JP5269921B2 - 電子内視鏡システム及び電子内視鏡システムの作動方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子内視鏡によって被検体内を撮影する電子内視鏡システム、及び電子内視鏡システム用の画像処理方法に関する。

医療分野では、電子内視鏡を用いた診断や治療が普及している。電子内視鏡によって被検体内を撮影する電子内視鏡システムでは、被検体内に白色光（以下、通常光という）を照射して撮影する態様が知られている。しかし、通常光を照射して撮影した画像では、組織性状等を把握し難い場合があるので、近年では、特定の狭い波長帯の光（以下、特殊光という）を照射しながら撮影することにより、特定の組織性状を把握し易くした画像を撮影する電子内視鏡が知られている。

また、近年では、撮影された画像に特定の組織のコントラストを向上させる画像処理を施すことにより、特定の組織を強調して表示する技術が知られている。例えば、撮影された画像に所定周波数の像を強調する画像処理（以下、周波数強調処理という）を施すことにより、粘膜表層の血管（以下、表層血管という）のコントラストを向上させることができることが知られている。周波数強調処理等の画像処理は、特殊光観察時に併用することで、観察対象の組織の視認性を特に向上させることができる。

ところで、電子内視鏡は、鉗子等の処置具を挿通するチャネルを備えている。これにより、被検体内に挿入する挿入部の先端から処置具を突出させ、腫瘍組織等に対して処置を行うことができる。処置具は電子内視鏡による観察野に突出されるので、術者は画像に写り込む処置具先端の位置等を観察しながら処置を行う。

しかし、処置具が観察野に突出されることによる弊害が生じる場合もある。例えば、処置具の種類によっては、処置具によって照明光が強く反射され、観察する画像にスミアやフレアが生じて、観察の妨げになることがある。このため、処置具からの反射光が撮像素子に入射しないようにすることで、スミアやフレアを防止した電子内視鏡が知られている（特許文献１，２）。

特開２００２−６５５８６号公報 特開平３−２７５０２８号公報

特殊光観察時に撮影画像に周波数強調処理等の画像処理を施す場合に、撮影画像内に処置具が写り込んでいると、被検体内の像だけでなく、処置具に対しても画像処理が施されてしまうという問題がある。処置具に画像処理が施されると、処置具が変色されてしまったり、周期的な模様が生じる等の好ましくない態様で強調されてしまう等、かえって被検体内の観察を妨げる観察し難い画像となってしまうことがある。この問題は、電子内視鏡の先端部を大きく湾曲させたときに電子内視鏡の挿入部自体が画像に写り込む場合にも起こり得る。

また、こうした画像処理による弊害は、撮影画像内に処置具が写し出されている以上、避けることができない。したがって、特許文献１，２に記載されている電子内視鏡のように処置具からの反射光を撮像素子に入射し難くしたとしても、画像処理による弊害を除くことはできない。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、処置具等の人工物に画像処理が施されないようにし、観察しやすい画像を提供することを目的とする。

本発明の電子内視鏡システムは、被検体内に挿入され、前記被検体内を撮影する電子内視鏡と、前記電子内視鏡によって撮影された画像データの各画素の画素値を監視し、所定以上の変化があった画素を変化画素として検出し、前記変化画素をクラスタリングし、前記変化画素のクラスタのうち、所定サイズ以上のクラスタを前記変化領域として検出することにより、前記画像データから人工物の写り込みにより像の特徴が変化した変化領域を検出する変化領域検出手段と、前記変化領域に基づいて、前記変化領域と他の領域とで各々異なる態様で画像処理が施されるように、前記画像処理のパラメータを前記画素毎に定めたマスクデータを生成するマスクデータ生成手段と、前記マスクデータに基づいて前記画像データに前記画像処理を施す画像処理手段と、を備えることを特徴とする。

前記変化領域検出手段は、前記画像データの各画素の画素値が所定の第１閾値以上の大きさの画素を前記変化画素として検出することが好ましい。

前記画像データは、赤色画素を含むカラーの画像データであり、前記第１閾値は、前記赤色画素の画素値に基づく値であることが好ましい。

前記変化領域検出手段は、変化の基準となるベース画像を保持し、新たに撮影された前記画像データと前記ベース画像の差分を算出し、前記差分が第２閾値以上の値の画素を前記変化画素として検出することが好ましい。

前記ベース画像は、以前に撮影された画像データの平均値であることが好ましい。

前記ベース画像は、前のフレームで撮影された前記画像データであり、前記マスクデータ生成手段は、前記変化領域検出手段が検出した前記変化領域に基づいてプレマスクデータを生成するとともに、前記マスクデータ生成手段は前のフレームで生成した前記マスクデータを保持し、前記プレマスクデータと前のフレームで生成した前記マスクデータとに基づいて新たなマスクデータを生成することが好ましい。

前記変化領域検出手段は、前記電子内視鏡の挿入が開始されてから一定の時間内の場合には、前記画像データの各画素の画素値が所定の第１閾値以上の大きさの画素を前記変化画素として検出し、前記電子内視鏡の挿入が開始されてから一定時間の経過した場合には、新たに撮影された前記画像データと前記ベース画像の差分を算出し、前記差分が第２閾値以上の値の画素を前記変化画素として検出することが好ましい。

前記変化領域検出手段は、前記画像データの一部の領域を指定領域として、前記指定領域内で前記変化画素を検出し、検出した前記画素をクラスタリングして所定サイズ以上のクラスタをプレ変化領域として検出し、前記プレ変化領域の代表色の画素を前記プレ変化領域に連結してクラスタリングし、前記代表色の画素を連結したクラスタのうち所定サイズ以上のクラスタを前記変化領域として検出することが好ましい。

前記指定領域は、前記画像データ内に処置具が突出する出元の領域であることが好ましい。

前記指定領域は、前記電子内視鏡の種類に応じて切り替えられることが好ましい。

前記プレ変化領域と、前記プレ変化領域の代表色の画素を連結するクラスタリングは、前記指定領域に連結して定められた所定エリア内で行われることが好ましい。

前記変化領域検出手段は、前フレームで撮影された前記画像データについて検出した前記変化領域を、新たに撮影された前記画像データの前記プレ変化領域として用いることが好ましい。

前記マスクデータは、前記画像処理のオンオフを切り替える２値のパラメータであることが好ましい。

前記マスクデータは、前記画像処理の強弱を設定するパラメータであることが好ましい。

前記マスクデータは、前記画像処理の強弱を定めるパラメータであり、前記画像データの画素値に応じて、前記変化領域に対応するパラメータと、像の特徴が変化しない非変化領域に対応するパラメータと、前記画素値が前記変化領域の画素と前記非変化領域の画素の中間的な変化をした画素を含む中間変化領域に対応するパラメータとを有することが好ましい。

前記画像処理手段は、前記中間変化領域に対応する画素に対して、前記変化領域に施す画像処理と、前記非変化領域に施す画像処理とを、前記マスクデータに定めた前記パラメータに応じた比率で混合して行うことが好ましい。

前記画像処理手段は、撮影された前記画像データに対して、画像処理を行った第１画像と、他の画像処理を行った第２画像とを並行して生成し、前記マスクデータに応じて前記第１画像と前記第２画像とを合成した合成画像を表示手段に表示させることが好ましい。

