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JP2006192058A - Image processing device - Google Patents

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JP2006192058A
JP2006192058A JP2005006214A JP2005006214A JP2006192058A JP 2006192058 A JP2006192058 A JP 2006192058A JP 2005006214 A JP2005006214 A JP 2005006214A JP 2005006214 A JP2005006214 A JP 2005006214A JP 2006192058 A JP2006192058 A JP 2006192058A
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JP
Japan
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image
luminance
reference light
pseudo color
light
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2005006214A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsufumi Fukuyama
三文 福山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pentax Corp
Original Assignee
Pentax Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

【課題】 自家蛍光を利用した擬似カラー画像のちらつきを防止する。
【解決手段】 内視鏡プロセッサ20は、参照用光源22、励起用光源23、第1信号処理回路35a、ヒストグラム演算回路37、及び擬似カラー演算回路38、を備える。内視鏡プロセッサ20と内視鏡50とを接続することにより、撮像素子53を第1信号処理回路35aに接続する。撮像素子53が画像信号を生成する。第1信号処理回路35aとヒストグラム演算回路37は画像信号を画像データとして擬似カラー演算回路38に送る。擬似カラー演算回路は参照光画像データと蛍光画像データとに基づいて、徐々に色相が変わる擬似カラー画像データを作成する。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent flickering of a pseudo color image using autofluorescence.
An endoscope processor (20) includes a reference light source (22), an excitation light source (23), a first signal processing circuit (35a), a histogram calculation circuit (37), and a pseudo color calculation circuit (38). By connecting the endoscope processor 20 to the endoscope 50, to connect the imaging element 53 to the first signal processing circuit 35 a. The image sensor 53 generates an image signal. The first signal processing circuit 35 a histogram calculation circuit 37 sends the pseudo-color operation circuit 38 an image signal as image data. The pseudo color arithmetic circuit creates pseudo color image data whose hue gradually changes based on the reference light image data and the fluorescence image data.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、自家蛍光を利用した電子内視鏡における画像処理装置に関する。   The present invention relates to an image processing apparatus in an electronic endoscope using autofluorescence.

紫外線等の特定の波長の光(励起光)を生体組織に照射することにより、蛍光を発する自家蛍光が知られている。また、がん細胞等の病変部においては蛍光の光量が低いことが知られている。この性質を利用した電子内視鏡システムが知られている(特許文献1参照)。   Autofluorescence that emits fluorescence by irradiating a living tissue with light (excitation light) having a specific wavelength such as ultraviolet rays is known. Further, it is known that the amount of fluorescent light is low in a lesion such as a cancer cell. An electronic endoscope system using this property is known (see Patent Document 1).

即ち、白色光等の参照光を照射した時の画像と励起光を照射した時の画像を比較して、励起光を照射した時の画像では暗く、参照光を照射した時の画像では明るい画素を抽出する信号処理を行い、この画素を着色した擬似カラー画像を表示することにより、病変部の特定を可能としていた。   That is, comparing the image when the reference light such as white light is irradiated with the image when the excitation light is irradiated, the image when the excitation light is irradiated is dark and the image when the reference light is irradiated is a bright pixel By performing signal processing for extracting the image and displaying a pseudo color image in which the pixels are colored, it is possible to identify the lesioned part.

しかし、擬似カラー画像において着色画素と非着色画素の境界近辺にちらつきが発生していた。また、複数の色で着色した場合に第1の色の着色画素と第2の色の着色画素の境界近辺にもちらつきが発生していた。   However, the pseudo color image flickers around the boundary between the colored pixels and the non-colored pixels. In addition, when a plurality of colors are used, flickering occurs near the boundary between the first color pixel and the second color pixel.

また、擬似カラー画像では着色画素が単一の色により塗りつぶされてしまうため、操作性が悪かった。即ち、着色画素の写像を表示するためには、操作者の手動により参照光を照射した時の画像に切替える必要があった。
特開2003−290130号公報
Further, in the pseudo color image, since the colored pixels are filled with a single color, the operability is poor. That is, in order to display the mapping of the colored pixels, it is necessary to switch to the image when the reference light is irradiated manually by the operator.
JP 2003-290130 A

したがって、本発明では擬似カラー画像においてちらつきの発生を防ぎ、併せて操作者による画像の切替え操作の煩雑さを軽減させることが可能な電子内視鏡の画像処理装置の提供を目的とする。   Accordingly, it is an object of the present invention to provide an image processing apparatus for an electronic endoscope that can prevent occurrence of flickering in a pseudo color image and reduce the complexity of an image switching operation by an operator.

本発明の画像処理装置は、参照光或いは生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光が照射される被写体を撮像することにより生成される画像信号を取得する画像信号取得手段と、参照光を照射する時に生成される参照光画像信号に相当する参照光画像を構成する領域毎の参照光輝度と励起光を照射する時に生成される蛍光画像信号に相当する自家蛍光画像を構成する領域毎の蛍光輝度とを求め同一の領域における参照光輝度或いは蛍光輝度のいずれか一方に対する他方の大きさである相対輝度を求める相対輝度算出手段と、相対輝度に応じて第1色相が変化する領域によって構成される擬似カラー画像に相当する擬似カラー画像データを作成する画像処理手段とを備えることを特徴としている。このような構成により、色が徐々に変化する擬似カラー画像が作成されるので着色画素の境界近辺のちらつきの発生が防止される。   An image processing apparatus according to the present invention includes an image signal acquisition unit that acquires an image signal generated by imaging a subject irradiated with a reference light or an excitation light that emits fluorescence when irradiated on a biological tissue, and irradiates the reference light. The fluorescence of each region constituting the autofluorescence image corresponding to the fluorescence image signal generated when irradiating the reference light luminance and the excitation light generated when irradiating the excitation light with the reference light luminance corresponding to the reference light image corresponding to the reference light image signal generated when Relative luminance calculating means for determining luminance and calculating relative luminance that is the other magnitude of either reference light luminance or fluorescent luminance in the same region, and a region in which the first hue changes according to the relative luminance. And image processing means for creating pseudo color image data corresponding to the pseudo color image. With such a configuration, a pseudo color image in which the color gradually changes is created, thereby preventing the occurrence of flicker near the boundary of the colored pixels.

擬似カラー画像を構成する領域それぞれの擬似カラー画像における位置は、領域に対応した相対輝度の算出に用いられた参照光輝度、或いは蛍光輝度に対応した領域と同じ位置であることが好ましい。   The positions in the pseudo color image of each of the areas constituting the pseudo color image are preferably the same positions as the areas corresponding to the reference light luminance or the fluorescence luminance used for calculating the relative luminance corresponding to the area.

参照光画像或いは自家蛍光画像の一方を基準として、他方の画像の輝度を正規化する正規化手段を備え、画像処理手段が参照光輝度或いは蛍光輝度のいずれか一方を正規化された参照光輝度或いは正規化された蛍光輝度に置換えて相対輝度を算出することが好ましい。正規化を行うことにより、絞りにより参照光の光量を変化させる場合であっても実質的に同じ相対輝度を求めることが可能になる。   A reference light luminance is provided that includes a normalizing unit that normalizes the luminance of the other image with reference to either the reference light image or the autofluorescent image, and the image processing unit normalizes either the reference light luminance or the fluorescent luminance. Alternatively, it is preferable to calculate the relative luminance by replacing the normalized fluorescence luminance. By performing normalization, substantially the same relative luminance can be obtained even when the amount of reference light is changed by the diaphragm.

正規化は、参照光画像或いは自家蛍光画像のいずれか一方であって正規化を行う画像を構成する領域の輝度における最大輝度に対する他方の画像を構成する領域の輝度における最大輝度の比である最大輝度比を求め、正規化を行う画像を構成する各領域の輝度に最大輝度比を乗じることにより行われることが好ましい。   Normalization is either the reference light image or the autofluorescence image, and is the ratio of the maximum brightness in the brightness of the area constituting the other image to the maximum brightness in the brightness of the area constituting the normalization image. This is preferably performed by obtaining a luminance ratio and multiplying the luminance of each region constituting the image to be normalized by the maximum luminance ratio.

