• / 59
  • 下載費用:30 金幣  

醫用圖像處理裝置及其工作方法、以及內窺鏡系統.pdf

關 鍵 詞:
醫用 圖像 處理 裝置 及其 工作 方法 以及 內窺鏡 系統
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
摘要
申請專利號:

CN201510459529.4

申請日:

20150730

公開號:

CN105310633A

公開日:

20160210

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A61B1/00 主分類號: A61B1/00
申請人: 富士膠片株式會社
發明人: 藏本昌之,杉崎誠
地址: 日本國東京都
優先權: 2014-158561
專利代理機構: 中科專利商標代理有限責任公司 代理人: 樊建中
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201510459529.4

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明提供醫用圖像處理裝置及其工作方法、以及內窺鏡系統,其中,輸入第一RGB圖像信號,根據第一RGB圖像信號求出第一B/G比、第一G/R比,通過顏色信息轉換處理將第一B/G比、第一G/R比轉換為第二B/G比、第二G/R比。由第二B/G比、第二G/R比形成的第二信號比空間中的第一觀察范圍與第二觀察范圍之差通過顏色信息轉換處理而變得比由第一B/G比、第一G/R比形成的第一信號比空間中的第一觀察范圍與第二觀察范圍之差大。第二信號比空間中的第一觀察范圍與第三觀察范圍之差通過顏色信息轉換處理而變得比第一信號比空間中的第一觀察范圍與第三觀察范圍之差大。據此,能夠用于生成強調了異常部與正常部的色差的圖像。

權利要求書

1.一種醫用圖像處理裝置,其特征在于,所述醫用圖像處理裝置具備:圖像信號輸入處理部,其對第一彩色圖像信號進行輸入處理;顏色信息獲取部,其從所述第一彩色圖像信號中獲取多個第一顏色信息;以及顏色信息轉換部,其對所述多個第一顏色信息實施顏色信息轉換處理,將其轉換為多個第二顏色信息,所述顏色信息轉換處理使由所述多個第二顏色信息形成的第二特征空間中的第一觀察范圍與第二觀察范圍之差D12y大于由所述多個第一顏色信息形成的第一特征空間中的所述第一觀察范圍與所述第二觀察范圍之差D12x,并且所述顏色信息轉換處理使所述第二特征空間中的所述第一觀察范圍與第三觀察范圍之差D13y大于所述第一特征空間中的所述第一觀察范圍與所述第三觀察范圍之差D13x,其中,所述第二觀察范圍分布在不同于所述第一觀察范圍的位置處,所述第三觀察范圍分布在不同于所述第一觀察范圍以及所述第二觀察范圍的位置處。2.根據權利要求1所述的醫用圖像處理裝置,其特征在于,所述顏色信息轉換部具有進行第一顏色信息轉換處理作為所述顏色信息轉換處理的第一顏色信息轉換部,其中,所述第一顏色信息轉換處理使所述第二特征空間中的所述第一觀察范圍與所述第一特征空間中的所述第一觀察范圍的彩度以及色相中的至少一個不同。3.根據權利要求2所述的醫用圖像處理裝置,其特征在于,所述第一顏色信息轉換處理前的所述差D12x為彩度之差,所述第一顏色信息轉換處理前的所述差D13x為色相之差,所述第一顏色信息轉換處理后的所述差D12y為彩度以及色相之差,所述第一顏色信息轉換處理后的差D13y為色相之差。4.根據權利要求2所述的醫用圖像處理裝置,其特征在于,所述顏色信息轉換部具有進行第二顏色信息轉換處理作為所述顏色信息轉換處理的第二顏色信息轉換部,其中,所述第二顏色信息轉換處理使所述第二特征空間中的所述第一觀察范圍與所述第一特征空間中的所述第一觀察范圍的彩度以及色相相同。5.根據權利要求4所述的醫用圖像處理裝置,其特征在于,所述第二顏色信息轉換處理前的所述差D12x為彩度之差,所述第二顏色信息轉換處理前的所述差D13x為色相之差,所述第二顏色信息轉換處理后的所述差D12y為彩度之差,所述第二顏色信息轉換處理后的差D13y為色相之差。6.根據權利要求1至5中任一項所述的醫用圖像處理裝置,其特征在于,所述第一彩色圖像信號為三種顏色的圖像信號,所述多個第一顏色信息為所述三種顏色的圖像信號中的兩種顏色的圖像信號間的第一信號比Mx、以及與所述第一信號比Mx不同的兩種顏色的圖像信號間的第一信號比Nx,顏色信息轉換部通過所述顏色信息轉換處理,將所述第一信號比Mx以及所述第一信號比Nx轉換為作為所述多個第二顏色信息的第二信號比My以及第二信號比Ny。7.根據權利要求1至5中任一項所述的醫用圖像處理裝置,其特征在于,所述多個第一顏色信息為第一色差信號Cr_x、Cb_x,顏色信息轉換部通過所述顏色信息轉換處理,將所述第一色差信號Cr_x、Cb_x轉換為作為所述多個第二顏色信息的第二色差信號Cr_y、Cb_y。8.根據權利要求1至5中任一項所述的醫用圖像處理裝置,其特征在于,所述多個第一顏色信息為表示CIELab空間的色調的第一要素a*_x、b*_x,顏色信息轉換部通過所述顏色信息轉換處理,將所述第一要素a*_x、b*_x轉換為作為所述多個第二顏色信息的第二要素a*_y、b*_y。9.根據權利要求1至5中任一項所述的醫用圖像處理裝置,其特征在于,所述多個第一顏色信息為第一色相H_x和第一彩度S_x,顏色信息轉換部通過所述顏色信息轉換處理,將所述第一色相H_x和所述第一彩度S_x轉換為作為所述多個第二顏色信息的第二色相H_y和第二彩度S_y。10.根據權利要求1至5中任一項所述的醫用圖像處理裝置,其特征在于,所述醫用圖像處理裝置具有:彩色圖像信號轉換部,其將所述多個第二顏色信息轉換為第二彩色圖像信號;和明亮度調整部,其根據由所述第一彩色圖像信號獲得的第一明亮度信息以及由所述第二彩色圖像信號獲得的第二明亮度信息來調整所述第二彩色圖像信號的像素值。11.根據權利要求1至5中任一項所述的醫用圖像處理裝置,其特征在于,所述第一彩色圖像信號為三種顏色的圖像信號,該三種顏色的圖像信號中的至少一種顏色的圖像信號為窄頻帶信號時的所述第一特征空間上的所述第一觀察范圍與所述第二觀察范圍之差D12n大于所述圖像信號全部為寬頻帶信號時的所述第一特征空間上的所述第一觀察范圍與所述第二觀察范圍之差D12b,或者所述三種顏色的圖像信號中的至少一種顏色的圖像信號為窄頻帶信號時的所述第一特征空間上的所述第一觀察范圍與所述第三觀察范圍之差D13n大于所述圖像信號全部為寬頻帶信號時的所述第一特征空間上的所述第一觀察范圍與所述第三觀察范圍之差D13b。12.一種內窺鏡系統,其特征在于,所述內窺鏡系統具備:權利要求4所述的醫用圖像處理裝置;和顯示部,其顯示基于通過所述第一顏色信息轉換處理獲得的多個第二顏色信息的第一特殊圖像、以及基于通過所述第二顏色信息轉換處理獲得的多個第二顏色信息的第二特殊圖像。13.一種醫用圖像處理裝置的工作方法,其特征在于,所述醫用圖像處理裝置的工作方法具備如下步驟:圖像信號輸入處理部對第一彩色圖像信號進行輸入處理的步驟;顏色信息獲取部從所述第一彩色圖像信號中獲取多個第一顏色信息的步驟;以及顏色信息轉換部對所述多個第一顏色信息實施顏色信息轉換處理而將其轉換為多個第二顏色信息的步驟,所述顏色信息轉換處理使由所述多個第二顏色信息形成的第二特征空間中的第一觀察范圍與第二觀察范圍之差D12y大于由所述多個第一顏色信息形成的第一特征空間中的所述第一觀察范圍與所述第二觀察范圍之差D12x,并且所述顏色信息轉換處理使所述第二特征空間中的所述第一觀察范圍與第三觀察范圍之差D13y大于所述第一特征空間中的所述第一觀察范圍與所述第三觀察范圍之差D13x,其中,所述第二觀察范圍分布在不同于所述第一觀察范圍的位置處,所述第三觀察范圍分布在不同于所述第一觀察范圍以及所述第二觀察范圍的位置處。

說明書

技術領域

本發明涉及一種生成強調了正常部與病變部的顏色差異的圖像的醫用圖像處理裝置及其工作方法、以及內窺鏡系統。

背景技術

在醫療領域中,使用了具備光源裝置、內窺鏡以及處理器裝置的內窺鏡系統的診斷被廣泛采用。在該內窺鏡系統中,從內窺鏡向觀察對象照射照明光,基于由內窺鏡的攝像元件對利用該照明光照明中的觀察對象進行拍攝而獲得的圖像信號,將觀察對象的圖像顯示在監視器上。醫生一邊觀看在監視器中顯示的圖像一邊檢測有無病變部。

這里,針對從粘膜表面大幅突起的病變部等形狀、大小與正常部較大程度不同的病變部,能夠容易地進行檢測。然而,針對形狀、大小與正常部幾乎相同的病變部,要大費周折地檢測與正常部的顏色差異。在該情況下,在病變部并沒有太大發展且與正常部幾乎不存在顏色差異時,檢測變得非常困難。

為此,在日本專利3228627號公報中,針對血液量(血紅蛋白指數)偏離基準值的部分,進行使之進一步偏離基準值的處理,從而使正常部和病變部的色差變得明確。

在病變部中,關于胃癌,已知有在胃粘膜中產生萎縮而使胃粘膜以退色調變化的情況。因此,在粘膜中產生了萎縮的萎縮部相對于未產生萎縮的正常部產生顏色差異。通過利用內窺鏡觀察該與正常部的顏色差異來診斷是否患有胃癌(具有認定NPO法人、日本胃癌預測、診斷、治療研究機構推薦的ABC診查)。

這里,在萎縮高度地發展的情況(例如,在ABC診查中包含于C組、D組的情況)下,正常部與萎縮部的顏色差異明確,因而能夠容易地檢測萎縮部。然而,在萎縮正在發展的情況(例如,在ABC診查中包含于B組、C組的情況)下,萎縮部與正常部的色差微小,因而難以僅通過顏色差異來檢測萎縮部。因此,要求即便在如萎縮正在發展那樣萎縮部與正常部的色差微小的情況下,也強調正常部與萎縮部的色差以使萎縮部的檢測變得容易。

需要說明的是,可以考慮通過日本專利3228627號公報的方法來強調萎縮部與正常部的色差。然而,由于萎縮部的顏色不僅受血液量的影響,也受血液量以外的要素的影響,因此在日本專利3228627號公報的方法中,難以強調萎縮部與正常部的色差。

發明內容

本發明的目的在于,提供醫用圖像處理裝置及其工作方法、以及內窺鏡系統,用于生成強調了胃粘膜萎縮后的萎縮部等異常部與正常部的色差的圖像。

本發明的醫用圖像處理裝置具備圖像信號輸入處理部、顏色信息獲取部以及顏色信息轉換部。圖像信號輸入處理部對第一彩色圖像信號進行輸入處理。顏色信息獲取部從第一彩色圖像信號中獲取多個第一顏色信息。顏色信息轉換部對多個第一顏色信息實施顏色信息轉換處理,將其轉換為多個第二顏色信息。顏色信息轉換處理使由多個第二顏色信息形成的第二特征空間中的第一觀察范圍與分布在不同于第一觀察范圍的位置處的第二觀察范圍之差D12y大于由多個第一顏色信息形成的第一特征空間中的第一觀察范圍與第二觀察范圍之差D12x,并且使第二特征空間中的第一觀察范圍與分布在不同于第一以及第二觀察范圍的位置處的第三觀察范圍之差D13y大于第一特征空間中的第一觀察范圍與第三觀察范圍之差D13x。