前記画像処理手段は、少なくとも前記画像データに写された構造を強調する強調処理を、前記マスクデータに基づいて行うことが好ましい。

前記強調処理は、特定の周波数の像を強調する周波数強調処理であることが好ましい。

本発明の電子内視鏡システムの作動方法は、被検体内を撮影する電子内視鏡と、前記電子内視鏡によって撮影された画像データに画像処理を施す画像処理回路とを備える電子内視鏡システムの作動方法であって、前記画像処理回路が、前記電子内視鏡によって撮影された画像データの各画素の画素値を監視して、所定以上の変化があった画素を変化画素として検出し、前記変化画素をクラスタリングし、前記変化画素のクラスタのうち、所定サイズ以上のクラスタを前記変化領域として検出することにより、前記画像データから人工物の写り込みにより像の特徴が変化した変化領域を検出する変化領域検出ステップと、前記変化領域に基づいて、前記変化領域と他の領域とで各々異なる態様で画像処理が施されるように、前記画像処理のパラメータを前記画素毎に定めたマスクデータを生成するマスクデータ生成ステップと、前記マスクデータに基づいて前記画像データに前記画像処理を施す画像処理ステップと、を行うことを特徴とする。

本発明によれば、処置具等の人工物には強調処理等の不必要な画像処理が施されず、被検体内の像にだけ所望の画像処理が施されるので、観察しやすい画像を提供することができる。

電子内視鏡システムの構成を示す外観図である。 電子内視鏡システムの電気的構成を示すブロック図である。 画像処理の態様を示すフローチャートである。 画像処理の態様を示す説明図である。 マスクデータの有無による画像処理後の相違を示す説明図である。 変化領域を検出する態様を示すフローチャートである。 変化領域を検出する態様を示す説明図である。 内視鏡挿入後の経過時間で変化領域を検出する態様を変化させる例を示すフローチャートである。 変化領域を検出する別の態様を示すフローチャートである。 指定領域でプレ変化領域を指定して変化領域を検出する態様を示す説明図である。 電子内視鏡の種類に応じて指定領域を変更する態様を示す説明図である。 変化領域の検出を代表色結合エリア内に限って行う態様を示す説明図である。 前フレームの変化領域を次フレームのプレ変化領域として利用する態様を示す説明図である。 マスクデータを多値化した態様を示す説明図である。 先端部を１８０度屈曲させる例を示す説明図である。 撮影画像に挿入部が写し出された例を示す説明図である。 マスクデータを用いた画像処理と他の画像処理を並行して行う例を示すフローチャートである。

［第１実施形態］
図１に示すように、電子内視鏡システム１１は、電子内視鏡１２、プロセッサ装置１３、及び光源装置１４を備える。電子内視鏡１２は、被検者の体内に挿入される可撓性の挿入部１６と、挿入部１６の基端部分に連接された操作部１７と、プロセッサ装置１３及び光源装置１４に接続されるコネクタ１８と、操作部１７‐コネクタ１８間を繋ぐユニバーサルコード１９とを有する。挿入部１６の先端（以下、先端部という）２０には、被検体内撮影用のＣＣＤ型イメージセンサ（図２参照。以下、ＣＣＤという）２１が設けられている。

操作部１７には、先端部２０を上下左右に湾曲させるためのアングルノブや挿入部１６の先端からエアーや水を噴出させるための送気／送水ボタン、観察画像を静止画像記録するためのレリーズボタン、モニタ２２に表示された観察画像の拡大／縮小を指示するズームボタン、通常光観察と特殊光観察の切り替えを行う切り替えボタンといった操作部材が設けられている。また、操作部１７の先端側には、電気メス等の処置具２６（図２参照）が挿通される鉗子入口２７が設けられている。鉗子入口２７は、挿入部１６内の鉗子チャネル２８（図２参照）を介して、先端部２０に設けられた鉗子出口２９（図２参照）に連通している。

プロセッサ装置１３は、光源装置１４と電気的に接続され、電子内視鏡システム１１の動作を統括的に制御する。プロセッサ装置１３は、ユニバーサルコード１９や挿入部１６内に挿通された伝送ケーブルを介して電子内視鏡１２に給電を行い、ＣＣＤ２１の駆動を制御する。また、プロセッサ装置１３は、伝送ケーブルを介してＣＣＤ２１から出力された撮像信号を取得し、各種画像処理を施して画像データを生成する。プロセッサ装置１３で生成された画像データは、プロセッサ装置１３にケーブル接続されたモニタ２２に観察画像として表示される。

図２に示すように、先端部２０には、対物光学系３１、ＣＣＤ２１、投光ユニット４１，４６等が設けられている。また、タイミングジェネレータ（以下、ＴＧという）３２、アナログ信号処理回路（以下、ＡＦＥという）３３、ＣＰＵ３４は、操作部１７やコネクタ１８等に設けられている。

対物光学系３１は、レンズ群やプリズム等からなり、観察窓３６を介して入射する被検体内からの光をＣＣＤ２１に結像させる。

ＣＣＤ２１は、対物光学系３１によって撮像面に結像された被検体内の像を画素毎に光電変換し、入射光量に応じた信号電荷を蓄積する。ＣＣＤ２１は、各画素で蓄積した信号電荷を撮像信号として出力する。また、ＣＣＤ２１は、各画素に複数の色セグメントからなるカラーフィルタが形成されている。ＣＣＤ２１のカラーフィルタは、例えばベイヤー配列の原色（ＲＧＢ）のカラーフィルタである。

ＴＧ３２は、ＣＣＤ２１にクロック信号を入力する。ＣＣＤ２１は、ＴＧ３２から入力されるクロック信号に基づいて、信号電荷を蓄積する蓄積動作や信号電荷の読み出しを行う読み出し動作を所定のタイミングで行う。ＴＧ３２から出力されるクロック信号はＣＰＵ３４によって制御される。

ＡＦＥ３３は、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路、自動ゲイン調節（ＡＧＣ）回路、Ａ／Ｄ変換回路からなり、ＣＣＤ２１からアナログの撮像信号をノイズを除去しながら取得し、ゲイン補正処理を施した後にデジタル信号に変換してＤＳＰ５２に入力する。ＣＤＳ回路は、相関二重サンプリング処理により、ＣＣＤ２１が駆動することによって生じるノイズを除去しながら撮像信号を取得する。ＡＧＣ回路は、ＣＤＳ回路から入力される撮像信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換回路は、ＡＧＣ回路から入力される撮像信号を所定のビット数のデジタルな撮像信号に変換し、ＤＳＰ５２に入力する。ＡＦＥ３３の駆動は、ＣＰＵ３４によって制御される。例えば、ＣＰＵ３４は、プロセッサ装置１３のＣＰＵ５１から入力される信号に基づいてＡＧＣ回路による撮像信号の増幅率（ゲイン）を調節する。

投光ユニット４１，４６は、被検体内に照明光を照射するユニットであり、投光ユニット４１は通常光を、投光ユニット４６は特殊光をそれぞれ照明光として出射する。

投光ユニット４１は蛍光体４３を備えるとともに、光ファイバからなるライトガイド４２によって光源装置１４から青色レーザー光が導光される。蛍光体４３は、青色レーザー光の一部を吸収して緑色〜黄色に励起発光する蛍光体であり、例えばＹＡＧ系蛍光体、ＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７）系蛍光体等からなる。投光ユニット４１に導光された青色レーザー光は、蛍光体４３に一部吸収されることにより、蛍光体４３から緑色〜黄色の蛍光を発光させるとともに、一部は蛍光体４３を透過する。したがって、投光ユニット４１は、蛍光体４３が発する緑色〜黄色の蛍光と、蛍光体４３を透過した青色レーザー光とが合わさった擬似白色光（通常光）を照明光として被検体内に照射する。なお、蛍光体４３を透過する青色レーザー光は、蛍光体４３によって拡散されるため、投光ユニット４１から照射される通常光は電子内視鏡１２の視野内で均一である。

