(57)【要約】【課題】ディスプレイにおいて生体組織の色の階調の再現性を向上させることができ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は、生体組織の画像を撮像する電子内視鏡と、画像に対する画像処理を実行するプロセッサと、画像を表示するディスプレイと、を備える。プロセッサは、画像を構成する各画素の色成分を特定する色情報の少なくとも１つがディスプレイの色域の表示限界域に位置する飽和画素の数をカウントするカウント部と、画像の画素数に対する飽和画素の数の比率である飽和率を計算する計算部と、飽和率を低減させるための色変換パラメータの値を決定する決定部と、を備える。電子内視鏡又はプロセッサは、色変換パラメータの値を用いて画像に色変換を施す色変換部を備える。【選択図】図１
2019055129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体組織の画像を撮像する電子内視鏡と、前記画像に対する画像処理を実行するプロセッサと、前記画像を表示するディスプレイと、を備える電子内視鏡システムであって、
前記プロセッサは、
前記画像を構成する各画素の色成分を特定する色情報の少なくとも１つが前記ディスプレイの色域の表示限界域に位置する飽和画素の数をカウントするカウント部と、
前記画像の画素数に対する前記飽和画素の数の比率である飽和率を計算する計算部と、
前記飽和率を低減させるための色変換パラメータの値を決定する決定部と、を備え、
前記電子内視鏡又は前記プロセッサは、前記色変換パラメータの値を用いて前記画像に色変換を施す色変換部を備える、
電子内視鏡システム。
【請求項２】
前記カウント部は、互いに隣接する画素の色差情報の差を示す色差差分値が所定の色差閾値以下である画素を、前記飽和画素としてカウントする、
請求項１に記載の電子内視鏡システム。
【請求項３】
色変換パラメータの値と飽和率の対応関係を示すパラメータセットを記憶する記憶装置を備え、
前記決定部は、前記記憶装置に記憶されたパラメータセットにおいて、前記計算部によって計算された飽和率に対応する色変換パラメータの値を決定する、
請求項１又は２に記載の電子内視鏡システム。
【請求項４】
前記記憶装置は、複数のディスプレイに対応する複数のパラメータセットを記憶し、
前記決定部は、接続されたディスプレイに対応するパラメータセットを参照する、
請求項３に記載の電子内視鏡システム。
【請求項５】
前記パラメータセットは、前記飽和率が大きくなるに従い小さくなる増幅率を示す、
請求項３又は４に記載の電子内視鏡システム。
【請求項６】
前記パラメータセットは、
前記飽和率が所定の下限閾値と所定の上限閾値との間の中間階調範囲に含まれる場合、前記飽和率が大きくなるに従い小さくなる増幅率を示し、
前記飽和率が前記中間階調範囲に含まれない場合、一定の増幅率を示す、
請求項５に記載の電子内視鏡システム。
【請求項７】
前記色変換部は、予め定められた第１色変換パラメータの値を用いて前記画像に色変換を施す第１色変換回路と、前記第１色変換パラメータの値とは異なる第２色変換パラメータの値を用いて前記画像に色変換を施す第２色変換回路と、を含み、
前記第１色変換回路は、前記電子内視鏡に配置され、
前記計算部は、前記第１色変換回路によって変換された画像の色情報を参照して、前記飽和率を計算し、
前記決定部は、前記飽和率に基づいて前記第２色変換パラメータの値を決定し、
前記第２色変換回路は、前記電子内視鏡又は前記プロセッサに配置され、且つ、前記決定部により決定された第２色変換パラメータの値を用いて前記画像に色変換を施す、
請求項１〜６の何れか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、電子内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人体内部の生体組織の観察や治療に電子内視鏡が使用されている。電子内視鏡は、生体組織の画像を撮像し、撮像した画像をディスプレイに表示する。電子内視鏡のオペレータは、ディスプレイに表示された画像から、生体組織を観察することができる。
【０００３】
生体組織の観察や治療においては、生体組織（例えば、粘膜管や血管）の異常部位を特定する必要がある。電子内視鏡システムでは、ディスプレイにおいて生体組織の異常部位を特定し易くするための色変換を、電子内視鏡によって撮像された画像に施すことが一般的である。
【０００４】
例えば、特許文献１の電子内視鏡は、色変換回路を備える。色変換回路は、予め定められた色変換パラメータを用いて、撮像素子によって得られたＲＧＢ色空間の画像信号（以下「ＲＧＢ信号」という）を、ＹＣｒＣｂ色空間の画像信号（以下「輝度色差信号」という）に変換する。特許文献１の色変換回路によって用いられる色変換パラメータは、予め定められた値を含む。この色変換パラメータの値は、予め想定される色変換（例えば、解像度の向上、ノイズの除去、異常部位の鮮明化）を考慮して定められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１１５２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、生体組織の画像は中間階調が多いため、従来の電子内視鏡システムでは、ディスプレイに表示される画像の色域が最大限に広くなるように色変換を行う。
