(57)【要約】      （修正有）【課題】アーチファクトを低減して、正確な酸素飽和度を算出することができる内視鏡システム、プロセッサ装置、及び内視鏡システムの作動方法を提供する。【解決手段】内視鏡システムは、過去の第１期間の酸素飽和度ＳW1に対する最新の第２期間の酸素飽和度ＳW2の変化量Δを算出し、変化量Δが閾値Ｔｈ未満の場合には、第２期間の酸素飽和度ＳW2の値を維持し、かつ、変化量Δが閾値Ｔｈ以上の場合には、変化量Δを閾値Ｔｈにした値に第２期間の酸素飽和度ＳW2を補正する酸素飽和度補正部と、第２期間の酸素飽和度ＳW2を用いて酸素飽和度画像を生成する酸素飽和度画像生成部と、を備える。【選択図】図１５
2016192985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光が照射された観察対象を第１期間に撮像することで得られる第１期間画像信号を取得し、かつ、前記第１期間画像信号の取得後の第２期間に前記観察対象を撮像して得られる第２期間画像信号を取得する画像信号取得部と、
前記第１期間画像信号を用いて前記観察対象の前記第１期間の酸素飽和度を算出し、かつ、前記第２期間画像信号を用いて前記観察対象の前記第２期間の酸素飽和度を算出する酸素飽和度算出部と、
前記第１期間の酸素飽和度に対する前記第２期間の酸素飽和度の変化量を算出し、前記変化量が閾値未満の場合には、前記第２期間の酸素飽和度の値を維持し、かつ、前記変化量が前記閾値以上の場合には、前記変化量を前記閾値にした値に前記第２期間の酸素飽和度を補正する酸素飽和度補正部と、
前記第２期間の酸素飽和度を用いて、前記観察対象の酸素飽和度を表す酸素飽和度画像を生成する酸素飽和度画像生成部と、
を備える内視鏡システム。
【請求項２】
前記酸素飽和度補正部は、前記第１期間の酸素飽和度の分布に基づいて前記閾値を設定する請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記第２期間画像信号を多重解像度化し、それぞれ解像度が異なる複数の多重解像度化画像信号を生成する多重解像度化処理部と、
前記複数の多重解像度化画像信号にそれぞれ重み付けをして合成することにより、第２期間合成画像信号を生成する合成処理部と、を備え、
前記酸素飽和度算出部は、前記第２期間合成画像信号を用いて、前記第２期間の酸素飽和度を算出する請求項１または２に記載の内視鏡システム。
【請求項４】
前記第２期間画像信号は、前記第２期間の第１タイミングに取得する第１群画像信号と、前記第２期間の前記第１タイミングとは異なる第２タイミングに取得する第２群画像信号とを含み、
前記合成処理部は、前記第１群画像信号から生成される複数の前記多重解像度化画像信号と、前記第２群画像信号から生成される複数の前記多重解像度化画像信号とを、解像度毎に比較し、前記第１群画像信号から生成される前記多重解像度化画像信号と前記第２群画像信号から生成される前記多重解像度化画像信号との差が小さい解像度の前記多重解像度化画像信号ほど、重み付けを大きくして合成をする請求項３に記載の内視鏡システム。
【請求項５】
前記第１群画像信号及び前記第２群画像信号は、緑色波長帯域に対応する緑色画像信号と赤色波長帯域に対応する赤色画像信号とをそれぞれ含み、
前記合成処理部は、多重解像度化した前記緑色画像信号と前記赤色画像信号の比を解像度毎に比較して前記重み付けを設定する請求項４に記載の内視鏡システム。
【請求項６】
前記第２期間画像信号を多重解像度化し、それぞれ解像度が異なる複数の多重解像度化画像信号を生成する多重解像度化処理部を備え、
前記酸素飽和度算出部は、前記複数の多重解像度化画像信号のうち、特定の解像度の前記多重解像度化画像信号を用いて前記第２期間の酸素飽和度を算出する請求項１または２に記載の内視鏡システム。
【請求項７】
前記第２期間画像信号は、前記第２期間の第１タイミングに取得する第１群画像信号と、前記第２期間の前記第１タイミングとは異なる第２タイミングに取得する第２群画像信号とを含み、
前記酸素飽和度算出部は、前記第１群画像信号から生成される前記多重解像度化画像信号と前記第２群画像信号から生成される前記多重解像度化画像信号との差が最も小さく、かつ、最も解像度が高い前記多重解像度化画像信号を用いて前記第２期間の酸素飽和度を算出する請求項６に記載の内視鏡システム。
【請求項８】
前記第１期間の酸素飽和度を含め、前記第２期間よりも過去に算出した複数の酸素飽和度を記憶する酸素飽和度記憶部と、
前記酸素飽和度記憶部が記憶する複数の酸素飽和度を用いて前記第２期間の酸素飽和度のノイズを低減するノイズ低減部と、
を備える請求項１〜７のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項９】
前記観察対象と内視鏡の相対的な動きを検出する動き検出部を備え、
前記ノイズ低減部は、前記動き検出部が検出した前記動きが大きいほど、前記ノイズの低減に使用する酸素飽和度の数を多くする請求項８に記載の内視鏡システム。
【請求項１０】
前記第２期間の酸素飽和度と前記第１期間の酸素飽和度との位置ズレを補正する位置ズレ補正部を備える請求項１〜９のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項１１】
照明光が照射された観察対象を第１期間に撮像することで得られる第１期間画像信号を取得し、かつ、前記第１期間画像信号の取得後の第２期間に前記観察対象を撮像して得られる第２期間画像信号を取得する画像信号取得部と、
前記第１期間画像信号を用いて前記観察対象の前記第１期間の酸素飽和度を算出し、かつ、前記第２期間画像信号を用いて前記観察対象の前記第２期間の酸素飽和度を算出する酸素飽和度算出部と、
前記第１期間の酸素飽和度に対する前記第２期間の酸素飽和度の変化量を算出し、前記変化量が閾値未満の場合には、前記第２期間の酸素飽和度の値を維持し、かつ、前記変化量が前記閾値以上の場合には、前記変化量を前記閾値にした値に前記第２期間の酸素飽和度を補正する酸素飽和度補正部と、
前記第２期間の酸素飽和度を用いて、前記観察対象の酸素飽和度を表す酸素飽和度画像を生成する酸素飽和度画像生成部と、
を備えるプロセッサ装置。
【請求項１２】
画像信号取得部が、照明光が照射された観察対象を第１期間に撮像することで得られる第１期間画像信号を取得し、かつ、前記第１期間画像信号の取得後の第２期間に前記観察対象を撮像して得られる第２期間画像信号を取得するステップと、
酸素飽和度算出部が、前記第１期間画像信号を用いて前記観察対象の前記第１期間の酸素飽和度を算出し、かつ、前記第２期間画像信号を用いて前記観察対象の前記第２期間の酸素飽和度を算出するステップと、
酸素飽和度補正部が、前記第１期間の酸素飽和度に対する前記第２期間の酸素飽和度の変化量を算出し、前記変化量が閾値未満の場合には、前記第２期間の酸素飽和度の値を維持し、かつ、前記変化量が前記閾値以上の場合には、前記変化量を前記閾値にした値に前記第２期間の酸素飽和度を補正するステップと、
酸素飽和度画像生成部が、前記第２期間の酸素飽和度を用いて、前記観察対象の酸素飽和度を表す酸素飽和度画像を生成するステップと、
を備える内視鏡システムの作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察対象の酸素飽和度を算出する内視鏡システム、プロセッサ装置、及び内視鏡システムの作動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野においては、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。内視鏡は、被検体内に挿入する挿入部を有し、光源装置が発生する照明光が照射された観察対象（被検体内の粘膜等）を撮像する。プロセッサ装置は、観察対象を撮像して得る画像信号を用いて観察対象の画像を生成し、モニタに表示する。
【０００３】
さらに、近年の内視鏡システムには、観察対象の画像を得るだけでなく、観察対象の性質を表す情報が得られるものが知られている。例えば、特許文献１の内視鏡システムは、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数に差がある波長帯域を有する酸素飽和度測定光（以下、測定光という）を観察対象に照射することにより、観察対象の性質として酸素飽和度を測定し、酸素飽和度を表す画像（以下、酸素飽和度画像という）を生成及び表示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−０２２３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
酸素飽和度画像は、観察対象の形状等の構造的特徴を表す画像信号から生成される画像に、酸素飽和度の情報を重畳することにより生成される。このため、酸素飽和度画像を生成するためには、白色光等を照射して観察対象の形状等を表す画像信号と、測定光を照射して酸素飽和度を算出するための画像信号とが必要なので、通常は、２フレーム分の撮影が必要になる。
【０００６】
