(57)【要約】【課題】  生体組織の内壁面下の浅い位置を通る毛細血管等を鮮明に表示する。【解決手段】  内視鏡プロセッサ２０は、参照用光源２２、レーザ光源２３、第１信号処理回路３５a、及び映像信号処理回路３６を備える。内視鏡プロセッサ２０と内視鏡５０とを接続することにより、撮像素子５３を第１信号処理回路３５aに接続する。映像信号処理回路３６において、参照光を照射する時に撮像素子５３が生成する参照光画像信号から参照光エッジデータを生成する。レーザ光を照射する時に撮像素子５３が生成するレーザ光画像信号レーザ光エッジデータを生成する。更に映像信号処理回路３６において、参照光エッジデータとレーザ光エッジデータの中でレーザ光エッジ画像にのみ表示されるエッジを抽出した部分エッジデータを生成する。【選択図】        図１
2006192009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
参照光、或いは前記参照光より波長の平均の短いレーザ光が照射される被写体を撮像することにより生成される画像信号を取得する画像信号取得手段と、
前記参照光が照射される間に生成される参照光画像信号、及び前記レーザ光が照射される間に生成されるレーザ光画像信号からエッジを抽出した参照光エッジデータ、及びレーザ光エッジデータを生成するエッジ抽出手段と、
前記参照光エッジデータ、及び前記レーザ光エッジデータに基づいて、前記参照光画像或いは前記レーザ光画像のいずれか一方にのみ含まれるエッジを表示する部分エッジ画像に相当する部分エッジデータを生成する画像処理手段とを備える
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記参照光画像信号に相当する参照光画像、及び前記レーザ光画像信号に相当するレーザ光画像のいずれか一方の画像を基準として、他方の画像の輝度を正規化して参照光正規化画像データ、或いはレーザ光正規化画像データを生成する正規化手段を備え、
前記エッジ抽出手段が、前記参照光画像信号及び前記レーザ光正規化画像データ、或いは前記参照光正規化画像データ及び前記レーザ光画像信号からエッジを抽出することにより参照光エッジデータ、及びレーザ光エッジデータを生成し、
前記画像処理手段が、前記参照光エッジデータから前記レーザ光エッジデータとの差分を前記部分エッジデータとして求める
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】
前記参照光画像信号に相当する参照光画像、及び前記レーザ光画像信号に相当するレーザ光画像のいずれか一方の画像を基準として、他方の画像の輝度を正規化して参照光正規化画像データ、或いはレーザ光正規化画像データを生成する正規化手段を備え、
前記エッジ抽出手段が、前記参照光画像信号及び前記レーザ光正規化画像データ、或いは前記参照光正規化画像データ及び前記レーザ光画像信号からエッジを抽出することにより参照光エッジデータ、及びレーザ光エッジデータを生成し、
前記画像処理手段が、前記参照光エッジデータと前記レーザ光エッジデータとの差分を求め、前記差分の絶対値が予め設定される閾値より大きい領域を抽出することにより、前記部分エッジデータを生成する
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】
前記部分エッジデータが、前記画像処理手段により求められる前記差分が正又は負となる領域の一方のみを抽出することにより生成されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記部分エッジデータが、前記画像処理手段により求められる前記差分が正又は負となる領域の一方のみ第1色相を強調する画像処理を行うことにより、生成されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記部分エッジデータが、前記第１色相を強調される一方の領域に対して他方の領域の第２色相を強調する画像処理を行うことにより、生成され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】
前記被写体を照射する光を、前記参照光と前記レーザ光のいずれかに切替える切替え手段と、
前記被写体を照射する光が前記参照光に切替えられている間に生成される画像信号を前記参照光画像信号として、前記被写体を照射する光が前記レーザ光に切替えられている間に生成される画像信号を前記レーザ光画像信号として認識する認識手段とを備える
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】