【０００７】
しかし、色域が広くなるほど、中間階調から離れた色を有する部位の階調が潰れてしまう。その結果、ディスプレイにおいて、中間階調から離れた色を有する部位を特定することが困難になる。
例えば、従来の色変換によれば、彩度の高い赤色を有する血液の階調は潰れてしまう。この場合、血液が付着した生体組織の表面の色がディスプレイにおいて均一の色で再現される。そのため、ディスプレイにおいて生体組織の表面形状の特定が困難になる。
【０００８】
このように、従来の電子内視鏡システムの色変換パラメータは、中間階調から離れた色を有する部位の階調の再現性を考慮して定められていない。そのため、ディスプレイにおいて生体組織の画像の階調の再現性が不十分である。
【０００９】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ディスプレイにおいて生体組織の画像の階調の再現性を向上させることができる電子内視鏡システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１態様は、
生体組織の画像を撮像する電子内視鏡と、前記画像に対する画像処理を実行するプロセッサと、前記画像を表示するディスプレイと、を備える電子内視鏡システムであって、
前記プロセッサは、
前記画像を構成する各画素の色成分を特定する色情報の少なくとも１つが前記ディスプレイの色域の表示限界域に位置する飽和画素の数をカウントするカウント部と、
前記画像の画素数に対する前記飽和画素の数の比率である飽和率を計算する計算部と、
前記飽和率を低減させるための色変換パラメータの値を決定する決定部と、を備え、
前記電子内視鏡又は前記プロセッサは、前記色変換パラメータの値を用いて前記画像に色変換を施す色変換部を備える、
電子内視鏡システムである。
【００１１】
本発明の第２態様では、
前記カウント部は、互いに隣接する画素の色差情報の差を示す色差差分値が所定の色差閾値以下である画素を、前記飽和画素としてカウントする。
【００１２】
本発明の第３態様では、
色変換パラメータの値と飽和率の対応関係を示すパラメータセットを記憶する記憶装置を備え、
前記決定部は、前記記憶装置に記憶されたパラメータセットにおいて、前記計算部によって計算された飽和率に対応する色変換パラメータの値を決定する。
【００１３】
本発明の第４態様では、
前記記憶装置は、複数のディスプレイに対応する複数のパラメータセットを記憶し、
前記決定部は、接続されたディスプレイに対応するパラメータセットを参照する。
【００１４】
本発明の第５態様では、
前記パラメータセットは、前記飽和率が大きくなるに従い小さくなる増幅率を示す。
【００１５】
本発明の第６態様では、
前記パラメータセットは、
前記飽和率が所定の下限閾値と所定の上限閾値との間の中間階調範囲に含まれる場合、前記飽和率が大きくなるに従い小さくなる増幅率を示し、
前記飽和率が前記中間階調範囲に含まれない場合、一定の増幅率を示す。
【００１６】
本発明の第７態様では、
前記色変換部は、予め定められた第１色変換パラメータの値を用いて前記画像に色変換を施す第１色変換回路と、前記第１色変換パラメータの値とは異なる第２色変換パラメータの値を用いて前記画像に色変換を施す第２色変換回路と、を含み、
前記第１色変換回路は、前記電子内視鏡に配置され、
前記計算部は、前記第１色変換回路によって変換された画像の色情報を参照して、前記飽和率を計算し、
前記決定部は、前記飽和率に基づいて前記第２色変換パラメータの値を決定し、
前記第２色変換回路は、前記電子内視鏡又は前記プロセッサに配置され、且つ、前記決定部により決定された第２色変換パラメータの値を用いて前記画像に色変換を施す。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ディスプレイにおいて生体組織の画像の階調の再現性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態の電子内視鏡システムの構成を示す概略図である。
【図２】図１の演算回路の機能ブロック図である。
【図３】本実施形態の電子内視鏡システムの処理のフローチャートである。
【図４】図３のステップＳ２１の詳細な処理のフローチャートである。
【図５】図３の処理における画像信号の色域と図１のディスプレイの色域との関係を示す概略図である。
【図６】図３の処理における輝度色差信号の階調特性を示す図である。
【図７】図３のステップＳ２３において参照されるパラメータセットの説明図である。
【図８】図３のステップＳ１２の説明図である。
【図９】変形例１の電子内視鏡システムの処理のフローチャートである。
【図１０】変形例２の電子内視鏡システムの処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する
