JP7628871B2 - 医用画像処理装置及びその作動方法 - Google Patents

Description

本発明は、観察対象における色強調処理を行う医用画像処理装置及びその作動方法に関する。

近年の医療分野では、光源装置、内視鏡、プロセッサ装置を備える内視鏡システムが広く用いられている。内視鏡システムでは、内視鏡から観察対象に照明光を照射し、その照明光で照明中の観察対象を内視鏡の撮像素子で撮像して得られるＲＧＢ画像信号に基づいて、観察対象の画像をモニタ上に表示する。

内視鏡による観察対象の画像では、色や形状などをに基づいて、診断が行われている。これに関して、特許文献１では、正常部と異常部との色の差を拡張する処理を行うことによって、正常部と異常部とのわずかな色の違いを強調することが行われている。また、特許文献２では、明るい範囲と暗い範囲とが混在する撮像対象を撮像した場合においても、明るい範囲と暗い範囲とでたとえば正常粘膜のカラーバランスを維持させることが行われている。なお、内視鏡分野とは異なるが、特許文献３では、デジタルカメラなどで得られた撮像画像の画像信号から色相領域毎に明るさ情報を取得し、取得された明るさ情報に基づいて露出制御が行うことによって、撮像画像の彩度を最適化することも行われている。

特許第５９３２８９４号公報 特許第６５８０７７８号公報 特開２０１３－７７８７９号公報

画像強調を行う方法としては、明るさ、色合いを独立の性質として扱って強調することが一般的である。具体的には、カラーのＲＧＢ画像をＬａｂ、ＨＳＶ、ＬＨＳなどの色空間に投影し、明るさ、色相、彩度を独立事象として制御することが一般的であった。そのような場合、画像強調する対象として、血液濃度や色素濃度などの濃淡情報を強調する場合には、明るさ又はコントラストを調整することが一般的である。しかしながら、濃淡情報の差がわずかしかない場合には、明るさ又はコントラストの調整だけでは、視認性の改善が不十分であった。

一方、濃淡情報を強調する場合に、ヒートマップのように色合いとは無関係の情報の変化を用いる疑似カラー表示を利用することが考えられる。この場合、濃淡情報のわずかな差を区別しやすいように色を割り当てることで、濃淡情報を強調することができるが、本来の色合いを失ってしまうため、疑似カラー表示からは濃淡以外の情報を判断することが難しくなる。

本発明は、観察対象の本来の色合いを大きく損ねることなく、濃淡情報のわずかな差を強調することができる医用画像処理装置及びその作動方法を提供することを目的とする。

本発明の医用画像処理装置は、プロセッサを備え、プロセッサが、カラーの第１医用画像を取得し、カラーの第１医用画像を構成する各画素について、画像信号値から色の３属性の１つである明るさに関する第１明るさ情報を取得し、色の３属性から明るさを除いて残る色情報に関する第１色情報を取得し、第１色情報及び第１明るさ情報を参照して、第１明るさ情報が予め定められている上限値を超える場合には、第１色情報を第１色方向に変化させ、且つ、第１明るさ情報が予め定められている下限値未満となる場合には、第１色情報を、第１色方向と補色又は反対色の関係となる第２色方向に変化させることによって、第２色情報を取得し、第１色情報と第２色情報とを、第１色情報に基づいて設定される第１合成係数に従って合成することによって合成色情報を取得し、第１明るさ情報を、第１色情報に基づいて設定される明るさ変換係数に従って変換することで、第２明るさ情報を取得し、第１明るさ情報と第２明るさ情報とを、第１色情報に基づいて設定される第２合成係数に従って合成して、合成明るさ情報を取得し、合成明るさ情報と、合成色情報に基づいて、画素信号値を変更したカラーの第２医療画像に変換する。

第１色方向が示す色は黄色で、第２色方向が示す色は青色であることが好ましい。第１合成係数、及び、第２合成係数は、第１色情報が予め定められた範囲となる第１色域内では色情報に応じて値が定まり、第１色域外では固定値となることが好ましい。第１合成係数、及び、第２合成係数は、第１色域内では０よりも大きく、且つ、色情報に応じて定まる第１距離又は第１角度に応じて変化させ、第１色域外では０とすることが好ましい。

プロセッサが、第２色情報が予め定められた範囲内となる第２色域内で、色情報に応じて定まる第２距離又は第２角度を変化させることによって、第３色情報を取得することが好ましい。第１色情報は、カラーの第１医用画像の赤色信号Ｒとカラーの第１医用画像の緑色信号Ｇとの比であるＲ／Ｇとカラーの第１医用画像の青色信号と緑色信号Ｇとの比であるＢ／Ｇであること、カラーの第１医用画像から得らえる色差信号Ｃｒ、Ｃｂであること、カラーの第１医用画像から得られる色相と彩度であること、及び、カラーの第１医用画像から得られるＣＩＥ１９７６Ｌａ^＊ｂ^＊のうちａ^＊ｂ^＊であることのうちのいずれかであることが好ましい。

第１色域は、濃度が高い血液の色に対応する色域であることが好ましい。第１色域は、色素散布された粘膜の色に対応する色域であることが好ましい。

本発明の医用画像処理装置の作動方法は、プロセッサが、カラーの第１医用画像を取得するステップと、カラーの第１医用画像を構成する各画素について、画像信号値から色の３属性の１つである明るさに関する第１明るさ情報を取得し、色の３属性から明るさを除いて残る色情報に関する第１色情報を取得するステップと、第１色情報及び第１明るさ情報を参照して、第１明るさ情報が予め定められている上限値を超える場合には、第１色情報を第１色方向に変化させ、且つ、第１明るさ情報が予め定められている下限値未満となる場合には、第１色情報を、第１色方向と補色又は反対色の関係となる第２色方向に変化させることによって、第２色情報を取得するステップと、第１色情報と第２色情報とを、第１色情報に基づいて設定される第１合成係数に従って合成することによって合成色情報を取得するステップと、第１明るさ情報を、第１色情報に基づいて設定される明るさ変換係数に従って変換することで、第２明るさ情報を取得するステップと、第１明るさ情報と第２明るさ情報とを、第１色情報に基づいて設定される第２合成係数に従って合成して、合成明るさ情報を取得するステップと、合成明るさ情報と、合成色情報に基づいて、画像信号値を変更したカラーの第２医療画像に変換するステップとを有する。

