(57)【要約】本発明の蛍光観察装置（１）は、被写体（Ｘ）に白色光および励起光を照射する光源（３）と、被写体（Ｘ）の蛍光画像Ｇ２およびカラーの白色光画像（Ｇ１）をそれぞれ生成する蛍光画像生成部（６２）および白色光画像生成部（６１）と、白色光画像（Ｇ１）を構成する複数の色成分画像の各々に対して重みを設定する条件設定部（６３）と、蛍光画像（Ｇ２）を加算した少なくとも１つの色成分画像と他の色成分画像とを、条件設定部（６３）によって設定された重みを付して合成する合成部（６４）とを備え、条件設定部（６３）は、蛍光画像（Ｇ２）が加算される色成分画像に対する重みが、他の色成分画像に対する重みよりも大きくなるように、白色光画像の色成分画像に基づいて各重みを設定する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に白色光および励起光を照射する光源と、
該光源からの前記励起光の照射によって前記被写体において発生した蛍光を撮影して蛍光画像を生成する蛍光画像生成部と、
前記光源からの前記白色光の照射によって前記被写体から戻る戻り光を撮影してカラーの白色光画像を生成する白色光画像生成部と、
前記白色光画像を構成する複数の色成分画像の各々に対して重みを設定する条件設定部と、
前記複数の色成分画像のうち少なくとも１つに前記蛍光画像を加算し、該蛍光画像が加算された色成分画像と他の色成分画像とを、前記条件設定部によって設定された重みを付して合成する合成部とを備え、
前記条件設定部は、前記白色光画像の前記色成分画像に基づいて重みを設定し、かつ、前記蛍光画像が加算される色成分画像に対する重みが、前記他の色成分画像に対する重みよりも大きくなるように、前記複数の色成分画像に対する重みを設定する蛍光観察装置。
【請求項２】
前記条件設定部は、前記白色光画像における前記他の色成分画像の階調値が大きい程、前記蛍光画像が加算される色成分画像の重みを大きく設定する請求項１に記載の蛍光観察装置。
【請求項３】
前記条件設定部は、前記白色光画像における前記他の色成分画像の階調値が大きい程、前記他の色成分画像の重みを小さく設定する請求項１または請求項２に記載の蛍光観察装置。
【請求項４】
前記条件設定部は、前記白色光画像の色成分画像に加えて前記蛍光画像の階調値に基づいて前記重みを設定し、前記蛍光画像の階調値が大きい程、前記蛍光画像が加算される色成分画像の重みを大きく設定する請求項１から請求項３のいずれかに記載の蛍光観察装置。
【請求項５】
前記条件設定部は、前記白色光画像の色成分画像に加えて前記蛍光画像の階調値に基づいて前記重みを設定し、前記蛍光画像の階調値が大きい程、前記他の色成分画像の重みを小さく設定する請求項１から請求項４のいずれかに記載の蛍光観察装置。
【請求項６】
前記合成部が、前記蛍光画像において所定の閾値以上の階調値を有する領域に対してのみ前記重みを付す請求項１から請求項５のいずれかに記載の蛍光観察装置。
【請求項７】
前記蛍光画像の階調値の平均値とその階調値の標準偏差とを算出する蛍光画像解析部を備え、
前記条件設定部が、前記蛍光画像解析部によって算出された前記階調値の平均値と標準偏差との和に基づいて前記所定の閾値を設定する請求項６に記載の蛍光観察装置。
【請求項８】
前記蛍光画像を前記白色光画像で除算することにより前記蛍光画像の階調値を補正する蛍光画像補正部を備え、
前記蛍光画像解析部が、前記蛍光画像補正部によって補正された蛍光画像を用いて前記平均値および前記標準偏差を算出する請求項７に記載の蛍光観察装置。
【請求項９】
前記蛍光画像を前記白色光画像で除算することにより前記蛍光画像の階調値を補正する蛍光画像補正部を備え、
前記合成部および前記条件設定部が、前記蛍光画像補正部によって補正された蛍光画像を前記蛍光画像として用いる請求項１から請求項６のいずれかに記載の蛍光観察装置。
【請求項１０】
前記白色光画像の前記色成分画像に応じて前記蛍光画像が加算される色成分画像を選定する強調成分決定部を備える請求項１から請求項９のいずれかに記載の蛍光観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光観察装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体内の組織の形態を撮影した白色光画像と、病変部からの蛍光を撮影した蛍光画像とを取得し、蛍光画像内の蛍光領域を白色光画像の上に重ねて表示する蛍光観察装置が知られている（例えば、特許文献１および２参照。）。このような装置によれば、病変部が蛍光領域として白色光画像上に表示されるので、組織と病変部との位置関係を容易に把握することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５３３６７３号公報
【特許文献２】特開２００５−２０４９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、カラーの白色光画像を構成する赤成分画像、緑成分画像、青成分画像のうちのいずれかに蛍光画像の階調値を割り当てることにより、蛍光領域を赤、緑または青色の領域として白色光画像上に表示している。この場合、蛍光領域が重畳されている領域において、白色光画像は元の階調値の情報、すなわち組織の形態の情報を含んでいるため、組織の形態も観察することができるという利点がある。しかしながら、蛍光領域の背景となる組織の色合いによっては、白色光画像上において蛍光領域の十分な視認性を得ることが難しいという不都合がある。一方、特許文献２は、白色光画像内の蛍光領域を擬似カラーによって塗りつぶしている。この場合、蛍光領域の視認性は良好になるが、白色光画像を用いた組織の形態の観察が妨げられてしまうという不都合がある。【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、蛍光画像内の蛍光領域を、被写体の形態の観察を妨げることなく、常に視認性良く白色光画像上に表示することができる蛍光観察装置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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、写体に白色光および励起光を照射する光源と、該光源からの前記励起光の照射によって前記被写体において発生した蛍光を撮影して蛍光画像を生成する蛍光画像生成部と、前記光源からの前記白色光の照射によって前記被写体から戻る戻り光を撮影してカラーの白色光画像を生成する白色光画像生成部と、前記白色光画像を構成する複数の色成分画像の各々に対して重みを設定する条件設定部と、前記複数の色成分画像のうち少なくとも１つに前記蛍光画像を加算し、該蛍光画像が加算された色成分画像と他の色成分画像とを、前記条件設定部によって設定された重みを付して合成する合成部とを備え、前記条件設定部は、前記白色光画像の前記色成分画像に基づいて重みを設定し、かつ、前記蛍光画像が加算される色成分画像に対する重みが、前記他の色成分画像に対する重みよりも大きくなるように、前記複数の色成分画像に対する重みを設定する蛍光観察装置を提供する。【０００７】