前記正規化は、前記参照光画像及び前記レーザ光画像のいずれか一方の画像全体の平均輝度と他方の画像全体の平均輝度を合致させることにより行われ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９】
前記部分エッジ画像を表示するモニタに、前記参照光画像を前記部分エッジ画像とともに表示させ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１０】
前記部分エッジ画像は、前記レーザ光画像にのみ含まれるエッジを表示する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１１】
参照光、或いは前記参照光より波長の短いレーザ光が照射される被写体を撮像することにより生成される画像信号を取得する画像信号取得手段と、
前記参照光が照射される間に生成される参照光画像信号、及び前記レーザ光が照射される間に生成されるレーザ光画像信号からエッジを抽出した参照光エッジデータ、及びレーザ光エッジデータを生成するエッジ化手段と、
前記参照光エッジデータ、及び前記レーザ光エッジデータに基づいて、前記参照光画像或いは前記レーザ光画像のいずれか一方にのみ含まれるエッジを表示する部分エッジ画像に相当する部分エッジデータを生成する画像処理手段としてコンピュータを機能させる
ことを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項１２】
参照光、或いは前記参照光より波長の短いレーザ光が照射される被写体を撮像する撮像素子を有する電子内視鏡と、
前記参照光が照射される間に生成される参照光画像信号、及び前記レーザ光が照射される間に生成されるレーザ光画像信号からエッジを抽出した参照光エッジデータ、及びレーザ光エッジデータを生成するエッジ化手段と、
前記参照光エッジデータ、及び前記レーザ光エッジデータに基づいて、前記参照光画像或いは前記レーザ光画像のいずれか一方にのみ含まれるエッジを表示する部分エッジ画像に相当する部分エッジデータを生成する画像処理手段と、
前記部分エッジ画像を表示するモニタとを備える
ことを特徴とする電子内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子内視鏡等の撮影する画像において毛細血管等を鮮明に表示する画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体内を観察して、病巣の診断に用いられる電子内視鏡装置が知られている。このような電子内視鏡装置は、生体内の観察部位に照明光を照射して、照射される観察部位を撮像素子により撮像して、撮像される画像をモニタに表示するものである。
【０００３】
生体組織の内壁面下の浅い場所には毛細血管が存在し、この毛細血管の走行状態や集中状態の観察は、病巣の診断や癌組織の特定に大きく寄与するものである。しかし、生体組織の表面の色は赤みを帯びており、微細な毛細血管の走行状態や集中状態を観察することは困難だった。
【０００４】
一方、撮像素子により得られた画像信号に基づいて、撮像した画像において血管を表示する領域を抽出して、抽出された血管を表示する領域のコントラストを他の組織に対して高くして血管を明確に表示する電子内視鏡装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、通常の白色光を照射した場合には、他の組織の反射光の強度に比べて微細な毛細血管の反射光の強度が相対的に小さく、毛細血管を表示する領域を抽出することは難しかった。
【０００６】
また、短波長の光を照射することにより、毛細血管の反射光の強度を相対的に大きくして、毛細血管を表示させることは可能である。しかし、他の生体組織や毛細血管よりやや深い位置を通る血管等も表示されるため、毛細血管のみを即時に観察することが難しかった。
【特許文献１】特開２００３−９３３３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明では、電子内視鏡により得られる画像から毛細血管のみを表示する画像に加工するための画像処理装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の画像処理装置は、参照光或いは参照光より波長の短いレーザ光が照射される被写体を撮像することにより生成される画像信号を取得する画像信号取得手段と、参照光が照射される間に生成される参照光画像信号及びレーザ光が照射される間に生成されるレーザ光画像信号からエッジを抽出した参照光エッジデータ及びレーザ光エッジデータを生成するエッジ抽出手段と、参照光エッジデータ及びレーザ光エッジデータに基づいて参照光画像或いは前記レーザ光画像のいずれか一方にのみ含まれるエッジを表示する部分エッジ画像に相当する部分エッジデータを生成する画像処理手段とを備えることを特徴としている。このような構成により、参照光或いは、レーザ光を照射したときに撮像される画像において、参照光画像或いはレーザ光画像のいずれか一方に表示される光学像を表示することが可能となる。