【００２０】
本実施形態の電子内視鏡システムの構成を説明する。図１は、本実施形態の電子内視鏡システムの構成を示す概略図である。図２は、図１の演算回路の機能ブロック図である。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態の電子内視鏡システム１は、電子内視鏡１０と、プロセッサ２０と、ディスプレイ３０と、を備える。
【００２２】
電子内視鏡１０は、生体組織の画像を撮像するように構成される。電子内視鏡１０は、固体撮像素子１１と、第１色変換回路１２（「色変換部」の一例）と、第２色変換回路１３（「色変換部」の一例）と、を備える。
【００２３】
プロセッサ２０は、電子内視鏡１０によって撮像された画像に対して画像処理を実行するように構成される。プロセッサ２０は、前段信号処理回路２１と、画像メモリ２２と、後段信号処理回路２３と、システムコントローラ２４と、光源装置２５と、演算回路２６と、操作パネル２７と、を備える。
【００２４】
固体撮像素子１１は、生体組織の画像を撮像するように構成される。
具体的には、固体撮像素子１１は、受光面上の各画素で結像した光学像を光量に応じた電荷として蓄積することにより、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）色空間のＲＧＢ信号を生成する。ＲＧＢ信号は、生体組織の画像の各画素の色成分を特定する情報（以下「色情報」という）の一例である。
固体撮像素子１１は、例えば、ベイヤ型画素配置を有する単板式カラーＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ、補色系フィルタを有するイメージセンサ、又は、その他の種類の撮像素子である。
Ｒ成分は、血液に多く含まれる第１色成分の一例である。Ｂ成分は、生体組織に吸収され易い第２色成分の一例である。Ｇ成分は、第１色成分及び第２色成分とは異なる第３色成分の一例である。
生体組織の画像を表示する場合、第１色成分及び第２色成分の階調の再現性が第３色成分の階調の再現性より重要である。
【００２５】
第１色変換回路１２は、固体撮像素子１１によって撮像された画像に対して、予め定められた第１色変換パラメータを用いた色変換を施すように構成される。
具体的には、第１色変換回路１２は、固体撮像素子１１によって生成されたＲＧＢ信号を、第１色変換パラメータを用いて、ＹＣｒＣｂ色空間の輝度色差信号（「色情報」の一例）に変換するように構成される。
【００２６】
第１色変換パラメータは、以下の値を含む。各値は、予め定められた固定値である。
・固体撮像素子１１によって生成されたＲＧＢ信号のＲ成分を、Ｒ成分と輝度成分の差（以下「Ｒ色差」という）Ｃｒ（「第１色差情報」の一例）へ変換するための値
・固体撮像素子１１によって生成されたＲＧＢ信号のＢ成分を、Ｂ成分と輝度成分信号の差（以下「Ｂ色差」という）Ｃｂ（「第２色差情報」の一例）へ変換するための値
・固体撮像素子１１によって生成されたＲＧＢ信号のＲ成分を、Ｒ色差Ｃｒの色相信号へ変換するための値
・固体撮像素子１１によって生成されたＲＧＢ信号のＢ成分を、Ｂ色差Ｃｂの色相信号へ変換するための値
【００２７】
第２色変換回路１３は、固体撮像素子１１によって撮像された画像に対して、演算回路２６によって生成された第２色変換パラメータを用いた色変換を施すように構成される。
具体的には、第２色変換回路１３は、固体撮像素子１１によって生成されたＲＧＢ信号を、第２色変換パラメータを用いて、ＹＣｒＣｂ色空間の輝度色差信号を生成するように構成される。
【００２８】
第２色変換パラメータは、以下の値を含む。各値は、演算回路２６によって計算される可変値である。
・固体撮像素子１１によって生成されたＲＧＢ信号のＲ成分を、Ｒ色差Ｃｒへ変換するための値
・固体撮像素子１１によって生成されたＲＧＢ信号のＢ成分を、Ｂ色差Ｃｂへ変換するための値
・固体撮像素子１１によって生成されたＲＧＢ信号のＲ成分を、Ｒ色差Ｃｒの色相信号へ変換するための値
・固体撮像素子１１によって生成されたＲＧＢ信号のＢ成分を、Ｂ色差Ｃｂの色相信号へ変換するための値
【００２９】
前段信号処理回路２１は、第１色変換回路１２又は第２色変換回路１３によって生成された輝度色差信号を１フレーム周期（例えば、１／３０秒、又は、１／６０秒）で入力する。前段信号処理回路２１は、入力した輝度色差信号に対して前段信号処理を実行することにより、ＹＣｒＣｂ色情報を含む画像データを生成する。前段信号処理は、例えば、デモザイク処理、マトリックス演算処理、及び、Ｙ／Ｃ分離処理である。
【００３０】
画像メモリ２２は、前段信号処理回路２１から出力される画像データをバッファし、且つ、タイミングコントローラ（不図示）によるタイミング制御に従って、バッファした画像データを演算回路２６又は後段信号処理回路２３に出力する。
【００３１】
システムコントローラ２４は、システムメモリ２４ａ（記憶装置の一例）を有する。システムメモリ２４ａには、電子内視鏡システム１を制御するための制御プログラムと、パラメータセット（後述）と、が格納される。
