(57)【要約】  内視鏡システム１は、光源装置４と、ＣＣＤ２と、ビデオプロセッサ７，観察モニタ５とを有し、ビデオプロセッサ７は、ＣＣＤ２により撮像された信号に対して複数の空間周波数帯域に分解処理を行って複数の帯域画像を生成する帯域分解処理部１１１と、複数の帯域画像の中から選択された帯域画像の波長帯域又は空間周波数帯域を軸として形成された特徴空間内における被検体内の観察対象が分布する領域に対して設定された強調量に基づいて、選択された帯域画像に対して強調処理を行う強調処理部１１２と、強調された選択された２以上の帯域画像を含む複数の帯域画像に対して、色調を調整するための色変換処理を行う色変換処理部１１３とを備える。
2013042395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内で撮像された医用画像を入力する画像入力部と、
前記医用画像に対して複数の波長帯域又は複数の空間周波数帯域に分解処理を行って複数の帯域画像を生成する帯域分解処理部と、
前記帯域分解処理部により生成された前記複数の帯域画像の中から選択された２以上の帯域画像の波長帯域又は空間周波数帯域を軸として形成された空間もしくはその空間が射影された他の空間である特徴空間内における前記被検体内の観察対象が分布する領域に対して設定された強調量に基づいて、前記選択された２以上の帯域画像に対して強調処理を行う強調処理部と、
前記強調処理が行われる前の前記複数の帯域画像、あるいは前記強調処理部により強調された前記選択された２以上の帯域画像を含む前記複数の帯域画像に対して、色調を調整するための色変換処理を行う色変換処理部と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記特徴空間内における、前記観察対象が分布する領域に対して前記強調量を設定する強調量設定部を有し、
前記強調処理部は、前記強調量設定部により設定された前記強調量に基づいて、前記選択された２以上の帯域画像に対して強調処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記強調量設定部は、前記強調量をテーブルにテーブルデータとして格納することにより設定することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記テーブルデータは、各帯域画像の各画素の画素値に対する強調係数であることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記強調量設定部は、前記観察対象が分布する領域を複数設定し、
前記テーブルは、設定された領域毎に設けられることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記領域毎に設けられた前記テーブルは、選択可能であることを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記医用画像は、分光推定処理により生成された画像であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記強調量設定部は、前記特徴空間内に対して１又は２以上の基準ベクトルを設定し、前記特徴空間内の前記観察対象に対して角度変位量を算出することにより前記強調量を設定することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記観察対象は、生体粘膜の深さ方向に存在する対象物であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記強調量設定部は、前記特徴空間内において生体内における血管、背景粘膜、及びその他の対象を強調しないように、前記強調量を設定することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記帯域分解処理部における前記分解処理は、空間周波数フィルタリング処理であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
被検体に対して複数の波長帯域を有する光を照射する照明部と、
前記照明部により前記被検体に照射された光の戻り光を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された信号に対して複数の空間周波数帯域に分解処理を行って複数の帯域画像を生成する帯域分解処理部と、
前記帯域分解処理部により生成された前記複数の帯域画像の中から選択された２以上の帯域画像の波長帯域又は空間周波数帯域を軸として形成された空間もしくはその空間が射影された他の空間である特徴空間内における前記被検体内の観察対象が分布する領域に対して設定された強調量に基づいて、前記選択された２以上の帯域画像に対して強調処理を行う強調処理部と、
前記強調処理が行われる前の前記複数の帯域画像、あるいは前記強調処理部により強調された前記選択された２以上の帯域画像を含む前記複数の帯域画像に対して、色調を調整するための色変換処理を行う色変換処理部と、
前記強調処理部又は前記色変換処理部から出力された前記帯域画像を表示信号として出力する表示信号出力部と、
前記表示信号出力部からの前記表示信号に基づいて表示を行う表示部と、
を備えたことを特徴とする内視鏡システム。
【請求項１３】
前記照明部は、前記複数の波長帯域を有する光を時系列的に又は同時に照射することを特徴とする請求項１２に記載の内視鏡システム。
【請求項１４】
前記特徴空間内における、前記観察対象が分布する領域に対して前記強調量を設定する強調量設定部を有し、
前記強調処理部は、前記強調量設定部により設定された前記強調量に基づいて、前記選択された２以上の帯域画像に対して強調処理を行うことを特徴とする請求項１２に記載の内視鏡システム。
【請求項１５】
前記医用画像は、分光推定処理により生成された画像であることを特徴とする請求項１２から１４のいずれか１つに記載の内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置及び内視鏡システムに関し、特に、被検体内で撮像して得られた医用画像を表示するための画像処理装置及び内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、医療分野において、内視鏡を用いた低侵襲な各種検査や手術が行われている。術者は、体腔内に内視鏡を挿入し、内視鏡挿入部の先端部に設けられた撮像装置により撮像された被写体を観察し、必要に応じて処置具チャンネル内に挿通した処置具を用いて病変部に対して処置をすることができる。内視鏡を用いた手術は、開腹等をすることがないため、患者の身体的負担が少ないというメリットがある。【０００３】
内視鏡装置は、内視鏡と、内視鏡に接続された画像処理装置と、観察モニタとを含んで構成される。内視鏡挿入部の先端部に設けられた撮像素子により病変部が撮像され、モニタにその画像が表示される。術者は、モニタに表示された画像を見ながら、診断あるいは必要な処置を行うことができる。【０００４】
最近は、狭帯域光も用いて、被検体の生体組織の表面下の毛細血管を表示させる内視鏡装置も開発されている。そのような内視鏡装置は、所定の狭帯域の照明光を当ててその反射光から各狭帯域画像を得、あるいは白色光の照明光を当ててその反射光の画像に対して分光推定処理によって所定の狭帯域画像を得て、毛細血管を表示させている。【０００５】
また、例えば、日本特開２０００−１４８９８７号公報に開示のように、粘膜表面の微細構造あるいは微妙な色調変化などを明瞭に観察することができるようにするために、ＲＧＢ画像から所望の周波数成分を抽出して、抽出した周波数成分の信号レベルの大きさを変更するようにした画像処理装置も提案されている。【０００６】
さらにまた、内視鏡装置には、例えば、波長８０５ｎｍ付近の近赤外光に吸収ピークの特性を持つインドシアニングリーン（ICG）を薬剤として患者の血中に注入し、光源装置から波長８０５ｎｍ付近及び９３０ｎｍ付近の赤外光を時分割で被写体に照射して、内部の血管を観察することができる赤外内視鏡装置も提案されている。【０００７】
しかし、上述した従来のこれらの装置では、生体組織表面下の任意の深さにおける血管等を画像化することができなかった。  
生体組織の表面下で画像化したいものには、粘膜の表層近くにある病変近傍の血管、粘膜の深い位置にある比較的太い血管、粘膜下腫瘍、など、種々の深さの血管、病変部等の対象があるが、生体組織表面下の任意の深さの位置におけるこのような対象などを、他の深さの血管等よりも強調して画像化することはできなかった。【０００８】
