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CN111683583B - 内窥镜系统及其工作方法 - Google Patents

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CN111683583B CN201980010783.2A CN201980010783A CN111683583B CN 111683583 B CN111683583 B CN 111683583B CN 201980010783 A CN201980010783 A CN 201980010783A CN 111683583 B CN111683583 B CN 111683583B
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Abstract

本发明提供一种在自动切换显示多个观察图像的情况下，能够尽量减轻伴随观察图像的切换的处理或动作的内窥镜系统及其工作方法。通过拍摄用特殊光照明的观察对象来获得特殊观察图像。将特殊观察图像的Bs图像信号分配给亮度信号Y来生成第1显示用观察图像。将特殊观察图像的Gs图像信号分配给亮度信号Y来生成第2显示用观察图像。自动切换第1显示用观察图像和第2显示用观察图像并显示于显示器(18)。

Description

内窥镜系统及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种自动切换显示多个观察图像的内窥镜系统及其工作方法。
背景技术
近年的医疗领域中广泛使用具备光源装置、内窥镜及处理器装置的内窥镜系统。在内窥镜系统中，从内窥镜对观察对象照射照明光，并根据通过内窥镜的成像元件拍摄用该照明光照明中的观察对象而获得的RGB图像信号，将观察对象的图像显示于显示器上。
并且，近年来，根据诊断的目的将显示内容不同的多个观察图像同时或切换显示于显示器。例如，在专利文献1中，将血管的厚度或深度不同的多个图像进行叨换显示。并且，在专利文献2中，通过切换紫色光V和蓝色光B来进行照明而获取紫色光V的图像和蓝色光B的图像，在强调最表层血管的情况下，将紫色光V的图像分配给亮度信号，强调表层血管的情况下，将蓝色光B的图像分配给亮度信号。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-060682号公报
专利文献2：日本特开2016-067780号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
如上所述，在切换多个观察图像并显示于显示器的情况下，优选尽量减轻伴随对观察图像的处理等图像的切换的处理或动作。在这点上，在专利文献1中，由于需要强调厚度和深度不同的血管的处理，因此伴随图像的切换的图像处理的负荷增加。并且，在专利文献2中，由于进行了多个照明光的切换，因此需要与照明光的切换对应地与处理器装置同步，处理器装置中的处理负荷增加。
本发明的目的在于提供一种在自动切换显示多个观察图像的情况下，能够尽量减轻伴随观察图像的切换的处理或动作的内窥镜系统及其工作方法。
用于解决技术课题的手段
本发明的内窥镜系统具备图像获取部、显示用观察图像处理部及显示控制部。图像获取部获取观察图像。显示用观察图像处理部在基于观察图像生成包含亮度信号的显示用观察图像的情况下，将观察图像的第1颜色信号分配给亮度信号来生成第1显示用观察图像，将观察图像的第2颜色信号分配给亮度信号来生成第2显示用观察图像。显示控制部自动切换第1显示用观察图像和第2显示用观察图像并显示于显示部。
显示用观察图像处理部优选通过基于观察图像的第1颜色信号和观察图像的第2颜色信号的第1运算处理，从观察图像的第1颜色信号除去观察图像的第2颜色信号的成分，将已进行第1运算处理的观察图像的第1颜色信号分配给亮度信号来生成第1显示用观察图像。显示用观察图像处理部优选通过基于观察图像的第1颜色信号和观察图像的第2颜色信号的第2运算处理，从观察图像的第2颜色信号除去观察图像的第1颜色信号的成分，将已进行第2运算处理的观察图像的第2颜色信号分配给亮度信号来生成第2显示用观察图像。
观察图像优选是通过拍摄由包含已窄频带化的紫色光或蓝色光、绿色光及红色光的特殊光进行照明的观察对象而获得的特殊观察图像。紫色光优选具有中心波长405±10nm。优选第1颜色信号是蓝色信号、第2颜色信号是绿色信号。
优选第1显示用观察图像强调第1层血管、第2显示用观察图像强调处于比第1层血管深的位置的第2层血管。优选第1层血管是表层血管、第2层血管是中深层血管。优选显示控制部以2帧以上的间隔切换显示第1显示用观察图像和第2显示用观察图像。