顏色信息轉換部優選具有進行第一顏色信息轉換處理作為顏色信息轉換處理的第一顏色信息轉換部,所述第一顏色信息轉換處理使第二特征空間中的第一觀察范圍與第一特征空間中的第一觀察范圍的彩度以及色相中的至少一個不同。優選第一顏色信息轉換處理前的差D12x為彩度之差,第一顏色信息轉換處理前的差D13x為色相之差,第一顏色信息轉換處理后的差D12y為彩度以及色相之差,第一顏色信息轉換處理后的差D13y為色相之差。顏色信息轉換部優選具有進行第二顏色信息轉換處理作為顏色信息轉換處理的第二顏色信息轉換部,所述第二顏色信息轉換處理使第二特征空間中的第一觀察范圍與第一特征空間中的第一觀察范圍的彩度以及色相相同。優選第二顏色信息轉換處理前的差D12x為彩度之差,第二顏色信息轉換處理前的差D13x為色相之差,第二顏色信息轉換處理后的差D12y為彩度之差,第二顏色信息轉換處理后的差D13y為色相之差。

優選第一彩色圖像信號為三種顏色的圖像信號,多個第一顏色信息為三種顏色的圖像信號中的兩種顏色的圖像信號間的第一信號比Mx、以及與第一信號比Mx不同的兩種顏色的圖像信號間的第一信號比Nx,顏色信息轉換部通過顏色信息轉換處理,將第一信號比Mx以及第一信號比Nx轉換為作為多個第二顏色信息的第二信號比My以及第二信號比Ny。

優選多個第一顏色信息為第一色差信號Cr_x、Cb_x,顏色信息轉換部通過顏色信息轉換處理,將第一色差信號Cr_x、Cb_x轉換為作為多個第二顏色信息的第二色差信號Cr_y、Cb_y。優選多個第一顏色信息為表示CIELab空間的色調的第一要素a*_x、b*_x,顏色信息轉換部通過顏色信息轉換處理,將第一要素a*_x、b*_x轉換為作為多個第二顏色信息的第二要素a*_y、b*_y。優選多個第一顏色信息為第一色相H_x和第一彩度S_x,顏色信息轉換部通過顏色信息轉換處理,將第一色相H_x和第一彩度S_x轉換為作為多個第二顏色信息的第二色相H_y和第二彩度S_y。

優選醫用圖像處理裝置具有:彩色圖像信號轉換部,其將多個第二顏色信息轉換為第二彩色圖像信號;和明亮度調整部,其根據由第一彩色圖像信號獲得的第一明亮度信息以及由第二彩色圖像信號獲得的第二明亮度信息來調整第二彩色圖像信號的像素值。

優選第一彩色圖像信號為三種顏色的圖像信號,該三種顏色的圖像信號中的至少一種顏色的圖像信號為窄頻帶信號時的第一特征空間上的第一觀察范圍與第二觀察范圍之差D12n大于圖像信號全部為寬頻帶信號時的第一特征空間上的第一觀察范圍與第二觀察范圍之差D12b,或者該三種顏色的圖像信號中的至少一種顏色的圖像信號為窄頻帶信號時的第一特征空間上的第一觀察范圍與第三觀察范圍之差D13n大于圖像信號全部為寬頻帶信號時的第一特征空間上的第一觀察范圍與第三觀察范圍之差D13b。

優選本發明的內窺鏡系統具備:上述記載的本發明的醫用圖像處理裝置;和顯示部,其顯示基于通過第一顏色信息轉換處理獲得的多個第二顏色信息的第一特殊圖像、以及基于通過第二顏色信息轉換處理獲得的多個第二顏色信息的第二特殊圖像。

本發明的內窺鏡系統的工作方法具備輸入處理步驟、顏色信息取得步驟以及轉換步驟。在輸入處理步驟中,圖像信號輸入處理部對第一彩色圖像信號進行輸入處理。在顏色信息取得步驟中,顏色信息獲取部從第一彩色圖像信號中獲取多個第一顏色信息。在轉換步驟中,顏色信息轉換部對多個第一顏色信息實施顏色信息轉換處理而將其轉換為多個第二顏色信息。顏色信息轉換處理使由多個第二顏色信息形成的第二特征空間中的第一觀察范圍與分布在不同于第一觀察范圍的位置處的第二觀察范圍之差D12y大于由多個第一顏色信息形成的第一特征空間中的第一觀察范圍與第二觀察范圍之差D12x,并且使第二特征空間中的第一觀察范圍與分布在不同于第一以及第二觀察范圍的位置處的第三觀察范圍之差D13y大于第一特征空間中的第一觀察范圍與第三觀察范圍之差D13x。

發明效果

根據本發明,能夠生成強調了胃粘膜萎縮后的萎縮部等異常部與正常部的色差的圖像。

附圖說明

圖1是第一實施方式的內窺鏡系統的外觀圖。

圖2是表示第一實施方式的內窺鏡系統的功能的框圖。

圖3是表示紫色光V、藍色光B、綠色光G以及紅色光R的發光光譜的曲線圖。

圖4是表示第一特殊圖像處理部的功能的框圖。

圖5是表示信號比空間用的第一顏色信息轉換處理的說明圖。

圖6是表示在特征空間為ab空間的情況下所使用的特殊圖像處理部的功能的框圖。

圖7是表示ab空間用的第一顏色信息轉換處理的說明圖。

圖8是表示第一處理的說明圖。

圖9是表示矢徑r與矢徑Er之間的關系的曲線圖。

圖10表示通過信號比空間用的第一處理得到的作用/效果的說明圖。

圖11表示通過ab空間用的第一處理得到的作用/效果的說明圖。

圖12是表示信號比空間用的第二處理的說明圖。

圖13是表示角度變更范圍R2內的角度θ的移動范圍的曲線圖。

圖14是表示角度θ與信號比空間用的第二處理后的角度Eθ之間的關系的曲線圖。

圖15表示通過信號比空間用的第二處理得到的作用/效果的說明圖。

圖16表示通過ab空間用的第二處理得到的作用/效果的說明圖。

圖17是表示第二特殊圖像處理部的功能的框圖。

圖18是表示信號比空間用的第二顏色信息轉換處理的說明圖。

圖19是表示ab空間用的第二顏色信息轉換處理的說明圖。

圖20是表示信號比空間用的第三處理的說明圖。

圖21是表示角度變更范圍R3內的角度θ的移動范圍的曲線圖。

圖22是表示角度θ與信號比空間用的第三處理后的角度Eθ之間的關系的曲線圖。

圖23表示通過信號比空間用的第三處理得到的作用/效果的說明圖。

圖24表示通過ab空間用的第三處理得到的作用/效果的說明圖。

圖25是對第一特殊圖像和第二特殊圖像同時進行顯示的監視器的圖像圖。

圖26是表示本發明的一系列流程的流程圖。

圖27是表示具有CrCb空間用的第一顏色信息轉換部的第一特殊圖像處理部的功能的框圖。

圖28是表示CrCb空間用的第一顏色信息轉換處理的說明圖。

圖29是表示具有CrCb空間用的第二顏色信息轉換部的第二特殊圖像處理部的功能的框圖。

圖30是表示CrCb空間用的第二顏色信息轉換處理的說明圖。

圖31是表示CrCb空間用的第一處理的說明圖。

圖32是表示CrCb空間用的第二處理的說明圖。

圖33是表示CrCb空間用的第三處理的說明圖。

圖34是表示具有HS空間用的第一顏色信息轉換部的第一特殊圖像處理部的功能的框圖。

圖35是表示HS空間用的第一顏色信息轉換處理的說明圖。

圖36是表示具有HS空間用的第二顏色信息轉換部的第二特殊圖像處理部的功能的框圖。

圖37是表示HS空間用的第二顏色信息轉換處理的說明圖。

圖38是表示HS空間用的第一處理的說明圖。

圖39是表示HS空間用的第二處理的說明圖。

圖40是表示HS空間用的第三處理的說明圖。

圖41是表示第二實施方式的內窺鏡系統的功能的框圖。

圖42是表示白色光的發光光譜的曲線圖。

圖43是表示特殊光的發光光譜的曲線圖。

圖44是表示第三實施方式的內窺鏡系統的功能的框圖。

圖45是表示旋轉濾光器的俯視圖。

圖46是表示第四實施方式的膠囊內窺鏡系統的功能的圖。

圖47是表示與圖3不同的紫色光V、藍色光B、綠色光G以及紅色光R的發光光譜的曲線圖。

圖48是表示第一B圖像信號為窄頻帶信號的情況下的第一信號比空間上的第二觀察范圍以及第三觀察范圍的位置、和第一B圖像信號為寬頻帶信號的情況下的第一信號比空間上的第二觀察范圍以及第三觀察范圍的位置的說明圖。

具體實施方式

[第一實施方式]

如圖1所示,第一實施方式的內窺鏡系統10具有內窺鏡12、光源裝置14、處理器裝置16、監視器18(顯示部)以及控制臺19。內窺鏡12與光源裝置14光學連接,并且與處理器裝置16電連接。內窺鏡12具有:向被檢體內插入的插入部12a、在插入部12a的基端部分處設置的操作部12b、以及在插入部12a的前端側設置的彎曲部12c及前端部12d。通過對操作部12b的角度旋鈕12e進行操作而使彎曲部12c進行彎曲動作。伴隨著該彎曲動作,前端部12d朝向期望的方向。

此外,在操作部12b中,除了角度旋鈕12e之外還設置有模式切換SW13a。模式切換SW13a用于通常觀察模式、第一特殊觀察模式、第二特殊觀察模式、以及同時觀察模式這四種模式間的切換操作。通常觀察模式是將通常圖像顯示在監視器18上的模式。第一特殊觀察模式是用于對由于胃癌等病變而在胃粘膜中產生萎縮的萎縮部與正常部的邊界進行觀察、且將第一特殊圖像顯示在監視器18上的模式。第二特殊觀察模式是用于對萎縮部與正常部的顏色差異進行觀察、且將第二特殊圖像顯示在監視器18上的模式。同時觀察模式是用于同時進行萎縮部與正常部的邊界的觀察以及萎縮部與正常部的顏色差異的觀察、且將第一特殊圖像和第二特殊圖像同時顯示在監視器18上的模式。

處理器裝置16與監視器18以及控制臺19電連接。監視器18輸出顯示圖像信息等??刂婆_19作為受理功能設定等輸入操作的UI(UserInterface:用戶界面)來發揮功能。需要說明的是,在處理器裝置16上也可以連接記錄圖像信息等的外置的記錄部(省略圖示)。

如圖2所示,光源裝置14具備:V-LED(VioletLightEmittingDiode;紫色發光二極管)20a、B-LED(BlueLightEmittingDiode;藍色發光二極管)20b、G-LED(GreenLightEmittingDiode;綠色發光二極管)20c、R-LED(RedLightEmittingDiode;紅色發光二極管)20d、對這四種顏色的LED20a~20d的驅動進行控制的光源控制部21、以及將由四種顏色的LED20a~20d發出的四種顏色的光的光路耦合的光路耦合部23。由光路耦合部23耦合后的光經由穿過插入部12a內的導光部41以及照明透鏡45而照射至被檢體內。需要說明的是,也可以取代LED而使用LD(LaserDiode;激光二極管)。

如圖3所示,V-LED20a產生中心波長為405±10nm、波長范圍為380~420nm的紫色光V。B-LED20b產生中心波長為460±10nm、波長范圍為420~500nm的藍色光B。G-LED20c產生波長范圍達到480~600nm的綠色光G。R-LED20d產生中心波長達到620~630nm且波長范圍達到600~650nm的紅色光R。

