えば、α＝１．５に設定する。また、拡大率αは固定の定数に限らず、外部より術者が自由に入力してもよい。また、図１４に示すように、拡大率αは、注目領域の中心（ｘ０，ｙ０）と画像中心（Ｎ／２，Ｍ／２）との距離Ｌに応じて変化する変数としてもよい。
【００８２】
変倍処理部４１４は、上記の拡大処理において、拡大領域内に含まれる画素位置における補間画素を生成する。具体的には、拡大領域内の画素位置について、上式（７）による座標変換後の近傍４画素を用いて線形補間を行う。なお、補間処理は線形補間に限らず、例えば最近傍法や、三次畳み込み内挿法（バイキュービック）等の補間手法を用いてもよい。
【００８３】
また変倍処理部４１４は、上記の拡大領域の外側に縮小領域を設け、その縮小領域を縮小変換する処理を行う。具体的には、縮小領域は、座標（ｘ０，ｙ０）を中心とした半径Ｒｓの内側の領域であり、かつ、拡大領域の外側の領域である。変倍処理部４１４は、半径Ｒの円と半径Ｒｓの円に挟まれる領域を縮小率β（広義には倍率）で縮小する。縮小率βは、処理対象画素（ｘ，ｙ）と中心座標（ｘ０，ｙ０）の距離ｒｄに応じて変化する変数である。距離ｒｄは、下式（８）により算出する。縮小率βは、距離ｒｄが大きいほど減少する係数であり、距離ｒｄがＲのときβ＝αとなり、Ｒｓのときβ＝１となる。
【数８】
0005865606.tif 000009
【００８４】
変倍処理部４１４は、縮小処理において、縮小領域内に含まれる画素位置における補間画素を生成する。具体的には、縮小領域内の画素位置について、縮小率βで縮小処理された画素を用いて線形補間を行う。なお、補間処理は線形補間に限らず、例えば最近傍法や、三次畳み込み内挿法（バイキュービック）等の補間手法を用いてもよい。
【００８５】
上記の変形例によれば、画角を維持しながら注目領域を拡大できるため、スコープ操作等に必要な広視野を確保しながら注目領域の視認性を向上できる。また、拡大領域の外側に縮小領域を設けることにより、拡大領域の境界部分で画像の連続性が保たれるため、違和感のない変倍処理を施された画像信号を得ることができる。
【００８６】
なお、上記では縮小領域を半径Ｒｓより内側に含まれる画素としたが、本実施形態はこれに限定されず、例えば拡大領域の外側全てを縮小領域としてもよい。その場合、縮小率βは画像端部に向かうほど減少し、画像端部において拡大率１である。
【００８７】
また、上記では縮小領域を設けたが、本実施形態はこれに限定されず、例えば、拡大領域のみを設けて倍率αで拡大し、その拡大領域を元の画像に重畳してもよい。
【００８８】
以上の実施形態によれば、図６に示すように、内視鏡装置は、画像取得部（例えばＡ／Ｄ変換部３０５）と注目領域設定部４１３と調光制御部（広義には、光量制御部）を含む。画像取得部は、被写体像を含む撮像画像を取得する。注目領域設定部４１３は、内視鏡装置からの情報に基づいて、撮像画像に対して注目領域を設定する。調光制御部は、設定された注目領域に基づいて、照明光の光量を調光制御する。
【００８９】
このようにすれば、内視鏡装置からの情報に基づいて注目領域を設定し、その注目領域の明るさを調光により制御できる。これにより、術者は、注目する領域を適正な明るさで観察でき、適切な診断や処置を行うことが可能になる。
【００９０】
例えば本実施形態では、測光部４１６と制御部４２０が調光制御部に対応する。上述のように、測光部４１６が、設定された注目領域の測光処理を行い、制御部４２０が、その測光処理の結果に基づいて光源部１００の出射光量を制御することで、調光制御を行う。
【００９１】
ここで、内視鏡装置からの情報とは、内視鏡装置の各部により取得される情報であり、例えば撮像部による撮像画像や、撮像画像を処理して得られる信号や、各部を制御する制御信号や、内視鏡装置に設けられた種々のセンサーによるセンシング信号である。
【００９２】
また、注目領域とは、使用者にとって観察の優先順位が他の領域よりも相対的に高い領域であり、例えば、使用者が医者であり治療を希望した場合、粘膜部や病変部を写した領域を指す。また、他の例として、医者が観察したいと欲した対象が泡や便であれば、注目領域は、その泡部分や便部分を写した領域になる。即ち、使用者が注目すべき対象は、その観察目的によって異なるが、いずれにしても、その観察に際し、使用者にとって観察の優先順位が他の領域よりも相対的に高い領域が注目領域となる。
【００９３】
また本実施形態では、上式（６）等で説明したように、調光制御部は、注目領域の明るさを表す明るさ情報（測光値Ｙｄ。例えば、輝度平均値）を算出し、算出した明るさ情報に基づいて調光制御を行う。
【００９４】
具体的には、調光制御部は、注目領域の明るさが所定の明るさ（目標明るさ情報Ｙｂａｓｅ。例えば目標輝度値）になるように調光制御を行う。例えば、調光制御部は、注目領域の明るさが所定の明るさに一致するように調光制御を行う。
【００９５】
このようにすれば、注目領域の明るさを調光制御により目標の明るさに近づけることができ、注目領域を適切な一定の明るさに維持することができる。
【００９６】
また本実施形態では、注目領域設定部４１３は、撮像画像を内視鏡装置からの情報として、注目領域を設定する。
【００９７】
具体的には、注目領域設定部４１３は、図示しない処置具検出部を有する。図１３等で説明したように、処置具検出部は、被写体に対して処置を施すための処置具が撮像された処置具領域を、撮像画像に基づいて検出する。注目領域設定部４１３は、検出された処置具領域に基づいて注目領域を設定する。
【００９８】
このようにすれば、術者が注目する領域であると考えられる処置具の周辺を、適正な明るさに維持することが可能となる。これにより、術者が処置をする際に病変部がハレーションすることなく、病変部を処置することが可能となるため、術者の負荷を低減することができる。また、撮像画像から処置具領域を検出するため、内視鏡の挿入部３００に新たな処置具検出器を設ける必要がない。
【００９９】
また本実施形態では、処置具検出部は、処置具領域の先端を検出する。注目領域設定部４１３は、検出された先端から所定半径の円内を注目領域に設定する。
【０１００】
具体的には図１２で説明したように、処置具検出部は、処置具領域に含まれる画素のうちの、撮像画像の中心（Ｎ／２，Ｍ／２）に最も近い画素を先端（処置具先端画素（ｘ０，ｙ０））に設定する。
【０１０１】
このようにすれば、処置具先端部に存在すると考えられる処置対象領域を注目領域に設定し、その注目領域の明るさを調光制御できる。
【０１０２】
なお、注目領域として設定する円（円形領域）は、真円に限定されず、円状の領域であればよい。例えば、楕円等であってもよい。
【０１０３】
また本実施形態では、処置具検出部は、図示しない輝度特徴量算出部を有する。輝度特徴量算出部は、撮像画像の画素の輝度に関する輝度特徴量（例えば輝度信号値Ｙ（ｘ，ｙ））を算出する。処置具検出部は、算出された輝度特徴量に基づいて、処置具領域を検出する。
【０１０４】
具体的には図９（Ｂ）等で説明したように、処置具検出部は、輝度特徴量に基づいて、処置具領域の候補である処置具候補画素を検出し、検出した処置具候補画素に基づいて処置具領域を決定する。
【０１０５】
より具体的には、処置具検出部は、図示しない比較部を有する。図８等で説明したように、比較部は、処理対象画素の輝度特徴量（輝度信号値Ｙ（ｘ，ｙ））と、処理対象画素の周辺画素の平均輝度特徴量（平均値Ｙａｖｅ（ｘ，ｙ））とを比較する。処置具検出部は、輝度特徴量が平均輝度特徴量よりも大きい画素を、処置具候補画素に設定する。
【０１０６】
処置具は、金属等で形成されており照明光の反射率が高いため、他の被写体よりも高輝度の像として撮像される。そのため、輝度特徴量に基づいて処置具候補画素を設定することで、画像から処置具を検出することができる。
【０１０７】
また本実施形態では図１１等で説明したように、処置具検出部は、処置具候補画素の位置情報に基づいて、処置具候補画素を１又は複数の処置具候補領域（例えば処置具候補領域１、２）に分類する（例えば図示しない分類部が行う）。処置具検出部は、その１又は複数の処置具候補領域の中から処置具領域を選択する。
【０１０８】
具体的には、処置具検出部は、処置具候補領域と他の領域の境界となる画素を処置具候補画素の中から抽出し、その境界で囲まれた処置具候補画素を処置具候補領域に設定することにより、１又は複数の処置具候補領域を設定する。
【０１０９】
また処置具検出部は、各処置具候補領域に含まれる処置具候補画素の数に基づいて、処置具領域を決定する。
【０１１０】
具体的には、処置具検出部は、１又は複数の処置具候補領域の中の最多数の処置具候補画素を含む領域であり、所定の閾値（ＴＨｔ）よりも多い処置具候補画素を含む領域（例えば処置具候補領域２）を、処置具領域として決定する。
【０１１１】
このようにすれば、粘膜で照明光が反射されて発生する輝点等の高輝度領域により、処置具候補領域が複数発生した場合であっても、その中から処置具が撮像された領域を選択することができる。
【０１１２】
また本実施形態では、図１４に示すように、内視鏡装置は変倍処理部４１４を含んでもよい。変倍処理部４１４は、注目領域を他の領域よりも相対的に拡大する局所的な変倍処理を行う。
【０１１３】
このようにすれば、注目領域を他の領域よりも相対的に拡大できるため、微小な病変部についてもより詳細な情報を得ることができ、注目領域に対して適切な診断や処置を行うことが可能になる。
【０１１４】
また本実施形態では、図１５等で説明したように、変倍処理部４１４は、撮像画像の画角を維持しながら局所的な変倍処理を行う。
【０１１５】
このようにすれば、術者は被写体の全体像を把握しながら注目したい領域を適正な大きさで観察することが可能になる。また、これらの被写体の全体像と注目したい領域は同一の画像に表示できるため、複数の画像を観察する場合に比べ、術者の負担を軽減することができる。また、広角画像と拡大画像を切り替える必要もないため、術者が煩雑な作業をする必要もない。
【０１１６】
ここで、画角を維持するとは、画像に表示される被写体の範囲が変倍処理により変化しないことである。画角は厳密に維持される必要はなく、実質的に維持されていればよい。
【０１１７】
また本実施形態では、図３に示すように、１つの光源部１００と第１の照射部（照明レンズ３１４）と第２の照射部（照明レンズ３１５）を含む。第１の照射部は、１つの光源部１００からの出射光を第１の方向（例えば対物光学系の光軸に沿った方向）に照射する。第２の照射部は、１つの光源部１００からの出射光を第２の方向（例えば対物光学系の光軸に対して所定角度の方向）に照射する。調光制御部は、１つの光源部１００からの出射光量を制御することにより、調光制御を行う。
【０１１８】
具体的には、第１の方向は、スコープ（挿入部３００）の前方視野の方向であり、第２の方向は、スコープの側方視野の方向である。画像取得部は、前方視野と側方視野の被写体像を含む撮像画像を取得する。
【０１１９】
図２（Ａ）〜図２（Ｄ）で説明したように、前方視野と側方視野の照明として１つの光源部１００を共有する場合、画像内において明るさの偏りが生じるため、術者の注目領域が適切に調光されない場合がある。この点、本実施形態によれば、注目領域の明るさに基づいて調光制御を行うため、注目領域を適正な明るさに調整できる。
【０１２０】
また本実施形態では図１、図３等で説明したように、画像取得部は、スコープ（挿入部３００）先端部の前方視野及び側方視野が撮像された撮像画像を取得する。
【０１２１】
具体的には、撮像画像は、前方視野及び側方視野を結像する対物光学系により得られた画像である。
【０１２２】
対物光学系は、１８０°より大きい視野角（例えば、視野角２３０°）を有する。
【０１２３】
このようにすれば、図２（Ａ）等で説明したように、スコープ前方の被写体の観察と同時にスコープ側方の被写体の観察を行うことが可能になる。これにより、管腔状の臓器における壁面の病変部の見落としを防止することができる。
【０１２４】
ここで、対物光学系とは、対物レンズに限らず、反射光学系であってもよいし、図１に示すようにレンズと反射光学系を組み合わせた光学系であってもよい。なお、図１の対物光学系に限定されず、視野角が１８０°を超えるような魚眼レンズを用いてもよい。
【０１２５】
また、前方視野（前方の視野範囲）とは、対物光学系の光軸方向を含む視野範囲であり、例えば光軸に対して０度〜４５度の範囲である。側方視野（側方の視野範囲）とは、光軸に直交する方向を含む視野範囲であり、例えば光軸に対して４５度〜１３５度の範囲である。本実施形態の対物光学系３０３は、例えば光軸に対して０度〜１１５度の視野範囲を有する。
【０１２６】
３．第２の実施形態
処置具の挿入をセンシングして注目領域を設定する第２の実施形態について説明する。
【０１２７】
図１６に、第２の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部１００、操作部２００、挿入部３００、制御装置４００、表示部５００、外部Ｉ／Ｆ部５５０を含む。なお、図３等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１２８】
挿入部３００は、処置具センサー３０８を含む。処置具センサー３０８は、挿通チャンネル３０７に設けられる。処置具センサー３０８は、挿通チャンネル３０７を挿通し挿入部３００の前方に突出した処置具を、検出する。処置具センサー３０８は、後述する状態情報取得部４３０に接続される。
【０１２９】
制御装置４００は、状態情報取得部４３０を含む。状態情報取得部４３０は、画像処理部４１０に接続される。また、制御部４２０は、状態情報取得部４３０と双方向で接続される。
【０１３０】
状態情報取得部４３０は、挿入部３００の先端から処置具が突出したことが処置具センサー３０８により検出された場合、“画像信号中に処置具が存在する”ことを示す制御信号を画像処理部４１０に転送する。
【０１３１】
図１７に、第２の実施形態における画像処理部４１０の詳細な構成例を示す。状態情報取得部４３０は、注目領域設定部４１３に接続される。
【０１３２】
第２の実施形態では、注目領域設定部４１３が行う処理が第１の実施形態と異なる。具体的には、注目領域設定部４１３は、状態情報取得部４３０から“画像信号中に処置具が存在する”ことを示す制御信号を受信した場合、画像信号に注目領域を設定する。例えば図１８に示すように、画像中心（Ｎ／２，Ｍ／２）を注目領域の中心とし、注目領域の中心から半径Ｒ以内の領域を注目領域として設定する。注目領域設定部４１３は、設定した注目領域を測光部４１６へ転送する。
【０１３３】
なお、注目領域の中心は、画像中心（Ｎ／２，Ｍ／２）に限定されず、撮像素子と挿通チャンネルの相対的な位置関係により予め設定されるものでもよい。例えば、挿通チャンネルが、画像中心から見てＹ軸正方向に設けられる場合、注目領域を画像中心よりもＹ軸正方向側に設定してもよい。
【０１３４】
以上の実施形態によれば、図１６に示すように、内視鏡装置は、内視鏡装置の状態情報を取得する状態情報取得部４３０を含む。注目領域設定部４１３は、状態情報を内視鏡装置からの情報として、注目領域を設定する。
【０１３５】
具体的には、状態情報取得部４３０は、被写体に対して処置を施すための処置具がスコープ先端部から突出したか否かを検出（処置具センサー３０８のセンシング信号に基づいて検出）し、検出結果を状態情報として取得する。注目領域設定部４１３は、検出結果に基づいて注目領域を設定する。
【０１３６】
より具体的には図１８等で説明したように、注目領域設定部４１３は、処置具の突出が検出された場合、撮像画像の中央領域又は、撮像画像の中心よりも処置具が挿入される側の領域（例えば画像中心よりもＹ軸正方向側の領域）を、注目領域に設定する。