一方、内視鏡システムの観察対象は、蠕動運動等による動きがあり、観察対象に動きがない場合でも内視鏡の動きによって、観察対象には内視鏡に対する相対的な動きがある。こうした観察対象の動きを止めることはできないので、酸素飽和度画像を生成及び表示するために上記のように２フレーム分の撮影をすると、２フレーム分の画像信号間でのランダムノイズの違いや観察対象（または内視鏡）の動きに起因した酸素飽和度の値の擬似的な変化（以下、アーチファクトという）が生じる場合がある。
【０００７】
酸素飽和度は、観察対象の特性（病状等）に応じて変化するが、画像信号の取得間隔はミリ秒単位であるため、２フレーム分の画像信号を得る僅かな時間ではほとんど変化しない。しかし、酸素飽和度のアーチファクトは上記のように観察対象の動き等によって変化するので、アーチファクトがあると、変化が大きい実態に合わない不正確な酸素飽和度が算出される部分が生じる場合がある。
【０００８】
本発明は、観察対象の特性変化や、撮像の間隔に比べて長期的な長期的な観察対象の動きに対応する酸素飽和度の本来の時間的または空間的変化（画像内での位置の移動等）は残しつつ、観察対象の瞬間的な急激な変化に対応した酸素飽和度の値の誤差であるアーチファクトを低減して、正確な酸素飽和度を算出することができる内視鏡システム、プロセッサ装置、及び内視鏡システム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】
本発明の内視鏡システムは、照明光が照射された観察対象を第１期間に撮像することで得られる第１期間画像信号を取得し、かつ、第１期間画像信号の取得後の第２期間に観察対象を撮像して得られる第２期間画像信号を取得する画像信号取得部と、第１期間画像信号を用いて観察対象の第１期間の酸素飽和度を算出し、かつ、第２期間画像信号を用いて観察対象の第２期間の酸素飽和度を算出する酸素飽和度算出部と、第１期間の酸素飽和度に対する第２期間の酸素飽和度の変化量を算出し、変化量が閾値未満の場合には、第２期間の酸素飽和度の値を維持し、かつ、変化量が閾値以上の場合には、変化量を閾値にした値に第２期間の酸素飽和度を補正する酸素飽和度補正部と、第２期間の酸素飽和度を用いて、観察対象の酸素飽和度を表す酸素飽和度画像を生成する酸素飽和度画像生成部と、を備える。
【００１０】
酸素飽和度補正部は、第１期間の酸素飽和度の分布に基づいて閾値を設定することが好ましい。
【００１１】
第２期間画像信号を多重解像度化し、それぞれ解像度が異なる複数の多重解像度化画像信号を生成する多重解像度化処理部と、複数の多重解像度化画像信号にそれぞれ重み付けをして合成することにより、第２期間合成画像信号を生成する合成処理部と、を備え、酸素飽和度算出部は、第２期間合成画像信号を用いて、第２期間の酸素飽和度を算出することが好ましい。
【００１２】
第２期間画像信号は、第２期間の第１タイミングに取得する第１群画像信号と、第２期間の第１タイミングとは異なる第２タイミングに取得する第２群画像信号とを含み、合成処理部は、第１群画像信号から生成される複数の多重解像度化画像信号と、第２群画像信号から生成される複数の多重解像度化画像信号とを、解像度毎に比較し、第１群画像信号から生成される多重解像度化画像信号と第２群画像信号から生成される多重解像度化画像信号との差が小さい解像度の多重解像度化画像信号ほど、重み付けを大きくして合成をすることが好ましい。
【００１３】
第１群画像信号及び第２群画像信号は、緑色波長帯域に対応する緑色画像信号と赤色波長帯域に対応する赤色画像信号とをそれぞれ含み、合成処理部は、多重解像度化した緑色画像信号と赤色画像信号の比を解像度毎に比較して重み付けを設定することが好ましい。
【００１４】
第２期期間画像信号を多重解像度化し、それぞれ解像度が異なる複数の多重解像度化画像信号を生成する多重解像度化処理部を備え、酸素飽和度算出部は、複数の多重解像度化画像信号のうち、特定の解像度の多重解像度化画像信号を用いて第２期間の酸素飽和度を算出することが好ましい。
【００１５】
第２期間画像信号は、第２期間の第１タイミングに取得する第１群画像信号と、第２期間の第１タイミングとは異なる第２タイミングに取得する第２群画像信号とを含み、酸素飽和度算出部は、第１群画像信号から生成される多重解像度化画像信号と第２群画像信号から生成される多重解像度化画像信号との差が最も小さく、かつ、最も解像度が高い多重解像度化画像信号を用いて第２期間の酸素飽和度を算出することが好ましい。
【００１６】
第１期間の酸素飽和度を含め、第２期間よりも過去に算出した複数の酸素飽和度を記憶する酸素飽和度記憶部と、酸素飽和度記憶部が記憶する複数の酸素飽和度を用いて第２期間の酸素飽和度のノイズを低減するノイズ低減部と、を備えることが好ましい。
【００１７】
観察対象と内視鏡の相対的な動きを検出する動き検出部を備え、ノイズ低減部は、動き検出部が検出した動きが大きいほど、ノイズの低減に使用する酸素飽和度の数を多くすることが好ましい。
【００１８】
第２期間の酸素飽和度と第１期間の酸素飽和度との位置ズレを補正する位置ズレ補正部を備えることが好ましい。
【００１９】
本発明のプロセッサ装置は、照明光が照射された観察対象を第１期間に撮像することで得られる第１期間画像信号を取得し、かつ、第１期間画像信号の取得後の第２期間に観察対象を撮像して得られる第２期間画像信号を取得する画像信号取得部と、第１期間画像信号を用いて観察対象の第１期間の酸素飽和度を算出し、かつ、第２期間画像信号を用いて観察対象の第２期間の酸素飽和度を算出する酸素飽和度算出部と、第１期間の酸素飽和度に対する第２期間の酸素飽和度の変化量を算出し、変化量が閾値未満の場合には、第２期間の酸素飽和度の値を維持し、かつ、変化量が閾値以上の場合には、変化量を閾値にした値に第２期間の酸素飽和度を補正する酸素飽和度補正部と、第２期間の酸素飽和度を用いて、観察対象の酸素飽和度を表す酸素飽和度画像を生成する酸素飽和度画像生成部と、を備える。
【００２０】
本発明の内視鏡システムの作動方法は、画像信号取得部が、照明光が照射された観察対象を第１期間に撮像することで得られる第１期間画像信号を取得し、かつ、第１期間画像信号の取得後の第２期間に観察対象を撮像して得られる第２期間画像信号を取得するステップと、酸素飽和度算出部が、第１期間画像信号を用いて観察対象の第１期間の酸素飽和度を算出し、かつ、第２期間画像信号を用いて観察対象の第２期間の酸素飽和度を算出するステップと、酸素飽和度補正部が、第１期間の酸素飽和度に対する第２期間の酸素飽和度の変化量を算出し、変化量が閾値未満の場合には、第２期間の酸素飽和度の値を維持し、かつ、変化量が閾値以上の場合には、変化量を閾値にした値に第２期間の酸素飽和度を補正するステップと、酸素飽和度画像生成部が、第２期間の酸素飽和度を用いて、観察対象の酸素飽和度を表す酸素飽和度画像を生成するステップと、を備える。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の内視鏡システム、プロセッサ装置、及び内視鏡システムの作動方法は、酸素飽和度の変化量が閾値未満であり、酸素飽和度の変化が観察対象の特性変化に対応する本来の酸素飽和度の時間的または空間的変化とみなせる場合には、算出した酸素飽和度の値を維持し、酸素飽和度の変化量が閾値以上であり、酸素飽和度の変化がアーチファクトである可能性が高い場合には、変化量を閾値の値にした値に酸素飽和度の値を補正することで、アーチファクトによる酸素飽和度の変化を低減する。このため、本発明の内視鏡システム、プロセッサ装置、及び内視鏡システムの作動方法は、観察対象の特性変化に対応する本来の酸素飽和度の時間的または空間的変化は残しつつ、アーチファクトを低減して、正確な酸素飽和度を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】内視鏡システムの外観図である。
【図２】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、青色光、緑色光、赤色光の分光スペクトルを示すグラフである。
【図４】帯域制限部の構成を示す説明図である。
【図５】通常観察用青色光の分光スペクトルを示すグラフである。
【図６】通常観察モード時の照明光の分光スペクトルを示すグラフである。
【図７】測定光の分光スペクトルを示すグラフである。
【図８】酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数を示すグラフである。
【図９】第２発光モードの照明光の分光スペクトルを示すグラフである。
【図１０】カラーフィルタの分光特性を示すグラフである。
【図１１】酸素飽和度観察モード時の画像信号の取得タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１２】酸素飽和度画像生成部のブロック図である。
【図１３】信号比と酸素飽和度の相関関係を示すグラフである。
【図１４】酸素飽和度補正部の機能を示す説明図である。
【図１５】酸素飽和度の補正方法を示す説明図である。
【図１６】酸素飽和度の補正方法を示す説明図である。
【図１７】ベース画像である。
【図１８】閾値以上の変化を閾値の値に補正した第２期間の酸素飽和度である。
【図１９】酸素飽和度画像である。
【図２０】第１実施形態のフローチャートである。
