(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１赤色信号、第１緑色信号、及び第１青色信号を入力処理する画像信号入力処理部と、
前記第１赤色信号、前記第１緑色信号、及び前記第１青色信号から第１色情報を取得する色情報取得部と、
前記第１色情報で形成される特徴空間において、体腔内の観察対象が示す前記第１色情報が分布する複数の色範囲のうち第１色範囲を動かさず、その他の色範囲を動かす選択的拡張処理を行って第２色情報を得る拡張処理部と、
前記第２色情報を第２赤色信号、第２緑色信号、及び第２青色信号に変換するＲＧＢ信号変換部と、
前記第２赤色信号、前記第２緑色信号、及び前記第２青色信号に対して、下記式（Ｍ１）に基づくマトリックス演算による疑似カラー表示処理を行って、赤色表示用信号、緑色表示用信号、及び青色表示用信号を得る疑似カラー表示処理部とを備える画像処理装置。
0006461739.tif 000008
（上記式（Ｍ１）中、Ｒｄは前記赤色表示用信号を、Ｇｄは前記緑色表示用信号を、Ｂｄは前記青色表示用信号を、Ｒ２は前記第２赤色信号を、Ｇ２は前記第２緑色信号を、Ｂ２は前記第２青色信号を表し、ｋ１、ｋ２およびｋ３はそれぞれ０〜１の範囲にある任意の定数である。）
【請求項２】
第１赤色信号、第１緑色信号、及び第１青色信号を入力処理する画像信号入力処理部と、
前記第１赤色信号、前記第１緑色信号、及び前記第１青色信号から第１色情報を取得する色情報取得部と、
前記第１色情報で形成される特徴空間において、体腔内の観察対象が示す前記第１色情報が分布する複数の色範囲のうち第１色範囲を動かさず、その他の色範囲を動かす選択的拡張処理を行って第２色情報を得る拡張処理部と、
前記第２色情報を第２赤色信号、第２緑色信号、及び第２青色信号に変換するＲＧＢ信号変換部と、
前記第２赤色信号、前記第２緑色信号、及び前記第２青色信号に対して、疑似カラー表示処理を行って、赤色表示用信号、緑色表示用信号、及び青色表示用信号を得る疑似カラー表示処理部とを備え、
前記疑似カラー表示処理は、前記第２青色信号と前記第２赤色信号とに対して第１重み付け演算をして前記青色表示用信号を求め、前記第２青色信号と前記第２赤色信号とに対して第２重み付け演算をして前記緑色表示用信号を求め、前記第２緑色信号と前記第２赤色信号とに対して第３重み付け演算をして前記赤色表示用信号を求める第２色調変換処理である画像処理装置。
【請求項３】
前記拡張処理部は、
前記選択的拡張処理として、前記特徴空間において、前記第１色範囲を通る第１基準線を含む一定の範囲Ｒ１ｘ内の角度を、角度変化率Ｗ１ｘに基づいて、等倍する角度等倍処理と、前記範囲Ｒ１ｘの範囲外となる範囲Ｒ１ｙ内の角度を、前記角度変化率Ｗ１ｘよりも大きい又は小さい角度変化率Ｗ１ｙで変化させる角度調整処理を行う角度調整部を有する請求項１または２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記拡張処理部は、
前記選択的拡張処理として、前記特徴空間において、前記第１色範囲を通り、且つ前記第１色範囲を通る第１基準線と交差する第２基準線を含む一定の範囲Ｒ２ｘ内の動径を、動径変化率Ｗ２ｘに基づいて、等倍する動径等倍処理と、前記範囲Ｒ２ｘの範囲外となる範囲Ｒ２ｙの動径を、前記動径変化率Ｗ２ｘよりも大きい又は小さい動径変化率Ｗ２ｙで変化させる動径調整処理を行う動径調整部を有する請求項１ないし３いずれか１項記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記第１色情報は、前記第１赤色信号、前記第１緑色信号、及び前記第１青色信号のうち２色の信号間の第１信号比と、前記第１信号比と異なる２色の画像信号間の第２信号比とであり、
前記特徴空間は前記第１信号比と前記第２信号比で形成される請求項１ないし４いずれか１項記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記第１色情報は色差信号Ｃｒ、Ｃｂであり、前記特徴空間は色差信号Ｃｒ、Ｃｂで形成される請求項１ないし４いずれか１項記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記第１色情報はＣＩＥ  Ｌａｂ空間の色味の要素ａ＊、ｂ＊であり、前記特徴空間は要素ａ＊、ｂ＊で形成される請求項１ないし４いずれか１項記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記第１色情報は色相と彩度であり、前記特徴空間は前記色相と前記彩度で形成される請求項１または２記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記第１赤色信号、前記第１緑色信号、及び前記第１青色信号から得られる第１明るさ情報と前記第２赤色信号、前記第２緑色信号、及び前記第２青色信号から得られる第２明るさ情報とから、前記第２赤色信号、前記第２緑色信号、及び前記第２青色信号の画素値を調整する明るさ調整部とを有する請求項１ないし８いずれか１項記載の画像処理装置。
【請求項１０】
紫色光又は青色光の少なくとも一方の光、緑色光、及び赤色光を発する光源部と、
前記紫色光又は青色光の少なくとも一方の光、前記緑色光、及び前記赤色光の光量を独立に制御する光源制御部であり、前記紫色光又は青色光の少なくとも一方の光及び前記緑色光の光量を前記赤色光の光量よりも大きくする特定光量制御を行う光源制御部と、
前記特定光量制御の元で前記光源部から発光された光で照明中の体腔内の観察対象を撮像する撮像センサと、
前記撮像センサから出力された第１赤色信号、第１緑色信号、及び第１青色信号を入力処理する画像信号入力処理部と、
前記第１赤色信号、前記第１緑色信号、及び前記第１青色信号から第１色情報を取得する色情報取得部と、
前記第１色情報で形成される特徴空間において、体腔内の観察対象が示す前記第１色情報が分布する複数の色範囲のうち第１色範囲を動かさず、その他の色範囲を動かす選択的拡張処理を行って第２色情報を得る拡張処理部と、
前記第２色情報を第２赤色信号、第２緑色信号、及び第２青色信号に変換するＲＧＢ信号変換部と、
前記第２赤色信号、前記第２緑色信号、及び前記第２青色信号に対して、下記式（Ｍ１）に基づくマトリックス演算による疑似カラー表示処理を行って、赤色表示用信号、緑色表示用信号、及び青色表示用信号を得る疑似カラー表示処理部とを備える内視鏡システム。
0006461739.tif 000009
（上記式（Ｍ１）中、Ｒｄは赤色表示用信号を、Ｇｄは緑色表示用信号を、Ｂｄは青色表示用信号を、Ｒ２は第２赤色信号を、Ｇ２は第２緑色信号を、Ｂ２は第２青色信号を表し、ｋ１、ｋ２およびｋ３はそれぞれ０〜１の範囲にある任意の定数である。）
【請求項１１】
青色画素、緑色画素、及び赤色画素を有し、体腔内の観察対象を撮像する撮像センサと、
前記青色画素、前記緑色画素、及び前記赤色画素に対する制御を行う撮像制御部であり、前記青色画素及び前記緑色画素の感度を前記赤色画素の感度よりも高くする特定撮像制御を行う撮像制御部と、
前記撮像センサから出力された第１赤色信号、第１緑色信号、及び第１青色信号を入力処理する画像信号入力処理部と、
前記第１赤色信号、前記第１緑色信号、及び前記第１青色信号から第１色情報を取得する色情報取得部と、
前記第１色情報で形成される特徴空間において、体腔内の観察対象が示す前記第１色情報が分布する複数の色範囲のうち第１色範囲を動かさず、その他の色範囲を動かす選択的拡張処理を行って第２色情報を得る拡張処理部と、
前記第２色情報を第２赤色信号、第２緑色信号、及び第２青色信号に変換するＲＧＢ信号変換部と、
前記第２赤色信号、前記第２緑色信号、及び前記第２青色信号に対して、下記式（Ｍ１）に基づくマトリックス演算による疑似カラー表示処理を行って、赤色表示用信号、緑色表示用信号、及び青色表示用信号を得る疑似カラー表示処理部とを備える内視鏡システム。
0006461739.tif 000010
（上記式（Ｍ１）中、Ｒｄは前記赤色表示用信号を、Ｇｄは前記緑色表示用信号を、Ｂｄは前記青色表示用信号を、Ｒ２は前記第２赤色信号を、Ｇ２は前記第２緑色信号を、Ｂ２は前記第２青色信号を表し、ｋ１、ｋ２およびｋ３はそれぞれ０〜１の範囲にある任意の定数である。）
【請求項１２】
画像信号入力処理部が、第１赤色信号、第１緑色信号、及び第１青色信号を入力処理するステップと、
色情報取得部が、前記第１赤色信号、前記第１緑色信号、及び前記第１青色信号から第１色情報を取得するステップと、
拡張処理部が、前記第１色情報で形成される特徴空間において、体腔内の観察対象が示す前記第１色情報が分布する複数の色範囲のうち第１色範囲を動かさず、その他の色範囲を動かす選択的拡張処理を行って第２色情報を得るステップと、
ＲＧＢ信号変換部が、前記第２色情報を第２赤色信号、第２緑色信号、及び第２青色信号に変換するステップと、
疑似カラー表示処理部が、前記第２赤色信号、前記第２緑色信号、及び前記第２青色信号に対して、下記式（Ｍ１）に基づくマトリックス演算による疑似カラー表示処理を行って、赤色表示用信号、緑色表示用信号、及び青色表示用信号を得るステップとを有する画像処理装置の作動方法。
0006461739.tif 000011
（上記式（Ｍ１）中、Ｒｄは前記赤色表示用信号を、Ｇｄは前記緑色表示用信号を、Ｂｄは前記青色表示用信号を、Ｒ２は前記第２赤色信号を、Ｇ２は前記第２緑色信号を、Ｂ２は前記第２青色信号を表し、ｋ１、ｋ２およびｋ３はそれぞれ０〜１の範囲にある任意の定数である。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体内の観察対象を撮像して得られた画像を生成する画像処理装置及び内視鏡システム並びに画像処理装置の作動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医用分野においては、光源装置、内視鏡、及びプロセッサ装置を備える内視鏡システムを用いた診断が広く行われている。この内視鏡システムでは、内視鏡から観察対象に照明光を照射し、その照明光で照明中の観察対象を撮像して得られる画像信号に基づいて、観察対象の画像をモニタ上に表示する。ドクターは、モニタに表示された画像を見ながら、病変部の有無を検出する。
【０００３】
病変部の中でも胃癌については、胃の粘膜に萎縮が生じて、胃の粘膜が退色調に変化することが知られている。そのため、粘膜に萎縮が生じた萎縮部は、萎縮が生じていない正常部に対して、色の違いが生ずるようになる。この正常部との色の違いを見て、胃癌を検出する診断が行われている（認定ＮＰＯ法人  日本胃がん予知・診断・治療研究機構が推奨するＡＢＣ検診がある）。
【０００４】