【０１３７】
このようにすれば、術者が処置具を操作した場合に注目領域を設定し、その注目領域の明るさを調光制御できる。また、術者が通常において病変部を位置させると考えられる画像中心又は画像下方を、注目領域に設定できる。これにより、処置対象となる病変部を適切な明るさで表示することが画像信号の画質に関わらず可能となり、術者の処置に好適な画像を得ることができる。
【０１３８】
ここで、内視鏡装置の状態情報とは、内視鏡装置の各部の状態を表す情報であり、例えば撮像画像を処理して得られるスコープの進行方向等の情報や、各部の状態を制御する制御信号や、各部の状態をセンシングする種々のセンサーによるセンシング信号である。
【０１３９】
４．第３の実施形態
４．１．内視鏡装置
スコープの湾曲角度又は湾曲動き量に基づいて注目領域を設定する第３の実施形態について説明する。
【０１４０】
図１９に、第３の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部１００、操作部２００、挿入部３００、制御装置４００、表示部５００、外部Ｉ／Ｆ部５５０を含む。なお、図３等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１４１】
光源部１００は、白色光源１０１と、光源絞り１０２と、光源絞り駆動部１０３と、集光レンズ１０６を含む。
【０１４２】
操作部２００は、挿入部３００の湾曲操作を行う湾曲操作レバー２０１と、例えば鉗子のような処置具を挿入する挿入口２０２と、先端部の湾曲角度や湾曲動き量などの湾曲操作の操作情報を検出する操作量検出センサー２０３と、が設けられている。操作量検出センサー２０３は、状態情報取得部４３０と接続されており、湾曲操作の操作情報を状態情報取得部４３０に対して送信する。
【０１４３】
挿入部３００の撮像素子３０４は、ベイヤー（Ｂａｙｅｒ）型配列の撮像素子であり、例えばＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサー等により構成される。
【０１４４】
制御装置４００は、画像処理部４１０と、制御部４２０と、状態情報取得部４３０を含む。画像処理部４１０の構成要素は、図１７で上述の構成例と同様である。
【０１４５】
状態情報取得部４３０は、操作部２００における内視鏡の操作に関する情報を取得する。具体的には、状態情報取得部４３０は、スコープ先端部の湾曲角度及び湾曲動き量の少なくとも一方を状態情報として取得する。
【０１４６】
４．２．湾曲角度検出部
図２０に、第３の実施形態における状態情報取得部４３０の詳細な構成例を示す。状態情報取得部４３０は、湾曲角度検出部４３１及び湾曲動き量検出部４３２の少なくとも一方を含む。
【０１４７】
湾曲角度検出部４３１は、操作部２００により湾曲操作された挿入部３００の現在の湾曲角度を検出する。湾曲動き量検出部４３２は、操作部２００により湾曲操作された挿入部３００の湾曲動き量を検出する。湾曲動き量は、湾曲角度の単位時間当たりの変化量である。
【０１４８】
具体的には、湾曲操作レバー２０１はダイヤル式になっており、術者がダイヤルを回転操作することにより、ダイヤルに連結されている湾曲操作ワイヤー３０６が引っ張られたり押されたりし、それに伴い挿入部３００の先端が湾曲する。操作量検出センサー２０３は、湾曲操作ワイヤー３０６が引っ張られたり押されたりした「長さ」を操作量として検出する。状態情報取得部４３０は、検出された操作量から湾曲角度を求める。例えば、状態情報取得部４３０は、ルックアップテーブルや多項式等を用いて、操作量から湾曲角度を求める。
【０１４９】
例えば、図２１（Ａ）に示すように、ワイヤー３０６の操作量がゼロのとき湾曲角度θ＝０度である。図２１（Ｂ）に示すように、ワイヤー３０６がＬＷｃｍ引っ張られたとき湾曲角度θ＝４５度である。図２１（Ｃ）に示すように、ワイヤー３０６が２ＬＷｃｍ押されたとき湾曲角度θ＝−９０度である。
【０１５０】
なお、湾曲角度は、湾曲角度を表す情報として得られればよく、湾曲角度自体でなくともよい。例えば、湾曲角度情報は、ワイヤー３０６が操作された長さであってもよい。即ち、湾曲操作レバー２０１の回転方向の操作量と湾曲操作ワイヤー３０６が引っ張られたり押されたりした長さは１対１であり、それが決まれば湾曲角度も求められる。
【０１５１】
また、操作量検出センサー２０３が検出する操作量は、長さに限定されず、例えば湾曲操作レバー２０１の回転方向の操作量であってもよい。この場合も、湾曲角度情報は、回転操作量から求めた湾曲角度であってもよいし、回転操作量であってもよい。
【０１５２】
図２（Ａ）等で上述のように、広視野内視鏡を用いてスクリーニングをする場合、ヒダの裏にある病変部を側方視野により発見することができる。術者は病変部を発見すると、前方視野の方が観察しやすいため、病変部を前方視野に入らせるべく湾曲操作レバー２０１を操作して挿入部３００を湾曲させる。
【０１５３】
そこで本実施形態では、注目領域設定部４１３は、湾曲角度検出部４３１により取得した湾曲角度に応じて側方視野の領域を注目領域に設定する。例えば、湾曲角度がある閾値以上の場合のときに側方視野の領域を注目領域に設定する。
【０１５４】
４．３．湾曲動き量検出部
次に、湾曲動き量検出部４３２が行う処理について詳細に説明する。操作量検出センサー２０３は、湾曲操作レバー２０１の単位時間当たりの回転操作量を検出する。湾曲動き量検出部４３２は、検出された回転操作量から湾曲動き量を求める。
【０１５５】
なお、本実施形態ではこれに限定されず、湾曲操作ワイヤー３０６が単位時間当たりに引っ張られたり押されたりした長さに基づいて湾曲動き量を求めてもよい。また、湾曲動き量は、単位時間当たりの湾曲角度の変化量に限定されず、湾曲動き量を表す情報として得られればよい。例えば、湾曲動き量情報は、湾曲操作レバー２０１の単位時間当たりの回転操作量であってもよいし、湾曲操作ワイヤー３０６が単位時間当たりに引っ張られたり押されたりした長さであってもよい。
【０１５６】
図２（Ａ）等で上述のように、広視野内視鏡を用いてスクリーニングをする場合、ヒダの裏にある病変部を側方視野により発見することができる。術者は病変部を発見すると、前方視野の方が観察しやすいため、病変部を前方視野に入らせるべく湾曲操作レバー２０１を操作して挿入部３００を湾曲させる。即ち、湾曲操作中は側方視野に病変部があると考えられる。前方視野に病変部がきたら湾曲操作を止める。
【０１５７】
そこで本実施形態では、湾曲し始めは側方視野を注目領域に設定し、湾曲が止まったら前方視野を注目領域に設定する。なお、湾曲角度が最大角度まで行って止まった場合は、術者の注目する領域が前方視野まで入らずに側方視野にあるものと推測できるので、側方視野を注目領域に設定する。
【０１５８】
具体的には、注目領域設定部４１３は、湾曲動き量検出部４３２により取得した湾曲動き量に応じて、注目領域を設定する。注目領域設定部４１３は、湾曲動き量が大きい場合（激しく湾曲させているとき）は側方視野の領域を注目領域に設定する。例えば、湾曲動き量がある閾値以上の場合のときに注目領域を設定する。
【０１５９】
４．４．画像処理部
次に、注目領域設定処理や測光処理を行う画像処理部４１０について詳細に説明する。図２２に、第３の実施形態における画像処理部４１０の詳細な構成例を示す。画像処理部４１０は、前処理部４１１と、同時化部４１２と、注目領域設定部４１３と、後処理部４１５と、測光部４１６と、階調変換部４１９を含む。なお、図６等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１６０】
状態情報取得部４３０は、注目領域設定部４１３と測光部４１６とに接続される。同時化部４１２は、階調変換部４１９と測光部４１６に接続される。
【０１６１】
同時化部４１２は、ベイヤー型配列の単板画像を補間処理により３板画像（ＲＧＢ画像）へ変換する。同時化部４１２は、３板化した画像信号を階調変換部４１９と測光部４１６に転送する。
【０１６２】
注目領域設定部４１３は、湾曲角度検出部４３１で取得した湾曲角度と湾曲動き量検出部４３２で取得した湾曲動き量に応じて、注目領域を設定する。具体的には、注目領域設定部４１３は、湾曲角度が所定の閾値以上である場合、または、湾曲動き量（湾曲速度）が所定の閾値以上である場合に、側方視野の領域を注目領域として設定する。注目領域設定部４１３は、設定した注目領域を測光部４１６に転送する。
【０１６３】
測光部４１６は、画像信号から被写体の明るさを算出する。具体的には、測光部４１６は、注目領域設定部４１３により注目領域が設定された場合、注目領域と注目領域以外の領域に各々異なる重み係数を乗算し、下式（９）に示す重み付け加算平均値Ｙｗａを算出する。
【数９】
0005865606.tif 000010
【０１６４】
ここで、Ｙｃ（ｘ，ｙ）は前方視野に含まれる画素の輝度信号値であり、Ｙａ（ｘ，ｙ）は側方視野に含まれる画素の輝度信号値である。Ｎｃは前方視野に含まれる画素の画素数であり、Ｎａは側方視野に含まれる画素の画素数である。Ａは前方視野の重み係数であり、Ｂは側方視野の重み係数である。Ｒｃは前方視野に対応する領域であり、Ｒａは側方視野に対応する領域である。和（Σ）は、各領域に属する画素についての和である。
【０１６５】
測光部４１６は、注目領域の重み係数を、注目領域以外の重み係数に比べて相対的に大きい係数に設定する。例えば、側方領域が注目領域の場合、Ａ＜Ｂとなる。また、測光部４１６は、重み係数を湾曲角度（又は湾曲動き量）に応じて設定する。具体的には、湾曲角度（又は湾曲動き量）が大きいほど、側方視野の重み係数Ｂを前方視野の重み係数Ａに比べて大きくする。
【０１６６】
測光部４１６は、注目領域設定部４１３により注目領域が設定されなかった場合、同時化部４１２から入力された画像信号の有効画素領域の輝度平均値を算出する。測光部４１６は、算出した注目領域の輝度加算平均値Ｙｗａを制御部４２０に転送する。
【０１６７】
上式（９）で説明したように、調光制御部は、注目領域の明るさを表す第１の明るさ情報（輝度信号値Ｙａ（ｘ，ｙ））と、注目領域以外の領域の明るさを表す第２の明るさ情報（輝度信号値Ｙｃ（ｘ，ｙ））を算出する。調光制御部は、第１の明るさ情報と第２の明るさ情報を、それぞれ第１の重み係数Ｂと第２の重み係数Ａで重み付け加算し、得られた重み付け加算値に基づいて調光制御を行う。調光制御部は、第１の重み係数Ｂとして、第２の重み係数Ａよりも大きい係数を用いる。
【０１６８】
このようにすれば、主に注目領域の明るさを調光により制御しながら、画像全体の明るさも調光により制御できる。これにより、注目領域の視認性を向上しながら画像全体の視認性も向上可能である。
【０１６９】
以上の実施形態によれば、図２０に示すように、状態情報取得部４３０は、湾曲角度検出部４３１を有する。湾曲角度検出部４３１は、スコープ先端部の湾曲角度（図２１（Ａ）〜図２１（Ｃ）の角度θ）を表す湾曲角度情報を状態情報として取得する。注目領域設定部４１３は、取得された湾曲角度情報に基づいて注目領域を設定する。
【０１７０】
このようにすれば、湾曲角度から術者が興味のある観察領域を推測でき、その領域の明るさを調光制御することで術者が観察しやすい画像を提供できる。
【０１７１】
また本実施形態では、注目領域設定部４１３は、湾曲角度が閾値よりも大きいと判断された場合、撮像画像の中の側方視野に対応する領域を注目領域として設定する。
【０１７２】
このようにすれば、側方視野に病変がある場合に術者はスコープ先端を湾曲操作すると考えられるため、その側方視野を注目領域に設定できる。また、湾曲角度が小さい（閾値以下の）わずかな湾曲操作は、誤差あるいは前方視野の微調整と推測できる。そのため、閾値判定を行うことにより、不必要な測光対象領域の切り替わりを防止できる。
【０１７３】
ここで、前方視野に対応する領域とは、前方視野の被写体が撮像された領域であり、例えば対物光学系の光軸方向の被写体が撮像された領域である。例えば光軸が画像中心と一致する場合、前方視野に対応する領域は、画像中心を含む中央領域である。
【０１７４】
また側方視野に対応する領域とは、側方視野の被写体が撮像された領域であり、例えば対物光学系の光軸に直交する方向の被写体が撮像された領域である。例えば光軸が画像中心と一致する場合、側方視野に対応する領域は、上記中央領域の周辺領域である。
【０１７５】
また本実施形態では、注目領域設定部４１３は、撮像画像の中の側方視野に対応する領域を注目領域として設定する。上式（９）で説明したように、調光制御部は、湾曲角度が大きいほど、第１の重み係数Ｂを第２の重み係数Ａよりも大きくする。
【０１７６】
このようにすれば、湾曲角度が大きいほど術者は側方視野を注目していると推測できるため、その領域の重み係数を大きくして測光処理することで、術者が観察しやすい画像を提供することができる。
【０１７７】
また本実施形態では、図２０に示すように、状態情報取得部４３０は、湾曲動き量検出部４３２を有する。湾曲動き量検出部４３２は、スコープ先端部の湾曲動き量（図２１（Ａ）〜図２１（Ｃ）の角度θの単位時間当たりの変化）を表す湾曲動き量情報を状態情報として取得する。注目領域設定部４１３は、取得された湾曲動き量情報に基づいて注目領域を設定する。
【０１７８】
このようにすれば、湾曲動き量から術者の興味のある観察領域を推測でき、その領域の明るさを調光制御することで術者が観察しやすい画像を提供できる。
【０１７９】
また本実施形態では、注目領域設定部は、湾曲動き量が閾値よりも大きいと判断された場合、撮像画像の中の側方視野に対応する領域を注目領域として設定する。
【０１８０】
このようにすれば、側方視野に病変がある場合に術者はスコープ先端を湾曲操作すると考えられるため、その側方視野を注目領域に設定できる。また、湾曲動き量が小さい（閾値以下の）わずかな湾曲操作は、誤差あるいは前方視野の微調整と推測できる。そのため、閾値判定を行うことにより、不必要な測光対象領域の切り替わりを防止できる。
【０１８１】
また本実施形態では、注目領域設定部４１３は、撮像画像の中の側方視野に対応する領域を注目領域として設定する。上式（９）で説明したように、調光制御部は、湾曲動き量が大きいほど、第１の重み係数Ｂを第２の重み係数Ａよりも大きくする。
【０１８２】
このようにすれば、湾曲動き量が大きいほど術者は側方視野を注目していると推測できるため、その領域の重み係数を大きくして測光処理することで、術者が観察しやすい画像を提供することができる。
【０１８３】
５．第４の実施形態
５．１．内視鏡装置
光源の出射光量から推定した被写体までの距離情報に基づいて注目領域を設定する第４の実施形態について説明する。
【０１８４】
図２３に、第４の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部１００、操作部２００、挿入部３００、制御装置４００、表示部５００、外部Ｉ／Ｆ部５５０を含む。なお、図３等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１８５】
制御装置４００は、画像処理部４１０と、制御部４２０と、状態情報取得部４３０を含む。状態情報取得部４３０は、画像処理部４１０に接続される。制御部４２０は、光源絞り駆動部１０３と、回転駆動部１０５と、画像処理部４１０と、状態情報取得部４３０と、外部Ｉ／Ｆ部５５０に接続され、これらの制御を行う。
【０１８６】