例えば、内視鏡を用いて、病変部の存在する粘膜下層を切開し、剥離する内視鏡的粘膜下層剥離術（以下、ESD（Endoscopic Submucosal Dissection）という）等では、電気メスなどによって組織中の比較的太い血管を切ってしまわないようにするためにも、組織表面から下の任意の位置における生体情報は、重要である。【０００９】
また、上述した赤外内視鏡装置の場合は、インドシアニングリーン（ICG）を薬剤として患者の血中に注入しなければならず、生体組織の表面下の血管の描画は簡単ではなく、かつ、照明光の波長が近赤外光の波長であるため、画像における血管がぼやけてしまうという問題もある。  
以上のように、従来の装置では、画像化したい血管等について生体組織の表面下の深さ方向の任意性がなく、所望の深さの血管等だけを強調して画像化することはできなかった。【００１０】
そこで、本発明は、生体組織の表面下の所望の深さの画像化したい血管等を強調して画像化することができる画像処理装置及び内視鏡システムを提供することを目的とする。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様の画像処理装置は、被検体内で撮像された医用画像を入力する画像入力部と、前記医用画像に対して複数の波長帯域又は複数の空間周波数帯域に分解処理を行って複数の帯域画像を生成する帯域分解処理部と、前記帯域分解処理部により生成された前記複数の帯域画像の中から選択された２以上の帯域画像の波長帯域又は空間周波数帯域を軸として形成された空間もしくはその空間が射影された他の空間である特徴空間内における前記被検体内の観察対象が分布する領域に対して設定された強調量に基づいて、前記選択された２以上の帯域画像に対して強調処理を行う強調処理部と、前記強調処理が行われる前の前記複数の帯域画像、あるいは前記強調処理部により強調された前記選択された２以上の帯域画像を含む前記複数の帯域画像に対して、色調を調整するための色変換処理を行う色変換処理部と、を備える。【００１２】
本発明の一態様の内視鏡システムは、被検体に対して複数の波長帯域を有する光を照射する照明部と、前記照明部により前記被検体に照射された光の戻り光を撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された信号に対して複数の空間周波数帯域に分解処理を行って複数の帯域画像を生成する帯域分解処理部と、前記帯域分解処理部により生成された前記複数の帯域画像の中から選択された２以上の帯域画像の波長帯域又は空間周波数帯域を軸として形成された空間もしくはその空間が射影された他の空間である特徴空間内における前記被検体内の観察対象が分布する領域に対して設定された強調量に基づいて、前記選択された２以上の帯域画像に対して強調処理を行う強調処理部と、前記強調処理が行われる前の前記複数の帯域画像、あるいは前記強調処理部により強調された前記選択された２以上の帯域画像を含む前記複数の帯域画像に対して、色調を調整するための色変換処理を行う色変換処理部と、前記強調処理部又は前記色変換処理部から出力された前記帯域画像を表示信号として出力する表示信号出力部と、前記表示信号出力部からの前記表示信号に基づいて表示を行う表示部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係わる内視鏡システムの構成を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる回転フィルタ１４の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係わる狭帯域観察における全体の処理の流れを説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態に係わる、複数の波長画像から複数の周波数帯域の画像を生成して、その生成された複数の周波数帯域の画像に対して、強調処理等をする処理を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態に係わる、強調処理を行う領域を含む特徴空間を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態に係わる、極座標を用いて設定された強調テーブルの例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係わる強調係数テーブルの設定の処理のフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態に係わる、複数の領域を強調する場合を説明するための図である。
【図９】本発明の実施の形態に係わる、複数の色変換マトリクスを用いる例を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係わる、所望の深さの血管が強調されることを説明するための図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係わる、複数の波長画像から複数の周波数帯域の画像を生成して、その生成された複数の周波数帯域の画像に対して、複数の所望の深さの対象に対して強調処理等する処理を説明するための図である。
【図１２】本発明の実施の形態の変形例に係わる、図５における３軸を２軸に射影して２つの特徴空間を形成した場合を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施の形態の変形例３に係わる、図５における３軸を２軸に射影して２つの特徴空間を形成した場合を説明するための図である。
【図１４】本発明の実施の形態の変形例４に係わる、ある波長λ１，λ２の２軸の２次元の特徴空間ＣＳｃにおける領域Ｒと、アーチファクトＡＦを示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態の変形例４に係わる、図１４の特徴空間ＣＳｃを、別の特徴空間ＣＳｄに射影したときの領域ＲとアーチファクトＡＦを示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。  
（構成）
図１は、本実施の形態に係わる内視鏡システムの構成を示す構成図である。【００１５】
図１に示すように、本実施の形態の内視鏡システム１は、体腔内に挿入し体腔内組織を撮像する生体画像情報取得手段として撮像素子であるCCD２を有する電子内視鏡３と、電子内視鏡３に照明光を供給する光源装置４と、電子内視鏡３のCCD２からの撮像信号を信号処理して内視鏡画像を観察モニタ５に表示するビデオプロセッサ７とから構成される。内視鏡システム１は、通常光観察モードと狭帯域光観察モードの２つのモードを有する。なお、以下の説明では、内視鏡システム１の通常光観察モードは、従来の通常光観察モードと同じであるので、通常光観察モードの構成の説明は簡単にして、主として狭帯域光観察モードについて説明する。【００１６】
CCD２は、照明手段により被検体に照射された光の戻り光を撮像する撮像部あるいは撮像手段を構成する。  
光源装置４は、照明部としての照明光（白色光）を発光するキセノンランプ１１と、白色光の熱線を遮断する熱線カットフィルタ１２と、熱線カットフィルタ１２を介した白色光の光量を制御する絞り装置１３と、照明光を面順次光にする帯域制限手段としての回転フィルタ１４と、電子内視鏡３内に配設されたライトガイド１５の入射面に回転フィルタ１４を介した面順次光を集光させる集光レンズ１６と、回転フィルタ１４の回転を制御する制御回路１７とを備えて構成される。キセノンランプ１１、回転フィルタ１４及びライトガイド１５が、被検体に対して照明光を照明する照射部あるいは照射手段を構成する。【００１７】
なお、図１において点線で示すように、光源装置４を、所望の波長、例えば第１のフィルタ群に対応するRGBの各波長と、第２のフィルタ群に対応する５４０ｎｍ付近と６００ｎｍ付近と６３０ｎｍ付近の各波長を出射する複数の発光ダイオード（LED）からなる発光ダイオード群１１ａを有する発光部１１Aを含むようにして構成してもよい。【００１８】
例えば、図１において、キセノンランプ１１、熱線カットフィルタ１２、絞り装置１３，回転フィルタ１４等の代わりに、光源装置４に、点線で示す発光部１１Aを設ける。さらに、光源装置４には、発光部１１Aの各発光ダイオードを、各モードに応じて、所定のタイミングで駆動するための駆動回路１１ｂが設けられる。複数のLED１１ａを有する発光部１１Aが、電源１０から電源を受け、制御回路１７からの制御信号の下で、駆動回路１１ｂにより制御されて駆動される。  
さらになお、発光部１１Aは、所定の複数の狭帯域光を出射するレーザダイオード（LD）を用いてもよい。よって、光源装置４は、被検体に対して複数の波長帯域を有する光を照射する照明部を構成する。【００１９】