【図２１】酸素飽和度を補正しない場合の酸素飽和度画像である。
【図２２】暗領域があるＧ１画像信号である。
【図２３】暗領域がある画像信号を用いて生成した酸素飽和度画像である。
【図２４】第２実施形態の特殊処理部６３のブロック図である。
【図２５】多重解像度化処理の説明図である。
【図２６】合成処理の説明図である。
【図２７】合成処理の重みを設定する過程を示す説明図である。
【図２８】変形例の特殊処理部のブロック図である。
【図２９】変形例の特殊処理部のブロック図である。
【図３０】カプセル内視鏡の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［第１実施形態］
図１に示すように、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た湾曲部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。この湾曲動作によって、先端部１２ｄが所望の方向に向けられる。
【００２４】
また、操作部１２ｂには、アングルノブ１２ｅの他、モード切り替えスイッチ１３ａ、ズーム操作部１３ｂが設けられている。モード切り替えスイッチ１３ａは、観察モードの切り替え操作に用いられる。内視鏡システム１０は、観察モードとして通常観察モードと酸素飽和度観察モードとを有している。通常観察モードは、白色光を照射して観察対象を撮像して得た自然な色合いの画像（以下、通常画像という）をモニタ１８に表示する。酸素飽和度観察モードは、酸素飽和度を測定するための特定波長帯域を有する測定光を観察対象に照射して観察対象の酸素飽和度を測定し、酸素飽和度の値を用いて色付けした酸素飽和度画像をモニタ１８に表示する。
【００２５】
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、各観察モードの画像や画像に付帯する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ユーザインタフェースとして機能する。なお、プロセッサ装置１６には、画像や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。
【００２６】
図２に示すように、光源装置１４は、４色の半導体光源を有し、観察対象に照射するための光を発生させる光源部２０と、光源部２０が発する光の波長帯域を制限する帯域制限部２１と、光源部２０及び帯域制限部２１の駆動を制御する光源制御部２２と、光源部２０及び帯域制限部２１によって生成される光の光路を結合する光路結合部２３とを備えている。
【００２７】
光源部２０は、Ｖ−ＬＥＤ（Violet Light Emitting Diode）２０ａ、Ｂ−ＬＥＤ（Blue Light Emitting Diode）２０ｂ、Ｇ−ＬＥＤ（Green Light Emitting Diode）２０ｃ、及びＲ−ＬＥＤ（Red Light Emitting Diode）２０ｄの四色のＬＥＤを有する。図３に示すように、Ｖ−ＬＥＤ２０ａは、中心波長４０５ｎｍ、波長帯域３８０〜４２０ｎｍの紫色光Ｖを発光する紫色光源である。Ｂ−ＬＥＤ２０ｂは、中心波長４６０ｎｍ、波長帯域４２０〜５００ｎｍの青色光Ｂを発する青色光源である。Ｇ−ＬＥＤ２０ｃは、波長帯域が４８０〜６００ｎｍに及ぶ緑色光Ｇを発する緑色光源である。Ｒ−ＬＥＤ２０ｄは、中心波長６２０〜６３０ｎｍで、波長帯域が６００〜６５０ｎｍに及び赤色光Ｒを発光する赤色光源である。なお、Ｖ−ＬＥＤ２０ａとＢ−ＬＥＤ２０ｂの中心波長は±５ｎｍから±１０ｎｍ程度の幅を有する。
【００２８】
帯域制限部２１は、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂの光路上に設けられ、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂが発する青色光から、特定波長帯域を有する光を生成する。具体的には、図４に示すように、帯域制限部２１は、切り替え自在なショートパスフィルタ（ＳＰＦ）２１ａとロングパスフィルタ（以下、ＬＰＦ）２１ｂとを有する。ＳＰＦ２１ａとＬＰＦ２１ｂの切り替えは、光源制御部２２によって制御される。
【００２９】
図５に示すように、ＳＰＦ２１ａは、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂが発する青色光Ｂの短波長側波長帯域（波長４６０ｎｍ未満）を透過し、長波長側波長帯域（波長４６０ｎｍ以上）をカットする。これにより、ＳＰＦ２１ａは、青色光Ｂから、通常観察用青色光ＢSを生成する。例えば通常観察モードの場合、光源制御部２２は、ＳＰＦ２１ａをＢ−ＬＥＤ２０ｂの光路中に配置し、Ｖ−ＬＥＤ２０ａ、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂ、Ｇ−ＬＥＤ２０ｃ、及びＲ−ＬＥＤ２０ｄを全て点灯させる。このため、図６に示すように、紫色光Ｖと通常観察用青色光ＢSと緑色光Ｇと赤色光Ｒとが光路結合部２３によって結合され、照明光として観察対象に照射される。紫色光Ｖと通常観察用青色光ＢSと緑色光Ｇと赤色光Ｒとからなる照明光は、ほぼ白色光（以下、通常観察用白色光という）である。このように、通常観察モード時にＳＰＦ２１ａによって青色光Ｂから通常観察用青色光ＢSを生成するのは、約４６０〜５００ｎｍの波長帯域の光が表層血管やピットパターン等の構造のコントラストを低下させてしまうからである。
【００３０】
なお、本実施形態では、通常観察モードの場合、Ｖ−ＬＥＤ２０ａを点灯させ、紫色光Ｖを含む通常観察用白色光を観察対象に照射させるが、通常観察モードではＶ−ＬＥＤ２０ａを消灯させても良い。また、上記ＳＰＦ２１ａは模式的に波長４６０ｎｍで青色光Ｂをカットしているが、実際のカット特性は波長５〜１０ｎｍ程度の幅を持つ。このため、波長４６０ｎｍ以上をカットするために、ＳＰＦ２１ａは、波長４５０ｎｍ付近から透過率が減衰する特性を有する。また、キセノン光源との演色性を維持するためには、観察対象に照射する照明光の分光スペクトルに離散的な波長帯域がないことが好ましい。このため、ＳＰＦ２１ａのカット特性は、青色光Ｂの波長４６０ｎｍ以上の波長帯域の光の光量を厳密に零にするのものではなく、キセノン光源との演色性が維持可能な程度に波長４６０ｎｍ以上の波長帯域の光を低減する特性を有する。このため、ＳＰＦ２１ａを用いた場合でも、観察対象に照射する照明光には離散的な波長帯域はない（図５及び図６参照）。
【００３１】
一方、ＬＰＦ２１ｂは、酸素飽和度観察モード時にＢ−ＬＥＤ２０ｂの光路上に配置される（図４参照）。図７に示すように、ＬＰＦ２１ｂは、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂが発する青色光Ｂの短波長側波長帯域をカットし、長波長側波長帯域を透過する。これにより、ＬＰＦ２１ｂは、青色光Ｂから、酸素飽和度を測定するための特定波長帯域を有する測定光ＢLを生成する。
【００３２】
酸素飽和度を測定するための特定波長帯域とは、酸素飽和度によって吸光量に違いが生じる程度に酸化ヘモグロビンの吸光係数と還元ヘモグロビンの吸光係数に差がある波長帯域である。図８に示すように、酸化ヘモグロビンの吸光係数（グラフ２６）と還元ヘモグロビンの吸光係数（グラフ２７）の大小関係は波長帯域によって異なり、複数の波長帯域でこれらの大小関係は逆転する。例えば、紫色から青色の波長帯域では、約４２０ｎｍ、約４５０ｎｍ、約５００ｎｍに酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数が一致する波長があり、４２０〜４５０ｎｍの波長帯域では、酸化ヘモグロビンの吸光係数は還元ヘモグロビンの吸光係数よりも小さく、４５０〜５００ｎｍの波長帯域では酸化ヘモグロビンの吸光係数は還元ヘモグロビンの吸光係数よりも大きい。
【００３３】
これらの各波長帯域はどちらも酸素飽和度を測定するための特定波長帯域として利用することができるが、本実施形態の場合、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂは波長帯域４２０〜５００ｎｍの青色光Ｂを発し、ＬＰＦ２１ｂは波長４６０ｎｍ以上を透過して測定光ＢLを生成するので、測定光ＢLは、酸化ヘモグロビンの吸光係数が還元ヘモグロビンの吸光係数以下である４６０〜５００ｎｍの波長帯域を有する。ＬＰＦ２１ｂの代わりに、４５０ｎｍ以下の波長帯域を透過するＳＰＦを用いれば、測定光ＢLの波長帯域を、酸化ヘモグロビンの吸光係数が還元ヘモグロビンの吸光係数以上である４２０〜４５０ｎｍの波長帯域にすることができる。
【００３４】
なお、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂが発する青色光Ｂは、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数が一致する波長（等吸収点）を含んでいる。このため、青色光Ｂは、酸化ヘモグロビンの吸光係数が還元ヘモグロビンの吸光係数以上の波長帯域と、酸化ヘモグロビンの吸光係数が還元ヘモグロビンの吸光係数以下の波長帯域との両方を含んでいるので、青色光Ｂそのものを、酸素飽和度を測定するための測定光として用いると、酸素飽和度を測定できるとしても測定精度が低い。このため、内視鏡システム１０では、帯域制限部２１のＬＰＦ２１ｂによって測定光ＢLを生成する。