本実施形態では、調光処理が稼動している状態において光源部１００の出射光量の情報を取得し、その出射光量の情報に基づいて被写体との距離情報を推定し、その距離情報に基づいて注目領域やそれ以外の領域の測光処理を適応的に制御する。
【０１８７】
５．２．状態情報取得部
被写体までの距離を推定し、その距離に基づいて注目領域を設定する手法について詳細に説明する。
【０１８８】
術者は、内視鏡装置による観察において病変部と推測される領域を発見すると、挿入部３００の先端をその領域に近接させる。この場合、被写体からの反射光量は強くなり、撮像された画像信号は明るくなる。本実施形態では、状態情報取得部４３０が調光処理を行い、制御部４２０を介して光源絞り駆動部１０３を制御し、画像が目標の観察明るさになるまで光源絞り１０２の開口面積を縮小する。
【０１８９】
一方、挿入部３００の先端が観察領域から離れている状態では、被写体からの反射光量は弱くなり、撮像された画像信号は暗くなる。状態情報取得部４３０は、制御部４２０を介して光源絞り駆動部１０３を制御し、画像が目標の観察明るさになるまで光源絞り１０２の開口面積を拡張する。即ち調光処理において、光源絞り１０２の開口面積が小さい場合は、挿入部３００の先端と被写体が近接している状態であり、光源絞り１０２の開口面積が大きい場合は、挿入部３００の先端と被写体が離れている状態である。
【０１９０】
本実施形態では、被写体のより広い範囲を観察するため、図１で上述のように前方の物体の観察と同時に側方（略側方を含む）の物体の観察を行うことが可能な対物光学系を用いる。そのため、図２（Ｂ）で上述のように、画像中心の座標（Ｎ／２，Ｍ／２）を領域中心とする前方視野（中央部）と側方視野（周辺部）が表示される。
【０１９１】
図２４（Ａ）、図２４（Ｂ）に示すように、術者が病変部と推測される領域を見つけた場合、通常は、その病変部を画像信号の中央部（前方視野）に合わせる。しかしながら、図２４（Ｃ）、図２４（Ｄ）に示すように、腸など細長い管腔状の部位を診察する場合、空間領域の制限によって病変部を画像信号の前方視野に合わせることが難しい。即ち、空間が狭いため、挿入部３００の先端を回転させにくい。そのため、図２４（Ｄ）に示すように、画像信号の側方視野に病変部を合わせるしかない。
【０１９２】
そこで本実施形態では、被写体にスコープ先端が近接しているか否かの判定を、光源絞り１０２の開口情報に基づいて行う。近接していると判定した場合、測光モードに応じて前方視野領域又は側方視野領域を注目領域に設定し、その注目領域の調光制御を行う。
【０１９３】
具体的には、状態情報取得部４３０は、制御部４２０を介して光源絞り１０２の開口面積（広義には開口情報）を取得し、開口面積が所定の閾値以下の場合は、挿入部３００の先端が注目領域に「近接している」状態と判定する。状態情報取得部４３０は、判定結果を状態情報として注目領域設定部４１３に転送する。
【０１９４】
本実施形態では、図２４（Ａ）等で上述した観察状況に合わせて、複数の測光モードが用意される。測光モードは、外部Ｉ／Ｆ部５５０を介して、術者が設定する。例えば、術者が画像信号の前方視野を注目したい場合、測光モードを「前方モード」に設定する。
【０１９５】
注目領域設定部４１３は、状態情報取得部４３０から転送された状態情報と、測光モードと、に基づいて注目領域を設定する。具体的には、注目領域設定部４１３は、測光モードが「前方モード」であり、スコープ先端が被写体に「近接している」と判断された場合には、画像中心の座標（Ｎ／２，Ｍ／２）を領域中心とする前方視野を注目領域として設定する。また、注目領域設定部４１３は、測光モードが「側方モード」であり、スコープ先端が被写体に「近接している」と判断された場合には、側方視野を注目領域として設定する。またスコープ先端が被写体に「近接している」と判断されなかった場合には、注目領域を設定しない。注目領域設定部４１３は、設定した注目領域を測光部４１６へ転送する。
【０１９６】
このように、光源の絞り状況に応じて適応的に注目領域（前方視野又は側方視野）を設定し、その注目領域の調光制御を行うことで、術者にとって病変部視認性の向上に繋がる。
【０１９７】
５．３．変形例
上記の実施形態では、光源絞り１０２の開口状況に応じて適応的に測光処理を行うが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、ＬＥＤ光源を用いて、そのＬＥＤ光源の光量制御情報（例えば駆動電流）に基づいて測光処理を行ってもよい。
【０１９８】
図２５に、このような処理を行う場合の内視鏡装置の変形構成例を示す。内視鏡装置は、光源部１００、操作部２００、挿入部３００、制御装置４００、表示部５００、外部Ｉ／Ｆ部５５０を含む。なお、図３等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１９９】
光源部１００は、白色光源１０１と、回転色フィルター１０４と、回転駆動部１０５と、集光レンズ１０６と、光源の出射光量を制御する光源制御部１０７と、を含む。白色光源１０１はＬＥＤ光源により構成される。光源制御部１０７は、制御部４２０からの制御信号に基づいて、ＬＥＤ光源の出射光量の強度を制御する。制御部４２０は、上式（６）で説明した調整係数Ｌｃに基づいて出射光量を調整する。
【０２００】
注目領域設定部４１３は、制御部４２０からの出射光量の制御信号に基づいて、注目領域を設定する。即ち、出射光量が閾値よりも小さい場合、スコープ先端を被写体に近づけたと判断し、測光モードに応じた注目領域を設定する。測光部４１６は、設定された注目領域の測光処理を行う。
【０２０１】
以上の実施形態によれば、状態情報取得部４３０は、被写体とスコープ先端部の間の距離を表す距離情報を、被写体を照明する光源部１００の出射光量に基づいて取得する。注目領域設定部４１３は、距離情報を状態情報として注目領域を設定する。
【０２０２】
具体的には、注目領域設定部４１３は、距離が閾値よりも近いと判断された場合に注目領域を設定する。
【０２０３】
より具体的には、内視鏡装置は、モード設定部（図２３の制御部４２０）と調光制御部（図２３の状態情報取得部４３０と制御部４２０）を含む。モード設定部は、第１の測光モード（前方モード）又は第２の測光モード（側方モード）を設定する。調光制御部は、光源部１００の絞り（図２３の光源絞り１０２）の開口面積を制御することにより、出射光量を制御する。距離情報は、調光制御部により制御された開口面積である。注目領域設定部４１３は、第１の測光モードにおいて開口面積が閾値よりも小さいと判断された場合に、撮像画像の中の前方視野に対応する領域を注目領域に設定する。注目領域設定部４１３は、第２の測光モードにおいて開口面積が閾値よりも小さいと判断された場合に、撮像画像の中の側方視野に対応する領域を注目領域に設定する。調光制御部は、設定された注目領域の明るさに基づいて開口面積を制御する。
【０２０４】
このようにすれば、スコープ先端を近づけた領域は術者が観察したい領域であると考えられるため、距離に応じて注目領域を設定することで、術者が観察したい領域を適切に調光制御できる。また、調光制御により画像の明るさは一定に保たれるため、画像ではなく調光制御に基づいて距離を推定することにより、スコープ先端が被写体に近づいたか否かを判定できる。
【０２０５】
６．第５の実施形態
６．１．内視鏡装置
画像の明るさから推定した被写体までの距離情報に基づいて注目領域を設定する第５の実施形態について説明する。
【０２０６】
第５の実施形態における内視鏡装置は、光源部１００、操作部２００、挿入部３００、制御装置４００、表示部５００、外部Ｉ／Ｆ部５５０を含む。なお、構成は、図３で説明した第１の実施形態と同様である。以下では、第１の実施形態と動作や処理が同一の構成要素については適宜説明を省略する。
【０２０７】
画像処理部４１０は、前処理部４１１と、同時化部４１２と、注目領域設定部４１３と、後処理部４１５と、測光部４１６と、階調変換部４１９を含む。なお、構成は、図６で説明した第１の実施形態と同様である。
【０２０８】
画像信号中で相対的に明るい領域は、挿入部３００の先端と被写体との距離が近い領域と考えられる。そのため本実施形態では、画像信号中の局所領域毎に明るさを算出し、その複数の局所領域の中で相対的に明るい局所領域を注目領域として設定する。
【０２０９】
６．２．注目領域設定部
図２６に、第５の実施形態における注目領域設定部４１３の詳細な構成例を示す。注目領域設定部４１３は、輝度換算部４４１、加算部４４２、特定部４４３を含む。同時化部４１２は、輝度換算部４４１へ接続する。輝度換算部４４１は加算部４４２へ接続する。加算部４４２は特定部４４３へ接続する。特定部４４３は測光部４１６へ接続している。制御部４２０は、輝度換算部４４１、加算部４４２、特定部４４３と双方向に接続している。
【０２１０】
輝度換算部４４１は、図２７に示すように、同時化後の画像信号のサンプリング画素の輝度信号値Ｙｉ（ｘ，ｙ）を上式（１）により算出し、そのサンプリング画素の輝度信号値Ｙｉ（ｘ，ｙ）を加算部４４２へ転送する。
【０２１１】
加算部４４２は、前方視野と側方視野それぞれにおいて、サンプリング画素の輝度信号Ｙｉ（ｘ，ｙ）を下式（１０）により加算平均し、前方視野の明るさ測定値Ｙｄｆと側方視野の明るさ測定値Ｙｄｓを算出する。ここで、画像信号の中心座標（Ｎ／２，Ｍ／２）を原点とし、所定の半径内の画素を前方視野、それ以外の画素を側方視野と設定する。
【数１０】
0005865606.tif 000011
【０２１２】
ここで、ｍは前方視野のサンプリング画素数（定数）であり、ｎは側方視野のサンプリング画素数（定数）である。これらは、画像信号の画角大きさに応じて設定される。ａ（ｘ，ｙ）、ｂ（ｘ，ｙ）は、重み係数である。
【０２１３】
なお、上記の実施形態では、前方視野と側方視野の２つの領域に分割し、それぞれの視野の明るさ測定値を算出するが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、挿入部３００の先端の側方を被写体に接近して観察する場合、その側方視野がすべて明るくなる可能性が低い。図２８に示すように、このようなことを想定して、例えば側方視野を更に複数領域に分割し、各領域に含まれるサンプリング画素の輝度信号Ｙｉ（ｘ，ｙ）を加算平均して各領域の明るさ測定値を算出してもよい。この場合、算出した複数の側方領域の明るさ測定値中の最大値を、側方領域の明るさ測定値Ｙｄｓとする。例えば、図２８では、側方視野３の明るさ測定値が最大値となる。この場合、側方視野３の明るさ測定値を側方領域の明るさ測定値Ｙｄｓとして特定部４４３へ転送する。
【０２１４】
特定部４４３は、加算部４４２により算出された明るさ測定値Ｙｄｆ、Ｙｄｓに基づいて注目領域を設定する。具体的には、特定部４４３は、前方視野の明るさ測定値Ｙｄｆが所定の閾値より大きい場合、前方視野に対応する領域を注目領域として設定する。また特定部４４３は、側方視野の明るさ測定値Ｙｄｓが所定の閾値より大きい場合、側方視野に対応する領域を注目領域として設定する。明るさ測定値Ｙｄｆ、Ｙｄｓがともに所定の閾値より大きい場合は、より明るい領域を注目領域として設定する。特定部４４３は、設定した注目領域情報を測光部４１６へ転送する。
【０２１５】
なお、図２８で説明したように側方視野が分割されている場合、分割された領域を注目領域として設定する。具体的には、特定部４４３は、分割された側方視野のうちの最も測定値Ｙｄｓが大きい領域の測定値Ｙｄｓが所定の閾値より大きい場合、その領域を注目領域として設定する。
【０２１６】
上記の実施形態によれば、画像信号の明るさから挿入部３００の先端と被写体の距離を推定し、その距離に基づいて前方視野と側方視野を適応的に調光処理することで、術者にとって病変部視認性の向上させることができる。
【０２１７】
以上の実施形態によれば、注目領域設定部４１３は、距離情報取得部（図２６の輝度換算部４４１、加算部４４２）を有する。距離情報取得部は、被写体とスコープ先端部の間の距離を表す距離情報を、撮像画像の明るさ（例えば輝度信号Ｙｉ（ｘ，ｙ））に基づいて取得する。注目領域設定部４１３は、取得された距離情報に基づいて注目領域を設定する。
【０２１８】
具体的には、距離情報取得部は、撮像画像の画素の輝度に関する輝度特徴量を算出（例えば、輝度換算部４４１（広義には輝度特徴量算出部）が算出）し、算出した輝度特徴量に基づいて距離情報を取得する。
【０２１９】
より具体的には、距離情報取得部は、撮像画像を複数の領域（例えば前方視野に対応する領域と、側方視野に対応する領域）に分割し、分割した各領域の明るさ（明るさ測定値Ｙｄｆ、Ｙｄｓ）を距離情報として取得する。注目領域設定部４１３は、その複数の領域のうち最も明るい領域をスコープ先端部に最も近い領域として注目領域に設定する。
【０２２０】
このようにすれば、画像の明るさに基づいて注目領域を設定し、その注目領域の明るさを調光制御できる。即ち、術者が観察したい領域にスコープ先端を近づけると、その領域が照明により明るくなるため、画像の明るさに応じて注目領域を設定できる。
【０２２１】
７．第６の実施形態
７．１．内視鏡装置
特殊光により病変領域を検出し、検出した病変領域を注目領域として設定する第６の実施形態について説明する。
【０２２２】
図２９に、第６の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部１００、挿入部３００、制御装置４００、表示部５００、外部Ｉ／Ｆ部５５０を含む。なお、図３等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０２２３】
光源部１００は、白色光源１０１と、光源絞り１０２と、光源絞り駆動部１０３と、集光レンズ１０６を含む。第１の実施形態に比べて、回転色フィルター１０４、回転駆動部１０５が削除されている。
【０２２４】
挿入部３００は、ライトガイドファイバー３０１と、照明レンズ３１４、３１５と、対物光学系３０３を含む。また挿入部３００は、対物光学系３０３で集光された反射光を２つに分離するハーフミラー３０９と、分離された反射光を検出する第１の撮像素子３０４及び第２の撮像素子３１０と、第１のＡ／Ｄ変換部３０５と、第２のＡ／Ｄ変換部３１１を含む。
【０２２５】
Ａ／Ｄ変換部３１１は、第２の撮像素子３１０により検出されたアナログの画像信号を、デジタルの画像信号に変換する。
【０２２６】
第１の撮像素子３０４は、Ｂａｙｅｒ型配列の撮像素子である。図３０に示すように、第２の撮像素子３１０は、２種類の色フィルターｎＢ、ｎＧが市松上に配置された撮像素子である。図３１に示すように、各色フィルターｎＢ、ｎＧは、狭帯域の光を透過する特性を有している。例えば、色フィルターｎＢは３９０〜４４５ｎｍの光を透過する特性を有し、色フィルターｎＧは５３０〜５５０ｎｍの光を透過する特性を有する。例えば、第１の撮像素子３０４と、第２の撮像素子３１０の画素数は同一である。
【０２２７】
制御装置４００は、画像処理部４１０と、制御部４２０を含む。Ａ／Ｄ変換部３０５、３１１は、デジタルに変換した画像信号を画像処理部４１０に転送する。画像処理部４１０は、処理した画像信号を表示部５００に転送する。制御部４２０は、光源絞り駆動部１０３と、画像処理部４１０と、外部Ｉ／Ｆ部５５０に接続されており、これらの制御を行う。
【０２２８】
７．２．画像処理部
図３２に、第６の実施形態における画像処理部４１０の詳細な構成例を示す。画像処理部４１０は、第１の前処理部４１１、第２の前処理部４１８、第１の同時化部４１２、第２の同時化部４１７、注目領域設定部４１３、後処理部４１５、測光部４１６、階調変換部４１９を含む。なお、前処理部４１１と、階調変換部４１９と、後処理部４１５と、測光部４１６の処理は、第１の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【０２２９】