【０００９】
参照光画像信号に相当する参照光画像及びレーザ光画像信号に相当するレーザ光画像のいずれか一方の画像を基準として他方の画像の輝度を正規化して参照光正規化画像データ或いはレーザ光正規化画像データを生成する正規化手段を備え、エッジ抽出手段が参照光画像信号及びレーザ光正規化画像データ、或いは参照光正規化画像データ及びレーザ光画像信号からエッジを抽出することにより参照光エッジデータ及びレーザ光エッジデータを生成し、画像処理手段が参照光エッジデータからレーザ光エッジデータとの差分を部分エッジデータとして求めることが好ましい。
【００１０】
或いは、参照光画像信号に相当する参照光画像及びレーザ光画像信号に相当するレーザ光画像のいずれか一方の画像を基準として他方の画像の輝度を正規化して参照光正規化画像データ或いはレーザ光正規化画像データを生成する正規化手段を備え、エッジ抽出手段が参照光画像信号及びレーザ光正規化画像データ、或いは参照光正規化画像データ及びレーザ光画像信号からエッジを抽出することにより参照光エッジデータ及びレーザ光エッジデータを生成し、画像処理手段が参照光エッジデータとレーザ光エッジデータとの差分を求め差分の絶対値が予め設定される閾値より大きい領域を抽出することにより部分エッジデータを生成することが好ましい。
【００１１】
また、部分エッジデータが画像処理手段により求められる差分が正又は負となる領域の一方のみを抽出することにより生成されることが好ましい。或いは、部分エッジデータが画像処理手段により求められる差分が正又は負となる領域の一方のみ第1色相を強調する画像処理を行うことにより生成されることが好ましい。更に、部分エッジデータが第１色相を強調される一方の領域に対して他方の領域の第２色相を強調する画像処理を行うことにより生成されることが好ましい。
【００１２】
また、被写体を照射する光を参照光とレーザ光のいずれかに切替える切替え手段と、被写体を照射する光が参照光に切替えられている間に生成される画像信号を参照光画像信号として、被写体を照射する光がレーザ光に切替えられている間に生成される画像信号をレーザ光画像信号として認識する認識手段とを備えることが好ましい。
【００１３】
また、正規化は参照光画像及びレーザ光画像のいずれか一方の画像全体の平均輝度と他方の画像全体の平均輝度を合致させることにより行われることが好ましい。
【００１４】
また、部分エッジ画像を表示するモニタに参照光画像を部分エッジ画像とともに表示させることが好ましい。
【００１５】
また、部分エッジ画像はレーザ光画像にのみ含まれるエッジを表示する画像であることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の画像処理プログラムは、参照光或いは参照光より波長の短いレーザ光が照射される被写体を撮像することにより生成される画像信号を取得する画像信号取得手段と、参照光が照射される間に生成される参照光画像信号及びレーザ光が照射される間に生成されるレーザ光画像信号からエッジを抽出した参照光エッジデータ及びレーザ光エッジデータを生成するエッジ化手段と、参照光エッジデータ及びレーザ光エッジデータに基づいて参照光画像或いはレーザ光画像のいずれか一方にのみ含まれるエッジを表示する部分エッジ画像に相当する部分エッジデータを生成する画像処理手段としてコンピュータを機能させることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明の電子内視鏡システムは、参照光或いは参照光より波長の短いレーザ光が照射される被写体を撮像する撮像素子を有する電子内視鏡と、参照光が照射される間に生成される参照光画像信号及びレーザ光が照射される間に生成されるレーザ光画像信号からエッジを抽出した参照光エッジデータ及びレーザ光エッジデータを生成するエッジ化手段と、参照光エッジデータ及びレーザ光エッジデータに基づいて参照光画像或いはレーザ光画像のいずれか一方にのみ含まれるエッジを表示する部分エッジ画像に相当する部分エッジデータを生成する画像処理手段と、部分エッジ画像を表示するモニタとを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、電子内視鏡に撮像される画像において、毛細血管の画像のみを抽出して表示することが可能であり、電子内視鏡を用いた診断を正確で迅速に行わせることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態を適用した画像処理装置を有する内視鏡システムの内部構成を概略的に示すブロック図である。