或いは、参照光画像及び自家蛍光画像を構成する領域の輝度についての度数分布を作成する分布作成手段を備え、正規化は記参照光画像或いは自家蛍光画像のいずれか一方であって正規化を行う画像を構成する領域の輝度の度数分布における平均輝度に対する他方の画像を構成する領域の輝度の度数分布における平均輝度の比である平均輝度比を求め正規化を行う画像を構成する各領域の輝度に前記平均輝度比を乗じることにより行われることが好ましい。   Alternatively, a distribution creating means for creating a frequency distribution with respect to the luminance of the regions constituting the reference light image and the autofluorescence image is provided, and normalization is performed using either the reference light image or the autofluorescence image. The luminance of each area constituting the image to be normalized by calculating the average luminance ratio, which is the ratio of the average luminance in the frequency distribution of the luminance of the area constituting the other image to the average luminance in the luminance frequency distribution of the area constituting the image Is preferably performed by multiplying the above average luminance ratio.

画像処理手段が、相対輝度に応じて参照光画像或いは自家蛍光画像において相対輝度に対応する領域の第1色相を変化させる信号処理を参照光画像信号或いは蛍光画像信号に対して行い、擬似カラー画像データを作成することが好ましい。   The image processing means performs a signal process for changing the first hue of the region corresponding to the relative luminance in the reference light image or the autofluorescence image on the reference light image signal or the fluorescence image signal according to the relative luminance, and the pseudo color image It is preferable to create data.

画像処理手段が、擬似カラー画像を構成する領域の第2色相を相対輝度に応じて変化させることが好ましい。   Preferably, the image processing means changes the second hue of the area constituting the pseudo color image according to the relative luminance.

被写体を照射する光を参照光と励起光のいずれかに切替える切替え手段と、被写体へ照射する光が参照光に切替えられている間に生成される画像信号を参照光画像信号として、被写体へ照射する光が励起光に切替えられている間に生成される画像信号を蛍光画像信号として認識する認識手段とを備えることが好ましい。   Switching means for switching light for irradiating the subject to either reference light or excitation light, and irradiating the subject with the image signal generated while the light irradiating the subject is switched to the reference light as the reference light image signal It is preferable to comprise a recognition means for recognizing an image signal generated while the light to be switched to the excitation light as a fluorescent image signal.

擬似カラー画像を表示するモニタに、参照光画像及び自家蛍光画像のいずれか一方或いは両方を擬似カラー画像とともに表示することが好ましい。擬似カラー画像とともに、参照光画像或いは自家蛍光画像が表示されるので、病変部の画像を見るために、モニタに表示される画像の切替が不要となる。   It is preferable to display either one or both of the reference light image and the autofluorescence image together with the pseudo color image on the monitor that displays the pseudo color image. Since the reference light image or autofluorescence image is displayed together with the pseudo color image, it is not necessary to switch the image displayed on the monitor in order to see the image of the lesioned part.

本発明の画像処理プログラムは、参照光或いは生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光が照射される被写体を撮像することにより生成される画像信号を取得する画像信号取得手段と、参照光を照射する時に生成される参照光画像信号に相当する参照光画像を構成する領域毎の参照光輝度と励起光を照射する時に生成される蛍光画像信号に相当する自家蛍光画像を構成する領域毎の蛍光輝度とを求め同一の領域における参照光輝度或いは蛍光輝度のいずれか一方に対する他方の大きさである相対輝度を求める相対輝度算出手段と、相対輝度に応じて第1色相が変化する領域によって構成される擬似カラー画像に相当する擬似カラー画像データを作成する画像処理手段としてコンピュータを機能させることを特徴としている。   An image processing program according to the present invention includes an image signal acquisition unit that acquires an image signal generated by imaging a subject irradiated with reference light or excitation light that emits fluorescence when irradiated on a living tissue, and irradiates the reference light. The fluorescence of each region constituting the autofluorescence image corresponding to the fluorescence image signal generated when irradiating the reference light luminance and the excitation light generated when irradiating the excitation light with the reference light luminance corresponding to the reference light image corresponding to the reference light image signal generated when Relative luminance calculating means for determining luminance and calculating relative luminance that is the other magnitude of either reference light luminance or fluorescent luminance in the same region, and a region in which the first hue changes according to the relative luminance. The computer is caused to function as image processing means for creating pseudo color image data corresponding to a pseudo color image.

本発明の内視鏡システムは、参照光或いは生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光が照射される被写体を撮像する撮像素子を有する電子内視鏡と、参照光を照射する時に生成される参照光画像信号に相当する参照光画像を構成する領域毎の参照光輝度と励起光を照射する時に生成される蛍光画像信号に相当する自家蛍光画像を構成する領域毎の蛍光輝度とを求め同一の領域における参照光輝度或いは蛍光輝度のいずれか一方に対する他方の大きさである相対輝度を求める相対輝度算出手段と、相対輝度に応じて第1色相が変化する領域によって構成される擬似カラー画像に相当する擬似カラー画像データを作成する画像処理手段と、擬似カラー画像を表示するモニタとを備えることを特徴としている。   The endoscope system of the present invention is generated when an electronic endoscope having an image sensor that images a subject irradiated with excitation light that emits fluorescence when irradiated with reference light or biological tissue, and when the reference light is irradiated. The reference light luminance for each region constituting the reference light image corresponding to the reference light image signal and the fluorescence luminance for each region constituting the autofluorescent image corresponding to the fluorescent image signal generated when the excitation light is irradiated are the same. A pseudo-color image composed of a relative luminance calculation means for obtaining a relative luminance that is the other magnitude of either the reference light luminance or the fluorescent luminance in the region, and a region in which the first hue changes according to the relative luminance. The image processing means for generating the corresponding pseudo color image data and a monitor for displaying the pseudo color image are provided.

本発明によれば、参照光画像と自家蛍光画像とによって作成される擬似カラー画像に発生する色分け境界近辺に発生するちらつきを防止することが可能となる。また、病変部と推定される部位の写像の確認のために表示される画像の切替が不要となる。   According to the present invention, it is possible to prevent flickering that occurs in the vicinity of a color-coded boundary that occurs in a pseudo color image created by a reference light image and an autofluorescence image. Further, it is not necessary to switch the image displayed for confirming the mapping of the site estimated to be a lesion.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態を適用した画像処理装置を有する内視鏡システムの内部構成を概略的に示すブロック図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an internal configuration of an endoscope system having an image processing apparatus to which an embodiment of the present invention is applied.

内視鏡システム10は、内視鏡プロセッサ20、内視鏡50、およびモニタ60によって構成される。プロセッサ20は、内視鏡50、及びモニタ60に接続される。被写体を照射するための光を発光する光源システム21が、プロセッサ20の内部に設けられる。光源システム21から発光される光は、内視鏡50に設けられるライトガイド51を介して被写体(図示せず)に照射される。   The endoscope system 10 includes an endoscope processor 20, an endoscope 50, and a monitor 60. The processor 20 is connected to the endoscope 50 and the monitor 60. A light source system 21 that emits light for irradiating a subject is provided inside the processor 20. Light emitted from the light source system 21 is irradiated to a subject (not shown) via a light guide 51 provided in the endoscope 50.