本発明によれば、光源からの白色光の照射によって被写体の形態を撮影した白色光画像が白色光画像生成部によって取得され、光源からの励起光の照射によって被写体の病変部からの蛍光を撮影した蛍光画像が蛍光画像生成部によって取得される。そして、合成部によって、白色光画像を構成する色成分画像のうちいずれかに蛍光画像が加算されることにより、病変部が蛍光領域として白色光画像上に表示された合成画像が合成される。【０００８】
この場合に、白色光画像の色成分に基づいて条件設定部によって設定された重みが付された色成分画像から合成画像が生成される。すなわち、蛍光画像が加算される色成分画像にはより大きな重みが付され、他の色成分画像にはより小さな重みが付されることにより、合成画像において蛍光領域の表示色成分が他の色成分に対して強調される。このように、白色光画像の色成分に依存して合成画像を構成する色成分画像の重み付けを設定することにより、蛍光領域を常に視認性良く白色光画像上に表示することができる。また、合成画像は、蛍光領域が表示されている位置において、白色光画像における階調値、すなわち被写体の形態の情報も含んでいるので、病変部の形態の観察も行うことができる。【０００９】
上記発明においては、前記条件設定部は、前記白色光画像における前記他の色成分画像の階調値が大きい程、前記蛍光画像が加算される色成分画像の重みを大きく、かつ／または、前記他の色成分画像の重みを小さく、設定してもよい。
このようにすることで、合成画像において、蛍光領域の表示色成分以外の色成分が多い程、表示色成分がより強調され、かつ／または、表示色成分以外の色成分がより抑制される。これにより、合成画像において蛍光領域をより効果的に強調することができる。【００１０】
上記発明においては、前記条件設定部は、前記白色光画像の色成分画像に加えて前記蛍光画像の階調値に基づいて前記重みを設定し、前記蛍光画像の階調値が大きい程、前記蛍光画像が加算される色成分画像の重みを大きく、かつ／または、前記他の色成分画像の重みを小さく、設定してもよい。
このようにすることで、蛍光画像の階調値が大きい程、合成画像において、表示色成分がより強調され、かつ／または、表示色以外の色成分がより抑制される。これにより、合成画像において蛍光領域をより効果的に強調することができる。【００１１】
上記発明においては、前記合成部が、前記蛍光画像において所定の閾値以上の階調値を有する領域に対してのみ前記重みを付してもよい。
このようにすることで、蛍光画像のうち、微弱な蛍光やノイズを除去し、病変部を選択的に抽出して蛍光領域として合成画像に表示することができる。また、その他の領域においては、被写体の色合いを正確に表している白色光画像をそのまま表示することができる。【００１２】
上記発明においては、前記蛍光画像の階調値の平均値とその階調値の標準偏差とを算出する蛍光画像解析部を備え、前記条件設定部が、前記蛍光画像解析部によって算出された前記階調値の平均値と標準偏差との和に基づいて前記所定の閾値を設定してもよい。
このようにすることで、蛍光画像の全体的な明るさの変動に伴って所定の閾値が変動するので、病変部を正確に蛍光領域として抽出して合成画像に表示することができる。【００１３】
上記発明においては、前記蛍光画像を前記白色光画像で除算することにより前記蛍光画像の階調値を補正する蛍光画像補正部を備え、前記蛍光画像解析部が、前記蛍光画像補正部によって補正された蛍光画像を用いて前記平均値および前記標準偏差を算出してもよい。
このようにすることで、観察距離および観察角度に依存した蛍光画像の階調値の変化を除去し、被写体において発生している蛍光の本来の強度をより正確に反映した蛍光画像が得られる。この補正された蛍光画像を用いることにより、より正確な平均値および標準偏差を算出することができる。【００１４】
上記発明においては、前記蛍光画像を前記白色光画像で除算することにより前記蛍光画像の階調値を補正する蛍光画像補正部を備え、前記合成部および前記条件設定部が、前記蛍光画像補正部によって補正された蛍光画像を前記蛍光画像として用いてもよい。
このようにすることで、合成画像において、被写体において蛍光が発せられている領域およびその蛍光の強度をより正確に反映した蛍光領域を表示することができる。【００１５】
上記発明においては、前記白色光画像の前記色成分画像に応じて前記蛍光画像が加算される色成分画像を選定する強調成分決定部を備えてもよい。
このようにすることで、白色光画像が有する色成分に応じてより適切に強調成分を選定し決定することができ、合成画像における蛍光領域の視認性を向上することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、蛍光画像内の蛍光領域を、被写体の形態の観察を妨げることなく、常に視認性良く白色光画像上に表示することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る蛍光観察装置の全体構成図である。
【図２】図１の画像処理ユニットの処理を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る蛍光観察装置の全体構成図である。
【図４】図３の画像処理ユニットの処理を説明するフローチャートである。
【図５】図３の蛍光観察装置の表示部の表示の一例を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る蛍光観察装置の全体構成図である。
【図７】図６の画像処理ユニットの処理を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る蛍光観察装置の全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
〔第１の実施形態〕
以下に、本発明の第１の実施形態に係る蛍光観察装置１について図１および図２を参照して説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置１は、内視鏡装置であって、図１に示されるように、体内に挿入される細長い挿入部２と、光源３と、該光源３からの励起光および白色光（参照光）を挿入部２の先端２ａから被写体Ｘに向けて照射する照明ユニット４と、挿入部２の先端２ａに設けられ、被写体Ｘの画像情報Ｓ１，Ｓ２を取得する撮像ユニット５と、挿入部２の基端側に配置され、撮像ユニット５によって取得された画像情報Ｓ１，Ｓ２を処理する画像処理ユニット６と、該画像処理ユニット６によって処理された画像Ｇ３を表示する表示部７とを備えている。
