(57)【要約】【課題】電子内視鏡画像の色補正の精度を向上させる。【解決手段】内視鏡画像の画像信号の色相を補正するための補正値が記憶される記憶部と、記憶部に記憶された補正値に基づいて画像信号の色相を補正する補正部と、を備えた電子内視鏡システム。【選択図】図３
2016015995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡画像の画像信号の色相を補正するための補正値が記憶される記憶部と、
前記記憶部に記憶された補正値に基づいて画像信号の色相を補正する補正部と、
を備えた電子内視鏡システム。
【請求項２】
前記補正値が、前記電子内視鏡システムに個別に設定された、画像信号の色相の個体差を補正するものである、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡システム。
【請求項３】
所定色のカラーチャートを撮像してキャリブレーション用画像信号を取得し、前記キャリブレーション用画像信号に基づいて前記補正値を算出するキャリブレーション部を更に備えた請求項１又は請求項２に記載の電子内視鏡システム。
【請求項４】
前記所定色が血液に特有の赤色である、
ことを特徴とする請求項３に記載の電子内視鏡システム。
【請求項５】
前記キャリブレーション部が、色相の異なる複数の前記所定色についてキャリブレーション用画像信号を取得し、前記複数の所定色における補正後の誤差が所定値以下となるように前記補正値を算出する、
ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の電子内視鏡システム。
【請求項６】
前記補正値が、色相を補正するための補正角と彩度を補正するための補正係数を含み、
前記補正部が、前記補正係数に基づいて画像信号の彩度を補正する、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電子内視鏡システム。
【請求項７】
画像信号に対して色の変化を伴う画像処理を行う画像処理部を備え、
前記記憶部は、前記画像処理が行われる場合に適した前記補正値である第１補正値と、前記画像処理が行われない場合に適した前記補正値である第２補正値とを記憶し、
前記補正部は、前記画像処理が行われる場合には、前記第１補正値に基づいて補正をし、前記画像処理が行われない場合には、前記第２補正値に基づいて補正をする、
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電子内視鏡システム。
【請求項８】
前記記憶部には被写体の照明に使用する光源の種類に応じた複数の補正値が記憶され、
前記補正部は、前記複数の補正値から使用する光源の種類に対応した一つを選択して、該選択した補正値に基づいて画像信号の色相を補正する、
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電子内視鏡システム。
【請求項９】
前記補正後の画像信号に基づいて各画素について指標を算出する指標算出部を備えた、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の電子内視鏡システム。
【請求項１０】
前記指標は、前記内視鏡画像に写された生体組織中のヘモグロビン濃度と相関する指標である、
ことを特徴とする請求項９に記載の電子内視鏡システム。
【請求項１１】
前記画像信号を生成する電子スコープと、
前記画像信号を処理してビデオ信号を生成するプロセッサと、
を備え、
前記記憶部が前記電子スコープに設けられ、
前記補正部が前記プロセッサに設けられた、
ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の電子内視鏡システム。
【請求項１２】
内視鏡画像の画像信号の色相を補正するための補正値を取得する補正値取得部と、
前記補正値取得部が取得した補正値に基づいて画像信号の色相を補正する補正部と、