光源控制部21在通常觀察模式、第一特殊觀察模式、第二特殊觀察模式以及同時觀察模式中的任一觀察模式下均將V-LED20a、B-LED20b、G-LED20c以及R-LED20d點亮。因此,紫色光V、藍色光B、綠色光G以及紅色光R這四種顏色的光混色后的光照射至觀察對象。此外,光源控制部21在通常觀察模式時,按照紫色光V、藍色光B、綠色光G、紅色光R之間的光量比成為Vc∶Bc∶Gc∶Rc的方式來控制各LED20a~20d。另一方面,光源控制部21在第一特殊觀察模式、第二特殊觀察模式以及同時觀察模式時,按照紫色光V、藍色光B、綠色光G、紅色光R之間的光量比成為Vs∶Bs∶Gs∶Rs的方式來控制各LED20a~20d。

如圖2所示,導光部41內置在內窺鏡12以及通用線(將內窺鏡12與光源裝置14以及處理器裝置16連接的線)內,用于將由光路耦合部23耦合后的光傳播至內窺鏡12的前端部12d。需要說明的是,能夠使用多模光纖作為導光部41。作為一例,能夠使用芯部直徑為105μm、包層直徑為125μm、包含成為外表層的保護層在內的直徑為的細徑光纜。

在內窺鏡12的前端部12d設置有照明光學系統30a和攝像光學系統30b。照明光學系統30a具有照明透鏡45,來自導光部41的光經由該照明透鏡45照射至觀察對象。攝像光學系統30b具有物鏡46、攝像傳感器48。來自觀察對象的反射光經由物鏡46入射至攝像傳感器48。由此,觀察對象的反射像在攝像傳感器48中成像。

攝像傳感器48為彩色的攝像傳感器,用于拍攝被檢體的反射像并輸出圖像信號。優選該攝像傳感器48是CCD(ChargeCoupledDevice;電荷耦合器件)攝像傳感器、CMOS(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor;互補金屬氧化物半導體)攝像傳感器等。本發明中使用的攝像傳感器48是用于獲得R(紅色)、G(綠色)以及B(藍色)這三種顏色的RGB圖像信號的彩色的攝像傳感器,即該攝像傳感器48是具備設置有R濾光器的R像素、設置有G濾光器的G像素、以及設置有B濾光器的B像素的所謂的RGB攝像傳感器。

需要說明的是,作為攝像傳感器48,也可以取代RGB的彩色的攝像傳感器而采用具備C(藍綠色)、M(品紅色)、Y(黃色)以及G(綠色)的補色濾光器的所謂的補色攝像傳感器。在使用補色攝像傳感器的情況下,由于輸出CMYG這四種顏色的圖像信號,因此需要通過補色-原色顏色轉換而將CMYG這四種顏色的圖像信號轉換為RGB這三種顏色的圖像信號。此外,攝像傳感器48也可以是未設置濾色器的單色攝像傳感器。在該情況下,光源控制部21需要使藍色光B、綠色光G、紅色光R以分時的方式點亮,并且在攝像信號的處理中施加同步化處理。

從攝像傳感器48輸出的圖像信號發送至CDS/AGC電路50。CDS/AGC電路50對作為模擬信號的圖像信號進行相關雙重采樣(CDS(CorrelatedDoubleSampling))、自動增益控制(AGC(AutoGainControl))。經過CDS/AGC電路50后的圖像信號由A/D轉換器(A/D(Analog/Digital)converter)52轉換為數字圖像信號。被A/D轉換后的數字圖像信號輸入至處理器裝置16。

處理器裝置16具備接收部53、DSP(DigitalSignalProcessor;數字信號處理器)56、噪聲去除部58、圖像處理切換部60、通常圖像處理部62、特殊圖像處理部64以及影像信號生成部66。接收部53接收來自內窺鏡12的數字RGB圖像信號。R圖像信號對應于從攝像傳感器48的R像素輸出的信號,G圖像信號對應于從攝像傳感器48的G像素輸出的信號,B圖像信號對應于從攝像傳感器48的B像素輸出的信號。

DSP56針對接收到的圖像信號實施缺陷修正處理、偏置處理、增益修正處理、線性矩陣處理、伽馬轉換處理、去馬賽克處理等各種信號處理。在缺陷修正處理中,攝像傳感器48的缺陷像素的信號被修正。在偏置處理中,從被實施缺陷修正處理后的RGB圖像信號中除掉暗電流成分,設定正確的零電平。在增益修正處理中,通過對偏置處理后的RGB圖像信號乘以特定的增益,由此來調整信號電平。對于增益修正處理后的RGB圖像信號實施用于提高顏色再現性的線性矩陣處理。然后,通過伽馬轉換處理來調整明亮度、彩度。對于線性矩陣處理后的RGB圖像信號實施去馬賽克處理(也稱為均衡化處理、同步化處理),并通過插補來生成各像素中不足的顏色的信號。通過該去馬賽克處理,使所有像素具有RGB各顏色的信號。

噪聲去除部58針對由DSP56實施了伽馬修正等的RGB圖像信號而實施噪聲去除處理(例如移動平均法、中值濾波器法等),由此從RGB圖像信號中去除噪聲。去除噪聲后的RGB圖像信號被發送至圖像處理切換部60。需要說明的是,本發明的“圖像信號輸入處理部”對應于包含接收部53、DSP56以及噪聲去除部58在內的結構。

圖像處理切換部60在通過模式切換SW13a設置為通常觀察模式的情況下,將RGB圖像信號發送至通常圖像處理部62,在設置為第一特殊觀察模式、第二特殊觀察模式、同時觀察模式的情況下,將RGB圖像信號發送至特殊圖像處理部64。

通常圖像處理部62針對RGB圖像信號進行顏色轉換處理、色彩強調處理、構造強調處理。在顏色轉換處理中,針對數字RGB圖像信號進行3×3的矩陣處理、灰度轉換處理、三維LUT處理等,從而轉換為顏色轉換處理完畢的RGB圖像信號。接著,針對顏色轉換處理完畢的RGB圖像信號實施各種色彩強調處理。針對該色彩強調處理完畢的RGB圖像信號進行空間頻率強調等構造強調處理。實施構造強調處理后的RGB圖像信號作為通常圖像的RGB圖像信號而從通常圖像處理部62輸入至影像信號生成部66。

在設定為第一特殊觀察模式、或者第二特殊觀察模式、或者同時觀察模式的情況下,特殊圖像處理部64工作。該特殊圖像處理部64具備生成第一特殊圖像的第一特殊圖像處理部64a、生成第二特殊圖像的第二特殊圖像處理部64b、以及生成用于同時顯示第一特殊圖像和第二特殊圖像的同時顯示用特殊圖像的同時顯示用圖像處理部64c。但是,第一特殊圖像處理部64a不生成第二特殊圖像。此外,第二特殊圖像處理部64b不生成第一特殊圖像。關于這些第一特殊圖像處理部64a、第二特殊圖像處理部64b、同時顯示用圖像處理部64c的詳細內容將在后面敘述。由特殊圖像處理部64生成的第一特殊圖像、第二特殊圖像、同時顯示用特殊圖像的RGB圖像信號被輸入至影像信號生成部66。

影像信號生成部66將從通常圖像處理部62或特殊圖像處理部64輸入的RGB圖像信號轉換為用于作為可由監視器18顯示的圖像來顯示的影像信號?;谠撚跋裥盘?,監視器18分別顯示通常圖像、第一特殊圖像或第二特殊圖像,或者同時顯示第一特殊圖像和第二特殊圖像。

如圖4所示,第一特殊圖像處理部64a具備逆伽馬轉換部70、Log轉換部71、信號比計算部72、信號比空間用的第一顏色信息轉換部73、RGB轉換部77、構造強調部78、逆Log轉換部79以及伽馬轉換部80。此外,第一特殊圖像處理部64a在RGB轉換部77與構造強調部78之間具備明亮度調整部81。

逆伽馬轉換部70針對輸入的RGB圖像信號實施逆伽馬轉換。由于該逆伽馬轉換后的RGB圖像信號是相對于來自檢體的反射率而線性變化的反射率線性RGB信號,因此RGB圖像信號中與檢體的各種生物體信息關聯的信號所占的比例變多。需要說明的是,將反射率線性R圖像信號設為第一R圖像信號,將反射率線性G圖像信號設為第一G圖像信號,將反射率線性B圖像信號設為第一B圖像信號。

Log轉換部71對第一RGB圖像信號(對應于本發明的“第一彩色圖像信號”)分別進行Log轉換。由此,可獲得Log轉換完畢的R圖像信號(logR)、Log轉換完畢的G圖像信號(logG)、Log轉換完畢的B圖像信號(logB)。信號比計算部72(對應于本發明的“顏色信息獲取部”)基于Log轉換完畢的G圖像信號和B圖像信號進行差分處理(logG-logB=logG/B=-log(B/G)),由此來計算第一B/G比(對應于本發明的“第一信號比Mx”)。這里,“第一B/G比”表示省略了-log(B/G)中的“-log”后的情形。此外,基于Log轉換完畢的R圖像信號和G圖像信號進行差分處理(logR-logG=logR/G=-log(G/R)),由此來計算第一G/R比(對應于本發明的“第一信號比Nx”)。第一G/R比與第一B/G比同樣地表示省略了-log(G/R)中的“-log”后的情形。以下,將由第一B/G比、第一G/R比形成的二維顏色空間稱為“第一信號比空間(對應于本發明的“第一特征空間”)”。

需要說明的是,第一B/G比、第一G/R比根據在B圖像信號、G圖像信號、R圖像信號中位于相同位置的像素的像素值而求出。此外,第一B/G比、第一G/R比按照每個像素而求出。此外,由于第一B/G比與血管深度(從粘膜表面到存在特定血管的位置為止的距離)相關,因此若血管深度不同,則第一B/G比也隨之變動。此外,由于第一G/R比與血液量(血紅蛋白指數)相關,因此若血液量有變動,則第一G/R比也隨之變動。

信號比空間用的第一顏色信息轉換部73針對由信號比計算部72求出的第一B/G比、第一G/R比實施信號比空間用的第一顏色信息轉換處理,從而轉換為第二B/G比、第二G/R比。第二B/G比對應于本發明的“第二信號比My”,第二G/R比對應于本發明的“第二信號比Ny”。信號比空間用的第一顏色信息轉換部73由二維LUT(LookUpTable;查找表)構成,將第一B/G比、第一G/R比與進行基于該第一B/G比、第一G/R比的信號比空間用的第一顏色信息轉換處理而獲得的第二B/G比、第二G/R比建立對應來存儲。關于信號比空間用的第一顏色信息轉換處理的詳細內容將在后面敘述。

如圖5(A)所示,在縱軸由第一B/G比形成且橫軸由第一G/R比形成的第一信號比空間中,正常粘膜所分布的第一觀察范圍、因萎縮性胃炎而萎縮的萎縮粘膜所分布的第二觀察范圍、以及存在于因萎縮性胃炎而萎縮的萎縮粘膜下且伴隨著萎縮而隱現的深層血管所分布的第三觀察范圍分布在第一象限中。在該第一信號比空間中,在第一觀察范圍與第二觀察范圍之間存在差D12x(例如,第一觀察范圍的平均值與第二觀察范圍的平均值),在第一觀察范圍與第三觀察范圍之間存在差D13x(例如,第一觀察范圍的平均值與第三觀察范圍的平均值)。差D12x在圖像上關于第一觀察范圍和第二觀察范圍的顏色表現為彩度之差,差D13x在圖像上關于第一觀察范圍和第三觀察范圍的顏色表現為色相之差。