投光ユニット４６は、光拡散部材４７を備えるとともに、光ファイバからなるライトガイド４８によって光源装置１４から青紫色レーザー光が導光される。光拡散部材４７は、青紫色レーザー光を透過するとともに拡散する。したがって、投光ユニット４６は、青紫色レーザー光を拡散させた青紫光を特殊光として被検体内に照射する。投光ユニット４６が照射する特殊光は、光拡散部材４７によって拡散されたものであるため、電子内視鏡１２の視野内で均一である。

プロセッサ装置１３は、ＣＰＵ５１、デジタル信号処理回路（ＤＳＰ）４２、デジタル画像処理回路（ＤＩＰ）４３、表示制御回路５４、操作部５６等を有する。

ＣＰＵ５１は、図示しないデータバスやアドレスバス、制御線を介して各部と接続されており、プロセッサ装置１３の全体を統括的に制御する。ＲＯＭ５７にはプロセッサ装置１３の動作を制御するための各種プログラム（ＯＳ，アプリケーションプログラム等）やグラフィックデータ等の各種データが記憶されている。ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５７から必要なプログラムやデータを読み出して、作業メモリであるＲＡＭ５８に展開し、読み出したプログラムを逐次処理する。また、ＣＰＵ５１は、検査日時、被検体や術者の情報等の文字情報といった検査毎に変わる情報を、操作部５６やＬＡＮ等のネットワークより取得し、ＲＡＭ５８に記憶する。

ＤＳＰ５２は、ＡＦＥ３３を介してＣＣＤ２１から入力される撮像信号に対して色分離、色補間、ゲイン補正、ホワイトバランス調節、ガンマ補正等の各種信号処理を施して画像データを生成する。ＤＳＰ５２で生成された画像データは、ＤＩＰ５３の作業メモリに入力される。また、ＤＳＰ５２は、例えば生成した画像データの各画素の輝度を平均した平均輝度値等、照明光量の自動制御（ＡＬＣ制御）に必要なＡＬＣ制御用データを生成し、ＣＰＵ５１に入力する。

ＤＩＰ５３は、ＤＳＰ５２で生成された画像データに対して、電子変倍や強調処理等の各種画像処理を施す回路であり、変化領域検出部６１、マスクデータ生成部６２、画像処理部６３を有する。ＤＩＰ５３で各種画像処理が施された画像データは、観察画像としてＶＲＡＭ５９に一時的に記憶された後、表示制御回路５４に入力される。

変化領域検出部６１は、順次入力される画像データの中で像の特徴が変化した部分を変化領域として検出する。変化領域は、所定数以上の画素を含むものであり、所定数よりも少数の画素からなる領域は変化領域として検出されない。変化領域検出部６１が検出した変化領域は、マスクデータ生成部６２に通知される。

マスクデータ生成部６２は、変化領域に対応するマスクデータを生成する。マスクデータは、所定の画像処理を行うか否か（または画像処理の強弱）を定めるパラメータを画素毎に定めたデータであり、画像処理部６３が画像データに対して各種画像処理を施す際に使用される。マスクデータを考慮して行われる画像処理は、例えば、変化領域の画素には施されず、変化領域以外の部分に対してだけ施されるようになる。

画像処理部６３は、電子変倍や強調処理等の各種画像処理を入力された画像データに施す。画像処理部６３が画像データに施す強調処理は、例えば周波数強調処理である。表層血管は細く、密なので、空間周波数は高周波になる。また、周波数強調処理は、所定の高周波成分の画素値を増大させることにより、コントラストを向上させる画像処理である。このため、周波数強調処理を施すことにより表層血管が強調される。なお、画像処理部６３は、複数種類の画像処理を行うが、少なくとも強調処理を施すときにマスクデータを使用する。例えば、強調処理の態様は、変化領域と変化領域以外の部分で異なり、変化領域以外の部分にだけ強調処理が施され、変化領域には強調処理が施されない。

表示制御回路５４は、ＶＲＡＭ５９から観察画像を取得するとともに、ＣＰＵ５１からＲＯＭ５７及びＲＡＭ５８に記憶されたグラフィックデータ等を受け取る。グラフィックデータ等には、観察画像のうち被写体が写された有効画素領域のみを表示させる表示マスク、被検体及び術者の氏名等の情報や検査日時等の文字情報、ＧＵＩといったものがある。表示制御回路５４は、観察画像に対してグラフィックデータ等の重畳処理を行うとともに、モニタ２２の表示形式に応じたビデオ信号（コンポーネント信号、コンポジット信号等）に変換してモニタ２２に出力する。これにより、モニタ２２に観察画像が表示される。

操作部５６は、プロセッサ装置１３の筐体に設けられる操作パネル、マウスやキーボード等の周知の入力デバイスである。ＣＰＵ５１は、操作部５６や電子内視鏡１２の操作部１７から入力される操作信号に応じて電子内視鏡システム１１の各部を動作させる。

プロセッサ装置１３には、上記の他にも、画像データに所定の圧縮形式（例えばＪＰＥＧ形式）で画像圧縮処理を施す圧縮処理回路や、レリーズボタンの操作に連動して圧縮された画像をリムーバブルメディアに記録するメディアＩ／Ｆ、ＬＡＮ等のネットワークとの間で各種データの伝送を行うネットワークＩ／Ｆ等が設けられている。これらは、データバス等を介してＣＰＵ５１と接続されている。

光源装置１４は、光源として青色ＬＤ６６と青紫色ＬＤ６７の２つのレーザーダイオードを有する。

青色ＬＤ６６は、中心波長４４５ｎｍの青色レーザー光を発光する。青色ＬＤ６６が発する青色レーザー光は、コネクタ１８やライトガイド４２を介して投光ユニット４１に導光され、蛍光体４３に入射することによって擬似白色の通常光となって被検体内に照射される。

青紫色ＬＤ６７は、中心波長４０５ｎｍの青紫色レーザー光を発光する。青紫色ＬＤ６７が発する青紫色レーザー光は、コネクタ１８やライトガイド４８を介して投光ユニット４６に導光され、特殊光として被検体内に照射される。

青色ＬＤ６６及び青紫色ＬＤ６７の発光タイミングや発光量は、ＣＰＵ６８によって制御される。ＣＰＵ６８は、プロセッサ装置１３のＣＰＵ５１から入力されるＡＬＣ制御用データに基づいて、観察に適切な光量となるように、青色ＬＤ６６及び青紫色ＬＤ６７の発光量をリアルタイムに自動制御する。

また、ＣＰＵ６８は、通常光観察を行う場合には青色ＬＤ６６を点灯させることにより通常光のみを照明光として照射させ、特殊光観察を行う場合には、青色ＬＤ６６と青紫色ＬＤ６７を同時に点灯させることにより、被検体内に通常光と特殊光を同時に照射する。特殊光観察の場合、通常光観察の場合よりも表層血管のコントラストが向上した観察画像が撮影される。なお、青色ＬＤ６６と青紫色ＬＤ６７の光量制御は各々独立して行うことができる。したがって、特殊光観察を行う場合、ＣＰＵ６８は、青色ＬＤ６６の発光量を調節することにより照明光に含まれる通常光の光量を調節し、青紫色ＬＤ６７の発光量を調節することにより、照明光に含まれる特殊光の光量を調節する。

上述のように構成される電子内視鏡システム１１は、図３及び図４に示すように画像処理を行い、モニタ２２に表示する観察画像を生成する。

電子内視鏡システム１１に電源を投入し、挿入部１６を被検体内に挿入すると、ＣＣＤ２１によって被検体内の像が撮像される。このとき、鉗子入口２７から処置具２６を挿入し、その先端を鉗子出口２９から突出させると、処置具２６の先端は電子内視鏡１２の視野内に入る。また、通常光観察と特殊光観察は必要に応じて任意のタイミングで切り替えられる。以下では、特殊光観察を行う場合を例に説明する。