同時化部４１２は、階調変換部４１９と、測光部４１６とに接続される。前処理部４１８は同時化部４１７に接続される。同時化部４１７は注目領域設定部４１３に接続される。注目領域設定部４１３は、測光部４１６に接続される。また、制御部４２０は、前処理部４１８、同時化部４１７と双方向に接続され、これらの制御を行う。
【０２３０】
同時化部４１２は、前処理部４１１により処理された画像信号に対して同時化処理を施す。上述のように、第１の撮像素子３０４で取得される画像信号は、Ｂａｙｅｒ型配列の単板画像信号である。同時化部４１２は、補間処理を用いて、単板画像信号からＲＧＢの３板画像信号を生成する。例えば、補間処理としては公知のバイキュービック補間処理を用いればよい。以下では、同時化部４１２より出力される画像信号を通常光画像と呼ぶ。
【０２３１】
前処理部４１８は、Ａ／Ｄ変換部３１１から入力される画像信号に対して、制御部４２０に予め保存されているＯＢクランプ値、ゲイン補正値、ＷＢ係数値を用いて、ＯＢクランプ処理、ゲイン補正処理、ＷＢ補正処理を行う。前処理部４１８は、前処理を施した画像信号を同時化部４１７へ転送する。
【０２３２】
同時化部４１７は、前処理部４１８により処理された画像信号に対して同時化処理を施す。図３０で上述のように、第２の撮像素子３１０は、２種類の色フィルターｎＢ、ｎＧが市松上に配置された撮像素子である。従って前処理部４１８により処理された画像信号は、図３３に示すような単板画像信号となる。図３３では、色フィルターｎＢで取得される画像信号をＢ２と表し、色フィルターｎＧで取得される画像信号をＧ２と表す。
【０２３３】
同時化部４１７は、下式（１１）、（１２）により、この単板画像信号からＢ２画像信号とＧ２画像信号を生成する。Ｂ２画像信号は、全画素でＢ２信号を有する画像信号であり、Ｇ２画像信号は、全画素でＧ２信号を有する画像信号である。例えば、図３３のＧ２（１，１）の位置におけるｎＢフィルターの画像信号Ｂ２（１，１）は、下式（１１）を用いて算出すればよい。また、図３３のＢ２（１，２）の位置におけるｎＧフィルターの画像信号Ｇ２（１，２）は、下式（１２）を用いて算出すればよい。
【数１１】
0005865606.tif 000012
【数１２】
0005865606.tif 000013
【０２３４】
同時化部４１７は、上式（１１）、（１２）により生成したＢ２画像信号とＧ２画像信号を用いて、ＲＧＢの３板画像信号を生成する。具体的には、同時化部４１７は、Ｒ画像信号としてＧ２画像信号を用い、Ｇ、Ｂ画像信号としてＢ２画像信号を用いることにより、３板画像信号を生成する。以下では、同時化部４１７より出力される画像信号を狭帯域光画像（広義には特殊光画像）と呼ぶ。
【０２３５】
注目領域設定部４１３は、後述する手法により狭帯域光画像から病変領域を検出し、その病変領域に基づいて注目領域を設定する。狭帯域光画像上では、扁平上皮癌等の病変部が、褐色の領域として描出される特徴がある。そのため、特定の色相を有する領域（褐色の領域）を狭帯域光画像から検出することで、病変領域を検出可能である。
【０２３６】
７．３．注目領域設定部
図３４に、第６の実施形態における注目領域設定部４１３の詳細な構成例を示す。注目領域設定部４１３は、局所領域設定部４５１と、特徴量算出部４５２と、病変領域検出部４５３と、ラベリング処理部４５４と、領域選出部４５５と、座標算出部４５６と、対応付け部４５７と、測光処理条件設定部４５９を含む。
【０２３７】
同時化部４１７は、局所領域設定部４５１に接続される。局所領域設定部４５１は、特徴量算出部４５２と対応付け部４５７に接続される。特徴量算出部４５２は、病変領域検出部４５３に接続される。病変領域検出部４５３は、ラベリング処理部４５４に接続される。ラベリング処理部４５４は、領域選出部４５５に接続される。領域選出部４５５は、座標算出部４５６に接続される。座標算出部４５６は、対応付け部４５７に接続される。対応付け部４５７は、測光処理条件設定部４５９に接続される。測光処理条件設定部４５９は測光部４１６に接続される。
【０２３８】
局所領域設定部４５１は、同時化部４１７から出力される狭帯域光画像に対して、複数の局所領域を設定する。以下では、狭帯域光画像を矩形領域に分割し、分割した各領域を局所領域として設定する場合を例に挙げて説明する。
【０２３９】
図３５に示すように、例えば５×５画素を１つの局所領域とする。狭帯域画像信号は、Ｍ×Ｎ個の局所領域で構成されていることとし、各領域の座標を（ｍ，ｎ）で表す。また、座標（ｍ，ｎ）の局所領域をａ（ｍ，ｎ）で表す。また、画像の左上に位置する局所領域の座標を（０，０）とし、右方向をｍの正方向、下方向をｎの正方向と定義する。なお、計算量を削減するために、複数の隣接する画素群からなる領域を一つの局所領域としているが、１画素を１つの局所領域とすることも可能である。この場合も、後の処理は同一である。
【０２４０】
局所領域設定部４５１は、局所領域の大きさ、及び全ての局所領域の座標を、特徴量算出部４５２に出力する。局所領域設定部４５１は、全ての局所領域の座標と、その座標に対応する狭帯域光画像上における座標を、対応付け部４５７に出力する。ここで、狭帯域光画像上における座標とは、局所領域の中心に存在する画素の座標である。
【０２４１】
特徴量算出部４５２は、局所領域設定部４５１により設定された全ての局所領域から、特徴量を算出する。以下では、特徴量として色相を用いる場合を例にとり説明する。
【０２４２】
局所領域ａ（ｍ，ｎ）の色相を、Ｈ（ｍ，ｎ）と表記する。特徴量算出部４５２は、Ｈ（ｍ，ｎ）を算出するため、まず各局所領域における、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の平均値Ｒ＿ａｖｅ，Ｇ＿ａｖｅ，Ｂ＿ａｖｅを算出する。ここで、Ｒ＿ａｖｅは、各局所領域に含まれる全画素のＲ信号の平均値である。Ｇ＿ａｖｅ，Ｂ＿ａｖｅも同様である。例えば、各信号値は８ビット（０〜２５５）である。
【０２４３】
特徴量算出部４５２は、例えば下式（１３）〜（１８）を用いて、Ｒ＿ａｖｅ，Ｇ＿ａｖｅ，Ｂ＿ａｖｅから各局所領域の色相Ｈ（ｍ，ｎ）を算出する。まず、下式（１３）によりｍａｘを求める。
【数１３】
0005865606.tif 000014
【０２４４】
ここでＭＡＸ（）関数は、括弧内における複数の引数の最大値を出力する関数である。
【０２４５】
ｍａｘが０の場合、下式（１４）により色相Ｈを算出する。
【数１４】
0005865606.tif 000015
【０２４６】
ｍａｘが０以外の場合、下式（１５）によりｄを算出する。
【数１５】
0005865606.tif 000016
【０２４７】
ここで、ＭＩＮ（）関数は、括弧内における複数の引数の最小値を出力する関数である。
【０２４８】
Ｒ＿ａｖｅ，Ｇ＿ａｖｅ，Ｂ＿ａｖｅのうちＲ＿ａｖｅが最大の場合、下式（１６）により色相Ｈを算出する。
【数１６】
0005865606.tif 000017
【０２４９】
Ｒ＿ａｖｅ，Ｇ＿ａｖｅ，Ｂ＿ａｖｅのうちＧ＿ａｖｅが最大の場合、下式（１７）により色相Ｈを算出する。
【数１７】
0005865606.tif 000018
Ｒ＿ａｖｅ，Ｇ＿ａｖｅ，Ｂ＿ａｖｅのうちＢ＿ａｖｅが最大の場合、下式（１８）により色相Ｈを算出する。
【数１８】
0005865606.tif 000019
【０２５０】
なお、Ｈ＜０になった場合には、Ｈに３６０を加える。またＨ＝３６０の場合、Ｈ＝０とする。
【０２５１】
病変領域検出部４５３は、特定の色相Ｈを有する局所領域を病変領域として検出し、病変領域として検出された全ての局所領域の座標を、ラベリング処理部４５４に出力する。例えば病変領域検出部４５３は、色相Ｈが５〜３５の値を有する領域（褐色領域に相当）を、病変領域として検出する。
【０２５２】
ラベリング処理部４５４は、病変領域検出部４５３より出力された病変領域のうちの互いに隣接する病変領域に対して、同一のラベルを付与する。以下では、同一のラベルを付与された病変領域の集合を、病変領域群と呼ぶ。ラベリング処理部４５４は、同一のラベルを付与された病変領域群の大きさを算出する。ここで、病変領域群の大きさとは、同一のラベルを付与された病変領域の数とすればよい。なおこれに限定されず、病変領域群の大きさは、病変領域群の面積を表す情報であればよい。
【０２５３】
図３６を用いて、ラベリング処理部４５４が行う処理について詳細に説明する。例えば図３６に示す病変領域が検出された場合、Ａ１に示す領域に属する病変領域には、ラベル１が付与される。同様にＡ２に示される領域に属する病変領域にはラベル２が付与され、Ａ３に示される領域に属する病変領域には、ラベル３が付与される。ラベリング処理部４５４は、同一のラベルを付与された病変領域群の大きさを算出する。ラベル１を付与された病変領域群１（Ａ１）の大きさは７となる。同様に、病変領域群２（Ａ２）の大きさは３となり、病変領域群３（Ａ３）の大きさは２となる。
【０２５４】
領域選出部４５５は、ラベリング処理部４５４でラベルを付与された複数の病変領域群のうち、最大の大きさを有する病変領域群を注目領域として選出する。そして、その注目領域に含まれる全ての局所領域の座標を座標算出部４５６に出力する。図３６の場合には、Ａ１で示される病変領域群１が、注目領域として選出される。
【０２５５】
座標算出部４５６は、領域選出部４５５より出力される全ての局所領域座標から、局所領域座標の最大値（ｍＭＡＸ，ｎＭＡＸ）及び最小値（ｍＭＩＮ，ｎＭＩＮ）を算出し、算出した値を対応付け部４５７に出力する。
【０２５６】
具体的には、領域選出部４５５より出力される全ての局所領域の数をＫとし、その全ての局所領域を便宜的にａ（ｍ１，ｎ１）〜ａ（ｍＫ，ｎＫ）と表す。この場合、座標算出部４５６は、局所領域座標の最大値（ｍＭＡＸ，ｎＭＡＸ）及び最小値（ｍＭＩＮ，ｎＭＩＮ）を、下式（１９）により算出する。
【数１９】
0005865606.tif 000020
【０２５７】
対応付け部４５７は、この最大値（ｍＭＡＸ，ｎＭＡＸ）、最小値（ｍＭＩＮ，ｎＭＩＮ）に対応する、狭帯域光画像の座標を算出する。具体的には、その座標を、局所領域設定部４５１より出力される局所領域と狭帯域光画像の座標の対応関係に基づいて算出する。以下では、（ｍＭＡＸ，ｎＭＡＸ）、（ｍＭＩＮ，ｎＭＩＮ）に対応する狭帯域光画像の座標を（ｘＭＡＸ，ｙＭＡＸ）、（ｘＭＩＮ，ｙＭＩＮ）と表す。対応付け部４５７は、座標（ｘＭＡＸ，ｙＭＡＸ）、（ｘＭＩＮ，ｙＭＩＮ）を、測光処理条件設定部４５９に出力する。
【０２５８】
測光処理条件設定部４５９は、測光処理の対象となる注目領域の条件である測光処理条件を決定し、その測光処理条件を測光部４１６に出力する。具体的には、測光処理条件設定部４５９は、下式（２０）により注目領域の中心座標（ｘ０，ｙ０）を算出し、下式（２１）により注目領域の半径Ｒを算出し、算出した中心座標（ｘ０，ｙ０）と半径Ｒを測光処理条件とする。図３６で説明した例では、図示のように半径Ｒの円内が測光対象の注目領域に設定される。
【数２０】
0005865606.tif 000021
【数２１】
0005865606.tif 000022
【０２５９】
ここで、ｉｎｔ（）は、括弧内の実数の整数値を返す関数である。
【０２６０】
以上の実施形態によれば、注目領域設定部４１３は、撮像画像に基づいて特徴量（例えば色相値）を算出し、所定の特徴量（例えば色相値５〜３５の範囲）を有する領域に基づいて注目領域を設定する。
【０２６１】
このようにすれば、病変部に特徴的に現れる画像の特徴量に基づいて注目領域を設定し、その注目領域の明るさを調光制御できる。これにより、術者は、病変部を適正な明るさで観察できる。
【０２６２】
また本実施形態では図３６等で説明したように、注目領域設定部４１３は、所定の特徴量を有する領域のうちの最大の面積の領域を選択し、選択した領域を含む円形領域を注目領域として設定する。
【０２６３】
術者は、観察したい病変部にスコープを近づけるため、その観察したい病変部が大きく表示されると考えられる。そのため、大きさが最大となる病変領域群を注目領域として設定することで、術者が注目していると思われる領域を適正な明るさで表示できる。
【０２６４】
なお、上記の実施形態では特徴量が色相値である場合を例に説明したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、特徴量は、病変部と他の領域を識別できるものであればよく、例えば出血部位を識別する場合にはＲ画素値が特徴量であってもよい。
【０２６５】
また、上記の実施形態では、ラベリング処理部４５４でラベル付けされた病変領域群のうち、最大の大きさを有する病変領域群に基づいて注目領域を設定する例を説明したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、病変領域検出部４５３で検出された全ての病変領域に基づいて注目領域を設定してもよい。この場合、領域選出部４５５は、ラベリング処理部４５４より出力される全ての病変領域群に含まれる局所領域の座標を、座標算出部４５６に出力すればよい。
【０２６６】
これにより、複数の病変領域群が存在する場合にも、全ての病変領域群を適正な明るさで表示することが可能となる。
【０２６７】
また、上記の実施形態では、表示画像として通常光画像を用いる例を示したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、狭帯域光画像を表示画像として用いてもよい。
【０２６８】
また本実施形態では、撮像画像は、特定の波長帯域における情報を有する被写体像が撮像された特殊光画像と、白色光の波長帯域における情報を有する被写体像が撮像された通常光画像（白色光画像）である。注目領域設定部４１３は、特殊光画像に基づいて注目領域を設定する。
【０２６９】
調光制御部は、設定された注目領域に基づいて、通常光画像の調光制御を行う。
【０２７０】
このようにすれば、検出したい病変部に応じた特殊光画像を取得することにより、その病変部の特徴量を抽出しやすくなり、その抽出した特徴量により注目領域を設定できる。また、特殊光画像により設定した注目領域に応じて、観察において通常用いられる通常光画像の調光制御を行うことができる。
【０２７１】
また、本実施形態では、特定の波長帯域は、白色の波長帯域（例えば３８０ｎｍ〜６５０ｎｍ）よりも狭い帯域である（NBI: Narrow Band Imaging）。例えば、通常光画像及び特殊光画像は、生体内を写した生体内画像であり、その生体内画像に含まれる特定の波長帯域は、血液中のヘモグロビンに吸収される波長の波長帯域である。例えば、このヘモグロビンに吸収される波長は、３９０ｎｍ〜４４５ｎｍ（第１の狭帯域光ｎＢ）、又は５３０ｎｍ〜５５０ｎｍ（第２の狭帯域光ｎＧ）である。
【０２７２】
これにより、生体の表層部及び、深部に位置する血管の構造を観察することが可能になる。また得られた信号を特定のチャンネル（Ｇ２→Ｒ、Ｂ２→Ｇ，Ｂ）に入力することで、扁平上皮癌等の通常光では視認が難しい病変などを褐色等で表示することができ、病変部の見落としを抑止することができる。なお、３９０ｎｍ〜４４５ｎｍ又は５３０ｎｍ〜５５０ｎｍとは、ヘモグロビンに吸収されるという特性及び、それぞれ生体の表層部又は深部まで到達するという特性から得られた数字である。ただし、この場合の波長帯域はこれに限定されず、例えばヘモグロビンによる吸収と生体の表層部又は深部への到達に関する実験結果等の変動要因により、波長帯域の下限値が０〜１０％程度減少し、上限値が０〜１０％程度上昇することも考えられる。