図２は、回転フィルタ１４の構成を示す図である。波長帯域制限部あるいは波長帯域制限手段としての回転フィルタ１４は、図２に示すように、円盤状に構成され、中心を回転軸とした構造となっており、２つのフィルタ群を有している。回転フィルタ１４の外周側には、周方向に沿って、通常観察用の分光特性の面順次光を出力するためのフィルタ組を構成するＲ（赤）フィルタ部１４ｒ，Ｇ（緑）フィルタ部１４ｇ，Ｂ（青）フィルタ部１４ｂが、第１のフィルタ群として、配置されている。【００２０】
回転１４の内周側には、周方向に沿って、３つの所定の狭帯域波長の光を透過させる２つのフィルタ１４−５４０，１４−６００，１４−６３０が、第２のフィルタ群として、配置されている。【００２１】
フィルタ１４−５４０は、狭帯域光として、波長５４０ｎｍ付近の光を透過させるように構成されている。フィルタ１４−６００は、狭帯域光として、波長６００ｎｍ付近の光を透過させるように構成されている。フィルタ１４−６３０は、狭帯域光として、波長６３０ｎｍ付近の光を透過させるように構成されている。  
なお、フィルタ１４−５４０は、狭帯域光として、波長４６０ｎｍ付近の光、あるいは波長４１５ｎｍ付近の光を透過させるものでもよい。【００２２】
また、フィルタは３つでなく２つでも４つ以上でも良い。２つの場合は、例えば波長５４０nmと６００nmの組合せ、波長５４０nmと６３０nmの組合せあるいは波長４６０nmと６００nmの組合せが可能である。４つの場合は、例えば波長４６０nm、５４０nm、６００nm及び６３０nmの組合せが可能である。【００２３】
本実施の形態においては、狭帯域光としては、可視域の赤色帯域で、かつヘモグロビン吸光特性が急激に減衰する波長６００ｎｍ付近と波長６３０ｎｍ付近の光を用いている。ここで「付近」とは、波長６００ｎｍ付近の場合は、中心波長が６００ｎｍで、波長６００ｎｍを中心に、幅が、例えば２０ｎｍ（すなわち波長６００ｎｍの前後である波長５９０ｎｍから６１０ｎｍ）の範囲の分布を有する狭帯域光であることを意味する。他の波長である、波長６３０ｎｍ、及び後述する波長５４０ｎｍについても同様である。【００２４】
回転フィルタ１４は、照明光の出射部であるキセノンランプ１１からCCD２の撮像面に至る光路上に配置され、照明光の複数の波長帯域のうち少なくとも２つの波長帯域を狭めるように制限する。  
そして、制御回路１７は、回転フィルタ１４を回転させるためのモータ１８を制御して、回転フィルタ１４の回転を制御する。【００２５】
モータ１８には、ラック１９ａが接続され、ピニオン１９ｂには、図示しないモータが接続され、ラック１９ａは、ピニオン１９ｂに螺合するように取り付けられている。制御回路１７は、ピニオン１９ｂに接続されたモータの回転を制御することによって、回転フィルタ１４を矢印ｄで示す方向に移動することができる。よって、制御回路１７は、後述するユーザによるモード切替操作に応じて、第１のフィルタ群又は第２のフィルタ群を選択する。
なお、キセノンランプ１１、絞り装置１３、回転フィルタモータ１８、及びピニオン１９ｂに接続されたモータ（図示せず）には電源部１０より電力が供給される。【００２６】
画像処理装置としてのビデオプロセッサ７は、CCDドライバであるCCD駆動回路２０、アンプ２２、プロセス回路２３、A/D変換器２４、ホワイトバランス回路（以下、Ｗ．Ｂという）２５、セレクタ１００、画像処理部１０１、セレクタ１０２、γ補正回路２６、拡大回路２７、強調回路２８、セレクタ２９、同時化メモリ３０、３１，３２、画像処理回路３３、D/A変換器３４，３５，３６、タイミングジェネレータ（以下、Ｔ．Ｇという）３７、制御回路２００、表示画像生成手段としての合成回路２０１とを備えて構成される。【００２７】
CCD駆動回路２０は、電子内視鏡３に設けられたCCD２を駆動し、回転フィルタ１４の回転に同期した面順次の撮像信号を出力するものである。また、アンプ２２は電子内視鏡３の先端に設けられている対物光学系２１を介してCCD２により体腔内組織を撮像した面順次の撮像信号を増幅するものである。【００２８】
プロセス回路２３は、アンプ２２を介した面順次の撮像信号に対して相関２重サンプリング及びノイズ除去等を行う。A/D変換器２４は、プロセス回路２３を経た面順次の撮像信号をデジタル信号の面順次の画像信号に変換する。【００２９】
Ｗ．Ｂ２５は、A/D変換器２４によりデジタル化された面順次の画像信号に対して、例えば画像信号のＧ信号を基準に画像信号のＲ信号と画像信号のＢ信号の明るさが同等となるようにゲイン調整を行いホワイトバランス処理を実行する。  
セレクタ１００は、Ｗ．Ｂ２５からの面順次の画像信号を画像処理部１０１内の各部に振り分けて出力する。【００３０】
電子内視鏡３からの撮像信号を入力して処理する、アンプ２２、プロセス回路２３、A/D変換器２４、Ｗ．Ｂ２５及びセレクタ１００が、被検体内で撮像された医用画像を入力する画像入力部を構成する。【００３１】
画像処理部１０１は、前記セレクタ１００からの通常光観察用のＲＧＢの画像信号又は狭帯域光観察用の２つの画像信号を、表示用の画像信号に変換する画像信号処理部あるいは画像信号処理手段である。画像処理部１０１は、モード信号に基づく制御回路２００からの選択信号SSに応じて、通常光観察モード時及び狭帯域光観察モード時の画像信号を、セレクタ１０２へ出力する。  
セレクタ１０２は、画像処理部１０１からの通常光観察用画像信号と狭帯域光観察用画像信号の面順次の画像信号をγ補正回路２６及び合成回路２０１に順次出力する。【００３２】
γ補正回路２６は、セレクタ１０２あるいは合成回路２０１からの面順次の画像信号に対してγ補正処理を施す。拡大回路２７は、γ補正回路２６にてγ補正処理された面順次の画像信号を拡大処理する。強調回路２８は、拡大回路２７にて拡大処理された面順次の画像信号に輪郭強調処理を施す。セレクタ２９及び同時化メモリ３０、３１，３２は、強調回路２８からの面順次の画像信号を同時化するためのものである。【００３３】
画像処理回路３３は、同時化メモリ３０、３１，３２に格納された面順次の各画像信号を読み出し、動画色ずれ補正処理等を行う。D/A変換器３４，３５，３６は、画像処理回路３３からの画像信号を、RGBのアナログの映像信号に変換し観察モニタ５に出力する。Ｔ．Ｇ３７は、光源装置４の制御回路１７から、回転フィルタ１４の回転に同期した同期信号を入力し、各種タイミング信号を上記ビデオプロセッサ７内の各回路に出力する。セレクタ１０２からD/A変換器３４，３５，３６までの回路が、画像処理部１０１から出力された、後述する帯域画像を表示信号として出力する表示信号出力部を構成する。そして、観察モニタ５は、その表示信号出力部からの表示信号に基づいて表示を行う表示部を構成する。【００３４】
また、電子内視鏡２には、通常光観察モード及び狭帯域光観察モードの切替のためのモード切替スイッチ４１が設けられており、このモード切替スイッチ４１の出力がビデオプロセッサ７内のモード切替回路４２に出力されるようになっている。ビデオプロセッサ７のモード切替回路４２は、制御信号を調光制御パラメータ切替回路４４及び制御回路２００に出力するようになっている。調光回路４３は、調光制御パラメータ切替回路４４からの調光制御パラメータ及びプロセス回路２３を経た撮像信号に基づき、光源装置４の絞り装置１３を制御し適正な明るさ制御を行うようになっている。【００３５】
ビデオプロセッサ７内の各回路は、指定されたモードに応じた所定の処理を実行する。通常光観察モードと狭帯域光観察モードのそれぞれに応じた処理が実行されて、観察モニタ５には、通常光観察用画像あるいは狭帯域光観察画像が表示される。【００３６】
（全体の処理の流れ）
次に、本実施の形態における狭帯域観察の全体の流れを簡単に説明する。
図３は、本実施の形態における狭帯域観察における全体の処理の流れを説明するための図である。  
術者は、内視鏡の挿入部を体腔内に挿入し、通常観察モード下で、内視鏡挿入部の先端部を病変部近傍に位置させる。術者は、処置対象の病変部を確認すると、粘膜下、深さｄの位置を走行する、比較的太い、例えば直径が１〜２ｍｍの、血管６１を観察するために、モード切替スイッチ４１を操作して、内視鏡システム１を狭帯域観察モードに切り替える。ここでは、血管６１が、観察対象であり、生体粘膜の深さ方向に存在する対象物である。【００３７】
狭帯域観察モード下では、内視鏡システム１の制御回路１７は、第２のフィルタ群を透過した光を、光源装置４から出射するように、ピニオン１９ｂに接続されたモータを制御して、回転フィルタ１４の位置を移動させる。さらに、制御回路２００も、狭帯域波長による観察のための画像処理を行うように、ビデオプロセッサ７内の各種回路を制御する。【００３８】