【００２０】
内視鏡システム１０は、内視鏡プロセッサ２０、内視鏡５０、およびモニタ６０によって構成される。プロセッサ２０は、内視鏡５０、及びモニタ６０に接続される。被写体を照射するための光を発光する光源システム２１が、プロセッサ２０の内部に設けられる。光源システム２１において発光する光は、内視鏡５０に設けられるライトガイド５１を介して被写体（図示せず）に照射される。
【００２１】
内視鏡５０の挿入部５２の先端に設けられたＣＣＤ等の撮像素子５３により撮像された被写体の画像は、画像信号としてプロセッサ２０に送られる。画像信号は、プロセッサ２０に設けられた画像処理システム３４において、所定の処理が行われる。プロセッサ２０は、本実施形態の画像処理装置の機能を実行することが可能で、所定の処理ともに、後述する部分エッジ映像信号の作成を行うことが可能である。所定の処理が行われた映像信号は、モニタ６０に送られ、映像信号に相当する画像がモニタ６０に表示される。
【００２２】
光源システム２１は、白色光等の参照光を発する参照用光源２２、参照光に含まれる光の平均波長より平均波長の短い紫外線等の光を発するレーザ光源２３、集光レンズ２４、参照用光源電源回路２５、レーザ光源制御回路２６、シャッタ２７、及び絞り２８等によって構成される。
【００２３】
参照用光源２２から照射された参照光をライトガイド５１の入射端５１aに導くための光路中に絞り２８、シャッタ２７、ダイクロックミラー２９、及び集光レンズ２４が設けられる。参照用光源２２から照射された略平行な光束の光は、ダイクロックミラー２９を通過し、集光レンズ２４で集光されて入射端５１aに入射される。
【００２４】
参照光の光量調整は、絞り２８を駆動することにより実行される。絞り２８は、絞り駆動回路３０により動作が制御される第１モータ３１aにより駆動される。絞り駆動回路３０は、第１信号処理回路３５aに接続される。撮像素子５３において生成する画像信号に基づき、第１信号処理回路３５aにおいて撮像した画像の受光量が検出される。第１モータ３１aの駆動量は、絞り駆動回路３０において画像の受光量に応じて、求められる。
【００２５】
シャッタ２７は、例えば図２に示すロータリーシャッタであり、参照光の入射端５１aへの通過と遮光が切替えられる。参照光を通過させる場合は、開口部２７oが参照光の光路中に挿入される。参照光を遮光する場合は、遮光部２７sが参照光の光路中に挿入される。シャッタ２７は、シャッタ駆動回路３２により動作が制御される第２モータ３１bにより駆動される。
【００２６】
レーザ光源２３は、レーザ光源２３から照射される略平行な光束の光がダイクロックミラー２９に反射されて入射端５１aに入射される位置に、固定される。例えば、ダイクロックミラー２９を参照用光源２２の光路に対して４５°の角度に固定した場合、レーザ光源２３の光路が参照用光源２２の光路に対して９０°の角度となる位置に配置される。レーザ光源２３の発光、及び消灯は、レーザ光源制御回路２６によって制御される。
【００２７】
シャッタ駆動回路３２、及びレーザ光源制御回路２６は、タイミングコントローラ４０に接続される。シャッタ２７による参照光の通過と遮光のタイミングを制御するためのシャッタタイミング信号が、タイミングコントローラ４０からシャッタ駆動回路３２に出力される。また、レーザ光源２３の発光と消灯のタイミングを制御するための発光タイミング信号が、タイミングコントローラ４０からレーザ光源制御回路２６に出力される。
【００２８】
タイミングコントローラ４０は、シャッタ２７によって参照光を通過させる時にレーザ光源２３を消灯させ、シャッタ２７によって参照光を遮光する時にレーザ光源２３を発光させるようにシャッタタイミング信号、及び発光タイミング信号を出力する。即ち、被写体へ照射する光の切替えは、タイミングコントローラ４０、レーザ光源制御回路２６、シャッタ駆動回路３２、第２モータ３１b、及びシャッタ２７が協同して動作することにより実行される。
【００２９】
また、タイミングコントローラ４０によって、撮像素子５３を駆動するために必要なタイミング信号が、撮像素子駆動回路４１に出力される。また、後述するようにタイミングコントローラ４０は画像処理システム３４に接続される。所定のタイミング信号が、画像処理システム３４に出力される。
【００３０】