内視鏡50の挿入部52の先端に設けられたCCD等の撮像素子53により撮像された被写体の画像は、画像信号としてプロセッサ20に送られる。画像信号は、プロセッサ20に設けられた画像処理システム34において、所定の処理が行われる。プロセッサ20は、本実施形態の画像処理装置の機能を実行することが可能で、所定の処理とともに、後述する擬似カラー画像データの作成を行うことが可能である。所定の処理が行われた画像信号は、モニタ60に送られ、画像信号に相当する画像がモニタ60に表示される。   An image of a subject imaged by an imaging element 53 such as a CCD provided at the distal end of the insertion portion 52 of the endoscope 50 is sent to the processor 20 as an image signal. The image signal is subjected to predetermined processing in an image processing system 34 provided in the processor 20. The processor 20 can execute the functions of the image processing apparatus according to the present embodiment, and can generate pseudo color image data to be described later along with predetermined processing. The image signal on which the predetermined processing has been performed is sent to the monitor 60, and an image corresponding to the image signal is displayed on the monitor 60.

光源システム21は、白色光等の参照光を発する参照用光源22、紫外線等の特定の波長の光(励起光)を発する励起用光源23、集光レンズ24、参照用光源電源回路25、励起用光源制御回路26、シャッタ27、及び絞り28等によって構成される。   The light source system 21 includes a reference light source 22 that emits reference light such as white light, an excitation light source 23 that emits light (excitation light) of a specific wavelength such as ultraviolet light, a condenser lens 24, a reference light source power circuit 25, and excitation. And a light source control circuit 26, a shutter 27, a diaphragm 28, and the like.

参照用光源22から照射された参照光をライトガイド51の入射端51aに導くための光路中に絞り28、シャッタ27、ダイクロックミラー29、及び集光レンズ24が設けられる。参照用光源22から照射された略平行な光束の光は、ダイクロックミラー29を通過し、集光レンズ24で集光されて入射端51aに入射される。 An aperture 28, a shutter 27, a dichroic mirror 29, and a condenser lens 24 are provided in the optical path for guiding the reference light emitted from the reference light source 22 to the incident end 51 a of the light guide 51. Light of substantially parallel light flux emitted from the reference light source 22 passes through the dichroic mirror 29, is incident on the incident end 51 a is condensed by the condenser lens 24.

参照光の光量調整は、絞り28を駆動することにより実行される。絞り28は、絞り駆動回路30により動作が制御される第1モータ31aにより駆動される。絞り駆動回路30は、第1信号処理回路35aに接続される。撮像素子53において生成する画像信号に基づき、第1信号処理回路35aにおいて、撮像した画像の受光量が検出される。第1モータ31aの駆動量は、絞り駆動回路30により、画像の受光量に応じて求められる。 The light amount adjustment of the reference light is executed by driving the diaphragm 28. The diaphragm 28 is driven by a first motor 31 a whose operation is controlled by a diaphragm driving circuit 30. Diaphragm driving circuit 30 is connected to the first signal processing circuit 35 a. Based on the image signal generated in the imaging device 53, in the first signal processing circuit 35 a, the received light amount of an image captured is detected. The driving amount of the first motor 31 a is obtained by the diaphragm driving circuit 30 according to the received light amount of the image.

シャッタ27は、例えば図2に示すロータリーシャッタであり、参照光の入射端51aへの通過と遮光が切替えられる。参照光を通過させる場合は、開口部27oが参照光の光路中に挿入される。参照光を遮光する場合は、遮光部27sが参照光の光路中に挿入される。シャッタ27は、シャッタ駆動回路32により動作が制御される第2モータ31bにより駆動される。 The shutter 27 is, for example, a rotary shutter shown in FIG. 2, and is switched between passing and blocking of the reference light to the incident end 51 a . When passing the reference light, the opening 27 o is inserted into the optical path of the reference light. When the reference light is shielded, the light shielding portion 27 s is inserted in the optical path of the reference light. The shutter 27 is driven by a second motor 31 b whose operation is controlled by a shutter drive circuit 32.

励起用光源23は、励起用光源23から照射される略平行な光束の光がダイクロックミラー29に反射されて入射端51aに入射する位置に固定される。例えば、ダイクロックミラー29を参照用光源22の光路に対して45°の角度に固定した場合、励起用光源23の光路が参照用光源22の光路に対して90°の角度となる位置に配置される。励起用光源23の発光、及び消灯は、励起用光源制御回路26によって制御される。 The excitation light source 23 is fixed at a position where light of a substantially parallel light beam emitted from the excitation light source 23 is reflected by the dichroic mirror 29 and incident on the incident end 51 a . For example, when the dichroic mirror 29 is fixed at an angle of 45 ° with respect to the optical path of the reference light source 22, the optical path of the excitation light source 23 is disposed at a position at an angle of 90 ° with respect to the optical path of the reference light source 22. Is done. Light emission and extinction of the excitation light source 23 are controlled by the excitation light source control circuit 26.

シャッタ駆動回路32、及び励起用光源制御回路26は、タイミングコントローラ40に接続される。シャッタ27による参照光の通過と遮光のタイミングを制御するためのシャッタタイミング信号が、タイミングコントローラ40からシャッタ駆動回路32に出力される。また、励起用光源23の発光と消灯のタイミングを制御するための発光タイミング信号が、タイミングコントローラ40から励起用光源制御回路26に出力される。   The shutter drive circuit 32 and the excitation light source control circuit 26 are connected to the timing controller 40. A shutter timing signal for controlling the timing of passage and blocking of the reference light by the shutter 27 is output from the timing controller 40 to the shutter drive circuit 32. A light emission timing signal for controlling the timing of light emission and extinction of the excitation light source 23 is output from the timing controller 40 to the excitation light source control circuit 26.

タイミングコントローラ40は、シャッタ27によって参照光を通過させる時に励起用光源23を消灯させ、励起用光源23を発光させる時にシャッタ27によって参照光を遮光するようにシャッタタイミング信号、及び発光タイミング信号を出力する。即ち、被写体へ照射する光の切替えは、タイミングコントローラ40、励起用光源制御回路26、シャッタ駆動回路32、第2モータ31b、及びシャッタ27が協同して動作することにより実行される。 The timing controller 40 outputs a shutter timing signal and a light emission timing signal so that the excitation light source 23 is turned off when the reference light is passed through the shutter 27 and the reference light is shielded by the shutter 27 when the excitation light source 23 is caused to emit light. To do. In other words, the light to be irradiated on the subject is switched by the timing controller 40, the excitation light source control circuit 26, the shutter drive circuit 32, the second motor 31 b , and the shutter 27 operating in cooperation.

また、タイミングコントローラ40によって、撮像素子53を駆動するために必要なタイミング信号が、撮像素子駆動回路41に出力される。また、後述するようにタイミングコントローラ40は画像処理システム34に接続される。所定のタイミング信号が、画像処理システム34に出力される。   The timing controller 40 outputs a timing signal necessary for driving the image sensor 53 to the image sensor drive circuit 41. As will be described later, the timing controller 40 is connected to the image processing system 34. A predetermined timing signal is output to the image processing system 34.

参照用光源22への電力は、参照用光源電源回路25から供給される。参照用光源電源回路25、及び励起用光源制御回路26は、システムコントローラ33に接続される。システムコントローラ33に接続されるスコープボタン42をONにすることにより、参照用光源電源回路25、及び励起用光源制御回路26が起動される。   The power to the reference light source 22 is supplied from the reference light source power circuit 25. The reference light source power circuit 25 and the excitation light source control circuit 26 are connected to the system controller 33. By turning on the scope button 42 connected to the system controller 33, the reference light source power supply circuit 25 and the excitation light source control circuit 26 are activated.

ライトガイド51の入射端51aには、前述のように参照光、或いは励起光が入射する。ライトガイド51の出射端51bから出射する光が、配光レンズ54を介して挿入部52先端付近に照射される。撮像素子53は、参照光が連続して照射される間、或いは励起光が連続して照射される間に少なくとも1フレームずつの被写体像を撮像するように、撮像素子駆動回路41によって制御される。 As described above, the reference light or the excitation light is incident on the incident end 51 a of the light guide 51. Light emitted from the emission end 51 b of the light guide 51 is applied to the vicinity of the distal end of the insertion portion 52 through the light distribution lens 54. The image sensor 53 is controlled by the image sensor drive circuit 41 so as to capture at least one frame of the subject image while the reference light is continuously irradiated or while the excitation light is continuously irradiated. .