図３に示すように、狭帯域モードでは、照明光発生部５１から、狭帯域波長の照明光が、内視鏡３の挿入部の先端部から出射され、粘膜層を透過して、粘膜下層及び固有筋層を走行する血管６１に照射される。ここで、照明光発生部５１は、光源装置４、回転フィルタ１４、ライトガイド１５等を含んで構成され、内視鏡挿入部の先端から照明光を出射する。回転フィルタ１４の回転により、波長５４０ｎｍ付近の狭帯域光、波長６００ｎｍ付近の狭帯域光及び波長６３０ｎｍ付近の狭帯域光が、交互に、光源装置４から出射されて、被写体に照射される。【００３９】
波長５４０ｎｍ付近の狭帯域光、波長６００ｎｍ付近の狭帯域光及び波長６３０ｎｍ付近の狭帯域光の反射光は、それぞれCCD２である反射光受光部５２により受光される。CCD２は、それぞれの反射光の撮像信号を出力し、アンプ２２等を介して、セレクタ１００へ供給される。セレクタ１００は、Ｔ．Ｇ３７からの所定のタイミングに応じて、各波長の画像（以下、波長画像という）を保持して、画像処理部１０１に供給する。ここでは、３つの波長画像（波長５４０ｎｍ付近の画像（以下、λ１画像という）、波長６００ｎｍ付近の画像（以下、λ２画像という）及び波長６３０ｎｍ付近の画像（以下、λ３画像という））が、画像処理部１０１に供給する。  
画像処理部１０１で処理された画像信号は、セレクタ１０２に出力され、その後γ補正等の処理がされて、観察モニタ５に、被写体像が表示される。【００４０】
（画像処理部の構成）
画像処理部１０１は、図３に示す帯域分解処理部１１１、強調処理部１１２及び色変換処理部１１３を有する。画像処理部１０１は、ここでは、３つの波長画像を入力して、帯域分解処理、強調処理及び色変換処理を施して各波長画像を出力する。  
（１）帯域分解処理（空間周波数分割処理）
帯域分解処理部１１１は、空間周波数分割処理により、各波長画像に対して、空間周波数分割処理を行う。図４は、複数の波長画像から複数の周波数帯域の画像を生成して、その生成された複数の周波数帯域の画像に対して、強調処理等をする処理を説明するための図である。【００４１】
帯域分解処理部１１１は、図４に示すように、λ１画像を、空間周波数解析により、例えば空間周波数分割処理により、N個（Ｎは、１以上の自然数）の空間周波数帯域の画像（以下、帯域画像という）に分割する。同様に、帯域分解処理部１１１は、λ２画像とλ３画像も、それぞれＮ個の帯域画像に分割する。すなわち、帯域分解処理部１１１は、ｍ個（ｍは、２以上の自然数）の波長画像のそれぞれについて、１又は２以上のＮ個の帯域画像を生成する。ここでは、ｍは３であり、λ1画像、λ２画像とλ３画像の３つの狭帯域画像から、３×N個の帯域画像が生成される。  
なお、Ｎが１の場合は、３つの帯域画像が生成される。このときは、波長画像をそのまま帯域画像として、次の強調処理が施されるようにしてもよい。【００４２】
従って、帯域分解処理部１１１は、医用画像に対して複数の波長帯域に分解処理を行い、又は医用画像の波長帯域毎に複数の空間周波数帯域に分解処理を行って、複数の帯域画像を生成する帯域分解処理手段あるいは空間周波数分割処理手段を構成する。【００４３】
N個の空間周波数帯域は、ここでは、空間周波数ｆｒ１、ｆｒ２、・・・、ｆｒNの帯域である。以下、λ１画像の空間周波数ｆｒ１の帯域画像をλ１（１）画像と、λ１画像の空間周波数ｆｒ２の帯域画像をλ１（２）画像と、いうように、λｍ画像の空間周波数ｆｒｋ（ｋは、１〜Ｎのいずれか）の帯域画像を、λｍ（ｋ）画像という。  
各帯域画像は、例えば、各波長画像に対して、各空間周波数ｆｒｋに対応するマスクを用いた空間周波数フィルタリング処理を行うことにより生成される。【００４４】
（２）強調処理
強調処理部１１２は、帯域分解処理部１１１において生成された複数の帯域画像の中から選択された１又は２以上の帯域画像に対して、強調処理を実行する。図４は、一点鎖線の枠で囲った帯域画像λ１（２）、λ２（２）及びλ３（２）が選択されて強調処理が行われることを示している。【００４５】
強調処理は、選択された各帯域画像を強調する処理であり、各帯域画像の各画素の画素値に、所定の強調係数を乗算する等の処理により行われる。ここでは、各画素値に対する強調係数を保持するテーブルＴＢＬ（図１参照）を用いて、そのテーブルデータに基づき、各帯域画像は強調される。【００４６】
図５は、強調処理を行う領域を含む特徴空間を説明するための図である。
なお、ここでは、３つの狭帯域光の波長軸により形成された特徴空間ＣＳの例を説明するが、特徴空間は、複数の狭帯域光の中から選択した、２つの波長軸の特徴空間、あるいは、後述する図１１に示すように４以上の波長軸の特徴空間でもよい。さらに、特徴空間は、狭帯域光の波長軸に空間周波数軸を加えた多軸の特徴空間、あるいは複数の空間周波数軸のみからなる特徴空間でもよい。【００４７】
図５において、点線で示す領域Ｒは、各波長λ１、λ２，λ３の３つの軸からなる特徴空間ＣＳにおける、所望の深さの血管画像の画素分布を示している。所望の深さの血管が、観察したい対象であり、生体粘膜の深さ方向に存在する対象物である。すなわち、図５に示す特徴空間ＣＳの領域Ｒ内に存在する画素値の画像が、ある所望の深さｄの血管の画像に対応する。そして、その血管を強調表示するための、領域Ｒ内に存在する画素に対する強調係数は、特徴空間ＣＳ内の位置によって異なっている。【００４８】
図５において、点ｉは、領域Ｒ内の、ある画素値データに対応する点を示し、点ｉの原点からのベクトルが、点ベクトルＩＶとして示されている。各強調係数αは、例えば、特徴空間ＣＳ内の領域Ｒに対応する基準ベクトルＲＶに対する点ベクトルＩＶのなす角度θに応じて異なるように、予め設定されている。領域Ｒの画素を強調するために、基準ベクトルＲＶとの成す角度θが大きいほど強調係数が小さくなるように、各強調係数αは、設定される。すなわち、特徴空間ＣＳ内の所定の分布データに対して基準ベクトルＲＶを設定し、特徴空間ＣＳ内の観察対象に対して角度変位量を算出することにより強調量が設定される。【００４９】
強調係数の設定は、制御回路２００により設定される。ここでは、制御回路２００は、図示しないプロセッサ７の操作パネルあるいはキーボード等への入力に基づいて、強調量である強調係数データを、画像処理部１０１のテーブルＴＢＬにテーブルデータとして格納することにより設定する。強調係数データは、ユーザにより決定される。【００５０】
よって、制御回路２００及び操作パネルは、特徴空間内における、所望の深さの観察対象が分布する領域に対して強調量を設定する強調量設定部を構成する。そして、その強調量設定部により設定された強調量に基づいて、選択された２以上の帯域画像に対して強調処理が行われる。【００５１】
なお、各波長λ１、λ２，λ３の３つの軸からなる特徴空間ＣＳ内の点の座標を極座標変換して、強調係数αを、極座標で規定するようにしてもよい。その場合、図５において、極座標は、天頂角θと、方位角φにより規定される。【００５２】
図６は、極座標を用いて設定された強調テーブルの例を示す図である。強調係数テーブルＴＢＬは、基準ベクトルＲＶに対する画素値の位置についての極座標に基づくテーブルである。テーブルＴＢＬは、極座標である、天頂角θと方位角φによって決まる強調量のデータを保持している。図６において、α（ｘ、ｙ）は、方位角φｘと天頂角θｙに対応する強調係数を示している。【００５３】
図４の場合、帯域画像λ１（２）、λ２（２）、λ３（２）が選択されて強調処理が施される。  
帯域画像λ１（２）、λ２（２）、λ３（２）の各画像フレーム内の各画素は、図５の特徴空間ＣＳ内のいずれかの位置にマッピングされる。例えば、特徴空間ＣＳ内にマッピングされたある画素に対応する点ｉのベクトルＩＶと、基準ベクトルＲＶとのなす角度θとした場合、各帯域画像の画素に対して、強調する角度範囲は、０≦θ≦±（π／２）であって特に領域Ｒ内の画素を含む範囲とし、その範囲以外及びθ≧±（π／２）の領域では強調しないように、強調係数αは設定される。すなわち、図５において、基準ベクトルＲＶに直交する平面をＲＰとすると、特徴空間内の平面ＲＰに対して基準ベクトルＲＶ側の画素に対しては、強調処理を行い、特徴空間内の平面ＲＰに対して基準ベクトルＲＶ側でない画素に対しては、強調処理を行わない。【００５４】
強調処理に用いられる画素に対する強調係数αは、例えば次の式により決定される。αｉは、特徴空間内の点ｉについての、強調係数を示す。  
αｉ＝（（（π／２）−θ）ｒ          ・・・式（１）
ここで、ｒは、任意の実数である。【００５５】
特徴空間ＣＳ内の領域Ｒ内の各点に対する強調係数αは、強調処理時に、点毎に式（１）から演算により求めて、点ｉに対応する画素の画素値に乗算等するようにしてもよいが、ここでは、上述したように、強調処理を高速に行うようにするために、強調係数αを特徴空間ＣＳ内の点毎に上記式（１）から予め算出して、画像処理部１０１内のメモリ内に強調係数テーブルＴＢＬとして格納しておき、画像処理部１０１の強調処理部１１２は、強調処理を行うときにその強調係数テーブルＴＢＬのデータを用いて画素値に乗算等を行う。【００５６】