本発明によれば、観察対象の本来の色合いを大きく損ねることなく、濃淡情報のわずかな差を強調することができる。

第１実施形態の内視鏡システムの外観図である。 第１実施形態の内視鏡システムの機能を示すブロック図である。 紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒの発光スペクトルを示すグラフである。 第１色情報がＢ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比である場合における濃淡情報強調処理部の機能を示すブロック図である。 第１色情報がＢ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比である場合における第１色変化処理部の機能を示すブロック図である。 第１色情報がＢ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比である場合における第１色変化処理部における処理前と処理後を示す説明図である。 第１色情報がＢ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比である場合における第１色域を示す説明図である。 第１合成係数の分布を示す説明図である。 濃度が高い血液の色に対応する色域を示す説明図である。 青色色素が散布された粘膜の色に対応する色域を示す説明図である。 色情報合成部の機能を示すブロック図である。 第２色変化処理部の機能を示すブロック図である。 第２色域を示す説明図である。 第２距離Ｒ２ｉｎと第２距離Ｒ２ｏｕｔとの関係を示すグラフである。 第２角度θ２ｉｎと第２角度θ２ｏｕｔとの関係を示すグラフである。 明るさ情報取得部、明るさ情報合成部、及びカラー画像変換部の機能を示す説明図である。 特殊光観察モードの一連の流れを示すフローチャートである。 第１色情報が色差信号Ｃｒ，Ｃｂである場合の濃淡情報強調処理部の機能を示すブロック図である。 第１色情報が色差信号Ｃｒ，Ｃｂである場合における第１色変化処理部における処理前と処理後を示す説明図である。 第１色情報が色差信号Ｃｒ，Ｃｂである場合における第１色域を示す説明図である。 第１色情報が色相Ｈ、彩度Ｓである場合の濃淡情報強調処理部の機能を示すブロック図である。 第１色情報が色相Ｈ、彩度Ｓである場合における第１色変化処理部における処理前と処理後を示す説明図である。 第１色情報が色相Ｈ、彩度Ｓである場合における第１色域を示す説明図である。 第２実施形態の内視鏡システムの機能を示すブロック図である。 通常光の発光スペクトルを示すグラフである。 特殊光の発光スペクトルを示すグラフである。 第３実施形態の内視鏡システムの機能を示すブロック図である。 回転フィルタを示す平面図である。 第２合成係数の分布を示すグラフである。

［第１実施形態］
図１に示すように、第１実施形態の内視鏡システム１０は、内視鏡１２と、光源装置１３と、プロセッサ装置１４と、ディスプレイ１５と、ユーザーインターフェース１６とを有する。内視鏡１２は、光源装置１３と光学的に接続され、且つ、プロセッサ装置１４と電気的に接続される。光源装置１３は、照明光を内視鏡１２に供給する。

内視鏡１２は、観察対象に照明光を照明し、観察対象を撮像して内視鏡画像を取得するために用いられる。内視鏡１２は、観察対象の体内に挿入される挿入部１２ａと、挿入部１２ａの基端部分に設けられた操作部１２ｂと、挿入部１２ａの先端側に設けられた湾曲部１２ｃ及び先端部１２ｄとを有している。湾曲部１２ｃは、操作部１２ｂを操作することにより湾曲動作する。先端部１２ｄは、照明光を観察対象に向けて照射し、且つ、観察対象からの反射光を受光して観察対象を撮像する。先端部１２ｄは、湾曲部１２ｃの湾曲動作によって所望の方向に向けられる。操作部１２ｂには、モードの切り替え操作に用いるモード切替スイッチ１２ｆと、観察対象の静止画の取得指示に用いられる静止画取得指示スイッチ１２ｇと、ズームレンズ２１ｂの操作に用いられるズーム操作部１２ｈとが設けられている。

プロセッサ装置１４は、ディスプレイ１５及びユーザーインターフェース１６と電気的に接続される。プロセッサ装置１４は、内視鏡１２からの内視鏡画像を受信する。ディスプレイ１５は、プロセッサ装置１４で処理された観察対象の画像又は情報等を出力表示する。ユーザーインターフェース１６は、キーボード、マウス、タッチパッド、マイク等を有し、機能設定等の入力操作を受け付ける機能を有する。拡張プロセッサ装置１７は、プロセッサ装置１４に電気的に接続されている。

内視鏡システム１０は、通常観察モードと、特殊光観察モードとを備えており、モード切替スイッチ１２ｆによって切り替えられる。通常観察モードは、白色光などの通常光を観察対象に照明して得られる通常画像をディスプレイ１５に表示するモードである。特殊光観察モードは、青色狭帯域光などを含む特殊光を観察対象に照明して得られ、明るい部分と暗い部分の濃淡部分を強調した濃淡強調画像をディスプレイ１５に表示するモードである。なお、本実施形態では、濃淡強調画像については、特殊光を観察対象に照明して得られる後述の特殊画像信号に基づいて生成するが、特殊光に代えて、通常光など特殊光以外の様々な波長域を有する照明光を観察対象に照明して得られる画像信号に基づいて生成してもよい。

図２に示すように、光源装置１３は、V-LED（Violet Light Emitting Diode）２０ａ、B-LED（Blue Light Emitting Diode）２０ｂ、G-LED（Green Light Emitting Diode）２０ｃ、及び、R-LED（Red Light Emitting Diode）２０ｄを有する光源部２０と、４色のＬＥＤ２０a～２０ｄの駆動を制御する光源制御部２１、及び４色のLED２０a～２０ｄから発せられる４色の光の光路を結合する光路結合部２３を備えている。光路結合部２３で結合された光は、挿入部１２a内に挿通されたライトガイド２４及び照明レンズ３３を介して、被検体内に照射される。なお、LEDの代わりに、LD（Laser Diode）を用いてもよい。

ライトガイド２４は、内視鏡１２及びユニバーサルコード（内視鏡１２と光源装置１３及びプロセッサ装置１４とを接続するコード）内に内蔵されており、光路結合部２３で結合された光を内視鏡１２の先端部１２ｄまで伝搬する。なお、ライトガイド４１としては、マルチモードファイバを使用することができる。一例として、コア径１０５μｍ、クラッド径１２５μｍ、外皮となる保護層を含めた径がφ０．３～０．５ｍｍの細径なファイバケーブルを使用することができる。

内視鏡１２の先端部１２ｄには、照明光学系３０と撮像光学系３１が設けられている。照明光学系３０は照明レンズ３３を有しており、この照明レンズ３３を介して、ライトガイド２４からの光が観察対象に照射される。撮像光学系３１は、対物レンズ３５及び撮像センサ３６を有している。観察対象からの反射光は、対物レンズ３５を介して、撮像センサ３６に入射する。これにより、撮像センサ３６に観察対象の反射像が結像される。

撮像センサ３６はカラーの撮像センサであり、被検体の反射像を撮像して画像信号を出力する。この撮像センサ３６は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device）撮像センサやＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor）撮像センサ等であることが好ましい。本発明で用いられる撮像センサ３６は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の３色のＲＧＢ画像信号を得るためのカラーの撮像センサ、即ち、Ｒフィルタが設けられたＲ画素、Ｇフィルタが設けられたＧ画素、Ｂフィルタが設けられたＢ画素を備えた、いわゆるＲＧＢ撮像センサである。Ｒ画素はＲ画像信号を出力し、Ｇ画素はＧ画像信号を出力し、Ｂ画素はＢ画像信号を出力する。

撮像センサ３６は、通常観察モードの場合においては、通常光によって照明された観察対象を撮像することにより、通常画像信号を出力する。また、撮像センサ３６は、特殊光観察モードの場合においては、特殊光によって照明された観察対象を撮像することにより、特殊画像信号を出力する。

なお、撮像センサ３６としては、RGBのカラーの撮像センサの代わりに、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）及びＧ（緑）の補色フィルタを備えた、いわゆる補色撮像センサであっても良い。補色撮像センサを用いる場合には、ＣＭＹＧの４色の画像信号が出力されるため、補色－原色色変換によって、CMYGの４色の画像信号をＲＧＢの３色の画像信号に変換する必要がある。また、撮像センサ３６はカラーフィルタを設けていないモノクロ撮像センサであっても良い。この場合、光源制御部２１は青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒを時分割で点灯させて、撮像信号の処理では同時化処理を加える必要がある。

