(57)【要約】【課題】目的に応じた適切なチャートで色調整可能な色調整治具及び色調整治具を有する電子内視鏡システムを提供する。【解決手段】電子内視鏡システムによって撮影される撮影画像の色調整処理に使用される色調整治具を、所定の色を有するチャートと、前記チャート内に設けられ、該チャートの色の色情報が記録されたマーカと、から構成する。【選択図】図１
2018038460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子内視鏡システムによって撮影される撮影画像の色調整処理に使用される色調整治具であって、
所定の色を有するチャートと、
前記チャート内に設けられ、該チャートの色の色情報が記録されたマーカと、
を備える、
色調整治具。
【請求項２】
前記色調整治具は、互いに色が異なる複数の前記チャートを有し、
前記複数のチャートの夫々には、前記マーカが付されている、
請求項１に記載の色調整治具。
【請求項３】
前記色調整治具は、複数の差込穴を有し、
前記複数の差込穴の夫々の内壁面に、一つの前記チャートが形成されている、
請求項２に記載の色調整治具。
【請求項４】
前記色調整治具の内壁面は複数の領域を有しており、
前記複数の領域の夫々には、該複数の領域の間で互いに色が異なる前記チャートが形成されている、
請求項２に記載の色調整治具。
【請求項５】
前記マーカは、前記色情報を前記電子内視鏡システム内のマーカ読取手段によって復号可能な形式に符号化した一次元又は二次元のコードである、
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の色調整治具。
【請求項６】
前記コードは、無彩色の色と該コードが付されている前記チャートの色と同じ色相を有する少なくとも何れか一方の色を用いて形成されている、
請求項５に記載の色調整治具。
【請求項７】
前記マーカには、前記電子内視鏡システムによる前記色調整処理に使用されるパラメータが記録されている、
請求項１から請求項６の何れか一項に記載の色調整治具。
【請求項８】
請求項１から請求項７の何れか一項に記載の色調整治具と、
被写体を撮像して画像信号を生成する電子スコープと、
前記画像信号に基づいて表示装置上で表示可能な画像を生成する画像生成手段と、
前記電子スコープにより撮像された前記色調整治具の前記マーカから色情報を読み取るマーカ読取手段と、
前記色情報と前記チャートを撮像して生成された画像信号に基づいて、前記画像の色調整処理を行う色調整手段と、
を備える電子内視鏡システム。
【請求項９】
前記マーカ読取手段は、前記画像中における前記マーカの位置を検出し、
前記色調整手段は、前記画像中における前記マーカの周囲の所定の領域の前記画像信号に基づいて、前記画像の色調整処理を行う、
請求項８に記載の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、色調整治具及び色調整機能を有する電子内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子を有する電子スコープと、電子スコープによって生成された画像信号を処理してモニタに表示可能な画像を生成する内視鏡用プロセッサとを備えた電子内視鏡システムが知られている。
【０００３】
電子スコープには、観察する部位に応じた種々のタイプのものがある。術者は、観察する部位に適した電子スコープを選択し、内視鏡用プロセッサに接続する。術者は、電子内視鏡システムによる観察を行う際、電子スコープが有する撮像素子の分光感度特性のバラツキや、内視鏡用プロセッサに内蔵される光源装置のフィルタ、レンズ等の光学的特性のバラツキを調整するため、観察に先立って電子内視鏡システムの色調整処理（ホワイトバランス調整処理）を行う。色調整処理では、まず、電子内視鏡システムによって白色の被写体（チャート）が撮像され、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色に対応した画像信号が生成される。次に、生成された各画像信号の信号強度が同じになるように、各画像信号に対するゲイン（増幅率）が調整される（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３１４６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
白色のチャートを用いた色調整処理を行うことにより、電子内視鏡システム間の撮影画像の色のバラつきを抑えることができる。しかし、白色以外の照明光を用いる場合や、特定の色を有する被写体を撮影する場合には、術者にとって見やすい撮影画像を得るために、白色以外のチャートや、複数のチャートを用いて色調整を行うことが考えられる。しかし、互いに色の異なる複数のチャートが存在する場合、術者が、目的とは異なるチャートを誤って選択してしまう虞がある。例えば、着目する被写体の観察に不適なチャートを用いて色調整処理が行われた場合、着目する部位が想定していた色と異なった色で表示されてしまい、術者による適切な診断の妨げとなってしまう虞がある。
【０００６】
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、目的に応じた適切なチャートで色調整可能な色調整治具及び色調整治具を有する電子内視鏡システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の一実施形態に係る色調整治具は、電子内視鏡システムによって撮影される撮影画像の色調整処理に使用される色調整治具であって、所定の色を有するチャートと、チャート内に設けられ、チャートの色の色情報が記録されたマーカと、を備える。
【０００８】