を備えた電子内視鏡用プロセッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡画像を撮像する電子内視鏡システム及び電子内視鏡用プロセッサに関連し、特に電子内視鏡システム等における画像信号の色補正処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体内部の観察や治療に電子内視鏡が使用されている。電子内視鏡観察では、病変部と正常な部位とを正確に識別する必要がある。病変部は、例えば血管新生などにより、正常な部位とは色調が異なる場合が多い。特許文献１には、内視鏡画像の色情報に基づいて病変部である可能性が高い部位を特定して、当該部位を強調表示することによって内視鏡画像診断を支援する機能を備えた電子内視鏡システムが記載されている。
【０００３】
上記のように内視鏡画像の色情報に基づいて病変部等を正確に特定するためには、少なくとも病変部等の特定に用いる色領域において正確な色情報を有する内視鏡画像を取得する必要がある。従来の電子内視鏡システムには、内視鏡画像の色情報を補正する機能として、ホワイトバランス補正機能が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１５２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ホワイトバランス補正は、無彩色軸上の一点（例えば白色）のみで色補正を行うものであるため、有彩色の色相の誤差を補正することができない。そのため、色情報を補正する機能としてホワイトバランス補正機能のみを備えた従来の電子内視鏡システムでは、色情報の誤差が大きく、このことが病変部等を識別する精度を低いものにしていた。
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電子内視鏡画像の色補正の精度を向上させることによって、電子内視鏡画像の色情報に基づく病変部等を識別する精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態によれば、内視鏡画像の画像信号の色相を補正するための補正値が記憶される記憶部と、記憶部に記憶された補正値に基づいて画像信号の色相を補正する補正部と、を備えた電子内視鏡システムが提供される。
【０００８】
上記の電子内視鏡システムにおいて、補正値が、電子内視鏡システムに個別に設定された、画像信号の色相の個体差を補正するものであってもよい。
【０００９】
上記の電子内視鏡システムにおいて、所定色のカラーチャートを撮像してキャリブレーション用画像信号を取得し、キャリブレーション用画像信号に基づいて補正値を算出するキャリブレーション部を更に備えた構成としてもよい。
【００１０】
上記の電子内視鏡システムにおいて、所定色が血液に特有の赤色である構成としてもよい。
【００１１】
上記の電子内視鏡システムにおいて、キャリブレーション部が、色相の異なる複数の所定色についてキャリブレーション用画像信号を取得し、複数の所定色における補正後の誤差が所定値以下となるように前記補正値を算出する構成としてもよい。
【００１２】
上記の電子内視鏡システムにおいて、補正値が、色相を補正するための補正角と彩度を補正するための補正係数を含み、補正部が、補正係数に基づいて画像信号の彩度を補正する構成としてもよい。
【００１３】
上記の電子内視鏡システムにおいて、画像信号に対して色の変化を伴う画像処理を行う画像処理部を備え、記憶部は、画像処理が行われる場合に適した補正値である第１補正値と、画像処理が行われない場合に適した補正値である第２補正値とを記憶し、補正部は、画像処理が行われる場合には、第１補正値に基づいて補正をし、画像処理が行われない場合には、第２補正値に基づいて補正をする構成としてもよい。
【００１４】
記憶部には被写体の照明に使用する光源の種類に応じた複数の補正値が記憶され、補正部は、複数の補正値から使用する光源の種類に対応した一つを選択して、選択した補正値に基づいて画像信号の色相を補正する構成としてもよい。
【００１５】
上記の電子内視鏡システムにおいて、補正後の画像信号に基づいて各画素について指標を算出する指標算出部を備えた構成としてもよい。
【００１６】
上記の電子内視鏡システムにおいて、指標は、内視鏡画像に写された生体組織中のヘモグロビン濃度と相関する指標である構成としてもよい。
【００１７】
上記の電子内視鏡システムにおいて、画像信号を生成する電子スコープと、画像信号を処理してビデオ信号を生成するプロセッサと、を備え、記憶部が電子スコープに設けられ、補正部が前記プロセッサに設けられた構成としてもよい。