被写体像は、対物レンズ55、及び励起光カットフィルタ56を介して、撮像素子53に撮像される。励起光カットフィルタ56により、被写体の光学像から励起光成分が除去される。励起光成分が除去されることにより、励起光が照射されることによって被写体である生体組織が発する蛍光成分のみが、撮像素子53により撮像される。   The subject image is captured by the image sensor 53 via the objective lens 55 and the excitation light cut filter 56. The excitation light component is removed from the optical image of the subject by the excitation light cut filter 56. By removing the excitation light component, only the fluorescence component emitted from the biological tissue that is the subject when irradiated with the excitation light is imaged by the imaging element 53.

画像処理システム34は、第1信号処理回路35a、第2信号処理回路35b、ヒストグラム演算回路37、擬似カラー演算回路38、及び第1、第2メモリ39a、39bによって構成される。 The image processing system 34 includes a first signal processing circuit 35 a , a second signal processing circuit 35 b , a histogram calculation circuit 37, a pseudo color calculation circuit 38, and first and second memories 39 a and 39 b .

撮像素子53は、第1信号処理回路35aに電気的に接続される。撮像素子53の撮像動作の実行により生成する画像信号は、第1信号処理回路35aに取得される。その後、第1信号処理回路35aにおいてホワイトバランス処理やγ補正等の所定の信号処理が行われ、デジタルデータである画像データに変換される。 Imaging device 53 is electrically connected to the first signal processing circuit 35 a. Image signal generated by the execution of the imaging operation of the image sensor 53 is acquired in the first signal processing circuit 35 a. Then, predetermined signal processing such as white balance processing and γ correction is performed in the first signal processing circuit 35 a, and is converted into image data which is digital data.

第1信号処理回路35aは、タイミングコントローラ40に接続される。タイミングコントローラ40から第1信号処理回路35aに、参照光を通過させるためのシャッタタイミング信号に同期した参照タイミング信号、及び励起用光源を発光させるための発光タイミング信号に同期した蛍光タイミング信号が交互に送られる。 The first signal processing circuit 35 a is connected to the timing controller 40. From the timing controller 40 to the first signal processing circuit 35 a, fluorescent timing signal synchronized with the light emission timing signal to the reference timing signal synchronized with the shutter timing signal, and the excitation light source to emit light for passing reference light alternately Sent to.

第1信号処理回路35aにおいて、参照タイミング信号が送られる間の画像信号は参照光を照射する時に撮像した参照光画像信号として認識される。一方、蛍光タイミング信号が送られる間の画像信号は励起光を照射する時に撮像した蛍光画像信号として認識される。 In the first signal processing circuit 35 a, image signals between the reference timing signal is sent is recognized as the reference light image signal obtained by imaging when irradiated with the reference light. On the other hand, the image signal while the fluorescence timing signal is sent is recognized as a fluorescence image signal captured when the excitation light is irradiated.

第1信号処理回路35aは、第1メモリ39aと第2メモリ39bとに接続される。参照光画像に相当する参照光画像データは第1メモリ39aに格納される。自家蛍光画像に相当する蛍光画像データは第2メモリ39bに格納される。第1、第2メモリ39a、39bは、タイミングコントローラ40に接続され、それぞれのタイミング信号を受けて、参照光画像データ、及び蛍光画像データの格納が実行される。 The first signal processing circuit 35 a is connected to the first memory 39 a and the second memory 39 b . The reference light image data corresponding to the reference light image is stored in the first memory 39 a. Fluorescence image data corresponding to the autofluorescence image is stored in the second memory 39 b. The first and second memories 39 a and 39 b are connected to the timing controller 40, and receive the respective timing signals to store the reference light image data and the fluorescence image data.

また、第1信号処理回路35aは、ヒストグラム演算回路37に接続される。参照光画像データ、及び蛍光画像データは、ヒストグラム演算回路37にも出力される。参照光画像データ、或いは蛍光画像データに基づいて、ヒストグラム演算回路37において、参照光画像の輝度のヒストグラム(図3、符号R参照)、或いは自家蛍光画像の輝度のヒストグラム(図3、符号F参照)が作成される。 The first signal processing circuit 35 a is connected to the histogram calculation circuit 37. The reference light image data and the fluorescence image data are also output to the histogram calculation circuit 37. Based on the reference light image data or the fluorescence image data, in the histogram calculation circuit 37, the luminance histogram of the reference light image (see FIG. 3, symbol R) or the luminance histogram of the autofluorescent image (see FIG. 3, symbol F). ) Is created.

ヒストグラム演算回路37は、擬似カラー演算回路38に接続される。擬似カラー演算回路38において、参照光画像データ、蛍光画像データ、参照光画像の輝度のヒストグラム、及び自家蛍光画像の輝度のヒストグラムに基づいて、擬似カラー画像に相当する擬似カラー画像データが作成される。擬似カラー画像データ作成において、正規化処理、相対輝度算出処理、及び擬似カラー画像作成処理が行われる。   The histogram calculation circuit 37 is connected to the pseudo color calculation circuit 38. In the pseudo color arithmetic circuit 38, pseudo color image data corresponding to the pseudo color image is created based on the reference light image data, the fluorescence image data, the brightness histogram of the reference light image, and the brightness histogram of the autofluorescence image. . In creating pseudo color image data, normalization processing, relative luminance calculation processing, and pseudo color image creation processing are performed.

正規化処理において、まず自家蛍光画像のヒストグラムFにおける輝度分布の最大値である最大蛍光輝度BmaxFと、参照光画像のヒストグラムRにおける輝度分布の最大値である最大参照輝度BmaxRとが、求められる。 In the normalization process, first, a maximum fluorescence brightness B maxF that is the maximum value of the brightness distribution in the histogram F of the autofluorescence image and a maximum reference brightness B maxR that is the maximum value of the brightness distribution in the histogram R of the reference light image are obtained. It is done.

次に、自家蛍光画像の各画素(領域)の輝度が、最大蛍光輝度BmaxFが最大参照輝度BmaxRに合致するように、正規化される。即ち、自家蛍光画像の各画素における輝度に最大参照光輝度BmaxRを乗じて、最大蛍光輝度BmaxFを除すことによって正規化が行われる。 Next, the brightness of each pixel (region) of the autofluorescence image is normalized so that the maximum fluorescence brightness B maxF matches the maximum reference brightness B maxR . That is, by multiplying the maximum reference beam intensity B maxR to the luminance of each pixel of the autofluorescence image, the normalization is performed by dividing the maximum fluorescence intensity B maxF.

相対輝度算出処理における、相対輝度とは、参照光画像の輝度(参照光輝度)に対する正規化が行われた自家蛍光画像の輝度(蛍光輝度)の比であって、参照光画像、及び自家蛍光画像において互いに画像全体の中で同一の位置にある画素毎に算出される。   In the relative brightness calculation process, the relative brightness is a ratio of the brightness (fluorescence brightness) of the autofluorescence image that has been normalized to the brightness of the reference light image (reference light brightness), and is the reference light image and autofluorescence. It is calculated for each pixel at the same position in the entire image in the image.

次に、擬似カラー画像は、相対輝度に基づいて擬似カラー画像データとして作成される。擬似カラー画像を構成する各画素の色は、画素の位置に対応する相対輝度により決定付けられる。なお、擬似カラー画像を構成する各画素の位置は、対応する相対輝度の算出に用いられた参照光輝度、或いは蛍光輝度に対応する画素の位置と同一の位置に定められる。   Next, a pseudo color image is created as pseudo color image data based on the relative luminance. The color of each pixel constituting the pseudo color image is determined by the relative luminance corresponding to the pixel position. Note that the position of each pixel constituting the pseudo color image is determined to be the same position as the position of the pixel corresponding to the reference light luminance or the fluorescence luminance used for calculating the corresponding relative luminance.