このような構成によれば、マーカからチャートの色情報が読み取られた上で色調整処理が行われるため、目的とは異なったチャートを用いて色調整処理が行われることを防止することができる。
【０００９】
また、本発明の一実施形態において、色調整治具は、例えば、互いに色が異なる複数のチャートを有し、複数のチャートの夫々には、マーカが付されている。
【００１０】
また、本発明の一実施形態において、色調整治具は、例えば、複数の差込穴を有し、複数の差込穴の夫々の内壁面に、一つのチャートが形成されている。
【００１１】
また、本発明の一実施形態において、例えば、色調整治具の内壁面は複数の領域を有しており、複数の領域の夫々には、複数の領域の間で互いに色が異なるチャートが形成されている。
【００１２】
また、本発明の一実施形態において、マーカは、例えば、色情報を電子内視鏡システム内のマーカ読取手段によって復号可能な形式に符号化した一次元又は二次元のコードである。
【００１３】
また、本発明の一実施形態において、コードは、例えば、無彩色の色とコードが付されているチャートの色と同じ色相を有する少なくとも何れか一方の色を用いて形成されている。
【００１４】
また、本発明の一実施形態において、マーカには、例えば、電子内視鏡システムによる色調整処理に使用されるパラメータが記録されている。
【００１５】
上記の目的を達成するために、本発明の一実施形態に係る電子内視鏡システムは、上記の色調整治具と、被写体を撮像して画像信号を生成する電子スコープと、画像信号に基づいて表示装置上で表示可能な画像を生成する画像生成手段と、電子スコープにより撮像された色調整治具のマーカから色情報を読み取るマーカ読取手段と、色情報とチャートを撮像して生成された画像信号に基づいて、画像の色調整処理を行う色調整手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の実施形態によれば、目的に応じた適切なチャートで色調整可能な色調整治具及び色調整治具を有する電子内視鏡システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる電子内視鏡システムのブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかる色調整治具の説明図である。
【図３】本発明の第１の実施形態にかかるチャートの正面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態にかかる色調整治具の斜視図である。
【図５】本発明の第３の実施形態にかかる色調整治具の説明図である。
【図６】本発明の第３の実施形態にかかるチャートの正面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態にかかるモニタに表示されるチャートの映像を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施形態にかかるモニタに表示されるチャートの映像を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施形態にかかるモニタに表示されるチャートの映像を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態にかかるモニタに表示されるチャートの映像を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態の変形例にかかるチャートの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる電子内視鏡システム１のブロック図である。図１に示されるように、第１の実施形態の電子内視鏡システム１は、電子スコープ（電子内視鏡）１００、プロセッサ（内視鏡用プロセッサ）２００およびモニタ３００を有する。
【００２０】
電子スコープ１００は、人の体腔内に挿入され、体腔内の被写体を撮影するために使用される。電子スコープ１００は、対物光学系１０１、撮像素子１０２、撮像素子ドライバ１０４、サブＣＰＵ１０５、サブメモリ１０６、照明光学系１０８およびライトガイド１０９を備えている。対物光学系１０１、撮像素子１０２および照明光学系１０８は、電子スコープ１００の可撓管の先端部１００ａ内に設けられている。
【００２１】
プロセッサ２００は、ＣＰＵ２０１、タイミングコントローラ２０２、光源２０３、光源ドライバ２０４、メモリ２０５、フロントパネル２０６、画像信号処理回路２０７、メモリ２０８Ｒ、メモリ２０８Ｇ、メモリ２０８Ｂ、映像信号生成回路２０９、コード読取回路２１１および演算回路２１２を備えている。
【００２２】
ＣＰＵ２０１は、電子内視鏡システム１を構成する各要素を制御する。タイミングコントローラ２０２は、信号の処理タイミングを調整するクロックパルスを電子内視鏡システム１内の各回路へ送信する。
【００２３】
光源２０３は、光源ドライバ２０４によって駆動制御され、白色光を放射する。光源２０３には、キセノンランプ、ハロゲンランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプ等の高輝度ランプが用いられる。光源２０３から放射された照明光は、電子スコープ１００のライトガイド１０９に入射される。
【００２４】
ライトガイド１０９に入射された照明光は、照明光学系１０８を介して電子スコープ１００の先端部１００ａから射出され、被写体に照射される。被写体で反射された照明光（反射光）は、対物光学系１０１を介して撮像素子１０２の受光面上の各画素で光学像を結ぶ。
【００２５】