撮像センサ３６から出力される画像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路４０に送信される。ＣＤＳ・ＡＧＣ回路４０は、アナログ信号である画像信号に相関二重サンプリング（ＣＤＳ（Correlated Double Sampling））や自動利得制御（ＡＧＣ（Auto Gain Control））を行う。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路４０を経た画像信号は、Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ（Analog /Digital）コンバータ）４２により、デジタル画像信号に変換される。Ａ／Ｄ変換されたデジタル画像信号は、プロセッサ装置１４に入力される。

プロセッサ装置１４は、画像信号入力部４５と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）４６と、ノイズ除去部４７と、信号切替部４８と、通常画像処理部４９と、濃淡情報強調処理部５０と、映像信号生成部５１とを備えている。

画像信号入力部４５には、内視鏡１２からのデジタルの画像信号が入力される。ＤＳＰ４６は、受信した画像信号に対して、欠陥補正処理、オフセット処理、ゲイン処理、マトリクス処理、ガンマ変換処理、又はデモザイク処理等の各種信号処理を施す。欠陥補正処理では、撮像センサ３６の欠陥画素の信号が補正される。オフセット処理では、欠陥補正処理が施された画像信号から暗電流成分が除かれ、正確な零レベルが設定される。ゲイン処理では、オフセット処理後の画像信号に特定のゲインを乗じることにより信号レベルが整えられる。

ゲイン処理については、通常観察モードと特殊光観察モードで異なっている。通常観察モードのゲイン処理については、通常画像信号のＲ画像信号、Ｇ画像信号、及び、Ｂ画像信号に対して、通常観察用のＲゲイン係数、Ｇゲイン係数、及び、Ｂゲイン係数がそれぞれ掛け合わされる。特殊光観察モードのゲイン処理については、特殊画像信号のＲ画像信号、Ｇ画像信号、及び、Ｂ画像信号に対して、特殊観察用のＲゲイン係数、Ｇゲイン係数、及び、Ｂゲイン係数がそれぞれ掛け合わされる。

ゲイン処理後の画像信号には、色再現性を高めるためのマトリクス処理が施される。マトリクス処理についても、通常観察モードと特殊光観察モードで異なっている。通常観察モードのマトリクス処理については、通常画像信号に対して、通常観察用のマトリクス処理が施される。特殊光観察モードのマトリクス処理については、特殊画像信号に対して、特殊観察用のマトリクス処理が施される。

その後、ガンマ変換処理によって明るさや彩度が整えられる。マトリクス処理後の画像信号には、デモザイク処理（等方化処理、同時化処理とも言う）が施され、各画素で不足した色の信号が補間によって生成される。このデモザイク処理によって、全画素がＲＧＢ各色の信号を有するようになる。

ノイズ除去部４７は、ＤＳＰ４６でガンマ補正等が施された画像信号に対してノイズ除去処理（例えば移動平均法やメディアンフィルタ法等）を施すことによって、画像信号からノイズを除去する。ノイズが除去された画像信号は、信号切替部４８に送信される。

信号切替部４８は、モード切替ＳＷ１３ａにより、通常観察モードにセットされている場合には、通常画像信号を通常画像処理部４９に送信し、特殊光観察モードにセットされている場合には、特殊画像信号を濃淡情報強調処理部５０に送信する。

通常画像処理部４９は、通常画像信号に対して、通常観察用の画像処理を施す。通常観察用の画像処理には、通常観察用の構造強調処理などが含まれる。通常観察用の画像処理が施された通常画像信号は、通常画像として、通常画像処理部４９から映像信号生成部５１に入力される。濃淡情報強調処理部５０は、特殊画像信号に基づいて、濃淡強調画像を生成する。濃淡情報強調処理部５０の詳細については後述する。濃淡強調画像は、映像信号生成部５１に入力される。

映像信号生成部５１は、通常画像処理部４９又は濃淡情報強調処理部５０から入力された通常画像又は濃淡強調画像を、ディスプレイ１５で表示可能な画像として表示するための映像信号に変換する。この映像信号に基づいて、ディスプレイ１５は、通常画像又は濃淡強調画像を表示する。

図３に示すように、光源装置１３に設けられたV-LED２０ａ、B-LED２０ｂ、G-LED２０ｃ、及びR-LED２０ｄからなる光源部２０は、以下に示す発光スペクトルの光を発する。V-LED２０ａは、中心波長４０５±１０nm、波長範囲３８０～４２０nmの紫色光Ｖを発生する。B-LED２０ｂは、中心波長４６０±１０nm、波長範囲４２０～５００nmの青色光Ｂを発生する。G-LED２０ｃは、波長範囲が４８０～６００nmに及ぶ緑色光Ｇを発生する。R-LED２０ｄは、中心波長６２０～６３０nmで、波長範囲が６００～６５０nmに及ぶ赤色光Ｒを発生する。

光源制御部２１は、通常観察モードにおいて、V-LED２０ａ、B-LED２０ｂ、G-LED２０ｃ、及びR-LED２０ｄを点灯する。したがって、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒの４色の光が混色した光が、通常光として、観察対象に照射される。また、光源制御部２１は、通常観察モード時には、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒ間の光量比がＶｃ：Ｂｃ：Ｇｃ：Ｒｃとなるように、各ＬＥＤ２０ａ～２０ｄを制御する。一方、光源制御部２１は、特殊光観察モード時には、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒ間の光量比がＶｓ：Ｂｓ：Ｇｓ：Ｒｓとなるように、各ＬＥＤ２０ａ～２０ｄを制御する。

なお、本明細書において、光量比は、少なくとも１つの半導体光源の比率が０（ゼロ）の場合を含む。したがって、各半導体光源のいずれか１つまたは２つ以上が点灯しない場合を含む。例えば、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒ間の光量比が１：０：０：０の場合のように、半導体光源の１つのみを点灯し、他の３つは点灯しない場合も、光量比を有するものとする。

濃淡情報強調処理部５０は、図４に示すように、画像取得部６０、色及び明るさ情報取得部６１、第１色変化処理部６２、合成係数設定部６３、色情報合成部６５、第２色変化処理部６６、明るさ情報取得部６７、明るさ情報合成部６８、及び、カラー画像変換部６９を備えている。

プロセッサ装置１４には、濃淡情報強調処理部の各種処理に関するプログラムがプログラム用メモリに組み込まれている。プロセッサによって構成される制御部（図示しない）によってプログラムが実行されることによって、画像取得部６０、色及び明るさ情報取得部６１、第１色変化処理部６２、合成係数設定部６３、色情報合成部６５、第２色変化処理部６６、明るさ情報取得部６７、明るさ情報合成部６８、及び、カラー画像変換部６９の機能が実現する。

画像取得部６０は、カラーの第１医用画像として、特殊画像信号のＲ画像信号、Ｇ画像信号、及びＢ画像信号を取得する。画像取得部６０で取得した特殊画像信号のうちＲ画像信号を第１Ｒ画像信号とし、Ｇ画像信号を第１Ｇ画像信号とし、Ｂ画像信号を第１Ｂ画像信号とする。画像取得部６０は、特殊画像信号を色及び明るさ情報取得部６１に送信する。

なお、画像取得部６０で取得する画像としては、内視鏡１２によって得られるカラーの内視鏡画像である特殊画像信号の第１Ｒ画像信号、第１Ｇ画像信号、及び第１Ｂ画像信号の他、超音波診断装置で得られるカラーの超音波画像など各種の医用装置で得られるカラーの第１医用画像であってもよい。したがって、本発明の医用画像処理装置には、本実施形態に示す内視鏡用のプロセッサ装置１４の他、超音波画像を処理する超音波用のプロセッサ装置が含まれることとなる。