参照用光源２２への電力は、参照用光源電源回路２５から供給される。参照用光源電源回路２５、及びレーザ光源制御回路２６は、システムコントローラ３３に接続される。システムコントローラ３３に接続されるスコープボタン４２をＯＮにすることにより、参照用光源電源回路２５、及びレーザ光源制御回路２６が起動される。
【００３１】
ライトガイド５１の入射端５１aには、前述のように参照光、或いはレーザ光が入射される。ライトガイド５１の出射端５１bから出射する光が、配光レンズ５４を介して挿入部５２先端付近に照射される。撮像素子５３は、参照光が連続して照射される間、或いはレーザ光が連続して照射される間に少なくとも１フレームずつの被写体像を撮像するように、撮像素子駆動回路４１によって制御される。被写体像は、対物レンズ５５を介して、撮像素子５３に撮像される。
【００３２】
画像処理システム３４は、第１信号処理回路３５a、第２信号処理回路３５b、映像信号処理回路３６、及び第１、第２メモリ３９a、３９bによって構成される。
【００３３】
撮像素子５３は、第１信号処理回路３５aに電気的に接続される。撮像素子５３の撮像動作の実行により生成する画像信号は、第１信号処理回路３５aに取得される。その後、ホワイトバランス処理やγ補正等の所定の信号処理が行われ、デジタルデータである画像データに変換される。
【００３４】
第１信号処理回路３５aは、タイミングコントローラ４０に接続される。シャッタタイミング信号に同期した参照タイミング信号と発光タイミング信号に同期したレーザタイミング信号が順次第１信号処理回路に送られる。
【００３５】
第１信号処理回路３５aにおいて、参照タイミング信号が送られる間に生成される画像信号は、参照光を照射する時に撮像した参照光画像（図３参照）に相当する参照光画像信号として認識される。一方、レーザタイミング信号が送られる間に生成される画像信号は、レーザ光を照射する時に撮像したレーザ光画像（図４参照）に相当するレーザ光画像信号として認識される。
【００３６】
なお、図５に示すように、生体組織に照射される光の波長が短いほど、光は生体組織の内壁面Ｓ下の浅い位置までしか到達せず、生体組織の内壁面Ｓ下の浅い位置にある組織Ｏsの反射光の強度は相対的に大きい。一方、波長が長くなるほど、光は深い位置まで到達し、内壁面Ｓから深い位置にある組織Ｏdの反射光の強度が相対的に大きくなる。従って、短い波長の光であるレーザ光が照射される時に撮像されるレーザ光画像においては、生体組織内壁及び生体組織内壁面から浅い位置にある毛細血管Ｃa等が表示される（図４参照）。
【００３７】
一方、短波長から長波長までの広い範囲の波長の光を含む参照光が照射される時に撮像される参照光画像においては、生体組織内壁及び生体組織内壁面から深い位置にある血管Ｖ等が表示される（図３参照）。なお、内壁面から浅い位置にある毛細血管Ｃa等は、参照光画像において実質的に表示されない。生体組織内壁面から浅い位置にある組織の反射光の強度は、生体組織内壁や内壁面から深い位置にある血管等の反射光の強度に比べて小さいためである。
【００３８】
第１信号処理回路３５aには、第１メモリ３９aと第２メモリ３９bとが接続される。参照光画像信号に相当する参照光画像データは第１メモリ３９aに格納される。レーザ光画像信号に相当するレーザ光画像データは第２メモリ３９bに格納される。第１、第２メモリ３９a、３９bは、タイミングコントローラ４０に接続され、それぞれのタイミング信号を受けて、参照光画像データ、及びレーザ光画像データの格納が実行される。
【００３９】
第１、第２メモリ３９a、３９bは、映像信号処理回路３６に接続される。映像信号処理回路３６において、参照光画像データ及びレーザ光画像データに対して、正規化処理、エッジ抽出処理、及び部分エッジデータ生成処理が行われる。
【００４０】
正規化処理において、参照光画像データに基づいて参照光画像全体の輝度の平均値である参照光平均輝度が算出される。また、レーザ光画像データに基づいてレーザ光画像全体の輝度の平均値であるレーザ光平均輝度が算出される。
【００４１】
次に、参照光平均輝度、及びレーザ光平均輝度に基づいて、レーザ光画像データの正規化が行われる。即ち、レーザ光画像を構成する画素毎の輝度に、レーザ光平均輝度に対する参照光平均輝度の比を乗じることによりレーザ光正規化画像データが生成される。
【００４２】
正規化処理の次には、エッジ抽出処理が行われる。エッジ抽出処理において、差分形オペレータ等の従来公知のエッジ検出方法により、エッジを表示する画素が抽出される。エッジを表示する画素のみによって構成される画像の画像データが、エッジデータとして生成される。参照光画像データ、及びレーザ光正規化画像データに対してエッジ抽出処理を行うことにより、それぞれ参照光エッジデータ、及びレーザ光エッジデータが得られる。