ＣＣＤ２１が出力する撮像信号は、ＡＦＥ３３を介してＤＳＰ５２に入力され、各種信号処理が施されることにより画像データ７１が生成される。こうして生成された画像データ７１は、ＤＩＰ５３に入力される（ステップＳ１００）。

画像データ７１が入力されると、ＤＩＰ５３は変化領域検出部６１によって画像データ７１の変化領域７２を検出する（ステップＳ２００）。

変化領域検出部６１は、順次入力される画像データ７１を監視して、変化した部分を変化領域７２として検出する。画像データ７１の変化は、例えば、被検体内の動きや先端部２０の向きを変化させることによる撮影アングルの変更、照明光量の変化、処置具２６の挿入等によって起こる。

これらの画素値の変化要因のうち、被検体内の動き及び撮影アングルの変更は、画像データ７１内で被検体内の像が移動するが、被検体内という類似した像であるため、変化領域７２としては検出されない。また、照明光量の変化は撮影間隔に比べて緩やかであり、照明光量の変化では写し出された像の明るさが変化するだけであり、変化領域として検出されるほどの大きな像の変化を生じない。

一方、処置具２６を挿入すると、被検体内の像であった部分が処置具２６の像に変化するので、処置具２６に対応する部分の変化は大きい。また、処置具２６によって生じる像の変化は、画像データ７１内のある領域に固まって検出される。このため、被検体内の像が処置具２６に置き換わった部分が、変化領域７２として検出される。したがって、変化領域７２を検出することは処置具２６を検出することに等しい。

なお、変化領域７２の検出により、画像データ７１は、変化領域７２と非変化領域７３に区分けされる。非変化領域７３は像の変化が少ない領域であり、被検体内の像が写し出されている部分に対応する。

こうして変化領域７２（処置具２６）を検出すると、ＤＩＰ５３は、マスクデータ生成部６２によってマスクデータ７４を生成する（ステップＳ３００）。ここで生成されるマスクデータ７４は、画像データ７１の各画素に対して画像処理を行うか否かを決定するマトリックス状のデータである。具体的には、マスクデータ７４は、変化領域７２の画素に画像処理を施さないことを示すパラメータ「０」を設定し、非変化領域７３（被検体内）の画素に画像処理を施すことを示すパラメータ「１」を設定したものである。

マスクデータ７４を生成すると、ＤＩＰ５３は画像処理部６３によって画像データ７１に各種画像処理を施す。このとき、所定の画像処理、例えば特殊光観察時に周波数強調処理を行う場合に、画像処理部６３はマスクデータ７４に基づいて画素毎に画像処理を行うか否かを切り替えながら処理を行う（ステップＳ４００）。したがって、マスクデータ７４に基づいて行われた画像処理は、変化領域７２として検出された処置具２６の像には処理が施されず、非変化領域７３の被検体内の像に対しては処理が施される。

この結果、被検体内のマクロな構造７５が強調されたり、画像データ７１ではコントラストが低く識別の難しい表層血管７６を明瞭に識別できるようになる。一方、変化領域７２として検出された処置具２６には周波数強調処理等が施されないので、処置具２６は、変色や変形、好ましくない模様等が生じることなく、画像データ７１と同じ像である。

ＤＩＰ５３は上述のように画像処理を施した画像データ７１を観察画像としてＶＲＡＭ５９に出力する。観察画像は、表示制御回路５４によってモニタ２２に表示される（ステップＳ５００）。

図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、マスクデータ７４を用いて周波数強調処理を施した画像データ７１と、マスクデータ７４を用いずに周波数強調処理を施した画像データ７７を比較すると、被検体内の構造７５や表層血管７６が強調される態様は同様である。しかし、マスクデータ７４を用いた場合の画像データ７１では、処置具２６が観察の妨げにならない色（例えば、本来の処置具の色）を維持しているが、マスクデータ７４を用いなかった場合の画像データ７７では、処置具２６や処置具２６の近傍の像が好ましくない色に変色され、観察の妨げになることがある。

上述のように、電子内視鏡システム１１は、処置具２６に対応する変化領域７２を検出し、画素毎に画像処理を施すか否かを決定するマスクデータ７４を生成する。そして、このマスクデータ７４に基づいて画像データ７１に画像処理を施すことにより、被検体内の像が写し出された非変化領域７３にだけ画像処理が施され、処置具２６の像が写し出された変化領域７２には画像処理が施されないようにすることができる。

なお、上述の第１実施形態では、変化領域検出部６１によって画像データ７１の変化領域７２を検出することを説明したが、変化領域７２として処置具２６を検出することができれば変化領域検出部６１が変化領域７２を検出する具体的な態様は任意である。但し、以下に第２実施形態として説明するようにして変化領域７２を検出することができる。なお、変化領域７２を検出する態様以外は、前述の第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

［第２実施形態］
図６に示すように、変化領域検出部６１は、入力された画像データ７１の各画素の画素値を監視することにより、画素毎に画素値の変化量を算出し（ステップＳ２１０）、画素値が所定以上に変化した画素を変化画素８１（図７Ｂ参照）として検出する。

変化画素８１の検出は、例えば、次のように行う。変化領域検出部６１は、入力された画像データ７１の各画素の画素値を所定の閾値（以下、第１閾値という）と比較し、画素値が第１閾値以上の値であるか否かを算出する。そして、変化領域検出部６１は、画素値が第１閾値以上の値の画素を変化画素として検出する。第１閾値は、例えばＲ画素の画素値の平均値である。撮影する画像データ７１は生体内の画像なのでＲ画素の平均値は概ね一定である。このため、Ｒ画素の画素値の平均を第１閾値とすることで、処置具２６等の人工物に対応する画素を検出することができる。

また、例えば、次のように変化画素の検出を行っても良い。以前に撮影された画像データ７１を平均した平均画像データを、変化の基準とする画像データ（以下、ベース画像という）として保持しておき、新たに入力された画像データ７１からベース画像を減算する。そして、ベース画像を減算することにより算出された差分画像データの各画素を、所定の閾値（以下、第２閾値という）と比較することにより、新たに入力された画像データ７１の各画素の画素値が、ベース画像に対して第２閾値以上に変化した画素を変化画素として検出する。

こうして変化画素を検出すると、変化領域検出部６１は、検出した変化画素をクラスタリングし（ステップＳ２１１）、所定サイズ（画素数が所定以上の大きさ）のクラスタを変化領域７２として検出する（ステップＳ２１２）。

上述の態様で変化領域７２を検出すると、図７に示すようにして処置具２６が変化領域７２として検出される。図７（Ａ）に示すように、連続する２フレーム間で画像データ７１内に処置具２６の先端が、先端２６Ａ、先端２６Ｂの順に突出されたとする。このとき、図７（Ｂ）に示すように、変化領域検出部６１は、処置具２６の先端２６Ａと先端２６Ｂとの間にある画素を変化画素８１として検出する。また、この段階では、被検体内の像の動き等により、被検体内の像の中にも変化画素８１ａ〜８１ｃが検出されることがあるが、後述するようにこれらの全てが変化領域７２として検出されるわけではない。