色及び明るさ情報取得部６１は、特殊画像信号を構成する各画素について、画像信号値から色の３属性の１つである明るさに関する第１明るさ情報を取得し、色の３属性から明るさを除いて残る色情報に関する第１色情報を取得する。色及び明るさ情報取得部６１は、第１色情報を取得するための信号比算出部６１ａを有する。色及び明るさ情報取得部６１において、信号比算出部６１ａで第１色情報を取得する場合には、第１明るさ情報は、特殊画像信号のうち画素毎の明るさを表すのに適した画像信号とすることが好ましい。本実施形態では、第１明るさ情報を、特殊画像信号の第１Ｇ画像信号とし、他の明るさ情報（第２明るさ情報）と区別するために、以下Ｇ（Ｌ１）（図５参照）と表記する。

信号比算出部６１ａは、Ｌｏｇ変換済みの第１Ｇ画像信号と第１Ｂ画像信号に基づいて差分処理（logG-logB =logG/B=-log(B/G)）することにより、Ｂ／Ｇ比（-log(B/G)のうち「-log」を省略したものを「Ｂ／Ｇ比」と表記する）を算出する。また、信号比算出部６１ａは、Ｌｏｇ変換済みの第１Ｒ画像信号と第１Ｇ画像信号に基づいて差分処理（logR-logG=logR/G=-log(G/R)）することにより、Ｇ／Ｒ比を算出する。Ｇ／Ｒ比については、Ｂ／Ｇ比と同様、-log(G/R)のうち「-log」を省略したものを表している。信号比算出部６１ａで算出したＢ／Ｇ比、及び、Ｇ／Ｒ比を、第１色情報とする。以下、信号比算出部６１ａで算出したＢ／Ｇ比、及び、Ｇ／Ｒ比を、他の色情報（第２、第３色情報）と区別するために、Ｂ／Ｇ比（Ｘ１）、Ｇ／Ｒ比（Ｙ１）（図５参照）と表記することとする。

なお、Ｂ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比は、Ｂ画像信号、Ｇ画像信号、及びＲ画像信号において同じ位置にある画素の画素値から画素毎に求める。また、Ｂ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比は画素毎に求める。また、Ｂ／Ｇ比は、血管深さ（粘膜表面から特定の血管がある位置までの距離）に相関があることから、血管深さが異なると、それに伴ってＢ／Ｇ比も変動する。また、Ｇ／Ｒ比は、血液量（ヘモグロビンインデックス）と相関があることから、血液量に変動が有ると、それに伴ってＧ／Ｒ比も変動する。また、Ｂ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比に代えて、カラーの第１医用画像から得られるＣＩＥ１９７６Ｌａ^＊ｂ^＊のａ^＊ｂ^＊を用いてもよい。この場合、Ｌａ^＊ｂ^＊のうち、ａ^＊ｂ^＊が第１色情報に対応し、Ｌが第１明るさ情報に対応することになる。

第１色変化処理部６２は、第１色情報及び第１明るさ情報を参照して、第１明るさ情報が予め定められている上限値を超える場合には、第１色情報を第１色方向に変化させ、且つ、第１明るさ情報が予め定められている下限値未満となる場合には、第１色情報を、第１色方向と補色又は反対色の関係となる第２方向に変化させることによって、第２色情報を取得する。

具体的には、図５及び図６に示すように、第１色変化処理部６２は、Ｇ画像信号Ｇ（Ｌ１）の画素値が上限値を超える画素Ｐａについては、画素Ｐａに対応するＢ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比を表す値Ｓａを第１色方向Ｄ１に変化させる。第１色方向Ｄ１に変化後のＢ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比を表す値をＳａ^＊とする。なお、第１色方向Ｄ１の変化は、Ｂ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比を極座標変換した空間で、動径と角度を変化させて行うことが好ましい。

また、第１色変化処理部６２は、Ｇ画像信号Ｇ（Ｌ１）の画素値を参照し、明るさを示す画素値が下限値未満となる画素Ｐｂについては、画素Ｐａに対応するＢ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比を表す値Ｓｂを第２色方向Ｄ２に変化させる。第２色方向Ｄ２に変化後のＢ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比を表す値をＳｂ^＊とする。第１色変化処理部６２で第１方向Ｄ１の変化で得られるＢ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比を、Ｂ／Ｇ比（Ｘ２）、Ｇ／Ｒ比（Ｙ２）とする。これにより、濃度が高い血液の色に対応する色域、又は、色素散布された粘膜の色に対応する色域などの濃淡情報の色変化を強調するための濃淡強調用の色変化を実現することができる。

なお、明るい部分の色と暗い部分の色の両方が存在する濃淡領域を強調するためには、第１色方向Ｄ１が示す色は、第２色方向Ｄ２が示す色と補色又は反対色であることが好ましい。例えば、第１色方向が示す色は黄色で、第２色方向が示す色は青色であることが好ましい。色自体の明るさは、黄色は明るく感じるため、画素Ｐａのような明るい画素領域の場合は、明るさ増加のために、黄色方向に変化させることが好ましい。これに対して、青色は暗く感じるため、画素Ｐｂのような暗い画素領域の場合は、明るさ抑制のために、青色方向に変化させることが好ましい。このように、明るい部分と暗い部分の濃淡の変化を、色相又は彩度など色合いの組み合わせを加味して表現することで、濃淡の変化を認知しやすくする。

合成係数設定部６３は、第１色情報に基づいて、第１色情報と後述の第２色情報との合成に用いる第１合成係数、又は、第１明るさ情報と後述の第２明るさ情報との合成に用いる第２合成係数を設定する。第１合成係数、及び、第２合成係数は、第１色情報が予め定められた範囲となる第１色域内では色情報に応じて値が決まり、第１色域外では固定値となることが好ましい。

具体的には、図７に示すように、Ｂ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比で形成される信号比空間において、第１色域は、第１中心ＸＣ１、ＹＣ１、第１中心ＸＣ１、ＹＣ１からの第１距離Ｒ１、又は、第１中心ＸＣ１、ＹＣ１が通る第１中心線ＣＬ１との第１角度θ１で、定義される。

第１合成係数ｆ１及び第２合成係数ｆ２は、第１色域内では０よりも大きく、且つ、第１距離Ｒ１又は第１角度θ１に応じて変化させ、第１色域外では０とすることが好ましい。例えば、図８に示すように、第１合成係数ｆ１は、第１中心ＸＣ１、ＹＣ１を一番大きくし、第１中心ＸＣ１、ＹＣ１から離れるほど小さくすることが好ましい。一方、図２９に示すように、第２合成係数ｆ２は、第１中心ＸＣ１、ＹＣ１を一番大きくし、第１中心ＸＣ１、ＹＣ１から離れるほど大きくすることが好ましい。

なお、第１色域が、出血領域のように、濃度が高い血液の色に対応する色域である場合には、Ｂ／Ｇ比及びＧ／Ｒ比からなる信号比空間の第１象限に、第１色域を定めることが好ましい。この場合、図９に示すように、第１色域７２は、信号比空間の第１象限において、第１距離Ｒ１により定められる距離領域７２ａと第１角度θ１により定められる角度領域７２ｂの重複領域とすることが好ましい。また、第１色域が、インジゴカルミンなど青系色素の色素が散布された粘膜の色に対応する色域である場合には、信号比空間の第３象限に第１色域を定めることが好ましい。この場合、図１０に示すように、第１色域７３は、信号比空間の第３象限において、第１距離Ｒ１により定められる距離領域７３ａと第１角度θ１により定められる角度領域７３ｂの重複領域とすることが好ましい。