需要說明的是,在圖5(A)中,“第一”表示“第一觀察范圍”,“第二”表示“第二觀察范圍”,“第三”表示“第三觀察范圍”。這些“第一”至“第三”的標記在以下的圖中也相同。此外,在圖5(A)中,省略了縱軸的“第一B/G比”中的“第一”,且省略了橫軸的“第一G/R比”中的“第一”。在以下的圖中也進行相同的省略。

另一方面,如圖5(B)所示,在通過信號比空間用的第一顏色信息轉換處理獲得的第二B/G比、第二G/R比所形成的第二信號比空間(縱軸表示第二B/G比,橫軸表示第二G/R比)中,與第一信號比空間同樣地分別分布有第一觀察范圍、第二觀察范圍、第三觀察范圍。在第二信號比空間(對應于本發明的“第二特征空間”)中,在第一觀察范圍與第二觀察范圍之間存在差D12y(例如,第一觀察范圍的平均值與第二觀察范圍的平均值),在第一觀察范圍與第三觀察范圍之間存在差D13y(例如,第一觀察范圍的平均值與第三觀察范圍的平均值)。

差D12y在圖像上關于第一觀察范圍和第二觀察范圍的顏色表現為彩度以及色相之差,且差D12y比差D12x大。此外,差D13y與差D13x同樣地在圖像上關于第一觀察范圍和第三觀察范圍的顏色表現為色相之差,且差D13y比差D13x大。另外,第二信號比空間上的第一觀察范圍的坐標與第一信號比空間上的第一觀察范圍的坐標不同。即,在信號比空間用的第一顏色信息轉換處理的轉換前后,第一觀察范圍的彩度和色相中的至少一個不同。

如以上那樣,第一觀察范圍與第二觀察范圍之差以及第一觀察范圍與第三觀察范圍之差通過信號比空間用的第一顏色信息轉換處理而變大,且在信號比空間用的第一顏色信息轉換處理的轉換前后,第一觀察范圍的彩度和色相中的至少一個不同。由此,在基于信號比空間用的第一顏色信息轉換處理完畢的第二B/G比、第二G/R比而獲得的第一特殊圖像上,清晰地顯示出存在萎縮粘膜、在萎縮粘膜下因萎縮而不斷隱現的深層血管等的萎縮部與存在正常粘膜的正常部之間的邊界。

需要說明的是,在使用a*、b*來進行ab空間用的第一顏色信息轉換處理的情況下,利用圖6所示的第一特殊圖像處理部84a。第一特殊圖像處理部84a不同于第一特殊圖像處理部64a,不具備逆伽馬轉換部70、Log轉換部71、信號比計算部72、逆Log轉換部79以及伽馬轉換部80。取而代之,第一特殊圖像處理部84a具備Lab轉換部(對應于本發明的“顏色信息獲取部”)83和ab空間用的第一顏色信息轉換部74。關于除此之外的結構,第一特殊圖像處理部84a與第一特殊圖像處理部64a相同。

Lab轉換部83通過眾所周知的Lab轉換處理,將第一RGB圖像信號轉換為L和第一要素a*_x、b*_x(表示CIELab空間的色調的要素a*、b*。以下相同。)。L被送至RGB轉換部77和明亮度調整部81。第一要素a*_x、b*_x被送至第一顏色信息轉換部74。在RGB轉換部77中,將經過第一顏色信息轉換部74后的第二要素a*_y、b*_y和L轉換為第二RGB圖像信號。在明亮度調整部81中,由第一明亮度信息計算部81a使用規定的轉換式將來自Lab轉換部83的L轉換為亮度信號Y。將該轉換后的亮度信號Y設為第一明亮度信息Yin。此外,在第二明亮度信息計算部81b中,根據第二RGB圖像信號來計算第二明亮度信息Yout。在明亮度調整部81中,使用第一明亮度信息Yin和第二明亮度信息Yout來進行第二RGB圖像信號的像素值的調整。需要說明的是,第二明亮度信息Yout的計算方法和第二RGB圖像信號的像素值的調整方法與上述第一特殊圖像處理部64a的情況相同。

這里,圖7(A)表示由第一要素a*_x、b*_x形成的第一ab空間上的第一至第三觀察范圍的分布、第一觀察范圍與第二觀察范圍之差D12x、以及第一觀察范圍與第三觀察范圍之差D13x。另一方面,圖7(B)表示通過ab空間用的第一顏色信息轉換處理獲得的第二要素a*_y、b*_y所形成的第二ab空間上的第一至第三觀察范圍的分布、第一觀察范圍與第二觀察范圍之差D12y、以及第一觀察范圍與第三觀察范圍之差D13y。如上述圖7所示,通過ab空間用的第一顏色信息轉換處理,能夠使第一觀察范圍與第二觀察范圍之差以及第一觀察范圍與第三觀察范圍之差變大。需要說明的是,第一ab空間對應于本發明的“第一特征空間”,第二ab空間對應于本發明的“第二特征空間”。

在RGB轉換部77(對應于本發明的“彩色圖像信號轉換部”)中,使用第一RGB圖像信號中的至少一個圖像信號,將經過信號比空間用的第一顏色信息轉換部73后的第二B/G比、第二G/R比轉換為第二RGB圖像信號(對應于本發明的“第二彩色圖像信號”)。例如,RGB轉換部77基于第一RGB圖像信號中的G圖像信號和第二B/G比進行運算,由此將第二B/G比轉換為第二B圖像信號。此外,RGB轉換部77基于第一RGB圖像信號中的G圖像信號和第二G/R比進行運算,由此將第二G/R比轉換為第二R圖像信號。此外,RGB轉換部77不對第一G圖像信號實施特別轉換,而作為第二G圖像信號輸出。

明亮度調整部81使用第一RGB圖像信號和第二RGB圖像信號來調整第二RGB圖像信號的像素值。利用明亮度調整部81調整第二RGB圖像信號的像素值的原因在于以下的理由。由于利用信號比空間用的第一顏色信息轉換部73進行信號比空間用的第一顏色信息轉換處理,因此第二RGB圖像信號的明亮度有可能比第一RGB圖像信號有大幅改變。因此,通過利用明亮度調整部81對第二RGB圖像信號的像素值進行調整,從而使明亮度調整后的第二RGB圖像信號成為與第一RGB圖像信號相同的明亮度。

明亮度調整部81具備:基于第一RGB圖像信號求出第一明亮度信息Yin的第一明亮度信息計算部81a、和基于第二RGB圖像信號求出第二明亮度信息Yout的第二明亮度信息計算部81b。第一明亮度信息計算部81a按照“kr×第一R圖像信號的像素值+kg×第一G圖像信號的像素值+kb×第一B圖像信號的像素值”這一運算式來計算第一明亮度信息Yin。在第二明亮度信息計算部81b中,也與第一明亮度信息計算部81a同樣地按照與上述相同的運算式來計算第二明亮度信息Yout。當求出第一明亮度信息Yin和第二明亮度信息Yout時,明亮度調整部81基于以下的式(E1)~(E3)進行運算,由此來調整第二RGB圖像信號的像素值。

(E1):R*=第二R圖像信號的像素值×Yin/Yout

(E2):G*=第二G圖像信號的像素值×Yin/Yout

(E3):B*=第二B圖像信號的像素值×Yin/Yout

其中,“R*”表示明亮度調整后的第二R圖像信號,“G*”表示明亮度調整后的第二G圖像信號,“B*”表示明亮度調整后的第二B圖像信號。此外,“kr”、“kg”、“kb”是位于“0”~“1”的范圍內的任意的常數。

在構造強調部78中,針對由明亮度調整部81進行明亮度調整后的第二RGB圖像信號實施構造強調處理。作為構造強調處理,使用的是頻率濾波等。逆Log轉換部79針對經過構造強調部78后的第二RGB圖像信號實施逆Log轉換。由此,可獲得具有反對數的像素值的第二RGB圖像信號。伽馬轉換部80針對經過逆Log轉換部79后的第二RGB圖像信號實施伽馬轉換。由此,可獲得具有適于監視器18等輸出設備的灰度的第二RGB圖像信號。經過伽馬轉換部80后的RGB圖像信號作為第一特殊圖像的RGB圖像信號被送至同時顯示用圖像處理部64c或影像信號生成部66。

信號比空間用的第一顏色信息轉換處理包括極坐標轉換處理、信號比空間用的第一處理和第二處理、以及正交坐標轉換處理。首先,針對由信號比計算部72獲得的第一B/G比、第一G/R比實施極坐標轉換處理,由此轉換為矢徑r和角度θ。接下來,進行信號比空間用的第一處理。如圖8所示,在第一信號比空間中,變更位于矢徑變更范圍R1內的坐標P1的矢徑r而不變更矢徑變更范圍R1外的坐標的矢徑。矢徑變更范圍R1是在矢徑r從“rA”到“rB”的范圍內且角度θ從“θA”到“θB”的范圍內(rA<rB、θA<θB)。該矢徑變更范圍R1是包含因萎縮性胃炎而萎縮的萎縮粘膜所分布的第二觀察范圍在內的區域,并被設定為不包含正常粘膜所分布的第一觀察范圍、和存在于因萎縮性胃炎而萎縮的萎縮粘膜下且伴隨著萎縮而隱現的深層血管所分布的第三觀察范圍。

需要說明的是,在信號比空間用的第一處理中,不對矢徑變更范圍R1的坐標的角度θ進行變更。此外,優選在信號比空間用的第一處理中,在矢徑r從“rp”到“rB”的范圍內,進行以矢徑變化率比“1”大的矢徑變化率Vx來變更矢徑r的擴展處理,在矢徑r從“rA”到“rp”的范圍內,進行以矢徑變化率比“1”小的矢徑變化率Vy來變更矢徑r的壓縮處理。需要說明的是,在矢徑變化率為“1”的情況下,即使進行變更矢徑r的處理,矢徑r的大小也不發生變化。

這里,由“直線L1”的斜率來表示矢徑變化率,在從“rp”到“rB”的范圍內直線L1的斜率大于“1”,而在從“rA”到“rp”的范圍內直線L1的斜率小于“1”(參照圖9),其中,該“直線L1”表示將矢徑r和矢徑Er建立關系的線CV1的切線。此外,在矢徑變更范圍R1外,直線L1的斜率變為“1”(參照圖9)。

通過進行以上的信號比空間用的第一處理,從而如圖9所示,矢徑變更范圍R1內的矢徑r被變更為比矢徑r小的矢徑Er。相對于此,矢徑變更范圍R1外的矢徑r被轉換(恒等轉換)為與矢徑r大小相同的矢徑Er。

如圖10(A)所示,在信號比空間用的第一處理前,第一觀察范圍、第二觀察范圍以及第三觀察范圍分別接近,但在信號比空間用的第一處理后,如圖10(B)所示,在第一觀察范圍和第三觀察范圍的坐標維持不變的狀態下,僅第二觀察范圍的坐標移動至包含原點在內的基準范圍?;鶞史秶遣话盘柋瓤臻g用的第一處理后的第一觀察范圍以及第三觀察范圍的低彩度的范圍。

需要說明的是,如圖11所示,在多個第一顏色信息為第一要素a*_x、b*_x的情況下,也通過ab空間用的第一處理,在第一觀察范圍和第三觀察范圍的坐標維持不變的狀態下,僅第二觀察范圍的坐標移動至包含原點在內的基準范圍。這里,圖11(A)表示ab空間用的第一處理前的第一至第三觀察范圍的分布,圖11(B)表示ab空間用的第一處理后的第一至第三觀察范圍的分布。

如圖12所示,在信號比空間用的第二處理中,變更位于角度變更范圍R2內的坐標P2的角度θ,而針對角度變更范圍R2外的坐標不進行角度θ的變更。角度變更范圍R2被設定為包含第一觀察范圍和第三觀察范圍。需要說明的是,在信號比空間用的第二處理中,不對角度變更范圍R2的坐標的矢徑r進行變更。