本发明的内窥镜系统的工作方法具有图像获取步骤、图像生成步骤及显示步骤。在图像获取步骤中，图像获取部获取观察图像。在图像生成步骤中，基于观察图像生成包含亮度信号的显示用观察图像的显示用观察图像处理部将观察图像的第1颜色信号分配给亮度信号来生成第1显示用观察图像，将观察图像的第2颜色信号分配给亮度信号来生成第2显示用观察图像。在显示步骤中，显示控制部自动切换第1显示用观察图像和第2显示用观察图像并显示于显示部。
发明效果
根据本发明，在自动切换显示多个观察图像的情况下，能够尽量减轻伴随观察图像的切换的处理或动作。
附图说明
图1是第1实施方式的内窥镜系统的外观图。
图2是表示第1实施方式的内窥镜系统的功能的框图。
图3是表示第1实施方式的普通光的发光光谱的图表。
图4是表示第1实施方式的特殊光的发光光谱的图表。
图5是表示设置于摄像传感器的B滤色器、G滤色器及R滤色器的透射率的图表。
图6A是表示从1帧的特殊观察图像生成第1显示用观察图像和第2显示用观察图像中的任一个，并显示所生成的显示用观察图像的说明图。
图6B是表示从1帧的特殊观察图像生成第1显示用观察图像和第2显示用观察图像这两者，并显示所要生成的任一个显示用观察图像的说明图。
图7是表示第1显示用观察图像生成处理的说明图。
图8是表示第2显示用观察图像生成处理的说明图。
图9是表示特殊光的光谱、观察对象的反射率及摄像传感器的滤色器与Bs图像信号、Gs图像信号及Rs图像信号之间的关系的说明图。
图10是特殊光的反射光的成分与Bs图像信号和Gs图像信号之间的关系的说明图。
图11是表示多观察模式的一连串的流程的流程图。
图12是表示进行第1运算处理时的第1显示用观察图像生成处理的说明图。
图13是表示第1运算处理的说明图。
图14是表示第2实施方式的内窥镜系统的功能的框图。
图15是表示第2实施方式的普通光的发光光谱的图表。
图16是表示第2实施方式的特殊光的发光光谱的图表。
具体实施方式
[第1实施方式]
如图1所示，第1实施方式的内窥镜系统10具有内窥镜12、光源装置14、处理器装置16、显示器18及控制台19。内窥镜12与光源装置14光学连接，且与处理器装置16电连接。内窥镜12具有插入于受检体内的插入部12a、设置于插入部12a的基端部分的操作部12b以及设置于插入部12a的前端侧的弯曲部12c及前端部12d。通过操作操作部12b的弯角钮12e，弯曲部12c进行弯曲动作。伴随该弯曲动作，前端部12d朝向所期望的方向。另外，控制台19除了未图示的键盘以外，还包含鼠标等。
并且，在操作部12b除了弯角钮12e以外，还设置有模式切换SW13a。模式切换SW13a使用于普通光观察模式和特殊光观察模式、多观察模式的切换操作。普通光观察模式是将普通观察图像显示于显示器18上的模式。特殊光观察模式是将强调了特定深度的血管的特殊观察图像显示于显示器18上的模式。多观察模式是生成从特殊观察图像强调了表层血管(第1层血管)的第1显示用观察图像及强调了中深层血管(第2层血管)的第2显示用观察图像，并且自动切换第1显示用观察图像和第2显示用观察图像并显示于显示器18的模式。另外，作为用于切换模式的模式切换部，除了模式切换SW13a以外，还可以使用脚踏开关。并且，在多观察模式中，可以从普通观察图像生成第1显示用观察图像或第2显示用观察图像来代替特殊观察图像。
处理器装置16与显示器18及控制台19电连接。显示器18输出显示图像信息等。控制台19作为接收功能设定等输入操作的UI(User Interface：用户接口)而发挥功能。另外，在处理器装置16中也可以连接记录图像信息等的外置记录部(省略图示)。
如图2所示，光源装置14具有光源部20、光源控制部21及光路结合部23。光源部20具有V-LED(Violet Light Emitting Diode：紫色发光二极管光)20a、B-LED(Blue LightEmitting Diode：蓝色发光二极管光)20b、G-LED(Green Light Emitting Diode：绿色发光二极管光)20c及R-LED(Red Light Emitting Diode：红色发光二极管光)20d。光源控制部21控制LED20a～20d的驱动。光路结合部23结合从四个颜色的LED20a～20d发射的四个颜色的光的光路。由光路结合部23结合的光经由插入贯通于插入部12a内的光导件41及照明透镜45照射到受检体内。另外，也可以代替LED而使用LD(Laser Diode：激光二极管)等其他半导体光源。