撮像素子１０２は、受光面上の各画素で結像した被写体像を光量に応じた電荷として蓄積して、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色に対応した画像信号（Ｒ画像信号、Ｇ画像信号、Ｂ画像信号）に変換する。変換された各画像信号は、撮像素子ドライバ１０４によってＡＤ変換や信号増幅等の処理が施され、画像信号処理回路２０７へ送信される。
【００２６】
サブＣＰＵ１０５は、サブメモリ１０６にアクセスして電子スコープ１００の固有情報を読み出す。サブメモリ１０６に記憶されている電子スコープ１００の固有情報には、例えば撮像素子１０２の画素数や感度、対応可能なフレームレートまたは型番等が含まれる。サブＣＰＵ１０５は、サブメモリ１０６から読み出した固有情報をＣＰＵ２０１へ送信する。
【００２７】
ＣＰＵ２０１は、メモリ２０５に接続され、メモリ２０５に記憶された各種プログラムを実行することにより、電子スコープ１００の固有情報に基づいた各種演算処理や電子内視鏡システム１を構成する各要素の制御信号の生成等を行う。ＣＰＵ２０１は、生成された制御信号を用いて、プロセッサ２００内の各回路の動作や動作タイミングを制御する。また、ＣＰＵ２０１は、フロントパネル２０６に接続されている。フロントパネル２０６は、術者が電子内視鏡システム１の各種設定や各種パラメータを変更するためのユーザインターフェースである。ＣＰＵ２０１は、術者によるフロントパネル２０６への入力操作に基づいて各回路の処理に用いるパラメータや生成する制御信号等を変更する。
【００２８】
タイミングコントローラ２０２は、ＣＰＵ２０１によるタイミング制御に従って、サブＣＰＵ１０５にクロックパルスを送信する。サブＣＰＵ１０５は、タイミングコントローラ２０２から受信したクロックパルスに従って、撮像素子ドライバ１０４を駆動制御する。
【００２９】
画像信号処理回路２０７は、撮像素子ドライバ１０４から受信したＲ、Ｇ、Ｂの画像信号をそれぞれ、メモリ２０８Ｒ、メモリ２０８Ｇ、メモリ２０８Ｂへ送信する。各メモリ２０８Ｒ〜２０８Ｂは、画像信号処理回路２０７から受信した画像信号を記憶し、所定のタイミングで映像信号生成回路２０９へ送信する。映像信号生成回路２０９は、各メモリ２０８Ｒ〜２０８Ｂから受信した画像信号に対して、所定のゲイン（増幅率）で増幅する増幅処理や輪郭強調処理などの画像処理を施す。また、映像信号生成回路２０９は、増幅処理および画像処理が施された画像信号を所定の形式の映像信号（例えば、ＮＴＳＣ（National Television System Committee）形式）に変換し、演算回路２１２へ送信する。演算回路２１２は受信した映像信号に対して調整処理を施し、モニタ３００へ送信する。演算回路２１２における調整処理では、例えば、映像信号の彩度やコントラストなどが調整される。この調整処理は、術者によってフロントパネル２０６に入力されたパラメータに基づいて行われる。モニタ３００は、受信した映像信号に基づく映像または画像を表示する。なお、上記の画像信号処理回路２０７、各メモリ２０８Ｒ〜２０８Ｂ、映像信号生成回路２０９および演算回路２１２の各動作はそれぞれ、タイミングコントローラ２０２から受信したクロックパルスに従って制御される。
【００３０】
次に、第１の実施形態の電子内視鏡システム１の色調整処理について説明する。色調整処理は、電子内視鏡システム１を用いた被写体の観察に先立ち、電子スコープ１００で色調整治具４００を撮像することによって行われる。本実施形態における色調整処理には、例えば、ホワイトバランス調整処理や、使用する照明光や着目する被写体に合わせた色調整処理等が含まれる。
【００３１】
図２は、第１の実施形態の色調整治具４００の説明図である。図２（ａ）は色調整治具４００の斜視図、図２（ｂ）は正面図を示している。図２（ａ）に示されるように、色調整治具４００は凹状の差込穴４０１を有している。差込穴４０１の底面には調整領域（チャート）４０２が形成されている。また、色調整治具４００の内壁面４０４は、チャート４０２と同じ色、或いは、白色、黒色又は灰色等の無彩色を有する。
【００３２】
図３は、色調整治具４００のチャート４０２の正面図である。チャート４０２の一部にはマーカ４０３が付されている。マーカ４０３は、二次元コードであり、チャート４０２の色情報を符号化したものである。マーカ４０３の二次元コードは、例えば、ＱＲコード（登録商標）が用いられる。また、マーカ４０３には、二次元コードの代わりに、一次元コードであるバーコードが用いられてもよい。
【００３３】
被写体を白色の照明光で照明して通常のカラー撮影を行う場合、例えば、白色や灰色のチャート４０２を用いたホワイトバランス調整処理が行われる。これにより、照明光のスペクトルや電子スコープ１００の仕様の違い等による電子内視鏡システム１の個体差によって、カラー撮影画像の色が変化することが抑えられる。
【００３４】
また、電子内視鏡システム１を用いた被写体の観察には、特定の波長帯域の光強度が大きい特殊な照明光を用いた特殊光観察がある。例えば、紫色の波長帯域と緑色の波長帯域の光強度が比較的大きい特殊光を用いることにより、生体組織の血管を強調した撮影画像を得られることが知られている。このような特殊光を用いた観察を行う場合、白色等の無彩色以外（有彩色）の色のチャート４０２を用いて色調整処理を行うことにより、着目する被写体（例えば、血管）と、それ以外の被写体（例えば、粘膜）とを識別し易い撮影画像が得られる場合がある。
【００３５】
また、白色の照明光を用いたカラー撮影においても、着目する被写体に応じて無彩色以外（有彩色）の色のチャート４０２を用いて色調整処理を行うことにより、着目する被写体を識別し易いカラー撮影画像を得ることができる。例えば、着目する被写体が炎症を起こしている粘膜である場合、この粘膜の色に対応したチャート４０２を用いて色調整処理を行うことにより、炎症部と健常部の差異や、炎症度合いを識別し易くすることができる。
【００３６】
