(57)【要約】【課題】狭帯域の波長域を構成要素とする場合の輝度の低下をなくし、またノイズ成分の増加を抑制し、更には特定された微細構造を抽出できるようにする。【解決手段】分光画像形成のためのマトリクスデータを記憶するメモリと、このマトリクスデータを用いてＲＧＢ信号に対しマトリクス演算を行い、選択された３つの波長域のλ１，λ２，λ３信号から分光画像を形成する分光画像形成回路２８を設け、この分光画像形成回路２８では、増幅回路４６により通常のカラー画像信号を形成するときのゲインよりも高いゲインで上記λ１，λ２，λ３信号を増幅し、これによって良好な明るさの分光画像を得る。また、ノイズ除去回路２７を設け、上記増幅によるノイズの増加を抑制し、更には逆ガンマ処理回路４２を設け、上記マトリクス演算を行う前にＤＳＰで行ったガンマ補正を元に戻すようにする。【選択図】図１
2006239203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡に搭載された撮像素子で被観察体のカラー画像信号を形成する内視鏡装置において、
上記カラー画像信号に基づいて分光画像を形成するためのマトリクスデータを記憶する記憶部と、
この記憶部のマトリクスデータを用いて上記カラー画像信号に基づくマトリクス演算を行い、任意に選択された波長域の分光画像を形成する分光画像形成回路と、
この分光画像形成回路によって分光画像を形成するとき、通常表示のためのカラー画像信号を形成するときのゲインよりも高いゲインで選択された波長域の分光画像信号を増幅する増幅回路と、を設けたことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
上記増幅回路は、選択された複数の波長域の分光画像信号のそれぞれを異なるゲインで増幅するようにしたことを特徴とする上記請求項１記載の内視鏡装置。
【請求項３】
上記カラー画像信号又は分光画像信号のノイズを除去するノイズ除去回路を設け、このノイズ除去回路では、分光画像の形成時に、通常表示のためのカラー画像信号のノイズ処理よりもノイズ除去率を高めたノイズ処理を実行することを特徴とする請求項１又は２記載の内視鏡装置。
【請求項４】
上記ノイズ除去回路は、分光画像形成時に、上記増幅回路のゲインのアップダウンに応じてノイズ除去率をアップダウンさせるようにしたことを特徴とする請求項３記載の内視鏡装置。
【請求項５】
上記分光画像形成回路は、前段の信号処理回路におけるガンマ補正を解除して得られたカラー画像信号又は逆ガンマ補正処理回路を介して得られたカラー画像信号を入力し、ガンマ補正が施されていないカラー画像信号に基づいて分光画像を形成し、後にガンマ補正を施すようにしたことを特徴とする請求項１乃至３記載の内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内視鏡装置、特に医療分野で用いられ、任意に選択された波長域の画像情報からなる分光画像（映像）を形成し表示するための構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、固体撮像素子を用いた電子内視鏡装置では、消化器官（胃粘膜等）における分光反射率の推定に基づき、狭帯域バンドパスフィルタを組み合わせた分光イメージング、即ち狭帯域フィルタ内蔵電子内視鏡装置（Ｎａｒｒｏｗ  Ｂａｎｄ  Ｉｍａｇｉｎｇ−ＮＢＩ）が注目されている。この装置は、面順次式のＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の回転フィルタの代わりに、３つの狭（波長）帯域のバンドパスフィルタを設け、これら狭帯域バンドパスフィルタを介して照明光を順次出力し、これらの照明光で得られた３つの信号に対しそれぞれの重み付けを変えながらＲ，Ｇ，Ｂ（ＲＧＢ）信号の場合と同様の処理を行うことにより、分光画像を形成するものである。このような分光画像によれば、胃、大腸等の消化器において、従来では得られなかった微細構造等が抽出される。
【０００３】