【００１９】
光源３は、キセノンランプ３１と、該キセノンランプ３１から発せられた光から励起光および白色光を切り出すフィルタ３２と、フィルタ３２によって切り出された励起光および白色光を集光するカップリングレンズ３３とを備えている。フィルタ３２は、励起光および白色光に対応する４００ｎｍから７４０ｎｍの波長帯域の光を選択的に透過する。すなわち、本実施形態において、近赤外光（例えば、波長帯域７００ｎｍから７４０ｎｍ）が励起光として用いられる。
【００２０】
照明ユニット４は、挿入部２の長手方向のほぼ全長にわたって配置されたライトガイドファイバ４１と、挿入部２の先端２ａに設けられた照明光学系４２とを備えている。ライトガイドファイバ４１は、カップリングレンズ３３によって集光された励起光および白色光を導光する。照明光学系４２は、ライトガイドファイバ４１によって導光されてきた励起光および白色光を拡散させて、挿入部２の先端２ａに対向する被写体Ｘに照射する。
【００２１】
撮像ユニット５は、被写体Ｘからの光を集光する対物レンズ５１と、該対物レンズ５１によって集光された光のうち、励起光および蛍光を反射し、励起光よりも短い波長を有する白色光（波長帯域４００ｎｍから７００ｎｍ、戻り光）を透過するダイクロイックミラー５２と、該ダイクロイックミラー５２によって反射された蛍光およびダイクロイックミラー５２を透過した白色光をそれぞれ集光する２つの集光レンズ５３，５４と、集光レンズ５４によって集光された白色光を撮影するカラーＣＣＤのような撮像素子５５と、集光レンズ５３によって集光された蛍光を撮影する高感度モノクロＣＣＤもしくはカラーＣＭＯＳのような撮像素子５６とを備えている。図中、符号５７は、ダイクロイックミラー５２によって反射された光のうち蛍光（例えば、波長帯域７６０ｎｍから８５０ｎｍ）を選択的に透過し、励起光を遮断する励起光カットフィルタである。
【００２２】
撮像素子５６としては、微弱な蛍光を観察するために、より高い感度が得られる特殊な撮像素子、例えば、ＥＭＣＣＤ（電子倍増型ＣＣＤ）またはＩＣＣＤ（イメージインテンシファイアＣＣＤ）を用いてもよい。また、モノクロＣＣＤを用いて、素子内で複数画素の階調値を加算するビニング処理を行うことで高感度の撮像を実現しても良い。
【００２３】
このような波長特性を有するフィルタ３２、ダイクロイックミラー５２および励起光カットフィルタ５７の組み合わせによれば、例えば、ＣＥＡ（Ｃａｒｃｉｎｏｅｍｂｒｙｏｎｉｃ  Ａｎｔｉｇｅｎ）に対する抗体（Ａｎｔｉ−ＣＥＡ抗体）を蛍光色素Ｃｙ７（ＧＥ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ社製）によって標識した薬剤（Ａｎｔｉ−ＣＥＡ−Ｃｙ７）を被写体Ｘに投与して観察することにより、後述する白色光画像Ｇ１と蛍光画像Ｇ２とを同時に取得することができる。ＣＥＡは、癌に特異的に発現するタンパク質として知られている。これにより、癌病変部分を蛍光画像Ｇ２として取得することができる。
【００２４】
画像処理ユニット６は、撮像素子５５によって取得された白色光画像情報Ｓ１から白色光画像Ｇ１を生成する白色光画像生成部６１と、撮像素子５６によって取得された蛍光画像情報Ｓ２から蛍光画像Ｇ２を生成する蛍光画像生成部６２と、白色光画像Ｇ１を構成する各色成分画像について重みを設定する条件設定部６３と、蛍光画像Ｇ２を白色光画像Ｇ１の色成分画像のいずれかに加算することにより合成画像Ｇ３を生成する合成部６４とを備えている。
【００２５】
下式（１）は、白色光画像Ｇ１を構成する３つの色成分画像と、合成画像Ｇ３を構成する３つの色成分画像との関係を一般化して表している。式（１）において、Ｒ’、Ｇ’およびＢ’は、合成画像Ｇ３の各画素の赤（Ｒ）成分、緑（Ｇ）成分および青（Ｂ）成分の階調値であり、Ｒ、ＧおよびＢは、白色光画像Ｇ１の各画素のＲ成分、Ｇ成分およびＢ成分の階調値であり、Ｆは、蛍光画像Ｇ２の各画素の階調値であり、ｒ、ｇおよびｂは、係数であり、ＳＲ、ＳＧおよびＳＢは、階調値Ｆに対する閾値である。Ｆ≦Ｓｉ（ただし、ｉ＝ｒ，ｇ，ｂ）において、Ｆ−Ｓｉ＝０とする。また、式（１）の計算によって、Ｒ’、Ｇ’およびＢ’のいずれかがゼロ未満となる場合は、その値をゼロと設定する。
【００２６】
【数１】
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【００２７】
ここで、ｘ，ｙは白色光画像Ｇ１および蛍光画像Ｇ２の画像上における位置に対応する座標を表す。また、以下に示す式（２）から（１８）においても、各変数は、座標（ｘ，ｙ）毎に設定される値であるが、数式が煩雑となるのを避けるため、（ｘ，ｙ）の表記を省略する。例えば、Ｒ（ｘ，ｙ）、Ｆ（ｘ，ｙ）を、単にＲ、Ｆと表記する。
【００２８】
本実施形態において、被写体Ｘである生体組織の色合いはＲ成分を多く含むため、合成画像Ｇ３における蛍光領域Ｙの表示色は緑色が好ましい。したがって、蛍光領域Ｙに対応する白色光画像Ｇ１のＧ成分画像が強調されるような重み付けをして、合成画像Ｇ３における蛍光領域Ｙとそれ以外の領域との間で緑色のコントラストが強調された画像を生成することが好ましい。
そこで、以下では、蛍光領域Ｙに対応する白色光画像Ｇ１のＧ成分が強調される合成画像Ｇ３を生成する場合を例に挙げて説明する。
【００２９】
合成部６４は、蛍光画像Ｇ２の各画素の階調値を閾値ＳＧと比較し、閾値ＳＧよりも大きい階調値Ｆを有する蛍光領域Ｙを、白色光画像Ｇ１のＧ成分画像に加算する。
また、合成画像Ｇ３の生成において、白色光画像Ｇ１のＲ成分およびＢ成分については、蛍光画像Ｇ２の各画素の階調値Ｆを閾値ＳＲ，ＳＢと比較し、閾値ＳＲ，ＳＢよりも大きい階調値Ｆを有する領域を抽出し、抽出された領域に負の重みを付すことが好ましい。この重みは、係数ｒ，ｇ，ｂおよび閾値ＳＲ，ＳＧ，ＳＢによって決定され、これら係数および閾値が条件設定部６３によって設定される。
【００３０】
このように、Ｒ成分が多い白色光画像Ｇ１の階調値に対して、蛍光画像Ｇ２の蛍光領域Ｙの階調値Ｆ、係数ｇおよび閾値ＳＧによって決まる値が白色光画像Ｇ１のＧ成分の階調値に加算されるとともに、蛍光画像Ｇ２の階調値Ｆ、係数ｒ，ｂおよび閾値ＳＲ，ＳＢによって決まる値が白色光画像Ｇ１のＲ成分、Ｂ成分の階調値から減算された画像を合成し、合成画像Ｇ３が生成されることが好ましい。
【００３１】