色情報合成部６５は、第１色情報と第２色情報とを第１合成係数ｆ１に従って合成することによって合成色情報を取得する。具体的には、図１１に示すように、第２色情報であるＢ／Ｇ比（Ｘ２）、Ｇ／Ｒ比（Ｙ２）の画素毎の値に対して第１合成係数ｆ１を掛け合わせて得られるｆ１×Ｂ／Ｇ比（Ｘ２）、ｆ１×Ｇ／Ｒ比（Ｙ２）に、Ｂ／Ｇ比（Ｘ１）、Ｇ／Ｒ比（Ｙ１）の画素毎の値を足し合わせることによって、合成色情報が得られる。即ち、Ｂ／Ｇ比（Ｘ２）、Ｇ／Ｒ比（Ｙ２）のうち、０よりも大きい領域内係数が掛け合わされた部分が、Ｂ／Ｇ比（Ｘ１）、Ｇ／Ｒ比（Ｙ１）に加算されることになる。なお、色情報合成部６５で得られるＢ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比を、Ｂ／Ｇ比（ＭＸ）、Ｇ／Ｒ比（ＭＹ）とする。

第２色変化処理部６６は、第２色情報が予め定められた範囲内となる第２色域内で、色情報に応じて定まる第２距離又は第２角度を変化させることによって、第３色情報を取得する。図１２に示すように、第２色変化処理部６６では、Ｂ／Ｇ（ＭＸ）、Ｇ／Ｒ（ＭＹ）から形成される信号比空間において、第２距離Ｒ２又は第２角度θ２を変化させることによって、Ｂ／Ｇ比（Ｘ３）、Ｇ／Ｒ比（Ｙ３）を取得する。

第２距離Ｒ２又は第２角度θ２で定められる第２色域は、予め定めた色強調対象の色の差を強調するための領域である。色強調対象としては、例えば、委縮性胃炎などの病変によって正常部との色の差が生ずる領域（委縮粘膜、深層血管、発赤など）が含まれることが好ましい。第２色変化処理部６６では、色相又は彩度の変化を非線形に拡張又は収縮することで、濃淡の違いに相関付けた色の変化が更に強調されるため、濃淡情報を分かりやすくすることができる。

第２色域は、図１３に示すように、信号比空間において、第１色域と同様、第２中心ＸＣ２、ＹＣ２からの第２距離Ｒ２、又は、第２中心ＸＣ２、ＸＣ２を通る第２中心線ＣＬ２からの第２角度θ２によって、定義される。第２色変化処理部６６では、第２距離Ｒ２又は第２角度θ２を変化させるために、Ｂ／Ｇ比（ＭＸ）、Ｇ／Ｒ比（ＭＹ）を極座標変換させる必要がある。

第２距離Ｒ２を変化させる第２距離変化処理は、以下のように行うことが好ましい。図１４に示すように、第２色域内に含まれる座標の第２距離Ｒ２ｉｎの入力に対して、第２距離Ｒ２ｏｕｔを出力する。第２距離Ｒ２が小さいほど、彩度が低く、第２距離Ｒ２が大きくなるほど、彩度が高いことを表している。第２距離変化処理は、入出力の関係を表すＳ字の変換カーブＴＲが用いられる。

第２距離変化処理では、第２色域において、第２距離Ｒ２が小さい低彩度範囲ＬＲにおいては、出力値Ｒ２ｏｕｔを入力値Ｒ２ｉｎよりも小さくする一方で、高彩度範囲ＨＲにおいては、出力値Ｒ２ｏｕｔを入力値Ｒ２ｉｎよりも大きくする。これにより、低彩度範囲に含まれる観察対象の彩度をより低くする一方で、高彩度範囲に含まれる観察対象の彩度をより高くすることができる。このような彩度強調により、複数の観察対象範囲の間の彩度差を大きくすることができる。なお、第２色域外では、出力値Ｒ２ｏｕｔは入力値Ｒ２ｉｎと同じである。

第２角度θ２を変化させる第２角度変化処理は、以下のように行うことが好ましい。図１５に示すように、第２色域内に含まれる座標の第２角度θ２ｉｎの入力に対して、第２角度θ２ｏｕｔを出力する。第２角度θ２が０から離れるほど、第２中心ＸＣ２、ＸＣ２との色相の違いが大きくなる。第２角度変化処理処理は、入出力の関係を表すＳ字の変換カーブＴＡが用いられる。

第２角度変化処理では、第２色域において、マイナス側の第２角度θ２が示す色相範囲ＲＡにおいては、出力値θ２ｏｕｔを入力値θ２ｉｎよりも小さくする一方で、プラス側の第２角度θ２が示す色相範囲ＲＢにおいては、出力値θ２ｏｕｔを入力値θ２ｉｎよりも大きくする。これにより、マイナス側の色相範囲ＲＡに含まれる観察対象とプラス側の色相範囲ＲＢに含まれる観察対象との色相の違いを大きくすることができる。なお、第２色域外では、出力値θ２ｏｕｔは入力値θ２ｉｎと同じである。

図１６に示すように、明るさ情報取得部６７は、第１明るさ情報を、第１色情報に基づいて設定される明るさ変換係数に従って変換することで、第２明るさ情報を取得する。明るさ変換係数Ｔｃは、第１合成係数ｆ１と同様であることが好ましい。具体的には、Ｇ画像信号Ｇ（Ｌ１）の画素毎の画素値に対して明るさ変換係数Ｔｃを掛け合わせることによって、第２明るさ情報であるＧ画像信号Ｇ（Ｌ２）を算出する（Ｇ（Ｌ２）＝Ｔｃ×Ｇ（Ｌ１））。

明るさ情報合成部６８は、第１明るさ情報と第２明るさ情報とを、第１色情報に基づいて設定される第２合成係数に従って合成して合成明るさ情報を取得する。具体的には、Ｇ画像信号Ｇ（Ｌ２）の画素毎の画素値に第２合成係数ｆ２を掛け合わせた値に対して、第１明るさ情報であるＧ画像信号（Ｌ１）の画素毎の画素値を足し合わせることによって、合成明るさ情報であるＧ画像信号Ｇ（ＬＭ）を算出する（Ｇ（Ｌ１）＋ｆ２×Ｇ（Ｌ２）。

カラー画像変換部６９は、第３色情報と合成明るさ情報とに基づいて、カラーの第２医用画像に変換する。具体的には、Ｇ画像信号Ｇ（ＬＭ）とＢ／Ｇ比（Ｘ３）とに基づく演算を行うことにより、Ｂ／Ｇ比（Ｘ３）を第２Ｂ画像信号に変換する。また、Ｇ画像信号Ｇ（ＬＭ）とＧ／Ｒ比（Ｙ３）とに基づく演算を行うことにより、Ｇ／Ｒ比（Ｙ３）を第２Ｒ画像信号に変換する。Ｇ画像信号Ｇ（ＬＭ）は、特別な変換を施すことなく、第２Ｇ画像信号として出力する。これら第２Ｂ画像信号、第２Ｇ画像信号、第３画像信号が、カラーの第２医用画像となる。カラー画像変換部６９は、カラーの第２医用画像を濃淡強調画像として出力する。