ここで、萎縮が高度に進んだ場合（例えば、ＡＢＣ検診でＣ群やＤ群に含まれる場合）には、正常部と萎縮部の色の違いは明確であるため、萎縮部を容易に検出することが可能である。しかしながら、萎縮進行中の場合（例えば、ＡＢＣ検診でＢ群やＣ群に含まれる場合）には、萎縮部と正常部との色の差は僅かであるため、色の違いだけで、萎縮部を検出することが困難な場合がある。
【０００５】
これに対して、特許文献１では、３色の画像信号のうち２色の画像信号間の第１信号比と、この第１信号比と異なる２色の画像信号間の第２信号比とで形成される空間において、第１色範囲の第１及び第２信号比と第２色範囲の第１及び第２信号比との差を大きくする色差強調処理を行うことによって、萎縮部と正常部との色の差を大きくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許５６４７７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
病変部の診断は、正常部と病変部との色の違いの他、血管の走行パターンなど血管の状態をも考慮して行われている。そこで、特許文献１のように、正常部と病変部の色の差を強調するだけでなく、観察対象上の血管を強調して、血管の視認性を向上させることが求められていた。
【０００８】
本発明は、正常部と病変部の色の差を強調するとともに、観察対象上の血管の視認性を向上させた画像を取得する画像処理装置及び内視鏡システム並びに画像処理装置の作動方法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】
【０００９】
本発明の画像処理装置は、第１赤色信号、第１緑色信号、及び第１青色信号を入力処理する画像信号入力処理部と、第１赤色信号、第１緑色信号、及び第１青色信号から第１色情報を取得する色情報取得部と、第１色情報で形成される特徴空間において、体腔内の観察対象が示す第１色情報が分布する複数の色範囲のうち第１色範囲を動かさず、その他の色範囲を動かす選択的拡張処理を行って第２色情報を得る拡張処理部と、第２色情報を第２赤色信号、第２緑色信号、及び第２青色信号に変換するＲＧＢ信号変換部と、第２赤色信号、第２緑色信号、及び第２青色信号に対して、下記式（Ｍ１）に基づくマトリックス演算による疑似カラー表示処理を行って、赤色表示用信号、緑色表示用信号、及び青色表示用信号を得る疑似カラー表示処理部とを備える。
0006461739.tif 000002
（上記式（Ｍ１）中、Ｒｄは赤色表示用信号を、Ｇｄは緑色表示用信号を、Ｂｄは青色表示用信号を、Ｒ２は第２赤色信号を、Ｇ２は第２緑色信号を、Ｂ２は第２青色信号を表し、ｋ１、ｋ２およびｋ３はそれぞれ０〜１の範囲にある任意の定数である。）
【００１０】
本発明の画像処理装置は、第１赤色信号、第１緑色信号、及び第１青色信号を入力処理する画像信号入力処理部と、第１赤色信号、第１緑色信号、及び第１青色信号から第１色情報を取得する色情報取得部と、第１色情報で形成される特徴空間において、体腔内の観察対象が示す第１色情報が分布する複数の色範囲のうち第１色範囲を動かさず、その他の色範囲を動かす選択的拡張処理を行って第２色情報を得る拡張処理部と、第２色情報を第２赤色信号、第２緑色信号、及び第２青色信号に変換するＲＧＢ信号変換部と、第２赤色信号、第２緑色信号、及び第２青色信号に対して、疑似カラー表示処理を行って、赤色表示用信号、緑色表示用信号、及び青色表示用信号を得る疑似カラー表示処理部とを備え、疑似カラー表示処理は、第２青色信号と第２赤色信号とに対して第１重み付け演算をして青色表示用信号を求め、第２青色信号と第２赤色信号とに対して第２重み付け演算をして緑色表示用信号を求め、第２緑色信号と第２赤色信号とに対して第３重み付け演算をして赤色表示用信号を求める第２色調変換処理であることが好ましい。
【００１１】
拡張処理部は、選択的拡張処理として、特徴空間において、第１色範囲を通る第１基準線を含む一定の範囲Ｒ１ｘ内の角度を、角度変化率Ｗ１ｘに基づいて、等倍する角度等倍処理と、範囲Ｒ１ｘの範囲外となる範囲Ｒ１ｙ内の角度を、角度変化率Ｗ１ｘよりも大きい又は小さい角度変化率Ｗ１ｙで変化させる角度調整処理を行う角度調整部を有することが好ましい
【００１２】
拡張処理部は、選択的拡張処理として、特徴空間において、第１色範囲を通り、且つ第１色範囲を通る第１基準線と交差する第２基準線を含む一定の範囲Ｒ２ｘ内の動径を、動径変化率Ｗ２ｘに基づいて、等倍する動径等倍処理と、範囲Ｒ２ｘの範囲外となる範囲Ｒ２ｙの動径を、動径変化率Ｗ２ｘよりも大きい又は小さい動径変化率Ｗ２ｙで変化させる動径調整処理を行う動径調整部を有することが好ましい。
【００１３】
第１色情報は、第１赤色信号、第１緑色信号、及び１青色信号のうち２色の信号間の第１信号比と、第１信号比と異なる２色の画像信号間の第２信号比とであり、特徴空間は第１信号比と第２信号比で形成されることが好ましい。第１色情報は色差信号Ｃｒ、Ｃｂであり、特徴空間は色差信号Ｃｒ、Ｃｂで形成されることが好ましい。第１色情報はＣＩＥ  Ｌａｂ空間の色味の要素ａ*、ｂ*であり、特徴空間は要素ａ*、ｂ*で形成されることが好ましい。第１色情報は色相と彩度であり、特徴空間は色相と彩度で形成されることが好ましい。
【００１４】
第１赤色信号、第１緑色信号、及び第１青色信号から得られる第１明るさ情報と第２赤色信号、第２緑色信号、及び第２青色信号から得られる第２明るさ情報とから、第２赤色信号、第２緑色信号、及び第２青色信号の画素値を調整する明るさ調整部とを有することが好ましい。
【００１５】
本発明の内視鏡システムは、紫色光又は青色光の少なくとも一方の光、緑色光、及び赤色光を発する光源部と、紫色光又は青色光の少なくとも一方の光、緑色光、及び赤色光の光量を独立に制御する光源制御部であり、紫色光又は青色光の少なくとも一方の光及び緑色光の光量を赤色光の光量よりも大きくする特定光量制御を行う光源制御部と、特定光量制御の元で光源部から発光された光で照明中の体腔内の観察対象を撮像する撮像センサと、撮像センサから出力された第１赤色信号、第１緑色信号、及び第１青色信号を入力処理する画像信号入力処理部と、第１赤色信号、第１緑色信号、及び第１青色信号から第１色情報を取得する色情報取得部と、第１色情報で形成される特徴空間において、体腔内の観察対象が示す第１色情報が分布する複数の色範囲のうち第１色範囲を動かさず、その他の色範囲を動かす選択的拡張処理を行って第２色情報を得る拡張処理部と、第２色情報を第２赤色信号、第２緑色信号、及び第２青色信号に変換するＲＧＢ信号変換部と、第２赤色信号、第２緑色信号、及び第２青色信号に対して、下記式（Ｍ１）に基づくマトリックス演算による疑似カラー表示処理を行って、赤色表示用信号、緑色表示用信号、及び青色表示用信号を得る疑似カラー表示処理部とを備える。
0006461739.tif 000003
（上記式（Ｍ１）中、Ｒｄは赤色表示用信号を、Ｇｄは緑色表示用信号を、Ｂｄは青色表示用信号を、Ｒ２は第２赤色信号を、Ｇ２は第２緑色信号を、Ｂ２は第２青色信号を表し、ｋ１、ｋ２およびｋ３はそれぞれ０〜１の範囲にある任意の定数である。）
【００１６】
本発明の内視鏡システムは、青色画素、緑色画素、及び赤色画素を有し、体腔内の観察対象を撮像する撮像センサと、青色画素、緑色画素、及び赤色画素に対する制御を行う撮像制御部であり、青色画素及び緑色画素の感度を赤色画素の感度よりも高くする特定撮像制御を行う撮像制御部と、撮像センサから出力された第１赤色信号、第１緑色信号、及び第１青色信号を入力処理する画像信号入力処理部と、第１赤色信号、第１緑色信号、及び第１青色信号から第１色情報を取得する色情報取得部と、第１色情報で形成される特徴空間において、体腔内の観察対象が示す第１色情報が分布する複数の色範囲のうち第１色範囲を動かさず、その他の色範囲を動かす選択的拡張処理を行って第２色情報を得る拡張処理部と、第２色情報を第２赤色信号、第２緑色信号、及び第２青色信号に変換するＲＧＢ信号変換部と、第２赤色信号、第２緑色信号、及び第２青色信号に対して、下記式（Ｍ１）に基づくマトリックス演算による疑似カラー表示処理を行って、赤色表示用信号、緑色表示用信号、及び青色表示用信号を得る疑似カラー表示処理部とを備える。
0006461739.tif 000004
（上記式（Ｍ１）中、Ｒｄは赤色表示用信号を、Ｇｄは緑色表示用信号を、Ｂｄは青色表示用信号を、Ｒ２は第２赤色信号を、Ｇ２は第２緑色信号を、Ｂ２は第２青色信号を表し、ｋ１、ｋ２およびｋ３はそれぞれ０〜１の範囲にある任意の定数である。）
【００１７】
本発明の画像処理装置の作動方法は、画像信号入力処理部が、第１赤色信号、第１緑色信号、及び第１青色信号を入力処理するステップと、色情報取得部が、第１赤色信号、第１緑色信号、及び第１青色信号から第１色情報を取得するステップと、拡張処理部が、第１色情報で形成される特徴空間において、体腔内の観察対象が示す第１色情報が分布する複数の色範囲のうち第１色範囲を動かさず、その他の色範囲を動かす選択的拡張処理を行って第２色情報を得るステップと、ＲＧＢ信号変換部が、第２色情報を第２赤色信号、第２緑色信号、及び第２青色信号に変換するステップと、疑似カラー表示処理部が、第２赤色信号、第２緑色信号、及び第２青色信号に対して、下記式（Ｍ１）に基づくマトリックス演算による疑似カラー表示処理を行って、赤色表示用信号、緑色表示用信号、及び青色表示用信号を得るステップとを有する。
0006461739.tif 000005
（上記式（Ｍ１）中、Ｒｄは赤色表示用信号を、Ｇｄは緑色表示用信号を、Ｂｄは青色表示用信号を、Ｒ２は第２赤色信号を、Ｇ２は第２緑色信号を、Ｂ２は第２青色信号を表し、ｋ１、ｋ２およびｋ３はそれぞれ０〜１の範囲にある任意の定数である。）
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、正常部と病変部の色の差を強調するとともに、観察対象上の血管の視認性を向上させた画像を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１Ａ実施形態の内視鏡システムの外観図である。
【図２】第１Ａ実施形態の内視鏡システムの機能を示すブロック図である。
【図３】紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒの発光スペクトルを示すグラフである。
【図４】特徴空間が信号比空間である場合の特殊画像処理部の機能を示すブロック図である。
【図５】信号比空間における第１色範囲、第２色範囲、第３色範囲、第４色範囲、第５色範囲の分布を示すグラフである。
【図６】角度θの調整方法を示す説明図である。
【図７】角度θと角度変化率との関係を示すグラフである。
【図８】角度θと角度Ｅθとの関係を示すグラフである。
【図９】（Ａ）は信号比空間用の角度等倍処理及び角度調整処理前の状態を示し、（Ｂ）が信号比空間用の角度等倍処理及び角度調整処理後の状態を示す説明図である。
【図１０】動径ｒの調整方法を示す説明図である。
【図１１】動径ｒと動径変化率との関係を示すグラフである。