合成部６４および条件設定部６３は、下式（２）によって設定された係数ｒ，ｇ，ｂおよび閾値ＳＲ，ＳＧ，ＳＢを用いて処理を行う。すなわち、条件設定部６３は、Ｒ成分およびＢ成分が大きい程閾値ＳＲ，ＳＢを小さく設定する。これにより、合成部６４は、蛍光領域Ｙと略同一の領域において部分的に階調値が低減されたＲ成分画像およびＢ成分画像を用いて合成画像Ｇ３を生成する。
【００３２】
【数２】
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【００３３】
なお、式（２）において、各画像Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３のダイナミックレンジを１２ビットに仮定している、つまり、各階調値Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’，Ｆは、０から４０９５の数値で表され、閾値ＳＲ，ＳＢは、階調値ＲまたはＢに依存して１０００から２０００までの間で変化する。
【００３４】
次に、このように構成された蛍光観察装置１の作用について説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置１を用いて被写体Ｘである体内の生体組織を観察するには、予め、病変部Ｚに集積する蛍光物質を被写体Ｘに投与しておく。そして、体内に挿入部２を挿入してその先端２ａを被写体Ｘに対向配置し、光源３の作動によって励起光および白色光を挿入部２の先端２ａから被写体Ｘに照射する。
【００３５】
被写体Ｘにおいては、病変部Ｚに含まれる蛍光物質が励起光によって励起されることによって蛍光が発せられるとともに、被写体Ｘの表面において白色光が反射される。被写体Ｘから発せられた蛍光および反射された白色光の一部は、挿入部２の先端２ａに戻り、対物レンズ５１によって集光される。
【００３６】
対物レンズ５１によって集光された光のうち、白色光はダイクロイックミラー５２を透過し、集光レンズ５４によって集光され、撮像素子５５によって白色光画像情報Ｓ１として取得される。一方、対物レンズ５１によって集光された蛍光は、ダイクロイックミラー５２によって反射され、励起光カットフィルタ５７によって励起光を除去され、集光レンズ５３によって集光され、撮像素子５６によって蛍光画像情報Ｓ２として取得される。各撮像素子５５，５６によって取得された画像情報Ｓ１，Ｓ２は、画像処理ユニット６に送られる。
【００３７】
図２に、画像処理ユニット６による画像処理を説明するフローチャートを示す。
画像処理ユニット６において、白色光画像情報Ｓ１が白色光画像生成部６１に入力されて白色光画像Ｇ１が生成され、蛍光画像情報Ｓ２が蛍光画像生成部６２に入力されて蛍光画像Ｇ２が生成される（ステップＳ１）。白色光画像Ｇ１は条件設定部６３および条件設定部６３に送られ、蛍光画像Ｇ２は合成部６４に送られる。
【００３８】
合成部６４においては、蛍光画像Ｇ２のうち所定の閾値ＳＧ以上の階調値を有する蛍光領域Ｙが白色光画像Ｇ１のＧ成分画像に割り当てられることにより、蛍光領域Ｙが緑色で表示された合成画像Ｇ３が生成され（ステップＳ３）、生成された合成画像Ｇ３が表示部７に表示される（ステップＳ４）。
【００３９】
ここで、条件設定部６３において、白色光画像Ｇ１の各画素の色成分に基づいて閾値ＳＲ，ＳＢが設定され（ステップＳ２）、設定された閾値ＳＲ，ＳＢが合成部６４に送られる。合成部６４において、白色光画像Ｇ１のＲ成分画像およびＢ成分画像は、閾値ＳＲ，ＳＢに基づいて蛍光領域Ｙと略同一の領域を抽出され、抽出された領域の色成分および階調値Ｆに基づいた負の重みが付されて階調値が低減されてから合成画像Ｇ３の生成に使用される。
【００４０】
このように、本実施形態によれば、合成画像Ｇ３の蛍光領域Ｙおいては、背景となる被写体Ｘの赤みおよび青みが強い程、その赤みおよび青みが強く抑制されるので、蛍光領域Ｙの表示色である緑色が赤色および青色に対して相対的に強調される。これにより、病変部Ｚを示す蛍光領域Ｙを、視認し易い鮮明な緑色で常に表示することができる。特に、緑色の補色である赤色を抑制することにより、緑色を効果的に強調することができる。また、合成画像Ｇ３の蛍光領域Ｙ以外の領域においては、被写体Ｘの色や形態の情報を正確に再現した白色光画像Ｇ１をそのまま表示することができる。
【００４１】
なお、本実施形態においては、白色光画像Ｇ１の色成分に依存して閾値ＳＲ，ＳＢを変動させることとしたが、これに代えて、例えば、下式（３）に示されるように、白色光画像Ｇ１の色成分に依存して係数ｒ，ｂを変動させてもよい。このようにしても、Ｒ成分画像およびＢ成分画像に付される負の重みの大きさを調整して同様の効果を得ることができる。
【００４２】
【数３】
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【００４３】
また、本実施形態においては、式（２）および式（３）を組み合わせ、閾値ＳＲ，ＳＢおよび係数ｒ，ｂの両方を同時に変動させてもよい。
また、本実施形態においては、階調値のダイナミックレンジを１２ｂｉｔと仮定して説明したが、これに限らず、例えば８ｂｉｔや１６ｂｉｔの場合でも同様の処理を行うことができる。すなわち、上記式（２），（３）において、定数４０９５に代えて、８ｂｉｔのときには２５５を、１６ｂｉｔのときには６５５３５を、それぞれ用いればよい。
【００４４】
上記式（２）のような処理をすると、例えば、蛍光領域Ｙ内のある座標位置における白色光画像Ｇ１のＲ，Ｇ，Ｂの各階調が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（３０００、１０００、５００）であり、蛍光画像Ｇ２の階調値Ｆが２０００であるとき、（ＳＲ，ＳＧ，ＳＢ）＝（１２６７，１０００，１８７８）となるため、（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）＝（２２６７，２０００，３７７）…（Ａ）となる。すなわち、蛍光画像Ｇ２の階調値に応じて、白色光画像Ｇ１のＧ成分の階調値が増加し、Ｒ成分およびＧ成分の階調値が減少することによって、Ｇ成分が強調された合成画像Ｇ３が得られる。また、合成画像Ｇ３におけるＲ成分およびＢ成分の階調値は、白色光画像Ｇ１におけるＲ成分およびＢ成分の階調値を反映しているため、合成画像Ｇ３には被写体Ｘの形態の情報も残存する。
【００４５】
一方、閾値ＳＲ，ＳＢが、白色光画像Ｇ１のＲ成分およびＢ成分の階調値に依存しない一定の値であり、数式（２）で定められた最大値である２０００とすると、（ＳＲ，ＳＧ，ＳＢ）＝（２０００，１０００，２０００）となり、（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）＝（３０００，２０００，５００）…（Ｂ）となる。この場合も、合成画像Ｇ３において、Ｇ成分は蛍光画像Ｇ２の階調値に応じて増加するが、Ｒ成分およびＢ成分がＧ成分に対して相対的に高いため、（Ａ）と比較すると、強調されたＧ成分の視認性が劣る。