炎症を起こしている粘膜は、比較的赤味を帯びている。また、炎症の進行が進んでいるほど、赤味が強くなって（濃い赤色として）表れる。しかし、白色や灰色のチャート４０２を用いてホワイトバランス調整処理を行った場合、赤、緑、青の様々な色において電子スコープ１００の個体差を抑えることは可能であるが、複数の赤系の色の僅かな違いが識別し難い場合があった。これに対し、着目する被写体が赤系の色であることが事前に分かっている場合、複数の赤系の色のチャート４０２を用いて色調整処理を行うことにより、複数の赤系の色の僅かな違いを識別し易い撮影画像を得ることができる。これにより、術者による炎症の進行具合の診察をし易くすることができる。
【００３７】
このように、本実施形態では、撮影の目的や照明光の種類、着目する被写体に応じて、チャート４０２の色や色調整処理に使用する色調整治具４００の数を変更可能である。ただし、色調整治具４００の種類が増えると、どの色調整治具４００を用いて色調整処理を行うべきかが分かり難くなってしまう。もし、目的とは異なる色調整治具４００を用いて色調整処理が行われた場合、着目する被写体の撮影画像が想定とは異なる色で表示されてしまい、適切な診断の妨げとなってしまう虞がある。そのため、本実施形態では、各色調整治具４００のチャート４０２には、チャート４０２の色を示す色情報を含むマーカ４０３が付されており、目的に応じた適切なチャート４０２を有する色調整治具４００を使用して色調整処理が行われるように構成されている。
【００３８】
マーカ４０３が含んでいる色情報は、チャート４０２の色の色相、彩度、明度を示す情報に対応する。マーカ４０３が含んでいる色情報の色空間は、電子内視鏡システム１の仕様に合わせて適宜に設定される。例えば、表色系は、ＨＬＳ色空間やＨＳＶ色空間等の所定の色空間が用いられる。なお、色情報には、Ｌａｂ色空間やＲＧＢ色空間等の、直接、色相、彩度、明度の３つを表さない色空間が使用されてもよい。
【００３９】
術者は、電子内視鏡システム１の色調整処理を行うために、電子スコープ１００の先端部１００ａを色調整治具４００の差込穴４０１に差し込み、電子スコープ１００を用いてチャート４０２を撮像する。色調整治具４００は光を透過させない材質で形成されているため、先端部１００ａが差込穴４０１に差し込まれると、外光から遮蔽された状態で色調整処理を行うことができる。
【００４０】
電子スコープ１００を用いて撮像されたチャート４０２の画像信号は、撮像素子ドライバ１０４および画像信号処理回路２０７を介して各メモリ２０８Ｒ〜２０８Ｂに記憶される。ここで、各メモリ２０８Ｒ〜２０８Ｂに記憶されるＲ、Ｇ、Ｂの画像信号は、撮影画像の各画素の画像信号である。
【００４１】
また、画像信号処理回路２０７は、Ｒ、Ｇ、Ｂの画像信号について、全画素の代表値を算出して出力する。画像信号の代表値は、例えば、全画素の画像信号の平均値、中央値又は最頻値である。Ｒ、Ｇ、Ｂの画像信号の代表値は、ＣＰＵ２０１に出力される。
【００４２】
映像信号生成回路２０９は、各メモリ２０８Ｒ〜２０８Ｂに記憶された画像信号に基づいて映像信号を生成する。生成された映像信号はモニタ３００へ送信されると共に、コード読取回路２１１へ送信される。
【００４３】
コード読取回路２１１は、受信した映像信号からマーカ４０３に含まれるコードを読み取る。コード読取回路２１１は、読み取ったコードからチャート４０２の色情報を復号し、ＣＰＵ２０１へ送信する。
【００４４】
ＣＰＵ２０１は、チャート４０２の色情報に基づいて映像信号生成回路２０９における増幅処理のゲインを調整する。例えば、マーカ４０３に白色や灰色等の無彩色の色を示す色情報が含まれている場合、色調整処理としてホワイトバランス調整処理が行われる。ホワイトバランス調整処理では、チャート４０２を撮像して生成されたＲ、Ｇ、Ｂの画像信号の代表値の信号強度比が１：１：１となるように、例えば、Ｒ画像信号に対するゲインＧＲ、Ｂ画像信号に対するゲインＧＢが調整される。調整されたゲインＧＲ、ゲインＧＢは色調整パラメータとしてメモリ２０５に記憶される。
【００４５】
なお、マーカ４０３は、コード読取回路２１１で検出できるように、チャート４０２とは異なる色で形成されている。例えば、チャート４０２は、色調整治具５００の種類に応じた所定の色を有している。これに対し、マーカ４０３は、無彩色によって形成されている。例えば、マーカ４０３は、白地に黒色で二次元コードが描かれたものである。これにより、マーカ４０３の色が、Ｒ、Ｇ、Ｂの画像信号の代表値の信号強度比に与える影響を小さくすることができる。
【００４６】
或いは、マーカ４０３は、チャート４０２の色と同じ色相を有する色によって形成されていてもよい。詳しくは、マーカ４０３は、チャート４０２の色と同じ色相を有し且つチャート４０２の色よりも明度が大きい色と、チャート４０２の色と同じ色相を有し且つチャート４０２の色よりも明度が小さい色によって形成されていてもよい。これにより、マーカ４０３の色が、色調整パラメータの色相成分に与える影響を抑えることができる。
【００４７】
また、色調整処理は、チャート４０２を撮像して得られた画像信号から、マーカ４０３を示す画像信号を除いて実行されてもよい。コード読取回路２１１は、撮影映像のうち、どの領域にマーカ４０３が含まれるかを検出することができる。そのため、撮影映像のうちマーカ４０３を除いた領域の画像信号の代表値を用いて色調整処理を行うことにより、マーカ４０３の色が色調整パラメータに与える影響を抑えることができる。なお、この場合、マーカ４０３に使用される色は特に限定されない。
【００４８】
色調整処理が行われた電子内視鏡システム１を用いた観察では、メモリ２０５に記憶された色調整パラメータ（ゲインＧＲ、ゲインＧＢ）が読み出され、映像信号生成回路２０９による増幅処理に使用される。これにより、チャート４０２の色を基準に色調整処理がなされた被写体の映像又は画像がモニタ３００に表示される。