一方、上記の狭帯域バンドパスフィルタを用いる面順次式のものではなく、特開２００３−９３３３６号公報に示されるように、固体撮像素子に微小モザイクの色フィルタを配置する同時式において、白色光で得られた画像信号を基に、演算処理にて分光画像を形成することが提案されている。これは、ＲＧＢのそれぞれのカラー感度特性を数値データ化したものと、特定の狭帯域バンドパスの分光特性を数値データ化したものとの関係をマトリクスデータ（係数セット）として求め、このマトリクスデータとＲＧＢ信号との演算により狭帯域バンドパスフィルタを介して得られる分光画像信号を疑似的に得るものである。このような演算によって分光画像を形成する場合は、所望の波長域に対応した複数のフィルタを用意する必要がなく、またこれらの交換配置が不要となるので、装置の大型化が避けられ、低コスト化を図ることができる。
【特許文献１】特開２００３−９３３３６号公報
【非特許文献１】財団法人  東京大学出版会発行、著者  三宅洋一のディジタルカラー画像の解析・評価（Ｐ１４８〜Ｐ１５３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記内視鏡装置における分光画像の形成では、分光画像を構成する各信号の波長域が狭帯域となることから、上記ＲＧＢの信号で形成される通常の画像と比較すると、画像の輝度が低下するという問題がある。図５には、固体撮像素子である原色型ＣＣＤのＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の色フィルタの分光感度特性と本発明において分光画像を形成する各波長域の一例が示されており、この図５に示されるように、分光画像は例えば５００ｎｍを中心とする狭帯域の波長域λ１、６２０ｎｍを中心とする狭帯域の波長域λ２、６５０ｎｍを中心とする狭帯域の波長域λ３の信号から構成される。これらλ１，λ２，λ３の波長域は、ＲＧＢの波長域と比較すると小さくなっており、狭帯域となる分、λ１，λ２，λ３の波長域での全信号成分はＲＧＢの波長域での全信号成分に比べて著しく小さくなり、輝度成分が不足する。
【０００５】
また、一般の画像形成においては、ＣＣＤからの出力信号を増幅することによりノイズ成分も増加することから、画像信号のノイズ成分の除去が行われているが、分光画像の形成においても、各波長域の信号の増幅の際には、ノイズ成分が増加しないための配慮が必要である。
【０００６】
更に、現在注目されている分光画像においては、従来では得られなかった微細構造等の描出が可能となるが、特定された微細構造を他の組織と顕著に区別される形で表示することができれば、診断等に役立つ有益な被観察体情報を提供することができる。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、狭帯域の波長域を構成要素とすることによる輝度の低下をなくし、またノイズ成分の増加を抑制することができ、更には特定された微細構造を抽出した有益な被観察体情報を得ることが可能となる内視鏡装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、内視鏡（先端部）に搭載された撮像素子で被観察体のカラー画像信号を形成する内視鏡装置において、上記カラー画像信号に基づいて分光画像を形成するためのマトリクスデータ（係数データ）を記憶する記憶部と、この記憶部のマトリクスデータを用いて上記カラー画像信号に基づくマトリクス演算を行い、任意に選択された波長域の分光画像を形成する分光画像形成回路と、この分光画像形成回路によって分光画像を形成するとき、通常表示のためのカラー画像信号を形成するときのゲイン（増幅率）よりも高いゲインで選択された波長域の分光画像信号を増幅する増幅回路と、を設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、上記増幅回路は、選択された複数の波長域の分光画像信号のそれぞれを異なるゲインで増幅するようにしたことを特徴とする。
請求項３の発明は、上記カラー画像信号又は分光画像信号のノイズを除去するノイズ除去回路を設け、このノイズ除去回路では、分光画像の形成時に、通常表示のためのカラー画像信号を形成するときのノイズ処理よりもノイズ除去率を高めたノイズ処理を実行することを特徴とする。
請求項４の発明は、上記ノイズ除去回路は、分光画像形成時に、上記増幅回路のゲインのアップダウンに応じてノイズ除去率をアップダウンさせるようにしたことを特徴とする。
請求項５の発明は、上記分光画像形成回路は、前段の信号処理回路におけるガンマ補正を解除して得られたカラー画像信号又は逆ガンマ補正処理回路を介して得られたカラー画像信号を入力し、ガンマ補正が施されていないカラー画像信号に基づいて分光画像を形成し、後にガンマ補正を施すようにしたことを特徴とする。