システムコントローラ２４は、システムメモリ２４ａに記憶された制御プログラムを実行することにより、電子内視鏡システム１全体を統合的に制御する。
【００３２】
光源装置２５は、システムコントローラ２４の制御に従い、照明光Ｌを発光する。
光源装置２５は、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）又はＬＤ（Laser Diode）である。
【００３３】
演算回路２６は、システムコントローラ２４の制御に従い、画像メモリ２２から出力される画像データに所定の演算処理を施すことにより、第２色変換パラメータを生成するように構成される。
【００３４】
図２に示すように、演算回路２６は、カウント部２６１と、計算部２６２と、決定部２６３と、を有する。
【００３５】
カウント部２６１は、画像を構成する各画素の色成分を特定する色情報の少なくとも１つがディスプレイ３０の色域の表示限界域に位置する画素（以下「飽和画素」という）の数をカウントするように構成される。
【００３６】
計算部２６２は、固体撮像素子１１によって撮像された画像を構成する各画素の色情報と、所定の閾値と、を比較することにより、飽和率αを計算するように構成される。飽和率αとは、固体撮像素子１１によって撮像された画像の画素数に対する飽和画素の数の比率である。
【００３７】
決定部２６３は、飽和率αを低減させるための色変換パラメータの値を決定するように構成される。
【００３８】
後段信号処理回路２３は、画像メモリ２２から出力される画像データに所定の後段信号処理を施すことにより、ディスプレイ３０に表示するための表示用データを生成し、且つ、生成した表示用データを所定のビデオフォーマット信号に変換するように構成される。
【００３９】
図１の操作パネル２７は、操作パネル２７に対するオペレータ（例えば、医師）の操作を介して、オペレータの指示を受け付けるように構成される。
【００４０】
システムコントローラ２４は、操作パネル２７によって受け付けられたオペレータの指示に基づいて、電子内視鏡システム１の各動作を制御し、且つ、各動作のためのパラメータを変更する。
【００４１】
ディスプレイ３０は、後段信号処理回路２３によって変換されたビデオフォーマット信号を入力し、当該ビデオフォーマット信号に基づく画面を表示するように構成される。これにより、オペレータは、被写体の生体組織の画像を観察することができる
【００４２】
本実施形態の電子内視鏡システムの処理を説明する。図３は、本実施形態の電子内視鏡システムの処理のフローチャートである。図４は、図３のステップＳ２１の詳細な処理のフローチャートである。図５は、図３の処理における画像信号の色域と図１のディスプレイの色域との関係を示す概略図である。図６は、図３の処理における輝度色差信号の階調特性を示す図である。図７は、図３のステップＳ２３において参照されるパラメータセットの説明図である。図８は、図３のステップＳ１２の説明図である。
【００４３】
図３に示すように、電子内視鏡１０が、撮像（Ｓ１０）を開始する。
具体的には、オペレータが、電子内視鏡１０をプロセッサ２０に接続した後、光源装置２５の照明光Ｌを電子内視鏡１０に供給するための点灯ボタン（不図示）を操作すると、固体撮像素子１１が、受光面上の各画素で結像した光学像を光量に応じた電荷として蓄積して、ＲＧＢ信号を生成する。
【００４４】
ステップＳ１０の後、電子内視鏡１０が、第１色変換（Ｓ１１）を実行する。
具体的には、第１色変換回路１２が、第１色変換パラメータを用いて、ステップＳ１０において得られたＲＧＢ信号を輝度色差信号に変換する。
【００４５】
ステップＳ１１の後、プロセッサ２０が、前段信号処理（Ｓ２０）を実行する。
具体的には、前段信号処理回路２１が、ステップＳ１１において得られた輝度色差信号を１フレーム周期で入力する。
前段信号処理回路２１は、入力した輝度色差信号に対して、前段信号処理（例えば、デモザイク処理、マトリックス演算処理、及び、Ｙ／Ｃ分離処理）を施すことにより、ＹＣｒＣｂ色情報を含む画像データを生成する。
前段信号処理回路２１は、生成した画像データを画像メモリ２２に格納する。
【００４６】
ステップＳ２０の後、プロセッサ２０は、飽和画素Ｐｓのカウント（Ｓ２１）を実行する。
【００４７】
図４に示すように、プロセッサ２０は、ディスプレイの色域情報の取得（Ｓ２１０）を実行する。
具体的には、システムコントローラ２４は、ディスプレイ３０から、ディスプレイ３０の色域を示す色域情報を取得し、システムメモリ２４ａに格納する。
【００４８】
ステップＳ２１０の後、プロセッサ２０は、Ｌ＊ａ＊ｂ色空間の色域の計算（Ｓ２１１）を実行する。
具体的には、演算回路２６は、システムコントローラ２４を介して、ステップＳ２０において画像メモリ２２に格納された画像データを入力する。
演算回路２６は、入力した画像データに含まれるＹＣｒＣｂ色情報をＬ＊ａ＊ｂ色情報に変換することにより、Ｌ＊ａ＊ｂ色空間の画像データを生成する。