【００４９】
上述の色調整処理の例では、無彩色の色を有するチャート４０２を用いたホワイトバランス調整処理について説明したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、チャート４０２が有彩色を有している場合、コード読取回路２１１により、マーカ４０３から有彩色の色を示す色情報が読み出される。この場合、ＣＰＵ２０１は、読み取られた色情報に基づいて、Ｒ、Ｇ、Ｂの画像信号の代表値の信号強度比が所定の値となるように、Ｒ、Ｇ、Ｂの画像信号に対するゲインＧＲ、ＧＧ、ＧＢが調整される。ここで、所定の比は、色情報に応じて変更される。例えば、色情報が、特殊光観察における色調整処理に使用される色を示している場合、各画像信号の信号強度が特殊光観察に適した比となるように、各ゲインが調整される。或いは、色情報が、炎症を起こしている粘膜観察における色調整に使用される色を示している場合、各画像信号の代表値の信号強度比が粘膜の観察に適した値となるように、各ゲインが調整される。
【００５０】
また、マーカ４０３には、色情報以外に、色調整処理に使用される各種パラメータが符号化されて記録されていてもよい。例えば、マーカ４０３には、色調整治具４００の用途を示す情報が記録されていてもよい。用途を示す情報は、例えば、色調整治具４００がホワイトバランス調整用の治具であることを示す情報、特殊光観察用の治具であることを示す情報、又は、粘膜観察用の治具であることを示す情報等である。ＣＰＵ２０１は、マーカ４０３から読み取られた用途を示す情報に基づいて、色調整処理を実行してもよい。また、ＣＰＵ２０１は、マーカ４０３から用途を示す情報が読み取られると、色調整処理を自動で実行してもよい。或いは、術者がフロントパネル２０６等を操作して指定した色調整処理と、マーカ４０３から読み取られた用途が整合しない場合、ＣＰＵ２０１は、使用する色調整治具４００を変更するよう術者に報知してもよい。この術者への報知は、例えば、モニタ３００上に文字を表示することによって実行される。
【００５１】
また、マーカ４０３には、色調整治具４００が対応している電子内視鏡システム１の情報が符号化されて記録されていてもよい。電子内視鏡システム１は、電子スコープ１００やプロセッサ２００の仕様により、用途や照明光のスペクトル、画像信号に対して施される信号処理のフローが異なる。そのため、電子内視鏡システム１によって、使用可能な色調整治具４００が異なる場合がある。しかし、マーカ４０３に、電子内視鏡システム１の情報が記録されていることにより、色調整治具４００と電子内視鏡システム１の組み合わせが整合していない状態で色調整処理が実行されてしまうことを防止することができる。
【００５２】
また、マーカ４０３には、色調整処理の条件が符号化されて記録されていてもよい。例えば、色調整治具４００によっては、チャート４０２に照射される照明光の光強度やスペクトルが指定されている場合がある。照明光の光強度は、例えば、絞りや減光フィルタによって調整される。また、照明光のスペクトルは、照明光の光路上に光学フィルタを挿入することによって調整される。マーカ４０３から読み取った条件に基づいて、照明光の光強度やスペクトルが自動又は手動で調整されることにより、最適な条件で色調整処理を行うことができる。
【００５３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態にかかる電子内視鏡システム１について説明する。第２の実施形態の電子内視鏡システム１は、色調整治具４００の構成が異なること以外は、第１の実施形態の電子内視鏡システム１と同じである。
【００５４】
図４は、第２の実施形態にかかる色調整治具５００の斜視図である。図４に示されるように、第２の実施形態にかかる色調整治具５００は、３つの色調整治具５００Ａ〜５００Ｃが一体となったものである。各色調整治具５００Ａ〜５００Ｃの構成は、第１の実施形態における色調整治具４００と同じである。ただし、各色調整治具５００Ａ〜５００Ｃのチャート５０２Ａ〜５０２Ｃは互いに異なる色を有している。
【００５５】
第２の実施形態にかかる色調整治具５００は、特定の被写体を撮影する際の色調整処理に使用することができる。例えば、特定の被写体が炎症を起こしている粘膜である場合、炎症を起こしている粘膜は赤味を帯びているが、その色は炎症の進行度合いに応じて異なる。そのため、赤味を有する粘膜の色から、炎症の進行度合いを推測することができる。このように、色を用いて炎症の進行度合いを推測する場合、炎症度合いと撮影画像の色との対応関係を予めに設定しておく必要がある。第２の実施形態では、炎症度合いと撮影画像の色との対応関係を予め設定するために、複数の色調整治具５００Ａ〜５００Ｃが使用される。
【００５６】
３つの色調整治具５００Ａ〜５００Ｃのうち、色調整治具５００Ａのチャート５０２Ａは、炎症を起こしていない粘膜の色を有している。色調整治具５００Ｂのチャート５０２Ｂは、軽度の炎症を起こしている粘膜の色を有している。色調整治具５００Ｃのチャート５０２Ｃは、重度の炎症を起こしている粘膜の色を有している。炎症が重度になるほど、各チャート５０２Ａ〜５０２Ｃの色のうち赤色成分は相対的に大きくなり、緑色成分は相対的に小さくなる。各色調整治具５００Ａ〜５００Ｃのチャート５０２Ａ〜５０２Ｃにはそれぞれ、チャート５０２Ａ〜５０２Ｃの色を表す色情報が記録されたマーカ５０３Ａ〜５０３Ｃが付されている。また、各マーカ５０３Ａ〜５０３Ｃには、炎症の度合い（炎症が起きていない、軽度の炎症又は重度の炎症）を表す情報が記録されている。各マーカ５０３Ａ〜５０３Ｃには、更に、色調整治具５００が３つの色調整治具５００Ａ〜５００Ｃを含んでいることを示す情報が記録されている。また、各色調整治具５００Ａ〜５００Ｃの外面には、色調整治具５００Ａ〜５００Ｃを識別するための記号５０５（図４において、色調整治具５００Ｃの記号５０５は不図示）が付されている。