【００４３】
エッジ抽出処理の次には、参照光エッジデータに相当する参照光エッジ画像（図６参照）に表示されず、レーザ光エッジデータに相当するレーザ光エッジ画像（図７参照）にのみ表示されるエッジについての部分エッジ画像に相当する部分エッジデータ生成処理が行われる。
【００４４】
図８を用いて、参照光エッジ画像とレーザ光エッジ画像とに基づいて部分エッジ画像を作成する方法について説明する。図８は、第１参照点Ｐ１と第２参照点Ｐ２とを結ぶ所定の線ＬR、ＬL（図６、７参照）における領域の光強度を示す。図８（ａ）は、参照光エッジ画像、図８（ｂ）はレーザ光エッジ画像、図８（ｃ）は部分エッジ画像における光強度を示す。なお、図８（ａ）、（ｂ）において、正のレベルである領域が、エッジの検出された領域を示す。
【００４５】
第１エッジＥ１は参照光エッジ画像のみに、第２エッジＥ２は参照光エッジ画像及びレーザ光エッジ画像に、第３エッジＥ３はレーザ光エッジ画像のみに表示される（図６、図７参照）。参照光エッジ画像の所定の線ＬRにおける光強度を示す図（図８（ａ））では、第１、第２エッジＥ１、Ｅ２が、それぞれの位置において第１、第２エッジデータＤE1、ＤE2として検出される。また、レーザ光エッジ画像の所定の線ＬLにおける光強度を示す図（図８（ｂ））では、第２、第３エッジＥ２、Ｅ３が、それぞれの位置において第２、第３エッジデータＤE2、ＤE3として検出される。
【００４６】
従って、参照光エッジデータからレーザ光エッジデータの差分を求めることにより、両画像のいずれか一方にのみ表示される第１、第３エッジＥ１、Ｅ３に相当する第１、第３エッジデータＤE1、ＤE3が取出される。更に、第１エッジデータＤE1が正の強度として、第３エッジデータＤE3が負の強度として取出される（図８（ｃ）参照）。負の強度で検出される領域のみを抽出することにより、レーザ光エッジ画像のみに表示されるエッジを抽出した部分エッジ画像（図９参照）に相当する部分エッジデータが生成される。
【００４７】
映像信号処理回路３６は、第２信号処理回路３５bに接続される。部分エッジデータは、第２信号処理回路３５bに出力される。第２信号処理回路３５bにおいて、部分エッジデータは、アナログ信号に変換され、クランプ、プランキング処理等の所定の信号処理が行われ、部分エッジ映像信号が生成される。
【００４８】
第２信号処理回路３５bは、モニタ６０に接続される。第２信号処理回路３５bから部分エッジ映像信号がモニタ６０に出力され、モニタ６０の表示面全面に部分エッジ画像が表示される。
【００４９】
第２信号処理回路３５bは、第１メモリ３９a、及び第２メモリ３９bにも接続されており、第１メモリ３９aに格納された参照光画像データ、或いは第２メモリ３９bに格納されたレーザ光画像データも、第２信号処理回路３５bにおいて、前述のアナログ信号変換、クランプ、プランキング処理等の所定の信号処理が行われ、それぞれ参照光映像信号、或いはレーザ光映像信号が生成される。
【００５０】
入力部（図示せず）への入力により、モニタ６０の表示領域に表示する画像を部分エッジ画像、参照光画像、及びレーザ光画像のいずれかに切替え可能である。または、図１０、図１１に示すように、部分エッジ画像ＰE、参照光画像ＰR、及びレーザ光画像ＰLのいずれか２つ、或いはすべてを同時に表示するための選択も可能である。
【００５１】
モニタ６０上に、複数の画像を表示する場合は、第２信号処理回路３５bにおいて、それぞれの画像を表示する領域の割り当てや、画像の縮小処理が行われる。タイミングコントローラ４０は、第２信号処理回路３５bに接続される。第２信号処理回路３５bにおける画像の切り替え処理、複数画像を表示するための前述の処理は、タイミングコントローラ４０から出力されるタイミング信号に基づいて行われる。
【００５２】
次に図１２のフローチャートを参照して、画像処理装置において実行される画像処理について説明する。
【００５３】
部分エッジ画像をモニタ６０上に表示する設定に切替えることにより、本実施形態の画像処理は開始する。まず、ステップＳ１００において、シャッタ２７の開口部２７oを参照光の光路中に挿入するようにシャッタ２７を駆動させるシャッタタイミング信号をシャッタ駆動回路３２に出力する。シャッタタイミング信号の出力によりシャッタ２７が駆動され、被写体を照射する光は参照光に切替わる。
【００５４】
次のステップＳ１０１において、撮像素子５３を駆動して、参照光を照射された被写体の参照光画像を撮像して、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、撮像により生成された参照光画像信号に所定の信号処理を行い、デジタルデータである参照光画像データを生成する。