次に、特殊光観察モードの一連の流れについて、図１７のフローチャートに沿って説明する。モード切替スイッチ１２ｆを操作して、特殊光観察モードに切り替える。これにより、特殊光が観察対象に照明される。観察対象を撮像センサ３６で撮像することにより、特殊画像信号が得られる。画像取得部６０は、カラーの第１医用画像として、特殊画像信号の第１Ｒ画像信号、第１Ｇ画像信号、第１Ｂ画像信号を取得する。

色及び明るさ情報取得部６１は、特殊画像信号の第１Ｒ画像信号、第１Ｇ画像信号、第１Ｂ画像信号から、第１色情報としてＢ／Ｇ比（Ｘ１）、Ｇ／Ｒ比（Ｙ１）を取得する。また、色及び明るさ情報取得部６１は、第１明るさ情報として第１Ｇ画像信号Ｇ（Ｌ１）を取得する。

第１色変化処理部６２は、Ｂ／Ｇ比（Ｘ１）、Ｇ／Ｒ比（Ｙ１）及び第１Ｇ画像信号Ｇ（Ｌ１）を参照して、第１Ｇ画像信号Ｇ（Ｌ１）が上限値を超える場合には、Ｂ／Ｇ比（Ｘ１）、Ｇ／Ｒ比（Ｙ１）を表す値を第１色方向（黄色方向）に変化させ、且つ、第１Ｇ画像信号Ｇ（Ｌ１）が下限値未満となる場合には、Ｂ／Ｇ比（Ｘ１）、Ｇ／Ｒ比（Ｙ１）を表す値を第２色方向（青色方向）に変化させる。これにより、第２色情報としてＢ／Ｇ比（Ｘ２）、Ｇ／Ｒ比（Ｙ２）を取得する。

色情報合成部６５は、Ｂ／Ｇ比（Ｘ１）、Ｇ／Ｒ比（Ｙ１）とＢ／Ｇ比（Ｘ２）、Ｇ／Ｒ比（Ｙ２）とを、予め設定した第１合成係数ｆ１に従って合成することによって、合成色情報としてＢ／Ｇ比（ＭＸ）、Ｇ／Ｒ比（ＭＹ）を取得する。カラー画像変換部６９は、Ｂ／Ｇ比（ＭＸ）、Ｇ／Ｒ比（ＭＹ）に基づいて、カラーの第２医用画像に変換する。カラーの第２医用画像は、濃淡強調画像としてディスプレイ１５に表示される。以上の一連の処理は、特殊光観察モードが継続する間、繰り返し行われる。

なお、上記実施形態では、信号比算出部６１ａで算出したＢ／Ｇ比（Ｘ１）、Ｇ／Ｒ比（Ｙ１）及び第１Ｇ画像信号Ｇ（Ｌ１）を用いて、濃淡強調画像を取得しているが、その他の第１色情報及び第１明るさ情報を用いて、濃淡強調画像を取得するようにしてもよい。

例えば、カラーの第１医用画像から、第１色情報として色差信号Ｃｒ、Ｃｂを取得し、第１明るさ情報として輝度信号Ｙを取得してもよい。図１８に示すように、色差信号Ｃｒ及びＣｂと輝度信号Ｙの取得は、輝度色差信号変換部６１ｂで行われる。輝度色差信号変換部６１ｂで色差信号Ｃｒ、Ｃｂ及び輝度信号Ｙを取得すること以外については、Ｂ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比を用いる上記実施形態と同様である。したがって、色差信号Ｃｂ、ＣｒがＢ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比に対応し、輝度信号Ｙが第１Ｇ画像信号に対応することとなる。

なお、色差信号Ｃｒ、Ｃｂ及び輝度信号Ｙを用いる場合においては、図１９に示すように、第１色変化処理部６２は、輝度信号Ｙの画素値を参照し、明るさを示す画素値が上限値を超える画素Ｐａについては、画素Ｐａに対応する色差信号Ｃｒ、Ｃｂを表す値Ｓａを第１色方向Ｄ１に変化させる。第１色方向Ｄ１に変化後の色差信号Ｃｒ、Ｃｂを表す値をＳａ^＊とする。なお、第１色方向の変化は、色差信号Ｃｒ、Ｃｂを極座標変換した空間で、動径と角度を変化させて行うことが好ましい。

また、第１色変化処理部６２は、輝度信号Ｙの画素値を参照し、明るさを示す画素値が下限値未満となる画素Ｐｂについては、画素Ｐｂに対応する色差信号Ｃｒ、Ｃｂを表す値Ｓｂを第２色方向Ｄ２に変化させる。第２色方向Ｄ２に変化後の色差信号Ｃｒ、Ｃｂを表す値をＳｂ^＊とする。

なお、濃度が高い血液の色に対応する色域を第１色域とする場合には、Ｃｒ、Ｃｂ空間のうち、第２象限に第１色域７２を定めることが好ましい。第１色域７２は、図２０に示すように、Ｃｒ、Ｃｂ空間の第２象限において、第１距離Ｒ１により定められる距離領域７２ａと第１角度θ１により定められる角度領域７２ｂの重複領域とすることが好ましい。

また、カラーの第１医用画像から、第１色情報として色相Ｈ（Hue）、彩度Ｓ（Saturation）を取得し、第１明るさ情報として明度Ｖ（Value）を取得してもよい。図２１に示すように、色相Ｈ及び彩度Ｓと明度Ｖの取得は、ＨＳＶ変換部６１ｃで行われる。ＨＳＶ変換部６１ｃで色相Ｈ及び彩度Ｓと明度Ｖを取得すること以外については、Ｂ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比を用いる上記実施形態と同様である。したがって、色相Ｈ及び彩度ＳがＢ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比に対応し、明度Ｖが第１Ｇ画像信号に対応することとなる。

なお、色相Ｈ及び彩度Ｓと明度Ｖを用いる場合においては、図２２に示すように、第１色変化処理部６２は、明度Ｖの画素値を参照し、明るさを示す画素値が上限値を超える画素Ｐａについては、画素Ｐａに対応する色相Ｈ及び彩度Ｓを表す値Ｓａを第１色方向Ｄ１に変化させる。第１色方向Ｄ１に変化後の色相Ｈ及び彩度Ｓを表す値をＳａ^＊とする。

また、第１色変化処理部６２は、明度Ｖの画素値を参照し、明るさを示す画素値が下限値未満となる画素Ｐｂについては、画素Ｐｂに対応する色相Ｈ及び彩度Ｓを表す値Ｓｂを第２色方向Ｄ２に変化させる。第２色方向Ｄ２に変化後の色相Ｈ及び彩度Ｓを表す値をＳｂ^＊とする。

なお、濃度が高い血液の色に対応する色域を第１色域とする場合には、ＨＳ空間のうち、第２象限に第１色域７２を定めることが好ましい。第１色域７２は、図２３に示すように、ＨＳ空間において、濃度が高い血液の色に対応する色域の色相範囲と彩度範囲を有する領域とすることが好ましい。

［第２実施形態］
第２実施形態では、第１実施形態で示した４色のＬＥＤ２０ａ～２０ｄの代わりに、レーザ光源と蛍光体を用いて観察対象の照明を行う。それ以外については、第１実施形態と同様である。