【０２７３】
また、本実施形態では、通常光画像及び特殊光画像は生体内を写した生体内画像であり、その生体内画像に含まれる特定の波長帯域は、蛍光物質が発する蛍光の波長帯域であってもよい。例えば、特定の波長帯域は、４９０ｎｍ〜６２５ｎｍの波長帯域であってもよい。
【０２７４】
これにより、ＡＦＩ（Auto Fluorescence Imaging）と呼ばれる蛍光観察が可能となる。この蛍光観察では、励起光（３９０ｎｍ〜４７０ｎｍ）を照射することで、コラーゲンなどの蛍光物質からの自家蛍光（intrinsic fluorescence。４９０ｎｍ〜６２５ｎｍ）を観察することができる。このような観察では病変を正常粘膜とは異なった色調で強調表示することができ、病変部の見落としを抑止すること等が可能になる。なお４９０ｎｍ〜６２５ｎｍとは、上述の励起光を照射した際、コラーゲン等の蛍光物質が発する自家蛍光の波長帯域を示したものである。ただし、この場合の波長帯域はこれに限定されず、例えば蛍光物質が発する蛍光の波長帯域に関する実験結果等の変動要因により、波長帯域の下限値が０〜１０％程度減少し、上限値が０〜１０％程度上昇することも考えられる。また、ヘモグロビンに吸収される波長帯域（５４０ｎｍ〜５６０ｎｍ）を同時に照射し、擬似カラー画像を生成してもよい。
【０２７５】
また、本実施形態では、生体内画像に含まれる特定の波長帯域は、赤外光の波長帯域であってもよい。例えば、特定の波長帯域は、７９０ｎｍ〜８２０ｎｍ、又は９０５ｎｍ〜９７０ｎｍの波長帯域であってもよい。
【０２７６】
これにより、ＩＲＩ（Infra Red Imaging）と呼ばれる赤外光観察が可能となる。この赤外光観察では、赤外光が吸収されやすい赤外指標薬剤であるＩＣＧ（インドシアニングリーン）を静脈注射した上で、上記波長帯域の赤外光を照射することで、人間の目では視認が難しい粘膜深部の血管や血流情報を強調表示することができ、胃癌の深達度診断や治療方針の判定などが可能になる。なお、７９０ｎｍ〜８２０ｎｍという数字は赤外指標薬剤の吸収がもっとも強いという特性から求められ、９０５ｎｍ〜９７０ｎｍという数字は赤外指標薬剤の吸収がもっとも弱いという特性から求められたものである。ただし、この場合の波長帯域はこれに限定されず、例えば赤外指標薬剤の吸収に関する実験結果等の変動要因により、波長帯域の下限値が０〜１０％程度減少し、上限値が０〜１０％程度上昇することも考えられる。
【０２７７】
また、本実施形態では、取得された通常光画像に基づいて、特殊光画像を生成する特殊光画像取得部を含んでもよい。例えば、図２９において、ハーフミラー３０９と撮像素子３１０とＡ／Ｄ変換部３１１を省略し、図３２の前処理部４１８と同時化部４１７が特殊光画像取得部として通常光画像から特殊光画像を生成してもよい。
【０２７８】
具体的には、特殊光画像取得部は、取得された通常光画像から、白色の波長帯域における信号を抽出する信号抽出部を含む。そして、特殊光画像取得部は、抽出された通常光の波長帯域における信号に基づいて、特定の波長帯域における信号を含む特殊光画像を生成してもよい。例えば、信号抽出部は、通常光画像のＲＧＢ信号から１０ｎｍ刻みに被写体の分光反射率特性を推定し、特殊光画像取得部は、その推定された信号成分を上記特定の帯域で積算して特殊光画像を生成する。
【０２７９】
より具体的には、特殊光画像取得部は、通常光の波長帯域における信号から、特定の波長帯域における信号を算出するためのマトリクスデータを設定するマトリクスデータ設定部を含んでもよい。そして、特殊光画像取得部は、設定されたマトリクスデータを用いて、白色の波長帯域における信号から特定の波長帯域における信号を算出して、特殊光画像を生成してもよい。例えば、マトリクスデータ設定部は、特定の波長帯域の照射光の分光特性が１０ｎｍ刻みに記述されたテーブルデータをマトリクスデータとして設定する。そして、このテーブルデータに記述された分光特性（係数）を、１０ｎｍ刻みに推定された被写体の分光反射率特性に乗算して積算し、特殊光画像を生成する。
【０２８０】
これにより、通常光画像に基づいて特殊光画像を生成することができるため、通常光を照射する１つの光源と、通常光を撮像する１つの撮像素子のみでもシステムを実現することが可能になる。そのため、カプセル型内視鏡や、スコープ型内視鏡の挿入部を小さくすることができ、また部品が少なくてすむためコストを下げる効果も期待できる。
【０２８１】
８．第７の実施形態
８．１．内視鏡装置
スコープＩＤに基づいて注目領域を設定する第７の実施形態について説明する。
【０２８２】
図３７に、第７の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部１００、挿入部３００、制御装置４００、表示部５００、外部Ｉ／Ｆ部５５０を含む。なお、図３等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０２８３】
挿入部３００は、ライトガイドファイバー３０１と、照明レンズ３１４、３１５と、対物光学系３０３と、撮像素子３０４と、Ａ／Ｄ変換部３０５と、メモリー３１３を含む。メモリー３１３以外の各部の構成は、第１の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【０２８４】
挿入部３００は、一般にスコープと呼ばれる。そのため以下では、挿入部３００を適宜スコープと呼ぶ。内視鏡診断では、診断する部位に応じて異なるスコープが用いられる。例えば、食道や胃の診断には、上部消化器スコープが用いられ、大腸の診断には下部消化器スコープが用いられる。一方、スコープのメモリー３１３には、各スコープ固有の識別番号（スコープＩＤ）が保持されている。
【０２８５】
制御装置４００は、画像処理部４１０と、制御部４２０と、状態情報取得部４３０を含む。状態情報取得部４３０は、メモリー３１３に保持されている各スコープ固有の識別番号を参照し、接続されるスコープの種類を識別する。スコープの種類とは、例えば、上部消化器スコープ又は下部消化器スコープの何れかである。状態情報取得部４３０は、識別したスコープの種類を、後述する注目領域設定部４１３に出力する。
【０２８６】
８．２．画像処理部
図３８に、第７の実施形態における画像処理部４１０の詳細な構成例を示す。画像処理部４１０は、前処理部４１１と、同時化部４１２と、注目領域設定部４１３と、後処理部４１５と、測光部４１６と、階調変換部４１９を含む。注目領域設定部４１３以外の処理は第１の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【０２８７】
注目領域設定部４１３は、状態情報取得部４３０より出力されるスコープの種類に応じて、注目領域を設定する。注目領域の設定手法は、第３の実施形態と同様である。具体的には、スコープの種類が下部消化器スコープの場合、側方視野の領域を注目領域に設定する。スコープの種類が上部消化器スコープの場合、前方視野の領域を注目領域に設定する。
【０２８８】
以上の実施形態によれば、図３７等で説明したように、内視鏡装置にはスコープ（挿入部３００）が着脱可能である。状態情報取得部４３０は、装着されたスコープを識別する識別情報（スコープＩＤ）を取得する。注目領域設定部４１３は、取得された識別情報に基づいて注目領域を設定する。
【０２８９】
このようにすれば、接続されるスコープに応じて適切な調光制御を施すことで、術者は、病変領域を適正な明るさで観察することができる。
【０２９０】
具体的には、スコープは、前方視野と側方視野を結像する対物光学系を有する。注目領域設定部４１３は、識別情報が下部消化管用のスコープを表す識別情報である場合、撮像画像の中の側方視野に対応する領域を注目領域に設定する。
【０２９１】
下部消化器スコープの診断対象となる大腸では、ヒダの裏にある病変が画像の側方領域に表示されると想定される。そのため、側方視野に対応する領域の明るさを調光制御することで、病変の見落としの危険性を改善することが可能である。
【０２９２】
また本実施形態では、注目領域設定部４１３は、識別情報が上部消化管（例えば胃や食道）用のスコープを表す識別情報である場合、撮像画像の中の前方視野に対応する領域を注目領域に設定する。
【０２９３】
上部消化器の診断対象となる食道や胃にはヒダが少ないため、側方視野よりも前方視野が診断の際に重要となる。そのため、前方視野に対応する領域の明るさを調光制御することで、重要な視野を見やすくすることができる。
【０２９４】
９．第８の実施形態
９．１．注目領域設定部
画像から被写体の動き量（広義には動き情報）を算出し、その動き量に基づいて注目領域を設定する第８の実施形態について説明する。
【０２９５】
内視鏡装置と画像処理部４１０の構成は、図３、図６で上述の第１の実施形態と同様であるため、適宜説明を省略する。以下では、第１の実施形態と構成が異なる注目領域設定部４１３について詳細に説明する。
【０２９６】
図３９に、第８の実施形態における注目領域設定部４１３の詳細な構成例を示す。注目領域設定部４１３は、歪み補正部４７１と、画像メモリー４７２と、動き検出部４７３（広義には動き情報取得部）と、設定部４７４を含む。
【０２９７】
同時化部４１２は、同時化した画像信号を歪み補正部４７１に出力する。歪み補正部４７１は、画像メモリー４７２と、動き検出部４７３と、設定部４７４に接続される。動き検出部４７３は、設定部４７４に接続される。設定部４７４は、測光部４１６に接続される。制御部４２０は、歪み補正部４７１と、画像メモリー４７２と、動き検出部４７３と、設定部４７４と双方向に接続されており、これらの制御を行う。
【０２９８】
歪み補正部４７１は、同時化処理された画像信号に対し、収差の一種である歪曲収差（以下では適宜、歪みと呼ぶ）を補正する。図４０に、歪み補正処理前後の画像例を示す。
【０２９９】
具体的には、歪み補正部４７１は、歪み補正処理後の画像の画素座標を取得する。歪み補正処理後の画像サイズは、光学系の歪みに基づいて予め取得されているとする。歪み補正部４７１は、取得した画素座標（ｘ，ｙ）を、下式（２２）を用いて光軸中心を原点とする座標（ｘ’，ｙ’）に変換する。
【数２２】
0005865606.tif 000023
【０３００】
ここで、（ｃｅｎｔｅｒ＿ｘ，ｃｅｎｔｅｒ＿ｙ）は、歪み補正処理後の光軸中心の座標である。例えば、歪み補正処理後の光軸中心は、歪み補正処理後画像の中心である。
【０３０１】
次に、歪み補正部４７１は、変換した画素座標（ｘ’，ｙ’）に基づいて、下式（２３）を用いて物体高ｒを算出する。
【数２３】
0005865606.tif 000024
【０３０２】
ここで、ｍａｘ＿ｒは、歪み補正処理後の画像における最大物体高である。
【０３０３】
次に、歪み補正部４７１は、算出した物体高ｒに基づいて像高と物体高の比（Ｒ／ｒ）を算出する。具体的には、歪み補正部４７１は、比Ｒ／ｒと物体高ｒとの関係をテーブルとして保持しておき、そのテーブルを参照することで物体高ｒに対応する比Ｒ／ｒを取得する。次に、歪み補正部４７１は、歪み補正処理後の画素座標（ｘ，ｙ）に対応する、歪み補正処理前の画素座標（Ｘ，Ｙ）を下式（２４）を用いて取得する。
【数２４】
0005865606.tif 000025
【０３０４】
ここで、（ｃｅｎｔｅｒ＿Ｘ，ｃｅｎｔｅｒ＿Ｙ）は、歪み補正処理前の光軸中心の座標である。例えば、歪み補正処理前の光軸中心は、歪み補正処理前の画像の中心である。
【０３０５】
次に、歪み補正部４７１は、算出した歪み補正処理前の画素座標（Ｘ，Ｙ）に基づいて、歪み補正処理後の画素座標（ｘ，ｙ）における画素値を算出する。（Ｘ，Ｙ）が整数でない場合、周囲の画素値に基づく線形補間により画素値を算出する。歪み補正部４７１は、以上の処理を歪み補正処理後の画像の全画素に対して行う。歪み補正部４７１は、このようにして歪み補正された画像を、画像メモリー４７２及び動き検出部４７３に出力する。
【０３０６】
画像メモリー４７２は、歪み補正部４７１により歪み補正された歪み補正後画像を保存する。保存された歪み補正後画像は、新たな歪み補正後画像が歪み補正部４７１より出力されるタイミングと同期して、動き検出部４７３に出力される。
【０３０７】
動き検出部４７３は、歪み補正部４７１により歪み補正された歪み補正後画像と、画像メモリー４７２に保存されていた歪み補正後画像とに基づいて、画像の局所的な動きを検出する。以下では説明を簡単にするため、前者の歪み補正後画像を現フレーム画像とし、後者の歪み補正後画像を前フレーム画像とする。
【０３０８】
具体的には、動き検出部４７３は、局所的な動きを検出する点である代表点を、現フレーム画像上に設定する。例えば図４１に示すように、現フレーム画像の画素において一定間隔かつ格子状に代表点（図４１に示す●）を設定する。動き検出部４７３は、現フレーム画像と前フレーム画像の間の代表点の動きベクトルを、局所的な動き量として算出する。例えば、公知の技術であるブロックマッチングを用いて動きベクトルを検出する。動き検出部４７３は、設定した代表点の座標と、各代表点において検出した動きベクトルとを、設定部４７４に出力する。
【０３０９】
設定部４７４は、歪み補正部４７１からの現フレーム画像と、動き検出部４７３からの代表点の座標及び各代表点の動きベクトルとに基づいて、注目領域を設定する。具体的には、設定部４７４は、現フレーム画像と動きベクトルに基づいて抜去状態か否かを判定し、抜去状態であれば側方視野を注目領域に設定し、抜去状態でなければ前方視野を注目領域に設定する。設定部４７４は、設定した注目領域を測光部４１６に出力する。
【０３１０】
ここで、抜去状態とは、管腔状臓器の奥まで内視鏡を挿入した後に、内視鏡を抜きながら観察を行う状態を指す。大腸に対しては一般的にこのような観察が行われるため、抜去状態であればヒダ裏観察が容易になるように側方視野を注目領域に設定し、抜去状態でなければ内視鏡操作が容易になるように前方視野を注目領域に設定する。
【０３１１】
９．２．抜去状態の判定手法
図４２（Ａ）〜図４２（Ｄ）を用いて、抜去状態の判定手法について説明する。まず、代表点における動きベクトルに基づいて、動きベクトルの消失点を検出する。
【０３１２】
具体的には図４２（Ａ）において、●が代表点を表し、実線矢印が動きベクトルを表し、×が消失点を表す。消失点とは、各代表点を始点として各代表点における動きベクトルに沿った方向に延長した直線の交点である。例えば観察対象が内径の一定な円筒状であり、動きベクトルが内視鏡の動きのみにより生じるとすると、抜去状態の場合には、各代表点から延長した直線は消失点において一点で交わる。実際には、観察対象である管腔状臓器の内径は一定ではなく、また動きベクトルは生体拍動によっても生じるため、抜去状態であっても直線が消失点において一点で交わらない。そのため、全ての直線からの距離の二乗和を第１の評価値とし、その第１の評価値が最も小さい点を消失点候補とする。直線をａｘ＋ｂｙ＋ｃ＝０とし、点を（ｐ，ｑ）とすると、第１の評価値Ｄは下式（２５）により求められる。
【数２５】
0005865606.tif 000026
【０３１３】
ここで、上式（２５）における和は、代表点から延長した全ての直線についての距離の二乗の総和を表す。
【０３１４】
最小二乗法により、第１の評価値Ｄを最小とする消失点候補の座標（ｘｓｋ，ｙｓｋ）を、下式（２６）を用いて算出する。
【数２６】
0005865606.tif 000027
【０３１５】
ここで、代表点の座標を（Ｐｘ，Ｐｙ）とし、代表点における動きベクトルを（Ｍｘ，Ｍｙ）とすると、ａ＝Ｍｙ、ｂ＝−Ｍｘ、ｃ＝ＭｘＰｙ−ＭｙＰｘである。