在角度變更范圍R2中,在第一觀察范圍與第三觀察范圍之間設定有第一中心線CL1。第一中心線CL1的角度為θc。在信號比空間用的第二處理中,使角度變更范圍R2中的角度θc以下的角度θ向順時針方向A1旋轉,而使角度θc以上的角度θ向逆時針方向A2旋轉。需要說明的是,優選針對從第一中心線CL1起一定的范圍R2x的角度θ,進行以角度變化率比“1”大的角度變化率Wx來變更的擴展處理,針對超出范圍R2x的范圍R2y的角度θ,進行以角度變化率比“1”小的角度變化率Wy來變更的壓縮處理。此外,優選通過信號比空間用的第二處理而使角度變更范圍R2的坐標在從第一中心線CL1起±90度的范圍(在信號比空間中將“正”的橫軸設為0°且將角度由0°至360°來表現的情況下,從“270°+θc”到“θc+90°”為止的范圍P(參照圖13))內移動。需要說明的是,在角度變化率為“1”的情況下,即使進行變更角度θ的處理,角度θ的大小也不發生變化。

這里,由“直線L2”的斜率來表示角度變化率,在范圍R2x內直線L2的斜率大于“1”,而在范圍R2y內直線L2的斜率小于“1”(參照圖14),其中,該“直線L2”表示將角度θ和角度Eθ建立關系的線CV2的切線。此外,在角度變更范圍R2外,直線L2的斜率變為“1”(參照圖14)。

通過進行以上的信號比空間用的第二處理,從而如圖14所示,角度變更范圍R2內的角度θc以下的角度θ被變更為比角度θ小的角度Eθ,另一方面,角度θc以上的角度θ被變更為比角度θ大的角度Eθ。相對于此,角度變更范圍R2外的角度θ被轉換(恒等轉換)為與角度θ大小相同的角度Eθ。

如圖15(A)所示,在信號比空間用的第二處理前,第一觀察范圍和第三觀察范圍與第二觀察范圍分離,但第一觀察范圍與第三觀察范圍相互接近。在信號比空間用的第二處理后,如圖15(B)所示,在第二觀察范圍的坐標維持在基準范圍的狀態下,第一觀察范圍的坐標的大部分移動至信號比空間的第二象限,另一方面,第三觀察范圍的坐標的大部分移動至信號比空間的第四象限。當信號比空間用的第二處理完成時,針對信號比空間用的第二處理完畢的矢徑r和角度θ實施正交坐標轉換處理。由此,獲得第二B/G比、第二G/R比。

需要說明的是,如圖16所示,在多個第一顏色信息為第一要素a*_x、b*_x的情況下,也通過ab空間用的第二處理,在第二觀察范圍的坐標維持在基準范圍的狀態下,第一觀察范圍的坐標的大部分移動至第二ab空間的第二象限,另一方面,第三觀察范圍的坐標的大部分移動至第二ab空間的第四象限。這里,圖16(A)表示ab空間用的第二處理前的第一至第三觀察范圍的分布,圖16(B)表示ab空間用的第二處理后的第一至第三觀察范圍的分布。此外,針對在ab空間用的第一處理以及第二處理后獲得的第二RGB圖像信號,優選通過明亮度調整部81進行像素值的調整。第二RGB圖像信號的像素值調整方法與上述相同。

第二特殊圖像處理部64b具備與第一特殊圖像處理部64a大致相同的結構,但取代信號比空間用的第一顏色信息轉換部73而具有信號比空間用的第二顏色信息轉換部90(參照圖17)。信號比空間用的第二顏色信息轉換部90針對由信號比計算部72求出的第一B/G比、第一G/R比實施信號比空間用的第二顏色信息轉換處理,轉換為第二B/G比、第二G/R比(對應于本發明的“多個第二顏色信息”)。信號比空間用的第二顏色信息轉換部90由二維LUT(LookUpTable)構成,將第一B/G比、第一G/R比與進行基于該第一B/G比、第一G/R比的信號比空間用的第二顏色信息轉換處理而獲得的第二B/G比、第二G/R比建立對應來存儲。關于信號比空間用的第二顏色信息轉換處理的詳細內容將在后面敘述。

如圖18(A)所示,在縱軸由第一B/G比形成且橫軸由第一G/R比形成的第一信號比空間中,分布有第一觀察范圍、第二觀察范圍以及第三觀察范圍,且在第一觀察范圍與第二觀察范圍之間存在差D12x(例如,第一觀察范圍的平均值與第二觀察范圍的平均值),在第一觀察范圍與第三觀察范圍之間存在差D13x(例如,第一觀察范圍的平均值與第三觀察范圍的平均值)(與圖5(A)相同)。

另一方面,如圖18(B)所示,在通過信號比空間用的第二顏色信息轉換處理獲得的第二B/G比、第二G/R比所形成的第二信號比空間(縱軸表示第二B/G比,橫軸表示第二G/R比)中,分別與第一信號比空間同樣地分布有第一觀察范圍、第二觀察范圍、第三觀察范圍。在第二信號比空間中,在第一觀察范圍與第二觀察范圍之間存在差D12y(例如,第一觀察范圍的平均值與第二觀察范圍的平均值),在第一觀察范圍與第三觀察范圍之間存在差D13y(例如,第一觀察范圍的平均值與第三觀察范圍的平均值)。

差D12y與差D12x同樣地在圖像上關于第一觀察范圍和第二觀察范圍的顏色表現為彩度之差,且差D12y比差D12x大。此外,差D13y與差D13x同樣地在圖像上關于第一觀察范圍和第三觀察范圍的顏色表現為色相之差,且差D13y比差D13x大。另外,第二信號比空間上的第一觀察范圍的坐標與第一信號比空間上的第一觀察范圍的坐標相同。即,在信號比空間用的第二顏色信息轉換處理的轉換前后,第一觀察范圍的彩度和色相相同。

如以上那樣,第一觀察范圍與第二觀察范圍之差以及第一觀察范圍與第三觀察范圍之差通過信號比空間用的第一顏色信息轉換處理而變大,且在信號比空間用的第二顏色信息轉換處理的轉換前后,第一觀察范圍的彩度和色相相同。由此,在由信號比空間用的第二顏色信息轉換處理完畢的第二B/G比、第二G/R比獲得的第二特殊圖像上,維持正常部的顏色進行顯示,另一方面,以退色調顯示產生了萎縮性胃炎的萎縮部中的萎縮粘膜。此外,在第二特殊圖像上,通過使在萎縮粘膜下因萎縮而不斷隱現的深層血管的顏色從紅色向品紅色等顏色變化而能夠清晰地顯示。因而,第二特殊圖像以產生了萎縮性胃炎時的原本的顏色顯示,因此正常部與萎縮部的顏色差異變得明確。

需要說明的是,在多個第一顏色信息為第一要素a*_x、b*_x的情況下,針對第一要素a*_x、b*_x實施與上述的信號比空間用的第二顏色信息轉換處理相同的ab空間用的第二顏色信息轉換處理,從而能夠得到與上述相同的作用效果。

這里,圖19(A)表示由第一要素a*_x、b*_x形成的第一ab空間上的第一至第三觀察范圍的分布、第一觀察范圍與第二觀察范圍之差D12x、以及第一觀察范圍與第三觀察范圍之差D13x。另一方面,圖19(B)表示通過ab空間用的第二顏色信息轉換處理獲得的第二要素a*_y、b*_y所形成的第二ab空間上的第一至第三觀察范圍的分布、第一觀察范圍與第二觀察范圍之差D12y、以及第一觀察范圍與第三觀察范圍之差D13y。如該圖19所示,通過ab空間用的第二顏色信息轉換處理,能夠在維持第一觀察范圍的坐標的狀態下,使第一觀察范圍與第二觀察范圍之差以及第一觀察范圍與第三觀察范圍之差變大。

信號比空間用的第二顏色信息轉換處理由極坐標轉換處理、信號比空間用的第一處理和第三處理、以及正交坐標轉換處理構成。關于極坐標轉換處理、信號比空間用的第一處理、正交坐標轉換處理與上述相同,因而省略說明。

在信號比空間用的第三處理中,基于信號比空間用的第一處理后的矢徑r和角度θ,通過角度θ的變更,在維持第一觀察范圍的坐標的狀態下使第三觀察范圍的坐標移動。如圖20所示,在信號比空間用的第三處理中,變更位于角度變更范圍R3內的坐標P3的角度θ,另一方面,針對角度變更范圍R3外的坐標不進行角度θ的變更。角度變更范圍R3設定為包含第三觀察范圍且不包含第一觀察范圍。需要說明的是,在信號比空間用的第三處理中,不對角度變更范圍R3的坐標的矢徑r進行變更。

在角度變更范圍R3中,在第一觀察范圍與第三觀察范圍之間設定有第二中心線CL2。第二中心線CL2的角度為θd,使角度變更范圍R3中的角度θd以下的角度θ向順時針方向旋轉。需要說明的是,優選針對從第二中心線CL2起一定的范圍R3x的角度θ,進行以角度變化率比“1”大的角度變化率Wx來變更的擴展處理,針對超出范圍R3x的范圍R3y的角度θ,進行以角度變化率比“1”小的角度變化率Wy來變更的壓縮處理。此外,優選通過信號比空間用的第三處理而使角度變更范圍R3的坐標在從第二中心線CL2起-90度的范圍(在信號比空間中將“正”的橫軸設為0°且將角度由0°至360°來表現的情況下,從“270°+θd”到“θd”為止的范圍Q(參照圖21))內移動。需要說明的是,在角度變化率為“1”的情況下,即使進行變更角度θ的處理,角度θ的大小也不發生變化。

這里,由“直線L3”的斜率來表示角度變化率,在范圍R3x內直線L3的斜率大于“1”,而在范圍R3y內直線L3的斜率小于“1”(參照圖22),其中,該“直線L3”表示將角度θ和角度Eθ建立關系的線CV3的切線。此外,在角度變更范圍R3外,直線L3的斜率變為“1”(參照圖22)。

通過進行以上的信號比空間用的第三處理,從而如圖22所示,在角度變更范圍R3內,角度θ被變更為比角度θ小的角度Eθ。相對于此,角度變更范圍R3外的角度θ被轉換(恒等轉換)為與角度θ大小相同的角度Eθ。

如圖23(A)所示,在信號比空間用的第三處理前,第一觀察范圍以及第三觀察范圍與第二觀察范圍分離,但第一觀察范圍與第三觀察范圍相互接近。在信號比空間用的第三處理后,如圖23(B)所示,在將第二觀察范圍的坐標維持在基準范圍且維持第一觀察范圍的坐標不變的狀態下,第三觀察范圍的坐標的大部分移動至信號比空間的第四象限。該第三觀察范圍的坐標的從第一象限向第四象限的移動相當于在第二特殊圖像上維持彩度不變而使色相變化。由此,第一觀察范圍、第二觀察范圍、以及第三觀察范圍的坐標完全地分離。

需要說明的是,如圖24所示,在多個第一顏色信息為第一要素a*_x、b*_x的情況下,也通過ab空間用的第三處理,在將第二觀察范圍的坐標維持在基準范圍且維持第一觀察范圍的坐標不變的狀態下,使第三觀察范圍的坐標的大部分移動至第二ab空間的第四象限。這里,圖24(A)表示ab空間用的第三處理前的第一至第三觀察范圍的分布,圖24(B)表示ab空間用的第三處理后的第一至第三觀察范圍的分布。此外,針對在ab空間用的第一處理以及第三處理后獲得的第二RGB圖像信號,優選通過明亮度調整部81進行像素值的調整。第二RGB圖像信號的像素值調整方法與上述相同。