【図１２】動径ｒと動径Ｅｒとの関係を示すグラフである。
【図１３】（Ａ）は信号比空間用の動径等倍処理及び動径調整処理前の状態を示し、（Ｂ）が信号比空間用の動径等倍処理及び動径調整処理後の状態を示す説明図である。
【図１４】特殊観察モードを用いて観察対象の観察を行う一連の流れを示すフローチャートである。
【図１５】信号比空間における第２色範囲、第３色範囲、第４色範囲、第５色範囲の移動方向を示す説明図である。
【図１６】撮像センサのＢＧＲ画素の電荷蓄積時間を示す説明図である。
【図１７】特徴空間がＣｂＣｒ空間である場合に用いる特殊画像処理部の機能を示すブロック図である。
【図１８】特徴空間（ＣｂＣｒ空間）における第１色範囲、第２色範囲、第３色範囲、第４色範囲、第５色範囲の分布を示すグラフである。
【図１９】ＣｂＣｒ空間用の角度等倍処理及び角度調整処理を行う前と後の第１色範囲、第３色範囲、第５色範囲の分布を示す説明図である。
【図２０】ＣｂＣｒ空間用の動径等倍処理及び動径調整処理を行う前と後の第１色範囲、第２色範囲、第４色範囲の分布を示す説明図である。
【図２１】（Ａ）はａｂ空間用の角度等倍処理及び角度調整処理前の状態を示し、（Ｂ）がａｂ空間用の角度等倍処理及び角度調整処理後の状態を示す説明図である。
【図２２】（Ａ）はａｂ空間用の動径等倍処理及び動径調整処理前の状態を示し、（Ｂ）がａｂ空間用の動径等倍処理及び動径調整処理後の状態を示す説明図である。
【図２３】特徴空間がＨＳ空間である場合に用いる特殊画像処理部の機能を示すブロック図である。
【図２４】特徴空間（ＨＳ空間）における第１色範囲、第２色範囲、第３色範囲、第４色範囲、第５色範囲の分布を示すグラフである。
【図２５】第１平行移動部による平行移動の処理を示す説明図である。
【図２６】第２平行移動部による平行移動の処理を示す説明図である。
【図２７】第２実施形態の内視鏡システムの機能を示すブロック図である。
【図２８】白色光の発光スペクトルを示すグラフである。
【図２９】特殊光の発光スペクトルを示すグラフである。
【図３０】第３実施形態の内視鏡システムの機能を示すブロック図である。
【図３１】回転フィルタを示す平面図である。
【図３２】第４実施形態のカプセル内視鏡システムの機能を示す図である。
【図３３】図３とは異なる紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒの発光スペクトルを示すグラフである。
【図３４】二次元ＬＵＴを用いる場合の特殊画像処理部の機能を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［第１Ａ実施形態］
図１に示すように、第１Ａ実施形態の内視鏡システム１０は、内視鏡１２と、光源装置１４と、プロセッサ装置１６と、モニタ１８と、コンソール１９とを有する。内視鏡１２は光源装置１４と光学的に接続されるとともに、プロセッサ装置１６と電気的に接続される。内視鏡１２は、被検体内に挿入される挿入部１２ａと、挿入部１２ａの基端部分に設けられた操作部１２ｂと、挿入部１２ａの先端側に設けられる湾曲部１２ｃ及び先端部１２ｄを有している。操作部１２ｂのアングルノブ１２ｅを操作することにより、湾曲部１２ｃは湾曲動作する。この湾曲動作に伴って、先端部１２ｄが所望の方向に向けられる。
【００２１】
また、操作部１２ｂには、アングルノブ１２ｅの他、モード切替ＳＷ１３が設けられている。モード切替ＳＷ１３は、通常観察モードと、特殊観察モードとの２種類のモード間の切り替え操作に用いられる。通常観察モードは、通常画像をモニタ１８上に表示するモードである。特殊観察モードは、観察対象における正常部と異常部の色の差を強調し、且つ血管の視認性を向上させた特殊画像をモニタ１８上に表示するモードである。
【００２２】
プロセッサ装置１６は、モニタ１８及びコンソール１９と電気的に接続される。モニタ１８は、画像情報等を出力表示する。コンソール１９は、機能設定等の入力操作を受け付けるUI（User Interface：ユーザーインターフェース）として機能する。なお、プロセッサ装置１６には、画像情報等を記録する外付けの記録部（図示省略）を接続してもよい。
【００２３】
図２に示すように、光源装置１４は、V-LED（Violet Light Emitting Diode）２０ａ、B-LED（Blue Light Emitting Diode）２０ｂ、G-LED（Green Light Emitting Diode）２０ｃ、R-LED（Red Light Emitting Diode）２０ｄ、これら４色のＬＥＤ２０a〜２０ｄの駆動を制御する光源制御部２１、及び４色のLED２０a〜２０ｄから発せられる４色の光の光路を結合する光路結合部２３を備えている。光路結合部２３で結合された光は、挿入部１２a内に挿通されたライトガイド４１及び照明レンズ４５を介して、被検体内に照射される。なお、LEDの代わりに、LD（Laser Diode）を用いてもよい。また、本発明の「光源部」は、V-LED２０ａ、G-LED２０ｃ、R-LED２０ｄを少なくとも含む構成に対応する。
【００２４】
図３に示すように、V-LED２０ａは、中心波長４０５±１０nm、波長範囲３８０〜４２０nmの紫色光Ｖを発生する。B-LED２０ｂは、中心波長４６０±１０nm、波長範囲４２０〜５００nmの青色光Ｂを発生する。G-LED２０ｃは、波長範囲が４８０〜６００nmに及ぶ緑色光Ｇを発生する。R-LED２０ｄは、中心波長６２０〜６３０nmで、波長範囲が６００〜６５０nmに及ぶ赤色光Ｒを発生する。なお、各色の光の中心波長とピーク波長は、同じであってもよく、異なってもよい。
【００２５】
光源制御部２１は、通常観察モード及び特殊観察モードのいずれの観察モードにおいても、V-LED２０ａ、B-LED２０ｂ、G-LED２０ｃ、R-LED２０ｄを点灯する。したがって、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒの４色の光が混色した光が、観察対象に照射される。また、光源制御部２１では、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒ間の光量比は、通常観察モードと特殊観察モードとでそれぞれ異なるように設定する。通常観察モード時には、光量比がＶｃ、Ｂｃ、Ｇｃ、Ｒｃとなるように、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄを制御する。
【００２６】
特殊観察モード時には、光量比がＶｓ、Ｂｓ、Ｇｓ、Ｒｓとなるように、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄを制御する。ここで、ＶｃとＶｓと、ＢｃとＢｓと、ＧｃとＧｓと、ＲｃとＲｓとは、それぞれ異なっている。また、特殊観察モード時においては、光源制御部２１は、紫色光Ｖ及び緑色光Ｇの光量を赤色光Ｒの光量よりも大きくする特定光量制御を行ってもよい。特殊観察モード時にモニタ１８に表示する特殊画像の生成には、後述するように、紫色光Ｖ及び青色光Ｂに基づく観察対象の撮像により得られるB画像信号と緑色光Ｇに基づく観察対象の撮像により得られるG画像信号は用いられるものの、赤色光Ｒに基づく観察対象の撮像により得られるR画像信号は用いられない。
【００２７】
そこで、特定光量制御を行って、Ｂ画像信号に影響を与える紫色光Ｖ及びＧ画像信号に影響を与える緑色光Ｇの光量を、Ｒ画像信号に影響を与える赤色光Ｒの光量よりも大きくすることによって、Ｂ画像信号及びＧ画像信号の感度を、Ｒ画像信号の感度よりも大きくする。これにより、特定光量制御を行わない場合と比較して、観察対象における正常部と異常部の色差が更に大きくなり、且つ血管の視認性が更に向上した特殊画像を表示することが可能になる。なお、特定光量制御においては、青色光Ｂの光量を赤色光Ｒの光量よりも大きくする制御を更に行ってもよい。
【００２８】
図２に示すように、ライトガイド４１は、内視鏡１２及びユニバーサルコード（内視鏡１２と光源装置１４及びプロセッサ装置１６とを接続するコード）内に内蔵されており、光路結合部２３で結合された光を内視鏡１２の先端部１２ｄまで伝搬する。なお、ライトガイド４１としては、マルチモードファイバを使用することができる。一例として、コア径１０５μｍ、クラッド径１２５μｍ、外皮となる保護層を含めた径がφ０．３〜０．５ｍｍの細径なファイバケーブルを使用することができる。また、φ０．０３ｍｍの細径ファイバを束ねたファイバーケーブルを使用することもできる。
【００２９】
内視鏡１２の先端部１２ｄには、照明光学系３０aと撮像光学系３０ｂが設けられている。照明光学系３０ａは照明レンズ４５を有しており、この照明レンズ４５を介して、ライトガイド４１からの光が観察対象に照射される。撮像光学系３０ｂは、対物レンズ４６、撮像センサ４８を有している。観察対象からの反射光は、対物レンズ４６を介して、撮像センサ４８に入射する。これにより、撮像センサ４８に観察対象の反射像が結像される。
【００３０】
撮像センサ４８はカラーの撮像センサであり、撮像制御部４９による制御に従って、被検体の反射像を撮像して画像信号を出力する。この撮像センサ４８は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device）撮像センサやＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor）撮像センサ等であることが好ましい。本発明で用いられる撮像センサ４８は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の３色のＲＧＢ画像信号を得るためのカラーの撮像センサ、即ち、Ｒフィルタが設けられたＲ画素（本発明の「赤色画素」に対応する）、Ｇフィルタが設けられたＧ画素（本発明の「緑色画素」に対応する）、Ｂフィルタが設けられたＢ画素（本発明の「青色画素」に対応する）を備えた、いわゆるＲＧＢ撮像センサである。
【００３１】
なお、撮像センサ４８としては、RGBのカラーの撮像センサの代わりに、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）及びＧ（緑）の補色フィルタを備えた、いわゆる補色撮像センサであっても良い。補色撮像センサを用いる場合には、ＣＭＹＧの４色の画像信号が出力されるため、補色−原色色変換によって、CMYGの４色の画像信号をＲＧＢの３色の画像信号に変換する必要がある。また、撮像センサ４８はカラーフィルタを設けていないモノクロ撮像センサであっても良い。この場合、光源制御部２１は青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒを時分割で点灯させて、撮像信号の処理では同時化処理を加える必要がある。
【００３２】