ここで、強調係数テーブルＴＢＬの設定について説明する。  
図７は、強調係数テーブルの設定の処理のフローチャートである。ユーザは、組織表面の深さに応じて、特徴空間ＣＳの２以上の軸と、領域を設定すなわち選択する（Ｓ１）。図５の例では、λ１画像の波長５４０ｎｍの波長λ１と、λ２画像の波長６００ｎｍの波長λ２と、λ３画像の波長６３０ｎｍの波長λ３の軸と、３つの軸により形成される特徴空間ＣＳ内の領域Ｒが設定される。特徴空間ＣＳの軸の設定は、生体組織表面下の所望の深さｄの観察対象に応じて異なっている。【００５７】
よって、Ｓ１の処理は、帯域分解処理部１１１により複数に分解された波長帯域又は複数の空間周波数帯域について、被検体内の観察対象に応じて複数の帯域から任意の帯域を選択して特徴空間を形成する特徴空間形成手段を構成する。【００５８】
ユーザは、設定した領域についての強調係数を決定する（Ｓ２）。図５の例では、領域Ｒ内の各点における強調量が、上述した式（１）に基づき算出され、決定される。  
ユーザは、Ｓ２において算出されて決定された各強調係数を、強調係数テーブルＴＢＬに格納して設定する（Ｓ３）。【００５９】
以上の処理は、ユーザにより特徴空間と強調処理を行う領域が指定されると、ユーザは、パーソナルコンピュータなどを用いて、Ｓ１〜Ｓ３の処理を実行することにより、強調係数を決定して強調係数テーブルＴＢＬに設定することができる。  
以上のようにして、各画素についての強調量が、強調係数テーブルＴＢＬに設定される。【００６０】
設定された強調係数テーブルＴＢＬを用いて、図４の場合、所望の深さの血管等を強調するために選択された帯域画像λ１（２）、λ２（２）及びλ３（２）における、上記特徴空間ＣＳ内の領域Ｒの画素について、強調処理が施される。【００６１】
３つの波長画像（λ１画像、λ２画像、λ３画像）には、アーチファクトＡＦや背景粘膜ＢＭの画像も含まれるが、上述したように、所望の領域の画像のみを強調するので、アーチファクトＡＦや背景粘膜ＢＭの画像は、強調されない。図５には、アーチファクトＡＦの領域が示されている。例えば、アーチファクトＡＦは、組織を切開し剥離の際に生じた組織損傷部（黒色領域など）の領域である。【００６２】
すなわち、このようなアーチファクトＡＦや背景粘膜ＢＭ等の領域を除いて、領域Ｒのみを強調するように、領域Ｒに対応する強調係数テーブルＴＢＬが作成されることによって、帯域画像λ１（２）、λ２（２）及びλ３（２）が強調される。【００６３】
さらになお、図５の例では、領域Ｒのみを強調するように、強調係数テーブルＴＢＬが作成されているが、上記の特徴空間ＣＳ内の複数の領域を強調するように、複数の強調係数テーブルを作成してもよい。【００６４】
図８は、複数の領域を強調する場合を説明するための図である。図８では、２つの領域Ｒ１，Ｒ２が設定され、その２つの領域Ｒ１，Ｒ２について強調係数が設定される。図８では、２つの領域Ｒ１，Ｒ２のそれぞれに基準ベクトルＲＶ１，ＲＶ２が設定されている。それぞれの領域において、強調係数が決定されて、強調係数テーブルＴＢＬ１，ＴＢＬ２に予め設定される。【００６５】
図８に示すように、領域Ｒ１とＲ２のみが強調され、２つの基準ベクトルＲＶ１、ＲＶ２に対する角度が大きくなる画素値ほど、強調係数は小さくなるので、アーチファクトの画像の領域ＡＦや、背景粘膜の画像の領域ＢＭの強調は弱くなる。【００６６】
また、アーチファクトを複数設定して、領域Ｒの強調係数を設定するようにしてもよい。  図８に示すように、２つのアーチファクトＡＦ，ＡＦ１が設定され、そのようなアーチファクトを強調しないように強調係数が設定可能であることが示されている。図８で、アーチファクトＡＦ１は、例えば、インジゴカルミン等の色素の領域である。【００６７】
図５及び図８にした特徴空間ＣＳ及び領域Ｒ，Ｒ１，Ｒ２は、それぞれ粘膜下の所望の深さにおける血管等に応じて、異なる観察対象によって決定される。よって、ユーザは、粘膜下における任意の深さの血管等を強調することができるように、強調したい粘膜下の所望の深さにおける血管等に応じて、特徴空間及び領域に対応する強調係数テーブルを予め作成しておく。そのようにすれば、ユーザは、粘膜下における強調したい深さの血管等を指定すると、対応する強調テーブルが選択されて、所望の深さの血管等を強調する強調処理が行われるようにすることができる。  
そして、強調量は、特徴空間ＣＳ内において生体内における血管、背景粘膜、及びその他の対象を強調しないように、設定される。【００６８】
以上のように、強調処理部１１２は、帯域分解処理部１１１により生成された複数の帯域画像の中から選択された２以上の帯域画像の波長帯域又は空間周波数帯域を軸として形成された特徴空間内における被検体内の観察対象が分布する領域に対して設定された強調量に基づいて、選択された２以上の帯域画像に対して強調処理を行う強調処理手段を構成する。【００６９】
（３）色変換処理
色変換処理部１１３は、選択された帯域画像に対して強調処理が行われた後に、３×N個の帯域画像（強調処理の対象となった帯域画像も含む）に対して、色変換処理を施す処理である。色変換処理部１１３における色変換処理は、ここでは、色調を調整する処理であり、通常観察モードにおいて白色光下で表示される白色光観察画像の全体色調に類似する色調になるように、各帯域画像の色調を調整する。  
また、任意の対象を背景粘膜に対してコントラストを向上させるような色調整をしても良い。【００７０】
加えて、色変換処理部１１３における色変換処理は、例えば、色変換マトリックスを用いて行う。なお、色変換テーブルを用いて行ってもよい。【００７１】
また、色変換処理部１１３は、複数の色変換マトリクスを用いて、色変換を行うようにしてもよい。図９は、複数の色変換マトリクスを用いる例を説明するための図である。  
図９は、各波長画像を６つの周波数帯域に分割して、複数の色変換マトリクスを用いる例を示す図である。例えば、空間周波数ｆｒ１の帯域画像群（帯域画像λ１（１）、λ２（１）及びλ３（１））については、低い空間周波数のための色変換マトリクス１を用いて色調を変換し、空間周波数ｆｒ２とｆｒ３の帯域画像群（帯域画像λ１（２）、λ２（２）、・・λ３（３））については、中間の空間周波数のための色変換マトリクス２を用いて色調を変換し、その他の帯域画像群（帯域画像λ１（４）、λ２（４）、・・λ３（６））については、高い空間周波数のための色変換マトリクス３を用いて色調を変換するなど、複数の色変換マトリクスを用いてもよい。  
なお、色変換マトリクスは、例えば、３×３の正方行列であり、例えば、日本特許第３６０７８５７号公報などに開示されている。【００７２】
従って、各帯域画像は、強調処理された後に色変換処理がされ、あるいは強調処理がされないで、色変換処理がされる。その結果、色変換処理（及び強調処理と色変換処理）がされた、３×Ｎ個の帯域画像（以下、処理後帯域画像という）が生成される。【００７３】
図４では、色変換処理等がされたλ１（１）画像をλ１（１）′画像と、色変換されたλ１画像をλ１（２）′画像と、いうように、色変換処理がされたλｍ（ｋ）画像を、λｍ（ｋ）′画像として示している。【００７４】
そして、波長画像毎に、処理後帯域画像を積分して、３つの波長画像（以下、積分波長画像という）を生成する。波長５４０ｎｍ付近の画像であるλ１画像の積分波長画像（以下、λ１′画像という）、波長６００ｎｍ付近の画像であるλ２画像の積分波長画像（以下、λ２′画像という）、及び波長６３０ｎｍ付近の画像であるλ３画像の積分波長画像（以下、λ３′画像という）が、生成される。  
すなわち、画像処理部１０１は、３×Ｎ個の処理後帯域画像から、波長毎に加算、すなわち積分したλ１′画像、２′画像及びλ３′画像を生成する。【００７５】
３つの画像（λ１′画像、λ２′画像及びλ３′画像）は、セレクタ１０２等を介して観察モニタ５のRGBの各チャンネルに供給される。その結果、観察モニタ５の画面上には、所望の深さの血管等が強調された表示画像が表示される。【００７６】
図１０は、所望の深さの血管が強調されることを説明するための図である。図１０に示すように、生体組織表面下の深部の血管は、従来では、画像ＤＳ１のように不明瞭であったが、上述した内視鏡システムによれば、画像ＤＳ２のように、その血管が強調されて明瞭に表示される。【００７７】
なお、以上の例では、選択された帯域画像に対して強調処理をした後に、色変換処理をおこなっているが、全ての帯域画像に対して色変換処理をした後に、選択された帯域画像に対して強調処理をして、処理後帯域画像を生成するようにしてもよい。よって、色変換処理部１１３は、強調処理が行われる前の複数の帯域画像、あるいは強調処理手段により強調された選択された２以上の帯域画像を含む複数の帯域画像に対して、色調を調整するための色変換処理を行う色変換処理手段を構成する。【００７８】