【００１８】
また、本発明の実施形態によれば、上記の電子内視鏡システムにおいて、内視鏡画像の画像信号の色相を補正するための補正値が記憶される記憶部と、記憶部に記憶された補正値に基づいて画像信号の色相を補正する補正部と、を備えた電子内視鏡用プロセッサが提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の実施形態によれば、電子内視鏡画像の色補正を高い精度で行うことが可能となる。これにより、電子内視鏡画像の色情報に基づいて病変部等を識別する精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る電子内視鏡システムの外観図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電子内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係るプロセッサの信号処理部の詳細構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係る高度色補正処理を説明するＣｂ−Ｃｒ色平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る高度色補正処理の変形例を説明するａ＊ｂ＊色平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係る電子内視鏡システム１の外観図である。また、図２は、電子内視鏡システム１の概略構成を示すブロック図である。電子内視鏡システム１は、電子スコープ１００、プロセッサ２００及びモニタ３００（図２）を備えている。電子スコープ１００及びモニタ３００は、それぞれプロセッサ２００に接続される。
【００２３】
プロセッサ２００は、体内を照明するための照明光を電子スコープ１００に供給する光源装置と、電子スコープ１００からの画像信号を処理してモニタ３００に供給されるビデオ信号を生成する画像信号処理装置とを一体に備えた装置である。なお、光源装置と画像信号処理装置とを別体に構成してもよい。
【００２４】
図１に示されるように、プロセッサ２００には、電子スコープ１００と接続するためのコネクタ部２０が設けられている。また、電子スコープ１００の一端（基端）にはプロセッサ２００のコネクタ部２０と接続するためのコネクタ部１０が設けられている。コネクタ部１０とコネクタ部２０が機械的に接続されることにより、電子スコープ１００とプロセッサ２００とが電気的にかつ光学的に接続される。
【００２５】
電子スコープ１００の他端（先端）には可撓性を有する挿入部１１が設けられている。挿入部１１の先端近傍には、挿入部１１の基端に連結された手元操作部１３からの遠隔操作に応じて屈曲する屈曲部１４が設けられている。屈曲部１４の屈曲機構は、一般的な内視鏡に組み込まれている周知の機構であり、手元操作部１３に設けられた湾曲操作ノブの回転操作に連動した操作ワイヤの牽引によって屈曲部１４を屈曲させるものである。屈曲部１４の先端には、固体撮像素子１０８を備えた先端部１２が連結している。湾曲操作ノブの回転操作による屈曲部１４の屈曲動作に応じて先端部１２の向きが変わることにより、電子スコープ１００による撮影領域が移動する。
【００２６】
図２に示されるように、電子スコープ１００は、コネクタ部１０から先端部１２にかけての略全長に渡って配置されたＬＣＢ（Light Carrying Bundle）１０２を備えている。ＬＣＢ１０２は、光ファイバ束であり、プロセッサ２００から供給された照明光を電子スコープ１００の先端部１２まで導光する。
【００２７】
電子スコープ１００の先端部１２は、配光レンズ１０４、対物レンズ１０６、固体撮像素子１０８及びプリアンプ１１０を備えている。配光レンズ１０４は、ＬＣＢ１０２の先端面と対向して配置され、ＬＣＢ１０２の先端面から射出される照明光を発散させて、被写体を照明する。対物レンズ１０６は、被写体からの戻り光を集光して、固体撮像素子１０８の受光面上で光学像を結像させる。
【００２８】