【０３１６】
次に、その消失点候補における第１の評価値Ｄが所定の第１の閾値以下であり、その消失点候補が画像内に存在する場合、その消失点候補を消失点とする。消失点候補がこの条件を満たさない場合、消失点が検出できないと判定する。
【０３１７】
この条件で抜去状態が検出可能な理由について詳細に説明する。ここで、図４２（Ｂ）に示すように、内視鏡先端の動く方向を定義する。ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向は、画像上においてそれぞれ水平方向、鉛直方向、水平方向及び鉛直方向と直交する奥行きの方向に対応する。またｘ方向、ｙ方向、ｚ方向について矢印に沿う動きを正の動きと定義し、反対の動きを負の動きと定義する。抜去状態では、内視鏡先端はｚ方向負の動きとなる。抜去状態ではなく、例えば内視鏡の先端の動きがｘ方向正の動きである場合、図４２（Ｃ）に示すように、動きベクトルはほぼ平行となるため、その消失点候補は画像外に存在する。あるいは、消失点候補が画像内に存在したとしてもその消失点候補における第１の評価値Ｄは大きな値となる。即ち、消失点候補が画像内に存在し、第１の評価値Ｄが第１の閾値より小さいという条件により、ｚ方向の動きを検出できる。
【０３１８】
次に、抜去状態か否かの判定を行う。図４２（Ｄ）に示すように、内視鏡を挿入した場合でも消失点が検出される。そのため、各代表点からその消失点へのベクトル（破線矢印）と動きベクトル（実線矢印）に基づいた判定を行う。具体的には、その消失点へのベクトルと動きベクトルとの内積が負となる代表点が所定の個数以上ある場合、消失点が検出されないと判定する。消失点が検出されない場合、抜去状態ではないと判定する。
【０３１９】
次に、検出した消失点座標における現フレーム画像の画素値を第２の評価値とし、その第２の評価値に基づいて観察対象が管腔状臓器か否かを判定する。消失点座標が整数でない場合、第２の評価値を周囲の画素値に基づいて線形補間により算出する。そして、第２の評価値が所定の第２の閾値以下の場合、管腔状臓器と判定する。観察対象が管腔状でなく平坦な場合でも、内視鏡先端がｚ方向負の動きをすると消失点が検出されるため、このような判定が必要となる。
【０３２０】
具体的には、観察対象が管腔状の場合、現フレーム画像上において照明光があまり照射されない管腔状臓器の奥に消失点が位置するため、第２の評価値は小さくなる。一方観察対象が平坦な場合、現フレーム画像上において照明光が比較的照射される領域に消失点が位置するため、第２の評価値は大きくなる。よって、第２の評価値が第２の閾値以下であるか否かを判定することで、管腔状の観察対象に対して内視鏡を抜きながら行う観察である抜去状態を判定できる。
【０３２１】
なお、上記の実施形態では、抜去状態から非抜去状態へと判定が切り替わる場合、即座に前方視野が注目領域に設定されるが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、非抜去状態という判定が所定フレーム連続した場合に、前方視野を注目領域に設定しても構わない。非抜去状態から抜去状態へと判定が切り替わる場合も同様に、抜去状態という判定が所定フレーム連続した場合に側方視野を注目領域に設定しても構わない。このようにして注目領域を設定することで、挿入と抜去を小刻みに繰り返した場合、注目領域が頻繁に切り替わり表示画面が不安定となることを防ぐことができる。
【０３２２】
以上の実施形態によれば、図３９に示すように、注目領域設定部４１３は動き検出部４７３を有する。動き検出部４７３は、撮像画像に基づいて被写体の動き量を取得する。注目領域設定部は、取得した動き量に基づいて注目領域を設定する。
【０３２３】
具体的には、図４２（Ａ）等で説明したように、注目領域設定部４１３は、動き量に基づいて、スコープが抜去されている状態であると判定された場合、撮像画像の中の側方視野に対応する領域を注目領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【０３２４】
通常、大腸を観察する場合にはスコープを抜去しながら観察を行う。そのため、抜去時に側方視野に対応する領域を注目領域に設定して調光制御することで、大腸のヒダ裏など診断に有用な情報を好適に取得することができる。
【０３２５】
また本実施形態では、動き検出部４７３は、複数の代表点の動きベクトルを動き量として算出し、算出された動きベクトルの消失点を求める。注目領域設定部４１３は、求められた消失点が撮像画像の中に存在し、代表点から消失点に向かうベクトルと動きベクトルとの内積が正である場合、スコープが抜去されている状態であると判定する。
【０３２６】
このようにすれば、消失点の位置を判定することで、スコープが挿入又は抜去されていることを判定でき、動きベクトルの向きを判定することで挿入か抜去かを判定できる。
【０３２７】
また本実施形態では、注目領域設定部４１３は、消失点の画素値が閾値（第２の閾値）より小さいと判断された場合に、スコープが抜去されている状態であると判定する。
【０３２８】
このようにすれば、上述したようにスコープが壁面に正対した状態であるか管腔に沿った方向に向いた状態であるかを判定できるため、管腔に沿った方向の移動である抜去状態を判定できる。
【０３２９】
また本実施形態では、注目領域設定部４１３は、動き量に基づいて、スコープが抜去されている状態でないと判定された場合、撮像画像の中の前方視野に対応する領域を注目領域に設定する。
【０３３０】
このようにすれば、抜去時以外において主に使用すると考えられる前方視野を注目領域に設定して調光制御できる。例えば、挿入時には前方視野を使って内視鏡を操作するため、その操作に有用な情報が多く含まれる前方の情報を提示できる。
【０３３１】
また本実施形態では、図３９に示すように、動き検出部４７３は歪み補正部４７１を有する。歪み補正部４７１は、スコープの光学系が有する歪曲収差に基づいて、撮像画像の歪み補正を行う。動き検出部４７３は、歪み補正後の撮像画像に基づいて動き量を取得する。
【０３３２】
このようにすれば、例えば図１の対物光学系等の視野範囲の広い光学系を使用した場合に、その歪曲収差による画像の歪みを補正できる。これにより、動き量検出に対する歪みの影響を軽減できる。
【０３３３】
１０．第９の実施形態
１０．１．内視鏡装置
形状検出部により被写体の形状情報を取得し、その形状情報に基づいて注目領域を設定する第９の実施形態について説明する。
【０３３４】
図４３に、第９の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部１００、挿入部３００、制御装置４００、表示部５００、外部Ｉ／Ｆ部５５０、形状検出部７００（例えばＵＰＤ（Position Detecting Unit））を含む。なお、図３等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０３３５】
挿入部３００は、ライトガイドファイバー３０１と、照明レンズ３１４、３１５と、対物光学系３０３と、撮像素子３０４と、Ａ／Ｄ変換部３０５と、磁気コイル３１２を含む。磁気コイル３１２以外は、第１の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【０３３６】
磁気コイル３１２は、挿入部３００に例えば十数個設けられており、それぞれが形状検出部７００（広義には形状情報取得部）に対して磁気を発信する。複数の磁気コイル３１２は、例えば挿入部３００の長さ方向に沿って配列される。
【０３３７】
形状検出部７００は、挿入部３００の各部に設けられた磁気コイル３１２が発信する磁気を、図示しないアンテナにより受信し、各磁気コイルの三次元位置情報をリアルタイムに取得する。形状検出部７００は、取得した磁気コイルの三次元位置情報から、挿入部３００の形状を表す内視鏡形状情報をリアルタイムに取得する。
【０３３８】
制御装置４００は、画像処理部４１０と、制御部４２０と、状態情報取得部４３０を含む。制御部４２０は、第１の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【０３３９】
１０．２．状態情報取得部
図４４に、第９の実施形態における状態情報取得部４３０の詳細な構成例を示す。状態情報取得部４３０は、被写体情報取得部４３６と、観察情報取得部４３７を含む。形状検出部７００は、検出した内視鏡形状情報を、被写体情報取得部４３６と、観察情報取得部４３７に出力する。被写体情報取得部４３６は、注目領域設定部４１３に接続される。観察情報取得部４３７は、注目領域設定部４１３に接続される。
【０３４０】
被写体情報取得部４３６は、形状検出部７００により取得された内視鏡形状情報に基づいて、被写体が下部消化管であるか否かを判定する。具体的には、被写体情報取得部４３６は、内視鏡形状情報に基づいて、体内に挿入されている内視鏡の長さ及び内視鏡形状がループを形成しているか否かの判定結果を取得し、その長さと判定結果に基づいて下部消化管であるか否かを判定する。
【０３４１】
より具体的には、一般的に、下部消化管を内視鏡検査する場合、それ以外の臓器を内視鏡検査する場合に比べて内視鏡を奥深くまで挿入する。そのため、被写体情報取得部４３６は、所定の長さ以上内視鏡が体内に挿入されていれば、被写体が下部消化管であると判定する。また、下部消化管に内視鏡を挿入する場合においてのみ、挿入を容易にするため内視鏡でループを形成する挿入法がある。そのため、被写体情報取得部４３６は、内視鏡でループが形成されていれば、被写体が下部消化管であると判定する。
【０３４２】
被写体情報取得部４３６は、体内に挿入されている内視鏡が所定の長さを超えるか、または内視鏡がループを形成するまでは被写体は下部消化管ではないと判定する。そして、いずれかの条件を満たした場合、被写体は下部消化管であると判定し、以降はその判定結果を変更しない。被写体情報取得部４３６は、その判別結果を被写体情報として注目領域設定部４１３に出力する。
【０３４３】
観察情報取得部４３７は、形状検出部７００により取得された内視鏡形状情報に基づいて、内視鏡が抜去状態であるか否かを判定する。具体的には、観察情報取得部４３７は、内視鏡形状情報に基づいて、体内に挿入されている内視鏡の長さが経時的に短くなっているか否かを判定し、経時的に短くなっている場合に抜去状態であると判定する。観察情報取得部４３７は、抜去状態の判定結果を、観察情報として注目領域設定部４１３に出力する。
【０３４４】
１０．３．画像処理部
第９の実施形態における画像処理部４１０は、前処理部４１１と、同時化部４１２と、注目領域設定部４１３と、後処理部４１５と、測光部４１６と、階調変換部４１９を含む。なお、構成は、図１７で説明した第２の実施形態と同様である。注目領域設定部４１３以外の動作や処理は第２の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【０３４５】
注目領域設定部４１３は、状態情報取得部４３０より出力される被写体情報と観察情報に基づいて、注目領域を設定する。具体的には、注目領域設定部４１３は、被写体情報に基づいて被写体が下部消化管であると判定され、観察情報に基づいて内視鏡が抜去状態であると判定される場合、側方視野を注目領域として設定する。それ以外の場合は、前方視野を注目領域として設定する。注目領域設定部４１３は、設定した注目領域を測光部４１６に出力する。
【０３４６】
以上の実施形態によれば、図４４に示すように、内視鏡装置は、スコープ挿入部（挿入部３００）の形状情報（例えば、図４３の磁気コイル３１２の三次元位置情報）を取得する形状検出部７００を含む。状態情報取得部４３０は、被写体情報取得部４３６を有する。被写体情報取得部４３６は、取得された形状情報を状態情報として取得し、その形状情報に基づいて被写体情報を取得する。注目領域設定部４１３は、取得された被写体情報に基づいて注目領域を設定する。
【０３４７】
具体的には、被写体情報取得部４３６は、形状情報に基づいて被写体の部位を判定し、判定した部位を被写体情報として取得する。注目領域設定部４１３は、被写体の部位が下部消化管であると判定された場合、撮像画像の中の側方視野に対応する領域を注目領域として設定する。
【０３４８】
より具体的には、被写体情報取得部４３６は、スコープ挿入部がループ形状であると判断された場合に、被写体の部位が下部消化管であると判定する。
【０３４９】
このようにすれば、被写体の形状情報に基づいて判定した部位に応じて注目領域を設定して調光制御できる。また下部消化管の場合に側方視野の明るさを調光制御することで、抜去時等において大腸のヒダ裏など診断に有用な情報を、術者に好適に提示できる。
【０３５０】
ここで、被写体情報とは、被写体に関する情報である。被写体情報は被写体の部位に限定されず、被写体の形状情報から推定される情報であればよく、例えば被写体の大きさや長さであってもよい。
【０３５１】
また本実施形態では、状態情報取得部４３０は、観察情報取得部４３７を有する。観察情報取得部４３７は、取得された形状情報を状態情報として取得し、その形状情報に基づいて観察状態情報を取得する。注目領域設定部４１３は、取得された観察状態情報に基づいて注目領域を設定する。
【０３５２】
具体的には、観察情報取得部４３７は、形状情報に基づいてスコープの進行方向を判定し、判定した進行方向を観察状態情報として取得する。注目領域設定部４１３は、スコープが抜去されていると判定された場合、撮像画像の中の側方視野に対応する領域を注目領域として設定する。
【０３５３】
このようにすれば、スコープが抜去操作されている場合に側方視野の明るさを調光制御できる。例えば被写体が下部消化管でありスコープが抜去操作されている場合に側方視野の明るさを調光制御することで、術者がヒダ裏等を観察しやすくなる。
【０３５４】
また本実施形態では、注目領域設定部４１３は、被写体が下部消化管であると判定され抜去状態であると判定された場合以外の場合、撮像画像の中の前方視野に対応する領域を注目領域として設定する。
【０３５５】
このようにすれば、上部消化管の観察や下部消化管における挿入操作において重要な前方視野を注目領域に設定し、その注目領域の明るさを調光制御できる。
【０３５６】
１１．第１０の実施形態
１１．１．概要
画像から赤玉領域を検出し、その赤玉領域以外の領域を注目領域に設定する第１０の実施形態について説明する。
【０３５７】
内視鏡を大腸に挿入するのが難しい理由は、大腸が狭い管腔であり、屈曲し捩れており、更に内視鏡挿入に依存して伸縮変形する事にある。このような状況にあって操作者は内視鏡像を観察して挿入方向を判断しながら、内視鏡の操作を駆使して挿入方向へ導く手技を行う。内視鏡の操作は、内視鏡先端の上下左右のアングル操作や、内視鏡挿入部（適宜スコープと呼ぶ）の押し引き捻り等である。
【０３５８】
このような挿入手技は、熟練していないドクターにとっては難しいものである。特に挿入時は内視鏡挿入部を押す操作が多いので内視鏡先端が腸壁に頻繁に接触し、内視鏡像は赤玉と呼ばれる画像全体が赤いピンボケ状態となり、挿入方向がまったく判断できなくなる。このような状態となると、内視鏡挿入部を若干引き戻すことにより、赤玉状態から挿入方向を確認できる状態に戻して再度挿入操作を行う必要があり、挿入時間が長引く原因の１つとなっている。
【０３５９】
１８０度以上の広視野の光学系を先端に有する内視鏡においては、内視鏡先端が腸壁に接触しても広い視野全てを塞ぐことがないので、上記の赤玉状態は内視鏡像全域で発生するわけでなく、一部の視野は確保できる。即ち、内視鏡先端が腸壁に接触した状態でも挿入方向を確認できる可能性があるということである。