以上のような画像処理を行うことにより、生体組織の表面下の所望の深さの画像化したい血管等を強調して画像化することができる画像処理装置及び内視鏡システムを提供することができる。【００７９】
以上は、３つの波長画像からＮ個の帯域画像を生成して、１つの対象を強調表示する例を説明したが、次のように特徴空間と領域を設定することによって、種々の所望の深さの対象を選択して強調表示することも可能である。【００８０】
図１１は、複数の波長画像から複数の周波数帯域の画像を生成して、その生成された複数の周波数帯域の画像に対して、複数の所望の深さの対象に対して強調処理等する処理を説明するための図である。【００８１】
図１１に示すように、帯域分解処理部１１１は、λ１画像を、空間周波数解析により、例えば空間周波数分割により、N個（Ｎは、１以上の自然数）の空間周波数帯域の画像（以下、帯域画像という）に分割する。同様に、帯域分解処理部１１１は、λ２画像からλＭ画像（Ｍは、２以上の自然数）を、それぞれＮ個の帯域画像に分割する。すなわち、帯域分解処理部１１１は、Ｍ個の波長の画像のそれぞれについて、Ｎ個の帯域画像を生成する。【００８２】
このように、Ｍ×Ｎ個の帯域画像の中から、強調表示させたい深さの３つの対象があるとする。例えば、粘膜の表面下の深部の血管、粘膜表層のピットパターン、及び粘膜表層の毛細血管を強調表示させたいとする。【００８３】
深部の血管は、一点鎖線で示す帯域画像λ２（２）〜λＭ（２）の画像群ＴＧ１に対して所定の強調係数を乗算する処理を行うことによって、強調表示することができ、粘膜表層のピットパターンは、一点鎖線で示す帯域画像λ３（Ｎ）〜λＭ（Ｎ）の画像群ＴＧ２に対して所定の強調係数を乗算する処理を行うことによって、強調表示することができ、粘膜表層の毛細血管は、一点鎖線で示す帯域画像λ１（Ｎ）とλ２（Ｎ）の画像群ＴＧ３に対して所定の強調係数を乗算する処理を行うことによって、強調表示することができるとする。【００８４】
ユーザは、対象毎の複数の帯域画像について特徴空間と、各特徴空間内の領域を設定し、さらに上述したように、各領域における強調係数テーブルを作成する。例えば、ユーザは、深部の血管を強調表示するための特徴空間を、画像群ＴＧ１で示す帯域画像λ２（２）〜λＭ（２）に対応する（Ｍ−１）軸の多次元空間とし、その多次元空間内における、深部の血管の領域を設定する。そして、その領域についての強調係数テーブルＴＢＬ１を作成する。【００８５】
同様に、ユーザは、粘膜表層のピットパターンを強調表示するための特徴空間を、画像群ＴＧ２で示す帯域画像λ３（Ｎ）〜λＭ（Ｎ）に対応する（Ｍ−２）軸の多次元空間とし、その多次元空間内における、粘膜表層のピットパターンの領域を設定する。そして、その領域についての強調係数テーブルＴＢＬ２を作成する。【００８６】
同様に、ユーザは、粘膜表層の毛細血管を強調表示するための特徴空間を、画像群ＴＧ３で示す帯域画像λ１（Ｎ）とλ２（Ｎ）に対応する２軸の２次元空間とし、その２次元空間内における、粘膜表層の毛細血管の領域を設定する。そして、その領域についての強調係数テーブルＴＢＬ３を作成する。【００８７】
以上のようにして、ユーザは、所望の対象についての特徴空間と帯域画像を予め設定し、対応する強調係数テーブルを、予め作成しておく。そして、３つの強調係数テーブルが、画像処理部１０１のメモリに格納される。尚、テーブルＴＢＬ１〜ＴＢＬ３をまとめて１つのテーブルにしても良い。【００８８】
ユーザは、強調表示させたい対象を選択して強調表示を指示すると、制御回路２００から、強調表示させたい対象に対応する強調係数テーブルの選択信号を含む選択信号ＳＳが画像処理部１０１に供給され、画像処理部１０１において、上述したような処理が実行されて、その強調させたい対象が、観察モニタ５の画面上に強調表示される。【００８９】
例えば、深部の血管の強調表示が指示されると、帯域分解処理部１１１において、λ１〜λＭ画像が、それぞれＮ個の帯域画像に分割される。強調処理部１１２は、強調係数テーブルＴＢＬ１を参照して、深部の血管の強調表示が指示に応じて選択された画像群ＴＧ１で示す帯域画像λ２（２）〜λＭ（２）に対して強調処理を実行する。色変換処理部１１３は、強調処理された帯域画像λ２（２）〜λＭ（２）を含めてＮ×Ｍ個の帯域画像に対して、色調を調整する色変換処理を実行し、波長毎に積分したλ１′画像、λ２′画像、・・・、λＭ′画像を出力する。【００９０】
また、粘膜表層のピットパターンの強調表示が指示されると、帯域分解処理部１１１において、λ１〜λＭ画像が、それぞれＮ個の帯域画像に分割される。強調処理部１１２は、強調係数テーブルＴＢＬ２を参照して、粘膜表層のピットパターンの強調表示が指示に応じて選択された画像群ＴＧ２で示す帯域画像λ３（Ｎ）〜λＭ（Ｎ）に対して強調処理を実行する。色変換処理部１１３は、強調処理された帯域画像λ３（Ｎ）〜λＭ（Ｎ）を含めてＮ×Ｍ個の帯域画像に対して、色調を調整する色変換処理を実行し、波長毎に積分したλ１′画像、λ２′画像、・・・、λＭ′画像を出力する。【００９１】
さらにまた、粘膜表層の毛細血管の強調表示が指示されると、帯域分解処理部１１１において、λ１〜λＭ画像が、それぞれＮ個の帯域画像に分割される。強調処理部１１２は、強調係数テーブルＴＢＬ３を参照して、粘膜表層の毛細血管の強調表示が指示に応じて選択された画像群ＴＧ３で示す帯域画像λ１（Ｎ）とλ２（Ｎ）に対して強調処理を実行する。色変換処理部１１３は、強調処理された帯域画像λ１（Ｎ）とλ２（Ｎ）を含めてＮ×Ｍ個の帯域画像に対して、色調を調整する色変換処理を実行し、波長毎に積分したλ１′画像、λ２′画像、・・・、λＭ′画像を出力する。尚、深部血管ピットパターン、表層血管すべてを強調したい場合は、テーブルＴＢＬ１〜ＴＢＬ３の全てを利用することができる。【００９２】
以上のように、複数の波長画像のそれぞれを複数の帯域画像に分解して、所望の対象に応じて、特徴空間を設定し、かつ対象の領域を設定し、各領域についての強調係数を設定しておく。そして、所望の対象を指定あるいは選択することによって、その対象だけを強調して観察モニタ５上に表示させることができる。【００９３】
そして、生体組織の表面下で画像化したいものには、粘膜の表層近くにある病変近傍の血管、粘膜の深い位置にある比較的太い血管、粘膜下腫瘍、など、種々の深さの血管、病変部等、生体組織表面下の種々の深さの位置におけるこのような対象などを、他の深さの血管等よりも強調して画像化することはでき、さらには、拡大内視鏡を組み合わせた観察により腺開口部のコントラスト向上も図ることができる。結果として、術者による手術時間の短縮にも繋がる。【００９４】
次に、本実施の形態の変形例について説明する。  
（変形例１）
上述した実施の形態では、複数の狭帯域光の反射光を得るために、複数の狭帯域光を出射する光源装置を用いているが、白色光を被写体に照射し、その反射光から分光推定処理により、複数の波長画像を得るようにしてもよい。例えば、図４の例では、λ１画像、λ２画像及びλ３画像は、分光推定処理により生成するようにしてもよい。【００９５】
（変形例２）
上述した実施の形態では、光源装置が複数の狭帯域光を順番に出射しているが、光源装置が白色光の光源ランプからの光を所定の干渉フィルタを介して、所定の複数の狭帯域光を出射するようにして、複数の狭帯域光を被検体に同時に照明し、被写体からの反射光を撮像素子の受光面に設けたカラーフィルタを介して同時に撮像して、撮像素子の出力において複数の波長画像を得るようにしてもよい。【００９６】
（変形例３）
上述した実施の形態では、図５に示すように、３軸の特徴空間内における領域Ｒと基準ベクトルＲＶの設定をして、その特徴空間内において強調係数を設定しているが、３次元の特徴空間を、例えば２次元の特徴空間に射影して、その２次元の特徴空間において領域と基準ベクトルを設定するようにしてもよい。【００９７】
図１２と図１３は、図５における３軸を２軸に射影して２つの特徴空間を形成した場合を説明するための図である。図１２は、領域Ｒと基準ベクトルＲＶを、波長λ１とλ２を軸とする特徴空間に設定した場合を示す図である。図１３は、領域Ｒと基準ベクトルＲＶを、波長λ２とλ３を軸とする特徴空間に設定した場合を示す図である。【００９８】
３次元の特徴空間を、２つの特徴空間に射影して２つの特徴空間に分割し、分割された２つの特徴空間のそれぞれにおいて基準ベクトルが設定される。そして、設定された基準ベクトルに対して強調係数を設定し、特徴空間ＣＳａ内の任意の点ｉについてのベクトルＩＶａと基準ベクトルＲＶａとの成す角度θａで、特徴空間ＣＳｂ内の同じ点ｉについてのベクトルＩＶｂと基準ベクトルＲＶｂとの成す角度θｂとしたときに、強調係数αｉを次の式（２）で設定するようにしてもよい。【００９９】