【００５７】
術者は、まず、電子スコープ１００の先端部１００ａを色調整治具５００Ａの差込穴５０１Ａに差し込み、電子スコープ１００を用いてチャート５０２Ａを撮像する。これにより、チャート５０２Ａを撮像した画像信号が取得されると共に、マーカ５０３Ａが読み取られる。チャート５０２Ａの画像信号の代表値とマーカ５０３Ａを復号することによって得られた色情報は、関連付けられてメモリ２０５に記録される。画像信号の代表値と色情報が記録されると、モニタ３００には、術者に色調整治具５００Ｂを撮像するよう指示する情報が表示される。術者は、この指示に従い、電子スコープ１００の先端部１００ａを色調整治具５００Ｂの差込穴５０１Ｂに差し込み、電子スコープ１００を用いてチャート５０２Ｂを撮像する。これにより、チャート５０２Ｂの画像信号の代表値と色情報が関連付けられてメモリ２０５に記録される。同様に、術者は、電子スコープ１００を色調整治具５００Ｃの差込穴５０１Ｃに差し込み、チャート５０２Ｃを撮像する。これにより、チャート５０２Ｃの画像信号の代表値と色情報が関連付けられてメモリ２０５に記録される。
【００５８】
ＣＰＵ２０１は、メモリ２０５に記録されたチャート５０２Ａ〜５０２Ｃの画像信号の代表値及び色情報に基づいて、Ｒ、Ｇ、Ｂの画像信号に対するゲインを調整する。各ゲインは、撮影画像において、チャート５０２Ａ〜５０２Ｃの色が識別し易くなるように調整される。調整されたゲインは、色調整パラメータとしてメモリ２０５に記憶される。
【００５９】
本実施形態において、Ｒ、Ｇ、Ｂの画像信号に対するゲインは、例えば、メモリ２０５に記録された画像信号の代表値と、色情報に基づく参考画像信号との差が最も小さくなるように調整される。この場合、メモリ２０５には、各色情報に対するＲ、Ｇ、Ｂの参考画像信号が予め記録されている。Ｒ、Ｇ、Ｂの参考画像信号のレベルは、対応するチャート５０２Ａ〜５０２Ｃの色をモニタ３００上で再現するように設定されている。
【００６０】
マーカ５０３Ａ〜５０３Ｃが撮像されて、各チャート５０２Ａ〜５０２Ｃの色情報が復号されると、色情報に対応したＲ、Ｇ、Ｂの参考画像信号がメモリ２０５から読み出される。ＣＰＵ２０１は、各チャート５０２Ａ〜５０２Ｃを撮像して得られたＲ、Ｇ、Ｂの画像信号の代表値と、各チャート５０２Ａ〜５０２Ｃに対応するＲ、Ｇ、Ｂの参考画像信号との差分が小さくなるように、Ｒ、Ｇ、Ｂの画像信号に対するゲインを調整する。画像信号のゲインは、補正マトリックスＭによって表される。チャート５０２Ａ〜５０２Ｃのうちの一つを撮像して得られたＲ、Ｇ、Ｂの画像信号の代表値をＳＲ、ＳＧ、ＳＢ、ゲイン調整後のＲ、Ｇ、Ｂの画像信号の代表値をＡＳＲ、ＡＳＧ、ＡＳＢとした場合、補正マトリックスＭによるゲイン調整は、例えば、次式１のように表される。
【数１】
2018038460.tif 000003
【００６１】
本実施形態では、各チャート５０２Ａ〜５０２Ｃの色は、粘膜の炎症度に応じた赤色成分及び緑色成分を有している。そのため、式１に示す補正マトリックスＭは、Ｒ、Ｇ、Ｂの画像信号のうち、Ｒ、Ｇの画像信号のゲインを調整するように設定されている。
【００６２】
本実施形態の色調整処理では、補正マトリックスＭは、最小二乗法を用いて算出される。詳しくは、色調整処理では、次式２で表される画像信号の代表値と参考画像信号との差の二乗和Ｅが最小となるような補正マトリックスＭが、最小二乗法を用いて算出される。
【数２】
2018038460.tif 000004
ここで、ＴＲＡ、ＴＧＡは、チャート５０２Ａに対応したＲ、Ｇの参考画像信号である。ＴＲＢ、ＴＧＢは、チャート５０２Ｂに対応したＲ、Ｇの参考画像信号である。ＴＲＣ、ＴＧＣは、チャート５０２Ｃに対応したＲ、Ｇの参考画像信号である。また、ＡＳＲＡ、ＡＳＧＡは、ゲイン調整後のチャート５０２Ａを撮像して得られたＲ、Ｇの画像信号の代表値である。ＡＳＲＢ、ＡＳＧＢは、ゲイン調整後のチャート５０２Ｂを撮像して得られたＲ、Ｇの画像信号の代表値である。ＡＳＲＣ、ＡＳＧＣは、ゲイン調整後のチャート５０２Ｃを撮像して得られたＲ、Ｇの画像信号の代表値である。なお、本実施形態の色調整処理では、Ｂの画像信号に対するゲインは調整されないため、式２において、Ｂの参考画像信号及びＢの画像信号の代表値は含まれていない。最小二乗法を用いて算出された補正マトリックスＭは、色調整パラメータとしてメモリ２０５に記憶される。
【００６３】
色調整処理が行われた電子内視鏡システム１を用いた観察では、メモリ２０５に記憶された色調整パラメータ（補正マトリックスＭ）が読み出され、映像信号生成回路２０９による増幅処理に使用される。これにより、炎症の進行度合いに応じた粘膜の色を識別し易い被写体の映像又は画像がモニタ３００に表示される。
【００６４】
なお、本実施形態では、３つの色調整治具５００Ａ〜５００Ｃを用いて色調整処理が行われるが、本実施形態はこの構成に限定されない。例えば、２つまたは４つ以上の色調整治具を用いて色調整処理が行われてもよい。複数の色調整治具を用いることにより、色調整処理を高精度で行うことができる。
【００６５】
また、本実施形態では、粘膜の炎症度に応じた色を有するチャート５０２Ａ〜５０２Ｃを用いる場合について説明したが、本実施形態はこの構成に限定されない。各チャートの色は、着目する被写体に応じて変更されてもよい。また、補正マトリックスＭはＲ、Ｇの画像信号のゲインを調整するものに限定されない。補正マトリックスＭは、Ｒ、Ｇ、Ｂの画像信号のうち、何れか一つの画像信号、何れか二つの画像信号、或いは、全ての画像信号のゲインを調整するものであってもよい。