変化画素８１，８１ａ〜８１ｃが検出されると、次いで、図７（Ｃ）に示すように、変化領域検出部６１は処置具２６の挿入による変化画素８１や、被検体内の動き等による変化画素８１ａ〜８１ｃをクラスタリングし、変化画素８１（または変化画素８１と画像データ７１のエッジ）を周縁とするクラスタの中で、所定サイズ以上のクラスタだけを変化領域７２として検出する。処置具２６を使用する段階では、通常、撮影アングルを大きく変化させないので被検体内の像の動きは小さく、処置具２６の挿入による変化画素８１からなるクラスタと比べて、被検体内の動き等による変化画素８１ａ〜８１ｃからなるクラスタは小さい。このため、処置具２６の挿入による変化画素８１を周縁とするクラスタだけが変化領域７２として検出され、被検体内の動き等による変化画素８１を含む領域は非変化領域７３とされる。

上述のように、変化画素８１を検出し、これをクラスタリングして、所定サイズ以上のクラスタを変化領域７２として検出することで、処置具２６だけを変化領域７２として検出することができる。

なお、上述の第２実施形態では、以前に撮影された画像データ７１を平均した平均画像データをベース画像として保持しておき、ベース画像との比較により変化領域７２を検出する例を説明したが、ベース画像は平均画像データでなくても良く、例えば、前フレームで撮影された画像データ７１をベース画像として用いることができる。但し、ベース画像として前フレームで撮影された画像データ７１を用いる場合には次のようにしてマスクデータ７４を生成することが好ましい。

まず、変化領域検出部６１は、新たにされた撮影画像に対して前述と同様に変化領域７２を検出する。次に、マスクデータ生成部６２は、検出された変化領域７２に基づいてプレマスクデータを生成する。プレマスクデータは、変化領域７２から忠実に生成されたマスクデータ７４である。しかし、ベース画像として前フレームの画像データ７１を用いる場合、処置具２６を突出／退避させる場合等に、画像処理がマスクされる部分と処置具２６との一致性が悪く、処置具２６よりも広い範囲がマスクされていたり、処置具２６よりも狭い範囲がマスクされていたりすることがある。

このため、マスクデータ生成部６２は、前のフレームの撮影画像に対して生成したマスクデータ７４（以下、前回マスクデータという）を保持しておき、プレマスクデータとプレマスクデータと前回マスクデータに基づいて、今回撮影された新たな撮影画像に対して新たなマスクデータ７４を生成する。具体的には、プレマスクデータと前回マスクデータとを比較し、生成したプレマスクデータの変化領域７２に対応する画素について、前回マスクデータのデータを画素毎に反転させたものを新たなマスクデータ７４とする。データの反転とは、パラメータ「０」とパラメータ「１」を交換することを意味する。

上述のようにしてマスクデータ７４を生成すると、前フレームで撮影された画像データ７１をベース画像として用いる場合に、処置具２６に対してより正確に一致するマスクデータ７４を生成することができる。特に、処置具２６が殆ど動かなかった場合や、処置具２６が退避される場合にも処置具２６に正確に一致するマスクデータ７４を生成することができる。

なお、上述の第２実施形態では、変化領域検出部６１が変化領域７２を検出する際に行う変化画素８１の検出の態様として、入力された画像データ７１の各画素の画素値を第１閾値と比較する第１の態様と、ベース画像を減算した差分画像の各画素の画素値を第２閾値と比較する第２の態様の２種類を例に挙げて説明したが、これらのいずれの態様で変化画素８１を検出するかは任意である。また、例に挙げた２種以外の態様で変化画素８１を検出するようにしても良い。但し、以下に第３実施形態として説明するように、変化画素８１の検出態様を組み合わせて使い分けることが好ましい。

［第３実施形態］
図８に示すように、変化領域検出部６１は、挿入部１６（電子内視鏡１２）の被検体内への挿入開始後、一定時間内か否かによって変化画素８１を検出する態様を切り替える（ステップＳ２２０）。挿入部１６の挿入開始後から一定時間内では、画素値を第１閾値と比較して変化画素８１の検出を行う。一方、挿入部１６の挿入開始後、一定時間以上経過した後は、入力された画像データ７１からベース画像を減算して算出した差分画像の画素値を第２閾値と比較することによって変化画素８１の検出を行う。

このように挿入部１６の挿入開始後の経過時間に応じた態様で変化画素８１を検出した後、検出した変化画素８１をクラスタリングし（ステップＳ２１１）、所定サイズ以上のクラスタを変化領域７２として検出する（ステップＳ２１２）ことは、前述の第２実施形態と同様である。

挿入部１６の挿入時は処置具２６が突出していなくても画像の変化が大きいのでベース画像との比較では広範な変化領域７１が検出されてしまう。このため、挿入部１６の挿入開始後一定の時間内では画素値を第１閾値と比較して変化画素８１を検出することで、適切な変化領域７１を検出することができる。一方、挿入部１６の挿入後一定の時間が経過して、先端部２０が観察部位に到達すると、画像の動きは少なくなる。このため、ベース画像との比較によって変化画素８１を検出することによって、より適切な変化領域７１を検出することができる。

なお、上述の第３実施形態では、挿入部１６の挿入開始後の経過時間に応じて変化画素８１の検出態様を切り替える例を説明したが、挿入部１６の挿入開始後の経過時間の計時する方法は任意である。例えば、処置具２６の挿入を開始するときに、プロセッサ装置１３等を操作して計時を開始させれば良い。また、上述の第３実施形態では、挿入部１６の挿入開始後の経過時間に応じて、変化画素８１の検出態様が自動的に切り替わる例を説明したが、プロセッサ装置１３等の操作によって、変化画素８１の検出態様を任意のタイミングで切り替えるようにしても良い。

なお、上述の第３実施形態では、挿入部１６の挿入開始後の経過時間に応じて変化画素８１の検出態様を切り替える例を説明したが、同様の切り替えを、処置具２６の挿入開始後の経過時間に応じて行っても良い。すなわち、鉗子入口２７に処置具２６を挿入した時点から一定の時間が経過するまでは、第１閾値との比較によって検出画素８１を検出し、鉗子入口２７に処置具２６を挿入した時点から一定の時間が経過した後は、ベース画像との比較によって検出画素８１を検出する。これは、処置具２６が撮影画像内に現れるときには画像の変化が大きいので、ベース画像との比較によるよりも第１閾値との比較によって変化画素８１を検出する方がより精度良く好適な変化画素８１を検出することができ、一旦、処置具２６が撮影画像内に現れ、撮影画像内で処置具２６が操作されて動くだけの場合には、ベース画像との比較により変化画素８１を検出する方がより正確に好適な変化画素８１を検出することができるからである。

このように、処置具２６の挿入開始後の経過時間に応じて変化画素８１の検出態様を切り替える場合、鉗子入口２７や鉗子出口２９に処置具２６を検知するセンサを設け、このセンサによって処置具２６が検出されたことを契機として、変化領域検出部６１及びマスクデータ生成部６２を機能させたり、処置具２６の挿入開始を計時するようにしても良い。

なお、上述の第１〜第３実施形態では、画像データ７１の全体から変化領域７２を検出する例を説明したが、これに限らない。例えば、以下に、第４実施形態として説明するように、画像データ７１の一部の領域で変化画素８１を検出し、この一部の領域で検出した変化画素８１に基づいて変化領域７２を検出しても良い。

［第４実施形態］
図９に示すように、変化領域検出部６１は、画像データ７１の全体ではなく、指定領域８６（図１０参照）内で、画素毎に変化量を算出することにより、変化画素８１の検出を行う（ステップＳ２３１）。指定領域８６は、画像データ７１内に処置具２６が現れる位置に対応する位置に設けられる。