【００１０】
上記の構成によれば、ＲＧＢ信号から波長狭帯域（成分）のλ１，λ２，λ３信号を求めるためのマトリクスデータ（係数セット）がプロセッサ装置側の演算用メモリに記憶されており、操作者によって分光画像形成のための３つの波長域が選択（１つの波長域の選択でもよい）されると、この３つの波長域に該当するマトリクスデータが上記メモリから読み出され、このマトリクスデータとＤＳＰ等から出力されたＲＧＢ信号からλ１，λ２，λ３信号が形成される。その後、これらのλ１，λ２，λ３信号は、増幅回路によって所定のゲインで増幅され、通常の画像を形成する場合と同等の明るさまで輝度が上げられる。このようにして、選択された３つの波長域の組合せの分光画像が良好な明るさでモニタへ表示される。
【００１１】
上記請求項２の構成によれば、特定の微細構造である例えば血管を抽出できる波長域λ１，λ２，λ３を選択し、この中のλ３（例えば赤色域）信号のゲインをλ１，λ２信号のゲインの１．２倍として増幅することにより、特定の血管構造が浮き出る状態の画像を形成表示することができる。
また、上述のようにλ１，λ２，λ３信号を増幅する場合は、ノイズ成分も増幅されることになり、画質の低下が生じる。そこで、上記請求項３の構成では、ノイズ除去回路によって通常表示のためのカラー画像信号を形成するときのノイズ処理よりもノイズ除去率を高めたノイズ処理を実行しており、例えばノイズ処理の比較（平均化）フレーム画像数を増やすことでノイズ除去率（効果）を高めることができる。
【００１２】
更に、内視鏡装置でのカラー画像信号の形成では、表示器へ入力する画像信号と表示器での画像輝度が比例関係となるようにガンマ補正が行なわれるが、このガンマ補正では、基の画像信号が歪められることになり、上記分光画像を形成するための画像信号としては相応しくない。そこで、請求項４の構成では、前段のＤＳＰ等のガンマ補正処理を解除し、又は逆ガンマ補正処理回路を用いてガンマ補正を元に戻すことにより、ガンマ補正が施されていないカラー画像信号に基づいて分光画像が形成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の内視鏡装置によれば、狭帯域の波長域を構成要素とすることによる輝度の低下が解消され、良好な明るさの分光画像を形成し、表示することができる。また、増幅によるノイズ成分の増加を抑制することができ、分光画像の画質を良好に維持することが可能となる。更には、血管や特定色の組織等、特定された微細構造を抽出することができ、診断等に役立つ有益な被観察体情報を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１及び図２には、実施例に係る電子内視鏡装置の構成が示されており、この電子内視鏡装置は、図２に示されるように、スコープ（電子内視鏡）１０をプロセッサ装置１２に対し着脱自在に接続する構成とされ、このプロセッサ装置１２に光源１４が配置される。なお、この光源１４は別体となる光源装置に配置されている場合もある。上記スコープ１０には、その先端部に固体撮像素子であるＣＣＤ１５が設けられ、このＣＣＤ１５としては、例えば撮像面にＭｇ（マジェンタ），Ｙｅ（イエロー），Ｃｙ（シアン），Ｇ（グリーン）の色フィルタを有する補色型或いはＲＧＢの色フィルタを有する原色型が用いられる。
【００１５】
このＣＣＤ１５には、同期信号に基づいて駆動パルスを形成するＣＣＤ駆動回路１６が設けられると共に、このＣＣＤ１５から入力された画像（映像）信号をサンプリングしかつ増幅するＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）回路１７、Ａ／Ｄ変換器１８が設けられる。また、スコープ１０内の各種回路を制御しかつプロセッサ装置１２との間の通信制御を行うマイコン２０が配置される。更に、このスコープ１０には、その先端に照明窓２３が設けられ、この照明窓２３はライトガイド２４によって上記光源１４へ接続される。
【００１６】