【００６６】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態にかかる電子内視鏡システム１について説明する。第３の実施形態の電子内視鏡システム１は、色調整治具の構成が異なること以外は、第１の実施形態の電子内視鏡システム１と同じである。
【００６７】
第３の実施形態の色調整治具６００は、第２の実施形態と同様に、特定の被写体を撮影する際の色調整処理に使用することができる。ただし、第３の実施形態の色調整治具６００は、複数の色調整治具が一体となったものではなく、一つの治具から構成される。
【００６８】
図５は、第３の実施形態の色調整治具６００の説明図である。図５（ａ）は色調整治具６００の斜視図、図５（ｂ）は正面図を示している。図６は、色調整治具６００のチャート６０２の正面図である。チャート６０２は３つの領域６０２Ａ〜６０２Ｃを有しており、各領域６０２Ａ〜６０２Ｃは異なる色を有している。また、チャート６０２の各領域６０２Ａ〜６０２Ｃには、各領域６０２Ａ〜６０２Ｃの色を示す色情報が記録されたマーカ６０３Ａ〜６０３Ｃが付されている。また、色調整治具６００の内壁面６０４は、照明光の反射を防ぐため、黒色を有している。
【００６９】
色調整治具６００を、炎症を起こしている粘膜を撮影する際の色調整処理に使用する場合、チャート６０２の領域６０２Ａ〜６０２Ｃはそれぞれ、炎症を起こしていない粘膜の色、軽度の炎症を起こしている粘膜の色及び重度の炎症起こしている粘膜の色を有している。各マーカ６０３Ａ〜６０３Ｃには、領域６０２Ａ〜６０２Ｃの色と共に、炎症の度合い（炎症が起きていない、軽度の炎症又は重度の炎症）を表す情報や、色調整治具６００が３つの領域６０２Ａ〜６０２Ｃを含んでいることを示す情報が記録されている。
【００７０】
術者は、電子スコープ１００の先端部１００ａを色調整治具６００の差込穴６０１に差し込み、電子スコープ１００を用いてチャート６０２を撮像する。図７は、モニタ３００に表示される撮像されたチャート６０２の映像を示す図である。電子スコープ１００を用いてチャート６０２の中心付近が撮像されると、図７に示すように、３つのマーカ６０３Ａ〜６０３Ｃがモニタ３００に表示される。コード読取回路２１１は、チャート６０２を撮像して得られた映像信号に含まれるマーカ６０３Ａ〜６０３Ｃを検出し、各マーカ６０３Ａ〜６０３Ｃから色情報を読み取る。
【００７１】
コード読取回路２１１がマーカ６０３Ａ〜６０３Ｃを読み取ると、読み取られた各マーカ６０３Ａ〜６０３Ｃが付されている領域６０２Ａ〜６０２Ｃの画像信号のうち、マーカ６０３Ａ〜６０３Ｃの周辺領域６０６Ａ〜６０６Ｃの画像信号を用いた色調整処理が行われる。各マーカ６０３Ａ〜６０３Ｃは、各領域６０２Ａ〜６０２Ｃの中央付近に付されている。そのため、各マーカ６０３Ａ〜６０３Ｃの周辺領域６０６Ａ〜６０６Ｃは、同一の色を有している。従って、各マーカ６０３Ａ〜６０３Ｃの周辺領域６０６Ａ〜６０６Ｃの画像信号を用いた色調整処理を行うことにより、色調整処理に使用する画像信号に、異なる色を有する別の領域の画像信号が含まれてしまうことを防止することができる。
【００７２】
また、色調整治具６００の内壁面６０４は黒色で形成されている。そのため、色調整治具６００内での照明光の反射が抑制され、各領域６０２Ａ〜６０２Ｃで反射された照明光に、他の領域で反射された照明光が混ざってしまうことを防止することができる。
【００７３】
色調整処理では、まず、各マーカ６０３Ａ〜６０３Ｃの周辺領域６０６Ａ〜６０６Ｃの画像信号の代表値と各マーカ６０３Ａ〜６０３Ｃから読み取られた色情報が関連付けられてメモリ２０５に記憶される。ＣＰＵ２０１は、メモリ２０５に記録された領域６０２Ａ〜６０２Ｃの画像信号の代表値及び色情報に基づいて、Ｒ、Ｇ、Ｂの画像信号に対するゲインを調整する。各ゲインは、撮影画像において、領域６０２Ａ〜６０２Ｃの色が識別し易くなるように調整される。調整されたゲインは、色調整パラメータとしてメモリ２０５に記憶される。
【００７４】
色調整処理が行われた電子内視鏡システム１を用いた観察では、メモリ２０５に記憶された色調整パラメータが読み出され、映像信号生成回路２０９による増幅処理に使用される。これにより、炎症の進行度合いに応じた粘膜の色を識別し易い被写体の映像又は画像がモニタ３００に表示される。
【００７５】
なお、図７に示す例では、３つのマーカ６０３Ａ〜６０３Ｃが同時に撮像されてモニタ３００に表示されている。しかし、電子スコープ１００の撮影画角や、電子スコープ１００の先端部１００ａとチャート６０２の間の距離、又は、電子スコープ１００の撮影方向によっては、３つのマーカ６０３Ａ〜６０３Ｃを同時に撮像できない場合がある。
【００７６】
図８は、電子スコープ１００の先端部１００ａとチャート６０２の間の距離が適切でない場合にモニタ３００に表示されるチャート６０２の映像を示す図である。図８（ａ）は距離が近すぎる場合の映像であり、図８（ｂ）は距離が離れすぎている場合の映像である。図８（ａ）に示す例では、各マーカ６０３Ａ〜６０３Ｃは、全体が撮像されていないため、マーカ６０３Ａ〜６０３Ｃを読み取ることができない。一方、図８（ｂ）に示す例では、マーカ６０３Ａ〜６０３Ｃの二次元コードのパターンの大きさが、コード読取回路２１１によって読み取り可能な大きさを下回ってしまい、マーカ６０３Ａ〜６０３Ｃを読み取ることができない。
【００７７】
図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、撮影された映像に読み取ることができるマーカ６０３Ａ〜６０３Ｃが存在しない場合、ＣＰＵ２０１は、電子スコープ１００とチャート６０２の間の距離が適切ではないと判定し、距離が適切ではないことを術者に報知する。この報知は、例えば、モニタ３００上に電子スコープ１００とチャート６０２との距離を変更することを促すテキスト（例えば、「スコープを前後に移動させてください」という文字列）を表示することによって行われる。術者が報知に従って電子スコープ１００、色調整治具６００又はその両方の位置を調整することにより、３つのマーカ６０３Ａ〜６０３Ｃ全てが読み取り可能な状態となる。