固体撮像素子１０８は、補色市松型画素配置を有するインターレース方式の単板式カラーＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサである。固体撮像素子１０８は、受光面上の各画素で結像した光学像の光量に応じた電荷を発生して蓄積し、イエローＹｅ、シアンＣｙ、グリーンＧ、マゼンタＭｇの各色信号から構成されるアナログ撮像信号を出力する。なお、アナログ撮像信号は、いわゆるＲＡＷデータ（ＲＡＷ画像）を転送する信号であり、アナログ撮像信号の各画素は、イエローＹｅ、シアンＣｙ、グリーンＧ、マゼンタＭｇのうちのいずれか一色の色情報のみを有している。アナログ撮像信号はプリアンプ１１０によって増幅された後、コネクタ部１０へ伝送される。
【００２９】
なお、固体撮像素子１０８のカラー配列は、例えばベイヤ型であってもよい。また、固体撮像素子１０８は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の他方式のものに置き換えてもよい。
【００３０】
コネクタ部１０は、ＣＣＤ信号処理部１１２及びメモリ１１４を備えている。ＣＣＤ信号処理部１１２は、固体撮像素子１０８に駆動信号を供給し、固体撮像素子１０８から出力されたアナログ撮像信号をデジタル撮像信号に変換して、プロセッサ２００に送信する。また、ＣＣＤ信号処理部１１２は、メモリ１１４にアクセスして電子スコープ１００の固有情報を読み出し、プロセッサ２００に出力する。メモリ１１４に記録される電子スコープ１００の固有情報には、例えば、固体撮像素子１０８の画素数や感度、動作可能なフレームレート、型番及び後述する補正値（補正角Δθ）等が含まれる。
【００３１】
図２に示されるように、プロセッサ２００は、システムコントローラ２０２、タイミングコントローラ２０４、信号処理部２２０、メモリ２０１及び操作パネル２１８を備えている。システムコントローラ２０２は、メモリ２０１に記憶された各種プログラムを読み出して実行することにより、電子内視鏡システム１全体の動作を制御する。また、システムコントローラ２０２は、操作パネル２１８に入力されるユーザ（術者又は補助者）による指示に応じて電子内視鏡システム１の各種設定を変更する。タイミングコントローラ２０４は、システムコントローラ２０２によるタイミング制御に従って、ＣＣＤ信号処理部１１２及び信号処理部２２０にクロックパルスを供給する。信号処理部２２０は、電子スコープ１００から供給される内視鏡画像の画像信号を処理して、モニタ３００に供給されるビデオ信号を生成する。
【００３２】
プロセッサ２００は、更に、ランプ電源イグナイタ２０６、ランプ２０８、集光レンズ２１０及び絞り２１２を備えている。ランプ２０８は、ランプ電源イグナイタ２０６から供給される電力によって駆動され、照明光を放射する。ランプ２０８には、キセノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ等の高輝度ランプが適している。また、ランプ２０８として、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ランプや狭帯域光源（帯域制限用フィルタ付き光源）を使用することもできる。ランプ２０８から放射された照明光は、集光レンズ２１０によって集光されつつ絞り２１２を通過して適正な光量に調整された後、ＬＣＢ１０２の入射端に入射する。
【００３３】
絞り２１２には、図示省略されたアームやギヤ等の伝達機構を介してモータ２１４が機械的に連結している。モータ２１４は例えばＤＣモータであり、ドライバ２１６のドライブ制御下で駆動する。絞り２１２は、モニタ３００の表示画面に表示される映像を適正な明るさにするため、モータ２１４により動作され開度が変えられる。ＬＣＢ１０２に供給される照明光の光量は、絞り２１２の開度に応じて制限される。適正とされる映像の明るさの基準は、術者による操作パネル２１８の輝度調節操作に応じて設定される。信号処理部２２０に設けられた周知の調光回路（不図示）が、輝度調節操作による設定に基づいてドライバ２１６を制御して、輝度調整を行う。
【００３４】
操作パネル２１８の構成には種々の形態がある。操作パネル２１８の具体的構成としては、例えば、プロセッサ２００のフロント面に実装された機能毎のハードウェアキーやタッチパネル式ＧＵＩ（Graphical User Interface）、ハードウェアキーとＧＵＩとの組合せ等が挙げられる。
【００３５】