演算回路２６は、Ｌ＊ａ＊ｂ色空間の画像データと、ステップＳ２１０においてシステムメモリ２４ａに記憶された色域情報が示す色域と、を比較することにより、Ｌ＊ａ＊ｂ色情報がディスプレイ３０の色域の表示限界域上に位置する画素（以下「限界画素」という）を特定する（Ｓ２１２）。ステップＳ２１２は、色成分毎に実行される。
【００４９】
図５Ａは、演算回路２６によって生成された画像データのＬ＊ａ＊ｂ色情報の色分布Ｌａｂ０と、ディスプレイ３０の色域ＣＧ及び表示限界域ＬＣＧとの関係を示している。
色分布Ｌａｂ０は、表示限界域ＬＣＧに位置する限界画素ＬＰＸを含む。
限界画素ＬＰＸは、ディスプレイ３０に表示された画像において階調が適切に再現されない可能性がある画素である。
【００５０】
演算回路２６は、限界画素について（Ｓ２１２−ＹＥＳ）、色差の計算（Ｓ２１３）を実行する。
具体的には、演算回路２６は、限界画素のＲ色差Ｃｒ及びＢ色差Ｃｂを計算する。これにより、図６の階調特性を有するＲ色差Ｃｒ及びＢ色差Ｃｂが得られる。
【００５１】
図６に示すように、Ｒ色差Ｃｒは、ある画素領域において、階調特性が一様になる領域Ｓｃｒを有する。Ｂ色差Ｃｂは、領域Ｓｃｒと同一の画素領域において、階調特性が一様になる領域Ｓｃｂを有する。
【００５２】
ステップＳ２１３の後、演算回路２６は、色差差分値ΔＣの計算（Ｓ２１４）を実行する。
具体的には、演算回路２６は、ターゲット画素Ｐ（ｎ）のＲ色差Ｃｒ（ｎ）と、ターゲット画素Ｐ（ｎ）に隣接する隣接画素Ｐ（ｎ＋１）のＲ色差Ｃｒ（ｎ＋１）との差であるＲ色差差分値ΔＣｒ（ｎ）を計算する（式１参照）。
演算回路２６は、ターゲット画素Ｐ（ｎ）のＢ色差Ｃｂ（ｎ）と、隣接画素Ｐ（ｎ＋１）のＢ色差Ｃｂ（ｎ＋１）との差であるＢ色差差分値ΔＣｂ（ｎ）を計算する（式２参照）。
ΔＣｒ（ｎ）＝｜Ｃｒ（ｎ＋１）−Ｃｒ（ｎ）｜…（式１）
ΔＣｂ（ｎ）＝｜Ｃｂ（ｎ＋１）−Ｃｂ（ｎ）｜…（式２）
・Ｎは、画像データの画素数である。
・ｎは、画素の識別子（１〜Ｎの整数）である。
【００５３】
ステップＳ２１４の後、演算回路２６は、ステップＳ２１４で得られたＲ色差差分値ΔＣｒと、予め定められたＲ色差閾値γｒと、を比較する（Ｓ２１５）。
また、演算回路２６は、ステップＳ２１４で得られたＢ色差差分値ΔＣｂと、予め定められたＢ色差閾値γｂと、を比較する（Ｓ２１５）。
【００５４】
演算回路２６は、Ｒ色差差分値ΔＣｒがＲ色差閾値γｒ以下である場合（Ｓ２１５−ＹＥＳ）、Ｒ成分の飽和画素Ｐｓｒとしてカウントする（Ｓ２１６）。
また、演算回路２６は、Ｂ色差差分値ΔＣｂがＢ色差閾値γｂ以下である場合（Ｓ２１５−ＹＥＳ）、Ｂ成分の飽和画素Ｐｓｂとしてカウントする（Ｓ２１６）。
【００５５】
ステップＳ２１１〜２１６の処理は、演算回路２６のカウント部２６１の機能の一例である。
ステップＳ２１１〜Ｓ２１６は、画像メモリ２２に格納された画像データを構成する画素毎に実行される。
【００５６】
全ての画素Ｐ（１）〜Ｐ（Ｎ）に対してステップＳ２１１〜Ｓ２１６が実行されると、ステップＳ２１が終了する。
【００５７】
ステップＳ２１の後、プロセッサ２０が、飽和率αの計算（Ｓ２２）を実行する。
具体的には、演算回路２６は、式３を用いて、Ｒ成分の飽和率（以下「第１飽和率」という）αｒを計算する。第１飽和率αｒとは、画素数Ｎに対するＲ成分の飽和画素Ｐｓｒの総数ＳＵＭ（Ｐｓｒ）の比率である。
また、演算回路２６は、式４を用いて、Ｂ成分の飽和率（以下「第２飽和率」という）αｂを計算する。第２飽和率αｂとは、画素数Ｎに対するＢ成分の飽和画素Ｐｓｂの総数ＳＵＭ（Ｐｓｂ）の比率である。
αｒ＝ＳＵＭ（Ｐｓｒ）／Ｎ・・・（式３）
αｂ＝ＳＵＭ（Ｐｓｂ）／Ｎ・・・（式４）
ステップＳ２２の処理は、演算回路２６の計算部２６２の機能の一例である。
【００５８】
ステップＳ２２の後、プロセッサ２０が、第２色変換パラメータの決定（Ｓ２３）を実行する。
具体的には、システムメモリ２４ａには、パラメータセットが格納される。図７に示すように、パラメータセットは、第１パラメータセットＫｒ（α）と、第２パラメータセットＫｂ（α）と、を含む。
【００５９】
第１パラメータセットＫｒ（α）は、Ｒ色差ゲイン（Ｃｒ＿Ｇａｉｎ）に関する飽和率αの関数である。つまり、第１パラメータセットＫｒ（α）は、Ｒ色差を変換するためのパラメータの値と飽和率αとの対応関係を示している。
【００６０】
第２パラメータセットＫｂ（α）は、Ｂ色差ゲイン（Ｃｂ＿Ｇａｉｎ）に関する飽和率αの関数である。つまり、第２パラメータセットＫｂ（α）は、Ｂ色差を変換するためのパラメータの値と飽和率αとの対応関係を示している。
【００６１】
第１パラメータセットＫｒ（α）及び第２パラメータセットＫｂ（α）は、何れも、飽和率αが大きくなるに従い増幅率が小さくなる。
これにより、飽和率αが小さい場合、固体撮像素子１１によって生成された画像に近い色をディスプレイ３０に表示させ、飽和率αが大きい場合、固体撮像素子１１によって生成された画像とは異なる色をディスプレイ３０に表示させることができる。
【００６２】