如图3所示，V-LED20a产生中心波长405±10nm、波长范围380～420nm的紫色光V。B-LED20b产生中心波长460±10nm、波长范围420～500nm的蓝色光B。G-LED20c产生波长范围达到480～600nm的绿色光G。R-LED20d产生中心波长620～630nm且波长范围达到600～650nm的红色光R。另外，关于以上4个颜色的光中紫色光，优选如波长范围为380～420nm那样成为窄频带化。
光源控制部21在任一观察模式下也进行点亮V-LED20a、B-LED20b、G-LED20c及R-LED20d的控制。并且，当为普通光观察模式时，光源控制部21以发出紫色光V、蓝色光B、绿色光G及红色光R之间的光强度比成为Vc∶Bc∶Gc∶Rc的普通光(参考图3)的方式，控制各LED20a～20d。另外，在本说明书中，光强度比包括至少1个半导体光源的比率为0(零)的情况。因此，包括各半导体光源中的任一个或2个以上未点亮的情况。例如，如紫色光V、蓝色光B、绿色光G、及红色光R之间的光强度比为1∶0∶0∶0的情况那样，设为仅点亮半导体光源中的1个，且不点亮其他3个的情况下也具有光强度比。
并且，当为特殊光观察模式或多观察模式时，光源控制部21以发出紫色光V、蓝色光B、绿色光G及红色光R之间的光强度比成为Vs∶Bs∶Gs∶Rs的特殊光的方式，控制各LED20a～20d。特殊光优选为强调特定深度的血管的照明光。例如，作为特定深度的血管而强调表层血管的情况下，优选特殊光具有400nm以上且440nm以下的峰值。在该情况下，特殊光如图4所示以使紫色光V的光强度大于其他的蓝色光B、绿色光G及红色光R的光强度的方式设定有光强度比Vs1∶Bs1∶Gs1∶Rs1(Vs1＞Bs1、Gs1、Rs1)。并且，特殊光中具有如红色光R那样的第1红色频带，因此能够准确地再现粘膜的颜色。而且，特殊光中具有如紫色光V、蓝色光B及绿色光G那样的蓝色频带及绿色频带，因此除了如上所述的表层血管以外，还能够强调腺管结构或凹凸等各种结构。
如图2所示，光导件41内置于内窥镜12及通用塞绳(连接内窥镜12与光源装置14及处理器装置16的塞绳)内，并将由光路结合部23结合的光传播至内窥镜12的前端部12d。另外，作为光导件41、能够使用多模光纤。作为一例，能够使用芯部直径105μm、包层直径125μm及包含成为外皮的保护层的直径中0.3～0.5mm的细径的光缆。
在内窥镜12的前端部12d设置有照明光学系统统30a及摄像光学系统统30b。照明光学系统统30a具有照明透镜45，并且来自光导件41的光经由该照明透镜45照射到观察对象。摄像光学系统统30b具有物镜46及摄像传感器48。来自观察对象的反射光经由物镜46入射到摄像传感器48。由此，在摄像传感器48中成像观察对象的反射像。
摄像传感器48为彩色摄像传感器，并且拍摄受检体的反射像而输出图像信号。该摄像传感器48优选为CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合元件：电荷耦合器件)摄像传感器或CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)摄像传感器等。本发明中使用的摄像传感器48为用于获得R(红色)、G(绿色)及B(蓝色)这三个颜色的RGB图像信号的彩色摄像传感器即具备设置有R滤色器的R像素、设置有G滤色器的G像素及设置有B滤色器的B像素的所谓的RGB摄像传感器。
如图5所示，R滤色器在600～700nm的红色频带具有透射率，并且在绿色频带及蓝色频带具有低于红色频带的透射率。即，R像素在红色频带具有灵敏度，并且在绿色频带及蓝色频带也具有一定的灵敏度。G滤色器在500～600nm的绿色频带具有透射率，并且在红色频带及蓝色频带也具有一定的透射率。即，G像素在绿色频带具有灵敏度，并且在红色频带及蓝色频带也具有一定的灵敏度。B滤色器在400～500nm的蓝色频带具有透射率，并且在绿色频带及红色频带也具有一定的透射率。B像素在蓝色频带具有灵敏度，并且在绿色频带及红色频带也具有一定的灵敏度。
另外，作为摄像传感器48，代替RGB的彩色摄像传感器，也可以是具备C(蓝色)、M(品红色)、Y(黄色)及G(绿色)的补色滤波器的所谓的补色摄像传感器。当使用补色摄像传感器时，输出CMYG这四个颜色的图像信号，因此需要通过补色-原色颜色转换，将CMYG这四个颜色的图像信号转换为RGB这三个颜色的图像信号。并且，摄像传感器48也可以是没有设置滤色器的单色摄像传感器。在该情况下，光源控制部21需要分时点亮蓝色光B、绿色光G及红色光R，并在摄像信号的处理中增加同步化处理。
从摄像传感器48输出的图像信号发送至CDS/AGC电路50。CDS/AGC电路50对模拟信号即图像信号进行相关双采样(CDS(Correlated Double Sampling))或自动增益控制(AGC(Auto Gain Control))。经过了CDS/AGC电路50的图像信号通过A/D转换器(A/D(Analog/Digital：模拟/数字)变频器)52转换为数字图像信号。被A/D转换的数字图像信号输入于处理器装置16。