【０３６０】
そこで本実施形態では、１８０度以上の光学系の内視鏡像において赤玉領域を検出し、その赤玉領域以外の領域を注目領域として設定し、その注目領域の視認性を向上させた状態でドクターに提示することで、挿入時間の短縮に繋げる。視認性を向上させた状態とは、注目領域に対する調光制御により注目領域が適正露光に調整された状態である。
【０３６１】
図４５に、大腸をモデル化した管腔の壁面に、内視鏡挿入部の先端が斜めから接触している状態を示す。図４６（Ａ）に示すように、この状態の内視鏡像では、赤玉領域が内視鏡像の大半を占める状態となっている。この状態でも、管腔がまっすぐで口が開いている場合には、暗部として挿入方向は判断できる。一方、管腔が屈曲している状態、或は管腔の口が閉じた状態では、挿入方向は明確な暗部にならず見分けが付け難くなるので、内視鏡像の赤玉以外の小さな注目領域をより拡大した状態で観察したくなる。そこで、図４６（Ｂ）に示すように、赤玉領域以外の小さな注目領域を拡大表示する。このようにして、識別しにくい挿入方向を判断できるようになる。
【０３６２】
また、図４６（Ａ）の赤玉領域は、挿入部の先端が腸壁に接触した状態で照明光が腸壁に当たっているので、赤玉領域とそれ以外の注目領域で相対的に明暗差が発生する。特に内視鏡では、照明光量を調整（調光処理）して、内視鏡像を適正露光状態に制御する。そのため、赤玉領域が多くを占めると、赤玉領域の明るさが適正露光状態となるように調光制御してしまう。これだと、せっかく赤玉領域以外の注目領域が視野内にあっても、その注目領域が暗く適正露光にならない可能性があるため、注目領域に対して拡大処理を行っても挿入方向の視認性を確保できない。そこで、赤玉領域以外の注目領域を調光対象領域に指定して調光処理を行う。これにより、注目領域を適正露光状態で観察できるようになり、挿入方向の識別が容易になる。
【０３６３】
図４６（Ａ）は、腸壁に対して斜めから接触する場合の例であるため、挿入方向を赤玉領域以外の領域として大雑把に判断しても、ある程度挿入していくことは可能である。しかしながら、大腸（管腔）の屈曲部等では、腸壁に対して正対した状態で内視鏡先端が腸壁に接触する場合もある。この場合には、内視鏡像の中央部分が赤玉領域となり、周辺部分が赤玉領域以外の注目領域となる。この場合は、赤玉領域以外の領域を見つけただけでは挿入方向を認識できない。そこで、上記と同様に注目領域である周辺領域を拡大表示し、周辺領域を調光対象領域に指定して調光処理を行う。これにより、拡大された周辺領域の３６０度の方向の中から、挿入すべき方向をより簡単に認識できるようになる。
【０３６４】
１１．２．画像処理部
次に、本実施形態の赤玉領域を検出する手法と、赤玉領域以外の領域を注目領域に設定する手法について詳細に説明する。
【０３６５】
図４７に、第１０の実施形態における画像処理部４１０の詳細な構成例を示す。画像処理部４１０は、前処理部４１１、同時化部４１２、注目領域設定部４１３、変倍処理部４１４、後処理部４１５、測光部４１６を含む。以下では、図６等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。なお、第１０の実施形態における内視鏡装置は、図３等で上述した第１の実施形態と同様である。
【０３６６】
前処理部４１１は同時化部４１２に接続される。同時化部４１２は注目領域設定部４１３と変倍処理部４１４に接続される。注目領域設定部４１３は変倍処理部４１４と測光部４１６に接続される。変倍処理部４１４は後処理部４１５に接続される。後処理部４１５は表示部５００に接続される。制御部４２０は、前処理部４１１、同時化部４１２、注目領域設定部４１３、変倍処理部４１４、後処理部４１５、測光部４１６に接続される。
【０３６７】
注目領域設定部４１３は、赤玉領域以外の領域を注目領域に設定する。変倍処理部４１４は、設定された注目領域を拡大する処理を行う。これらの処理については、詳細に後述する。測光部４１６は、画像の明るさ（例えば輝度）を算出する。測光部４１６は、注目領域が設定された場合、注目領域の明るさを算出する。測光部４１６は、算出した明るさを制御部４２０に出力する。制御部４２０は、その明るさに基づいて光源絞り駆動部１０３を制御し、調光処理を行う。
【０３６８】
１１．３．注目領域設定部
図４８に、第１０の実施形態における注目領域設定部４１３の詳細な構成例を示す。注目領域設定部４１３は、色変換部４６１と、赤玉領域候補検出部４６２と、デフォーカス検出部４６３と、赤玉領域判定部４６４と、変倍パラメーター設定部４６５を含む。
【０３６９】
色変換部４６１は、赤玉領域候補検出部４６２とデフォーカス検出部４６３に接続される。赤玉領域候補検出部４６２は赤玉領域判定部４６４に接続される。デフォーカス検出部４６３は赤玉領域判定部４６４に接続される。赤玉領域判定部４６４は変倍パラメーター設定部４６５と測光部４１６に接続される。変倍パラメーター設定部４６５は変倍処理部４１４に接続される。制御部４２０は、赤玉領域候補検出部４６２とデフォーカス検出部４６３と変倍パラメーター設定部４６５と接続される。
【０３７０】
色変換部４６１は、同時化部４１２から出力されるカラー画像のＲＧＢ信号を、輝度信号と色信号に変換する。なお以下では、ＲＧＢ信号をＹＣｂＣｒ信号に変換する場合を例に説明する。色変換部４６１は、算出した輝度信号Ｙをデフォーカス検出部４６３と測光部４１６へ出力し、色差信号Ｃｂ、Ｃｒを赤玉領域候補検出部４６２へ出力する。
【０３７１】
赤玉領域候補検出部４６２は、入力される色差信号Ｃｂ、Ｃｒを、制御部４２０からのブロックサイズ情報（例えばＮ×Ｎブロック）に基づいて、ブロック領域に分割する。そして、赤玉領域候補検出部４６２は、ブロック領域内の色差信号の統計量から赤玉領域候補を判定し、ブロック領域毎の判定情報を赤玉領域判定部４６４へ出力する。
【０３７２】
デフォーカス検出部４６３は、入力される輝度信号Ｙを、制御部４２０からのブロックサイズ情報に基づいて、ブロック領域に分割する。そして、デフォーカス検出部４６３は、ブロック領域内の高周波数成分の有無からブロック領域がデフォーカス状態か否かを判定し、ブロック領域毎の判定情報を赤玉領域判定部４６４へ出力する。
【０３７３】
赤玉領域判定部４６４は、赤玉領域候補検出部４６２により赤玉候補領域と判定され、デフォーカス検出部４６３によりデフォーカス状態と判定されたブロック領域を、赤玉領域と判定する。赤玉領域判定部４６４は、その判定結果を、変倍パラメーター設定部４６５と測光部４１６へ出力する。
【０３７４】
図４９に示すように、変倍パラメーター設定部４６５は、分割された各ブロック領域（Ｎ×Ｎブロックの各ブロック）に対する変倍パラメーターを設定する。具体的には、変倍パラメーター設定部４６５は、赤玉領域判定部４６４の判定結果に基づいて、結像領域内のブロック領域のうち赤玉領域でないと判定されたブロック領域を、注目領域に設定する。変倍パラメーター設定部４６５は、注目領域と赤玉領域との関係に基づいて、各ブロック領域に対する変倍パラメーターを設定し、設定した変倍パラメーターを変倍処理部４１４へ出力する。
【０３７５】
変倍処理部４１４は、結像領域内の注目領域が拡大表示されるように非注目領域との間の表示倍率を再設定し、注目領域が赤玉領域に対して相対的に拡大された画像を生成する。再設定とは、表示倍率の変更にともなって、変倍処理後の画素位置（整数精度）に対する変倍処理前の座標位置（実数精度）の変換テーブルを作成することである。
【０３７６】
測光部４１６は、注目領域設定部４１３から出力された赤玉領域以外の注目領域情報と、色変換部４６１から出力される輝度信号とに基づいて、注目領域の平均輝度レベルを算出する。
【０３７７】
１１．４．赤玉領域候補検出部
図５０に、赤玉領域候補検出部４６２の詳細な構成例を示す。赤玉領域候補検出部４６２は、領域分割部４８１と、統計量算出部４８２と、特定色領域判定部４８３と、メモリー４８４を含む。
【０３７８】
領域分割部４８１は統計量算出部４８２に接続される。統計量算出部４８２は特定色領域判定部４８３に接続される。特定色領域判定部４８３は、メモリー４８４と赤玉領域判定部４６４に接続される。また制御部４２０は、領域分割部４８１と特定色領域判定部４８３に接続される。
【０３７９】
領域分割部４８１は、色変換部４６１から出力されるＣｂ信号、Ｃｒ信号を、制御部４２０からのブロックサイズに基づいて、それぞれブロック領域に分割し、そのブロック領域を統計量算出部４８２へ出力する。
【０３８０】
統計量算出部４８２は、Ｃｂ信号のブロック領域におけるＣｂ信号の平均値Ｃｂａ（ｘ，ｙ）と標準偏差値Ｃｂｓ（ｘ，ｙ）を算出し、Ｃｒ信号のブロック領域におけるＣｒ信号の平均値Ｃｒａ（ｘ，ｙ）と標準偏差値Ｃｒｓ（ｘ，ｙ）を算出する。統計量算出部４８２は、算出したこれらの値を特定色領域判定部４８３へ出力する。ここで、ｘは水平方向のブロック領域の座標を表し、ｙは垂直方向のブロック領域の座標を表す。画像の左上が原点（０，０）である。画像の右（水平走査方向）へ行くに従ってｘの値が大きくなる。画像の下（水平走査方向に直交する方向）へ行くに従ってｙの値が大きくなる。
【０３８１】
特定色領域判定部４８３には、上記の平均値と標準偏差値が入力される。また特定色領域判定部４８３には、Ｃｂ信号とＣｒ信号を座標軸とする２次元平面（以下では、色相平面と呼ぶ）において、赤玉領域候補を規定する特定色領域情報が制御部４２０から入力される。
【０３８２】
ここで、特定色領域情報とは、色相平面内における領域を指定する情報であり、例えば色相角と彩度で指定してもよいし、ＣｂＣｒ座標で指定してもよい。
【０３８３】
また特定色領域判定部４８３には、大腸を一般的に観察した場合の粘膜及び血管の色領域を規定する通常色領域情報が制御部４２０から入力される。通常色領域情報は、色相平面内における領域を指定する情報であり、特定色領域情報と同様の形式により指定すればよい。なお以下では、特定色領域情報が表す色相平面の領域を特定色領域と呼び、通常色領域情報が表す色相平面の領域を通常色領域と呼ぶ。
【０３８４】
図４９に示すように、特定色領域判定部４８３は、平均値Ｃｂａ（ｘ，ｙ）、Ｃｒａ（ｘ，ｙ）が特定色領域内に入る場合は、そのブロック領域の赤玉領域候補フラグＦｒｃ（ｘ，ｙ）を‘ＯＮ’に設定し、そのフラグＦｒｃ（ｘ，ｙ）をメモリー４８４に記録する。赤玉領域候補フラグＦｒｃ（ｘ，ｙ）は、赤玉領域候補を表すフラグとして各ブロック領域に割り当てられている。特定色領域判定部４８３は、ブロック領域が赤玉領域候補と判定されない場合は、そのブロック領域の赤玉領域候補フラグＦｒｃ（ｘ，ｙ）を‘ＯＦＦ’に設定し、そのフラグＦｒｃ（ｘ，ｙ）をメモリー４８４に記録する。
【０３８５】
特定色領域判定部４８３は、標準偏差値Ｃｂｓ（ｘ，ｙ）が閾値ＴｈＣｂより小さく、かつ、標準偏差値Ｃｒｓ（ｘ，ｙ）が閾値ＴｈＣｒより小さい場合は、そのブロック領域の赤玉領域候補フラグＦｒｃ（ｘ，ｙ）を変更せず、そのままにする。閾値ＴｈＣｂ、ＴｈＣｒは、メモリー４８４に格納されている。一方、標準偏差値Ｃｂｓ（ｘ，ｙ）が閾値ＴｈＣｂ以上であるか、或は、標準偏差値Ｃｒｓ（ｘ，ｙ）が閾値ＴｈＣｒ以上である場合は、そのブロック領域の赤玉領域候補フラグＦｒｃ（ｘ，ｙ）を‘ＯＦＦ’に設定する。特定色領域判定部４８３は、設定した赤玉領域候補フラグＦｒｃ（ｘ，ｙ）を赤玉領域判定部４６４へ出力する。
【０３８６】
ここで、閾値ＴｈＣｂと閾値ＴｈＣｒは、過去に撮像されたカラー画像におけるブロック領域の平均値Ｃｂａ（ｘ，ｙ）、Ｃｒａ（ｘ，ｙ）が、通常色領域に含まれている場合で、且つ、ブロック領域の標準偏差値Ｃｂｓ（ｘ，ｙ）、Ｃｒｓ（ｘ，ｙ）の最大値ＭａｘＣｂｓｓ、ＭａｘＣｒｓｓに所定係数（１より小さい）を乗算したものである。所定係数は、予め制御部４２０内に保存され、制御部４２０から取得される。
【０３８７】
過去の標準的な粘膜領域の最大標準偏差ＭａｘＣｂｓｓ、ＭａｘＣｒｓｓを基準にしたのは、特定色領域に含まれる色バラツキが、通常観察している粘膜領域よりも小さいブロック領域を、赤玉領域候補として検出するためである。即ち、デフォーカス状態の赤玉領域では、ボケのために粘膜内の血管が分解されず、粘膜と血管との間の色バラツキが低減するためである。
【０３８８】
１１．５．デフォーカス検出部
図５１に、デフォーカス検出部４６３の詳細な構成例を示す。デフォーカス検出部４６３は、領域分割部４９１と、周波数成分生成部４９２と、高周波有無判定部４９３を含む。
【０３８９】
領域分割部４９１は周波数成分生成部４９２に接続される。周波数成分生成部４９２は高周波有無判定部４９３に接続される。また制御部４２０は、領域分割部４９１と高周波有無判定部４９３に接続される。
【０３９０】
領域分割部４９１は、色変換部４６１から出力される輝度信号を、制御部４２０からのブロックサイズに基づいて、ブロック領域に分割し、分割したブロック涼気を周波数成分生成部４９２へ出力する。
【０３９１】
周波数成分生成部４９２は、ブロック領域に対して例えばＤＣＴ（離散コサイン変換）やＦＦＴ（高速フーリエ変換）を行い、周波数成分に変換する。周波数成分生成部４９２は、生成した各ブロック領域の周波数成分を、高周波有無判定部４９３へ出力する。
【０３９２】
高周波有無判定部４９３には、各ブロック領域の周波数成分と、制御部４２０からの高周波判定閾値Ｔｈｆ及び高周波有無判定閾値Ｔｈｐとが、入力される。高周波有無判定部４９３は、所定値より大きな振幅値の周波数成分の最高周波数が高周波判定閾値Ｔｈｆより大きく、周波数成分総和が高周波有無判定閾値Ｔｈｐより大きい場合は、ブロック領域がフォーカス状態にあると判定し、デフォーカス状態フラグＦｄｆ（ｘ，ｙ）を‘ＯＦＦ’に設定する。高周波有無判定部４９３は、周波数成分総和が高周波有無判定閾値Ｔｈｐ以下の場合は、デフォーカス状態と判定し、デフォーカス状態フラグＦｄｆ（ｘ，ｙ）を‘ＯＮ’に設定する。高周波有無判定部４９３は、設定したデフォーカス状態フラグＦｄｆ（ｘ，ｙ）を赤玉領域判定部４６４へ出力する。
【０３９３】
なお、デフォーカス検出部４６３は上記構成に限定されない。例えば、デフォーカス検出部４６３は、単純なハイパスフィルター或はバンドパスフィルターにより輝度信号を処理し、抽出した高周波成分信号をブロック領域内において絶対値加算し、その値を所定閾値により閾値判定することで、デフォーカス状態を判定してもよい。
【０３９４】
赤玉領域判定部４６４は、赤玉領域候補フラグＦｒｃ（ｘ，ｙ）とデフォーカス状態フラグＦｄｆ（ｘ，ｙ）の論理積を取ることにより、赤玉領域フラグＦｒ（ｘ，ｙ）を得る。図５２に示すように、赤玉領域判定部４６４は、赤玉領域フラグＦｒ（ｘ，ｙ）が‘ＯＮ’である複数ブロック領域を包含する境界線を例えば閉曲線で近似して設定し、この境界線内の領域を最終的な赤玉領域の判定結果とする。そして、赤玉領域判定部４６４は、この領域内の赤玉領域フラグＦｒ（ｘ，ｙ）を全て‘ＯＮ’に設定し、その赤玉領域フラグＦｒ（ｘ，ｙ）を変倍パラメーター設定部４６５へ出力する。
【０３９５】
１１．６．変倍パラメーター設定部
図５３に、変倍パラメーター設定部４６５の詳細な構成例を示す。変倍パラメーター設定部４６５は、赤玉領域パラメーター算出部４９５と、ブロック変倍パラメーター算出部４９６を含む。
【０３９６】
赤玉領域パラメーター算出部４９５はブロック変倍パラメーター算出部４９６に接続される。ブロック変倍パラメーター算出部４９６は、変倍処理部４１４に接続される。また制御部４２０は、赤玉領域パラメーター算出部４９５とブロック変倍パラメーター算出部４９６に接続される。