擬似カラー画像を構成する画素の相対輝度が小さくなるほど、赤の色相(第1色相)が強調され、一方相対輝度が大きくなるほど、緑の色相(第2色相)が強調される。従って、相対輝度が0から100に変化するに応じて、各画素の色が赤色から橙、黄色、黄緑、緑へ徐々に変化するように擬似カラー画像データが作成される。なお、相対輝度に応じて強調させる赤、及び緑の色相の度合いは予め定められ、ROM(図示せず)に記憶される。   The red hue (first hue) is enhanced as the relative luminance of the pixels constituting the pseudo color image decreases, while the green hue (second hue) is enhanced as the relative luminance increases. Accordingly, the pseudo color image data is created so that the color of each pixel gradually changes from red to orange, yellow, yellow-green, and green as the relative luminance changes from 0 to 100. Note that the degree of red and green hues to be emphasized according to the relative luminance is determined in advance and stored in a ROM (not shown).

擬似カラー演算回路38は、第2信号処理回路35bに接続される。擬似カラー画像データは、第2信号処理回路35bに出力される。第2信号処理回路35bにおいて、擬似カラー画像データは、アナログ信号に変換され、クランプ、プランキング処理等の所定の信号処理が行われ、擬似カラー映像信号が生成される。 The pseudo color arithmetic circuit 38 is connected to the second signal processing circuit 35 b . Pseudo-color image data is output to the second signal processing circuit 35 b. In the second signal processing circuit 35b , the pseudo color image data is converted into an analog signal, and predetermined signal processing such as clamping and blanking processing is performed to generate a pseudo color video signal.

第2信号処理回路35bは、モニタ60に接続される。第2信号処理回路35bから擬似カラー映像信号がモニタ60に出力され、モニタ60の表示面全面に図4に示すような擬似カラー画像が表示される。 The second signal processing circuit 35 b is connected to the monitor 60. A pseudo color video signal is output from the second signal processing circuit 35 b to the monitor 60, and a pseudo color image as shown in FIG. 4 is displayed on the entire display surface of the monitor 60.

前述のように、病変部である生体組織が発する蛍光は健常部である生体組織に比べて低い。従って、参照光画像に比べた自家蛍光画像の輝度が相対的に低い画素、即ち相対輝度が低い画素が病変部であると推測することが可能である。従って、擬似カラー画像において、赤の色相が強調されている画素ほど病変部である可能性が高くなることを示しており、緑の色相が強調されている画素ほど健常部である可能性が高くなることを示している。   As described above, the fluorescence emitted from the living tissue that is the lesioned part is lower than that of the living tissue that is the healthy part. Therefore, it is possible to estimate that a pixel having a relatively low luminance of the autofluorescence image compared to the reference light image, that is, a pixel having a low relative luminance is a lesion. Therefore, in the pseudo color image, it is indicated that the pixel with the red hue emphasized has a higher possibility of being a lesion, and the pixel with the green hue emphasized has a higher possibility of being a healthy part. It shows that it becomes.

第2信号処理回路35bは、第1メモリ39a、及び第2メモリ39bにも接続されており、第1メモリ39aに格納された参照光画像データ、或いは第2メモリ39bに格納された蛍光画像データも、第2信号処理回路35bにおいて、前述の信号処理が行われ、それぞれ参照光映像信号、及び蛍光映像信号が生成される。 The second signal processing circuit 35 b is also connected to the first memory 39 a and the second memory 39 b, and is stored in the reference light image data stored in the first memory 39 a or the second memory 39 b . The above-described fluorescent image data is also subjected to the above-described signal processing in the second signal processing circuit 35 b to generate a reference light video signal and a fluorescent video signal, respectively.

入力部(図示せず)への入力により、モニタ60の表示領域に表示する画像を擬似カラー画像PC、参照光画像PR、及び自家蛍光画像PFのいずれかに切替え可能である。または、図5、図6に示すように、擬似カラー画像PC、参照光画像PR、及び自家蛍光画像PFのいずれか2つ、或いはすべてを同時に表示するための選択も可能である。 The inputs to the input section (not shown), it is possible to switch the image displayed in the display area of the monitor 60 pseudo-color image P C, the reference light image P R, and either the autofluorescence image P F. Or, as shown in FIGS. 5 and 6, the pseudo-color image P C, the reference light image P R, and any two of autofluorescence image P F, or choose to display all at the same time is also possible.

モニタ60上に、複数の画像を表示する場合は、第2信号処理回路35bにおいて、それぞれの画像を表示する位置の割り当てや、画像の縮小処理が行われる。タイミングコントローラ40は、第2信号処理回路35bに接続される。第2信号処理回路35bにおける画像の切り替え処理、複数画像を表示するための前述の処理は、タイミングコントローラ40から出力されるタイミング信号に基づいて行われる。 On the monitor 60, when displaying a plurality of images, the second signal processing circuit 35 b, allocation and position to display each image, image reduction process is performed. The timing controller 40 is connected to the second signal processing circuit 35 b. The image switching process in the second signal processing circuit 35 b and the above-described process for displaying a plurality of images are performed based on the timing signal output from the timing controller 40.

次に図7のフローチャートを参照して、画像処理装置において実行される画像処理について説明する。   Next, image processing executed in the image processing apparatus will be described with reference to the flowchart of FIG.

擬似カラー画像をモニタ60上に表示する設定に切替えることにより、本実施形態の画像処理は開始する。まず、ステップS100において、シャッタ27の開口部27oを参照光の光路中に挿入するようにシャッタ27を駆動させるシャッタタイミング信号をシャッタ駆動回路32に出力する。シャッタタイミング信号の出力によりシャッタ27が駆動され、被写体を照射する光は参照光に切替わる。 The image processing of this embodiment is started by switching to the setting for displaying the pseudo color image on the monitor 60. First, in step S100, and it outputs a shutter timing signal for driving the shutter 27 so as to insert the opening 27 o of the shutter 27 in the optical path of the reference light to the shutter driving circuit 32. The shutter 27 is driven by the output of the shutter timing signal, and the light that irradiates the subject is switched to the reference light.

次のステップS101において、撮像素子53を駆動して、参照光を照射された被写体の参照光画像を撮像して、ステップS102に進む。ステップS102では、撮像により生成された参照光画像信号に所定の信号処理を行い、デジタルデータである参照光画像データを生成する。   In the next step S101, the image sensor 53 is driven to capture the reference light image of the subject irradiated with the reference light, and the process proceeds to step S102. In step S102, predetermined signal processing is performed on the reference light image signal generated by imaging to generate reference light image data that is digital data.

次のステップS103では、参照光画像データを第1メモリ39aに格納して、ステップS104に進む。ステップS104では、参照光画像データに基づいて、参照光画像を構成する画素の輝度についてのヒストグラムを作成する。 In the next step S103, the reference light image data stored in the first memory 39 a, the process proceeds to step S104. In step S104, a histogram for the luminance of the pixels constituting the reference light image is created based on the reference light image data.

次に、ステップS105に進み、励起光を発光させる発光タイミング信号を励起用光源制御回路26に出力する。励起用光源制御回路26は、励起用光源23を発光状態に切替えて、ステップS106に進む。ステップS106において、撮像素子53を駆動して、励起光を照射された被写体の自家蛍光画像を撮像して、ステップS107に進む。   In step S105, a light emission timing signal for emitting excitation light is output to the excitation light source control circuit 26. The excitation light source control circuit 26 switches the excitation light source 23 to the light emission state, and proceeds to step S106. In step S106, the image sensor 53 is driven to capture an autofluorescence image of the subject irradiated with the excitation light, and the process proceeds to step S107.