αｉ＝（（（π／２）−θａ）（（π／２）−θｂ））ｒ          ・・・式（２）
（変形例４）
上述した実施の形態では、複数の波長あるいは周波数帯域の軸の空間内で領域Ｒを設定し、基準ベクトルＲＶに対する強調量が設定されているが、その空間を別な空間に射影して、射影された空間で、強調係数を設定するようにしてもよい。【０１００】
図１４は、ある波長λ１，λ２の２軸の２次元の特徴空間ＣＳｃにおける領域Ｒと、アーチファクトＡＦを示す図である。図１５は、図１４の特徴空間ＣＳｃを、別の特徴空間ＣＳｄに射影したときの領域ＲとアーチファクトＡＦを示す図である。【０１０１】
図１４では、領域ＲとアーチファクトＡＦは重なりあって、強調係数が設定しづらいが、図１５において、基準ベクトルＲＶに直交する軸ＣＡ１と、基準ベクトルＲＶに平行な軸ＣＡ２とにより形成された空間に射影した特徴空間ＣＳｄでは、観察対象の領域Ｒの分布とアーチファクトＡＦの分布とは互いに異なった領域に分布し、強調係数が設定し易い。  
よって、波長軸の空間、あるいは帯域周波数軸の空間とは異なる特徴空間に射影した特徴空間において、強調量を設定するようにしてもよい。【０１０２】
以上説明したように、上述した実施の形態及び各変形例によれば、生体組織の表面下の所望の深さの画像化したい血管等を強調して画像化することができる画像処理装置及び内視鏡システムを提供することができる。結果として、治療時間の短縮にも繋がる。  
さらに、白色光観察では、視認困難な粘膜下腫瘍、の発見率の向上にも繋がるものである。【０１０３】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。【０１０４】
本出願は、２０１１年９月２０日に日本国に出願された特願２０１１−２０４９５３号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲に引用されるものとする。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成25年2月14日(2013.2.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の一態様の画像処理装置は、被検体内で撮像された医用画像を入力する画像入力部と、前記医用画像に対して複数の波長帯域画像のそれぞれについて複数の空間周波数帯域画像に分解処理を行って複数の帯域画像を生成する帯域分解処理部と、前記帯域分解処理部により生成された前記複数の帯域画像の中から前記被検体内の観察対象に応じて選択された２以上の帯域画像の波長帯域又は空間周波数帯域を軸として形成された空間もしくはその空間が射影された他の空間である特徴空間内における前記被検体内の観察対象が分布する領域に対して強調量を設定する強調量設定部と、前記強調量設定部により設定された強調量に基づいて、前記選択された２以上の帯域画像に対して強調処理を行う強調処理部と、前記強調処理部により強調された前記選択された２以上の帯域画像を含む前記複数の帯域画像に対して、色調を調整するための色変換処理を行う色変換処理部と、前記色変換処理部により色変換処理がされた複数の帯域画像を波長画像毎に積分して画像を生成する画像生成部と、を備える。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の一態様の内視鏡システムは、被検体に対して複数の波長帯域を有する光を照射する照明部と、前記照明部により前記被検体に照射された光の戻り光を撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された信号に対して複数の空間周波数帯域に分解処理を行って複数の帯域画像を生成する帯域分解処理部と、前記帯域分解処理部により生成された前記複数の帯域画像の中から選択された２以上の帯域画像の波長帯域又は空間周波数帯域を軸として形成された空間もしくはその空間が射影された他の空間である特徴空間内における前記被検体内の生体粘膜の深さ方向に存在する血管が分布する領域に対して強調量を設定する強調量設定部と、前記強調量設定部により設定された強調量に基づいて、前記選択された２以上の帯域画像に対して強調処理を行う強調処理部と、前記強調処理部により強調された前記選択された２以上の帯域画像を含む前記複数の帯域画像に対して、色調を調整するための色変換処理を行う色変換処理部と、前記色変換処理部により色変換処理がされた複数の帯域画像を波長画像毎に積分して画像を生成する画像生成部と、前記画像生成部から出力された積分画像を表示信号として出力する表示信号出力部と、前記表示信号出力部からの前記表示信号に基づいて表示を行う表示部と、を備える。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内で撮像された医用画像を入力する画像入力部と、
前記医用画像に対して複数の波長帯域画像のそれぞれについて複数の空間周波数帯域画像に分解処理を行って複数の帯域画像を生成する帯域分解処理部と、
前記帯域分解処理部により生成された前記複数の帯域画像の中から前記被検体内の観察対象に応じて選択された２以上の帯域画像の波長帯域又は空間周波数帯域を軸として形成された空間もしくはその空間が射影された他の空間である特徴空間内における前記被検体内の観察対象が分布する領域に対して強調量を設定する強調量設定部と、
前記強調量設定部により設定された強調量に基づいて、前記選択された２以上の帯域画像に対して強調処理を行う強調処理部と、
前記強調処理部により強調された前記選択された２以上の帯域画像を含む前記複数の帯域画像に対して、色調を調整するための色変換処理を行う色変換処理部と、
前記色変換処理部により色変換処理がされた複数の帯域画像を波長画像毎に積分して画像を生成する画像生成部と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記観察対象は、粘膜表面下の深部の血管、粘膜表層のピットパターンまたは粘膜表層の毛細血管であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記強調量設定部は、前記強調量をテーブルにテーブルデータとして格納することにより設定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記テーブルデータは、各帯域画像の各画素の画素値に対する強調係数であることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記強調量設定部は、前記観察対象が分布する領域を複数設定し、
前記テーブルは、設定された領域毎に設けられることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記領域毎に設けられた前記テーブルは、選択可能であることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記医用画像は、分光推定処理により生成された画像であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記強調量設定部は、前記特徴空間内における前記被検体内の生体粘膜の深さ方向に存在する血管が分布する領域に対して１又は２以上の基準ベクトル及び前記特徴空間内の原点から前記血管が分布する領域内の所定の画素値データへの点ベクトルを設定し、前記基準ベクトルと前記点ベクトルの成す角度から算出される角度変位量に基づいて強調量を設定することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記強調処理部は、前記特徴空間内において前記基準ベクトルに直交する平面に対して前記基準ベクトル側の画素に対してのみ強調処理を行うことを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記強調量設定部は、前記特徴空間内において生体内における血管、背景粘膜、及びその他の対象を強調しないように、前記強調量を設定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記帯域分解処理部における前記分解処理は、空間周波数フィルタリング処理であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
被検体に対して複数の波長帯域を有する光を照射する照明部と、
前記照明部により前記被検体に照射された光の戻り光を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された信号に対して複数の空間周波数帯域に分解処理を行って複数の帯域画像を生成する帯域分解処理部と、