変化領域検出部６１は、指定領域８６内で検出された変化画素８１をクラスタリングし（ステップＳ２３２）、所定サイズ以上のクラスタをプレ変化領域８７として検出する（ステップＳ２３３）。プレ変化領域８７は、指定領域８６内の変化画素８１をクラスタリングして検出した領域なので、変化領域７２の一部分であるとともに、変化領域７２全体の検出の核になる領域である。後述のようにプレ変化領域８７に基づいて変化領域７２全体の検出が行われる。

変化領域検出部６１は、指定領域８６内でプレ変化領域８７を検出すると、プレ変化領域８７の画素の代表色を抽出する（ステップＳ２３４）。そして、プレ変化領域８７に、プレ変化領域８７の代表色と同色の画素を連結することにより、プレ変化領域８７の画素と、プレ変化領域８７から伸びるプレ変化領域８７の代表色と同色の画素とをクラスタリングする（ステップＳ２３５）。さらに、変化領域検出部６１は、こうして生成したクラスタが所定サイズ以上のクラスタである場合に、その全体を変化領域７２として検出する（ステップＳ２３６）。

例えば、図１０（Ａ）に示すように、画像データ７１内で処置具２６の先端が、先端２６Ａから先端２６Ｂに突出される場合を考える。この場合、斜線で示すように、指定領域８６は処置具２６の出元に設定される。処置具２６の出元は、鉗子出口２９と電子内視鏡１２の視野範囲との位置関係等によって定まるので、電子内視鏡１２の種類に応じて既知である。

図１０（Ｂ）に示すように、変化領域検出部６１は、指定領域８６内で変化画素８１の検出を行うので、例えば墨塗りで示すように、指定領域８６内の先端２６Ａと先端２６Ｂとの間の領域がプレ変化領域８７として検出される。その後、図１０（Ｃ）に示すように、プレ変化領域８７の代表色を抽出し、斜線で示すようにプレ変化領域８７から伸びる代表色と同色の画素を連結してクラスタリングすると、プレ変化領域８７と連結した画素（斜線）の全体は先端２６Ｂにほぼ一致する。このため、先端２６Ｂが変化領域７２として検出される。

上述の第４実施形態のように、指定領域８６内で変化画素８１を検出し、指定領域８６内の変化画素８１のクラスタをプレ変化領域８７として検出し、プレ変化領域８７を核として変化領域７２の検出を行うと、画像データ７１の全画面で変化領域７２を検出するよりも少ない計算量で効率良く、素早く変化領域７２を検出することができる。

なお、上述の第４実施形態では、指定領域８６を画像データ７１の右下に設定する例を説明したが、これに限らない。前述のように、処置具２６が画像データ７１内に突出されるときの出元の位置は、電子内視鏡１２の種類等に応じて予め定められており、電子内視鏡システム１１の使用時に既知であるので、指定領域８６は、電子内視鏡１２の種類等に応じて設定されることが好ましい。

例えば、図１１（Ａ）に示すように、視野の左下から処置具２６が突出される電子内視鏡を用いる場合には、画像データ７１の左下の一部領域を指定領域８６とする。また、図１１（Ｂ）に示すように、視野の右下から処置具２６が突出される種類の電子内視鏡１２を用いる場合には、指定領域８６を画像データ７１の右下の一部領域に切り替える。

また、電子内視鏡１２を交換したときに、使用する電子内視鏡１２の種類等に応じて指定領域８６の設定位置を切り替えられるようにしておくことが好ましい。指定領域８６の切り替えは、プロセッサ装置１３の操作により切り替えられるようにしても良いが、例えば、電子内視鏡１２がプロセッサ装置１３に接続されたときに、プロセッサ装置１３で電子内視鏡１２の機種情報を取得するようにし、取得した機種情報に基づいて適切な指定領域８６を自動設定することが好ましい。

なお、上述の第４実施形態では、指定領域８６内でプレ変化領域８７を検出し、プレ変化領域８７の代表色と同色画素を連結したクラスタを変化領域７２として検出するときに、プレ変化領域８７に代表色と同色画素を連結させる領域に制限がない例を説明したが、これに限らない。例えば図１２に示すように、指定領域８６に連結された代表色結合エリア８８を予め定めておき、代表色結合エリア８８と指定領域８６内だけで、プレ変化領域８７に代表色と同色の画素を連結するクラスタリングを行うことが好ましい。この場合、電子内視鏡１２に機種情報等を記憶するＥＥＰＲＯＭ等のメモリを搭載し、プロセッサ装置１３には電子内視鏡１２の機種情報に対応する指定領域のデータを予め登録しておく。

画像データ７１内では、処置具２６は、指定領域８６から奥に突出される程、その先端が小さく写し出される。このため、代表色結合エリア８８は、例えば、指定領域８６から三角形状に突出するエリアが指定される。こうして、代表色結合エリア８８を定めておくと、プレ変化領域８７の代表色（処置具２６の色）と被検体内の像の色が同様の色であった場合でも、代表色結合エリア８８の外に変化領域７２が拡張され、検出した変化領域７２が処置具２６の像から大きくズレてしまうことを防ぐことができる。

なお、上述の第４実施形態では、入力される画像データ７１毎にプレ変化領域８７を検出し、これに基づいて変化領域７２を検出する態様を説明したがこれに限らない。例えば、図１３に示すように、前フレームで撮影した画像データ７１について検出した変化領域７２を、新たに撮影された画像データ７１のプレ変化領域８７として設定し、斜線で示すようにこのプレ変化領域８７（前フレームの変化領域７２）の代表色を周囲に拡張して連結するようにクラスタリングすることで、新たな変化領域７２を検出するようにしても良い。

このように、前フレームの画像データ７１で検出した変化領域７２を次のフレームの画像データ７１のプレ変化領域８７に設定することで、より素早く変化領域７２を検出することができる。

なお、上述のように前フレームで検出した変化領域７２を次のフレームの画像データ７１でプレ変化領域８７として利用する場合には、単にプレ変化領域８７（前フレームの変化領域７２）の代表色を結合するだけでなく、プレ変化領域８７から代表色と相違する画素をプレ変化領域８７及び変化領域７２から除く除去処理を行うことが好ましい。除去処理を行うことで、処置具２６を突出させる場合だけでなく、処置具２６を退避させる場合にも変化領域７２を適切に検出することができる。

なお、第１〜第４実施形態では、検出した変化領域７２に応じて、画素毎に０または１の２値データを割り当てたマスクデータ７４を生成し、画像処理時にマスクデータ７４を用いることによって画素毎に画像処理を行うか否かを制御する例を説明したが、これに限らない。例えば、図１４に示すように、マスクデータ９１は、検出した変化領域７２に応じて、画素毎に０〜１の間の値をとる多値データとしても良い。このマスクデータ９１を用いる場合、例えば、「１」が割り当てられた変化領域７２の画素には周波数強調処理等の特定の画像処理は施されず、「０」が割り当てられる非変化領域７３の画素には画像処理が施されるのは上述の第１〜第４実施形態と同様である。

一方、マスクデータ９１を多値データとする場合には、変化領域７２と非変化領域７３との間に、画素値の変化量に応じて０〜１の間の中間値が与えられた中間変化領域９２が設けられる。中間変化領域９２の画素に対しては、マスクデータ９１に設定された値に応じた強度で画像処理が施される。例えば、０．２が与えられた画素に対しては、８０％の強度で周波数強調処理が施され、０．５が与えられた画素に対しては、５０％の強度で周波数強調処理が施される。

このように、変化領域７２と非変化領域７３の間に画素値の変化量に応じた中間変化領域９２を設定し、強調処理等の強度を調節する領域を設けることで、画像データ７１に対してより滑らかに画像処理を施すことができ、画像処理の有無に応じた急峻な画像の変化による違和感を低減することができる。