处理器装置16具备图像获取部53、DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)56、去噪部58、信号切换部60、普通观察图像处理部61、特殊观察图像处理部63、多观察图像处理部64(显示用观察图像处理部)及显示控制部66。图像获取部53获取来自内窥镜12的观察图像。观察图像是RGB的彩色图像信号。普通光观察模式的情况下，作为观察图像，获取由从摄像传感器48的R像素输出的Rc图像信号、从摄像传感器48的G像素输出的Gc图像信号及从摄像传感器48的B像素输出的Bc图像信号构成的普通观察图像。特殊光观察模式或多观察模式的情况下，作为观察图像，获取由从摄像传感器48的R像素输出的Rs图像信号、从摄像传感器48的G像素输出的Gs图像信号及从摄像传感器48的B像素输出的Bs图像信号构成的特殊观察图像。
DSP56对接收的图像信号实施缺陷校正处理、偏移处理、增益校正处理、线性矩阵处理、伽马转换处理或去马赛克处理等各种信号处理。在缺陷校正处理中，校正摄像传感器48的缺陷像素的信号。在偏移处理中，从实施了缺陷校正处理的RGB图像信号去除暗电流成分，并设定准确的零电平。在增益校正处理中，通过对偏移处理之后的RGB图像信号乘以特定的增益而调整信号电平。对增益校正处理之后的RGB图像信号实施用于提高颜色再现性的线性矩阵处理。然后，通过伽马转换处理调整亮度或彩度。对线性矩阵处理之后的RGB图像信号实施去马赛克处理(也被称为各向同性处理、同步化处理)，并通过插值生成各像素中缺失颜色的信号。通过该去马赛克处理，变得所有像素具有RGB各颜色的信号。
去噪部58对通过DSP56实施了伽马校正处理的RGB图像信号实施去噪处理(例如移动平均法或中值滤波法等)，由此从RGB图像信号去除噪声。去除了噪声的RGB图像信号发送至信号切换部60。
当通过模式切换SW13a设置为普通光观察模式时，信号切换部60将RGB图像信号发送至普通观察图像处理部61。并且，当设置为特殊光观察模式时，将RGB图像信号发送至特殊观察图像处理部63。并且，当设置为多观察模式时，将RGB图像信号发送至多观察图像处理部64。
普通观察图像处理部61中输入普通光观察模式时获得的Rc图像信号、Gc图像信号及Bc图像信号。对该输入的Rc图像信号、Gc图像信号及Bc图像信号实施用于普通光观察模式的图像处理。用于普通光观察模式的图像处理中包括用于普通光观察模式的结构强调处理等。实施了用于普通光观察模式的图像处理的RGB图像信号作为普通观察图像而从普通观察图像处理部61输入到显示控制部66。
特殊观察图像处理部63中输入特殊光观察模式时获得的Rs图像信号、Gs图像信号及Bs图像信号。对该输入的Rs图像信号、Gs图像信号及Bs图像信号实施用于特殊光观察模式的图像处理。用于特殊光观察模式的图像处理中包括用于特殊光观察模式的结构强调处理等。实施了用于特殊观察模式的图像处理的RGB图像信号作为特殊观察图像而从特殊观察图像处理部63输入到显示控制部66。
多观察图像处理部64中输入多观察模式时获得的Rs图像信号、Gs图像信号及Bs图像信号。对该输入的Rs图像信号、Gs图像信号及Bs图像信号实施用于多观察模式的图像处理。用于多观察模式的图像处理中，从1帧的特殊观察图像生成强调了互不相同的深度的血管的多个显示用观察图像。在本实施方式中，作为多个显示用观察图像，生成强调了表层血管的第1显示用观察图像和强调了中深层血管的第2显示用观察图像。关于用于多观察模式的图像处理的详细内容，将在后面叙述。第1显示用观察图像和第2显示用观察图像从多观察图像处理部64被输入显示控制部66。
显示控制部66进行使从普通观察图像处理部61、特殊观察图像处理部63、多观察图像处理部64输入的普通观察图像、特殊观察图像、或第1显示用观察图像或第2显示用观察图像显示于显示器18上的控制。显示器18中显示根据显示控制部66的控制而与各观察模式对应的图像。在普通光观察模式时，显示器18显示普通观察图像。在特殊光观察模式时，显示器18显示特殊观察图像。在多观察模式时，显示器18根据特定的显示图案而自动切换显示第1显示用观察图像或第2显示用观察图像。