【００３５】
本実施形態では模式的に、ＬＰＦ２１ｂが波長４６０ｎｍ未満をカットしているが、ＳＰＦ２１ａと同様に、実際のカット特性は波長５〜１０ｎｍ程度の幅を持つ。このため、ＬＰＦ２１ｂは、波長４５０ｎｍ未満の短波長側波長帯域を確実にカットするために、上記のように波長４６０ｎｍ付近から透過率が減衰する特性を有することが好ましい。これは、上記のように、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数が一致する等吸収点が波長４５０ｎｍにあるからである。このように、ＬＰＦ２１ｂが波長４５０ｎｍ未満の短波長側波長帯域をカットする特性を有することで、測定光ＢLによって酸素飽和度を特に正確に算出することができる。
【００３６】
酸素飽和度観察モード時には、光源制御部２２は、第１発光モードと、第２発光モードとで光源部２０を制御する。すなわち、光源制御部２２は、発光モードを第１発光モードと第２発光モードとで切り替える制御をする。第１発光モードでは、光源制御部２２は、ＳＰＦ２１ａをＢ−ＬＥＤ２０ｂの光路中に配置し、４色のＬＥＤ２０ａ〜２０ｄを全て点灯させる。このため、第１発光モードでは、通常観察モードと同様に、紫色光Ｖと通常観察用青色光Ｂｓと緑色光Ｇと赤色光Ｒとからなる通常観察用白色光が観察対象に照射される。
【００３７】
第２発光モードでは、光源制御部２２は、ＬＰＦ２１ｂをＢ−ＬＥＤ２０ｂの光路中に配置し、Ｖ−ＬＥＤ２０ａを消灯し、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂとＧ−ＬＥＤ２０ｃとＲ−ＬＥＤ２０ｄを点灯させる。このため、図９に示すように、第２発光モードでは、測定光ＢLと緑色光Ｇと赤色光Ｒとからなる白色光（以下、酸素飽和度測定用白色光という）が観察対象に照射される。
【００３８】
上記各種照明光は、光路結合部２３を介してライトガイド４１に入射される。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から導光される照明光を内視鏡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経が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。
【００３９】
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によって伝搬した照明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、ズームレンズ４７、撮像センサ４８を有している。撮像センサ４８は、対物レンズ４６及びズームレンズ４７を介して観察対象からの光によって、観察対象を撮像する。なお、ズームレンズ４７は、ズーム操作部１３ｂの操作によって、撮影光軸（図示しない）に沿って移動し、撮像センサ４８が撮像する観察対象を拡大または縮小する。
【００４０】
撮像センサ４８はカラー撮像センサであり、観察対象の反射像を撮像して画像信号を出力する。撮像センサ４８としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）撮像センサを利用可能である。また、撮像センサ４８は、図１０に示すＲ（赤色）カラーフィルタ，Ｇ（緑色）カラーフィルタ，及びＢ（青色）カラーフィルタの三色のカラーフィルタが画素毎に設けられており、観察対象の反射像を撮像して色毎の画像信号を出力する。すなわち、撮像センサ４８は、Ｒカラーフィルタが設けられたＲ画素（赤色画素）と、Ｇカラーフィルタが設けられたＧ画素（緑色画素）と、Ｂカラーフィルタが設けられたＢ画素（青色画素）とを有し、各画素からそれぞれ画像信号を出力することにより、ＲＧＢ画像信号を出力する。
【００４１】
表１に示すように、通常観察モードの場合、観察対象には通常観察用白色光が照射されるので、撮像センサ４８は、通常観察用白色光のうち紫色光Ｖと通常観察用青色光ＢSに対応する光（反射光や蛍光等）をＢ画素で受光し、青色波長帯域に対応する青色画像信号（以下、Ｂ画像信号という）を出力する。同様に、通常観察用白色光のうち緑色光Ｇに対応する光をＧ画素で受光し、緑色波長帯域に対応する緑色画像信号（以下、Ｇ画像信号という）を出力し、赤色光Ｒに対応する光をＲ画素で受光し、赤色波長帯域に対応する赤色画像信号（以下、Ｒ画像信号という）を出力する。
【００４２】
【表１】
2016192985.tif 000003
【００４３】
また、表２に示すように、酸素飽和度観察モードにおいて、光源制御部２２が第１発光モードで光源部２０を制御する場合、観察対象には通常観察用白色光が照射されるので、撮像センサ４８は、通常観察用白色光のうち紫色光Ｖ及び通常観察用青色光ＢSに対応する光をＢ画素で受光して第１青色画像信号（以下、Ｂ１画像信号という）を出力する。同様に、撮像センサ４８は、通常観察用白色光のうち、緑色光Ｇに対応する光をＧ画素で受光し、緑色波長帯域に対応する第１緑色画像信号（以下、Ｇ１画像信号という）を出力し、赤色光Ｒに対応する光をＲ画素で受光し、赤色波長帯域に対応する第１赤色画像信号（以下、Ｒ１画像信号という）を出力する。
【００４４】
【表２】
2016192985.tif 000004
【００４５】
表３に示すように、酸素飽和度観察モードにおいて、光源制御部２２が第２発光モードで光源部２０を制御する場合には、観察対象には酸素飽和度測定用白色光が照射されるので、撮像センサ４８は、Ｂ画素で測定光ＢLに対応する光を受光し、第２青色画像信号（以下、Ｂ２画像信号）を出力する。また、酸素飽和度測定用白色光のうち緑色光Ｇに対応する光をＧ画素で受光し、緑色波長帯域に対応する第２緑色画像信号（以下、Ｂ２画像信号）を出力し、赤色光Ｒに対応する光をＲ画素で受光し、赤色波長帯域に対応する第２赤色画像信号（以下、Ｒ２画像信号）を出力する。
【００４６】
【表３】
2016192985.tif 000005
【００４７】
なお、原色のカラー撮像センサである撮像センサ４８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補色撮像センサを用いても良い。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ので、補色−原色色変換によって、ＣＭＹＧの四色の画像信号をＲＧＢの３色の画像信号に変換することにより、撮像センサ４８と同様のＲＧＢ画像信号を得ることができる。また、撮像センサ４８の代わりに、カラーフィルタを設けていないモノクロセンサを用いても良い。この場合、光源制御部２２は、必要に応じて、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄを時分割で点灯させる。
【００４８】
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；Automatic Gain Control）を行う。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路５０を経た画像信号は、Ａ／Ｄ変換器５１により、デジタル画像信号に変換される。Ａ／Ｄ変換したデジタル画像信号がプロセッサ装置１６に入力される。
【００４９】
プロセッサ装置１６は、撮像制御部５２と、画像信号取得部５４と、画像処理部６１と、表示用画像信号生成部６６と、を備える。画像信号取得部５４は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）５６と、ノイズ低減部５８と、信号変換部５９と、を有し、画像処理部６１は、通常処理部６２と、特殊処理部６３とを有する。
【００５０】
撮像制御部５２は、モード切り替えスイッチ１３ａからモード切り替え信号の入力を受けて光源制御部２２及び撮像センサ４８を制御することにより、観察モードを切り替える。また、撮像制御部５２は、光源制御部２２及び撮像センサ４８によって、照明光の種類や光量、照明光の切り替えタイミング、撮像センサ４８の露光時間の長さ、画像信号の出力時にかけるゲインの値、及び、撮像のタイミング等を制御する。
【００５１】
具体的には、観察モードが通常観察モードの場合、撮像制御部５２は、光源制御部２２を制御して、常に通常観察用白色光を観察対象に照射し、撮像センサ４８によって一定の時間（撮像フレーム）毎に観察対象を撮像する。これにより、通常観察モードの場合、画像信号取得部５４は、一定の周期毎に、Ｂ画像信号、Ｇ画像信号、及びＲ画像信号に取得する。
【００５２】
一方、観察モードが酸素飽和度観察モードの場合、図１１に示すように、撮像制御部５２は、光源制御部２２を制御して、第１発光モードと第２発光モードを一定の時間（撮像フレーム）毎に交互に切り替えて、各発光モード時に撮像センサ４８で観察対象を撮像する。これにより、画像信号取得部５４は、Ｂ１画像信号、Ｇ１画像信号、Ｒ１画像信号、Ｂ２画像信号、Ｇ２画像信号、及びＲ２画像信号を取得する。
【００５３】