撮像センサ４８から出力される画像信号は、ＣＤＳ・ＡＧＣ回路５０に送信される。ＣＤＳ・ＡＧＣ回路５０は、アナログ信号である画像信号に相関二重サンプリング（ＣＤＳ（Correlated Double Sampling））や自動利得制御（ＡＧＣ（Auto Gain Control））を行う。ＣＤＳ・ＡＧＣ回路５０を経た画像信号は、Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ（Analog /Digital）コンバータ）５２により、デジタル画像信号に変換される。Ａ／Ｄ変換されたデジタル画像信号は、プロセッサ装置１６に入力される。
【００３３】
プロセッサ装置１６は、画像信号入力処理部５３と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）５６と、ノイズ低減部５８と、画像処理切替部６０と、通常画像処理部６２と、特殊画像処理部６４と、映像信号生成部６６とを備えている。画像信号入力処理部５３は内視鏡１２からのデジタルのＲＧＢ画像信号を入力処理してＤＳＰ５６に出力する。Ｒ画像信号は撮像センサ４８のＲ画素から出力される信号に対応し、Ｇ画像信号は撮像センサ４８のＧ画素から出力される信号に対応し、Ｂ画像信号は撮像センサ４８のＢ画素から出力される信号に対応している。
【００３４】
ＤＳＰ５６は、受信した画像信号に対して、欠陥補正処理、オフセット処理、ゲイン補正処理、リニアマトリクス処理、ガンマ変換処理、デモザイク処理等の各種信号処理を施す。欠陥補正処理では、撮像センサ４８の欠陥画素の信号が補正される。オフセット処理では、欠陥補正処理が施されたＲＧＢ画像信号から暗電流成分が除かれ、正確な零レベルが設定される。ゲイン補正処理では、オフセット処理後のＲＧＢ画像信号に特定のゲインを乗じることにより信号レベルが整えられる。ゲイン補正処理後のＲＧＢ画像信号には、色再現性を高めるためのリニアマトリクス処理が施される。その後、ガンマ変換処理によって明るさや彩度が整えられる。リニアマトリクス処理後のＲＧＢ画像信号には、デモザイク処理（等方化処理とも言う）が施され、各画素で不足した色の信号が補間によって生成される。このデモザイク処理によって、全画素がＲＧＢ各色の信号を有するようになる。
【００３５】
ノイズ低減部５８は、ＤＳＰ５６でガンマ補正等が施されたＲＧＢ画像信号に対してノイズ低減処理（例えば移動平均法やメディアンフィルタ法等）を施すことによって、ＲＧＢ画像信号からノイズを低減する。ノイズが低減されたＲＧＢ画像信号は、画像処理切替部６０に送信される。
【００３６】
画像処理切替部６０は、モード切替ＳＷ１３により、通常観察モードにセットされている場合には、ＲＧＢ画像信号を通常画像処理部６２に送信し、特殊観察モードにセットされている場合には、ＲＧＢ画像信号を特殊画像処理部６４に送信する。
【００３７】
通常画像処理部６２は、ＲＧＢ画像信号に対して、３×３のマトリックス処理、階調変換処理、３次元ＬＵＴ処理、各種色彩強調処理を施す。これら処理が施されたＲＧＢ画像信号に対して、空間周波数強調等の構造強調処理を行う。この構造強調処理が施されたＲＧＢ画像信号は、映像信号生成部６６に入力される。
【００３８】
特殊画像処理部６４は、ＲＧＢの画像信号に基づいて、観察対象における正常部と異常部の色の差を強調し、且つ血管の視認性を向上させた特殊画像を生成する。特殊画像処理部６４の詳細については後述する。特殊画像処理部６４からは、特殊画像を表示するための赤色表示用信号、緑色表示用信号、青色表示用信号が出力され、これら３色分の表示用信号が映像信号生成部６６に入力される。
【００３９】
映像信号生成部６６は、通常観察モードに設定されている場合には、通常画像処理部６２から入力された信号を、モニタ１８で通常画像を表示可能にする通常画像用映像信号に変換する。この通常画像用映像信号に基づいて、モニタ１８は通常画像を表示する。また、映像信号生成部６６は、特殊観察モードに設定されている場合には、特殊画像処理部６４から入力された赤色表示用信号、緑色表示用信号、青色表示用信号を、モニタ１８で特殊画像を表示可能にする特殊画像用映像信号に変換する。この特殊画像用映像信号に基づいて、モニタ１８は特殊画像を表示する。
【００４０】
特殊画像処理部６４は、図４に示すように、逆ガンマ変換部７０と、Ｌｏｇ変換部７１と、信号比算出部７２と、極座標変換部７３と、角度調整部７４と、動径調整部７５と、直交座標変換部７６と、ＲＧＢ信号変換部７７と、構造強調部７８と、逆Ｌｏｇ変換部７９と、ガンマ変換部８０とを備えている。また、特殊画像処理部６４は、ＲＧＢ信号変換部７７と構造強調部７８との間に、明るさ調整部８１及び色調変換部８２を備えている。
【００４１】
逆ガンマ変換部７０は、入力されたＲＧＢ３チャンネルのデジタル画像信号に対して逆ガンマ変換を施す。この逆ガンマ変換後のＲＧＢ画像信号は、検体からの反射率に対してリニアな反射率リニアＲＧＢ画像信号であるため、ＲＧＢ画像信号のうち、検体の各種生体情報に関連する信号が占める割合が多くなる。なお、反射率リニアＲ画像信号を第１Ｒ画像信号とし、反射率リニアＧ画像信号を第１Ｇ画像信号とし、反射率リニアＢ画像信号を第１Ｂ画像信号とする。
【００４２】
Ｌｏｇ変換部７１は、反射率リニアＲＧＢ画像信号をそれぞれＬｏｇ変換する。これにより、Ｌｏｇ変換済みの第１Ｒ画像信号（logR）（本発明の「第１赤色信号」に対応）、Ｌｏｇ変換済みの第１Ｇ画像信号（logG）（本発明の「第１緑色信号」に対応）、Ｌｏｇ変換済みの第１Ｂ画像信号（logB）（本発明の「第１青色信号」に対応）が得られる。
【００４３】
信号比算出部７２（本発明の「色情報取得部」に対応する）は、第１Ｇ画像信号と第１Ｂ画像信号に基づいて差分処理（logG-logB =logG/B=-log(B/G)）することにより、Ｂ／Ｇ比（-log(B/G)のうち「-log」を省略したものを「Ｂ／Ｇ比」と表記する）を算出する。また、第１Ｒ画像信号と第１Ｇ画像信号に基づいて差分処理（logR-logG=logR/G=-log(G/R)）することにより、Ｇ／Ｒ比を算出する。Ｇ／Ｒ比については、Ｂ／Ｇ比と同様、-log(G/R)のうち「-log」を省略したものを表している。なお、本発明において、「第１信号比」はＢ／Ｇ比に、「第２信号比」はＧ／Ｒ比にそれぞれ対応する。
【００４４】
なお、Ｂ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比は、Ｂ画像信号、Ｇ画像信号、Ｒ画像信号において同じ位置にある画素の画素値から画素毎に求める。また、Ｂ／Ｇ比は、血管深さ（粘膜表面から特定の血管がある位置までの距離）に相関があることから、血管深さが異なると、それに伴ってＢ／Ｇ比も変動する。また、Ｇ／Ｒ比は、血液量（ヘモグロビンインデックス）と相関があることから、血液量に変動が有ると、それに伴ってＧ／Ｒ比も変動する。
【００４５】
極座標変換部７３は、信号比算出部７２で求めたＢ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比を、動径ｒと角度θに変換する。この極座標変換部７３において、動径ｒと角度θへの変換は、全ての画素について行う。角度調整部７４は、B／G比、G／R比で形成される信号比空間において、体腔内の観察対象が示すB／G比、G／R比が分布する複数の色範囲のうち、観察対象上の正常部が示すB／G比、G／R比を多く含む第１色範囲内の角度を動かさず、観察対象上の病変部が示すB／G比、G／R比を多く含む第２色範囲、第３色範囲、第４色範囲、第５色範囲内の角度を動かす角度調整処理を行う。この角度調整処理については、後述する。動径調整部７５は、信号比空間において、第１色範囲内の動径を動かさず、第２色範囲、第３色範囲、第４色範囲、第５色範囲内の動径を動かす動径調整処理を行う。この動径調整処理についても、後述する。
【００４６】
直交座標変換部７６では、角度調整部７４及び動径調整部７５を経た動径ｒ、角度θを、直交座標に変換する。これにより、角度θ及び動径ｒ調整済みのＢ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比（本発明の「第２色情報」に対応する）に変換される。ＲＧＢ信号変換部７７では、第１ＲＧＢ画像信号のうち少なくともいずれか１つの画像信号を用いて、角度θ及び動径ｒ調整済みのＢ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比を、ＲＧＢ画像信号に変換する。例えば、ＲＧＢ信号変換部７７は、第１Ｇ画像信号と、角度θ及び動径ｒ調整済みのＢ／Ｇ比とに基づく演算を行うことにより、Ｂ／Ｇ比を第２Ｂ画像信号（本発明の「第２青色信号」に対応）に変換する。また、ＲＧＢ信号変換部７７は、第１Ｇ画像信号と、角度θ及び動径ｒ調整済みＧ／Ｒ比に基づく演算を行うことにより、Ｇ／Ｒ比を第２Ｒ画像信号（本発明の「第２赤色信号」に対応）に変換する。また、ＲＧＢ信号変換部７７は、第１Ｇ画像信号については、特別な変換を施すことなく、第２Ｇ画像信号（本発明の「第２緑色信号」に対応）として出力する。
【００４７】
明るさ調整部８１は、第１ＲＧＢ画像信号と第２ＲＧＢ画像信号とを用いて、第２ＲＧＢ画像信号の画素値を調整する。明るさ調整部８１で、第２ＲＧＢ画像信号の画素値を調整するのは、以下の理由による。角度調整部７４及び動径調整部７５で色領域を変更する処理が施された後の第２ＲＧＢ画像信号は、第１ＲＧＢ画像信号と明るさが大きく変わってしまう可能性がある。そこで、明るさ調整部８１で第２ＲＧＢ画像信号の画素値を調整することによって、明るさ調整後の第２ＲＧＢ画像信号が第１ＲＧＢ画像信号と同じ明るさになるようにする。
【００４８】
明るさ調整部８１は、第１ＲＧＢ画像信号に基づいて第１明るさ情報Yinを求める第１明るさ情報算出部８１ａと、第２ＲＧＢ画像信号に基づいて第２明るさ情報Youtを求める第２明るさ情報算出部８１ｂとを備えている。第１明るさ情報算出部８１ａは、「ｋｒ×第１Ｒ画像信号の画素値＋ｋｇ×第１Ｇ画像信号の画素値＋ｋｂ×第１Ｂ画像信号の画素値」の演算式に従って、第１明るさ情報Yinを算出する。第２明るさ情報算出部８１ｂにおいても、第１明るさ情報算出部８１ａと同様に、上記と同様の演算式に従って、第２明るさ情報Youtを算出する。第１明るさ情報Yinと第２明るさ情報Youtが求まると、明るさ調整部８１は、以下の式（Ｅ１）〜（Ｅ３）に基づく演算を行うことにより、第２ＲＧＢ画像信号の画素値を調整する。
（Ｅ１）：Ｒ*＝第２Ｒ画像信号の画素値×Yin/Yout
（Ｅ２）：Ｇ*＝第２Ｇ画像信号の画素値×Yin/Yout
（Ｅ３）：Ｂ*＝第２Ｂ画像信号の画素値×Yin/Yout
なお、「Ｒ*」は明るさ調整後の第２Ｒ画像信号を、「Ｇ*」は明るさ調整後の第２Ｇ画像信号を、「Ｂ*」は明るさ調整後の第２Ｂ画像信号を表している。また、「ｋｒ」、「ｋｇ」、「ｋｂ」は「０」〜「１」の範囲にある任意の定数である。