第１パラメータセットＫｒ（α）は、第１飽和率αｒが下限閾値ＴＨｒ１以下の場合に一定であり、第１飽和率αｒが下限閾値ＴＨｒ１と上限閾値ＴＨｒ２との間の範囲（以下「中間階調範囲」という）に含まれる場合に第１飽和率αｒが大きくなるに従い増幅率が線形的に減少し、且つ、第１飽和率αｒが上限閾値ＴＨｒ２以上の場合に一定である。第１パラメータセットＫｒ（α）は、第１飽和率αｒが上限閾値ＴＨｒ２以上の場合の増幅率は最小である。
第２パラメータセットＫｂ（α）は、第２飽和率αｂが下限閾値ＴＨｂ１以下の場合に一定であり、第２飽和率αｂが下限閾値ＴＨｂ１と上限閾値ＴＨｂ２との間の範囲（以下「中間階調範囲」という）に含まれる場合に第２飽和率αｂが大きくなるに従い増幅率が線形的に減少し、且つ、第２飽和率αｂが上限閾値ＴＨｂ２以上の場合に一定である。第２パラメータセットＫｂ（α）は、第２飽和率αｂが上限閾値ＴＨｂ２以上の場合の増幅率は最小である。
これにより、飽和率αが中間階調範囲に含まれる場合の階調を維持し、且つ、飽和率αが上限閾値以上である場合の階調の再現性を向上させることができる。
【００６３】
演算回路２６は、システムコントローラ２４を介して、システムメモリ２４ａに格納された第１パラメータセットＫｒ（α）を参照して、第１飽和率αｒに対応する値を特定する。例えば、第１飽和率αｒ＝７０の場合、色変換パラメータＫｒ（７０）が特定される。この色変換パラメータＫｒ（７０）が、第１飽和率αｒ＝７０の場合のＲ成分の第２色変換パラメータの値である。
【００６４】
演算回路２６は、システムコントローラ２４を介して、システムメモリ２４ａに格納された第２パラメータセットＫｂ（α）を参照して、第２飽和率αｂに対応する値を特定する。例えば、第２飽和率αｂ＝６０の場合、色変換パラメータＫｂ（６０）が特定される。この色変換パラメータＫｂ（６０）が、第２飽和率αｂ＝６０の場合のＢ成分の第２色変換パラメータの値である。
【００６５】
演算回路２６は、第２色変換パラメータの値（色変換パラメータＫｒ（７０）及び色変換パラメータＫｂ（６０））を、システムコントローラ２４を介して、第２色変換回路１３に出力する。
【００６６】
ステップＳ２３の処理は、演算回路２６の計算部２６２の機能の一例である。
【００６７】
ステップＳ２３の後、電子内視鏡１０が、第２色変換（Ｓ１２）を実行する。
具体的には、第２色変換回路１３は、ステップＳ２２において演算回路２６によって出力された第２色変換パラメータの値を用いて、ステップＳ１０において得られたＲＧＢ信号を輝度色差信号に変換する。これにより、図８に示すように、第１色変換回路１２によって得られた輝度色差信号のＲ色差Ｃｒ０及びＢ色差Ｃｂ０がＲ色差Ｃｒ１及びＢ色差Ｃｂ１に変換される。
第２色変換回路１３は、変換後のＲ色差Ｃｒ１及びＢ色差Ｃｂ１を含む輝度色差信号を前段信号処理回路２１に出力する。これにより、飽和率αに基づいて階調が補正された画像信号が、プロセッサ２０に与えられる。
【００６８】
ステップＳ１２の後、プロセッサ２０が、前段段信号処理（Ｓ２４）を実行する。
具体的には、前段信号処理回路２１が、ステップＳ１２において第２色変換回路１３から出力された輝度色差信号を１フレーム周期で入力する。
前段信号処理回路２１は、入力した輝度色差信号に対して、前段信号処理（例えば、デモザイク処理、マトリックス演算処理、及び、Ｙ／Ｃ分離処理）を実行することにより、ＹＣｒＣｂ色情報を含む画像データを生成する。生成された画像データは、飽和率αに基づいて階調が補正されたデータである。
前段信号処理回路２１は、生成した画像データを画像メモリ２２に格納する。
【００６９】
ステップＳ２４の後、プロセッサ２０が、後段信号処理（Ｓ２５）を実行する。
具体的には、後段信号処理回路２３は、ステップＳ２４において画像メモリ２２に格納された画像データを１フレーム周期で入力する。
後段信号処理回路２３は、入力した画像データに所定の信号処理を施すことにより、表示用データを生成する。
後段信号処理回路２３は、生成した表示用データを所定のビデオフォーマット信号に変換する。
後段信号処理回路２３は、このビデオフォーマット信号をディスプレイ３０に出力する。
【００７０】
ディスプレイ３０は、ステップＳ２４において後段信号処理回路２３から出力されたビデオフォーマット信号に基づく画像（つまり、階調が補正された生体組織の画像）を表示する。
ディスプレイ３０に表示される画像は、図５ＢのＬ＊ａ＊ｂ色空間の色分布Ｌａｂ１を有する。
【００７１】
図５Ｂは、ステップＳ２４において得られたビデオフォーマット信号に基づく画像のＬ＊ａ＊ｂ色空間の色分布Ｌａｂ１と、ディスプレイ３０の色域ＣＧ及び表示限界域ＬＣＧとの関係を示している。
図５Ｂに示すように、ステップＳ２４において得られたビデオフォーマット信号に基づく画像では、限界画素ＬＰＸ（図５Ａ）が消失している。つまり、ステップＳ２４において得られたビデオフォーマット信号に基づく画像のＬ＊ａ＊ｂ色空間の色分布Ｌａｂ１は、表示限界域ＬＣＧから離れている。
従って、ディスプレイ３０において、広い色域にわたって階調が適切に再現される。
【００７２】
本実施形態の変形例１を説明する。変形例１では、色差差分値ΔＣを考慮せずに、第２色変換パラメータの値を決定する。図９は、変形例１の電子内視鏡システムの処理のフローチャートである。