酸素飽和度の算出には、第１発光モード時に得るＢ１画像信号、Ｇ１画像信号、及びＲ１画像信号と、第２発光モード時に得るＢ２画像信号、Ｇ２画像信号、及びＲ２画像信号とが必要である。このため、酸素飽和度観察モードの場合、第１発光モードの通常観察用白色光を照射して観察対象を撮像し、Ｂ１画像信号、Ｇ１画像信号、及びＲ１画像信号を取得し、かつ、第２発光モードで酸素飽和度測定用白色光を照射して観察対象を撮像し、Ｂ２画像信号、Ｇ２画像信号、及びＲ２画像信号を取得する「期間Ｔ０」が、１枚の酸素飽和度画像を生成に必要な画像信号を取得するための単位期間である。
【００５４】
以下では、第１発光モードの通常観察用白色光を照射して観察対象を撮像し、Ｂ１画像信号、Ｇ１画像信号、及びＲ１画像信号を取得する単位期間Ｔ０の前半期間ＴFを「第１タイミングＴF」という。同様に、第２発光モードの酸素飽和度測定用白色光を照射して観察対象を撮像し、Ｂ２画像信号、Ｇ２画像信号、及びＲ２画像信号を取得する単位期間Ｔ０の後半期間ＴLを「第２タイミングＴL」という。また、また、第１タイミングＴFに取得するＢ１画像信号、Ｇ１画像信号、Ｒ１画像信号を「第１群画像信号Ｆ１」、第２タイミングＴLに取得するＢ２画像信号、Ｇ２画像信号、及びＲ２画像信号を「第２群画像信号Ｆ２」という。
【００５５】
さらに、Ｂ１画像信号、Ｇ１画像信号、Ｒ１画像信号、Ｂ２画像信号、Ｇ２画像信号、及びＲ２画像信号を取得する最新の単位期間Ｔ０を「第２期間Ｗ２」、この第２期間の直前に、Ｇ１画像信号、Ｒ１画像信号、Ｂ２画像信号、Ｇ２画像信号、及びＲ２画像信号を取得する過去の単位期間Ｔ０を「第１期間Ｗ１」という。また、第２期間Ｗ２に取得するＧ１画像信号、Ｒ１画像信号、Ｂ２画像信号、Ｇ２画像信号、及びＲ２画像信号を「第２期間画像信号ＦW2」、第１期間Ｗ１に取得するＧ１画像信号、Ｒ１画像信号、Ｂ２画像信号、Ｇ２画像信号、及びＲ２画像信号を「第１期間画像信号ＦW1」という。
【００５６】
画像信号取得部５４は、上記のように画像信号を取得する。通常観察モードの場合、画像信号取得部５４は、Ｂ画像信号、Ｇ画像信号、Ｒ画像信号を撮像フレーム毎に取得する。一方、酸素飽和度観察モードの場合、画像信号取得部５４は、第１群画像信号Ｆ１（Ｂ１画像信号、Ｇ１画像信号、及びＲ１画像信号）と、第２群画像信号Ｆ２（Ｂ２画像信号、Ｇ２画像信号、及びＲ２画像信号）を交互に取得する。したがって、画像信号取得部５４は、照明光が照射された観察対象を第１期間Ｗ１に撮像することで得られる第１期間画像信号ＦW1を取得し、かつ、第１期間画像信号ＦW1の取得後の第２期間Ｗ２に観察対象を撮像して得られる第２期間画像信号ＦW2を取得する。
【００５７】
ＤＳＰ５６は、取得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、及びＹＣ変換処理等の各種信号処理を行う。欠陥補正処理では、撮像センサの欠陥画素の信号が補正される。オフセット処理では、欠陥補正処理を施した画像信号から暗電流成分を除かれ、正確な零レベルが設定される。ゲイン補正処理では、オフセット処理をしたＲＧＢ各画像信号に特定のゲインを乗じることにより各画像信号の信号レベルが整えられる。ゲイン補正処理をした各色の画像信号には、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、各画像信号の明るさや彩度が整えられる。リニアマトリクス処理をした画像信号には、デモザイク処理（等方化処理や同時化処理とも言う）が施され、補間により各画素の欠落した色の信号を生成される。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。ＤＳＰ５９は、デモザイク処理をした各画像信号にＹＣ変換処理を施し、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ及び色差信号Ｃｒをノイズ低減部５８に出力する。
【００５８】
ノイズ低減部５８は、ＤＳＰ５６でデモザイク処理等を施した画像信号に対して、例えば移動平均法やメディアンフィルタ法等によるノイズ低減処理を施す。ノイズを低減した画像信号は、信号変換部５９に入力され、ＲＧＢの画像信号に再変換され、画像処理部６１に入力される。
【００５９】
通常処理部６２は、通常観察モード時に作動し、ＲＧＢ画像信号に対して、色変換処理、色彩強調処理、及び構造強調処理を行い、通常画像を生成する。色変換処理では、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、及び３次元ＬＵＴ（ルックアップテーブル）処理などにより色変換処理を行う。色彩強調処理は、色変換処理済みのＲＧＢ画像信号に対して行われる。構造強調処理は、例えば表層血管やピットパターン等の観察対象の構造を強調する処理であり、色彩強調処理をしたＲＧＢ画像信号に対して行われる。上記のように、構造強調処理まで各種画像処理等を施したＲＧＢ画像信号を用いたカラー画像が通常画像である。
【００６０】
特殊処理部６３は、酸素飽和度観察モード時に作動し、酸素飽和度観察モード時に得られる画像信号を用いて、観察対象の酸素飽和度を算出し、かつ、酸素飽和度を表す酸素飽和度画像を生成する。図１２に示すように、輪郭抽出部６８と、位置ズレ補正部６９と、信号比算出部７１と、相関関係記憶部７２と、酸素飽和度算出部７３と、酸素飽和度記憶部７４と、酸素飽和度補正部７５と、色変換処理部７６と、色彩強調処理部７７と、構造強調処理部７８と、酸素飽和度画像生成部７９とを備える。
【００６１】
輪郭抽出部６８は、観察対象の輪郭成分（エッジに関する情報）を抽出する。より具体的には、輪郭抽出部６８は、最新の第２期間画像信号W2が入力されると、第２期間画像信号ＦW2に含まれる第１群画像信号Ｆ１を用いて第１タイミングＴSの輪郭成分を抽出する。同様に、輪郭抽出部６８は、第２期間画像信号ＦW2に含まれる第２群画像信号Ｆ２（Ｂ２画像信号、Ｇ２画像信号、及びＲ２画像信号）を用いて、第２タイミングＴLの輪郭成分を抽出する。
【００６２】
位置ズレ補正部６９は、輪郭抽出部６８が抽出する第１タイミングＴSの輪郭成分と、第２タイミングＴLの輪郭成分とを比較し、第１群画像信号Ｆ１または第２群画像信号Ｆ２の位置ズレを補正して、第１群画像信号Ｆ１の観察対象の位置と、第２群画像信号Ｆ２の観察対象の位置と、を一致させる。この位置ズレ補正は、第１群画像信号Ｆ１を取得する第１タイミングＴFと第２群画像信号ＴLを取得する第２タイミングＴLの間に生じる観察対象と内視鏡１２の相対的な動き（主に平行移動や回転）を補正するものである。このため、観察対象と内視鏡１２の相対的な動きに起因するアーチファクトはほぼ無くなる。
【００６３】
信号比算出部７１は、位置ズレ補正部６９によって位置ズレを補正した第１群画像信号Ｆ１と第２群画像信号Ｆ２を用いて、酸素飽和度算出部７３で酸素飽和度の算出のために用いる信号比を算出する。具体的には、信号比算出部７１は、第２群画像信号Ｆ２に含まれるＢ２画像信号と、第１群画像信号Ｆ１に含まれるＧ１画像信号の比（以下、信号比Ｂ２／Ｇ１という）をそれぞれ画素毎に算出する。また、第１群画像信号Ｆ１に含まれるＲ１画像信号とＧ１画像信号の比（以下、信号比Ｒ１／Ｇ１という）をそれぞれ画素毎に算出する。
【００６４】
相関関係記憶部７２は、信号比算出部７１が算出する各信号比と、酸素飽和度との相関関係を記憶している。この相関関係は、図１３に示すように、二次元空間上に酸素飽和度の等値線を定義した二次元テーブルで記憶されている。信号比に対する等値線の位置及び形状は、光散乱の物理的なシミュレーションによって予め得られる。各等値線の間隔は血液量を表す信号比Ｒ１／Ｇ１に応じて変化する。なお、信号比と酸素飽和度との相関関係はｌｏｇスケールで記憶されている。
【００６５】
上記相関関係は、酸化ヘモグロビン及び還元ヘモグロビンの吸光特性（図８参照）や光散乱特性と密接に関連している。酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数の差が大きい測定光ＢLの波長帯域では、酸素飽和度の情報を取り扱いやすいが、測定光ＢLに対応するＢ２画像信号は、酸素飽和度だけでなく、血液量にも依存度が高い。そこで、Ｂ２画像信号に加え、主として血液量に依存して変化するＧ１画像信号と、酸素飽和度及び血液量に対する依存度が低いＲ１画像信号とから求められる信号比Ｒ１／Ｇ１を用いることで血液量に依存することなく、酸素飽和度を正確に求めることができるようにしている。
【００６６】
酸素飽和度算出部７３は、相関関係記憶部７２が記憶する相関関係を参照して、信号比算出部７１が算出する信号比Ｂ２／Ｇ１と信号比Ｒ１／Ｇ１に対応する酸素飽和度を算出する。例えば、特定画素において信号比がＢ２*／Ｇ１*とＲ１*／Ｇ１*である場合、相関関係を参照すると、これらに対応する酸素飽和度は「６０％」である（図１３参照）。このため、酸素飽和度算出部７３は、この特定画素の酸素飽和度を「６０％」と算出する。
【００６７】