一方、プロセッサ装置１２には、デジタル変換された画像信号に対し各種の画像処理を施すＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）２５が設けられており、このＤＳＰ２５では、上記ＣＣＤ１５の出力信号から輝度（Ｙ）信号と色差［Ｃ（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）］信号で構成されるＹ／Ｃ信号が形成・出力される。実施例では、通常の画像（動画及び静止画）と分光画像（動画及び静止画）を選択的に形成・表示することができ、上記ＤＳＰ２５には、切換え器２６ａを介して、このＤＳＰ２５から入力された画像信号のノイズを除去するノイズ除去（ノイズリダクション）回路２７が設けられており、また通常の画像を形成するか、分光画像を形成するかの切換えを行う切換え器２６ｂを介して（一方の端子に）分光画像形成回路２８が接続される。上記切換え器２６ｂの他方の端子には、鏡像を反転させる鏡像処理回路２９、表示器画面の画像周囲を覆うマスクを発生させるマスク発生回路３０、動作条件、患者情報等を示すキャラクタを発生させるキャラクタ発生回路３１、Ｄ／Ａ変換器３２等が配置される。
【００１７】
また、プロセッサ装置１２内の各回路を制御し、メモリ３６からマトリクス（係数）データを読み出して上記分光画像形成回路２８に与えるマイコン３５が設けられており、上記メモリ３６には、ＲＧＢ信号に基づいて分光画像を形成するためのマトリクスデータ（テーブル）が記憶される。
【００１８】
図１には、上記分光画像形成回路２８内の詳細な回路が示されており、この分光画像形成回路２８には、逆ガンマ（γ）補正（図４）をする逆ガンマ処理回路、輝度（Ｙ）／色差（Ｃ）信号をＲＧＢ信号に変換する第１色変換回路４３、ＲＧＢ信号に対し分光画像のためのマトリクス演算を行う色空間変換処理回路４４が設けられ、この色空間変換処理回路４４は、選択された波長域λ１，λ２，λ３の分光画像信号を出力する。
【００１９】
この色空間変換処理回路４４のマトリクス演算に用いられ、上記メモリ３６に格納されているマトリクスデータは次の表１のようなものとなる。
【表１】
2006239203.tif 000003
【００２０】
上記表１のマトリクスデータは、例えば４００ｎｍから７００ｎｍの波長域を５ｎｍ間隔で分けた６１の波長域パラメータ（係数セット）ｐ１〜ｐ６１からなり、このパラメータｐ１〜ｐ６１は、マトリクス演算のための係数ｋｐｒ，ｋｐｇ，ｋｐｂ（ｐはｐ１〜ｐ６１に該当する）から構成される。
【００２１】
そして、上記色空間変換処理回路４４では、上記係数ｋｐｒ，ｋｐｇ，ｋｐｂと第１色変換回路４３から出力されたＲＧＢ信号とにより次の数式１のマトリクス演算が行われる。
【数１】
2006239203.tif 000004
即ち、λ１，λ２，λ３として、例えば表１のパラメータｐ２１（中心波長５００ｎｍ），ｐ４５（中心波長６２０ｎｍ），ｐ５１（中心波長６５０ｎｍ）を選択した場合は、係数（ｋｐｒ，ｋｐｇ，ｋｐｂ）として、ｐ２１の（-0.00119，0.002346，0.0016）、ｐ４５の（0.004022，0.000068，‐0.00097）、ｐ５１の（0.005152，-0.00192，0.000088）を代入すればよいことになる。
【００２２】
そして、上記色空間変換処理回路４４には、１つの波長域（狭帯域）の分光画像（単色モード）と３つの波長域からなる分光画像（３色モード）とのいずれかを選択するモードセレクタ４５（このモードセレクタでは２色を選択する２色モードを設けてもよい）が設けられ、このモードセレクタ４５の後段に、増幅回路（自動利得制御回路等でもよい）４６が接続される。この増幅回路４６は、分光画像を形成するためのλ１，λ２，λ３信号にそれぞれのゲイン値ｅ１，ｅ２，ｅ３を与えており、ｅ１×λ１、ｅ２×λ２、ｅ３×λ３の増幅信号を出力する。なお、単色モードが選択されている場合は、上記λ１，λ２，λ３信号の何れかについて増幅処理が行われる。
【００２３】
上記増幅回路４６には、ゲイン値ｅ１，ｅ２，ｅ３で増幅したλ１，λ２，λ３の信号を、従来のＲＧＢ信号に対応させた処理をするためにＲｓ，Ｇｓ，Ｂｓ信号として入力し、このＲｓ，Ｇｓ，Ｂｓ信号をＹ／Ｃ信号へ変換する第２色変換回路４７、そしてγ補正をするガンマ処理回路４８が設けられており、このガンマ処理回路４８の出力信号が図２の鏡像処理回路２９へ供給される。
【００２４】