【００４６】
一方、閾値ＳＲ，ＳＢが白色光画像Ｇ１のＲ成分およびＢ成分の階調値に依存しない一定の値であり、数式（２）で定められた最小値である１０００とすると、（ＳＲ，ＳＧ，ＳＢ）＝（１０００，１０００，１０００）となり、（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）＝（２０００，２０００，０）…（Ｃ）となる。この場合、合成画像Ｇ３において、Ｇ成分はＲ成分およびＢ成分と比較して階調値が高いため、（Ａ）および（Ｂ）と比較すると、強調されたＧ成分の視認性は優れている。しかしながら、合成画像Ｇ３のＲ成分は（Ａ）と比較して階調値が低くなり、合成画像Ｇ３のＢ成分はゼロとなるため、白色光画像Ｇ１のＢ成分の情報は失われてしまう。したがって、合成画像Ｇ３に反映される被写体Ｘの形態の情報量は（Ａ）よりも劣る。
【００４７】
したがって、白色光画像Ｇ１の色成分に応じて閾値ＳＲ，ＳＧ，ＳＢの値を適切に変化させている（Ａ）の場合が、閾値ＳＲ，ＳＧ，ＳＢの値が常に固定されている（Ｂ）および（Ｃ）の場合と比較して、合成画像Ｇ３において、蛍光画像Ｇ２の情報を反映したＧ成分の視認性を確保し、かつ被写体Ｘの形態の情報をできる限り残存させた、より適切な画像を提示することができる。
以下で述べる他の実施形態および変形例においても、本実施形態で述べたものと同様の効果を有する。
なお、上記の計算において、小数点以下の値はすべて切り捨て処理をしている。
【００４８】
また、本実施形態においては、係数ｒ，ｂが負の数であることとしたが、ｇ＞ｒ，ｇという関係を満たす数であれば、係数ｒ，ｂは、正またはゼロであってもよい。このようにしても、同様の効果を得ることができる。
【００４９】
次に、条件設定部６３および合成部６４の処理の変形例について説明する。
（第１の実施形態の第１の変形例）
第１の変形例において、条件設定部６３は、Ｒ成分画像およびＢ成分画像に対する負の重みを白色光画像Ｇ１の色成分に依存して設定することに代えて、Ｇ成分画像に対する正の重みを白色光画像Ｇ１の色成分に依存して設定する。
【００５０】
具体的には、条件設定部６３は、下式（４）に示されるように、白色光画像Ｇ１においてＲ成分およびＢ成分の階調値が大きい程、閾値ＳＧを小さく設定する。
このようにすることで、白色光画像Ｇ１に蛍光領域Ｙとして加算される階調値を増大し、合成画像Ｇ３において蛍光領域Ｙの緑色を強調することができる。また、式（４）によれば、合成画像Ｇ３の蛍光領域Ｙにおいて、Ｒ成分およびＢ成分の階調値は、階調値Ｆが大きい程低減されるので、蛍光領域Ｙの緑色をさらに効果的に強調することができる。
【００５１】
【数４】
2014156493.tif 000006
【００５２】
本変形例においては、式（４）に代えて、下式（５）に示されるように、白色光画像Ｇ１の色成分に依存して係数ｇを変動させてもよい。
【００５３】
【数５】
2014156493.tif 000007
【００５４】
また、本変形例においては、式（２），（３），（４）および（５）を任意に組み合わせてもよい。例えば、下式（６）に示されるように、係数ｒ，ｇ，ｂおよび閾値ＳＲ，ＳＧ，ＳＢを、白色光画像Ｇ１の色成分に依存して同時に変動させてもよい。
【００５５】
【数６】
2014156493.tif 000008
【００５６】
（第１の実施形態の第２の変形例）
第２の変形例において、条件設定部６３は、各色成分の階調値に代えて、下式（７）に示されるように、強調すべきＧ成分の階調値と低減すべきＲ成分およびＢ成分の階調値との比を用いて、係数ｒ，ｇ，ｂおよび閾値ＳＲ，ＳＧ，ＳＢを設定する。式（７）おけるＲＧ、ＢＧは、式（８）によって定義される。式（８）におけるＮＲＧおよびＮＢＧは、下式（９）によって定義される。Ｍａｘ［Ｒ／Ｇ］は、全ての画素のＲ／Ｂのうちの最大値を、Ｍａｘ［Ｂ／Ｇ］は、全ての画素のＢ／Ｇのうちの最大値を表す。
【００５７】
このようにすることで、Ｇ成分画像に対するＲ成分画像およびＢ成分画像の相対的な階調値に基づいて重みが設定されるので、白色光画像Ｇ１の色成分に対してより適切に各色成分画像の重みを設定することができる。
【００５８】
【数７】
2014156493.tif 000009
【００５９】
【数８】
2014156493.tif 000010
【００６０】
【数９】
2014156493.tif 000011
【００６１】
（第１の実施形態の第３の変形例）
第３の変形例において、条件設定部６３は、白色光画像Ｇ１のＲ成分およびＢ成分に依存して重みを設定することに代えて、白色光画像Ｇ１のＧ成分に依存して重みを設定する。
具体的には、条件設定部６３は、下式（１０）に示されるように、Ｇ成分の階調値が小さい程、Ｇ成分画像に対する正の重みが大きくなり、また、Ｒ成分画像およびＢ成分画像に対する負の重みが大きくなるように、係数ｒ，ｇ，ｂおよび閾値ＳＲ，ＳＧ，ＳＢを設定する。
このようにしても、合成画像Ｇ３の蛍光領域Ｙにおいて、緑色を効果的に強調することができる。
【００６２】
【数１０】
2014156493.tif 000012
【００６３】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係る蛍光観察装置１００について説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置１００は、図３に示されるように、画像処理ユニット６が、蛍光画像Ｇ２の階調値の分布から該階調値の平均値ｍおよび標準偏差σを算出する蛍光画像解析部６５をさらに備え、条件設定部６３が、蛍光画像解析部６５によって算出された平均値ｍおよび標準偏差σを用いて閾値ＳＲ，ＳＢ，ＳＧを設定する点において、第１の実施形態と主に相違する。したがって、本実施形態においては、蛍光画像解析部６５および条件設定部６３について主に説明し、第１の実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００６４】
蛍光画像解析部６５は、蛍光画像Ｇ２の全体または所定の一部の関心領域（ＲＯＩ）における階調値の分布を算出し、算出された分布から蛍光画像Ｇ２の階調値の平均値ｍおよび標準偏差σを算出し、得られた平均値ｍおよび標準偏差σを条件設定部６３に出力する。
【００６５】
条件設定部６３は、下式（１１）に示されるように、蛍光画像解析部６５から入力された階調値の平均値ｍと標準偏差σとの和から閾値ＳＲ，ＳＢ，ＳＧを計算する。ここで、ｃｉおよびｄｉ（ただし、ｉ＝ｒ，ｇ，ｂ）は、Ｒ成分の階調値およびＢ成分の階調値に依存して変動する係数であって、下式（１２）によって定義される。