図２４に示すように、第２実施形態の内視鏡システム１００では、光源装置１３において、４色のＬＥＤ２０ａ～２０ｄの代わりに、中心波長４４５±１０ｎｍの青色レーザ光を発する青色レーザ光源（図２４では「４４５ＬＤ」と表記）１０４と、中心波長４０５±１０ｎｍの青紫色レーザ光を発する青紫色レーザ光源（図２４では「４０５ＬＤ」と表記）１０６とが設けられている。これら各光源１０４及び１０６の半導体発光素子からの発光は、光源制御部１０８により個別に制御されており、青色レーザ光源１０４の出射光と、青紫色レーザ光源１０６の出射光の光量比は変更自在になっている。

光源制御部１０８は、通常観察モードの場合には、青色レーザ光源１０４を駆動させる。これに対して、特殊光観察モードの場合には、青色レーザ光源１０４と青紫色レーザ光源１０６の両方を駆動させる。以上の各光源１０４及び１０６から出射されるレーザ光は、集光レンズ、光ファイバ、又は合波器などの光学部材（いずれも図示せず）を介して、ライトガイド２４に入射する。

なお、青色レーザ光又は青紫色レーザ光の半値幅は±１０nm程度にすることが好ましい。また、青色レーザ光源１０４及び青紫色レーザ光源１０６は、ブロードエリア型のＩｎＧａＮ系レーザダイオードが利用でき、また、ＩｎＧａＮＡｓ系レーザダイオードやＧａＮＡｓ系レーザダイオードを用いることもできる。また、上記光源として、発光ダイオード等の発光体を用いた構成としてもよい。

照明光学系３０には、照明レンズ３３の他に、ライトガイド２４からの青色レーザ光又は青紫色レーザ光が入射する蛍光体１１０が設けられている。蛍光体１１０に、青色レーザ光が照射されることで、蛍光体１１０から蛍光が発せられる。また、一部の青色レーザ光は、そのまま蛍光体１１０を透過する。青紫色レーザ光は、蛍光体１１０を励起させることなく透過する。蛍光体１１０を出射した光は、照明レンズ３３を介して、観察対象に照射される。

ここで、通常観察モードにおいては、主として青色レーザ光が蛍光体１１０に入射するため、図２５に示すような、青色レーザ光、及び青色レーザ光により蛍光体１１０から励起発光する蛍光を合波した通常光が、観察対象に照射される。一方、特殊光観察モードにおいては、青紫色レーザ光と青色レーザ光の両方が蛍光体１１０に入射するため、図２６に示すような、青紫色レーザ光である励起光と、青色レーザ光、及び青色レーザ光により蛍光体１１０から励起発光する蛍光を合波した特殊光が、観察対象に照射される。

なお、蛍光体１１０は、青色レーザ光の一部を吸収して、緑色～黄色に励起発光する複数種の蛍光体（例えばＹＡＧ系蛍光体、或いはＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７）等の蛍光体）を含んで構成されるものを使用することが好ましい。本構成例のように、半導体発光素子を蛍光体１１０の励起光源として用いれば、高い発光効率で高強度の白色光が得られ、白色光の強度を容易に調整できる上に、白色光の色温度及び色度の変化を小さく抑えることができる。

［第３実施形態］
第３実施形態では、第１実施形態で示した４色のＬＥＤ２０ａ～２０ｄの代わりに、キセノンランプなどの広帯域光源と回転フィルタを用いて観察対象の照明を行う。また、カラーの撮像センサ３６に代えて、モノクロの撮像センサで観察対象の撮像を行う。また、プロセッサ装置１４においては、信号切替部４８は設けられておらず、ノイズ除去部４７から出力された画像信号は、通常画像処理部４９及び通常画像処理部４９に直接接続された濃淡情報強調処理部５０に入力される。

第３実施形態では、通常観察モードの場合には、通常画像処理部４９が作動し、濃淡情報強調処理部５０は、通常画像処理部４９から出力される通常画像をそのまま映像信号生成部５１に送信する。一方、特殊光観察モードの場合には、濃淡情報強調処理部５９が作動し、通常画像処理部４９は、ノイズ除去部４７から出力される特殊画像信号をそのまま濃淡情報強調処理部５０に送信する。上記以外については、第１実施形態と同様である。

図２７に示すように、第３実施形態の内視鏡システム２００では、光源装置１３において、４色のＬＥＤ２０ａ～２０ｄに代えて、広帯域光源２０２、回転フィルタ２０４、及びフィルタ切替部２０５が設けられている。また、撮像光学系３０ｂには、カラーの撮像センサ３６の代わりに、カラーフィルタが設けられていないモノクロの撮像センサ２０６が設けられている。

広帯域光源２０２はキセノンランプ、白色ＬＥＤなどであり、波長域が青色から赤色に及ぶ白色光を発する。回転フィルタ２０４は、内側に設けられた通常観察モード用フィルタ２０８と、外側に設けられた特殊光観察モード用フィルタ２０９とを備えている（図２８参照）。フィルタ切替部２０５は、回転フィルタ２０４を径方向に移動させるものであり、モード切替ＳＷ１３ａにより通常観察モードにセットされたときに、回転フィルタ２０４の通常観察モード用フィルタ２０８を白色光の光路に挿入し、特殊光観察モードにセットされたときに、回転フィルタ２０４の特殊光観察モード用フィルタ２０９を白色光の光路に挿入する。

図２８に示すように、通常観察モード用フィルタ２０８には、周方向に沿って、白色光のうち青色光を透過させるＢフィルタ２０８ａ、白色光のうち緑色光を透過させるＧフィルタ２０８ｂ、及び白色光のうち赤色光を透過させるＲフィルタ２０８ｃが設けられている。したがって、通常観察モード時には、回転フィルタ２０４が回転することで、青色光、緑色光、及び赤色光が交互に観察対象に照射される。

特殊光観察モード用フィルタ２０９には、周方向に沿って、白色光のうち特定波長の青色狭帯域光を透過させるＢｎフィルタ２０９ａと、白色光のうち緑色光を透過させるＧフィルタ２０９ｃ、白色光のうち赤色光を透過させるＲフィルタ２０９ｄが設けられている。したがって、特殊光観察モード時には、回転フィルタ２０４が回転することで、青色狭帯域光、緑色光、赤色光が交互に観察対象に照射される。青色狭帯域光に基づく画像信号は、特殊画像信号のＢ画像信号として用いられる。緑色光に基づく画像信号は、特殊画像信号のＧ画像信号として、赤色光に基づく画像信号は、特殊画像信号のＲ画像信号として用いられる。

なお、上記実施形態では、第１色変化処理部６２又は第２色変化処理部６６については、入力値（Ｂ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比などの２種類の色情報）が入力された場合に、対応付けられた出力値（Ｂ／Ｇ比、Ｇ／Ｒ比などの２種類の色情報）を出力する二次元ＬＵＴ（Look Up Table）を用いるようにしてもよい。

上記実施形態において、通常画像処理部４９、濃淡情報強調処理部５０、映像信号生成部５１、画像取得部６０、色及び明るさ情報取得部６１、第１色変化処理部６２、合成係数設定部６３、色情報合成部６５、第２色変化処理部６６、明るさ情報取得部６７、明るさ情報合成部６８、カラー画像変換部６９、信号比算出部６１ａ、輝度色差信号変換部６１ｂ、ＨＳＶ変換部６１ｃ、光源制御部１０８などの処理部（processing unit)のハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサ（processor）である。各種のプロセッサには、ソフトウエア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit)、ＦＰＧＡ (Field Programmable Gate Array) などの製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device:ＰＬＤ）、各種の処理を実行するために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路などが含まれる。

１つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合せ（例えば、複数のＦＰＧＡや、ＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアントやサーバなどのコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウエアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip:ＳｏＣ）などに代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを１つ以上用いて構成される。

さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた形態の電気回路（circuitry）である。また、記憶部のハードウェア的な構造はＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｇｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置である。

１０ 内視鏡システム
１２ 内視鏡
１２ａ 挿入部
１２ｂ 操作部
１２ｃ 湾曲部
１２ｄ 先端部
１２ｆ モード切替スイッチ
１２ｇ 静止画取得指示スイッチ
１２ｈ ズーム操作部
１３ 光源装置
１４ プロセッサ装置
１５ ディスプレイ
１６ ユーザーインターフェース
２０ 光源部
２０ａ Ｖ－ＬＥＤ
２０ｂ Ｂ－ＬＥＤ
２０ｃ Ｇ－ＬＥＤ
２０ｄ Ｒ－ＬＥＤ
２１ 光源制御部
２３ 光路結合部
２４ ライトガイド
３０ 照明光学系
３１ 撮像光学系
３３ 照明レンズ
３５ 対物レンズ
３６ 撮像センサ
４０ ＣＤＳ／ＡＧＣ回路
４２ Ａ／Ｄ変換器
４５ 画像信号入力部
４６ ＤＳＰ
４７ ノイズ除去部
４８ 信号切替部
４９ 通常画像処理部
５０ 濃淡情報強調処理部
５１ 映像信号生成部
６０ 画像取得部
６１ 色及び明るさ情報取得部
６１ａ 信号比算出部
６１ｂ 輝度色差信号変換部
６１ｃ ＨＳＶ変換部
６２ 第１色変化処理部
６３ 合成係数設定部
６５ 色情報合成部
６６ 第２色変化処理部
６７ 明るさ情報取得部
６８ 明るさ情報合成部
６９ カラー画像変換部
７２、７３ 第１色域
７２ａ、７３ａ 距離領域
７２ｂ、７３ｂ 角度領域
１００ 内視鏡システム
１０４ 青色レーザ光源
１０６ 青紫色レーザ光源
１０８ 光源制御部
１１０ 蛍光体
２００ 内視鏡システム
２０２ 広帯域光源
２０４ 回転フィルタ
２０５ フィルタ切替部
２０６ 撮像センサ
２０８ 通常観察モード用フィルタ
２０８ａ Ｂフィルタ
２０８ｂ Ｇフィルタ
２０８ｃ Ｒフィルタ
２０９ 特殊光観察モード用フィルタ
２０９ａ Ｂｎフィルタ
２０９ｂ Ｇフィルタ
２０９ｃ Ｒフィルタ
Ｓａ、Ｓａ^＊ 値
Ｓｂ、Ｓｂ^＊ 値
Ｄ１ 第１色方向
Ｄ２ 第２色方向
ＸＣ１、ＹＣ１ 第１中心
Ｒ１ 第１距離
θ１ 第１角度
ＣＬ１ 第１中心線
ＸＣ２、ＹＣ２ 第２中心
Ｒ２ 第２距離
θ２ 第２角度
ＣＬ２ 第２中心線
ＴＲ、ＴＡ Ｓ字の変換カーブ
ＬＲ 低彩度範囲
ＨＲ 高彩度範囲
ＲＡ マイナス側の色相範囲
ＲＢ プラス側の色相範囲

Claims (3)

1. プロセッサを備え、
   前記プロセッサが、
   カラーの第１医用画像を取得し、
   前記カラーの第１医用画像を構成する各画素について、画像信号値から色の３属性の１つである明るさに関する第１明るさ情報を取得し、前記色の３属性から明るさを除いて残る色情報に関する第１色情報を取得し、
   前記第１色情報及び前記第１明るさ情報を参照して、前記第１色情報のうち、前記第１明るさ情報が予め定められている上限値を超える第１色情報を第１色方向に変化させ、前記第１明るさ情報が予め定められている下限値未満となる第１色情報を、前記第１色方向と補色又は反対色の関係となる第２色方向に変化させることによって、第２色情報を取得し、
   前記第１色情報と、前記第１色情報に基づいて設定される第１合成係数が掛け合わされた前記第２色情報とを合成することによって合成色情報を取得し、
   前記第１明るさ情報と、前記合成色情報に基づいて、前記画像信号値を変更したカラーの第２医療画像に変換し、
   前記第１色方向が示す色は黄色で、前記第２色方向が示す色は青色であり、
   前記第１合成係数は、前記第１色情報が予め定められた範囲となる第１色域内では前記色情報に応じて値が定まり、前記第１色域外では固定値となり、
   前記第１合成係数は、前記第１色域内では０よりも大きく、且つ、前記色情報に応じて定まる第１距離又は第１角度に応じて変化させ、前記第１色域外では０とし、
   前記第１色域は、濃度が高い血液の色に対応する色域である医用画像処理装置。
2. 前記第１色情報は、前記カラーの第１医用画像の赤色信号Ｒと前記カラーの第１医用画像の緑色信号Ｇとの比であるＲ／Ｇと前記カラーの第１医用画像の青色信号Ｂと前記緑色信号Ｇとの比であるＢ／Ｇであること、前記カラーの第１医用画像から得らえる色差信号Ｃｒ、Ｃｂであること、前記カラーの第１医用画像から得られる色相と彩度であること、及び、前記カラーの第１医用画像から得られるＣＩＥ１９７６Ｌａ^＊ｂ^＊のうちａ^＊ｂ^＊であることのうちのいずれかである請求項１記載の医用画像処理装置。
3. プロセッサが、
   カラーの第１医用画像を取得するステップと、
   前記カラーの第１医用画像を構成する各画素について、画像信号値から色の３属性の１つである明るさに関する第１明るさ情報を取得し、前記色の３属性から明るさを除いて残る色情報に関する第１色情報を取得するステップと、
   前記第１色情報及び前記第１明るさ情報を参照して、前記第１色情報のうち、前記第１明るさ情報が予め定められている上限値を超える第１色情報を第１色方向に変化させ、前記第１明るさ情報が予め定められている下限値未満となる第１色情報を、前記第１色方向と補色又は反対色の関係となる第２色方向に変化させることによって、第２色情報を取得するステップと、
   前記第１色情報と、前記第１色情報に基づいて設定される第１合成係数が掛け合わされた前記第２色情報とを合成することによって合成色情報を取得するステップと、
   前記第１明るさ情報と、前記合成色情報に基づいて、前記画像信号値を変更したカラーの第２医療画像に変換するステップとを有し、
   前記第１色方向が示す色は黄色で、前記第２色方向が示す色は青色であり、
   前記第１合成係数は、前記第１色情報が予め定められた範囲となる第１色域内では前記色情報に応じて値が定まり、前記第１色域外では固定値となり、
   前記第１合成係数は、前記第１色域内では０よりも大きく、且つ、前記色情報に応じて定まる第１距離又は第１角度に応じて変化させ、前記第１色域外では０とし、
   前記第１色域は、濃度が高い血液の色に対応する色域である医用画像処理装置の作動方法。

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