また、ここでは、マスクデータ９１に与えられた値に応じて、強調処理等の特定の画像処理の強度を調節する例を説明したが、これに限らず、通常光観察時に施す強調処理と特殊光観察に施す強調処理をマスクデータ９１に与えられた比率で混合して行うようにしても良い。例えば、マスクデータ９１で「１」が与えられた変化領域７２の画素には、通常光観察時に行う画像処理を施し、「０」が与えられた非変化領域７３の画素には特殊光観察時に行う画像処理を施す。そして、中間変化領域９２では、マスクデータ９１に与えられた比率に応じて、通常光観察時と特殊光観察時に共通して行う画像処理を施した場合の画素値と、特殊光観察時にだけ行う画像処理を施した場合の画素値とを平均化することにより新たな画素値とする。これにより、中間変化領域９２の画素には、通常光観察時と特殊光観察時に共通して行う画像処理と、特殊光観察時にだけ行う画像処理が混合して施される。例えば、マスクデータ９１で「０．２」が与えられた画素では、特殊光観察時にだけ行う画像処理を施した場合の画素値と、通常光観察時と特殊光観察時に共通して行う画像処理を施した場合の画素値を各々算出し、これらを４：１の割合で足し合わせて２で割り、新たな画素値とする。また、マスクデータ９１で「０．５」が与えられた画素では、特殊光観察時に行う画像処理を施した場合の画素値と、通常光観察時と特殊光観察時に共通して行う画像処理を施した場合の画素値を１：１の割合で足し合わせて２で割り、新たな画素値とする。ここでいう画像処理は、例えば、各々の観察態様に適した強調処理である。例えば、通常光観察時及び特殊光観察時に共通して施す画像処理は例えばシャープネスを向上させる強調処理であり、特殊光観察時に施す画像処理は特定の構造（表層血管７６等）のコントラストを向上させる強調処理である。

上述のように、マスクデータ９１を多値化し、マスクデータ９１に与えられた数値に応じて２種の画像処理を混合して行うことにより、変化領域７２と比変化領域７３の境界をより滑らかにすることができる。例えば、処置具２６には通常光観察時に適した強調処理が施され、被検体内には特殊光観察時に適した強調処理が施され、１枚の観察画像の中で複数種類の画像処理が滑らかに切り替わり、観察に特に好適な画像を得ることができる。

なお、上述の第１〜第４実施形態では、処置具２６が電子内視鏡１２の視野に突出される例を説明したがこれに限らない。本発明は、人工物と被検体内（生体）の像とに分けて、各々に適切な画像処理を施す場合に好適である。

例えば図１５に示すように、電子内視鏡システム１１では、噴門をいの側から撮影する場合等、先端部２０をほぼ１８０度折り曲げ、電子内視鏡１２を挿入した側から被検体内９３を観察することがある。この場合、電子内視鏡１２の視野９４には、挿入部１６が写し出される。こうした場合にも、図１６に示すように、本発明の電子内視鏡システム１１によれば、元の画像データ７１に対して、被検体内９３の像には、表層血管７６の強調処理が施され、挿入部１６には画像処理が施されない（あるいは他の態様の画像処理が施される）ので、挿入部１６の像が不適切に変色されたりすることを防止することができる。なお、こうして挿入部１６が写り込む場合であっても、先端部２０の可動範囲の制約から挿入部１６が写り込む領域がほぼ定まっているので、挿入部１６が写り込む領域を指定領域に設定しても良い。

なお、上述の第１〜第４実施形態では、変化領域７２を検出し、検出した変化領域７２に応じたマスクデータ７４を生成して、マスクデータ７４に基づいた画像処理を画素毎に行う態様を説明したが、これに限らない。例えば、図１７に示すように、入力された画像データ７１に対して、マスクデータ７４を生成するとともに（ステップＳ２００〜Ｓ３００）、これと並行して、通常観察時及び特殊光観察時に共通して行う画像処理を施した第１の観察画像と（ステップＳ７００）、特殊光観察時に行う画像処理を施した第２の観察画像（ステップＳ８００）を生成する。そして、これらの観察画像をマスクデータ７４に応じて合成した観察画像を生成し、モニタ２２に表示（ステップＳ９００）するようにしても良い。例えば、マスクデータ７４で「０」が設定された変化領域７２の画素には第２の観察画像の画素値を用い、マスクデータ７４で「１」が設定された非変化領域７３の画素には第１の観察画像の画素値を用いられるように合成された観察画像を生成、表示する。

このように、第１の観察画像と第２の観察画像を並行して生成し、これらを用いてマスクデータ７４に応じた観察画像を合成するようにすると、多値化されたマスクデータ９１を使用して中間変化領域９２を設ける場合にも、中間変化領域９２の画素値の算出が容易になる。

なお、上述の第１〜第４実施形態では、入力された画像データ７１の画素値に基づいて、変化領域７２を検出する例を説明したが、これに限らない。例えば、画像データ７１の明るさの変化や、ＲＧＢの各色の変化、写り込んだ像のマクロな構造の変化、あるいはこれらの組み合わせ等に基づいて変化領域７２を検出しても良い。

なお、本発明は、通常光観察だけを行う電子内視鏡１２を用いる場合にも好適であるが、特殊光観察を行う電子内視鏡１２を用いる場合に特に好適である。特殊光観察を行う場合には、表層血管７６や中深層血管等、観察する対象に合わせて様々な画像処理を施す必要があり、その分、人工物が好ましくない写り方になる可能性が高いからである。

なお、上述の第１〜第４実施形態では、被検体内を観察する例を説明したが、本発明は、処置具２６の使用頻度が高い、ＥＭＲ（Endoscopic Mucosal Resection；内視鏡的粘膜切除術）やＥＳＤ（Endoscopic Submucosal Dissection；内視鏡的粘膜下層剥離術）を行う電子内視鏡システム１１に特に有用である。

なお、上述の第１〜第４実施形態では、撮像素子としてＣＣＤ２１を用いる例を説明したが、ＣＭＯＳ型のイメージセンサを撮像素子として用いても良い。また、上述の第１〜第４実施形態では、フルカラーのＣＣＤ２１を用いる例を説明したが、撮像素子にはカラーフィルタを設けずに、撮像素子の前面でカラーフィルタを回転させることにより、複数色の画像を取得し、これらを合成することによってカラーの画像を取得するシステムにおいても本発明を好適に用いることができる。

なお、上述の第１〜第４実施形態では、挿入部１６の先端にＣＣＤ２１を設ける態様を説明したが、ＣＣＤ２１はプロセッサ装置１３等、他の箇所に設けられていても良い。

なお、上述の第１〜第４実施形態では、青色ＬＤ６６と、蛍光体４３を有する投光ユニット４１とによって白色光を生成する態様を説明したが、被検体内に通常光を照射する態様はこれに限らない。例えば、キセノンランプ等の周知の白色光源を用いても良い。また、上述の第１〜第４実施形態では、特殊光の生成に青紫色ＬＤ６７を用いる例を説明したが、白色光をフィルタに通すことにより特殊光を生成しても良い。

なお、上述の第１〜第４実施形態では、特殊光観察を行うときに、通常光に加えて特殊光を照射する例を説明したが、特殊光だけを被検体内に照射するようにしても良い。

なお、上述の第１〜第４実施形態では、通常光と１種類の特殊光を被検体内に照射可能な構成を例に説明したが、複数の異なる波長帯域の特殊光を照射可能な構成の場合にも本発明は好適である。