【００７８】
図９は、電子スコープ１００による撮影方向が適切でない場合にモニタ３００に表示さるチャート６０２の映像を示す図である。図９に示す例では、３つのマーカ６０３Ａ〜６０３Ｃのうち、マーカ６０３Ａ、６０３Ｃは読み取り可能であるが、マーカ６０２Ｂは、一部が撮像されていないため、読み取ることができない。このように、複数のマーカ６０３Ａ〜６０３Ｃの中に読み取ることができないマーカがある場合、ＣＰＵ２０１は、電子スコープ１００の撮影方向が適切ではないと判定し、撮影方向が適切ではないことを術者に報知する。図９に示す例では、この報知は、モニタ３００上に電子スコープ１００の撮影方向の変更を促すテキスト（例えば、「撮影エリアを移動してください」という文字列）を表示することによって行われる。なお、各マーカ６０３Ａ〜６０３Ｃが、複数のマーカ６０３Ａ〜６０３Ｃの位置関係についての情報を有している場合、この報知で、撮影方向をどの方向に変更すれば良いかを促すことも可能である。
【００７９】
また、図７に示す例では、３つのマーカ６０３Ａ〜６０３Ｃが同時に読み取られるが、本実施形態はこの構成に限定されない。例えば、各マーカ６０３Ａ〜６０３Ｃは一つずつ読み取られてもよい。図１０は、３つのマーカ６０３Ａ〜６０３Ｃのうち、マーカ６０３Ａのみを撮像している場合にモニタ３００に表示されるチャート６０２の映像を示す図である。このように、マーカ６０３Ａ〜６０３Ｃを一つずつ読み取ることにより、複数の領域６０２Ａ〜６０２Ｃの夫々について、広範囲の領域の画像信号を得ることができる。広範囲の領域の画像信号の代表値を色調整処理に用いることにより、色調整処理の精度を向上させることができる。
【００８０】
なお、マーカ６０３Ａ〜６０３Ｃを一つずつ読み取る場合、一つの領域の画像信号及びマーカ６０３Ａ〜６０３Ｃから読み出した色情報を記録する毎に、ＣＰＵ２０１は、別の領域を撮影することを促すよう報知してもよい。この報知は、モニタ３００上に撮影する領域の変更を促すテキスト（例えば、「別の領域を撮影してください」という文字列）を表示することによって行われる。全ての領域６０２Ａ〜６０２Ｃについて画像信号の代表値と色情報がメモリ２０５に記録されると、ＣＰＵ２０１は、画像信号の代表値及び色情報に基づいてＲ、Ｇ、Ｂの画像信号に対するゲインを調整する。調整されたゲインは、色調整パラメータとしてメモリ２０５に記憶される。
【００８１】
また、本実施形態におけるチャート６０２は、図６に示すように、チャート６０２の中心の周りに等角度で３つに分割されているが、本実施形態のチャート６０２はこの構成に限定されない。チャート６０２は２つ或いは４つ以上の領域に分割されてもよい。また、チャート６０２は、複数の帯状の領域に分割されてもよく、領域間に色調整処理には使用されない色を有する領域を有していてもよい。
【００８２】
図１１は、本実施形態の変形例におけるチャート６０２の正面図である。図１１に示すように、この変形例では、チャート６０２は円形状の複数の領域６０７Ａ〜６０７Ｃを有しており、各領域６０７Ａ〜６０７Ｃの間には無彩色の領域６０８が設けられている。このように、各領域６０７Ａ〜６０７Ｃの間に無彩色の領域６０８を設けることにより、各領域６０７Ａ〜６０７Ｃを別々に撮像して画像信号を取得する場合に、他の領域の画像信号が取得されることを防止できる。これにより、色調整の精度を向上することができる。
【００８３】
以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本発明の実施形態に含まれる。
【符号の説明】
【００８４】
１    電子内視鏡システム
１００    電子スコープ
１００ａ    先端部
１０１    対物光学系
１０２    撮像素子
１０４    撮像素子ドライバ
１０５    サブＣＰＵ
１０６    サブメモリ
１０８    照明光学系
１０９    ライトガイド
２００    プロセッサ
２０１    ＣＰＵ
２０２    タイミングコントローラ
２０３    光源
２０４    光源ドライバ
２０５    メモリ
２０６    フロントパネル
２０７    画像信号処理回路
２０８Ｒ、２０８Ｇ、２０８Ｂ    メモリ
２０９    映像信号生成回路
２１１    コード読取回路
２１２    演算回路
３００    モニタ
４００    色調整治具
４０１    差込穴
４０２    チャート
４０３    マーカ
４０４    内壁面
５００    色調整治具
５００Ａ〜５００Ｃ    色調整治具
５０２Ａ〜５０２Ｃ    チャート
５０３Ａ〜５０３Ｃ    マーカ
５０５    記号
６００    色調整治具
６０１    差込穴
６０２    チャート
６０２Ａ〜６０２Ｃ    領域
６０３Ａ〜６０３Ｃ    マーカ
６０４    内壁面
６０６Ａ〜６０６Ｃ    周辺領域
６０７Ａ〜６０７Ｃ    領域
６０８    領域
【図１】
2018038460.tif 000005
【図２】
2018038460.tif 000006
【図３】
2018038460.tif 000007
【図４】
2018038460.tif 000008
【図５】
2018038460.tif 000009
【図６】
2018038460.tif 000010
【図７】
2018038460.tif 000011
【図８】
2018038460.tif 000012
【図９】
2018038460.tif 000013
【図１０】
2018038460.tif 000014
【図１１】
2018038460.tif 000015