例如，将特定显示图案设为在1个显示周期中，显示2个帧的第1显示用观察图像且显示3个帧的第2显示用观察图像的图案的情况下，可以考虑如下所述的图案。如图6A所示，作为输入图像将2帧的特殊观察图像输入到多观察图像处理部64的情况下，在多观察图像处理部64中，作为生成图像生成2个帧的第1显示用观察图像。作为显示图像将该所生成的2个帧的第1显示用观察图像依次显示于显示器18。接着，作为输入图像将3帧的特殊观察图像输入到多观察图像处理部64的情况下，在多观察图像处理部64中，作为生成图像生成3个帧的第2显示用观察图像。作为显示图像将该所生成的3个帧的第2显示用观察图像依次显示于显示器18。
作为其他图案，如图6B所示，作为输入图像将2帧的特殊观察图像输入到多观察图像处理部64的情况下，在多观察图像处理部64中，作为生成图像生成2个帧的第1显示用观察图像及第2显示用观察图像。该生成的2个帧的第1显示用观察图像及第2显示用观察图像中，作为显示图像将2个帧的第1显示用观察图像依次显示于显示器18。接着，作为输入图像将3帧的特殊观察图像输入到多观察图像处理部64的情况下，在多观察图像处理部64中，作为生成图像生成3个帧的第1显示用观察图像及第2显示用观察图像。该生成的3个帧的第1显示用观察图像及第2显示用观察图像中，作为显示图像将3个帧的第2显示用观察图像依次显示于显示器18。在上述情况下，根据用户命令保存显示用观察图像的静止图像的情况下，从单个帧生成第1显示用观察图像和第2显示用观察图像并保存，从而能够通过一次动作保存第1显示用观察图像和第2显示用观察图像之间未发生位置偏移的图像。
另外，优选第1显示用观察图像和第2显示用观察图像以2帧以上的间隔切换显示。1帧的情况下，由于图像的切换迅速，因此有可能无法识别第1显示用观察图像和第2显示用观察图像之差。
接着，对用于多观察模式的图像处理进行说明。多观察模式的图像处理具有生成第1显示用观察图像的第1显示用观察图像生成处理及生成第2显示用观察图像的第2显示用观察图像生成处理。如图7所示，第1显示用观察图像生成处理对多观察模式时所获得的Bs图像信号、Gs图像信号、Rs图像信号进行亮度色差信号转换处理，并转换为亮度信号Y、色差信号Cr及Cb。接着，通过进行将亮度信号Y分配给Bs图像信号(观察图像的第1颜色信号(蓝色信号))的亮度信号分配处理而将亮度信号Y转换为亮度信号Ym。如后述，Bs图像信号包含表层血管的信息，从而能够将第1显示用观察图像作为强调了表层血管的图像。
接着，进行色差信号校正处理，其校正伴随将亮度信号Y转换为亮度信号Ym的色差信号Cr、Cb的偏移。具体而言，色差信号Cr乘以转换后的亮度信号Ym/转换后的亮度信号Y。以相同方式，色差信号Cb乘以转换后的亮度信号Ym/转换后的亮度信号Y。由此，通过校正色差信号Cr、Cb中的任一个而能够在维持色相的状态下根据亮度的转换而校正彩度的偏移(亮度变小时能够降低彩度，亮度变大时能够增加彩度)。而且，通过对亮度信号Ym、色差信号Cr×Ym/Y、色差信号Cb×Ym/Y进行RGB转换处理而转换为B1图像信号、G1图像信号、R1图像信号。这些B1图像信号、G1图像信号、R1图像信号成为第1显示用观察图像。
如图8所示，与第1显示用观察图像生成处理相同地，第2显示用观察图像生成处理对多观察模式时所获得的Bs图像信号、Gs图像信号、Rs图像信号进行亮度色差信号转换处理，并转换为亮度信号Y、色差信号Cr及Cb。接着，通过进行将亮度信号Y分配给Gs图像信号(观察图像的第2颜色信号(绿色信号))的亮度信号分配处理而将亮度信号Y转换为亮度信号Yn。如后述，Gs图像信号包含中深层血管的信息，从而能够将第2显示用观察图像作为强调了中深层血管的图像。另外，观察图像的第2颜色信号是具有比观察图像的第1颜色信号长波分量的颜色信号。在本实施方式中，将第1颜色信号设为蓝色信号、将第2颜色信号设为绿色信号，但并不限定于此。例如，也可以将第1颜色信号设为绿色信号，将第2颜色信号设为如Rs图像信号那样的红色信号。
接着，进行色差信号校正处理，其校正伴随将亮度信号Y转换为亮度信号Yn的色差信号Cr、Cb的偏移。具体而言，色差信号Cr乘以转换后的亮度信号Yn/转换后的亮度信号Y。以相同方式，色差信号Cb乘以转换后的亮度信号Yn/转换后的亮度信号Y。由此，能够校正色差信号Cr、Cb中的任一个。而且，通过对亮度信号Yn、色差信号Cr×Yn/Y、色差信号Cb×Yn/Y进行RGB转换处理而转换为B2图像信号、G2图像信号、R2图像信号。这些B2图像信号、G2图像信号、R2图像信号成为第2显示用观察图像。
如上所述，Bs图像信号包含表层血管的信息、Gs图像信号包含中深层血管的信息的原因为如下。如图9所示，Bs图像信号具有与通过乘以特殊光的光强度和观察对象的反射率和B像素的透光率而获得的光强度对应的信号值。Bs图像信号中包含有许多特殊光的短波成分。Gs图像信号具有与通过乘以特殊光的光强度和观察对象的反射率和G像素的透光率而获得的光强度对应的信号值。Gs图像信号中包含有许多特殊光的中波成分。另外，Rs图像信号具有与通过乘以特殊光的光强度和观察对象的反射率和R像素的透光率而获得的光强度对应的信号值。该Rs图像信号中包含有许多特殊光的长波成分。