ステップS107では、撮像により生成された蛍光画像信号に所定の信号処理を行い、デジタルデータである蛍光画像データを生成する。次のステップS108では、蛍光画像データを第2メモリ39bに格納して、ステップS109に進む。ステップS109では、蛍光画像データに基づいて、自家蛍光画像を構成する画素の輝度についてのヒストグラムを作成する。 In step S107, predetermined signal processing is performed on the fluorescent image signal generated by the imaging to generate fluorescent image data that is digital data. In the next step S108, stores the fluorescent image data in the second memory 39 b, the process proceeds to step S109. In step S109, a histogram for the luminance of the pixels constituting the autofluorescence image is created based on the fluorescence image data.

次のステップS110では、参照光画像の輝度値を基準として自家蛍光画像の輝度値の正規化を行う。まず、参照光画像のヒストグラムR(図3参照)の最大参照輝度BmaxR、及び自家蛍光画像のヒストグラムFの最大蛍光輝度BmaxFを求める。次に自家蛍光画像を構成する各画素の輝度に、最大参照輝度BmaxRを乗じ、最大蛍光輝度BmaxFを除する事によって、正規化が行われる。 In the next step S110, the luminance value of the autofluorescence image is normalized based on the luminance value of the reference light image. First, the maximum reference brightness B maxR of the histogram R of the reference light image (see FIG. 3) and the maximum fluorescence brightness B maxF of the histogram F of the autofluorescence image are obtained . Then the brightness of each pixel constituting the autofluorescence image, multiplied by the maximum reference brightness B maxR, by dividing the maximum fluorescence intensity B maxF, the normalization is performed.

次のステップS111では、参照光画像を構成する各画素の輝度に対する正規化を行った自家蛍光画像を構成する各画素の輝度の比である相対輝度を求める。相対輝度を求めるとステップS112に進み、相対輝度が小さくなるほど、赤の色相を強調し、相対し輝度が大きくなるほど緑の色相を強調した擬似カラー画像に相当する擬似カラー画像データを作成する。   In the next step S111, a relative luminance, which is a ratio of the luminances of the respective pixels constituting the autofluorescent image that has been normalized with respect to the luminance of the respective pixels constituting the reference light image, is obtained. When the relative luminance is obtained, the process proceeds to step S112, and pseudo color image data corresponding to a pseudo color image in which the red hue is emphasized as the relative luminance decreases and the green hue is emphasized as the relative luminance increases is created.

次にステップS113において、モニタ60への表示が、参照光画像PR、及び自家蛍光画像PFの一方、或いは両方とともに擬似カラー画像PCを表示する複数表示モードとする選択入力があるか否かを確認する。複数表示モードの選択入力がある場合はステップS114に進み、それぞれの画像を表示する位置の割当てや画像の縮小処理を行う。 In step S113, whether the display on the monitor 60, the reference light image P R, and one of the autofluorescence image P F, or there is a selection input for a plurality display mode for displaying the pseudo-color image P C with both To check. If there is a selection input for a plurality of display modes, the process proceeds to step S114, where each image display position is assigned and image reduction processing is performed.

ステップS113において複数表示モードの選択入力がない場合、或いはステップS114の処理の後に、ステップS115に進む。ステップS115では、擬似カラー画像データ、或いは複数画像表示のためのデータを映像信号としてモニタ60に出力する。次のステップS116において、終了入力がある場合は、本プログラムによる画像処理を終了する。終了入力がない場合は、ステップS100に戻り、終了入力があるまでステップS100〜ステップS116の処理を繰返す。   If there is no selection input for the multiple display mode in step S113, or after the process of step S114, the process proceeds to step S115. In step S115, pseudo color image data or data for displaying a plurality of images is output to the monitor 60 as a video signal. In the next step S116, if there is an end input, the image processing by this program is ended. If there is no end input, the process returns to step S100, and the processes in steps S100 to S116 are repeated until there is an end input.

以上のように、本実施形態の画像処理装置を有する内視鏡システムによれば、ちらつきのない擬似カラー画像がモニタ60に表示される。これにより、使用者の診断性が向上する。人間の目は輝度の明暗に対しては敏感であるが、彩度の変化については敏感でないため、色を段階的に変化させることにより、特に従来の擬似カラー画像における単一色の色付けを行った境界付近で発生したちらつきを抑えることが可能になる。   As described above, according to the endoscope system having the image processing apparatus of the present embodiment, a pseudo color image without flickering is displayed on the monitor 60. Thereby, a user's diagnostic property improves. Although the human eye is sensitive to brightness contrast, it is not sensitive to changes in saturation, so by changing the color step by step, a single color was colored, especially in conventional pseudo-color images. It is possible to suppress flickering that occurs near the boundary.

また、擬似カラー画像とともに、参照光画像PRと自家蛍光画像PFのどちらか一方或いは両方をモニタ60に表示可能である。従って、擬似カラー画像を含む複数画像をモニタ60に表示させておくことにより、参照光画像PRの確認のための画像の切替え入力が不要である。 Further, the pseudo-color image can be displayed either one or both of the reference light image P R and autofluorescence image P F on the monitor 60. Therefore, by keeping to display the plurality of images including the pseudo color image on the monitor 60, the switching input of the image for confirmation of the reference light image P R is not required.

なお、本実施形態において、自家蛍光画像の正規化を、最大蛍光輝度を最大参照輝度に合致させるように行われるが、自家蛍光画像のヒストグラムF’における輝度分布の平均値BaveFを、参照光画像のヒストグラムR’における輝度分布の平均値BaveRに合致させるように行うことも可能である。 In the present embodiment, the autofluorescence image is normalized so that the maximum fluorescence brightness matches the maximum reference brightness. The average value B aveF of the brightness distribution in the histogram F ′ of the autofluorescence image is used as the reference light. It is also possible to carry out so as to match the average value B aveR of the luminance distribution in the histogram R ′ of the image.

参照光原画像がハレーションを起こしている場合には、図8に示すように、最大輝度で正規化をすることが出来ない。一方、平均値を合致させる正規化によれば、参照光原画像がハレーションを起こしている場合にも、自家蛍光フィルタ画像の正規化が可能である。   When the reference light original image causes halation, normalization cannot be performed with the maximum luminance as shown in FIG. On the other hand, according to the normalization that matches the average value, it is possible to normalize the auto-fluorescent filter image even when the reference light original image is halated.

また、本実施形態では、相対輝度に基づいて新規に擬似カラー画像データが作成される構成であるが、参照光画像データに対してデータ処理を行うことにより擬似カラー画像データを作成する構成でもよい。本実施形態における擬似カラー画像は、参照光画像及び自家蛍光画像において病変部と推測される部位から健常部と推測される部位までを異なる色で表示する画像であり、被写体像そのものを表示する画像ではない。   In this embodiment, the pseudo color image data is newly created based on the relative luminance. However, the pseudo color image data may be created by performing data processing on the reference light image data. . The pseudo-color image in the present embodiment is an image that displays in a different color from a site that is estimated as a lesioned part to a site that is estimated as a healthy part in the reference light image and the autofluorescence image, and an image that displays the subject image itself. is not.

しかし、参照光画像における各画素の色相を相対輝度に応じて変化させ、赤の色相、或いは緑の色相を強調させる構成にすれば、撮像された被写体像が色づけられた画像である擬似カラー画像を作成することが可能となる。このような構成であれば、被写体像が表示されるので、病変部として推測される部位の写像を確認するための画像の切替えが不要となる。なお、蛍光画像データに対して相対輝度に応じて色相の強調処理を行う構成であってもよい。   However, if the hue of each pixel in the reference light image is changed according to the relative luminance to enhance the red hue or the green hue, a pseudo color image that is a colored image of the captured subject image Can be created. With such a configuration, since the subject image is displayed, it is not necessary to switch the image for confirming the mapping of the part estimated as the lesioned part. A configuration in which hue enhancement processing is performed on fluorescence image data according to relative luminance may be employed.