【００４９】
色調変換部８２（本発明の「疑似カラー表示処理部」に対応する）は、下記数１に基づくマトリックス演算（Ｍ１）（本発明の「第１色調変換処理」に対応する）により、第２Ｒ画像信号、第２Ｇ画像信号、第２Ｂ画像信号を赤色表示用信号、緑色表示用信号、青色表示用信号に変換する色調変換処理を行う。
【００５０】
【数１】
0006461739.tif 000006
【００５１】
ここで、数１において、「Ｒｄ」は赤色表示用信号を、「Ｇｄ」は緑色表示用信号を、「Ｂｄ」は青色表示用信号を表している。また、「ｋ１」、「ｋ２」、「ｋ３」は「０」〜「１」の範囲にある任意の定数である。赤色表示用信号（Ｒｄ）は、モニタ１８のＲチャンネルに対応する信号であり、上記マトリックス演算Ｍ１に示すように、第２Ｇ画像信号に係数ｋ１を乗じて得られる。また、緑色表示用信号（Ｇｄ）はモニタ１８のＧチャンネルに対応する信号であり、第２Ｂ画像信号に係数ｋ２を乗じて得られる。青色表示用信号（Ｂｄ）はモニタ１８のＢチャンネルに対応する信号であり、第２Ｂ画像信号に係数ｋ３を乗じて得られる。即ち、赤色表示用信号、緑色表示用信号、青色表示用信号は、第２Ｒ画像信号を用いることなく、第２Ｂ画像信号及び第２Ｇ画像信号のみを用いて得られる。
【００５２】
以上の赤色表示用信号、緑色表示用信号、青色表示用信号からなる３色の表示用信号に基づいて特殊画像をモニタ１８に表示した場合には、特殊画像は、疑似カラー表示され、特殊画像上の血管が深さ毎に異なる色で表示される（例えば、表層血管は茶色調で表示され、中深層血管がシアン調で表示される）。更には、特殊画像を疑似カラー表示することで、第１色範囲、第２色範囲、第３色範囲、第４色範囲、第５色範囲の色の違いも明確になる。
【００５３】
構造強調部７８では、赤色表示用信号、緑色表示用信号、青色表示用信号に対して構造強調処理を施す。構造強調処理としては、周波数フィルタリングなどが用いられる。逆Ｌｏｇ変換部７９は、構造強調部７８を経た赤色表示用信号、緑色表示用信号、青色表示用信号に対して、逆Ｌｏｇ変換を施す。これにより、真数の画素値を有する赤色表示用信号、緑色表示用信号、青色表示用信号が得られる。ガンマ変換部８０は、逆Ｌｏｇ変換部７９を経た赤色表示用信号、緑色表示用信号、青色表示用信号に対してガンマ変換を施す。これにより、モニタ１８などの出力デバイスに適した階調を有する赤色表示用信号、緑色表示用信号、青色表示用信号が得られる。ガンマ変換部８０を経た赤色表示用信号、緑色表示用信号、青色表示用信号は、映像信号生成部６６に送られる。
【００５４】
角度調整部７４で行われる角度θを調整する処理について、以下説明する。図５に示すように、B／G比、G／R比で形成される特徴空間を示す信号比空間では、第１色範囲、第２色範囲、第３色範囲、第４色範囲、第５色範囲が、それぞれ第１象限に分布している。第１色範囲には、正常粘膜（図５では「○」で表記）が示すB／G比、G／R比が多く含まれ、信号比空間の第１象限のほぼ中央に位置している。また、第２色範囲には、萎縮粘膜（図５では「×」で表記）が示すB／G比、G／R比が多く含まれ、この第２色範囲は第１色範囲の斜め左下に位置している。第３色範囲には、深層血管（図５では「□」で表記）が示すB／G比、G／R比が多く含まれ、この第３色範囲は第１色範囲の右斜め下に位置している。第４色範囲には、ＢＡ（Brownish Area）（図５では「◇」で表記）が示すB／G比、G／R比が多く含まれ、この第４色範囲は第１色範囲の右斜め上に位置している。第５色範囲には、発赤（図５では「△」で表記）が示すB／G比、G／R比が多く含まれ、この第５色範囲は第１色範囲の右側に位置している。
【００５５】
角度調整部７４では、角度θを調整するために、図６に示すように、信号比空間において、第１基準線Ｌ１を第１色範囲の重心位置CPと交わるように設定している。ここで、第１色範囲の重心位置CPは、第１色範囲内のB／G比、G／R比から所定の演算により算出される（例えば、平均値）。また、第１基準線Ｌ１は、第１色範囲を通っていればよく、第１色範囲の重心位置ＣＰを必ずしも通る必要はない。
【００５６】
角度調整部７４では、第１基準線L１を含む一定の範囲R１ｘ内の角度θについて、角度変化率W１ｘに基づいて、等倍する信号比空間用の角度等倍処理を行う。範囲Ｒ１ｘは、第１色範囲が入るように設定される。ここで、角度θは、第１基準線Ｌ１に対するなす角度で定義される。角度θは、第１基準線Ｌ１から時計回り方向はプラスの角度として定義され、反時計回り方向はマイナスの角度として定義される。範囲R１ｘは、角度θが、「０」よりも小さい「−θ１」から、「０」よりも大きい「＋θ２」までの範囲で構成されている。
【００５７】
また、角度調整部７４は、範囲R１ｘの範囲外となる範囲R１ｙ内の角度θについては、角度変化率W１ｘよりも大きい又は小さい角度変化率W１ｙで変化させる角度調整処理を行う。範囲Ｒ１ｙは、第３色範囲と第５色範囲が入るように設定される。ここで、範囲R１ｙは、「−θ１」よりも小さい「−θ３」から、「−θ１」までの角度マイナス範囲と、「＋θ２」から、「＋θ２」よりも大きい「＋θ４」までの角度プラス範囲とで構成されている。
【００５８】
図７に示すように、信号比空間用の角度等倍処理を行う範囲R１ｘ内では、角度変化率W１ｘを１．０倍に設定することで、角度θを処理の前後で変化させない。一方、角度調整処理を行う範囲R１ｙ内では、１．０倍よりも大きい又は小さい角度変化率W１ｙに設定することで、角度θを角度調整処理によって大きくする。また、範囲R１ｙのうち角度プラス範囲においては、角度変化率W１ｙは角度θが「＋θ２」の場合に、１．０倍よりも大きく、且つ一番大きく設定されており、角度θが大きくなるほど、角度変化率W１ｙが小さくなるように設定されている。そして、所定の角度θを上回った時に、角度変化率Ｗ１ｙが１．０倍よりも小さくなるように設定されている。
【００５９】
一方、範囲R１ｙのうち角度マイナス範囲においては、角度変化率W１ｙは角度θが「−θ１」の場合に、１．０倍よりも大きく、且つ一番大きく設定されており、角度θが小さくなるほど、角度変化率W１ｙが小さくなるように設定されている。そして、所定の角度θを下回った時に、角度変化率Ｗ１ｙが１．０倍よりも小さくなるように設定されている。なお、角度θが「θ４」よりも大きい場合、又は、角度θが「−θ３」よりも小さい場合には、角度変化率は１．０倍に設定されている。
【００６０】
以上のような信号比空間用の角度等倍処理及び角度調整処理を行うことによって、図８に示すように、範囲R１ｘ内の角度θについては、等倍された角度Ｅθに変更される（Ｅθ＝θ）。また、角度θが「θ４」よりも大きい場合、又は、角度θが「−θ３」よりも小さい場合にも、角度θは、等倍された角度Ｅθに変更される（Ｅθ＝θ）。これに対して、範囲R１ｙのうち角度プラス範囲の角度θについては、角度θよりも大きいプラスの角度Ｅθに変更される（Ｅθ≧θ）。一方、範囲R１ｙのうち角度マイナス範囲の角度θについては、角度θよりも小さいマイナスの角度Ｅθに変更される（Ｅθ≦θ）。
【００６１】
このような角度変更を行うことによって、以下のような作用及び効果が得られる。図９（Ａ）に示すように、信号比空間用の角度等倍処理及び角度調整処理前には、第１色範囲と、第３色範囲と、第５色範囲とはそれぞれ近づいているが、信号比空間用の角度等倍処理及び角度調整処理後には、図９（Ｂ）に示すように、第１色範囲は信号比空間上での位置を維持した状態で、第１基準線Ｌ１を境に、第３色範囲及び第５色範囲の座標が時計回り方向Ａ１に移動する。これにより、第１色範囲と、第３色範囲と、第５色範囲の色相の差が大きくなる。
【００６２】
このように第１色範囲と、第３色範囲と、第５色範囲についてそれぞれの範囲の色相の差を大きくして得られる特殊画像においては、正常粘膜と深層血管を含む部位との色の違い、及び、正常粘膜と発赤を含む部位との色の違いを明確に表示することができる。なお、図９においては、「１」は第１色範囲を、「３」は第３色範囲を、「５」は第５色範囲を示している。また、図９（Ｂ）では、実線で示す範囲は信号比空間用の角度等倍処理及び角度調整処理後の範囲を示しており、点線で示す範囲は角度等倍処理及び角度調整処理前の範囲を示している（図１３（Ｂ）も同様である）。
【００６３】
動径調整部７５で行われる動径ｒを調整する処理について、以下説明する。動径調整部７５では、動径ｒを調整するために、図１０に示すように、信号比空間において、第１基準線Ｌ１が第１色範囲の重心位置CPと交わるように設定するとともに、第２基準線Ｌ２が、第１色範囲の重心位置CPと交わり、且つ第１基準線L１と交差するように設定されている。なお、第２基準線Ｌ２は、第１色範囲を通っていればよく、第１色範囲の重心位置ＣＰを必ずしも通る必要はない。
【００６４】
動径調整部７５では、第２基準線L２を含む一定の範囲R２ｘ内の動径ｒについて、動径変化率W２ｘに基づいて、等倍する信号比空間用の動径等倍処理を行う。範囲Ｒ２ｘは、第１色範囲が入るように設定される。範囲R２ｘは、動径ｒが、第２基準線L2に対応する動径である「ｒｃ」よりも小さい「ｒ１」から、「ｒｃ」よりも大きい「ｒ２」までの範囲で構成されている。また、動径調整部７５では、範囲R２ｘの範囲外となる範囲R２ｙ内の動径ｒについて、動径変化率W２ｘよりも大きい動径変化率W２ｙで変化させる動径調整処理を行う。範囲R２ｙは、「ｒ１」よりも小さい「ｒ３」から、「ｒ１」までの小動径範囲と、「ｒ２」から、「ｒ２」よりも大きい「ｒ４」までの大動径範囲とで構成されている。
【００６５】
図１１に示すように、信号比空間用の動径等倍処理を行う範囲R２ｘ内では、動径変化率W２ｘを１．０倍に設定することで、動径ｒを処理の前後で変化させない。一方、動径調整処理を行う範囲R２ｙ内では、１．０倍よりも大きい動径変化率W２ｙに設定することで、動径ｒを動径調整処理によって大きくする。また、範囲R２ｙのうち小動径範囲においては、動径変化率W２ｙは、動径ｒが「ｒ１」の場合に、１．０倍よりも大きく、且つ一番大きく設定されており、動径ｒが小さくなるほど、動径変化率W２ｙが小さくなるように設定されている。そして、所定の動径ｒを下回った時に、動径変化率Ｗ２ｙが１．０倍よりも小さくなるように設定されている。
【００６６】
一方、範囲R２ｙのうち大動径範囲においては、動径変化率W２ｙは、動径ｒが「ｒ２」の場合に、１．０倍よりも大きく、且つ一番大きく設定されており、動径ｒが大きくなるほど、動径変化率W２ｙが小さくなるように設定されている。そして、所定の動径ｒを上回った時に、動径変化率Ｗ２ｙが１．０倍よりも小さくなるように設定されている。なお、動径ｒが「ｒ４」よりも大きい場合、又は、動径ｒが「ｒ３」よりも小さい場合には、動径変化率は１．０倍に設定されている。
【００６７】