如图10所示，Bs图像信号中包含有许多的特殊光的短波成分相当于到达粘膜的表层的光的反射光的成分。因此，在Bs图像信号中包含有粘膜的表层中所包含的表层血管的信息。另一方面，Gs图像信号中包含有许多的特殊光的中波成分相当于到达粘膜的中层附近的光的反射光的成分。因此，在Gs图像信号中包含有粘膜的表层或中层中所包含的表层血管或中深层血管的信息。另外，Rs图像信号中所包含的特殊光的长波成分包含有除了血管等结构物以外的粘膜的信息。因此，可以通过Rs图像信号来显示粘膜的信息。
接着，按照图11所示的流程图对多观察模式进行说明。操作模式切换SW13a而切换为多观察模式。由此，特殊光照明于观察对象。通过用摄像传感器48拍摄由特殊光照明时的观察对象而获得由Bs图像信号、Gs图像信号及Rs图像信号构成的特殊观察图像。接着，从1帧的特殊观察图像生成第1规定帧数的第1显示用观察图像和第2规定帧数的第2显示用观察图像。在此，第1规定帧数和第2规定帧数优选分别与以1个显示周期显示的帧数对应。另外，第1规定帧数和第2规定帧数可以是固定的，也可以按照特定的条件而改变。
通过第1显示用观察图像生成处理来进行第1显示用观察图像的生成。在第1显示用观察图像生成处理中，进行对亮度信号Y分配Bs图像信号的亮度信号分配处理。由此，可获得强调了表层血管的第1显示用观察图像。并且，通过第2显示用观察图像生成处理来进行第2显示用观察图像的生成。在第2显示用观察图像生成处理中，进行对亮度信号Y分配Gs图像信号的亮度信号分配处理。由此，可获得强调了中深层血管的第2显示用观察图像。而且，根据特定的显示图案而自动切换第1显示用观察图像和第2显示用观察图像而显示于显示器18。只要多观察模式继续进行，则重复进行以上处理。另外，将包含表层血管的信息的Bs图像信号分配给亮度信号Y，并且将包含中深层血管的信息的Gs图像信号分配给亮度信号的亮度信号分配处理与通过图案匹配等而强调表层血管的处理相比，作为图像处理的负荷小。因此，能够在不对图像处理等施加负荷的状态下进行表层血管的图像(第1显示用观察图像)和中深层血管的图像(第2显示用观察图像)的切换。
另外，如上述实施方式所示，摄像传感器48的B像素的灵敏度特性和G像素的灵敏度特性彼此部分重叠，从而有时Bs图像信号和Gs图像信号的差异小。在该情况下，有时第1显示用观察图像和第2显示用观察图像的差异变小。如图12所示，作为使该第1显示用观察图像和第2显示用观察图像之差变小的方法之一，进行从Bs图像信号减去将系数α相乘的Gs图像信号的第1运算处理(Bs-α×Gs)。由此，如图13所示，能够从Bs图像信号除去Gs图像信号中所具有的中波成分(观察图像的第2颜色信号(绿色信号)的成分)。由此，在(Bs-α×Gs)图像信号中，中深层血管的信息减少，从而将该(Bs-α×Gs)图像信号分配给亮度信号Y的第1显示用观察图像能够增加与第2显示用观察图像之差。
并且，也可以进行从Gs图像信号减去将系数β相乘的Bs图像信号的第2运算处理(Gs-β×Bs)。由此，能够从Gs图像信号除去Bs图像信号所具有的短波成分(观察图像的第1颜色信号(蓝色信号)的成分)。由此，将(Gs-β×Bs)图像信号分配给亮度信号Y的第2显示用观察图像能够增加与第1显示用观察图像之差。
[第2实施方式]
在第2实施方式中，代替在第1实施方式中示出的四个颜色的LED20a～20d，使用激光光源及荧光体进行对观察对象的照明。除此以外与第1实施方式相同。
如图14所示，在第2实施方式的内窥镜系统200中，在光源装置14中，代替四个颜色的LED20a～20d，设置有发射中心波长445±10nm的蓝色激光束的蓝色激光光源(在图14中，标记为“445LD”)204及发射中心波长405±10nm的蓝紫色激光束的蓝紫色激光光源(在图14中，标记为“405LD”)206。来自这些各光源204及206的半导体发光元件的发光由光源控制部208单独控制，且蓝色激光光源204的射出光与蓝紫色激光光源206的射出光的光量比变更自如。
在普通光观察模式的情况下，光源控制部208驱动蓝色激光光源204。特殊光观察模式或多观察模式的情况下，驱动蓝色激光光源204和蓝紫色激光光源206这两者，并且将蓝紫色激光的发光比率控制成大于蓝色激光的光强度比。从以上各光源204及206射出的激光束经由聚光透镜、光纤或合波器等光学部件(均未图示)入射到光导件41。
另外，蓝色激光束或蓝紫色激光束的半宽度优选设为±10nm左右。并且，蓝色激光光源204及蓝紫色激光光源206能够利用大面积型InGaN类激光二极管，并且也能够利用InGaNAs类激光二极管或GaNAs类激光二极管。并且，作为上述光源，也可以设为使用了发光二极管光等发光体的结构。