また、本実施形態において、相対輝度に応じて赤、及び緑の色相を変化させて擬似カラー画像を作成する構成であるが、いずれの色であってもよいし、また、単一の色の色相を変化させる構成であってもよいし、3以上の色の色相を変化させる構成であっても本発明の効果を有する。   In the present embodiment, the pseudo color image is created by changing the hues of red and green according to the relative luminance. However, any color may be used, or a single color may be used. Even if it is the structure which changes a hue, and the structure which changes the hue of three or more colors, it has the effect of this invention.

また、本実施形態において、相対輝度は参照光画像の輝度に対する自家蛍光画像の輝度の比とする構成であったが、同一の画素における自家蛍光画像の輝度に対する参照光画像の輝度の比であってもよい。このような構成においては、相対輝度が大きくなるに応じて赤の色相を強調し、小さくなるに応じて緑の色相を強調した擬似カラー画像となるように擬似カラー画像データが作成される。   In the present embodiment, the relative luminance is a ratio of the luminance of the autofluorescent image to the luminance of the reference light image, but is the ratio of the luminance of the reference light image to the luminance of the autofluorescent image in the same pixel. May be. In such a configuration, the pseudo color image data is created so that a pseudo color image in which the red hue is enhanced as the relative luminance increases and the green hue is enhanced as the relative luminance decreases.

また、本実施形態において、相対輝度は参照光画像の輝度に対する自家蛍光画像の輝度の比とする構成であったが、同一の画素における参照光画像の輝度に対する自家蛍光画像の輝度の大きさを表す変数であればよく、参照光画像の輝度と自家蛍光画像の輝度の差、参照光画像の輝度と自家蛍光画像の輝度の差を参照光画像の輝度により除した輝度減少率を相対輝度として、擬似カラー画像データ作成に用いることも可能である。   In the present embodiment, the relative luminance is a ratio of the luminance of the autofluorescent image to the luminance of the reference light image. However, the luminance of the autofluorescent image with respect to the luminance of the reference light image in the same pixel is set. The relative brightness can be expressed as the difference between the brightness of the reference light image and the brightness of the autofluorescence image, or the brightness decrease rate obtained by dividing the difference between the brightness of the reference light image and the brightness of the autofluorescence image by the brightness of the reference light image. It can also be used to create pseudo color image data.

また、本実施形態において、自家蛍光画像の各画素の輝度が正規化される構成であるが、参照光画像の各画素の輝度が正規化される構成であってもよい。参照光画像の各画素の輝度を正規化する構成において、相対輝度は、正規化が行われた参照光画像の輝度に対する自家蛍光画像の輝度の比として算出される。または、相対輝度は、前述のように同一の画像における正規化された参照光画像の輝度に対する自家蛍光画像の輝度の大きさを示すいずれかの変数として算出される。また、参照光画像の輝度の正規化は、最大参照輝度が最大蛍光輝度に合致するように正規化してもよいし、前述のように輝度の平均値を合致させるように正規化してもよい。   In the present embodiment, the luminance of each pixel of the autofluorescence image is normalized, but the luminance of each pixel of the reference light image may be normalized. In the configuration in which the luminance of each pixel of the reference light image is normalized, the relative luminance is calculated as a ratio of the luminance of the autofluorescent image to the luminance of the normalized reference light image. Alternatively, the relative luminance is calculated as any variable indicating the magnitude of the luminance of the autofluorescence image with respect to the luminance of the normalized reference light image in the same image as described above. The normalization of the luminance of the reference light image may be normalized so that the maximum reference luminance matches the maximum fluorescence luminance, or may be normalized so that the average value of the luminance matches as described above.

また、本実施形態を適用した画像処理装置は、参照用光源と励起用光源を備える汎用の画像処理装置に擬似カラー画像作成のプログラムを読込ませて構成することも可能である。   Further, the image processing apparatus to which the present embodiment is applied can be configured by causing a general-purpose image processing apparatus including a reference light source and an excitation light source to read a pseudo color image creation program.

本発明の一実施形態を適用した画像処理装置を有する内視鏡システムの内部構成を概略的に示すブロック図である。1 is a block diagram schematically showing an internal configuration of an endoscope system having an image processing apparatus to which an embodiment of the present invention is applied. FIG. シャッタの平面図である。It is a top view of a shutter. 参照光画像、及び自家蛍光画像の輝度分布を示すヒストグラムである。It is a histogram which shows the luminance distribution of a reference light image and an autofluorescence image. モニタに擬似カラー画像が表示された状態を示す図である。It is a figure which shows the state by which the pseudo color image was displayed on the monitor. モニタに擬似カラー画像と参照光画像とが表示された状態を示す図である。It is a figure which shows the state by which the pseudo color image and the reference light image were displayed on the monitor. モニタに擬似カラー画像、参照光画像、及び自家蛍光画像が表示された状態を示す図である。It is a figure which shows the state by which the pseudo color image, the reference light image, and the autofluorescence image were displayed on the monitor. 画像処理装置による画像処理の動作を説明するためのフローチャートである。5 is a flowchart for explaining an image processing operation by the image processing apparatus. 参照光画像、及び自家蛍光画像の輝度分布を示す別のヒストグラムである。It is another histogram which shows the luminance distribution of a reference light image and an autofluorescence image.

符号の説明Explanation of symbols

10 内視鏡システム
20 内視鏡プロセッサ
21 光源システム
22 参照用光源
23 励起用光源
25 参照用光源電源回路
26 励起用光源制御回路
27 シャッタ
32 シャッタ駆動回路
34 画像処理システム
35a、35b 第1、第2信号処理回路
37 ヒストグラム演算回路
38 擬似カラー演算回路
39a、39b 第1、第2メモリ
40 タイミングコントローラ
41 撮像素子駆動回路
50 内視鏡
51 ライトガイド
51a 入射端
51b 出射端
53 撮像素子
60 モニタ
C 擬似カラー画像
R 参照光画像
F 自家蛍光画像


10 endoscopic system 20 endoscope processor 21 light source system 22 the reference light source 23 for excitation light source 25 for reference light source power supply circuit 26 for excitation light source control circuit 27 a shutter 32 shutter driving circuit 34 the image processing system 35 a, 35 b first , Second signal processing circuit 37 histogram operation circuit 38 pseudo color operation circuit 39 a , 39 b first and second memory 40 timing controller 41 image sensor drive circuit 50 endoscope 51 light guide 51 a incident end 51 b emission end 53 the imaging device 60 monitors P C pseudocolor image P R reference light image P F autofluorescence image


Claims (11)