【００６６】
【数１１】
2014156493.tif 000013
【００６７】
【数１２】
2014156493.tif 000014
【００６８】
式（１２）において、係数ｃＲ，ｃＢは、０．５から１．５までの間で変化し、Ｒ成分およびＢ成分の階調値が大きい程小さくなる。係数ｄＲ，ｄＢは、１から１．５までの間で変化し、Ｒ成分およびＢ成分の階調値が大きい程小さくなる。したがって、白色光画像Ｇ１において赤みおよび青みが強い程、閾値ＳＲ，ＳＢが小さくなり、Ｒ成分画像およびＢ成分画像に対する負の重みが大きくなる。
【００６９】
次に、このように構成された蛍光観察装置１００の作用について説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置１００によれば、白色光画像Ｇ１および蛍光画像Ｇ２の生成（ステップＳ１）までは、第１の実施形態と同様に行われる。生成された蛍光画像Ｇ２は、蛍光画像解析部６５に送られる。蛍光画像解析部６５においては、図４に示されるように、蛍光画像Ｇ２の階調値Ｆの分布が算出され、この分布から階調値Ｆの平均値ｍおよび標準偏差σが算出される（ステップＳ５）。次に、条件設定部６３において、これら平均値ｍおよび標準偏差σ用いて閾値ＳＲ，ＳＧ，ＳＢが設定される（ステップＳ２’）。ステップＳ３においては、ステップＳ２’において設定された閾値ＳＲ，ＳＧ，ＳＢを用いて、式（１）に基づいて合成画像Ｇ３を生成する。
【００７０】
図５は、本実施形態に係る表示部７の表示の一例を示しており、合成画像Ｇ３（上段）および蛍光画像Ｇ２の階調値Ｆのヒストグラム（下段）を示している。ヒストグラムには、閾値ＳＲ，ＳＧ，ＳＢが表示されている。平均値ｍおよび標準偏差σに基づいて算出された閾値ＳＲ，ＳＧ，ＳＢは、階調値Ｆの分布の変化に応じて変化し、蛍光画像Ｇ２の全体としての明るさが増した場合には、閾値ＳＲ，ＳＧ，ＳＢが大きくなる。
【００７１】
このように、本実施形態によれば、白色光画像Ｇ１の色成分に加えて蛍光画像Ｇ２の全体的な階調値の変化にも依存して閾値ＳＲ，ＳＧ，ＳＢが変化する。したがって、挿入部２の先端２ａと被写体Ｘとの間の観察距離や観察角度などの観察条件の変化に起因して蛍光画像Ｇ２の全体的な明るさが変化したときに、閾値ＳＲ，ＳＧ，ＳＢもより適切な値に変更される。これにより、蛍光画像Ｇ２からより正確に蛍光領域Ｙが抽出されるとともに、Ｒ成分画像およびＢ成分画像に付される負の重みの大きさがより適切に設定される。したがって、合成画像Ｇ３において、より正確な蛍光領域Ｙを表示することができるとともに、蛍光領域Ｙをより適切に強調することができる。
【００７２】
なお、本実施形態においては蛍光画像Ｇ２の階調値に応じてＧ成分を強調する処理について説明したが、Ｒ成分またはＢ成分を強調したい場合においても、本実施形態で述べた方法と同様の方法を用いることができる。
【００７３】
（第２の実施形態の変形例）
次に、本実施形態の条件設定部６３および合成部６４の処理の変形例について説明する。
本変形例において、条件設定部６３は、Ｒ成分画像およびＢ成分画像に対する負の重みを白色光画像Ｇ１の色成分に依存して設定することに代えて、Ｇ成分画像に対する正の重みを白色光画像Ｇ１の色成分に依存して設定する。
【００７４】
具体的には、条件設定部６３は、下式（１３）に示されるように、白色光画像Ｇ１においてＲ成分およびＢ成分の階調値が大きい程、閾値ＳＧが小さくなるように、係数ｃＧ，ｄＧを小さく設定する。
このようにすることで、白色光画像Ｇ１に蛍光領域Ｙとして加算される階調値を増大し、合成画像Ｇ３において蛍光領域Ｙの緑色を強調することができる。また、式（１３）によれば、合成画像Ｇ３の蛍光領域Ｙにおいて、Ｒ成分およびＢ成分が抑制されるので、蛍光領域Ｙの緑色をさらに効果的に強調することができる。
【００７５】
【数１３】
2014156493.tif 000015
【００７６】
本変形例においては、条件設定部６３が、式（１２）および式（１３）を組み合わせ、下式（１４）に示されるように、係数ｃＲ，ｃＧ，ｃＢ，ｄＲ，ｄＧ，ｄＢを、白色光画像Ｇ１の色成分に依存して同時に変動させてもよい。
このようにすることで、蛍光領域Ｙの緑色をさらに効果的に強調することができる。
【００７７】
【数１４】
2014156493.tif 000016
【００７８】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態に係る蛍光観察装置２００について説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置２００は、第２の実施形態に係る蛍光観察装置１００を変形したものであって、図６に示されるように、画像処理ユニット６が、白色光画像Ｇ１を用いて蛍光画像Ｇ２の階調値を補正する蛍光画像補正部６６をさらに備え、蛍光画像解析部６５が、蛍光画像補正部６６によって補正された蛍光画像Ｇ２’を用いて平均値ｍ’および標準偏差σ’を算出する点において、第２の実施形態と主に相違する。したがって、本実施形態においては、蛍光画像補正部６６および蛍光画像解析部６５について主に説明し、第１および第２の実施形態と共通する構成については説明を省略する。
【００７９】
蛍光画像補正部６６は、蛍光画像生成部６２から入力された蛍光画像Ｇ２の各画素の階調値を、白色光画像生成部６１から入力された白色光画像Ｇ１の各画素の階調値によって除算することにより、階調値が補正された蛍光画像（以下、補正蛍光画像という。）Ｇ２’を生成し、生成された補正蛍光画像Ｇ２’を蛍光画像解析部６５に出力する。
【００８０】
ここで、蛍光画像補正部６６は、下式（１５）に基づいて、各画素について、白色光画像Ｇ１のＲ成分の階調値によって蛍光画像Ｇ２の階調値Ｆを除算することにより、補正蛍光画像Ｇ２’の階調値Ｆ’を算出する。式（１５）において、ＮＦＲは、下式（１６）によって定義される値であって、階調値Ｆを階調値Ｒで除算して得られた商のうちの最大値である。
【００８１】
【数１５】
2014156493.tif 000017
【００８２】
【数１６】
2014156493.tif 000018
【００８３】
蛍光画像解析部６５は、蛍光画像Ｇ２に代えて補正蛍光画像Ｇ２’を用い、階調値Ｆ’の平均値ｍ’および標準偏差σ’を算出する。
条件設定部６３は、平均値ｍおよび標準偏差σ’に代えて平均値ｍ’および標準偏差σ’を用いて、式（１１）および式（１２）に基づいて閾値ＳＲ，ＳＧ，ＳＢを算出する。
合成部６４は、式（１）に代えて下式（１７）に基づいて、すなわち、蛍光画像Ｇ２に代えて補正蛍光画像Ｇ２’を用いて、合成画像Ｇ３の各色成分画像の各画素の階調値Ｒ’Ｇ’Ｂ’を算出する。
【００８４】
【数１７】
2014156493.tif 000019