なお、信号比Ｂ２／Ｇ１及び信号比Ｒ１／Ｇ１が極めて大きくなってしまったり、極めて小さくなったりすることはほとんどない。すなわち、信号比Ｂ２／Ｇ１，信号比Ｒ１／Ｇ１の組み合わせが、酸素飽和度０％を表す下限等値線を上回ったり、酸素飽和度１００％を表す上限等値線を下回ったりすることはほとんどない。但し、算出する酸素飽和度が下限等値線を下回った場合、酸素飽和度算出部７３は酸素飽和度を０％と算出し、上限等値線を上回ったりしてしまった場合には、酸素飽和度算出部７３は酸素飽和度を１００％と算出する。
【００６８】
また、酸素飽和度算出部７３は酸素飽和度を順次算出する。このため、酸素飽和度算出部７３は、第１期間Ｗ１には、第１期間画像信号ＦW1を用いて、第１期間Ｗ１の酸素飽和度ＳW1を算出し、かつ、第２期間Ｗ２には、第２期間画像信号ＦW2を用いて、第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳW2を算出する。「第１期間画像信号ＦW1を用いて」とは、第１期間画像信号ＦW1を用いて算出される信号比Ｂ２／Ｇ１及び信号比Ｒ１／Ｇ１を用いることを含む。同様に、「第２期間画像信号ＦW2を用いて」とは、第２期間画像信号ＦW2を用いて算出される信号比Ｂ２／Ｇ１及び信号比Ｒ１／Ｇ１を用いることを含む。
【００６９】
酸素飽和度記憶部７４は、酸素飽和度算出部７３が算出する酸素飽和度を記憶する。酸素飽和度記憶部７４が記憶する酸素飽和度は、酸素飽和度補正部７５で使用される。本実施形態の場合、酸素飽和度記憶部７４は、少なくとも第１期間Ｗ１の酸素飽和度ＳW1を記憶する。
【００７０】
酸素飽和度補正部７５は、酸素飽和度算出部７３が最新の第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳW2を算出した場合に、図１４に示すように、過去の第１期間Ｗ１の酸素飽和度ＳW1を用いて、最新の第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳW2を補正する。また、酸素飽和度補正部７５による補正は、画素毎に行う。より具体的には、酸素飽和度補正部７５は、過去の第１期間Ｗ１の酸素飽和度ＳW1に対する最新の第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳW2の変化量Δを画素毎に算出する。そして、算出した変化量Δが閾値Ｔｈ未満の場合には、第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳW2の値を維持し、かつ、算出した変化量Δが閾値Ｔｈ以上の場合には、第２期間の酸素飽和度ＳW2の値を閾値Ｔｈの値に補正する。
【００７１】
例えば、図１５に示すように、画素Ｐ１の第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳW2の値がＳ２であり、同じ画素Ｐ１の第１期間Ｗ１の酸素飽和度ＳW1の値がＳ１であり、かつ、変化量Δ（＝Ｓ２−Ｓ１）が閾値Ｔｈ未満の場合（Δ＜｜Ｔｈ｜）、酸素飽和度補正部７５は、この画素Ｐ１の第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳW2の値を、補正後も元の値Ｓ２に維持する。すなわち、変化量Δが小さく、酸素飽和度の変化が観察対象の特性変化に対応する本来の酸素飽和度の時間的または空間的変化とみなせる場合、酸素飽和度補正部７５は酸素飽和度の変化を許容する。
【００７２】
一方、図１６に示すように、画素Ｐ１とは異なる画素Ｐ２の第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳW2の値がＳ４であり、画素Ｐ２の第１期間Ｗ１の酸素飽和度ＳW1の値がＳ３であり、かつ、変化量Δ（＝Ｓ４−Ｓ３）が閾値Ｔｈ以上の場合（Δ≧｜Ｔｈ｜）、酸素飽和度補正部７５は、この画素Ｐ２の第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳW2の値を、元の値Ｓ４から、値Ｓ５に補正する。値Ｓ５は、第１期間Ｗ１の酸素飽和度ＳW1の値Ｓ３に、閾値Ｔｈを加えた値である（Ｓ５＝Ｓ３＋｜Ｔｈ｜）。すなわち、変化量Δが大きく、酸素飽和度の変化がアーチファクトである可能性が高い場合には、酸素飽和度補正部７５は変化量Δを閾値Ｔｈに抑え、変化量Δを閾値Ｔｈにした値に第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳW2の値を補正し、第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳW2のアーチファクトを低減する。
【００７３】
上記のように酸素飽和度を算出する一方で、特殊処理部６３は、色変換処理部７６、色彩強調処理部７７、構造強調処理部７８によって酸素飽和度画像のベースとなる画像信号（以下、ベース画像信号という）を生成する。色変換処理部７６は、第１群画像信号Ｆ１（Ｂ１画像信号、Ｇ１画像信号、及びＲ１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処理などにより色変換処理を行う。色彩強調処理部７７は、色変換処理済みの第１群画像信号Ｆ１に対して色彩強調処理を施す。構造強調処理部７８は、色彩強調処理済みの第１群画像信号Ｆ１に対して、例えば表層血管やピットパターン等の観察対象の構造を強調する構造強調処理を施す。すなわち、ベース画像信号は、通常処理部６２と同様の各種画像処理等を施したＢ１画像信号、Ｇ１画像信号、及びＲ１画像信号によって形成される。
【００７４】
酸素飽和度画像生成部７９は、図１７に示すベース画像信号９１と、図１８に示すように、酸素飽和度補正部７５よって閾値Ｔｈ以上の変化を閾値Ｔｈの値に補正した第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳW2とを用いて、図１９に示すように、観察対象の酸素飽和度を表す酸素飽和度画像９２を生成する。より具体的には、酸素飽和度画像９２は、ベース画像信号９１から生成される通常画像を、閾値Ｔｈ以上の変化を閾値Ｔｈの値に補正した第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳW2の値に応じて画素毎に色変換をして生成される。このため、酸素飽和度画像９２によれば、観察対象の形状等を観察できるが、酸素飽和度画像９２の観察対象の色は酸素飽和度を表す。
【００７５】
上記のように、通常観察モード時に通常処理部６２が生成する通常画像、及び、酸素飽和度観察モード時に特殊処理部６３が生成する酸素飽和度画像９２は、表示用画像信号生成部６６に入力される。表示用画像信号生成部６６は、通常画像や酸素飽和度画像９２を表示用形式の信号（表示用画像信号）に変換してモニタ１８に入力する。これにより、モニタ１８には通常画像や酸素飽和度画像９２が表示される。
【００７６】
次に、内視鏡システム１０が酸素飽和度画像９２を生成する一連の流れを図２０のフローチャートに沿って説明する。まず、モード切り替えスイッチ１３ａを用いて観察モードが酸素飽和度観察モードに設定されると、撮像制御部５２は光源制御部２２を制御して、第１発光モードの通常観察用白色光と、第２発光モードの酸素飽和度測定用白色光とを交互に観察対象に照射する。そして、これらの各照明光の照射タイミングに合わせて、撮像制御部５２は撮像センサ４８によって観察対象を撮像し、画像信号取得部５４は、第１群画像信号Ｆ１（Ｂ１画像信号、Ｇ１画像信号、及びＲ１画像信号）と、第２群画像信号Ｆ２（Ｂ２画像信号、Ｇ２画像信号、及びＲ２画像信号）と、を交互に順次取得する（Ｓ１１）。
【００７７】
こうして第１群画像信号Ｆ１と第２群画像信号Ｆ２を順次取得するなかで、画像信号取得部５４が最新の第２期間Ｗ２に取得した第１群画像信号Ｆ１と第２群画像信号Ｆ２を取得すると、特殊処理部６３では、まず、輪郭抽出部６８が第１群画像信号Ｆ１の輪郭成分と、第２群画像信号Ｆ２の輪郭成分を抽出する（Ｓ１２）。次いで、位置ズレ補正部６９は、第１群画像信号Ｆ１の観察対象の位置と、第２群画像信号Ｆ２の観察対象の位置ズレを補正し（Ｓ１３）、信号比算出部７１は、位置ズレ補正部６９によって位置ズレを補正した第１群画像信号Ｆ１と第２群画像信号Ｆ２を用いて、第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳＷ２を算出するための信号比Ｂ２／Ｇ１及び信号比Ｒ１／Ｇ１を画素毎に算出する（Ｓ１４）。その後、酸素飽和度算出部７３は、相関関係記憶部７２が記憶する相関関係を参照して、信号比算出部７１が算出した信号比Ｂ２／Ｇ１及び信号比Ｒ１／Ｇ１に対応する第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳW2を算出する（Ｓ１５）。酸素飽和度算出部７３が算出する酸素飽和度ＳW2は、酸素飽和度記憶部７４に順次記憶される（Ｓ１６）。
【００７８】
上記のように、第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳW2を算出するためには、第２期間Ｗ２のうち、前半の第１タイミングＴFに取得する第１群画像信号Ｆ１と、第２期間Ｗ２のうち、後半の第２タイミングＴLに取得する第２群画像信号Ｆ２とを組み合わせて使用するので、第１タイミングＴFと第２タイミングＴLとの間で観察対象に動きがあると、算出する酸素飽和度にアーチファクトが生じる場合がある。観察対象の動きのなかでも、観察対象の平行移動や回転として表れる観察対象と内視鏡１２の相対的な動きは、位置ズレ補正によって補正されるが、観察対象の蠕動運動等による粘膜の表面形状の変化（変形）があるので、表面形状の変化に起因するアーチファクトが発生する場合がある。