在照明光学系统统30a中，除了照明透镜45以外，还设置有来自光导件41的蓝色激光束或蓝紫色激光束入射的荧光体210。通过对荧光体210照射蓝色激光束，从荧光体210发射荧光。并且，一部分蓝色激光束直接透射荧光体210。蓝紫色激光束并不激发荧光体210而透射。从荧光体210射出的光经由照明透镜45照射到受检体内。
在此，在普通光观察模式下，由于主要由蓝色激光束入射到荧光体210，因此如图15所示的将由蓝色激光束及蓝色激光束从荧光体210激发发出的荧光合波而成的普通光照射到观察对象。在特殊光观察模式或多观察模式下，蓝紫色激光束及蓝色激光束这两者入射到荧光体210，因此如图16所示的将由蓝紫色激光束、蓝色激光束及蓝色激光束从荧光体210激发发出的荧光合波而成的特殊光照射到受检体内。在该特殊光中，蓝紫色激光束的光强度大于蓝色激光束的光强度。
另外，荧光体210优选使用包含吸收蓝色激光束的一部分而激发发出绿色～黄色光的多种荧光体(例如YAG系荧光体或BAM(BaMgAl10O17)等荧光体)而构成的荧光体。如本结构例，若将半导体发光元件用作荧光体210的激发光源，则能够以高发光效率获得高强度的白色光，且能够轻松地调整白色光的强度的基础上，能够将白色光的色温及色度的变化抑制为较小。
在上述实施方式中，图像获取部53、DSP56、去噪部58、普通观察图像处理部61、特殊观察图像处理部63、多观察图像处理部64等、处理器装置16中所包含的处理部(processing unit)的硬件结构为如下所述的各种处理器(processor)。各种处理器中包含执行软件(程序)而作为各种处理部发挥功能的通用的处理器即CPU(Central ProcessingUnit：中央处理器)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等制造后能够变更电路结构的处理器即可编程逻辑器件(Programmable Logic Device：PLD)及具有为了执行各种处理而专门设计的电路结构的处理器即专用电气电路等。
一个处理部可以由这些各种处理器中的一个构成，也可以由相同种类或不同种类的两个以上的处理器的组合(例如，多个FPGA或CPU与FPGA的组合)构成。并且，也可以将多个处理部由一个处理器来构成。作为将多个处理部由一个处理器来构成的例子，第1，有如以客户端或服务器等计算机为代表，由一个以上的CPU与软件的组合来构成一个处理器，且该处理器作为多个处理部而发挥功能的方式。第2，有如以片上系统(System On Chip：SoC)等为代表，使用将包含多个处理部的整个系统的功能由一个IC(Integrated Circuit/集成电路)芯片来实现的处理器的方式。如此，各种处理部作为硬件结构使用一个以上上述各种处理器而构成。
而且，更具体而言，这些各种处理器的硬件结构为组合了半导体元件等电路元件的方式的电气电路(circuitry)。
另外，本发明除了组装于如第1及第2实施方式的内窥镜系统或胶囊型内窥镜系统的处理器装置以外，还能够适用于各种医用图像处理装置中。
符号说明
10-内窥镜系统，12-内窥镜，12a-插入部，12b-操作部，12c-弯曲部，12d-前端部，12e-弯角钮，14-光源装置，16-处理器装置，18-显示器，19-控制台，20-光源部，20a-V-LED(Violet Light Emitting Diode：紫色发光二极管光)，20b-B-LED(Blue Light EmittingDiode：蓝色发光二极管光)，20c-G-LED(Green Light Emitting Diode：绿色发光二极管光)，20d-R-LED(Red Light Emitting Diode：红色发光二极管光)，21-光源控制部，23-光路结合部，30a-照明光学系统统，30b-摄像光学系统统，41-光导件，45-照明透镜，46-物镜，48-摄像传感器，50-CDS/AGC电路，53-图像获取部，56-DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)，58-去噪部，60-信号切换部，61-普通观察图像处理部，63-特殊观察图像处理部，64-多观察图像处理部，66-显示控制部，104-蓝色激光光源，106-蓝紫色激光光源，200-内窥镜系统，204-蓝色激光光源，206-蓝紫色激光光源，208-光源控制部，210-荧光体。

Claims (17)

1.一种内窥镜系统，其具备：
图像获取部，获取观察图像；