【００８５】
次に、このように構成された蛍光観察装置２００の作用について説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置２００によれば、白色光画像Ｇ１および蛍光画像Ｇ２の生成（ステップＳ１までは、第１の実施形態と同様に行われる。生成された白色光画像Ｇ１および蛍光画像Ｇ２は、蛍光画像補正部６６に送られる。蛍光画像補正部６６においては、図７に示されるように、蛍光画像Ｇ２が白色光画像Ｇ１によって除算されることにより、補正蛍光画像Ｇ２が生成される（ステップＳ６）。次に、蛍光画像解析部６５において、補正蛍光画像Ｇ２’の階調値Ｆ’の分布が算出され、この分布から階調値Ｆ’の平均値ｍ’および標準偏差σ’が算出される（ステップＳ５’）。次に、条件設定部６３において、平均値ｍ’および標準偏差σ’用い、第２の実施形態のステップＳ２’と同様にして閾値ＳＲ，ＳＧ，ＳＢが設定される（ステップＳ２”）。
【００８６】
このように、本実施形態によれば、蛍光画像解析部６５および合成部６４において、蛍光画像Ｇ２に代えて補正蛍光画像Ｇ２’が用いられる。白色光画像Ｇ１を用いて階調値が規格化された補正蛍光画像Ｇ２’は、観察距離や観察角度などの観察条件の違いに依存する階調値の変化が除去され、被写体Ｘの各位置から発せられている蛍光の本来の強度をより正確に反映した画像である。このような補正蛍光画像Ｇ２’を用いることによって、合成画像Ｇ３において、被写体Ｘにおいて蛍光が発せられている領域およびその蛍光の強度をより正確に反映した蛍光領域Ｙを表示することができる。
【００８７】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態に係る蛍光観察装置３００について説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置３００は、図８に示されるように、画像処理ユニット６が、Ｒ、Ｇ、Ｂ成分のうちいずれを強調するか、すなわち、いずれの色成分により大きな重みを付すかを決定する強調成分決定部６７をさらに備え、条件設定部６３が、強調成分決定部６７の決定結果に基づいて係数ｒ，ｇ，ｂおよび閾値ＳＲ，ＳＢ，ＳＧを設定する点において、第１から第３の実施形態と主に相違する。したがって、本実施形態においては、強調成分決定部６７および蛍光画像補正部６６および蛍光画像解析部６５について主に説明し、第１および第２の実施形態と共通する構成については説明を省略する。
【００８８】
強調成分決定部６７は、白色光画像Ｇ１の各画素の色成分に基づいて、強調すべき色成分を画素毎に決定し、各画素についての決定結果を条件設定部６３に出力する。例えば、強調成分決定部６７は、白色光画像Ｇ１のＧ成分の階調値Ｇが所定の閾値以上である場合には、Ｇ成分を強調成分、Ｒ成分およびＢ成分を非強調成分と決定し、白色光画像Ｇ１のＧ成分の階調値が所定の閾値未満である場合には、Ｂ成分を強調成分、Ｒ成分およびＧ成分を非強調成分と決定する。
【００８９】
条件設定部６３は、強調成分決定部６７によって決定された強調成分に対する重みが非強調成分に対する重みよりも大きくなるように、係数ｒ，ｇ，ｂおよび閾値ＳＲ，ＳＢ，ＳＧを設定する。例えば、条件設定部６３は、強調成分がＧ成分である画素については式（２）を用い、強調成分がＲ成分である画素については式（２）においてＲとＧとを入れ替えた式を用い、強調成分がＢ成分である画素については式（２）においてＢとＧとを入れ替えた式を用い、各画素について係数ｒ，ｇ，ｂおよび閾値ＳＲ，ＳＢ，ＳＧを設定する。
【００９０】
本実施形態によれば、白色光画像Ｇ１のＧ成分が所定の閾値以上である場合は、Ｇ成分を強調成分として用いて、蛍光領域Ｙの視認性の良好な合成画像Ｇ３を生成できる。一方、Ｇ成分が閾値未満である場合は、Ｇ成分の階調値が小さいため、Ｇ成分以外（Ｂ成分またはＲ成分）を強調成分として選択する方が、蛍光領域Ｙの視認性をより向上した合成画像Ｇ３を生成できる。このように、白色光画像Ｇ１の各位置の色成分に応じてより適切に強調成分を選択し決定することができる。これにより、合成画像Ｇ３における蛍光領域Ｙの視認性を向上することができる。
【００９１】
なお、本実施形態においては、強調成分決定部６７が、Ｇ成分の大きさに基づいて強調成分および非強調成分を決定することとしたが、これに代えて、２つの色成分の比、例えば、Ｇ成分とＢ成分との比に基づいて強調成分および非強調成分を決定してもよい。
【００９２】
また、上述した第１から第４の実施形態においては、蛍光画像Ｇ２をＧ成分画像に割り当てて合成画像Ｇ３を生成する場合を例に挙げて説明したが、蛍光画像Ｇ２が割り当てられる色成分画像は適宜変更することができる。すなわち、蛍光画像Ｇ２を、Ｒ成分画像またはＢ成分画像に割り当ててもよく、複数の成分画像に分割して割り当ててもよい。
【００９３】
例えば、第１の実施形態を例に挙げて説明すると、式（２）を下式（１８）のように変形してもよい。
このようにすることで、負の重みを付されたＲ成分画像およびＧ成分画像と、正の重みを付されたＢ成分画像とから合成画像Ｇ３が生成される。これにより、合成画像Ｇ３の蛍光領域Ｙにおいて、Ｒ成分およびＧ成分に対して、蛍光領域Ｙの表示色であるＢ成分を強調することができる。
【００９４】
【数１８】
2014156493.tif 000020
【００９５】
また、上述した第１から第４の実施形態は、適宜任意に組み合わせて実施してもよい。
また、上述した第１から第４の実施形態においては、各画像Ｇ１，Ｇ２，Ｇ２’，Ｇ３のダイナミックレンジを１２ｂｉｔと仮定して説明したが、このダイナミックレンジは１２ｂｉｔに限定されるものではなく、適宜変更可能である。例えば、１６ｂｉｔの画像を用いる場合には、各式（２）から（１８）において４０９５を６５５３５に代えればよい。
また、上述した式（２）から（１８）に用いられている数値（−１、０．５、１、５００、１０００）は、一例であって、適宜変更可能である。
【００９６】
また、上述した第１から第４の実施形態においては、条件設定部６３が、各色成分画像に付される重みを連続的に変化させることとしたが、これに代えて、重みを段階的に変化させてもよい。例えば、式（２）を例に挙げて説明すると、閾値ＳＲ，ＳＧが、階調値Ｒ，Ｂの階段関数として定義されていてもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１，１００，２００，３００  蛍光観察装置
２  挿入部
３  光源
４  照明ユニット
５  撮像ユニット
６  画像処理ユニット
７  表示部
３１  キセノンランプ
３２  フィルタ
３３  カップリングレンズ
４１  ライトガイドファイバ
４２  照明光学系
５１  対物レンズ