参照光、或いは生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光が照射される被写体を撮像することにより生成される画像信号を取得する画像信号取得手段と、
前記参照光を照射する時に生成される参照光画像信号に相当する参照光画像を構成する領域毎の参照光輝度と、前記励起光を照射する時に生成される蛍光画像信号に相当する自家蛍光画像を構成する領域毎の蛍光輝度とを求め、同一の領域における参照光輝度或いは蛍光輝度のいずれか一方に対する他方の大きさである相対輝度を求める相対輝度算出手段と、
前記相対輝度に応じて第1色相が変化する領域によって構成される擬似カラー画像に相当する擬似カラー画像データを作成する画像処理手段とを備える
ことを特徴とする画像処理装置。
Image signal acquisition means for acquiring an image signal generated by imaging a subject irradiated with reference light or excitation light that emits fluorescence when irradiated on a biological tissue;
Reference light luminance for each region constituting the reference light image corresponding to the reference light image signal generated when the reference light is irradiated, and autofluorescence image corresponding to the fluorescence image signal generated when the excitation light is irradiated Relative luminance calculation means for obtaining a relative luminance that is the other magnitude of either the reference light luminance or the fluorescent luminance in the same region,
An image processing apparatus comprising: image processing means for generating pseudo color image data corresponding to a pseudo color image configured by a region in which the first hue changes according to the relative luminance.
前記擬似カラー画像を構成する領域それぞれの前記擬似カラー画像における位置は、前記領域に対応した前記相対輝度の算出に用いられた参照光輝度、或いは蛍光輝度に対応した領域と同じ位置であることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。   The position in the pseudo color image of each area constituting the pseudo color image is the same position as the area corresponding to the reference light luminance or the fluorescence luminance used for the calculation of the relative luminance corresponding to the area. The image processing apparatus according to claim 1, wherein: 前記参照光画像或いは前記自家蛍光画像の一方を基準として、他方の画像の輝度を正規化する正規化手段を備え、
前記画像処理手段が、前記参照光輝度或いは前記蛍光輝度のいずれか一方を、正規化された前記参照光輝度或いは正規化された前記蛍光輝度に置換えて、前記相対輝度を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
Normalizing means for normalizing the brightness of the other image based on one of the reference light image or the autofluorescence image,
The image processing means replaces either the reference light luminance or the fluorescent luminance with the normalized reference light luminance or the normalized fluorescent luminance, and calculates the relative luminance. The image processing apparatus according to claim 1.
前記正規化は、
前記参照光画像或いは前記自家蛍光画像のいずれか一方であって前記正規化を行う画像を構成する領域の輝度における最大輝度に対する、他方の画像を構成する領域の輝度における最大輝度の比である最大輝度比を求め、
前記正規化を行う画像を構成する各領域の輝度に前記最大輝度比を乗じることにより行われる
ことを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
The normalization is
The maximum which is the ratio of the maximum luminance in the luminance of the area constituting the other image to the maximum luminance in the luminance of the area constituting the image that is either the reference light image or the autofluorescence image and constitutes the normalization image Find the luminance ratio,
The image processing apparatus according to claim 3, wherein the image processing apparatus is performed by multiplying the luminance of each region constituting the image to be normalized by the maximum luminance ratio.
前記参照光画像及び前記自家蛍光画像を構成する領域の輝度についての度数分布を作成する分布作成手段を備え、
前記正規化は、
前前記参照光画像或いは前記自家蛍光画像のいずれか一方であって前記正規化を行う画像を構成する領域の輝度の度数分布における平均輝度に対する、他方の画像を構成する領域の輝度の度数分布における平均輝度の比である平均輝度比を求め、
前記正規化を行う画像を構成する各領域の輝度に前記平均輝度比を乗じることにより行われる
ことを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
A distribution creating means for creating a frequency distribution of the luminance of the region constituting the reference light image and the autofluorescence image;
The normalization is
In the frequency distribution of the luminance of the region constituting the other image with respect to the average luminance in the luminance frequency distribution of the region constituting the image to be normalized, which is either the previous reference light image or the autofluorescence image Find the average brightness ratio, which is the ratio of the average brightness,
The image processing apparatus according to claim 3, wherein the image processing apparatus is performed by multiplying the luminance of each region constituting the image to be normalized by the average luminance ratio.
前記画像処理手段が、
前記相対輝度に応じて、前記参照光画像、或いは前記自家蛍光画像において前記相対輝度に対応する領域の第1色相を変化させる信号処理を前記参照光画像信号、或いは前記蛍光画像信号に対して行い、擬似カラー画像データを作成する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
The image processing means
In accordance with the relative luminance, signal processing for changing the first hue of the region corresponding to the relative luminance in the reference light image or the autofluorescence image is performed on the reference light image signal or the fluorescence image signal. The image processing apparatus according to claim 1, wherein pseudo color image data is created.
前記画像処理手段が、前記擬似カラー画像を構成する領域の第2色相を前記相対輝度に応じて変化させることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image processing unit changes a second hue of a region constituting the pseudo color image according to the relative luminance. 前記被写体を照射する光を、前記参照光と前記励起光のいずれかに切替える切替え手段と、
前記被写体へ照射する光が前記参照光に切替えられている間に生成される画像信号を前記参照光画像信号として、前記被写体へ照射する光が前記励起光に切替えられている間に生成される画像信号を前記蛍光画像信号として認識する認識手段とを備える
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
Switching means for switching light irradiating the subject to either the reference light or the excitation light;
An image signal generated while light applied to the subject is switched to the reference light is used as the reference light image signal, and generated while the light applied to the subject is switched to the excitation light. The image processing apparatus according to claim 1, further comprising a recognition unit that recognizes an image signal as the fluorescent image signal.
前記擬似カラー画像を表示するモニタに、前記参照光画像、及び前記自家蛍光画像のいずれか一方、或いは両方を前記擬似カラー画像とともに表示することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, wherein one or both of the reference light image and the autofluorescence image are displayed together with the pseudo color image on a monitor that displays the pseudo color image. 参照光、或いは生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光が照射される被写体を撮像することにより生成される画像信号を取得する画像信号取得手段と、
前記参照光を照射する時に生成される参照光画像信号に相当する参照光画像を構成する領域毎の参照光輝度と前記励起光を照射する時に生成される蛍光画像信号に相当する自家蛍光画像を構成する領域毎の蛍光輝度とを求め、同一の領域における参照光輝度或いは蛍光輝度のいずれか一方に対する他方の大きさである相対輝度を求める相対輝度算出手段と、
前記相対輝度に応じて第1色相が変化する領域によって構成される擬似カラー画像に相当する擬似カラー画像データを作成する画像処理手段としてコンピュータを機能させる
ことを特徴とする画像処理プログラム。
Image signal acquisition means for acquiring an image signal generated by imaging a subject irradiated with reference light or excitation light that emits fluorescence when irradiated on a biological tissue;
A reference light luminance for each region constituting a reference light image corresponding to a reference light image signal generated when the reference light is irradiated and an autofluorescence image corresponding to a fluorescent image signal generated when the excitation light is irradiated. A relative luminance calculation means for obtaining a fluorescence brightness for each of the areas to be configured, and for obtaining a relative brightness that is the other magnitude of either the reference light brightness or the fluorescence brightness in the same area;
An image processing program for causing a computer to function as image processing means for creating pseudo color image data corresponding to a pseudo color image configured by an area in which a first hue changes according to the relative luminance.
参照光、或いは生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光が照射される被写体を撮像する撮像素子を有する電子内視鏡と、
前記参照光を照射する時に生成される参照光画像信号に相当する参照光画像を構成する領域毎の参照光輝度と前記励起光を照射する時に生成される蛍光画像信号に相当する自家蛍光画像を構成する領域毎の蛍光輝度とを求め、同一の領域における参照光輝度或いは蛍光輝度のいずれか一方に対する他方の大きさである相対輝度を求める相対輝度算出手段と、
前記相対輝度に応じて第1色相が変化する領域によって構成される擬似カラー画像に相当する擬似カラー画像データを作成する画像処理手段と、
前記擬似カラー画像を表示するモニタとを備える
ことを特徴とする電子内視鏡システム。

An electronic endoscope having an imaging element for imaging a subject irradiated with reference light or excitation light that emits fluorescence when irradiated on a biological tissue;
A reference light luminance for each region constituting a reference light image corresponding to a reference light image signal generated when the reference light is irradiated and an autofluorescence image corresponding to a fluorescent image signal generated when the excitation light is irradiated. A relative luminance calculation means for obtaining a fluorescence brightness for each of the areas to be configured, and for obtaining a relative brightness that is the other magnitude of either the reference light brightness or the fluorescence brightness in the same area;
Image processing means for creating pseudo color image data corresponding to a pseudo color image constituted by a region in which the first hue changes according to the relative luminance;
An electronic endoscope system comprising: a monitor that displays the pseudo color image.

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