【００７３】
図９に示すように、変形例１の電子内視鏡システム１の処理では、図４のステップＳ２１３〜Ｓ２１５が省略される。
この場合、ステップＳ２１６において、演算回路２６は、ステップＳ２１２において限界画素として特定した画素を飽和画素Ｐｓとしてカウントする（Ｓ２１６）。
【００７４】
変形例１によれば、ステップＳ２１３〜Ｓ２１５が省略されるので、本実施形態に比べて、プロセッサ２０の処理量を低減することができる。
更に、色差差分値ΔＣを考慮しないので、隣接画素Ｐ（ｎ＋１）がノイズを含んでいたとしても、ノイズに起因する飽和画素Ｐｓの誤検出を防ぐことができる。
【００７５】
本実施形態の変形例２を説明する。変形例２では、ディスプレイ３０の色域を考慮せずに、第２色変換パラメータの値を決定する。図１０は、変形例２の電子内視鏡システムの処理のフローチャートである。
【００７６】
図１０に示すように、変形例２の電子内視鏡システム１の処理は、図４のステップＳ２１０〜Ｓ２１２が省略される。
この場合、ステップＳ２１３において、演算回路２６は、画像メモリ２２に格納された画像データの全ての画素のＲ色差Ｃｒ及びＢ色差Ｃｂを計算する。
【００７７】
変形例２によれば、ステップＳ２１０〜Ｓ２１２が省略されるので、本実施形態に比べて、プロセッサ２０の処理量を低減することができる。
【００７８】
本実施形態の変形例３を説明する。変形例３では、複数のディスプレイ３０のそれぞれに対応するパラメータセットの中から、プロセッサ２０に接続されたディスプレイ３０に対応するパラメータセットを参照する。
【００７９】
変形例３のシステムメモリ２４ａには、複数のディスプレイ３０のそれぞれの機種を識別する機種情報と、複数のパラメータセット（図７）と、関連付けて記憶されている。
【００８０】
ステップＳ２３において、演算回路２６は、システムコントローラ２４を介して、プロセッサ２０に接続されたディスプレイ３０から、当該ディスプレイ３０の機種情報を取得する。
演算回路２６は、システムメモリ２４ａに記憶された複数のパラメータセットの中から、取得した機種情報に関連付けられたパラメータセットを参照する。
【００８１】
変形例３によれば、複数のパラメータセットの中から、プロセッサ２０に接続されたパラメータセットが参照される。これにより、様々な機種のディスプレイ３０に対して、階調の再現性を向上させることができる。
【００８２】
本実施形態の変形例４を説明する。変形例４は、色変換部に関する変形例である。
【００８３】
一例として、図１の第２色変換回路１３は、電子内視鏡１０ではなく、プロセッサ２０に配置されてもよい。
これにより、システムコントローラ２４と第２色変換回路１３との間の信号の伝送距離が短くなるので、ディスプレイ３０に表示される画像のレスポンスを向上させることができる。
【００８４】
別の例として、図１の第１色変換回路１２及び第２色変換回路１３は、１つの色変換部に集約されてもよい。この色変換部は、電子内視鏡１０に配置される。
この場合、ステップＳ１０の後、演算回路２６が、予め定められた第１色変換パラメータの値を色変換部に出力する。ステップＳ１１において、色変換部は、演算回路２６から出力された第１色変換パラメータの値を用いて、ステップＳ１０において得られたＲＧＢ信号を輝度色差信号に変換する。
ステップＳ２３において、演算回路２６は、図４の処理において決定した第２色変換パラメータの値を色変換部に出力する。ステップＳ１２において、色変換部は、演算回路２６から出力された第２色変換パラメータの値を用いて、ステップＳ１０において得られたＲＧＢ信号を輝度色差信号に変換する。
つまり、演算回路２６は、第１色変換（Ｓ１１）を実行する場合には第１色変換パラメータの値を色変換部に出力し、第２色変換（Ｓ１２）を実行する場合には第２色変換パラメータの値を色変換部に出力するように構成される。
これにより、電子内視鏡１０の色変換回路を簡素化することができる。
【００８５】
本実施形態の第１態様は、
生体組織の画像を撮像する電子内視鏡１０と、画像に対する画像処理を実行するプロセッサ２０と、画像を表示するディスプレイ３０と、を備える電子内視鏡システム１であって、
プロセッサ２０は、
画像を構成する各画素の色成分を特定する色情報の少なくとも１つがディスプレイ３０の色域の表示限界域ＬＣＧに位置する飽和画素Ｐｓの数をカウントするカウント部２６１と、
画像の画素数に対する飽和画素Ｐｓの数の比率である飽和率αを計算する計算部２６２と、
飽和率αを低減させるための色変換パラメータの値を決定する決定部２６３と、を備え、
電子内視鏡１０又はプロセッサ２０は、色変換パラメータの値を用いて画像に色変換を施す色変換部（例えば、第２色変換回路１３）を備える、
電子内視鏡システム１である。
【００８６】
第１態様によれば、電子内視鏡１０が撮像した画像の階調が、ディスプレイ３０でどのように再現されるかを考慮して色変換パラメータが定められている。これにより、ディスプレイ３０において生体組織の画像の階調の再現性を向上させることができる。その結果、オペレータは、ディスプレイ３０に表示された画像から生体組織の表面形状を容易に把握することができる。