【００７９】
このため、酸素飽和度補正部７５は、酸素飽和度記憶部７４に記憶されている過去の第１期間Ｗ１に対応する酸素飽和度ＳW1を用いて、最新の第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳW2を補正する（Ｓ１７）。この酸素飽和度補正部７５による第２期間Ｗ２の酸素飽和度の補正は、第１期間Ｗ１の酸素飽和度ＳW1に対する変化量Δを閾値Ｔｈ以下に抑える。このため、観察対象の特性変化に対応する酸素飽和度の本来の変化は維持されるが、観察対象の動き（変形等）に対応するアーチファクトは最大で閾値Ｔｈに抑えられる。
【００８０】
酸素飽和度画像生成部７９は、酸素飽和度補正部７５によって、閾値Ｔｈ以上の変化を閾値Ｔｈの値に補正した第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳW2を用いて酸素飽和度画像９２を生成するので（Ｓ１８）、内視鏡システム１０は、観察対象の特性変化に対応する本来の酸素飽和度の時間的または空間的変化は残しつつ、アーチファクトを低減して、正確な酸素飽和度を算出することができる。例えば、図２１に示すように、酸素飽和度補正部７５によって補正せずに、酸素飽和度算出部７３が算出する最新の第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳW2を用いて生成する酸素飽和度画像９８には、観察対象のエッジの近傍にアーチファクト９９が生じやすい。図２１の酸素飽和度画像９８は、観察対象のエッジに近傍に表れる高酸素飽和度のアーチファクト９９を表している。これに対して、酸素飽和度補正部７５によって、閾値Ｔｈ以上の変化を閾値Ｔｈに補正した最新の第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳW2を用いて生成する酸素飽和度画像９２には、このようなアーチファクト９９はほとんど発生しない（図１９参照）。
【００８１】
なお、上記第１実施形態では、酸素飽和度補正部７５が変化量Δとの比較に用いる閾値Ｔｈが一定であるが、閾値Ｔｈを可変にすることができる。例えば、第１期間Ｗ１の酸素飽和度ＳW1の分布に基づいて閾値Ｔｈを設定することが好ましい。この場合、第１期間Ｗ１の酸素飽和度ＳW1の平均値、中央値、最大値、または、最小値等の統計量に応じて閾値Ｔｈを変更することが好ましい。閾値Ｔｈを設定するための統計量は、第１期間Ｗ１の酸素飽和度ＳW1の全体で算出しても良く、第１期間Ｗ１の酸素飽和度ＳW1を複数の領域に区分けし、各領域で上記統計量を算出して用いても良い。
【００８２】
［第２実施形態］
観察対象は管状であり、内視鏡１２からみて観察対象の奥の方は、内視鏡１２からの照明光が届きにくい。また、観察対象には凹凸等があるため、観察対象の形状によっては内視鏡１２からの照明光が到達し難い領域が生じる場合がある。例えば、図２２に示すＧ１画像信号２０１のように、内視鏡１２から遠い観察対象の奥の方や、内視鏡１２からみて観察対象の凹凸の影になる領域は、照明光の照射強度が低く、周辺に比べて暗い領域（以下、暗領域という）２０２になる場合がある。このように、Ｇ１画像信号２０１に暗領域２０２が生じる場合、このＧ１画像信号２０１とともに第１タイミングＴLに取得される他の第１群画像信号Ｆ１（Ｂ１画像信号及びＲ１画像信号）にもほぼ同様の暗領域が生じる。また、Ｇ１画像信号２０１に暗領域２０２が生じる場合、Ｇ１画像信号２０１を取得する第１タイミングＴLに続く第２タイミングＴFに取得する第２群画像信号Ｆ２（Ｂ２画像信号、Ｇ２画像信号、及びＲ２画像信号）にもほぼ同様に暗領域が生じる。
【００８３】
上記のような暗領域２０２等が生じた第２期間画像信号ＦW2を用いて第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳW2を算出すると、酸素飽和度補正部７５によって第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳW2を補正することで、観察対象の動きによるアーチファクトを抑えたとしても、図２３に示す酸素飽和度画像２０５のように、暗領域２０２に、観察対象の動きが原因でないアーチファクト２０６が生じる場合がある。このアーチファクト２０６は、照明光の照射光量不足のために、相対的にランダムノイズが大きくなっていることが原因である。また、酸素飽和度画像２０５を静止画で観察する場合には目立たないアーチファクト２０６でも、暗領域２０２にアーチファクト２０６がある酸素飽和度画像２０５を動画で観察すると、アーチファクト２０６が移動したり、明滅を繰り返したりして目立つので、観察に支障をきたす場合がある。
【００８４】
観察対象の動きによるアーチファクト９９だけでなく、上記のようなランダムノイズに起因するアーチファクト２０６を低減するためには、図２４に示すように、特殊処理部６３に、多重解像度化処理部２１０と、合成処理部２１１と、を設ける。
【００８５】
多重解像度化処理部２１０は、画像信号に多重解像度化処理をして、元の画像信号から解像度が異なる複数の画像信号を生成する。より具体的には、多重解像度化処理部２１０は、画像信号にローパスフィルタ処理をすることにより、元の画像信号よりも低解像度の画像信号を生成する。また、多重解像度化処理部２１０は、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を変えて、元の画像信号よりも解像度が低い複数の画像信号を生成する。これにより、多重解像度化処理部２１０は、一つの画像信号から、解像度が異なる複数の画像信号（以下、多重解像度化画像信号という）を生成する。多重解像度化画像信号には、ローパスフィルタ処理前後の解像度に変化がない元の解像度の画像信号を含む。
【００８６】
多重解像度化処理部２１０には、第１実施形態と同様に、位置ズレ補正部６９で位置ズレを補正した第２期間画像信号ＦW2が入力される。このため、図２５に示すように、多重解像度化処理部２１０は、まず、第２期間画像信号ＦW2のうち、第１タイミングＴFに取得した第１群画像信号Ｆ１に含まれるＢ１画像信号から、例えば、第１解像度〜第４解像度の４種類の多重解像度化画像信号を生成する。本実施形態では、第１解像度はローパスフィルタ処理前と同じ解像度であり、最も解像度が高く、第２解像度、第３解像度、第４解像度の順に解像度が低くなる。また、以下では、多重解像度化処理部２１０がＢ１画像信号から生成する第１解像度の多重解像度化画像信号２２１を「第１解像度Ｂ１画像信号２２１」、第２解像度の多重解像度化画像信号２２２を「第２解像度Ｂ１画像信号２２２」、第３解像度の多重解像度化画像信号２２３を「第３解像度Ｂ１画像信号２２３」、第４解像度の多重解像度化画像信号２２４を「第４解像度Ｂ１画像信号２２４」という。
【００８７】
同様に、多重解像度化処理部２１０は、第２期間画像信号ＦW2の第１群画像信号Ｆ１に含まれるＧ１画像信号及びＲ１画像信号をそれぞれ多重解像度化し、第１解像度Ｇ１画像信号、第２解像度Ｇ１画像信号、第３解像度Ｇ１画像信号、第４解像度Ｇ１画像信号、第１解像度Ｒ１画像信号、第２解像度Ｒ１画像信号、第３解像度Ｒ１画像信号、及び、第４解像度Ｒ１画像信号を生成する。
【００８８】
さらに、多重解像度化処理部２１０は、第２期間画像信号ＦW2の第２群画像信号Ｆ２（Ｂ２画像信号、Ｇ２画像信号、及びＲ２画像信号）も同様に多重解像度化し、第１解像度〜第４解像度の多重解像度化画像信号を生成する。Ｂ２画像信号から生成される第１解像度の多重解像度化画像信号を第１解像度Ｂ２画像信号等と称するのは上記と同様である。
【００８９】
合成処理部２１１は、第１群画像信号Ｆ１から生成される多重解像度化画像信号と、第２群画像信号Ｆ２から生成される多重解像度化画像信号とを、解像度毎に、かつ、画素毎に比較する。そして、比較結果に応じて各画素かつ各解像度の「重み」を設定し、設定した重みで重み付けをして合成をすることにより、第２期間画像合成画像信号を生成する。例えば、図２６に示すように、第１解像度Ｂ１画像信号２２１、第２解像度Ｂ１画像信号２２２、第３解像度Ｂ１画像信号２２３、及び第４解像度Ｂ１画像信号２２４の特定画素Ｐ３の重みがそれぞれ「Ｋ１」、「Ｋ２」、「Ｋ３」、及び「Ｋ４」の場合、第１解像度Ｂ１画像信号２２１、第２解像度Ｂ１画像信号２２２、第３解像度Ｂ１画像信号２２３、及び第４解像度Ｂ１画像信号２２４の特定画素Ｐ３に、これらの重みをそれぞれ乗じて合成する。これを、特定画素Ｐ３を含む全ての画素で行うことにより、Ｂ１合成画像信号２３１を生成する。同様にして、Ｇ１合成画像信号、Ｒ１合成画像信号、Ｂ２合成画像信号、Ｇ２合成画像信号、及び、Ｒ２合成画像信号を生成する。Ｂ１合成画像信号２３１、Ｇ１合成画像信号、Ｒ１合成画像信号、Ｂ２合成画像信号、Ｇ２合成画像信号、及び、Ｒ２合成画像信号が、第２期間合成画像信号である。
【００９０】