図３には、上記ノイズ除去回路２７の動作構成の一例が示されている。このノイズ除去回路２７には、例えばフレーム画像Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３…が順次入力されるが、メモリ部２７ｃの画像Ｆ１とメモリ部２７ｂの画像Ｆ２を例えば１／（最終的な比較数）の係数割合で加算して比較部２７ｄへ送り、メモリ部２７ａの画像Ｆ３についても上記係数割合にてＦ１＋Ｆ２の画像に加算し、比較部２７ｄで比較する。この結果、比較部２７ｄに示されるように、各画像のノイズｎ１，ｎ２，ｎ３の信号が求められ、このノイズｎ１，ｎ２，ｎ３の信号をＦ１の画像信号から差し引くことにより、画像Ｆ１のノイズｎ１が取り除かれる。即ち、ノイズ成分は原則的に画像上の同じ場所には存在しないので、複数の画像（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３…）を加算比較（又は平均化）すれば、ノイズ成分は小さくなり、ノイズ除去においては、比較等の処理対象のフレーム画像数を多くすることによりノイズ除去率を高くすることができる。この実施例のノイズ除去回路２７は、通常の画像形成で１枚（或いは２枚）の画像を比較する場合、分光画像の形成では２枚以上（或いは３枚以上）の画像を比較するようにしている。
【００２５】
また、このノイズ除去処理は、上記増幅回路４６でのゲイン値ｅ１，ｅ２，ｅ３が高くなるとき、それに応じてノイズ除去率を高くする。即ち、上記ゲイン値ｅ１，ｅ２，ｅ３の上昇（下降）に応じて比較対象画像を２枚から３枚、３枚から４枚というように多く（少なく）した処理を実行する。なお、上記に限らずその他のノイズ除去処理を用いることができる。なお、上記ＤＳＰ２５はスコープ１０側に配置してもよい。
【００２６】
実施例は以上の構成からなり、図２に示されるように、スコープ１０では、ＣＣＤ駆動回路１６でＣＣＤ１５を駆動することにより、ＣＣＤ１５から被観察体の撮像信号が出力され、この信号はＣＤＳ／ＡＧＣ回路１７で相関二重サンプリングと自動利得制御による増幅が行われた後、Ａ／Ｄ変換器１８を介し、デジタル信号としてプロセッサ装置１２のＤＳＰ２５へ供給される。このＤＳＰ２５では、スコープ１０からの出力信号に対してガンマ処理が行われると共に、Ｍｇ，Ｙｅ，Ｃｙ，Ｇの色フィルタを介して得られた信号に対し色変換処理が行われ、輝度（Ｙ）信号と色差（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）信号からなるＹ／Ｃ信号が形成される。このＤＳＰ２５の出力は、通常、切換え器２６ａ（ノイズ除去回路２７を用いる場合は切換え器２６ｂの両方）によって鏡像処理回路２９、マスク発生回路３０及びキャラクタ発生回路３１へ供給され、これらの回路で所定の処理が行われた後、Ｄ／Ａ変換器３２を介してモニタへ供給され、このモニタには通常の被観察体のカラー画像が表示される。
【００２７】
一方、操作部等に配置された分光画像形成の操作スイッチが押されると、切換え器２６ａ，２６ｂはＤＳＰ２５から出力されたＹ／Ｃ信号を、ノイズ除去回路２７を介して分光画像形成回路２８へ供給するように切り換える。このノイズ除去回路２７では、Ｙ／Ｃ信号からノイズ成分が除去されており、図３で説明したように、通常のカラー画像を形成するときの比較対象として２フレーム画像（時系列で得られる）が用いられる場合には、３フレーム以上の画像を比較等することにより、ノイズ除去率の高い処理が行われる。
【００２８】
一方、このとき、操作者によってλ１，λ２，λ３信号の３つの波長域が選択されており、マイコン３５はメモリ３６（表１）から３つの選択波長域に対応するマトリクス（係数）データを読み出し、これらを分光画像形成回路２８へ供給する。そして、図１の分光画像形成回路２８では、まず逆ガンマ（γ）処理回路４２にて逆ガンマ補正が行われる。即ち、図４に示されるように、ＣＲＴ表示器等の特性から信号の入力と出力の関係が曲線（２次曲線）１０１のようになるので、上記ＤＳＰ２５では、曲線１０２となるガンマ補正をかけ、入力と出力の関係がリニアな特性１０３となるようにしている。そこで、上記逆ガンマ処理回路４２では曲線１０１の逆ガンマ補正を行い、ガンマ補正をかける前の元の信号に戻している。これによって、後の分光画像形成のためのマトリクス演算に歪が生じることを防止している。
【００２９】