【００８７】
本実施形態の第２態様では、
カウント部２６１は、互いに隣接する画素の色差情報の差を示す色差差分値ΔＣが所定の色差閾値γ以下である画素を、飽和画素としてカウントする。
【００８８】
第２態様によれば、互いに隣接する画素の色差差分値ΔＣに基づいて飽和率αを計算する。これにより、１画素単位で階調の再現性を向上させることができる。
【００８９】
本実施形態の第３態様では、
色変換パラメータの値と飽和率αの対応関係を示すパラメータセットを記憶する記憶装置（例えば、システムメモリ２４ａ）を備え、
決定部２６３は、記憶装置に記憶されたパラメータセットにおいて、計算部２６２によって計算された飽和率αに対応する色変換パラメータの値を決定する。
【００９０】
第３態様によれば、プロセッサ２０側にパラメータセットが記憶されるので、電子内視鏡１０がパラメータセットを保持する必要がない。これにより、電子内視鏡１０の回路構成を簡素化することができる。
【００９１】
本実施形態の第４態様では、
記憶装置（例えば、システムメモリ２４ａ）は、複数のディスプレイ３０に対応する複数のパラメータセットを記憶し、
決定部２６３は、接続されたディスプレイ３０に対応するパラメータセットを参照する。
【００９２】
第４態様によれば、様々な機種のディスプレイ３０に対して、階調の再現性を向上させることができる。
【００９３】
本実施形態の第５態様では、
パラメータセットは、飽和率αが大きくなるに従い小さくなる増幅率を示す。
【００９４】
第５態様によれば、飽和率αが小さい場合、固体撮像素子１１によって生成された画像に近い色をディスプレイ３０に表示させ、飽和率αが大きい場合、固体撮像素子１１によって生成された画像とは異なる色をディスプレイ３０に表示させることができる。
【００９５】
本実施形態の第６態様では、
パラメータセットは、
飽和率αが所定の下限閾値ＴＨｒ１と所定の上限閾値ＴＨｒ２との間の中間階調範囲に含まれる場合、飽和率αが大きくなるに従い小さくなる増幅率を示し、
飽和率αが中間階調範囲に含まれない場合、一定の増幅率を示す。
【００９６】
第６態様によれば、飽和率αが中間階調範囲に含まれる場合の階調を維持し、且つ、飽和率αが上限閾値ＴＨｒ２以上である場合の階調の再現性を向上させることができる。
例えば、彩度の低い生体組織を観察する場合は飽和率αが中間階調範囲に含まれるため、生体組織の階調が維持される。彩度の高い血液を観察する場合は飽和率αが上限閾値ＴＨｒ２以上になるため、血液の階調が再現される。このように、観察する部位の色に応じた増幅率によって色変換を行うことにより、生体組織及び血液の両方の階調を再現することができる。
【００９７】
本実施形態の第７態様では、
色変換部は、予め定められた第１色変換パラメータの値を用いて画像に色変換を施す第１色変換回路１２と、第１色変換パラメータの値とは異なる第２色変換パラメータの値を用いて画像に色変換を施す第２色変換回路１３と、を含み、
第１色変換回路１２は、電子内視鏡１０に配置され、
計算部２６２は、第１色変換回路１２によって変換された画像の色情報を参照して、飽和率αを計算し、
決定部２６３は、飽和率αに基づいて第２色変換パラメータの値を決定し、
第２色変換回路１３は、電子内視鏡１０又はプロセッサ２０に配置され、且つ、決定部２６３により決定された第２色変換パラメータの値を用いて画像に色変換を施す。
【００９８】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲は上記の実施形態に限定されない。また、上記の実施形態は、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更が可能である。また、上記の実施形態及び変形例は、組合せ可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１        ：電子内視鏡システム
１０      ：電子内視鏡
１１      ：撮像素子
１２      ：第１色変換回路
１３      ：第２色変換回路
２０      ：プロセッサ
２１      ：前段信号処理回路
２２      ：画像メモリ
２３      ：後段信号処理回路
２４      ：システムコントローラ
２４ａ    ：システムメモリ
２５      ：光源装置
２６      ：演算回路
２７      ：操作パネル
３０      ：ディスプレイ
【図１】
2019055129.tif 000003
【図２】
2019055129.tif 000004
【図３】
2019055129.tif 000005
【図４】
2019055129.tif 000006
【図５】
2019055129.tif 000007
【図６】
2019055129.tif 000008
【図７】
2019055129.tif 000009
【図８】
2019055129.tif 000010
【図９】
2019055129.tif 000011
【図１０】
2019055129.tif 000012