システムコントローラ２０２は、電子スコープ１００の固有情報に基づいて各種演算を行い、制御信号を生成する。システムコントローラ２０２は、生成された制御信号を用いて、プロセッサ２００に接続中の電子スコープに適した処理がされるようにプロセッサ２００内の各種回路の動作やタイミングを制御する。
【００３６】
ＣＣＤ信号処理部１１２は、タイミングコントローラ２０４から供給されるクロックパルスに従って、プロセッサ２００側で処理される映像のフレームレートに同期したタイミングで固体撮像素子１０８を駆動制御する。
【００３７】
図３は、信号処理部２２０の詳細な構成を示すブロック図である。信号処理部２２０は、プリプロセス部２２２、ポストプロセス部２２４及び画像合成部２２６を備えている。プリプロセス部２２２は、電子スコープ１００からのデジタル撮像信号（ＲＡＷデータ）を画像信号に変換すると共に、各種の色調整処理を行う。ポストプロセス部２２４は、プリプロセス部２２２から出力される画像信号に基づいて、各画素に対して、病変部などの異常部位である可能性（あるいは異常の程度）を示す指標を算出すると共に、画像信号に対して異常部位を強調する等の画像処理を行う。また、画像合成部２２６は、画像信号に基づいて描画される内視鏡画像と、各画素の指標を画像化した指標画像とを１画面に表示されるように画面合成処理を行う。
【００３８】
プリプロセス部２２２は、色補間部２２２ａ、マトリクス変換部２２２ｂ、基本色補正部２２２ｃ及び色空間変換部２２２ｄ、並びに、本発明の実施形態に係る高度色補正部２２２ｅを備えている。
【００３９】
色補間部２２２ａは、電子スコープ１００からのデジタル撮像信号（ＲＡＷデータ）に対して色補間処理を行い、色信号ＣｙＭｇＹｅＧ及び輝度信号Ｙに変換する。具体的には、色補間部２２２ａは、単一の色情報しか持たないデジタル撮像信号の各画素に対して、その周辺画素から色情報を補間して、色信号ＣｙＭｇＹｅＧ及び輝度信号Ｙを生成する。
【００４０】
マトリクス変換部２２２ｂは、カラーマトリクスを用いて色信号ＣｙＭｇＹｅＧを原色信号ＲＧＢに変換する。
【００４１】
基本色補正部２２２ｃは、原色信号ＲＧＢに対して、ホワイトバランス補正を行う。また、基本色補正部２２２ｃは、ホワイトバランス補正に加えて（又は、ホワイトバランス補正に替えて）、ガンマ補正等のトーンカーブによる色調整を行うこともできるようになっている。
【００４２】
色空間変換部２２２ｄは、基本色補正部２２２ｃから出力される補正後の原色信号ＲＧＢと色補間部２２２ａから出力される輝度信号Ｙに基づいて、輝度信号Ｙと２つの色差信号Ｃｂ及びＣｒによって表現されるＹＣｂＣｒ色空間の画像信号ＹＣｂＣｒ１を生成して出力する。
【００４３】
色空間変換部２２２ｄからの出力は２分岐され、一方は高度色補正部２２２ｅに、他方はポストプロセス部２２４に入力される。
【００４４】
高度色補正部２２２ｅは、電子スコープ１００のメモリ１１４が保持する補正値（補正角Δθ、補正係数α）を用いて、画像信号ＹＣｂＣｒ１に対して後述する本発明の実施形態に係る高度色補正処理を行う。電子スコープ１００のメモリ１１４には、工場出荷検査時やメンテナンス時に行われるキャリブレーション処理によって取得された高度色補正処理用の補正値が記録されている。高度色補正部２２２ｅから出力される高度色補正処理後の画像信号ＹＣｂＣｒ２は、ポストプロセス部２２４に入力される。
【００４５】
ポストプロセス部２２４は、セレクタ２２４ａ、画像処理部２２４ｂ及び指標算出部２２４ｃを備えている。プリプロセス部２２２の色空間変換部２２２ｄから出力された画像信号ＹＣｂＣｒ１及び高度色補正部２２２ｅから出力された画像信号ＹＣｂＣｒ２は、それぞれセレクタ２２４ａに入力される。セレクタ２２４ａは、システムコントローラ２０２の制御により、高度色補正部２２２ｅからの高度色補正処理後の画像信号ＹＣｂＣｒ２と、色空間変換部２２２ｄからの高度色補正処理前の画像信号ＹＣｂＣｒ１の何れか一方を選択して、画像処理部２２４ｂ及び指標算出部２２４ｃに供給する。
【００４６】
高度色補正処理を施した画像信号ＹＣｂＣｒ２は、後述する血液指標の精度向上には有利であるが、血液指標の算出に使用される特定の色相に対して補正が行われるため、モニタ３００に表示される画像の色合いが不自然なものになる可能性がある。そのため、セレクタ２２４ａを設けることにより、血液指標の分析を行わずに通常の内視鏡観察のみを行う場合には、色空間変換部２２２ｄからの高度色補正処理前の画像信号ＹＣｂＣｒ１に切り替えられるようになっている。