同時顯示用圖像處理部64c基于由第一特殊圖像處理部64a和第二特殊圖像處理部64b生成的第一特殊圖像和第二特殊圖像來生成同時顯示用特殊圖像。如圖25所示,監視器18基于同時顯示用特殊圖像,在一側顯示第一特殊圖像,在另一側顯示第二特殊圖像。由于在第一特殊圖像中正常部與萎縮部的邊界非常清晰,因此第一特殊圖像是容易掌握萎縮部的位置等的圖像,然而由于正常部以并非原本的胃粘膜的顏色的偽彩色顯示,因此第一特殊圖像成為對醫生而言有不適感的圖像。另一方面,第二特殊圖像與第一特殊圖像相比,正常部與萎縮部的邊界在某種程度上清晰,并且正常部的顏色以原本的胃的顏色顯示,因此第二特殊圖像成為對醫生而言毫無不適感的圖像。通過同時顯示這兩個第一特殊圖像和第二特殊圖像,能夠在掌握正常部的顏色的同時檢測正常部與萎縮部的邊界。

接下來,按照圖26的流程圖來說明本發明的一系列流程。首先,設置為通常觀察模式,將內窺鏡12的插入部12a插入檢體內。在插入部12a的前端部12d到達胃之后,對模式切換SW13a進行操作,從通常觀察模式切換為第一、第二特殊觀察模式。需要說明的是,在一邊觀察第一特殊圖像和第二特殊圖像這雙方一邊進行萎縮性胃炎的診斷的情況下,切換為同時觀察模式。

基于切換為第一、第二特殊觀察模式后獲得的RGB圖像信號,通過信號比計算部72來計算第一B/G比、第一G/R比。接著,在設定為第一特殊觀察模式的情況下,利用信號比空間用的第一顏色信息轉換部73,通過信號比空間用的第一顏色信息轉換處理而將第一B/G比、第一G/R比轉換為第二B/G比、第二G/R比?;谛盘柋瓤臻g用的第一顏色信息轉換處理完畢的第二B/G比、第二G/R比來生成第一特殊圖像。第一特殊圖像顯示在監視器18上。

另一方面,在設定為第二特殊觀察模式的情況下,利用信號比空間用的第二顏色信息轉換部90(參照圖17),通過信號比空間用的第二顏色信息轉換處理而將第一B/G比、第一G/R比轉換為第二B/G比、第二G/R比?;谛盘柋瓤臻g用的第二顏色信息轉換處理完畢的第二B/G比、第二G/R比來生成第二特殊圖像。第二特殊圖像顯示在監視器18上。

需要說明的是,同時觀察模式不限于同時顯示第一特殊圖像和第二特殊圖像,例如也可以同時顯示第一特殊圖像和通常圖像。此外還可以同時顯示第二特殊圖像和通常圖像。在該情況下,分別由通常圖像處理部62和特殊圖像處理部64生成顯示圖像,經過影像信號生成部66而顯示在監視器18上。

此外,在同時觀察模式中,也可以同時顯示第一特殊圖像和未進行信號比空間用的第一顏色信息轉換處理以及第二顏色信息轉換處理中的任一處理的第三特殊圖像。該第三特殊圖像由設置于特殊圖像處理部64的第三特殊圖像處理部(未圖示)生成。此時的第三特殊圖像處理部與第一、第二特殊圖像處理部64a、64b不同,不具備信號比空間用的第一顏色信息轉換處理以及第二顏色信息轉換處理所需的信號比空間用的第一顏色信息轉換部以及第二顏色信息轉換部。除此之外,與第一、第二特殊圖像處理部64a、64b相同。需要說明的是,在生成第三特殊圖像時,優選在紫色光V的光強度比藍色光B、綠色光G、紅色光R的光強度大的狀態下發出各種顏色的光。以這樣的發光條件為基礎而獲得的第三特殊圖像成為在圖像整體維持明亮狀態的狀態下強調顯示表層血管的圖像。

需要說明的是,在上述實施方式中,通過信號比計算部72根據第一RGB圖像信號求出第一B/G比、第一G/R比,將這些第一B/G比、第一G/R比通過信號比空間用的第一以及第二顏色信息轉換處理轉換為第二B/G比、第二G/R比,但也可以根據第一RGB圖像信號求出與第一B/G比、第一G/R比不同的多個第一顏色信息,并將該多個第一顏色信息通過特定的特征空間用的第一以及第二顏色信息轉換處理轉換為多個第二顏色信息。

例如,也可以求出色差信號Cr、Cb作為多個顏色信息,并針對色差信號Cr、Cb實施CrCb空間用的第一以及第二顏色信息轉換處理。CrCb空間用的第一顏色信息轉換處理利用圖27示出的第一特殊圖像處理部94a來進行。第一特殊圖像處理部94a與第一特殊圖像處理部64a不同,不具備逆伽馬轉換部70、Log轉換部71、信號比計算部72、信號比空間用的第一顏色信息轉換部73、逆Log轉換部79以及伽馬轉換部80。取而代之,第一特殊圖像處理部94a具備亮度/色差信號轉換部85、CrCb空間用的第一顏色信息轉換部86。關于除此之外的結構,第一特殊圖像處理部94a與第一特殊圖像處理部64a相同。

亮度/色差信號轉換部85(對應于本發明的“顏色信息獲取部”)將第一RGB圖像信號轉換為亮度信號Y和第一色差信號Cr_x、Cb_x。在向第一色差信號Cr_x、Cb_x的轉換中使用眾所周知的轉換式。第一色差信號Cr_x、Cb_x被送至CrCb空間用的第一顏色信息轉換部86。亮度信號Y被送至RGB轉換部77和明亮度調整部81。在RGB轉換部77中,將CrCb空間用的第一顏色信息轉換處理完畢的第二色差信號Cr_y、Cb_y和亮度信號Y轉換為第二RGB圖像信號。在明亮度調整部81中,使用亮度信號Y作為第一明亮度信息Yin,并且使用由第二明亮度信息計算部81b求出的第二明亮度信息作為第二明亮度信息Yout,從而進行第二RGB圖像信號的像素值的調整。另外,第二明亮度信息Yout的計算方法和第二RGB圖像信號的像素值的調整方法與上述第一特殊圖像處理部64a的情況相同。

CrCb空間用的第一顏色信息轉換部86針對第一色差信號Cr_x、Cb_x實施CrCb空間用的第一顏色信息轉換處理,轉換為第二色差信號Cr_y、Cb_y。CrCb空間用的第一顏色信息轉換部86由二維LUT(LookUpTable)構成,將第一色差信號Cr_x、Cb_x與進行基于該第一色差信號Cr_x、Cb_x的CrCb空間用的第一顏色信息轉換處理而獲得的第二色差信號Cr_y、Cb_y建立對應來存儲。關于CrCb空間用的第一顏色信息轉換處理的詳細內容將在后面敘述。

如圖28(A)所示,在由第一色差信號Cr_x、Cb_x形成的第一CrCb空間(對應于本發明的“第一特征空間”)中,第一觀察范圍、第二觀察范圍以及第三觀察范圍分布在第二象限中。在該第一CrCb空間中,在第一觀察范圍與第二觀察范圍之間存在差D12x(例如,第一觀察范圍的平均值與第二觀察范圍的平均值),在第一觀察范圍與第三觀察范圍之間存在差D13x(例如,第一觀察范圍的平均值與第三觀察范圍的平均值)。差D12x在圖像上關于第一觀察范圍和第二觀察范圍的顏色表現為彩度之差,差D13x在圖像上關于第一觀察范圍和第三觀察范圍的顏色表現為色相之差。

另一方面,如圖28(B)所示,在通過CrCb空間用的第一顏色信息轉換處理獲得的第二色差信號Cr_y、Cb_y所形成的第二CrCb空間中,第一觀察范圍、第二觀察范圍、第三觀察范圍分別分布在不同的象限中。在該第二CrCb空間(對應于本發明的“第二特征空間”)中,在第一觀察范圍與第二觀察范圍之間存在差D12y(例如,第一觀察范圍的平均值與第二觀察范圍的平均值),在第一觀察范圍與第三觀察范圍之間存在差D13y(例如,第一觀察范圍的平均值與第三觀察范圍的平均值)。

差D12y在圖像上關于第一觀察范圍和第二觀察范圍的顏色表現為彩度以及色相之差。此外,差D12y比差D12x大。另一方面,差D13y在圖像上關于第一觀察范圍和第三觀察范圍的顏色表現為色相之差。此外,差D13y比差D13x大。另外,第二CrCb空間上的第一觀察范圍的坐標與第一CrCb空間上的第一觀察范圍的坐標不同。即,在CrCb空間用的第一顏色信息轉換處理的轉換前后,第一觀察范圍的彩度和色相中的至少一個不同。

如以上那樣,通過CrCb空間用的第一顏色信息轉換處理而使第一觀察范圍與第二觀察范圍之差以及第一觀察范圍與第三觀察范圍之差變大,并且在轉換處理的前后,能夠使第一觀察范圍的彩度和色相中的至少一個不同。因此,根據CrCb空間用的第一顏色信息轉換處理完畢的第二色差信號Cr_y、Cb_y,能夠獲得與上述相同的第一特殊圖像。

CrCb空間用的第二顏色信息轉換處理利用與第一特殊圖像處理部94a具有大致相同的結構的第二特殊圖像處理部94b(參照圖29)來進行。該第二特殊圖像處理部除了取代CrCb空間用的第一顏色信息轉換部86而具有CrCb空間用的第二顏色信息轉換部之外,與第一特殊圖像處理部94a相同。

CrCb空間用的第二顏色信息轉換部針對第一色差信號Cr_x、Cb_x實施CrCb空間用的第二顏色信息轉換處理,轉換為第二色差信號Cr_y、Cb_y。CrCb空間用的第二顏色信息轉換部由二維LUT(LookUpTable)構成,將第一色差信號Cr_x、Cb_x與進行基于該第一色差信號Cr_x、Cb_x的CrCb空間用的第二顏色信息轉換處理而獲得的第二色差信號Cr_y、Cb_y建立對應來存儲。關于CrCb空間用的第二顏色信息轉換處理的詳細內容將在后面敘述。

如圖30(A)所示,在由第一色差信號Cr_x、Cb_x形成的第一CrCb空間中,與圖28(A)同樣地,第一觀察范圍、第二觀察范圍以及第三觀察范圍分布在第二象限中,且在第一觀察范圍與第二觀察范圍以及第三觀察范圍之間具有差D12x(彩度之差)以及差D13x(色相之差)。另一方面,如圖30(B)所示,在通過CrCb空間用的第二顏色信息轉換處理獲得的第二色差信號Cr_y、Cb_y所形成的第二CrCb空間中,第一觀察范圍、第二觀察范圍分布在相同的第二象限中,但僅第三觀察范圍分布在第一象限中。在該第二CrCb空間中,在第一觀察范圍與第二觀察范圍之間存在差D12y,在第一觀察范圍與第三觀察范圍之間存在差D13y。

差D12y在圖像上關于第一觀察范圍和第二觀察范圍的顏色表現為彩度之差。此外,差D12y比差D12x大。另一方面,差D13y在圖像上關于第一觀察范圍和第三觀察范圍的顏色表現為色相之差。此外,差D13y比差D13x大。另外,第二CrCb空間上的第一觀察范圍的坐標與第一CrCb空間上的第一觀察范圍的坐標相同。即,在CrCb空間用的第二顏色信息轉換處理的轉換前后,第一觀察范圍的彩度和色相相同。

如以上那樣,通過CrCb空間用的第二顏色信息轉換處理而使第一觀察范圍與第二觀察范圍之差以及第一觀察范圍與第三觀察范圍之差變大,并且在轉換處理的前后,能夠使第一觀察范圍的彩度和色相相同。因此,根據CrCb空間用的第二顏色信息轉換處理完畢的第二色差信號Cr_y、Cb_y,能夠獲得與上述相同的第二特殊圖像。