【００５５】
生成された参照光画像データを、ステップＳ１０３において、第１メモリ３９aに格納して、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、レーザ光を発光させる発光タイミング信号をレーザ光源制御回路２６に出力する。
【００５６】
次のステップＳ１０５では、撮像素子５３を駆動して、レーザ光を照射された被写体のレーザ光画像を撮像して、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、撮像により生成されたレーザ光画像信号に所定の信号処理を行い、デジタルデータであるレーザ光画像データを生成する。
【００５７】
次のステップＳ１０７では、レーザ光画像データを第２メモリ３９bに格納してステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８において、参照光画像全体の輝度の平均値、レーザ光画像全体の輝度の平均値に基づいて、レーザ光画像データの正規化を行う。レーザ光画像データの正規化により、レーザ光正規化画像データを生成する。
【００５８】
レーザ光正規化画像データを生成すると、ステップＳ１０９に進み、参照光画像データ、及びレーザ光正規化画像データに対してエッジ抽出処理を行い、参照光エッジデータ、及びレーザ光エッジデータを得る。
【００５９】
次のステップＳ１１０では、参照光エッジデータ、及びレーザ光エッジデータに基づいて、部分エッジデータを生成して、ステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１では、モニタ６０への表示が、参照光画像ＰR、及びレーザ光画像ＰLの一方、或いは両方とともに部分エッジ画像ＰEを表示する複数表示モードとする選択入力があるか否かを確認する。複数表示モードの選択入力がある場合はステップＳ１１２に進み、それぞれの画像を表示する領域の割当てや画像の縮小処理を行う。
【００６０】
ステップＳ１１１において複数表示モードの選択入力がない場合、或いはステップＳ１１２の処理の後に、ステップＳ１１３に進む。ステップＳ１１３では、部分エッジ映像信号、或いは複数画像表示のための参照光画像データまたはレーザ光画像データから合成した映像信号をモニタ６０に出力する。
【００６１】
次のステップＳ１１４において、終了入力がある場合は、本プログラムによる画像処理が終了する。終了入力がない場合は、ステップＳ１００に戻り、終了入力があるまでステップＳ１００〜ステップＳ１１４の処理を繰返す。
【００６２】
以上のように、本実施形態の画像処理装置を有する内視鏡システムによれば、生体組織の内壁面下の浅い位置を通る毛細血管等を鮮明で微細に表示させることが可能となる。従って、オペレータによる癌等の病巣部の発見が容易となる。
【００６３】
また、部分エッジ画像ＰEとともに、参照光画像ＰRとレーザ光画像ＰLのどちらか一方或いは両方をモニタ６０に表示可能である。従って、部分エッジ画像を含む複数画像をモニタ６０に表示させておくことにより、参照光画像ＰR等の確認のための画像の切替え入力が不要であり、診断時間の短縮化を図ることが可能となる。
【００６４】
なお、本実施形態において、参照光エッジデータからレーザ光エッジデータの差分をとることにより部分エッジデータを生成するが、差分の絶対値が予め定められる閾値より大きい領域を抽出して部分エッジデータを生成する構成であってもよい。このような構成によれば、参照光エッジ画像、レーザ光エッジ画像の両方に表示されるエッジの光強度が完全に一致しない場合であっても、レーザ光エッジ画像にのみ表示されるエッジを抽出することが可能である。
【００６５】
また、本実施形態において、参照光エッジデータからレーザ光エッジデータの差分をとることにより部分エッジデータを生成するが、レーザ光エッジデータから参照光エッジデータの差分を取ることにより部分エッジデータ生成してもよい。レーザ光エッジデータから参照光エッジデータの差分を取る場合は、差分が正の強度として検出される領域がレーザ光エッジ画像にのみ表示されるエッジを検出する領域である。
【００６６】
また、本実施形態において、参照光エッジデータからレーザ光エッジデータの差分が負の強度となる領域を抽出し、負の強度となる領域のエッジのみを表示する構成であるが、差分をすべて抽出し、負の強度となる領域について第１色相を強調した表示となるように部分エッジデータ生成する構成であってもよい。或いは、正の強度となる領域について第２色相を強調した表示となるように部分エッジデータを生成する構成であってもよい。更には、負の強度となる領域の第１色相、及び正の強度となる領域の第２色相を同時に強調する表示となるように部分エッジデータを生成する構成であってもよい。このような構成によっても、毛細血管の位置を特定することは可能で、正確な診断に寄与する。