显示用观察图像处理部，其是基于所述观察图像生成包含亮度信号的显示用观察图像的显示用观察图像处理部，将所述观察图像的第1颜色信号分配给所述亮度信号来生成第1显示用观察图像，将所述观察图像的第2颜色信号分配给所述亮度信号来生成第2显示用观察图像；及
显示控制部，其根据特定显示图案，自动切换所述第1显示用观察图像和所述第2显示用观察图像并显示于显示部，
所述显示用观察图像处理部从1帧所述观察图像，生成与所述特定显示图案对应的2帧以上的第1显示用观察图像和2帧以上的第2显示用观察图像，
所述显示控制部在1个显示周期中，对将所述2帧以上的第1显示用观察图像连续地显示在所述显示部、和将所述2帧以上的第2显示用观察图像连续地显示在所述显示部自动地进行切换。
2.根据权利要求1所述的内窥镜系统，其中，
所述显示用观察图像处理部通过基于所述观察图像的第1颜色信号和所述观察图像的第2颜色信号的第1运算处理，从所述观察图像的第1颜色信号除去所述观察图像的第2颜色信号的成分，
将已进行所述第1运算处理的所述观察图像的第1颜色信号分配给所述亮度信号来生成第1显示用观察图像。
3.根据权利要求1所述的内窥镜系统，其中，
所述显示用观察图像处理部通过基于所述观察图像的第1颜色信号和所述观察图像的第2颜色信号的第2运算处理，从所述观察图像的第2颜色信号除去所述观察图像的第1颜色信号的成分，
所述显示用观察图像处理部将已进行所述第2运算处理的所述观察图像的第2颜色信号分配给所述亮度信号来生成第2显示用观察图像。
4.根据权利要求2所述的内窥镜系统，其中，
所述显示用观察图像处理部通过基于所述观察图像的第1颜色信号和所述观察图像的第2颜色信号的第2运算处理，从所述观察图像的第2颜色信号除去所述观察图像的第1颜色信号的成分，
所述显示用观察图像处理部将已进行所述第2运算处理的所述观察图像的第2颜色信号分配给所述亮度信号来生成第2显示用观察图像。
5.根据权利要求1所述的内窥镜系统，其中，
所述观察图像是通过拍摄由包含已窄频带化的紫色光或蓝色光、绿色光及红色光的特殊光进行照明的观察对象而获得的特殊观察图像。
6.根据权利要求2所述的内窥镜系统，其中，
所述观察图像是通过拍摄由包含已窄频带化的紫色光或蓝色光、绿色光及红色光的特殊光进行照明的观察对象而获得的特殊观察图像。
7.根据权利要求3所述的内窥镜系统，其中，
所述观察图像是通过拍摄由包含已窄频带化的紫色光或蓝色光、绿色光及红色光的特殊光进行照明的观察对象而获得的特殊观察图像。
8.根据权利要求5所述的内窥镜系统，其中，
所述紫色光具有中心波长405±10nm。
9.根据权利要求1所述的内窥镜系统，其中，
所述第1颜色信号是蓝色信号，所述第2颜色信号是绿色信号。
10.根据权利要求2所述的内窥镜系统，其中，
所述第1颜色信号是蓝色信号，所述第2颜色信号是绿色信号。
11.根据权利要求3所述的内窥镜系统，其中，
所述第1颜色信号是蓝色信号，所述第2颜色信号是绿色信号。
12.根据权利要求5所述的内窥镜系统，其中，
所述第1颜色信号是蓝色信号，所述第2颜色信号是绿色信号。
13.根据权利要求8所述的内窥镜系统，其中，
所述第1颜色信号是蓝色信号，所述第2颜色信号是绿色信号。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的内窥镜系统，其中，
所述第1显示用观察图像强调第1层血管，所述第2显示用观察图像强调处于比所述第1层血管深的位置的第2层血管。
15.根据权利要求14所述的内窥镜系统，其中，
所述第1层血管是表层血管，所述第2层血管是中深层血管。
16.根据权利要求1至13中任一项所述的内窥镜系统，其中，
所述显示控制部以2帧以上的间隔切换显示所述第1显示用观察图像和所述第2显示用观察图像。
17.一种内窥镜系统的工作方法，其具备：
图像获取步骤，图像获取部获取观察图像；
图像生成步骤，基于所述观察图像生成包含亮度信号的显示用观察图像的显示用观察图像处理部将所述观察图像的第1颜色信号分配给所述亮度信号来生成第1显示用观察图像，将所述观察图像的第2颜色信号分配给所述亮度信号来生成第2显示用观察图像；及
显示步骤，显示控制部根据特定显示图案，自动切换所述第1显示用观察图像和所述第2显示用观察图像并显示于显示部，
在所述图像生成步骤中，所述显示用观察图像处理部从1帧所述观察图像，生成与所述特定显示图案对应的2帧以上的第1显示用观察图像和2帧以上的第2显示用观察图像，
在所述显示步骤中，所述显示控制部在1个显示周期中，对将所述2帧以上的第1显示用观察图像连续地显示在所述显示部、和将所述2帧以上的第2显示用观察图像连续地显示在所述显示部自动地进行切换。
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