以上のような信号比空間用の動径等倍処理及び動径調整処理を行うことによって、図１２に示すように、範囲R２ｘ内の動径ｒについては、等倍された動径Ｅｒに変更される（Ｅｒ＝ｒ）。また、動径ｒが「ｒ４」よりも大きい場合、又は、動径ｒが「ｒ３」よりも小さい場合にも、動径ｒは、等倍された動径Ｅｒに変更される（Ｅｒ＝ｒ）。これに対して、範囲R２ｙのうち小動径範囲の動径ｒについては、動径ｒよりも小さい動径Eｒに変更される（Ｅｒ≦ｒ）。一方、範囲R２ｙのうち大動径範囲の動径ｒについては、動径ｒよりも大きい動径Eｒに変更される（Ｅｒ≧ｒ）。
【００６８】
このような動径変更を行うことによって、以下のような作用及び効果が得られる。図１３（A）に示すように、信号比空間用の動径等倍処理及び動径調整処理前には、第１色範囲と、第２色範囲と、第４色範囲とは、それぞれ近づいている。これに対して、信号比空間用の動径等倍処理及び動径調整処理後には、図１３（Ｂ）に示すように、第１色範囲は信号比空間上での位置を維持した状態で、第４色範囲の座標の大部分が、原点「０」から離れる方向Ａ２に移動する。一方、第２色範囲の座標の大部分については、原点「０」に近づく方向Ａ３に移動する。これにより、第１色範囲と、第２色範囲と、第４色範囲について、それぞれの範囲の彩度の差が大きくなる。
【００６９】
このように第１色範囲と、第２色範囲と、第４色範囲については、彩度の差が大きくなることから、特殊画像上では、正常粘膜と萎縮粘膜との色の違い、及び正常粘膜と発赤がある部位の色の違いが明確に表示される。なお、図１３において、「１」は第１色範囲を、「２」は第２色範囲を、「４」は第４色範囲を示している。
【００７０】
次に、特殊観察モードを用いて観察対象の観察を行う一連の流れについて、図１４のフローチャートに沿って説明する。まず、通常観察モードにセットし、内視鏡１２の挿入部１２ａを検体内に挿入する。挿入部１２ａの先端部１２ｄが胃に到達したら、モード切替ＳＷ１３を操作して、通常観察モードから特殊観察モードに切り替える。
【００７１】
特殊観察モードに切り替えると、光源制御部２１は、紫色光Ｖ及び緑色光Ｇの光量を赤色光Ｒの光量よりも大きくする特定光量制御を行う。この特定光量制御の元で、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒを観察対象に照明して撮像することによって、第１ＲＧＢ画像信号を取得する。この取得した第１ＲＧＢ画像信号に基づいて、信号比算出部７２により、Ｂ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比を算出する。次に、この算出したＢ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比を、極座標変換により、動径ｒ、角度θに変換する。
【００７２】
次に、角度調整部７４が、第１色範囲の重心位置ＣＰを通る第１基準線Ｌ１を含む一定の範囲Ｒ１ｘ内の角度を等倍する角度等倍処理と、範囲Ｒ１ｘを超える範囲Ｒ１ｙの角度を調整する角度調整処理とを行う。これら角度等倍処理及び角度調整処理により、信号比空間上で第１色範囲の位置を維持した状態で、第３色範囲及び第５色範囲が時計回り方向Ａ１に回転移動する（図９参照）。これにより、第１色範囲、第３色範囲、第５色範囲について、それぞれの範囲の色相差が大きくなる。
【００７３】
角度調整が終了すると、次に、動径調整部７５が、第１色範囲の重心位置ＣＰを通り、且つ第１基準線Ｌ１と交差する第２基準線Ｌ２を含む一定の範囲Ｒ２ｘの動径等倍処理と、範囲Ｒ２ｘを超える範囲Ｒ２ｙの動径を調整する動径調整処理とを行う。これら動径等倍処理及び動径調整処理により、信号比空間上での第１色範囲の位置を維持した状態で、第４色範囲が原点「０」から離れる方向Ａ２に移動し、第２色範囲が原点「０」に近づく方向Ａ３に移動する（図１３参照）。
【００７４】
次に、ＲＧＢ信号変換部７７が、角度調整及び動径調整後のＢ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比を、第２ＲＧＢ画像信号に変換する。第２Ｇ画像信号から赤色表示用信号に変換し、第２Ｂ画像信号から緑色表示用信号に変換し、第２Ｂ画像信号から青色表示表信号に変換する。これら３色の表示用信号に基づいて、特殊画像が表示される。この特殊画像においては、信号比空間上での角度調整及び動径調整によって、第１色範囲と、その他の第２色範囲、第３色範囲、第４色範囲、第５色範囲との色の違いが明確になっており、且つ、特殊画像は疑似カラー表示されるため、深さが異なる血管の視認性も向上している。
【００７５】
また、紫色光Ｖ及び緑色光Ｇの光量を赤色光Ｒの光量よりも大きくする特定光量制御を行っているため、第２Ｂ画像信号及び第２Ｇ画像信号の感度は第２Ｒ画像信号の感度よりも高くなっている。これにより、特殊画像においては、特定光量制御を行わなかった場合と比較して、第１色範囲とその他の第２色範囲等の色の違いが更に明確になり、また、血管の視認性も更に向上している。
【００７６】
なお、特殊画像の表示に用いる３色の表示用信号への変換には、角度調整及び動径調整済みの第２ＲＧＢ画像信号のうち、第２Ｇ画像信号と第２Ｂ画像信号のみが用いられ、第２Ｒ画像信号は用いられない。したがって、角度調整及び動径調整は、実際には、信号比空間において、第２色範囲、第３色範囲、第５色範囲を縦軸（Ｂ／Ｇ比）のマイナス方向へのみ移動する一方で、横軸（Ｇ／Ｒ比）方向へは移動しないことになる。また、第４色範囲については、縦軸のプラス方向へのみ移動する一方で、横軸方向へは移動しないことになる（図１５参照）。
【００７７】
なお、上記第１Ａ実施形態では、マトリックス演算（Ｍ１）に示すように、第２Ｒ画像信号を用いることなく、第２Ｂ画像信号及び第２Ｇ画像信号のみを用いて、３色の表示用信号に変換しているが、第２Ｂ画像信号及び第２Ｇ画像信号に加えて、第２Ｒ画像信号を用いて、３色の表示用信号に変換するようにしてもよい。この場合には、下記数２に示すマトリックス演算（Ｍ２）（本発明の「第２色調変換処理」に対応する）により、第２ＲＧＢ画像信号から赤色表示用信号、緑色表示用信号、青色表示用信号に変換される。
【００７８】
【数２】
0006461739.tif 000007
【００７９】
ここで、数２において、「Ｒ*」、「Ｇ*」、「Ｂ*」、「Ｒｄ」、「Ｇｄ」、「Ｂｄ」、「ｋ１」、「ｋ２」、「ｋ３」については数１と同様である。また、「ｐ１」、「ｐ２」、「ｐ３」は「０」〜「１」の範囲にある任意の定数であり、且つ、「ｐ１＝ｐ２＝ｐ３」もしくは「ｐ１≒ｐ２≒ｐ３」である。また、「ｐ１」、「ｐ２」、「ｐ３」は、「ｋ１」、「ｋ２」、「ｋ３」に対して、極めて小さく設定されている。
【００８０】
赤色表示用信号（Ｒｄ）は、上記マトリックス演算Ｍ２に示すように、第２Ｒ画像信号に対して係数ｐ１を乗じ、第２Ｇ画像信号に対して、係数ｐ１よりも極めて大きい係数ｋ１を乗じる第１重み付け演算により得られる。また、緑色表示用信号は、第２Ｒ画像信号に対して係数ｐ２を乗じ、第２Ｂ画像信号に対して、係数ｐ２よりも極めて大きい係数ｋ２を乗じる第２重み付け演算により得られる。また、青色表示用信号は、第２Ｒ画像信号に対して係数ｐ３を乗じ、第２Ｂ画像信号に対して、係数ｐ３よりも極めて大きい係数ｋ３を乗じる第３重み付け演算により得られる。なお、係数ｋ１は係数ｐ１の１０倍よりも大きいことが好ましく、係数ｋ２は係数ｐ２の１０倍よりも大きいことが好ましく、係数ｋ３は係数ｐ３の１０倍よりも大きいことが好ましい。
【００８１】
以上のマトリックス演算Ｍ２により得られる赤色表示用信号、緑色表示用信号、青色表示用信号に基づく特殊画像は、第１色範囲とその他の第２色範囲等の色の差を強調し、且つ疑似カラー表示されることに加えて、第２Ｒ画像信号の信号値も僅かながらではあるが加わっているため、第２Ｂ画像信号及び第２Ｇ画像信号とは異なる第２Ｒ画像信号のみが有する情報を表示することが可能となる。例えば、第２Ｒ画像信号は、観察対象での反射率が高い赤色光Ｖの成分が多く含まれていることから、第２Ｒ画像信号には、肥厚など観察対象の凹凸情報に関する情報が多く含まれている。また、第２Ｒ画像信号に対する重み付けの係数ｐ１、ｐ２、ｐ３は、第２Ｇ画像信号に対する重み付けの係数ｋ１及び第２Ｂ画像信号に対する重み付けの係数ｋ２、ｋ３に比べて、極めて小さく、且つそれら３つの係数はすべて等しい又はほぼ同じである。したがって、マトリックス演算Ｍ２に基づいて得られる特殊画像は、マトリックス演算Ｍ１に基づいて得られる特殊画像と比較しても、疑似カラーの色調はほとんど変わらない。
【００８２】
また、上記第１Ａ実施形態では、紫色光Ｖ及び緑色光Ｇの光量を赤色光Ｒの光量よりも大きくする特定光量制御を行って、Ｂ画像信号及びＧ画像信号の感度をＲ画像信号の感度よりも高くしているが、これ代えて又は加えて、撮像制御部４９により、Ｂ画素及びＧ画素をＲ画素の感度よりも高くする特定撮像制御を行ってもよい。なお、特定光量制御によって、紫色光Ｖに代えて又は加えて青色光Ｂの光量を赤色光Ｒの光量よりも大きくしてもよい。
【００８３】
特定撮像制御としては、例えば、図１６に示すように、特殊画像の１フレーム分の画像を生成するために必要な期間を示す１フレームの期間において、Ｂ画素の電荷蓄積時間Ｔｂ及びＧ画素の電荷蓄積時間ＴｇをＲ画素の電荷蓄積時間Ｔｒよりも長くすることで、Ｂ画素及びＧ画素をＲ画素の感度よりも高くすることができる。このように、Ｂ画素及びＧ画素とＲ画素とでそれぞれ電荷蓄積時間を異ならせる制御を行うためには、撮像センサ４８におけるＢ画素、Ｇ画素、Ｒ画が、それぞれ画像信号の読み出し制御を独立で行えることが必要となる。なお、図１６では、Ｂ画素の電荷蓄積時間ＴｂをＧ画素の電荷蓄積時間Ｔｇよりも長くしているが、Ｂ画素の電荷蓄積時間ＴｂをＧ画素の電荷蓄積時間Ｔｇよりも短くしてもよく、また、Ｂ画素の電荷蓄積時間ＴｂとＧ画素の電荷蓄積時間Ｔｇとを等しくしてもよい。
【００８４】
［第１Ｂ実施形態］
上記第１Ａ実施形態では、信号比算出部７２で第１ＲＧＢ画像信号からＢ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比を求め、これらＢ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比から形成される特徴空間において角度等倍処理、角度調整処理、動径等倍処理、及び動径調整処理を行っているが、第１Ｂ実施形態では、色情報として色差信号Ｃｒ、Ｃｂを求め、色差信号Ｃｒ、Ｃｂから形成される特徴空間において角度等倍処理、角度調整処理、動径等倍処理、及び動径調整処理を行う。
【００８５】
第１Ｂ実施形態では、図１７に示す特殊画像処理部９２が用いられる。特殊画像処理部９２は、特殊画像処理部６４と異なり、Ｌｏｇ変換部７１、信号比算出部７２、逆Ｌｏｇ変換部７９を備えていない。その代わりに、特殊画像処理部９２は、逆ガンマ変換部７０と極座標変換部７３との間に、輝度・色差信号変換部８５を備えている。それ以外の構成については、特殊画像処理部９２は特殊画像処理部６４と同様である。