【００４７】
なお、セレクタ２２４ａを設けずに、例えば色空間変換部２２２ｄからの高度色補正処理前の画像信号ＹＣｂＣｒ１を画像処理部２２４ｂに入力し、高度色補正部２２２ｅからの高度色補正処理後の画像信号ＹＣｂＣｒ２を指標算出部２２４ｃに入力する（すなわち、モニタ表示には常に高度色補正処理前の画像信号ＹＣｂＣｒ１を使用する）構成としてもよい。また、色空間変換部２２２ｄからの出力を分岐せずに、高度色補正部２２２ｅからの高度色補正処理後の画像信号ＹＣｂＣｒ２のみを画像処理部２２４ｂ及び指標算出部２２４ｃに供給する構成としてもよい。
【００４８】
画像処理部２２４ｂは、例えば特開２０１３−００５８８４号公報に記載されるトーン強調処理（ＴＥ処理）等の内視鏡観察に適した各種画像処理を行う。画像処理部２２４ｂによる各種画像処理の実行の要否は、ユーザが任意に設定することができる。
【００４９】
指標算出部２２４ｃは、画像信号ＹＣｂＣｒ２の各画素値から、特定の病変との関連性を示す指標（病変指標）を算出する。例えば、炎症やがんの病変部は、血管新生のため、正常な部位と比べて血液量が多い。詳しくは、単位面積あたりの生体組織中に含まれるヘモグロビンの濃度が高くなっている。そのため、炎症部等の病変部の画像は、正常な部位の画像に比べて、血液（ヘモグロビン）に特有の赤味が強いものとなる。従って、内視鏡画像における血液特有の色味（色相）の強さ（彩度）が、炎症部等の病変部と正常な部位とを判別するための有効なパラメータとなる。指標算出部２２４ｃは、画像信号ＹＣｂＣｒ２の各画素について、血液特有の色相θvesselとの色相差を計算し、この色相差に基づいて病変部である可能性を示す指標（血液指標）を算出する。色相差と指標との関係は、予め臨床統計学的に決定される。
【００５０】
指標算出部２２４ｃは、各画素について指標を算出するため、指標を画素値とする指標画像（グレースケール画像）が得られる。
【００５１】
画像合成部２２６は、画像処理部２２４ｂから出力される内視鏡画像と、指標算出部２２４ｃから出力される指標画像とを画像合成してモニタ表示画面を生成する。画像合成部２２６は、内視鏡画像に指標画像を重畳したオーバーレイ表示画像を生成するオーバーレイ表示画像合成部２２６ａと、内視鏡画像と指標画像とを並べた２画面表示画像を生成する２画面表示画像合成部２２６ｂと、セレクタ２２６ｃとを備えている。ポストプロセス部２２４の画像処理部２２４ｂと指標算出部２２４ｃの出力は、オーバーレイ表示画像合成部２２６ａと２画面表示画像合成部２２６ｂにそれぞれ入力される。オーバーレイ表示画像合成部２２６ａと２画面表示画像合成部２２６ｂの出力は、それぞれセレクタ２２６ｃに入力される。セレクタ２２６ｃは、システムコントローラ２０２の制御により、オーバーレイ表示画像合成部２２６ａの出力と２画面表示画像合成部２２６ｂの出力の何れか一方を選択して、モニタ３００に供給する。これにより、オーバーレイ表示画像と２画面表示画像とを切り替えてモニタ３００に表示させることができる。
【００５２】
なお、オーバーレイ表示画像合成部２２６ａは、オーバーレイ表示画像を生成せずに、画像処理部２２４ｂからの画像信号（通常の内視鏡画像）や指標算出部２２４ｃからの画像信号（指標画像）をそのまま出力することもできるように構成されている。そのため、通常の内視鏡画像や指標画像のみをモニタ３００に表示させることもできる。
【００５３】
次に、高度色補正部２２２ｅにおいて行われる本発明の実施形態に係るキャリブレーション処理及び高度色補正処理について説明する。本実施形態の高度色補正処理は、ホワイトバランス補正処理では補正することのできない内視鏡画像の色相（特に固体撮像素子１０８の特性の個体差による色相のずれ）を補正する処理である。高度色補正処理は、電子スコープ１００のメモリ１１４に記憶された補正値（補正角Δθ、補正係数α）を用いて行われる。
【００５４】