１１ 電子内視鏡システム
１２ 電子内視鏡
１３ プロセッサ装置
１４ 光源装置
１６ 挿入部
１７ 操作部
１８ コネクタ
１９ ユニバーサルコード
２０ 先端部
２１ ＣＣＤ
２２ モニタ
２６ 処置具
２６Ａ，２６Ｂ 先端
２７ 鉗子入口
２８ 鉗子チャネル
２９ 鉗子出口
３１ 対物光学系
３２ ＴＧ
３３ ＡＦＥ
３４，５１，６８ ＣＰＵ
３６ 観察窓
４１，４６ 投光ユニット
４２，４８ ライトガイド
４３ 蛍光体
４７ 光拡散部材
５２ ＤＳＰ
５３ ＤＩＰ
５４ 表示制御回路
５６ 操作部
５７ ＲＯＭ
５８ ＲＡＭ
５９ ＶＲＡＭ
６１ 変化領域検出部
６２ マスクデータ生成部
６３ 画像処理部
６６ 青色ＬＤ
６７ 青紫色ＬＤ
７１ 画像データ
７２ 変化領域
７３ 非変化領域
７４，９１ マスクデータ
７５ 被検体内の構造
７６ 表層血管
７７ 画像データ
８１ 変化画素
８６ 指定領域
８７ プレ変化領域
８８ 代表色結合エリア
９２ 中間変化領域
９３ 被検体内
９４ 視野

Claims (20)

1. 被検体内に挿入され、前記被検体内を撮影する電子内視鏡と、
   前記電子内視鏡によって撮影された画像データの各画素の画素値を監視し、所定以上の変化があった画素を変化画素として検出し、前記変化画素をクラスタリングし、前記変化画素のクラスタのうち、所定サイズ以上のクラスタを前記変化領域として検出することにより、前記画像データから人工物の写り込みにより像の特徴が変化した変化領域を検出する変化領域検出手段と、
   前記変化領域に基づいて、前記変化領域と他の領域とで各々異なる態様で画像処理が施されるように、前記画像処理のパラメータを前記画素毎に定めたマスクデータを生成するマスクデータ生成手段と、
   前記マスクデータに基づいて前記画像データに前記画像処理を施す画像処理手段と、
   を備えることを特徴とする電子内視鏡システム。
2. 前記変化領域検出手段は、前記画像データの各画素の画素値が所定の第１閾値以上の大きさの画素を前記変化画素として検出することを特徴とする請求項１記載の電子内視鏡システム。
3. 前記画像データは、赤色画素を含むカラーの画像データであり、
   前記第１閾値は、前記赤色画素の画素値に基づく値であることを特徴とする請求項２記載の電子内視鏡システム。
4. 前記変化領域検出手段は、変化の基準となるベース画像を保持し、新たに撮影された前記画像データと前記ベース画像の差分を算出し、前記差分が第２閾値以上の値の画素を前記変化画素として検出することを特徴とする請求項１記載の電子内視鏡システム。
5. 前記ベース画像は、以前に撮影された画像データの平均値であることを特徴とする請求項４記載の電子内視鏡システム。
6. 前記ベース画像は、前のフレームで撮影された前記画像データであり、
   前記マスクデータ生成手段は、前記変化領域検出手段が検出した前記変化領域に基づいてプレマスクデータを生成するとともに、前記マスクデータ生成手段は前のフレームで生成した前記マスクデータを保持し、前記プレマスクデータと前のフレームで生成した前記マスクデータとに基づいて新たなマスクデータを生成することを特徴とする請求項４記載の電子内視鏡システム。
7. 前記変化領域検出手段は、前記電子内視鏡の挿入が開始されてから一定の時間内の場合には、前記画像データの各画素の画素値が所定の第１閾値以上の大きさの画素を前記変化画素として検出し、前記電子内視鏡の挿入が開始されてから一定時間の経過した場合には、新たに撮影された前記画像データと前記ベース画像の差分を算出し、前記差分が第２閾値以上の値の画素を前記変化画素として検出することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の電子内視鏡システム。
8. 前記変化領域検出手段は、前記画像データの一部の領域を指定領域として、前記指定領域内で前記変化画素を検出し、検出した前記画素をクラスタリングして所定サイズ以上のクラスタをプレ変化領域として検出し、前記プレ変化領域の代表色の画素を前記プレ変化領域に連結してクラスタリングし、前記代表色の画素を連結したクラスタのうち所定サイズ以上のクラスタを前記変化領域として検出することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子内視鏡システム。
9. 前記指定領域は、前記画像データ内に処置具が突出する出元の領域であることを特徴とする請求項８記載の電子内視鏡システム。
10. 前記指定領域は、前記電子内視鏡の種類に応じて切り替えられることを特徴とする請求項９記載の電子内視鏡システム。
11. 前記プレ変化領域と、前記プレ変化領域の代表色の画素を連結するクラスタリングは、前記指定領域に連結して定められた所定エリア内で行われることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の電子内視鏡システム。
12. 前記変化領域検出手段は、前フレームで撮影された前記画像データについて検出した前記変化領域を、新たに撮影された前記画像データの前記プレ変化領域として用いることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載の電子内視鏡システム。
13. 前記マスクデータは、前記画像処理のオンオフを切り替える２値のパラメータであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電子内視鏡システム。
14. 前記マスクデータは、前記画像処理の強弱を設定するパラメータであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電子内視鏡システム。
15. 前記マスクデータは、前記画像処理の強弱を定めるパラメータであり、
    前記画像データの画素値に応じて、前記変化領域に対応するパラメータと、像の特徴が変化しない非変化領域に対応するパラメータと、前記画素値が前記変化領域の画素と前記非変化領域の画素の中間的な変化をした画素を含む中間変化領域に対応するパラメータとを有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電子内視鏡システム。
16. 前記画像処理手段は、前記中間変化領域に対応する画素に対して、前記変化領域に施す画像処理と、前記非変化領域に施す画像処理とを、前記マスクデータに定めた前記パラメータに応じた比率で混合して行うことを特徴とする請求項１５記載の電子内視鏡システム。
17. 前記画像処理手段は、撮影された前記画像データに対して、画像処理を行った第１画像と、他の画像処理を行った第２画像とを並行して生成し、前記マスクデータに応じて前記第１画像と前記第２画像とを合成した合成画像を表示手段に表示させることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の電子内視鏡システム。
18. 前記画像処理手段は、少なくとも前記画像データに写された構造を強調する強調処理を行うときに、前記マスクデータに基づいて前記強調処理を行うことを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の電子内視鏡システム。
19. 前記強調処理は、特定の周波数の像を強調する周波数強調処理であることを特徴とする請求項１８記載の電子内視鏡システム。
20. 被検体内を撮影する電子内視鏡と、前記電子内視鏡によって撮影された画像データに画像処理を施す画像処理回路とを備える電子内視鏡システムの作動方法であって、
    前記画像処理回路が、
    前記電子内視鏡によって撮影された画像データの各画素の画素値を監視して、所定以上の変化があった画素を変化画素として検出し、前記変化画素をクラスタリングし、前記変化画素のクラスタのうち、所定サイズ以上のクラスタを前記変化領域として検出することにより、前記画像データから人工物の写り込みにより像の特徴が変化した変化領域を検出する変化領域検出ステップと、
    前記変化領域に基づいて、前記変化領域と他の領域とで各々異なる態様で画像処理が施されるように、前記画像処理のパラメータを前記画素毎に定めたマスクデータを生成するマスクデータ生成ステップと、
    前記マスクデータに基づいて前記画像データに前記画像処理を施す画像処理ステップと、
    を行うことを特徴とする電子内視鏡システムの作動方法。

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