５２  ダイクロイックミラー
５３，５４  集光レンズ
５５，５６  撮像素子
５７  励起光カットフィルタ
６１  白色光画像生成部
６２  蛍光画像生成部
６３  条件設定部
６４  合成部
６５  蛍光画像解析部
６６  蛍光画像補正部
６７  強調成分決定部
Ｇ１  白色光画像
Ｇ２  蛍光画像
Ｇ２’  補正蛍光画像
Ｇ３  合成画像
Ｘ  被写体
Ｙ  蛍光領域
Ｚ  病変部
【図１】
2014156493.tif 000021
【図２】
2014156493.tif 000022
【図３】
2014156493.tif 000023
【図４】
2014156493.tif 000024
【図５】
2014156493.tif 000025
【図６】
2014156493.tif 000026
【図７】
2014156493.tif 000027
【図８】
2014156493.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】平成27年9月24日(2015.9.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
図２に、画像処理ユニット６による画像処理を説明するフローチャートを示す。
画像処理ユニット６において、白色光画像情報Ｓ１が白色光画像生成部６１に入力されて白色光画像Ｇ１が生成され、蛍光画像情報Ｓ２が蛍光画像生成部６２に入力されて蛍光画像Ｇ２が生成される（ステップＳ１）。白色光画像Ｇ１は条件設定部６３および合成部６４に送られ、蛍光画像Ｇ２は合成部６４に送られる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
上記式（２）のような処理をすると、例えば、蛍光領域Ｙ内のある座標位置における白色光画像Ｇ１のＲ，Ｇ，Ｂの各階調が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（３０００、１０００、５００）であり、蛍光画像Ｇ２の階調値Ｆが２０００であるとき、（ＳＲ，ＳＧ，ＳＢ）＝（１２６７，１０００，１８７８）となるため、（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）＝（２２６７，２０００，３７７）…（Ａ）となる。すなわち、蛍光画像Ｇ２の階調値に応じて、白色光画像Ｇ１のＧ成分の階調値が増加し、Ｒ成分およびＢ成分の階調値が減少することによって、Ｇ成分が強調された合成画像Ｇ３が得られる。また、合成画像Ｇ３におけるＲ成分およびＢ成分の階調値は、白色光画像Ｇ１におけるＲ成分およびＢ成分の階調値を反映しているため、合成画像Ｇ３には被写体Ｘの形態の情報も残存する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
また、本実施形態においては、係数ｒ，ｂが負の数であることとしたが、ｇ＞ｒ，ｂという関係を満たす数であれば、係数ｒ，ｂは、正またはゼロであってもよい。このようにしても、同様の効果を得ることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
（第１の実施形態の第２の変形例）
第２の変形例において、条件設定部６３は、各色成分の階調値に代えて、下式（７）に示されるように、強調すべきＧ成分の階調値と低減すべきＲ成分およびＢ成分の階調値との比を用いて、係数ｒ，ｇ，ｂおよび閾値ＳＲ，ＳＧ，ＳＢを設定する。式（７）おけるＲＧ、ＢＧは、式（８）によって定義される。式（８）におけるＮＲＧおよびＮＢＧは、下式（９）によって定義される。Ｍａｘ［Ｒ／Ｇ］は、全ての画素のＲ／Ｇのうちの最大値を、Ｍａｘ［Ｂ／Ｇ］は、全ての画素のＢ／Ｇのうちの最大値を表す。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
蛍光画像解析部６５は、蛍光画像Ｇ２に代えて補正蛍光画像Ｇ２’を用い、階調値Ｆ’の平均値ｍ’および標準偏差σ’を算出する。
条件設定部６３は、平均値ｍおよび標準偏差σに代えて平均値ｍ’および標準偏差σ’を用いて、式（１１）および式（１２）に基づいて閾値ＳＲ，ＳＧ，ＳＢを算出する。
合成部６４は、式（１）に代えて下式（１７）に基づいて、すなわち、蛍光画像Ｇ２に代えて補正蛍光画像Ｇ２’を用いて、合成画像Ｇ３の各色成分画像の各画素の階調値Ｒ’Ｇ’Ｂ’を算出する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
次に、このように構成された蛍光観察装置２００の作用について説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置２００によれば、白色光画像Ｇ１および蛍光画像Ｇ２の生成（ステップＳ１までは、第１の実施形態と同様に行われる。生成された白色光画像Ｇ１および蛍光画像Ｇ２は、蛍光画像補正部６６に送られる。蛍光画像補正部６６においては、図７に示されるように、蛍光画像Ｇ２が白色光画像Ｇ１によって除算されることにより、補正蛍光画像Ｇ２’が生成される（ステップＳ６）。次に、蛍光画像解析部６５において、補正蛍光画像Ｇ２’の階調値Ｆ’の分布が算出され、この分布から階調値Ｆ’の平均値ｍ’および標準偏差σ’が算出される（ステップＳ５’）。次に、条件設定部６３において、平均値ｍ’および標準偏差σ’用い、第２の実施形態のステップＳ２’と同様にして閾値ＳＲ，ＳＧ，ＳＢが設定される（ステップＳ２”）。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
強調成分決定部６７は、白色光画像Ｇ１の各画素の色成分に基づいて、強調すべき色成分を画素毎に決定し、各画素についての決定結果を条件設定部６３に出力する。例えば、強調成分決定部６７は、白色光画像Ｇ１のＧ成分の階調値が所定の閾値以上である場合には、Ｇ成分を強調成分、Ｒ成分およびＢ成分を非強調成分と決定し、白色光画像Ｇ１のＧ成分の階調値が所定の閾値未満である場合には、Ｂ成分を強調成分、Ｒ成分およびＧ成分を非強調成分と決定する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９６】
また、上述した第１から第４の実施形態においては、条件設定部６３が、各色成分画像に付される重みを連続的に変化させることとしたが、これに代えて、重みを段階的に変化させてもよい。例えば、式（２）を例に挙げて説明すると、閾値ＳＲ，ＳＢが、階調値Ｒ，Ｂの階段関数として定義されていてもよい。
【国際調査報告】
2014156493.tif 000029
2014156493.tif 000030
2014156493.tif 000031
2014156493.tif 000032