【０３９７】
図５２に示すように、赤玉領域パラメーター算出部４９５は、入力された赤玉領域フラグＦｒ（ｘ，ｙ）が‘ＯＮ’である領域の重心位置Ｒ０と、その重心位置Ｒ０から赤玉領域境界までの最大距離Ｒｒを算出する。具体的には、制御部４２０からのブロックサイズに基づいて、赤玉領域フラグＦｒ（ｘ，ｙ）が‘ＯＮ’である全ブロック領域の中心座標を算出し、算出した中心座標の赤玉領域内平均値を重心位置Ｒ０とする。また、赤玉領域内のブロック領域の中心座標と重心位置Ｒ０の最大距離を探索し、最大距離Ｒｒを求める。赤玉領域パラメーター算出部４９５は、算出した重心位置Ｒ０と最大距離Ｒｒをブロック変倍パラメーター算出部４９６へ出力する。
【０３９８】
ブロック変倍パラメーター算出部４９６は、入力される重心位置Ｒ０と最大距離Ｒｒに基づいて、赤玉領域を円で定義（以下では、この円内を赤玉領域と呼ぶ）する。赤玉領域の中心は重心位置Ｒ０であり、赤玉領域の半径は最大距離Ｒｒである。また、全体の結像領域も円で定義（以下では、この円内を結像領域と呼ぶ）される。結像領域の中心は光軸中心であり、結像領域の半径と共に光学系に基づいて予め決定されている。結像領域の中心と半径は制御部４２０からブロック変倍パラメーター算出部４９６へ入力される。
【０３９９】
ブロック変倍パラメーター算出部４９６は、赤玉領域と結像領域から各ブロック領域の変倍パラメーターを決定する。具体的には、赤玉領域の中心位置をＲ０とし、ブロック領域の中心位置をＢ０（ｘ，ｙ）とする場合に、Ｒ０とＢ０（ｘ，ｙ）を通る直線を求める。そして、この直線と結像領域の境界との交点ＩＳｂ（ｘ，ｙ）を算出し、この直線と赤玉領域の境界との交点Ｒｂ（ｘ，ｙ）を算出する。
【０４００】
ブロック変倍パラメーター算出部４９６は、線分｜Ｒ０−Ｒｂ（ｘ，ｙ）｜の距離Ｒｒと線分｜ＩＳｂ（ｘ，ｙ）−Ｒｂ（ｘ，ｙ）｜の距離ＤＳ（ｘ，ｙ）との比ＤＲａｔｉｏ（ｘ，ｙ）を、下式（２７）により算出する。また、Ｒ０とＢ０（ｘ，ｙ）との距離ＤＢ（ｘ，ｙ）を、下式（２８）により算出する。ＤＲａｔｉｏ（ｘ，ｙ）とＤＢ（ｘ，ｙ）は全ブロック領域に対して算出される。
ＤＲａｔｉｏ（ｘ，ｙ）
＝｜ＩＳｂ（ｘ，ｙ）−Ｒｂ（ｘ，ｙ）｜／｜Ｒ０−Ｒｂ（ｘ，ｙ）｜
＝｜ＩＳｂ（ｘ，ｙ）−Ｒｂ（ｘ，ｙ）｜／Ｒｒ              （２７）
ＤＢ（ｘ，ｙ）
＝｜Ｒ０−Ｂ０（ｘ，ｙ）｜                                （２８）
【０４０１】
ブロック変倍パラメーター算出部４９６は、各ブロックに対応して算出した比ＤＲａｔｉｏ（ｘ，ｙ）、距離ＤＢ（ｘ，ｙ）、赤玉領域の中心Ｒ０、赤玉領域の半径Ｒｒを、変倍処理部４１４に出力する。
【０４０２】
変倍処理部４１４は、ブロック変倍パラメーター算出部４９６から入力されるブロック領域毎のパラメーターを１画面分蓄積し、画素単位の倍率変換テーブルを作成する。図５４に示すように、赤玉領域と非赤玉領域の距離比ＤＲａｔｉｏ（ｘ，ｙ）は、変倍前正規化距離に対する複数の変倍後正規化距離の対応曲線から１つを選択する為に用いられる。この曲線は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）で記述してもよいし、多項式の係数で記述してもよい。この曲線は、変倍処理部４１４内の不図示のＲＯＭテーブルに格納され、ＲＯＭテーブルのアドレスが距離比ＤＲａｔｉｏ（ｘ，ｙ）に対応している。
【０４０３】
変倍処理部４１４は、各ブロック領域の正規化距離ＮＤ（ｘ，ｙ）を下式（２９）により算出する。
ＮＤ（ｘ，ｙ）＝ＤＢ（ｘ，ｙ）／（１＋ＤＲａｔｉｏ（ｘ，ｙ））×Ｒｒ
（２９）
【０４０４】
変倍処理部４１４は、算出した正規化距離ＮＤ（ｘ，ｙ）に基づいて、各ブロック領域を代表する変倍前後の正規化距離の対応関係（以下では、代表対応関係と呼ぶ）を決定する。代表対応関係は、図５４に示す変倍後の正規化距離に対する変倍前の正規化距離である。変倍処理部４１４は、注目ブロック領域内の各画素における変倍前後の正規化距離の対応関係を、注目ブロック領域の代表対応関係とその周辺ブロック領域の代表対応関係を用いて、補間により算出する。例えば、補間処理として線形補間が利用できる。
【０４０５】
変倍処理部４１４は、赤玉領域の中心位置Ｒ０から注目ブロック領域内の画素位置Ｐ（ｉ，ｊ）までの実距離と、その画素位置での変倍前後の正規化距離の対応関係を乗算し、正規化距離での対応関係を実距離での対応関係に変換する。ここで、ｉ、ｊは、それぞれ画素ピッチ精度の水平座標、垂直座標を示す。変倍後の画素位置（整数精度）に対応する変倍前の画素位置（実数精度）は、変倍後の画素位置Ｐ’（ｉ，ｊ）と赤玉領域の中心位置Ｒ０を結んだ線分上にあるので、実距離に対応する座標値として一意に決定される。
【０４０６】
変倍処理部４１４は、決定した変倍前の座標値における画素値を、その座標値の周辺複数画素値（画素値は整数精度の画素位置にある）を用いて補間により算出する。例えば、補間処理として線形補間やＢｉＣｕｂｉｃ等が利用できる。このよういして、赤玉領域に対して赤玉領域でない注目領域を相対的に拡大した変倍画像が生成できる。
【０４０７】
なお、赤玉領域の判定処理は、常に実施してもよいし、外部Ｉ／Ｆ部５５０が有する不図示のスイッチにより赤玉領域の判定処理を手動でＯＮ・ＯＦＦ制御してもよい。即ち、赤玉領域が発生したとユーザーが判断したら、スイッチをＯＮすることにより赤玉領域の判定処理を実施するようにしてもよい。
【０４０８】
以上の実施形態によれば、撮像画像は、生体内が撮像された画像である。注目領域設定部４１３は、接触状態情報取得部（図４８の色変換部４６１、赤玉領域候補検出部４６２、デフォーカス検出部４６３、赤玉領域判定部４６４）を有する。接触状態情報取得部は、スコープ先端部と生体との接触状態情報（赤玉領域の情報）を、撮像画像に基づいて取得する。注目領域設定部４１３は、その接触状態情報に基づいて注目領域を設定する。
【０４０９】
具体的には、接触状態情報取得部は、撮像画像において特定の色範囲の色を有する特定色領域（色相平面において赤玉領域を表す色領域）を検出し、特定色領域に基づいて接触領域を設定する。注目領域設定部４１３は、その接触領域以外の領域を注目領域に設定する。
【０４１０】
例えば本実施形態では、赤玉領域候補検出部４６２（広義には、特定色領域検出部）が特定色領域を検出し、赤玉領域判定部４６４（広義には、接触領域設定部）が接触領域を設定する。
【０４１１】
このようにすれば、生体との接触領域（赤玉領域。広義には観察不可領域）を判定し、その接触領域以外の領域を注目領域に設定して調光制御できる。上述のように、歪曲収差により画像歪が発生するような広視野の光学系では、接触領域があっても他の領域に管腔の挿入方向が写っている場合がある。そのため、接触領域以外の領域の明るさを調光制御することで、挿入方向の視認性を向上でき、挿入時間の短縮が図れる。
【０４１２】
また本実施形態では、接触状態情報取得部は、特定色領域の画像を空間周波数成分に変換し、変換された空間周波数成分が所定の閾値以下である場合、特定色領域を接触領域に設定する。例えば変換された空間周波数成分の振幅値が所定値以上となる最高周波数が第１の閾値以下、或いは空間周波数成分の振幅値の総和が第２の閾値以下であると判定した場合、特定色領域を接触領域に設定する
【０４１３】
例えば本実施形態では、デフォーカス検出部４６３（広義には、空間周波数変換部）が特定色領域の画像を空間周波数成分に変換し、変換された空間周波数成分が所定の閾値以下であるか否かを判定する。
【０４１４】
このようにすれば、接触領域ではデフォーカスにより画像の高周波成分が小さいと考えられるため、特定色領域の高周波成分を閾値判定することで、接触領域を検出できる。
【０４１５】
また本実施形態では図５２で説明したように、接触状態情報取得部は、特定色領域を含む円を設定し、円の内側を接触領域に設定する。調光制御部は、その接触領域の円の外側の領域の調光制御を行う。
【０４１６】
接触状態情報は、接触領域の位置（円の中心位置Ｒ０）と大きさ（半径Ｒｒ）を表す情報である。
【０４１７】
このようにすれば、接触領域を円領域に設定し、その円の外側の領域の明るさを調光により制御することで、接触領域以外の領域を適正露光で表示できる。
【０４１８】
また本実施形態では、図４７に示すように、内視鏡装置は変倍処理部４１４を含んでもよい。図５２で説明したように、変倍処理部４１４は、接触領域の円の中心と撮像画像の外周（結像領域の外周）を結ぶ直線において、円の中心から円周までの距離Ｒｒと円周から外周までの距離ＤＳ（ｘ，ｙ）の比ＤＲａｔｉｏ（ｘ，ｙ）に基づいて、注目領域の拡大率（図５４の変倍前後の正規化距離の対応関係）を設定する。
【０４１９】
このようにすれば、接触領域の円の中心から撮像画像の外周を結ぶ直線に沿った変倍処理により、注目領域を拡大表示することができる。
【０４２０】
以上、本発明を適用した実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は、各実施形態やその変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階では、発明の要旨を逸脱しない範囲内で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記した各実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成することができる。例えば、各実施形態や変形例に記載した全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施の形態や変形例で説明した構成要素を適宜組み合わせてもよい。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能である。
【０４２１】
また、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。
【符号の説明】
【０４２２】
１００  光源部、１０１  白色光源、１０２  光源絞り、１０３  駆動部、
１０４  回転色フィルター、１０５  回転駆動部、１０６  集光レンズ、
１０７  光源制御部、２００  操作部、２０１  湾曲操作レバー、
２０２  挿入口、２０３  操作量検出センサー、
３００  挿入部、３０１  ライトガイドファイバー、３０３  対物光学系、
３０４  撮像素子、３０５  Ａ／Ｄ変換部、３０６  湾曲操作ワイヤー、
３０７  挿通チャンネル、３０８  処置具センサー、３０９  ハーフミラー、
３１０  撮像素子、３１１  Ａ／Ｄ変換部、３１２  磁気コイル、
３１３  メモリー、３１４，３１５  照明レンズ
４００  制御装置、４１０  画像処理部、４１１  前処理部、
４１２  同時化部、４１３  注目領域設定部、４１４  変倍処理部、
４１５  後処理部、４１６  測光部、４１７  同時化部、４１８  前処理部、
４１９  階調変換部、４２０  制御部、４３０  状態情報取得部、
４３１  湾曲角度検出部、４３２  湾曲動き量検出部、
４３６  被写体情報取得部、４３７  観察情報取得部、４４１  輝度換算部、
４４２  加算部、４４３  特定部、４４５  領域分割部、
４４６  ヒストグラム算出部、４４７  階調変換特性算出部、
４４８  変換部、４５１  局所領域設定部、４５２  特徴量算出部、
４５３  病変領域検出部、４５４  ラベリング処理部、４５５  領域選出部、
４５６  座標算出部、４５７  対応付け部、４５９  測光処理条件設定部、
４６１  色変換部、４６２  赤玉領域候補検出部、
４６３  デフォーカス検出部、４６４  赤玉領域判定部、
４６５  変倍パラメーター設定部、４７１  歪み補正部、
４７２  画像メモリー、４７３  動き検出部、４７４  設定部、
４８１  領域分割部、４８２  統計量算出部、４８３  特定色領域判定部、
４８４  メモリー、４９１  領域分割部、４９２  周波数成分生成部、
４９３  高周波有無判定部、４９５  赤玉領域パラメーター算出部、
４９６  ブロック変倍パラメーター算出部、５００  表示部、
５５０  外部Ｉ／Ｆ部、７００  形状検出部、７０１〜７０３  色フィルター、
７０４  回転モーター、
Ａ，Ｂ  重み係数、ａ（ｍ，ｎ）  局所領域、Ｂ０（ｘ，ｙ）  ブロック中心、
Ｂ２，Ｇ２  画像信号、ＤＢ（ｘ，ｙ）  距離、ＤＲａｔｉｏ  距離比、
ＤＳ（ｘ，ｙ）  距離、ＩＳｂ（ｘ，ｙ）  交点、ＬＣ１，ＬＣ２  光線、
ＬＷ  長さ、Ｎ，Ｍ  横幅の画素数、（Ｎ／２，Ｍ／２）  画像中心の座標、
ｎＢ，ｎＧ  色フィルター、Ｒ  半径、ｒｄ  距離、Ｒ０  中心位置、
Ｒｂ（ｘ，ｙ）  交点、Ｒｒ  半径、Ｒｓ  半径、ＳＦ１〜ＳＦ３  面、
（ｘ，ｙ）  座標、（ｘ０，ｙ０）  注目領域中心画素の座標、
α  拡大率、β  縮小率、θ  湾曲角度
【図１】
0005865606.tif 000028
【図３】
0005865606.tif 000029
【図４】
0005865606.tif 000030
【図５】
0005865606.tif 000031
【図６】
0005865606.tif 000032
【図７】
0005865606.tif 000033
【図８】
0005865606.tif 000034
【図９】
0005865606.tif 000035
【図１０】
0005865606.tif 000036
【図１１】
0005865606.tif 000037
【図１２】
0005865606.tif 000038
【図１３】
0005865606.tif 000039
【図１４】
0005865606.tif 000040
【図１５】
0005865606.tif 000041
【図１６】
0005865606.tif 000042
【図１７】
0005865606.tif 000043
【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２５】
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【図２６】
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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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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図２】
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【図２４】
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【図２７】
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【図２８】
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【図４０】
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【図４５】
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【図４６】
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