この逆ガンマ処理回路４２の出力は、第１色変換回路４３によりＹ／Ｃ信号からＲＧＢ信号への変換が行われた後、色空間変換処理回路４４へ供給され、この色空間変換処理回路４４にて、ＲＧＢ信号とマトリクスデータとにより、分光画像形成のための上記数式１のマトリクス演算が行われる。例えば、３つの波長域（λ１，λ２，λ３）としてｐ２１（中心波長５００ｎｍ），ｐ４５（中心波長６２０ｎｍ），ｐ５１（中心波長６５０ｎｍ）が選択された場合は、ＲＧＢ信号から次の数式２のマトリクス演算にてλ１，λ２，λ３の信号が求められる。
【数２】
2006239203.tif 000005
【００３０】
そうして、モードセレクタ４５にて３色モードが選択されている場合は、上記λ１，λ２，λ３の信号、また単色モードが選択されている場合は、上記λ１，λ２，λ３のいずれかの信号が増幅回路４６へ供給され、それぞれのゲインｅ１，ｅ２，ｅ３によって増幅され、ｅ１×λ１，ｅ２×λ２，ｅ３×λ３の信号が得られる。このｅ１，ｅ２，ｅ３のゲインは、基本的な分光画像を形成する場合、同じ数値に設定され、λ１，λ２，λ３の信号は同率の増幅が行われる。これにより、選択された波長成分に含まれる情報を失うことなく信号増幅することができる。
【００３１】
ここで、上記ゲインｅ１，ｅ２，ｅ３は、上記λ１，λ２，λ３信号として選択された波長域によって異なる値になることがあるが、この場合には、λ１，λ２，λ３信号のゲインアップに応じて上記ノイズ除去回路２８でのノイズ除去率を高め、比較対象画像を例えば２フレームから３，４フレームと増やした処理が行われ、これによってノイズを低減した良好な分光画像が形成される。
【００３２】
この増幅回路４６から出力された増幅信号は、Ｒｓ（＝ｅ１・λ１），Ｇｓ（＝ｅ２・λ２），Ｂｓ（＝ｅ３・λ３）の信号として第２色変換回路４７へ供給され、また単色モードが選択されている場合は、上記λ１，λ２，λ３のいずれかの信号（例えばλ２が選択されているときｅ２・λ２）がＲｓ，Ｇｓ，Ｂｓの信号として第２色変換回路４７へ供給される。この第２色変換回路４７では、Ｒｓ，Ｇｓ，Ｂｓ信号としての増幅されたλ１，λ２，λ３の信号がＹ／Ｃ信号（Ｙ，Ｒｓ−Ｙ，Ｂｓ−Ｙ）へ変換されており、この後に、ガンマ（γ）処理回路４８へ供給される。即ち、上述のように分光画像形成のために逆ガンマ補正を行ったので、モニタ表示の際に入力と出力がリニアになるようにガンマ補正が行われる。そして、このガンマ処理回路４８の出力は、図２の鏡像処理回路２９へ供給され、この後は通常の画像形成の場合と同様の処理が行われ、分光画像信号はＤ／Ａ変換器３２を介してモニタ等へ供給される。
【００３３】
このようにして、モニタ等に表示される分光画像は、図５及び図６で示すような波長域の色成分で構成されるものとなる。即ち、図５は、ＣＣＤ１５の色フィルタでの分光感度特性に分光画像を形成する３つの波長域を重ねた概念図であり（色フィルタとλ１λ２λ３信号波長域の感度の目盛は一致していない）、また図６は、生体の反射スペクトルに３つの波長域を重ねた概念図であり、実施例でλ１，λ２，λ３信号とし選択された波長ｐ２１，ｐ４５，ｐ５１は、図示されるように、順に５００ｎｍ、６２０ｎｍ、６５０ｎｍを中心波長とし、±１０ｎｍ程度の範囲の波長域の色信号であり、この３つの波長域の色の組合せから構成される分光画像（動画及び静止画）が表示されることになる。
【００３４】
次に、上記増幅回路４６のゲインを異なる値に設定することにより、血管や癌組織等の特定色の微細構造を抽出する場合について説明する。即ち、血管や癌組織等の特定色を構成する狭帯域の波長域を選択すれば、その特定色を抽出、強調した分光画像が得られる。例えば、λ１，λ２，λ３として血管が描出できる波長域を選択し、かつ赤色波長域を設定した例えばλ３のゲインｅ３を他のλ１，λ２のゲインｅ１，ｅ２の１．２倍［ｅ３＝１．２×（ｅ１，ｅ２）］等とすることにより、血管の微細構造が浮き出るような分光画像を形成することができる。このような上記λ１，λ２，λ３信号のゲインアップの場合でも、特定色の強調度が大きくなるが、その分ノイズも多くなる。そこで、このゲインアップの度合いに応じ、ノイズ除去回路２７での比較対象の画像を例えば３フレームから４，５，６フレームと増やしていくことにより、ノイズの低減を図っている。
【００３５】
上記実施例では、増幅回路４６を分光形成回路２８内に配置したが、λ１，λ２，λ３信号の全てを同率で増幅する場合は、上記スコープ１０内に配置されているＣＤＳ／ＡＧＣ回路１７の自動利得制御回路を、上記増幅回路４６の代わりに用いるようにしてもよい。即ち、分光画像の形成時に、自動利得制御回路のゲインを上げれば、良好な明るさの分光画像が得られる。