「重み」は偶然に同じ値になる場合を除き、基本的には、画素毎に、及び、画像信号の色毎に異なる値になる。また、合成処理部２１１は「重み」を、第１群画像信号Ｆ１から生成される多重解像度化画像信号と、第２群画像信号Ｆ２から生成される多重解像度化画像信号との信号比を用いて求める。具体的には、第１群画像信号Ｆ１から生成される多重解像度化画像信号の色相（ＧとＲの比；以下、ＧＲ比という）と、第２群画像信号Ｆ２から生成される多重解像度化画像信号の色相（ＧＲ比）の値の近さに基づいて重みを設定する。
【００９１】
例えば、特定画素Ｐ３の各解像度の重みを算出する場合、図２７に示すように、合成処理部２１１は、第１解像度Ｇ１画像信号と第１解像度Ｒ１画像信号の信号比（以下、第１解像度第１ＧＲ比という）２４１と、第１解像度Ｇ２画像信号と第１解像度Ｒ２画像信号の信号比（以下、第１解像度第２ＧＲ比という）２４２を画素毎に算出して比較する。具体的には、第１解像度第１ＧＲ比と、第１解像度第２ＧＲ比の特定画素Ｐ３の値の差Ｄ１P3を求める。
【００９２】
同様に、第２解像度Ｇ１画像信号と第２解像度Ｒ１画像信号の信号比（第２解像度第１ＧＲ比）と、第２解像度Ｇ２画像信号と第２解像度Ｒ２画像信号の信号比（第２解像度第２ＧＲ比）を求め、これらの各特定画素Ｐ３の値の差Ｄ２P3を求める。第３解像度及び第４解像度についても同様に、差Ｄ３P3及び差Ｄ４P3を求める。
【００９３】
合成処理部２１１は、これらの「Ｄ１P3」、「Ｄ２P3」、「Ｄ３P3」、及び「Ｄ４P3」に反比例する重み「Ｋ１」、「Ｋ２」、「Ｋ３」、及び「Ｋ４」を設定する。すなわち、合成処理部２１１は、第１タイミングＴFに取得した第１群画像信号Ｆ１から生成される多重解像度化画像信号のＧＲ比と、第２タイミングＴLに取得した第２群画像信号Ｆ２から生成される多重解像度化画像信号のＧＲ比が近い解像度ほど、重みを大きくする。これは、第１タイミングＴFでも第２タイミングＴLでも緑色光Ｇ及び赤色光Ｒは等しいので、第１タイミングＴFに取得した第１群画像信号Ｆ１から生成される多重解像度化画像信号のＧＲ比と、第２タイミングＴLに取得した第２群画像信号Ｆ２から生成される多重解像度化画像信号のＧＲ比は、ランダムノイズがなければ近い値になるからである。したがって、上記のように、ＧＲ比が近い解像度の重みを大きくして合成することは、ランダムノイズを除くことに等しい。したがって、合成処理部２１１が上記のように生成する第２期間合成画像信号を用いて、第１実施形態と同様に第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳW2を算出し、酸素飽和度画像９２を生成すれば、第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳW2及び酸素飽和度画像９２には、ランダムノイズによるアーチファクト２０６が現れなくなる。
【００９４】
なお、上記第２実施形態では、合成処理部２１１を設け、合成処理部２１１が生成する第２期間合成画像信号を用いて酸素飽和度を算出しているが、第２期間合成画像信号を用いる代わりに、第１タイミングＴFに取得した第１群画像信号Ｆ１から生成される多重解像度化画像信号のＧＲ比と、第２タイミングＴLに取得した第２群画像信号Ｆ２から生成される多重解像度化画像信号のＧＲ比の差が最も小さく、かつ、最も解像度が高い多重解像度化画像信号を用いて、第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳW2を算出しても良い。例えば、特定画素Ｐ３のＧＲ比が、第２解像度で最小になる場合、第２解像度Ｂ１画像信号、第２解像度Ｇ１画像信号、第２解像度Ｒ１画像信号、第２解像度Ｂ２画像信号、第２解像度Ｇ２画像信号、及び、第２解像度Ｒ２画像信号を用いて、特定画素Ｐ３の第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳW2を算出する。このように、ＧＲ比の差が最も小さく、かつ、最も解像度が高い多重解像度化画像信号を用いて、第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳW2を算出する場合も、上記第２実施形態と同様にランダムノイズによるアーチファクト２０６を低減することができる。この場合、合成処理部２１１は、合成処理をしないので、ＧＲ比算出部、及び、ＧＲ比の差を算出する差算出部として機能する。
【００９５】
なお、上記第１実施形態では観察対象の動きによるアーチファクト９９を低減し、第２実施形態ではさらに暗領域２０２のランダムノイズによるアーチファクト２０６を低減しているが、この他のノイズ等によるアーチファクトも低減することが好ましい。この場合、例えば、図２８に示すように、酸素飽和度補正部７５に、ノイズ低減部３０１を設けると良い。ノイズ低減部３０１は、いわゆる巡回型のノイズ低減処理（３次元ノイズ低減処理とも言う）を行う。巡回型のノイズ低減処理は、短時間の間に取得され、観察対象の動きが小さく相関が高い複数の画像信号を例えば平均することによって、ランダム性でフレーム間での相関が低いノイズを低減する処理である。ノイズ低減部３０１は、酸素飽和度記憶部７４が記憶する第１期間Ｗ１の酸素飽和度ＳW1、または、第１期間Ｗ１の酸素飽和度ＳW1を含む過去に算出した複数の酸素飽和度を用いて、最新の第２期間Ｗ２の酸素飽和度ＳW2のノイズを低減する。このノイズ低減部３０１による巡回型のノイズ低減処理を併用すれば、上記第１実施形態及び第２実施形態よりもさらにアーチファクトを低減することができる。
【００９６】
また、上記のように、ノイズ低減部３０１を併用する場合、図２９に示すように、さらに動き検出部３０２を設けておくことが好ましい。動き検出部３０２は、例えば、輪郭抽出部６８が抽出する輪郭成分を用いて、観察対象と内視鏡１２の相対的な動きを検出する。より詳細には、動き検出部３０２は、観察対象と内視鏡１２の相対的な動きの大きさを検出する。そして、ノイズ低減部３０１は、動き検出部３０２が検出した動きの大きさによって、上記ノイズ低減処理のために参照する、第２期間Ｗ２よりも前に算出した過去の酸素飽和度の数を変更する。具体的には、観察対象と内視鏡１２の相対的な動きが大きいほど、ノイズ低減処理のために参照する過去の酸素飽和度の数を多くする。通常、巡回型のノイズ低減処理は、観察対象の動きが小さい場合に有効とされているため、観察対象の動きが大きい場合には参照する過去のデータを少なくするべきであるが、本発明の内視鏡システム１０の場合、酸素飽和度補正部７５が観察対象の動きによるアーチファクト９９を低減するので、観察対象と内視鏡１２の相対的な動きが大きいほど、参照する過去の酸素飽和度のデータを多くして、観察対象の動きによるアーチファクト９９以外のノイズ等を低減することで、特にノイズ等が少ない酸素飽和度を算出することができる。
【００９７】
上記変形例の動き検出部３０２は、輪郭抽出部６８から輪郭成分を取得して観察対象と内視鏡１２の相対的な動きの大きさを検出するが、内視鏡１２の先端部１２ｄにジャイロセンサを設けてある場合には、ジャイロセンサから取得する信号に基づいて内視鏡１２の動きの大きさを検出しても良い。
【００９８】
上記第１実施形態、第２実施形態、及び変形例では、撮像センサ４８が設けられた内視鏡１２を被検体内に挿入して観察を行う内視鏡システムによって本発明を実施しているが、カプセル内視鏡システムでも本発明は好適である。例えば、図３０に示すように、カプセル内視鏡システムでは、カプセル内視鏡４００と、プロセッサ装置（図示しない）とを少なくとも有する。
【００９９】
カプセル内視鏡４００は、光源４０２と制御部４０３と、撮像センサ４０４と、画像処理部４０６と、送受信アンテナ４０８と、を備えている。光源４０２は、光源部２０及び帯域制限部２１に対応する。制御部４０３は、光源制御部３７及び撮像制御部５２と同様に機能する。また、制御部４０３は、送受信アンテナ４０８によって、カプセル内視鏡システムのプロセッサ装置と無線で通信可能である。カプセル内視鏡システムのプロセッサ装置は、上記第１実施形態、第２実施形態、及び変形例のプロセッサ装置１６とほぼ同様であるが、画像信号取得部５４及び画像処理部６１に対応する画像処理部４０６はカプセル内視鏡４００に設けられ、生成した酸素飽和度画像９２等は、送受信アンテナ４０８を介してプロセッサ装置に送信される。撮像センサ４０４は上記各実施形態の撮像センサ４８と同様に構成される。
【符号の説明】
【０１００】
１０，２００  内視鏡システム
２０  光源部
２１  帯域制限部
２２  光源制御部
５２  撮像制御部
６３  特殊処理部
６９  位置ズレ補正部
７３  酸素飽和度算出部
７４  酸素飽和度記憶部
７５  酸素飽和度補正部
７９  酸素飽和度画像生成部
９２，９８，２０５  酸素飽和度画像
９９，２０６  アーチファクト
２０２  暗領域
２１０  多重解像度化処理部
２１１  合成処理部
３０１  ノイズ低減部
３０２  動き検出部
４００  カプセル内視鏡
【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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