【００６７】
また、本実施形態において、レーザ光画像を構成する画素毎の輝度にレーザ光平均輝度に対する参照光平均輝度の比を乗じることによりレーザ光正規化画像データが生成される構成であるが、参照光画像を構成する画素毎の輝度に参照光平均輝度に対するレーザ光平均輝度の比を乗じることにより参照光正規化画像データを生成する構成であってもよい。この場合、参照光正規化画像データ、及びレーザ光画像データに対してエッジ抽出処理を行うことにより、それぞれ参照光エッジデータ、及びレーザ光エッジデータが得られる。
【００６８】
また、本実施形態において、参照光エッジデータからレーザ光エッジデータの差分をとることにより部分エッジデータを生成するが、レーザ光エッジ画像のみに表示されるエッジを抽出する他のいかなる方法によって生成してもよい。例えば、レーザ光エッジデータにおいてエッジが検出された画素の中から、参照光エッジデータにおいてエッジが検出された画素を除外するデータ処理によっても、部分エッジデータを生成することは可能である。
【００６９】
また、本実施形態において、正規化を行ってエッジを検出しているが、両画像に共通に写るエッジについての信号を除くことが可能であれば、正規化は不要である。前述のようにレーザ光エッジデータにおいてエッジが検出された画素の中から、参照光エッジデータにおいてエッジが検出された画素を除外する信号処理によって、部分エッジデータを生成する構成であれば、正規化は不要である。
【００７０】
また、本実施形態において、生体組織の内壁面下の浅い位置を通る毛細血管等のみを表示する構成であるが、生体組織の内壁面下の深い位置を通る血管等のみを表示することも可能である。参照光エッジデータからレーザ光エッジデータの差分が正である領域のみを抽出することにより、深い位置の血管等を表示することが可能である。また、適当な波長の光を発する参照光源、或いはレーザ光源を選択することにより、生体組織内壁面下を通る血管の中で浅い位置から深い位置の所望の位置を抽出して表示することも可能である。
【００７１】
また、本実施形態を適用した画像処理装置は、参照用光源とレーザ光源を備える汎用の画像処理装置に部分エッジ画像作成のプログラムを読込ませて構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の一実施形態を適用した画像処理装置を有する内視鏡システムの内部構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】シャッタの平面図である。
【図３】参照光画像を示す図である。
【図４】レーザ光画像を示す図である。
【図５】光の波長の違いによる生体組織への光の到達状態を説明するための図である。
【図６】参照光エッジ画像を示す図である。
【図７】レーザ光エッジ画像を示す図である。
【図８】レーザ光エッジ画像にのみ表示されるエッジを抽出する原理を説明するための図である。
【図９】部分エッジ画像を示す図である。
【図１０】参照光画像、及び部分エッジ画像が表示される状態を示す図である。
【図１１】参照光画像、レーザ光画像、及び部分エッジ画像が表示される状態を示す図である。
【図１２】画像処理装置による画像処理の動作の説明をするためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００７３】
１０  内視鏡システム
２０  内視鏡プロセッサ
２１  光源システム
２２  参照用光源
２３  レーザ光源
２５  参照用光源電源回路
２６  レーザ光源制御回路
２７  シャッタ
３２  シャッタ駆動回路
３４  画像処理システム
３５a、３５b  第１、第２信号処理回路
３６  映像信号処理回路
３９a、３９b  第１、第２メモリ
４０  タイミングコントローラ
４１  撮像素子駆動回路
５０  内視鏡
５１  ライトガイド
５１a  入射端
５１b  出射端
５３  撮像素子
６０  モニタ
Ｃa  毛細血管
ＯS、Ｏd  組織
Ｐ１、Ｐ２  第１、第２参照点
ＰE  部分エッジ画像
ＰL  レーザ光画像
ＰR  参照光画像
【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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