前記帯域分解処理部により生成された前記複数の帯域画像の中から選択された２以上の帯域画像の波長帯域又は空間周波数帯域を軸として形成された空間もしくはその空間が射影された他の空間である特徴空間内における前記被検体内の生体粘膜の深さ方向に存在する血管が分布する領域に対して強調量を設定する強調量設定部と、
前記強調量設定部により設定された強調量に基づいて、前記選択された２以上の帯域画像に対して強調処理を行う強調処理部と、
前記強調処理部により強調された前記選択された２以上の帯域画像を含む前記複数の帯域画像に対して、色調を調整するための色変換処理を行う色変換処理部と、
前記色変換処理部により色変換処理がされた複数の帯域画像を波長画像毎に積分して画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部から出力された積分画像を表示信号として出力する表示信号出力部と、
前記表示信号出力部からの前記表示信号に基づいて表示を行う表示部と、
を備えたことを特徴とする内視鏡システム。
【請求項１３】
前記照明部は、前記複数の波長帯域を有する光を時系列的に又は同時に照射することを特徴とする請求項１２に記載の内視鏡システム。
【請求項１４】
前記医用画像は、分光推定処理により生成された画像であることを特徴とする請求項１２に記載の内視鏡システム。
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月16日(2013.7.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の一態様の内視鏡システムは、被検体に対して複数の波長帯域を有する光を照射する照明部と、前記照明部により前記被検体に照射された光の戻り光を撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された信号から複数の波長帯域画像が生成されるとともに、当該複数の波長帯域画像の各々に対して複数の空間周波数帯域に分解処理を行って複数の帯域画像を生成する帯域分解処理部と、前記帯域分解処理部により生成された前記複数の帯域画像の中から選択された２以上の帯域画像の波長帯域又は空間周波数帯域を軸として形成された空間もしくはその空間が射影された他の空間である特徴空間内における前記被検体内の生体粘膜の深さ方向に存在する血管が分布する領域に対して強調量を設定する強調量設定部と、前記強調量設定部により設定された強調量に基づいて、前記選択された２以上の帯域画像に対して強調処理を行う強調処理部と、前記強調処理部により強調された前記選択された２以上の帯域画像を含む前記複数の帯域画像に対して、色調を調整するための色変換処理を行う色変換処理部と、前記色変換処理部により色変換処理がされた複数の帯域画像を波長画像毎に積分して画像を生成する画像生成部と、前記画像生成部から出力された積分画像を表示信号として出力する表示信号出力部と、前記表示信号出力部からの前記表示信号に基づいて表示を行う表示部と、を備えたことを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内で撮像された医用画像を入力する画像入力部と、
前記医用画像に対して複数の波長帯域画像のそれぞれについて複数の空間周波数帯域画像に分解処理を行って複数の帯域画像を生成する帯域分解処理部と、
前記帯域分解処理部により生成された前記複数の帯域画像の中から前記被検体内の観察対象に応じて選択された２以上の帯域画像の波長帯域又は空間周波数帯域を軸として形成された空間もしくはその空間が射影された他の空間である特徴空間内における前記被検体内の観察対象が分布する領域に対して強調量を設定する強調量設定部と、
前記強調量設定部により設定された強調量に基づいて、前記選択された２以上の帯域画像に対して強調処理を行う強調処理部と、
前記強調処理部により強調された前記選択された２以上の帯域画像を含む前記複数の帯域画像に対して、色調を調整するための色変換処理を行う色変換処理部と、
前記色変換処理部により色変換処理がされた複数の帯域画像を波長画像毎に積分して画像を生成する画像生成部と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記観察対象は、粘膜表面下の深部の血管、粘膜表層のピットパターンまたは粘膜表層の毛細血管であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記強調量設定部は、前記強調量をテーブルにテーブルデータとして格納することにより設定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記テーブルデータは、各帯域画像の各画素の画素値に対する強調係数であることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記強調量設定部は、前記観察対象が分布する領域を複数設定し、
前記テーブルは、設定された領域毎に設けられることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記領域毎に設けられた前記テーブルは、選択可能であることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記医用画像は、分光推定処理により生成された画像であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記強調量設定部は、前記特徴空間内における前記被検体内の生体粘膜の深さ方向に存在する血管が分布する領域に対して１又は２以上の基準ベクトル及び前記特徴空間内の原点から前記血管が分布する領域内の所定の画素値データへの点ベクトルを設定し、前記基準ベクトルと前記点ベクトルの成す角度から算出される角度変位量に基づいて強調量を設定することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記強調処理部は、前記特徴空間内において前記基準ベクトルに直交するとともに前記特徴空間内の原点を含む平面を基準として、前記基準ベクトル側の画素に対してのみ強調処理を行うことを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記強調量設定部は、前記特徴空間内において生体内における血管、背景粘膜、及びその他の対象を強調しないように、前記強調量を設定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記帯域分解処理部における前記分解処理は、空間周波数フィルタリング処理であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
被検体に対して複数の波長帯域を有する光を照射する照明部と、
前記照明部により前記被検体に照射された光の戻り光を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された信号から複数の波長帯域画像が生成されるとともに、当該複数の波長帯域画像の各々に対して複数の空間周波数帯域に分解処理を行って複数の帯域画像を生成する帯域分解処理部と、
前記帯域分解処理部により生成された前記複数の帯域画像の中から選択された２以上の帯域画像の波長帯域又は空間周波数帯域を軸として形成された空間もしくはその空間が射影された他の空間である特徴空間内における前記被検体内の生体粘膜の深さ方向に存在する血管が分布する領域に対して強調量を設定する強調量設定部と、
前記強調量設定部により設定された強調量に基づいて、前記選択された２以上の帯域画像に対して強調処理を行う強調処理部と、
前記強調処理部により強調された前記選択された２以上の帯域画像を含む前記複数の帯域画像に対して、色調を調整するための色変換処理を行う色変換処理部と、
前記色変換処理部により色変換処理がされた複数の帯域画像を波長画像毎に積分して画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部から出力された積分画像を表示信号として出力する表示信号出力部と、
前記表示信号出力部からの前記表示信号に基づいて表示を行う表示部と、
を備えたことを特徴とする内視鏡システム。
【請求項１３】
前記照明部は、前記複数の波長帯域を有する光を時系列的に又は同時に照射することを特徴とする請求項１２に記載の内視鏡システム。
【請求項１４】
前記帯域分解処理部は、前記撮像された信号から分光推定処理された複数の波長帯域画像に対して分解処理を行うことを特徴とする請求項１２に記載の内視鏡システム。
【国際調査報告】
2013042395.tif 000018
2013042395.tif 000019
2013042395.tif 000020
2013042395.tif 000021