まず、補正値（補正角Δθ、補正係数α）を取得する方法について説明する。補正値の取得は、電子内視鏡システム１の工場出荷検査時やメンテナンス時に行われるキャリブレーション処理によって取得される。キャリブレーション処理は、電子内視鏡システム１によって所定の基準色（有彩色）のカラーチャートを撮像することで行われる。本実施形態では、指標算出部２２４ｃによる血液指標の算出に使用される血液特有の色相θvesselのカラーチャートを用いてキャリブレーション処理が行われる。色相θvesselにおいてキャリブレーション処理を行うことにより、補正後の画像信号ＹＣｂＣｒ２の色情報の精度をθvessel及びその近傍の色相において特に高くすることができ、その結果、指標算出部２２４ｃによる血液指標の算出を高い精度で行うことが可能になる。
【００５５】
図４は、本実施形態の高度色補正処理及びキャリブレーション処理を説明するＣｂ−Ｃｒ色平面図である。図中に白丸で示された基準値は、Ｃｂ−Ｃｒ色空間におけるカラーチャートの色情報（彩度ｒvessel，色相θvessel）である。また、図中に黒丸で示された実測値は、電子内視鏡システム１によってカラーチャートを撮像して得た画像信号ＹＣｂＣｒ１の色情報（彩度ｒmeas，色相θmeas）である。なお、色相θ及び彩度ｒは、色差Ｃｂ及びＣｒから、それぞれ以下の数式（１）及び数式（２）により計算される。
【００５６】
【数１】
2016015995.tif 000003
【数２】
2016015995.tif 000004
【００５７】
補正角Δθ及び補正係数αは、それぞれ以下の数式（３）及び数式（４）により計算されて、電子スコープ１００のメモリ１１４に記憶される。
【００５８】
【数３】
2016015995.tif 000005
【数４】
2016015995.tif 000006
【００５９】
次に、高度色補正処理の方法を説明する。高度色補正処理においては、先ず、色空間変換部２２２ｄからの画像信号ＹＣｂＣｒ１の各画素について、上記の数式（１）及び数式（２）により、それぞれ色相θ及び彩度ｒを計算する。
【００６０】
次に、数式（１）により算出された色相θに、電子スコープ１００のメモリ１１４に記憶された補正角Δθを加えて補正後の色相θ’とする。また、数式（２）により算出された彩度ｒに、メモリ１１４に記憶された補正係数αを乗じて補正後の彩度ｒ’とする。高度色補正処理後の色相θ’及び彩度ｒ’は、それぞれ以下の数式（５）及び（６）によって記述される。
【００６１】
【数５】
2016015995.tif 000007
【数６】
2016015995.tif 000008
【００６２】
このような高度色補正処理を行うことにより、画像信号の色情報の精度が向上するため、その結果として、画像信号の色情報を使用する指標算出処理等の各種処理の精度を向上させることができる。
【００６３】
なお、本実施形態では高度色補正処理がＹＣｂＣｒ色空間において行われるが、本発明はこの構成に限定されず、高度色補正処理は、例えば、CIE 1976 L*a*b*色空間、CIE LCh色空間、CIE 1976 L*u*v*色空間、HSV（hue, saturation, value）色空間、sRGB色空間等の様々な色空間で行うことができる。
【００６４】
また、本実施形態では、ユーザの設定に応じて、色の変化を伴う画像処理（例えばＴＥ処理）が画像処理部２２４ｂによって行われる。色の変化を伴う画像処理を行う場合と、行わない場合とでは、高度色補正処理の適正な補正値は異なった値となる。本実施形態では、ＴＥ処理を行わない場合に適した補正値（Δθ０、α０）と、ＴＥ処理を行う場合に適した補正値（Δθ１、α１）の両方が電子スコープ１００のメモリ１１４に記憶されている。ＴＥ処理が行われない場合には、メモリ１１４から補正値（Δθ０、α０）が読み出されて使用され、ＴＥ処理が行われる場合には、補正値（Δθ１、α１）が読み出されて使用される。補正値（Δθ０、α０）は、ＴＥ処理を行わない条件下で実行されるキャリブレーション処理によって取得され、補正値（Δθ１、α１）は、ＴＥ処理を行う条件下で実行されるキャリブレーション処理によって取得される。
【００６５】
また、使用する光源の種類によっても、高度色補正処理に適した補正値は異なった値となる。プロセッサ２００が複数種類の光源を備える場合（あるいは、複数種類の外部光源を切り替えて使用する場合）には、光源の種類ごとに補正値をメモリ１１４に保持させ、使用する光源の種類に応じて使用する補正値を選択する構成が採用される。