【００３６】
また、上記実施例では、ノイズ除去回路２７を分光画像形成回路２８の前段に配置したが、このノイズ除去回路２７は、分光画像形成回路２８内の例えば増幅回路４６の後段に配置することもできる。更に、上記の逆ガンマ処理については、図２のＤＳＰ２５でのガンマ処理動作を分光画像形成時には実行しないように切換え制御し、分光形成回路２８内の逆ガンマ処理回路４２を設けないように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施例に係る内視鏡装置の分光画像形成回路の構成を示すブロック図である。
【図２】実施例に係る内視鏡装置の構成を示すブロック図である。
【図３】実施例のノイズ除去回路内の動作・構成を示す図である。
【図４】実施例の逆ガンマ補正、ガンマ補正を示す特性グラフ図である。
【図５】実施例で形成される分光画像の波長域の一例を原色型ＣＣＤの分光感度特性と共に示したグラフ図である。
【図６】実施例で形成される分光画像の波長域の一例を生体の反射スペクトルと共に示したグラフ図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０…スコープ（電子内視鏡）、  １２…プロセッサ装置、
１５…ＣＣＤ、                  ２０，３５…マイコン、
２５…ＤＳＰ、                  ２６…切替え器、
２７…ノイズ除去回路、          ２８…分光画像形成回路、
３６…メモリ、                  ４２…逆ガンマ処理回路、
４４…色空間変換処理回路、      ４５…モードセレクタ、
４６…増幅回路、                ４８…ガンマ処理回路。
【図１】
2006239203.tif 000006
【図４】
2006239203.tif 000007
【図５】
2006239203.tif 000008
【図６】
2006239203.tif 000009
【図２】
2006239203.tif 000010
【図３】
2006239203.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成18年4月12日(2006.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
近年、固体撮像素子を用いた電子内視鏡装置では、消化器官（胃粘膜等）における分光反射率に基づき、狭帯域バンドパスフィルタを組み合わせた分光イメージング、即ち狭帯域フィルタ内蔵電子内視鏡装置（Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｍａｇｉｎｇ−ＮＢＩ）が注目されている。この装置は、面順次式のＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の回転フィルタの代わりに、３つの狭（波長）帯域のバンドパスフィルタを設け、これら狭帯域バンドパスフィルタを介して照明光を順次出力し、これらの照明光で得られた３つの信号に対しそれぞれの重み付けを変えながらＲ，Ｇ，Ｂ（ＲＧＢ）信号の場合と同様の処理を行うことにより、分光画像を形成するものである。このような分光画像によれば、胃、大腸等の消化器において、従来では得られなかった微細構造等が抽出される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
そして、上記色空間変換処理回路４４では、上記係数ｋｐｒ，ｋｐｇ，ｋｐｂと第１色変換回路４３から出力されたＲＧＢ信号とにより次の数式１のマトリクス演算が行われる。
【数１】
2006239203.tif 000012
即ち、λ１，λ２，λ３として、例えば表１のパラメータｐ２１（中心波長５００ｎｍ），ｐ４５（中心波長６２０ｎｍ），ｐ５１（中心波長６５０ｎｍ）を選択した場合は、係数（ｋｐｒ，ｋｐｇ，ｋｐｂ）として、ｐ２１の（-0.00119，0.002346，0.0016）、ｐ４５の（0.004022，0.000068，‐0.00097）、ｐ５１の（0.005152，-0.00192，0.000088）を代入すればよいことになる。