【００８６】
輝度・色差信号変換部８５（本発明の「色情報取得部」に対応する）は、第１ＲＧＢ画像信号を輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂに変換する。色差信号Ｃｒ、Ｃｂへの変換には周知の変換式が用いられる。色差信号Ｃｒ、Ｃｂについては極座標変換部７３に送られる。輝度信号ＹについてはＲＧＢ信号変換部７７と明るさ調整部８１に送られる。ＲＧＢ信号変換部７７では、直交座標変換部７６を経た色差信号Ｃｒ、Ｃｂと輝度信号Ｙを、第２ＲＧＢ画像信号に変換する。明るさ調整部８１では、第１明るさ情報Ｙｉｎとして輝度信号Ｙを用いるとともに、第２明るさ情報Ｙｏｕｔとして第２明るさ情報算出部８１ｂで求めた第２明るさ情報を用いて、第２ＲＧＢ画像信号の画素値の調整を行う。なお、第２明るさ情報Ｙｏｕｔの算出方法と第２ＲＧＢ画像信号の画素値の調整方法については、上記特殊画像処理部６４の場合と同じである。
【００８７】
特殊画像処理部９２では、縦軸が色差信号Ｃｒ、横軸が色差信号Ｃｂで形成される特徴空間（ＣｂＣｒ空間）上でＣｂＣｒ空間用の角度等倍処理、角度調整処理、動径等倍処理、及び動径調整処理を行う。ＣｂＣｒ空間上では、図１８に示すように、第１色範囲、第２色範囲、第３色範囲、第４色範囲、第５色範囲はいずれもＣｂＣｒ空間の第２象限に分布しており、第１色範囲が第２象限のほぼ中央に分布し、第２色範囲は第１色範囲の右斜め下の位置に分布し、第３色範囲は第１色範囲の下方に分布し、第４色範囲は第１色範囲の左ななめ上の位置に分布し、第５色範囲は第１色範囲の左側に分布する。
【００８８】
ＣｂＣｒ空間用の角度等倍処理及び角度調整処理は、角度調整部７４により行われ、信号比空間用の角度等倍処理及び角度調整処理とほぼ同様である。したがって、第１色範囲を通る第１基準線Ｌ１を含む一定の範囲R１ｘ内の角度が等倍されるとともに、範囲R１ｘを超える範囲R１ｙの角度が調整される。これにより、図１９に示す様に、CbCr空間において、第１色範囲の位置を維持した状態で、第３色範囲及び第５色範囲が反時計回り方向Ａ４に移動する。これにより、第１色範囲、第３色範囲、第５色範囲について、それぞれ色相の差が大きくなる。なお、図１９において、点線の範囲はＣｂＣｒ空間用の角度調整処理前の範囲を、実線の範囲はＣｂＣｒ空間用の角度調整処理後の範囲を示している。この「実線の範囲」、「点線の範囲」の表記は、下記図２０においても同様である。
【００８９】
ＣｂＣｒ空間用の動径等倍処理及び動径調整処理は、動径調整部７５により行われ、信号比空間用の動径等倍処理及び動径調整処理とほぼ同様である。したがって、第１色範囲を通り、且つ第１基準線L１と交差する第２基準線L２を含む一定の範囲R１ｘ内の動径が等倍されるとともに、範囲R１ｘを超える範囲R１ｙの動径が調整される。これにより、図２０に示すように、CbCr空間において、第１色範囲の位置を維持した状態で、第４色範囲が原点「０」から離れる方向Ａ２に移動するとともに、第２色範囲が原点「０」に近づく方向Ａ３に移動する。これにより、第１色範囲、第２色範囲、第４色範囲について、それぞれ彩度の差が大きくなる。
【００９０】
［第１Ｃ実施形態］
第１Ｃ実施形態では、第１ＲＧＢ画像信号をＬａｂ変換部（本発明の「色情報取得部」に対応する）でＬａｂ変換してａ*、ｂ*（色情報であるＣＩＥ  Ｌａｂ空間の色味の要素ａ*、ｂ*を表す。以下同様）を取得し、これらａ*、ｂ*から形成される特徴空間（ａｂ空間）において、角度等倍処理、角度調整処理、動径等倍処理、動径調整処理を行う。なお、ＣＩＥ  Ｌａｂとは、CIE（国際照明委員会）が定める表色系のことをいう。また、第１Ｃ実施形態の特殊画像処理部は、第１Ａ実施形態の特殊画像処理部６４のうち、信号比算出部７２に代えて、Ｌａｂ変換部が設けられている以外は、特殊画像処理部６４とほぼ同様である。
【００９１】
第１Ｃ実施形態では、図２１（A）に示すように、第１色範囲、第３色範囲、第５色範囲は、信号比空間の場合と同様に、aｂ空間の第１象限に分布する。そして、ａｂ空間用の角度等倍処理及び角度調整処理を行うことにより、図２１（B）に示すように、第１色範囲はａｂ空間上での位置を維持した状態で、第１基準線Ｌ１から、第３色範囲及び第５色範囲が時計回り方向Ａ１に移動する。なお、図２１（Ｂ）において、点線の範囲はａｂ空間用の角度調整処理前の範囲を、実線の範囲はａｂ空間用の角度調整処理後の範囲を示している。この「実線の範囲」、「点線の範囲」の表記は、下記図２２（Ｂ）においても同様である。
【００９２】
また、図２２（A）に示すように、第１色範囲、第２色範囲、第４色範囲は、信号比空間の場合と同様に、aｂ空間の第１象限に分布する。そして、ａｂ空間用の動径等倍処理及び動径調整処理を行うことにより、図２２（B）に示すように、第１色範囲はａｂ空間上での位置を維持した状態で、第２基準線Ｌ２を境に、第４色範囲は原点「０」から遠ざかる方向Ａ２に移動する一方で、第２色範囲は原点「０」に近づく方向Ａ３に移動する。なお、ａｂ空間用の動径等倍処理及び動径調整処理後に得られる第２ＲＧＢ画像信号に対しては、明るさ調整部８１で、画素値の調整を行うことが好ましい。
【００９３】
［第１Ｄ実施形態］
第１Ｄ実施形態では、色情報として色相と彩度を求め、色相と彩度から形成される特徴空間において角度等倍処理、角度調整処理、動径等倍処理、及び動径調整処理を行う。この第１Ｄ実施形態では、図２３に示す特殊画像処理部９６が用いられる。特殊画像処理部９６は、特殊画像処理部６４と異なり、逆ガンマ変換部７０、Ｌｏｇ変換部７１、信号比算出部７２、極座標変換部７３、角度調整部７４、動径調整部７５、逆Ｌｏｇ変換部７９、及びガンマ変換部８０を備えていない。その代わりに、特殊画像処理部９６は、ＨＳＶ変換部８７と、第１平行移動部９０と、第２平行移動部９１とを備えている。その他については、特殊画像処理部９６は、特殊画像処理部６４と同様である。
【００９４】
ＨＳＶ変換部８７（本発明の「色情報取得部」に対応する）は、第１ＲＧＢ画像信号を色相Ｈ、彩度Ｓ、明度Ｖ（Value）に変換する。色相Ｈ、彩度Ｓ、明度Ｖへの変換には周知の変換式が用いられる。色相Ｈ、彩度Ｓについては第１平行移動部９０及び第２平行移動部９１に送られ、明度ＶについてはＲＧＢ信号変換部７７に送られる。第１平行移動部９０及び第２平行移動部９１の詳細については、後述する。
【００９５】
ＲＧＢ信号変換部７７では、第２平行移動部９１を経た色相Ｈ、彩度ＳとＨＳＶ変換部８７からの明度Ｖとを、第２ＲＧＢ画像信号に変換する。明るさ調整部８１では、第１明るさ情報算出部８１ａで求めた第１明るさ情報Ｙｉｎと、第２明るさ情報算出部８１ｂで求めた第２明るさ情報Ｙｏｕｔを用いて、第２ＲＧＢ画像信号の画素値の調整を行う。なお、第１明るさ情報Ｙｉｎ、第２明るさ情報Ｙｏｕｔの算出方法、及び第２ＲＧＢ画像信号の画素値の調整方法については、上記特殊画像処理部６４の場合と同じである。
【００９６】
次に、第１平行移動部９０及び第２平行移動部９１による処理について、Ｈ（色相）とＳ（彩度）で形成される特徴空間であるＨＳ空間を用いて、説明する。ここで、ＨＳ空間においては、図２４に示すように、第１色範囲がほぼ中央に分布し、第２色範囲は第１色範囲の左側に分布し、第３色範囲は第１色範囲の左斜め下に分布する。また、第４色範囲は第１色範囲の右側に分布し、第５色範囲は第１色範囲の右斜め下に分布する。
【００９７】
第１平行移動部９０は、図２５に示すように、色相Ｈが所定値Ｈ１以下の範囲を所定量だけ下方に平行移動させる。所定値Ｈ１は第１色範囲における色相Ｈの下限値を下回る値に設定されている。第１平行移動部９０による平行移動の処理により、ＨＳ空間において、第１色範囲は位置を維持した状態で、第３色範囲及び第５色範囲が下方に平行移動する。これにより、第１色範囲と第３色範囲との色相差、及び第１色範囲と第５色範囲との色相差が大きくなる。なお、図２５において、点線の範囲は、第１平行移動部９０による平行移動の処理前の範囲を、実線の範囲は、第１平行移動部９０による平行移動の処理後の範囲を示している。この「実線の範囲」、「点線の範囲」の表記は、下記図２６においても同様である。
【００９８】
第２平行移動部９１は、図２６に示すように、彩度Ｓが所定値Ｓ１以下の範囲を所定量だけ左方に平行移動させるとともに、彩度Ｓが所定値Ｓ２以上の範囲を所定量だけ右方に平行移動させる。所定値Ｓ１は第１色範囲における彩度Ｓの下限値を下回る値に設定されており、所定値Ｓ２は第１色範囲における彩度Ｓの上限値を上回る値に設定されている。第２平行移動部９１による平行移動の処理により、ＨＳ空間において、第１色範囲は位置を維持した状態で、第２色範囲は左方に平行移動する一方で、第４色範囲は右方に平行移動する。こにより、第１色範囲と第２色範囲との彩度差、及び第１色範囲と第４色範囲との彩度差が大きくなる。
【００９９】
［第２実施形態］
第２実施形態では、第１実施形態で示した４色のＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの代わりに、レーザ光源と蛍光体を用いて観察対象の照明を行う。それ以外については、第１実施形態と同様である。
【０１００】
図２７に示すように、第２実施形態の内視鏡システム１００では、光源装置１４において、４色のＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの代わりに、中心波長４４５±１０ｎｍの青色レーザ光を発する青色レーザ光源（図２７では「４４５ＬＤ」と表記）１０４と、中心波長４０５±１０ｎｍの青紫色レーザ光を発する青紫色レーザ光源（図２７では「４０５ＬＤ」と表記）１０６とが設けられている。これら各光源１０４、１０６の半導体発光素子からの発光は、光源制御部１０８により個別に制御されており、青色レーザ光源１０４の出射光と、青紫色レーザ光源１０６の出射光の光量比は変更自在になっている。
【０１０１】
光源制御部１０８は、通常観察モードの場合には、青色レーザ光源１０４を駆動させる。これに対して、特殊観察モードの場合には、青色レーザ光源１０４と青紫色レーザ光源１０６の両方を駆動させるとともに、青色レーザ光の発光比率を青紫色レーザ光の発光比率よりも大きくなるように制御している。以上の各光源１０４、１０６から出射されるレーザ光は、集光レンズ、光ファイバ、合波器などの光学部材（いずれも図示せず）を介して、ライトガイド（ＬＧ）４１に入射する。
【０１０２】
なお、青色レーザ光又は青紫色レーザ光の半値幅は±１０nm程度にすることが好ましい。また、青色レーザ光源１０４及び青紫色レーザ光源１０６は、ブロードエリア型のＩｎＧａＮ系レーザダイオードが利用でき、また、ＩｎＧａＮＡｓ系レーザダイオードやＧａＮＡｓ系レーザダイオードを用いることもできる。また、上記光源として、発光ダイオード等の発光体を用いた構成としてもよい。