CrCb空間用的第一顏色信息轉換處理由極坐標轉換處理、CrCb空間用的第一處理及第二處理、以及正交坐標轉換處理構成。首先,針對第一色差信號Cr_x、Cb_x進行極坐標轉換處理,轉換為矢徑r和角度θ。接著,在CrCb空間用的第一處理中,如圖31所示,變更第二觀察范圍的坐標的矢徑,使第二觀察范圍的坐標移動至包含第一CrCb空間上的原點在內的基準范圍?;鶞史秶遣话珻rCb空間用的第一處理后的第一觀察范圍以及第三觀察范圍的低彩度的范圍。另一方面,在CrCb空間用的第一處理中,維持CrCb空間上的第一觀察范圍和第三觀察范圍的坐標。這里,各范圍的移動方法與信號比空間用的第一處理的情況相同。

如圖32所示,在CrCb空間用的第二處理中,按照在將第二觀察范圍維持在基準范圍的狀態下移動第一觀察范圍以及第三觀察范圍的方式進行處理,以使第一觀察范圍與第三觀察范圍的坐標相互分離。使該第一觀察范圍以及第三觀察范圍移動的方法與信號比空間用的第二處理的情況相同,通過對角度進行擴展/壓縮來進行。CrCb空間用的第二處理后的矢徑r和角度0通過正交坐標轉換處理而轉換為第二色差信號Cr_y、Cb_y。

CrCb空間用的第二顏色信息轉換處理由極坐標轉換處理、CrCb空間用的第一處理及第三處理、以及正交坐標轉換處理構成。關于極坐標轉換處理、CrCb空間用的第一處理以及正交坐標轉換處理,與CrCb空間用的第一顏色信息轉換處理的情況相同。

如圖33所示,在CrCb空間用的第三處理中,按照在將第二觀察范圍維持在基準范圍且維持第一觀察范圍的坐標的狀態下僅移動第三觀察范圍的方式進行處理,以使第一觀察范圍與第三觀察范圍分離。使該第三觀察范圍移動的方法與信號比空間用的第三處理的情況相同,通過對角度進行擴展/壓縮來進行。

此外,也可以求出色相H(Hue)和彩度S(Saturation)作為顏色信息,并針對色相H(Hue)和彩度S(Saturation)實施HS空間用的第一以及第二顏色信息轉換處理。HS空間用的第一顏色信息轉換處理利用圖34示出的第一特殊圖像處理部96a來進行。第一特殊圖像處理部96a與第一特殊圖像處理部64a不同,不具備逆伽馬轉換部70、Log轉換部71、信號比計算部72、信號比空間用的第一顏色信息轉換部73、逆Log轉換部79、以及伽馬轉換部80。取而代之,第一特殊圖像處理部96a具備HSV轉換部87和HS空間用的第一顏色信息轉換部88。關于除此之外的結構,第一特殊圖像處理部96a與第一特殊圖像處理部64a相同。

HSV轉換部87(對應于本發明的“顏色信息獲取部”)將第一RGB圖像信號轉換為第一色相H_x、第一彩度S_x和明度V。在向第一色相H_x、第一彩度S_x、明度V的轉換中使用眾所周知的轉換式。第一色相H_x、第一彩度S_x被送至HS空間用的第一顏色信息轉換部88。明度V被送至RGB轉換部77。在RGB轉換部77中,將HS空間用的第一顏色信息轉換處理完畢的第二色相H_y、第二彩度S_y和明度V轉換為第二RGB圖像信號。在明亮度調整部81中,將由第一明亮度信息計算部81a求出的第一明亮度信息作為第一明亮度信息Yin,將由第二明亮度信息計算部81b求出的第二明亮度信息作為第二明亮度信息Yout,使用上述第一明亮度信息和第二明亮度信息來進行第二RGB圖像信號的像素值的調整。需要說明的是,第一明亮度信息Yin、第二明亮度信息Yout的計算方法、以及第二RGB圖像信號的像素值的調整方法與上述第一特殊圖像處理部64a的情況相同。

HS空間用的第一顏色信息轉換部88針對第一色相H_x、第一彩度S_x實施HS空間用的第一顏色信息轉換處理,轉換為第二色相H_y、第二彩度S_y。HS空間用的第一顏色信息轉換部88由二維LUT(LookUpTable)構成,將第一色相H_x、第一彩度S_x與進行基于該第一色相H_x、第一彩度S_x的HS空間用的第一顏色信息轉換處理而獲得的第二色相H_y、第二彩度S_y建立對應來存儲。關于HS空間用的第一顏色信息轉換處理的詳細內容將在后面敘述。

如圖35(A)所示,在縱軸由第一彩度S_x形成且橫軸由第一色相H_x形成的第一HS空間(對應于本發明的“第一特征空間”)中,第一觀察范圍、第二觀察范圍以及第三觀察范圍分布在第一象限中。在該第一HS空間中,在第一觀察范圍與第二觀察范圍之間存在差D12x(例如,第一觀察范圍的平均值與第二觀察范圍的平均值),在第一觀察范圍與第三觀察范圍之間存在差D13x(例如,第一觀察范圍的平均值與第三觀察范圍的平均值)。差D12x在圖像上關于第一觀察范圍和第二觀察范圍的顏色表現為彩度之差,差D13x在圖像上關于第一觀察范圍和第三觀察范圍的顏色表現為色相之差。

另一方面,如圖35(B)所示,在通過HS空間用的第一顏色信息轉換處理獲得的第二色相H_y、第二彩度S_y所形成的第二HS空間(縱軸表示第二彩度S_y,橫軸表示第二色相H_y)中,第一觀察范圍、第二觀察范圍、第三觀察范圍分布在與第一HS空間不同的位置處。在該第二HS空間(對應于本發明的“第二特征空間”)中,在第一觀察范圍與第二觀察范圍之間存在差D12y(例如,第一觀察范圍的平均值與第二觀察范圍的平均值),在第一觀察范圍與第三觀察范圍之間存在差D13y(例如,第一觀察范圍的平均值與第三觀察范圍的平均值)。

差D12y在圖像上關于第一觀察范圍和第二觀察范圍的顏色表現為彩度以及色相之差。此外,差D12y比差D12x大。另一方面,差D13y在圖像上關于第一觀察范圍和第三觀察范圍的顏色表現為色相之差。此外,差D13y比差D13x大。另外,第二HS空間上的第一觀察范圍的坐標與第一HS空間上的第一觀察范圍的坐標不同。即,在HS空間用的第一顏色信息轉換處理的轉換前后,第一觀察范圍的彩度和色相中的至少一個不同。

如以上那樣,通過HS空間用的第一顏色信息轉換處理而使第一觀察范圍與第二觀察范圍之差以及第一觀察范圍與第三觀察范圍之差變大,并且在轉換處理的前后,能夠使第一觀察范圍的彩度和色相中的至少一個不同。因此,根據HS空間用的第一顏色信息轉換處理完畢的第二色相H_y、第二彩度S_y,能夠獲得與上述相同的第一特殊圖像。

HS空間用的第二顏色信息轉換處理利用與第一特殊圖像處理部96a具有大致相同的結構的第二特殊圖像處理部96b(參照圖36)來進行。該第二特殊圖像處理部96b除了取代HS空間用的第一顏色信息轉換部88而具有HS空間用的第二顏色信息轉換部92之外,與第一特殊圖像處理部96a相同。

HS空間用的第二顏色信息轉換部92針對第一色相H_x、第一彩度S_x實施HS空間用的第二顏色信息轉換處理,轉換為第二色相H_y、第二彩度S_y。HS空間用的第二顏色信息轉換部92由二維LUT(LookUpTable)構成,將第一色相H_x、第一彩度S_x與進行基于該第一色相H_x、第一彩度S_x的HS空間用的第二顏色信息轉換處理而獲得的第二色相H_y、第二彩度S_y建立對應來存儲。關于HS空間用的第二顏色信息轉換處理的詳細內容將在后面敘述。

如圖37(A)所示,在縱軸由第一彩度S_x形成且橫軸由第一色相H_x形成的第一HS空間中,與圖35(A)同樣地,第一觀察范圍、第二觀察范圍以及第三觀察范圍分布在第一象限中,并且在第一觀察范圍與第二觀察范圍以及第三觀察范圍之間具有差D12x(彩度之差)以及差D13x(色相之差)。另一方面,如圖37(B)所示,在通過HS空間用的第二顏色信息轉換處理獲得的第二色相H_y、第二彩度S_y所形成的第二HS空間中,第一觀察范圍、第二觀察范圍、第三觀察范圍中的第二觀察范圍和第三觀察范圍分布在與第一HS空間不同的位置處。在該第二HS空間中,在第一觀察范圍與第二觀察范圍之間存在差D12y,在第一觀察范圍與第三觀察范圍之間存在差D13y。

差D12y在圖像上關于第一觀察范圍和第二觀察范圍的顏色表現為彩度之差。此外,差D12y比差D12x大。另一方面,差D13y在圖像上關于第一觀察范圍和第三觀察范圍的顏色表現為色相之差。此外,差D13y比差D13x大。另外,第二HS空間上的第一觀察范圍的坐標與第一HS空間上的第一觀察范圍的坐標相同。即,在HS空間用的第二顏色信息轉換處理的轉換前后,第一觀察范圍的彩度和色相相同。如以上那樣,通過HS空間用的第二顏色信息轉換處理而使第一觀察范圍與第二觀察范圍之差以及第一觀察范圍與第三觀察范圍之差變大,并且在轉換處理的前后,能夠使第一觀察范圍的彩度和色相相同。因此,根據HS空間用的第二顏色信息轉換處理完畢的第二色相H_y、第二彩度S_y,能夠獲得與上述相同的第二特殊圖像。

HS空間用的第一顏色信息轉換處理由HS空間用的第一處理以及第二處理構成。首先,如圖38所示,在HS空間用的第一處理中,在維持第一以及第三觀察范圍的坐標的狀態下,使第二觀察范圍在彩度方向上向下方側平行移動。通過該平行移動使第二觀察范圍移動至基準范圍?;鶞史秶前谝籋S空間上的原點且不包含HS空間用的第一處理后的第一觀察范圍以及第三觀察范圍的低彩度的范圍。

如圖39所示,在HS空間用的第二處理中,在HS空間用的第一處理后的第一觀察范圍、第二觀察范圍、以及第三觀察范圍中,在將第二觀察范圍維持在基準范圍的狀態下使第一觀察范圍和第三觀察范圍的坐標平行移動,以使第一觀察范圍與第三觀察范圍相互分離。此時,使第一觀察范圍的坐標在色相方向上向左側平行移動,且使第三觀察范圍的坐標在色相方向上向右側平行移動。

HS空間用的第二顏色信息轉換處理由HS空間用的第一處理以及第三處理構成。HS空間用的第一處理與上述相同。另一方面,在HS空間用的第三處理中,如圖40所示,在HS空間用的第一處理后的第一觀察范圍、第二觀察范圍、以及第三觀察范圍中,在將第二觀察范圍的坐標維持在基準范圍且維持第一觀察范圍的坐標的狀態下,使第三觀察范圍的坐標在色相方向上向右側平行移動。

[第二實施方式]

在第二實施方式中,取代第一實施方式所示的四種顏色的LED20a~20d而使用激光光源和熒光體來進行觀察對象的照明。除此之外與第一實施方式相同。

如圖41所示,在第二實施方式的內窺鏡系統100中,在光源裝置14中取代四種顏色的LED20a~20d而設置有發出中心波長為445±10nm的藍色激光的藍色激光光源(在圖41中標記為“445LD”)104、和發出中心波長為405±10nm的藍紫色激光的藍紫色激光光源(在圖41中標記為“405LD”)106。由光源控制部108分開控制從上述各光源104、106的半導體發光元件發出的光,使藍色激光光源104的出射光和藍紫色激光光源106的出射光的光量比可自由變更。