【００６６】
上述した本実施形態では、色空間上の一つの基準点との色相差により指標が算出されるため、高度色補正処理もこの一つの基準点のみで行われる。しかし、例えば、指標算出処理等を色空間上の一定の広がりをもつ領域を基準に行う場合には、基準となる色空間上の領域全体にわたって色情報の誤差を小さくすることが望まれる。そのような場合には、使用する色空間上の領域内の１点だけでなく、当該領域内の複数の点（例えば、使用する色相領域の中心と両端の３点）について誤差が所定値以下となるようなキャリブレーションを行うことが望ましい。
【００６７】
図５は、このように複数点で行うキャリブレーション処理の変形例を説明するａ＊ｂ＊色平面図である。図５の変形例では、CIE 1976 L*a*b*色空間においてキャリブレーション処理及び高度色補正処理が行われる。
【００６８】
この変形例では、指標算出部２２４ｃによる指標算出処理において、画像信号ＹＣｂＣｒ２の各画素について、画素値が図５に示される基準領域Ｒの内部にプロットされる場合に、「異常部位の疑いあり」を意味する「１」が付与され、基準領域Ｒの外部にプロットされる場合に、「正常部位」を意味する「０」が付与される。そのため、基準領域Ｒの色相の中央値θｃ、上限値θｃ＋４０°、下限値θｃ−４０°の３色のカラーチャートを使用してキャリブレーション処理を行う。具体的には、高度色補正処理後の色相の誤差が、上記３色とも±１０°以内となるように補正角Δθを決定する。この構成によれば、基準領域Ｒから大きく外れた異常部位である可能性が殆ど無い点が「異常部位の疑いあり」と判定されることがなくなる。
【００６９】
以上が本発明の実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本願の実施形態に含まれる。
【００７０】
上記の実施形態では、補正値が電子スコープ１００のメモリ１１４に記憶されるが、プロセッサ２００が備える記憶装置（例えばメモリ２０１）に補正値を記憶させる構成としてもよい。
【００７１】
また、上記の実施形態におけるＣＣＤ信号処理部１１２をプリプロセス部２２２に一体に組み込んだ構成としてもよい。また、ＣＣＤ信号処理部１１２及びプリプロセス部２２２は、共に電子スコープ１００内に設けてもよいし、共にプロセッサ２００の信号処理部２２０内に設けてもよい。
【００７２】
また、上記の実施形態は、血管新生によって増大するヘモグロビンに特有な赤色の色相に基づいて病変部等を特定するものであるが、別の色相（例えば、病変部と結合する蛍光剤に特有な色相）に基づいて病変部等を特定する構成としてもよい。
【００７３】
また、上記の実施形態では、色相θの補正は補正値Δθを加算することにより、また、彩度ｒの補正は補正係数αを乗ずることによって行われるが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、色相θの補正を例えば補正係数β（β＝θvessel／θmeas）を乗ずることによって行う構成としてもよいし、彩度ｒの補正を例えば補正値Δｒ（Δｒ＝ｒvessel−ｒmeas）を加算することによって行う構成としてもよい。
【００７４】
また、上記の実施形態では、高度色補正処理において、色相θ及び彩度ｒの両方が補正されるが、色相θのみを補正する構成としてもよい。
【００７５】
また、上記の変形例では、キャリブレーションを行う色空間上の複数点における補正後の色相の誤差が所定値以下となるように補正角Δθを決定する構成が採用されているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、キャリブレーションを行う色空間上の複数点における補正後の色相の誤差の最大値を最小化するように補正角Δθを決定する構成や、補正後の色相の誤差の和を最小化するように補正角Δθを決定する構成を採用してもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１  電子内視鏡システム
１００  電子スコープ
２００  プロセッサ
【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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