【０１０３】
照明光学系３０aには、照明レンズ４５の他に、ライトガイド４１からの青色レーザ光又は青紫色レーザ光が入射する蛍光体１１０が設けられている。蛍光体１１０に、青色レーザ光が照射されることで、蛍光体１１０から蛍光が発せられる。また、一部の青色レーザ光は、そのまま蛍光体１１０を透過する。青紫色レーザ光は、蛍光体１１０を励起させることなく透過する。蛍光体１１０を出射した光は、照明レンズ４５を介して、検体内に照射される。
【０１０４】
ここで、通常観察モードにおいては、主として青色レーザ光が蛍光体１１０に入射するため、図２８に示すような、青色レーザ光、及び青色レーザ光により蛍光体１１０から励起発光する蛍光を合波した白色光が、観察対象に照射される。一方、特殊観察モードにおいては、青紫色レーザ光と青色レーザ光の両方が蛍光体１１０に入射するため、図２９に示すような、青紫色レーザ光、青色レーザ光、及び青色レーザ光により蛍光体１１０から励起発光する蛍光を合波した特殊光が、検体内に照射される。
【０１０５】
なお、蛍光体１１０は、青色レーザ光の一部を吸収して、緑色〜黄色に励起発光する複数種の蛍光体（例えばＹＡＧ系蛍光体、或いはＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17）等の蛍光体）を含んで構成されるものを使用することが好ましい。本構成例のように、半導体発光素子を蛍光体１１０の励起光源として用いれば、高い発光効率で高強度の白色光が得られ、白色光の強度を容易に調整できる上に、白色光の色温度、色度の変化を小さく抑えることができる。
【０１０６】
［第３実施形態］
第３実施形態では、第１実施形態で示した４色のＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの代わりに、キセノンランプなどの広帯域光源と回転フィルタを用いて観察対象の照明を行う。また、カラーの撮像センサ４８に代えて、モノクロの撮像センサで観察対象の撮像を行う。それ以外については、第１実施形態と同様である。
【０１０７】
図３０に示すように、第３実施形態の内視鏡システム２００では、光源装置１４において、４色のＬＥＤ２０ａ〜２０ｄに代えて、広帯域光源２０２、回転フィルタ２０４、フィルタ切替部２０５が設けられている。また、撮像光学系３０ｂには、カラーの撮像センサ４８の代わりに、カラーフィルタが設けられていないモノクロの撮像センサ２０６が設けられている。
【０１０８】
広帯域光源２０２はキセノンランプ、白色ＬＥＤなどであり、波長域が青色から赤色に及ぶ白色光を発する。回転フィルタ２０４は、内側に設けられた通常観察モード用フィルタ２０８と、外側に設けられた特殊観察モード用フィルタ２０９とを備えている（図３１参照）。フィルタ切替部２０５は、回転フィルタ２０４を径方向に移動させるものであり、モード切替ＳＷ１３により通常観察モードにセットされたときに、回転フィルタ２０４の通常観察モード用フィルタ２０８を白色光の光路に挿入し、特殊観察モードにセットされたときに、回転フィルタ２０４の特殊観察モード用フィルタ２０９を白色光の光路に挿入する。
【０１０９】
図３１に示すように、通常観察モード用フィルタ２０８には、周方向に沿って、白色光のうち青色光を透過させるＢフィルタ２０８ａ、白色光のうち緑色光を透過させるＧフィルタ２０８ｂ、白色光のうち赤色光を透過させるＲフィルタ２０８ｃが設けられている。したがって、通常観察モード時には、回転フィルタ２０４が回転することで、青色光、緑色光、赤色光が交互に観察対象に照射される。
【０１１０】
特殊観察モード用フィルタ２０９には、周方向に沿って、白色光のうち特定波長の青色狭帯域光を透過させるＢｎフィルタ２０９ａと、白色光のうち緑色光を透過させるＧフィルタ２０９ｂ、白色光のうち赤色光を透過させるＲフィルタ２０９ｃが設けられている。したがって、特殊観察モード時には、回転フィルタ２０４が回転することで、青色狭帯域光、緑色光、赤色光が交互に観察対象に照射される。
【０１１１】
内視鏡システム２００では、通常観察モード時には、青色光、緑色光、赤色光が観察対象に照射される毎にモノクロの撮像センサ２０６で検体内を撮像する。これにより、ＲＧＢの３色の画像信号が得られる。そして、それらＲＧＢの画像信号に基づいて、上記第１実施形態と同様の方法で、通常画像が生成される。
【０１１２】
一方、特殊観察モード時には、青色狭帯域光、緑色光、赤色光が観察対象に照射される毎にモノクロの撮像センサ２０６で検体内を撮像する。これにより、Ｂｎ画像信号と、Ｇ画像信号、Ｒ画像信号が得られる。これらＢｎ画像信号と、Ｇ画像信号、Ｒ画像信号に基づいて、特殊画像の生成が行われる。特殊画像の生成には、Ｂ画像信号の代わりに、Ｂｎ画像信号が用いられる。それ以外については、第１実施形態と同様の方法で特殊画像の生成が行われる。
【０１１３】
［第４実施形態］
第４実施形態では、挿入型の内視鏡１２及び光源装置１４に代えて、飲み込み式のカプセル内視鏡を用いて、通常画像又は特殊画像の生成に必要なＲＧＢ画像信号を取得する。
【０１１４】
図３２に示すように、第４実施形態のカプセル内視鏡システム３００は、カプセル内視鏡３０２と、送受信アンテナ３０４と、カプセル用受信装置３０６と、プロセッサ装置１６と、モニタ１８を備えている。カプセル内視鏡３０２は、ＬＥＤ３０２ａと、撮像センサ３０２ｂと、画像処理部３０２ｃと、送信アンテナ３０２ｄとを備えている。なお、プロセッサ装置１６は第１実施形態と同様であるが、第４実施形態では、通常観察モード又は特殊観察モードに切り替えるためのモード切替ＳＷ３０８が新たに設けられている。
【０１１５】
ＬＥＤ３０２ａは、白色光を発するものであり、カプセル内視鏡３０２内に複数設けられている。ここで、ＬＥＤ３０２ａとしては、青色光源と、この青色光源からの光を波長変換して蛍光を発する蛍光体とを備える白色ＬＥＤなどを用いることが好ましい。ＬＥＤに代えて、ＬＤ（Laser Diode）を用いてもよい。ＬＥＤ３０２ａから発せられた白色光は、観察対象に対して照明される。
【０１１６】
撮像センサ３０２ｂはカラーの撮像センサであり、白色光で照明された観察対象を撮像して、ＲＧＢの画像信号を出力する。ここで、撮像センサ３０２ｂとしては、ＣＣＤ(Charge Coupled Device）撮像センサやＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor）撮像センサを用いることが好ましい。撮像センサ３０２ｂから出力されたＲＧＢ画像信号は、画像処理部３０２ｃで、送信アンテナ３０２ｄで送信可能な信号にするための処理が施される。画像処理部３０２ｃを経たＲＧＢ画像信号は、送信アンテナ３０２ｄから、無線で送受信アンテナ３０４に送信される。
【０１１７】
送受信アンテナ３０４は被検者の体に貼り付けられており、送信アンテナ３０２ｄからのＲＧＢ画像信号を受信する。送受信アンテナ３０４は、受信したＲＧＢ画像信号を、無線でカプセル用受信装置３０６に送信する。カプセル用受信装置３０６はプロセッサ装置１６の画像信号入力処理部５３と接続されており、送受信アンテナ３０４からのＲＧＢ画像信号を画像信号入力処理部５３に送信する。
【０１１８】
なお、上記実施形態では、図３に示すような発光スペクトルを有する４色の光を用いたが、発光スペクトルはこれに限られない。例えば、図３３に示すように、緑色光G及び赤色光Rについては、図３と同様のスペクトルを有する一方で、紫色光Ｖpについては、中心波長４１０〜４２０nmで、図３の紫色光Ｖよりもやや長波長側に波長範囲を有する光にしてもよい。また、青色光Ｂpについては、中心波長４４５〜４６０nmで、図３の青色光Ｂよりもやや短波長側に波長範囲を有する光にしてもよい。
【０１１９】
なお、上記第１Ａ実施形態では、Ｂ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比を極座標変換で動径ｒ、角度θに変換し、変換後の動径ｒ、角度θに基づいて角度等倍処理、角度調整処理、動径等倍処理、及び動径調整処理を行い、その後に、再度、Ｂ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比に戻したが、図３４に示すように、二次元ＬＵＴ４００を用いて、Ｂ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比から、極座標変換等することなく、直接、角度等倍処理、角度調整処理、動径等倍処理、及び動径調整処理済みのＢ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比に変換してもよい。
【０１２０】
ここで、二次元ＬＵＴ４００には、Ｂ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比と、このＢ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比に基づく角度等倍処理、角度調整処理、動径等倍処理、及び動径調整処理を行って得られる角度等倍処理、角度調整処理、動径等倍処理、及び動径調整処理済みのＢ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比とが対応付けて記憶されている。また、逆ガンマ変換部７０から出力された第１ＲＧＢ画像信号は二次元ＬＵＴ４００及びＲＧＢ信号変換部７７に入力される。
【０１２１】
なお、第１Ｂ実施形態で示した色差信号Ｃｒ、Ｃｂ、第１Ｃ実施形態で示したＬａｂの色味の要素ａ*、ｂ*、又は第１Ｄ実施形態で示したＨ（色相）、Ｓ（彩度）についても、上記と同様に、二次元ＬＵＴを用いて、極座標変換等することなく、角度等倍処理、角度調整処理、動径等倍処理、及び動径調整処理済みの色差信号等に変換してもよい。
【０１２２】
なお、上記実施形態では、角度等倍処理及び角度調整処理を行った後に、動径等倍処理及び動径調整処理を行っているが、これとは反対に、まず、動径等倍処理及び動径調整処理を行い、その後に、角度等倍処理及び角度調整処理を行うようにしてもよい。
【０１２３】
なお、本発明は、第１〜第３実施形態のような内視鏡システムや第４実施形態のようなカプセル内視鏡システムに組み込まれるプロセッサ装置の他、各種の医用画像処理装置に対して適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１２４】
１６  プロセッサ装置
７２  信号比算出部
７４  角度調整部
７５  動径調整部
７７  ＲＧＢ信号変換部
８１  明るさ調整部
８２  色調変換部
８５  輝度・色差信号変換部
８７  ＨＳＶ変換部
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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