在通常觀察模式的情況下,光源控制部108使藍色激光光源104驅動。相對于此,在第一或第二特殊觀察模式、或者同時觀察模式的情況下,光源控制部108按照使藍色激光光源104和藍紫色激光光源106這雙方驅動,并且使藍色激光的發光強度大于藍紫色激光的發光強度的方式進行控制。從以上的各光源104、106出射的激光經由聚光透鏡、光纖、合波器等光學構件(均未圖示)而入射至導光部(LG)41。

需要說明的是,優選藍色激光或者藍紫色激光的半值寬度為±10nm左右。此外,藍色激光光源104以及藍紫色激光光源106能夠使用大面積型InGaN系激光二極管,另外也能夠使用InGaNAs系激光二極管、GaNAs系激光二極管。此外,作為上述光源,也可以為使用了發光二極管等發光體的結構。

在照明光學系統30a中除了照明透鏡45之外還設置有供來自導光部41的藍色激光或者藍紫色激光入射的熒光體110。通過向熒光體110照射藍色激光而從熒光體110發出熒光。此外,一部分的藍色激光直接透過熒光體110。藍紫色激光在不激勵熒光體110的狀態下透過。從熒光體110出射的光經由照明透鏡45而照射至檢體內。

這里,在通常觀察模式下,主要是藍色激光入射至熒光體110,因此圖42所示那樣的對藍色激光以及由藍色激光從熒光體110激勵發光的熒光進行合波而得到的白色光照射至觀察對象。另一方面,在第一或第二特殊觀察模式、或者同時觀察模式下,由于藍紫色激光和藍色激光這雙方入射至熒光體110,因此圖43所示那樣的對藍紫色激光、藍色激光以及由藍色激光從熒光體110激勵發光的熒光進行合波而得到的特殊光照射至檢體內。

需要說明的是,熒光體110優選使用構成為包含吸收藍色激光的一部分而激勵發光為綠色~黃色的多種熒光體(例如YAG系熒光體或BAM(BaMgAl10O17)等熒光體)的材料。如本構成例那樣,如果將半導體發光元件作為熒光體110的激勵光源來使用,則能夠以高發光效率獲得高強度的白色光,能夠容易地調整白色光的強度,并且能夠將白色光的色溫、色度的變化抑制得較小。

[第三實施方式]

在第三實施方式中取代第一實施方式所示的四種顏色的LED20a~20d而使用氙燈等寬頻帶光源和旋轉濾光器來進行觀察對象的照明。此外,取代彩色的攝像傳感器48而利用單色的攝像傳感器來進行觀察對象的攝像。除此之外與第一實施方式相同。

如圖44所示,在第三實施方式的內窺鏡系統200中,在光源裝置14中,取代四種顏色的LED20a~20d而設置有寬頻帶光源202、旋轉濾光器204以及濾光器切換部205。此外,在攝像光學系統30b中取代彩色的攝像傳感器48而設置有未設置濾色器的單色的攝像傳感器206。

寬頻帶光源202為氙燈、白色LED等,發出波段從藍色至紅色的白色光。旋轉濾光器204具備:在內側設置的通常觀察模式用濾光器208、和在外側設置的特殊觀察模式用濾光器209(參照圖45)。濾光器切換部205使旋轉濾光器204在徑向上移動,在通過模式切換SW13a而設置為通常觀察模式時,將旋轉濾光器204的通常觀察模式用濾光器208插入白色光的光路中,在設置為第一或第二特殊觀察模式、或者同時觀察模式時,將旋轉濾光器204的特殊觀察模式用濾光器209插入白色光的光路中。

如圖45所示,在通常觀察模式用濾光器208中,沿著周向設置有使白色光之中的藍色光透過的B濾光器208a、使白色光之中的綠色光透過的G濾光器208b、以及使白色光之中的紅色光透過的R濾光器208c。因此,在通常觀察模式時,通過使旋轉濾光器204旋轉,而將藍色光、綠色光、紅色光交替地照射至觀察對象。

在特殊觀察模式用濾光器209中,沿著周向設置有使白色光之中的特定波長的藍色窄頻帶光透過的Bn濾光器209a、使白色光之中的綠色光透過的G濾光器209b、以及使白色光之中的紅色光透過的R濾光器209c。因此,在特殊觀察模式時,通過使旋轉濾光器204旋轉,而將藍色窄頻帶光、綠色光、紅色光交替地照射至觀察對象。

在內窺鏡系統200中,在通常觀察模式時,每當向觀察對象照射藍色光、綠色光、紅色光時,由單色的攝像傳感器206對檢體內進行拍攝。由此,可獲得RGB這三種顏色的圖像信號。然后,基于這些RGB的圖像信號并按照與上述第一實施方式相同的方法來生成通常圖像。

另一方面,在第一或第二特殊觀察模式、或者同時觀察模式時,每當向觀察對象照射藍色窄頻帶光、綠色光、紅色光時,由單色的攝像傳感器206對檢體內進行拍攝。由此,可獲得Bn圖像信號、G圖像信號和R圖像信號?;谶@些Bn圖像信號、G圖像信號和R圖像信號來生成第一或第二特殊圖像。在第一或第二特殊圖像的生成中,取代B圖像信號而使用Bn圖像信號。除此之外,按照與第一實施方式相同的方法來生成第一或第二特殊圖像。

[第四實施方式]

在第四實施方式中,取代插入型的內窺鏡12以及光源裝置14而使用吞咽式的膠囊內窺鏡來獲取生成通常圖像、第一或第二特殊圖像所需的RGB圖像信號。

如圖46所示,第四實施方式的膠囊內窺鏡系統300具備膠囊內窺鏡302、收發天線304、膠囊用接收裝置306、處理器裝置16以及監視器18。膠囊內窺鏡302具備LED302a、攝像傳感器302b、圖像處理部302c以及發送天線302d。需要說明的是,處理器裝置16與第一實施方式相同,但在第四實施方式中新設置有用于切換為通常觀察模式、第一特殊觀察模式、第二特殊觀察模式、同時觀察模式的模式切換SW308。

LED302a發出白色光,在膠囊內窺鏡302內設置有多個。這里,作為LED302a,優選使用具備藍色光源、和對來自該藍色光源的光進行波長轉換而發出熒光的熒光體在內的白色LED等。也可以取代LED而使用LD(LaserDiode;激光二極管)。從LED302a發出的白色光對觀察對象進行照明。

攝像傳感器302b是彩色的攝像傳感器,該攝像傳感器302b對被白色光照明的觀察對象進行拍攝,并輸出RGB的圖像信號。這里,作為攝像傳感器302b,優選使用CCD(ChargeCoupledDevice;電荷耦合器件)攝像傳感器、CMOS(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor;互補金屬氧化物半導體)攝像傳感器。通過圖像處理部302c,對從攝像傳感器302b輸出的RGB圖像信號實施用于使其成為可由發送天線302d發送的信號的處理。經過圖像處理部302c后的RGB圖像信號從發送天線302d以無線的方式被發送至收發天線304。

收發天線304粘附在被檢者的身體上,用于接收來自發送天線302d的RGB圖像信號。收發天線304將接收到的RGB圖像信號以無線的方式發送至膠囊用接收裝置306。膠囊用接收裝置306與處理器裝置16的接收部53連接,將來自收發天線304的RGB圖像信號發送至接收部53。

需要說明的是,在上述實施方式中,雖然使用了具有圖3所示那樣的發光光譜的四種顏色的光,但發光光譜并不限于此。例如,如圖47所示,也可以將綠色光G以及紅色光R設為具有與圖3相同的光譜的光,另一方面將紫色光Vs設為中心波長為410~420nm且在比圖3的紫色光V稍靠長波長側具有波長范圍的光。此外,也可以將藍色光Bs設為中心波長為445~460nm且在比圖3的藍色光B稍靠短波長側具有波長范圍的光。

需要說明的是,在上述實施方式中,通過第二處理來變更角度θ,使第一觀察范圍與第三觀察范圍相互分離,但也可以通過其他方法使第一觀察范圍與第三觀察范圍相互分離。例如,也可以變更矢徑r而使第一觀察范圍與第三觀察范圍相互分離,此外,還可以變更矢徑r和角度θ這雙方而使第一觀察范圍與第三觀察范圍相互分離。此外,在第二處理中,也可以按照維持第三觀察范圍的坐標并使第一觀察范圍的坐標移動的方式進行處理。

需要說明的是,在上述實施方式中,根據第一RGB圖像信號求出第一B/G比、第一G/R比,并對由該求出的第一B/G比、第一G/R比形成的第一信號比空間進行了說明,但在第一B圖像信號是從波段窄的窄頻帶光(例如,半值寬度為20nm的范圍內的光)獲得的窄頻帶信號的情況下,與從波段為寬頻帶光(例如,半值寬度為超出20nm的范圍的光)獲得的寬頻帶信號的情況相比,第一信號比空間上的第一觀察范圍與第二觀察范圍之差、以及第一觀察范圍與第三觀察范圍之差變大。這里,作為窄頻帶光,包含第一實施方式的“紫色光V”、“藍色光B”、第二實施方式的“藍色激光”或“藍紫色激光”、第三實施方式的“藍色窄頻帶光”、以及第四實施方式的“藍色光源的光”。

在圖48中,“Xn”示出第一B圖像信號為窄頻帶信號的情況下的第二觀察范圍,“Xb”示出第一B圖像信號為寬頻帶信號的情況下的第二觀察范圍。若比較“Xn”與“Xb”,則“Xn”在第一信號比空間上位于“Xb”的下方。此外,“Yn”示出第一B圖像信號為窄頻帶信號的情況下的第三觀察范圍,“Yb”示出第一B圖像信號為寬頻帶信號的情況下的第三觀察范圍。若比較“Yn”與“Yb”,則“Yn”在第一信號比空間上位于“Yb”的下方。

如圖48所示,“Xn”的平均值AXn與第一觀察范圍的平均值AR1之差D12n大于“Xb”的平均值AXb與第一觀察范圍的平均值AR1之差D12b,“Yn”的平均值AYn與第一觀察范圍的平均值AR1之差D13n大于“Yb”的平均值AXb與第一觀察范圍AR1之差D13b。如以上那樣,若是第一B圖像信號為窄頻帶信號的情況,則第一觀察范圍與第二以及第三觀察范圍之差在對矢徑、角度進行擴展/壓縮的處理之前已然較大。通過對這種狀態的第一至第三觀察范圍進行特定的特征空間用的第一以及第二顏色信息轉換處理,從而能夠更加明確地顯示正常部與萎縮部的差異。

需要說明的是,通過將第一G圖像信號設為窄頻帶信號,與上述同樣地能夠使第一觀察范圍與第二觀察范圍之差以及第一觀察范圍與第三觀察范圍之差比第一G圖像信號為寬頻帶信號時大。并且,并不局限于如上述那樣將第一B圖像信號或第一G圖像信號設為窄頻帶信號,通過將第一RGB圖像信號中的至少一種顏色的圖像信號設為窄頻帶信號,能夠使第一觀察范圍與第二觀察范圍之差以及第一觀察范圍與第三觀察范圍之差比第一RGB圖像信號全部為寬頻帶信號時大。此外,關于窄頻帶信號,除了如上述那樣從窄頻帶光獲得的信號之外,也包含通過日本特開2003-93336號公報中記載的分光推定處理而獲得的信號。

需要說明的是,本發明除了能夠應用于組入第一至第三實施方式那樣的內窺鏡系統、第四實施方式那樣的膠囊內窺鏡系統中的處理器裝置之外,還能夠應用于各種醫用圖像處理裝置。

   內容來自專利網www.6726714.live轉載請標明出處

關于本文
本文標題:醫用圖像處理裝置及其工作方法、以及內窺鏡系統.pdf
鏈接地址:http://www.6726714.live/p-8089138.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
广州跑腿兼职赚钱软件