画像生成装置
【課題】所定の波長帯域の光をカットするための構成を被写体と撮像素子との間に具備している場合において、該構成を有しない場合の色調が再現された被写体の像を取得することができる画像生成装置を提供する。
【解決手段】本発明における画像生成装置は、第１の波長帯域の光を被写体へ出射する第１の光源部と、第１の波長帯域の一部である第２の波長帯域の光を被写体へ出射する第２の光源部と、被写体の像を撮像し、撮像信号として出力する撮像部と、被写体と撮像部との間に設けられ、被写体において反射した第２の波長帯域の光をカットする光カットフィルタ部と、撮像信号に基づき、第１の波長帯域の光により照明された状態において撮像部が撮像した被写体の像のうち、光カットフィルタ部によってカットされた第２の波長帯域に相当する成分に対して補完処理を行う補完処理部と、を有することを特徴とする。
【解決手段】本発明における画像生成装置は、第１の波長帯域の光を被写体へ出射する第１の光源部と、第１の波長帯域の一部である第２の波長帯域の光を被写体へ出射する第２の光源部と、被写体の像を撮像し、撮像信号として出力する撮像部と、被写体と撮像部との間に設けられ、被写体において反射した第２の波長帯域の光をカットする光カットフィルタ部と、撮像信号に基づき、第１の波長帯域の光により照明された状態において撮像部が撮像した被写体の像のうち、光カットフィルタ部によってカットされた第２の波長帯域に相当する成分に対して補完処理を行う補完処理部と、を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像生成装置に関し、特に、特定の波長帯域を有する励起光に応じて被写体から発せられる自家蛍光の像を取得するとともに、該自家蛍光の像に応じた画像を生成可能な画像生成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被検体内部における被写体の像を取得するとともに、該被写体の像に応じた画像を生成可能な内視鏡装置は、医療分野等において従来広く用いられている。特に、医療分野における内視鏡装置は、ユーザが生体内の検査及び観察等の処置を行うという用途において主に用いられている。
【０００３】
医療分野における内視鏡装置を用いた観察として一般的に知られているものとしては、例えば、白色光を生体内の被写体に照射し、肉眼による観察と略同様の被写体の像を取得する通常観察の他に、特定の波長帯域を有する励起光を生体内の被写体に照射し、該励起光に応じて被写体から発せられる自家蛍光の像を取得する蛍光観察がある。
【０００４】
そして、例えば、特許文献１に記載の内視鏡装置は、前述した、通常観察及び蛍光観察の両観察モードを切り替えつつ、生体内の被写体に対して多面的な観察を行うことが可能な構成を具備している。
【特許文献１】特開２００６−１６６９４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の内視鏡装置は、蛍光観察の際に被写体において反射した励起光が該被写体の自家蛍光の像に影響を及ぼすことを防ぐために、該励起光の波長帯域をカットする励起光カットフィルタを、該被写体と撮像素子との間に具備して構成されている。
【０００６】
しかし、前記励起光カットフィルタによりカットされる前記励起光の波長帯域が青色帯域の一部であることにより、撮像素子において受光される各光のうち、青色の光の受光量が減少してしまう。その結果、特許文献１に記載の内視鏡装置は、通常観察の際に得られる被写体の像の色再現性が低下してしまう、という課題を有している。
【０００７】
本発明は、前述した点に鑑みてなされたものであり、所定の波長帯域の光をカットするための構成を被写体と撮像素子との間に具備している場合において、該構成を有しない場合の色調が再現された被写体の像を取得することができる画像生成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明における第１の態様の画像生成装置は、被写体を照明するための照明光として、第１の波長帯域の光を該被写体へ出射する第１の光源部と、前記第１の波長帯域の一部である第２の波長帯域の光を前記被写体へ出射する第２の光源部と、前記被写体の像を撮像し、撮像信号として出力する撮像部と、前記被写体と前記撮像部との間に設けられ、前記被写体において反射した前記第２の波長帯域の光をカットする光カットフィルタ部と、前記撮像信号に基づき、前記第１の波長帯域の光により照明された状態において前記撮像部が撮像した前記被写体の像のうち、前記光カットフィルタ部によってカットされた前記第２の波長帯域に相当する成分に対して補完処理を行う補完処理部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明における第２の態様の画像生成装置は、被写体を照明するための第１の波長帯域の光と、前記第１の波長帯域の一部である第２の波長帯域の光と、を射出する光源部と、前記被写体の像を撮像し、撮像信号として出力する撮像部と、前記被写体と前記撮像部との間に設けられ、前記被写体において反射した前記第２の波長帯域の光をカットする光カット部と、前記第１の波長帯域の光により照明された状態において、前記被写体から発せられる光のうち前記光カット部により前記第２の波長帯域がカットされ、前記撮像部によって撮像された前記被写体の像に対して、前記撮像信号に基づき補完処理を行う補完処理部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明における画像生成装置によると、所定の波長帯域の光をカットするための構成を被写体と撮像素子との間に具備している場合において、該構成を有しない場合の色調が再現された被写体の像を取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１から図８は、本発明の第１の実施形態に係るものである。図１は、本発明の第１の実施形態に係る内視鏡装置の要部の構成の一例を示す図である。図２は、図１の回転フィルタの具体的な構成の一例を示す図である。図３は、図２の第１のフィルタ群が有する各フィルタの透過特性の一例を示す図である。図４は、図２の第２のフィルタ群が有する各フィルタの透過特性、及び、図１の内視鏡が有する励起光カットフィルタの透過特性の一例を示す図である。図５は、図１のコントラスト変換回路がコントラスト変換処理を行う際に用いる変換テーブルの一例を示す図である。図６は、図１のコントラスト変換回路がコントラスト変換処理を行う際に用いる変換テーブルの、図５とは異なる例を示す図である。図７は、図１のノイズ低減回路が行う処理の一例を示すフローチャートである。図８は、注目画素と、該注目画素に隣接する８個の画素との位置関係を示す図である。
【００１３】
本実施形態に係る画像生成装置としての内視鏡装置１は、図１に示すように、生体内に挿入されるとともに、該生体内の被写体１０１を撮像し、撮像信号として出力する電子内視鏡２と、観察用の照明光を発する光源装置３と、電子内視鏡２から出力される撮像信号に対して各種信号処理を施すプロセッサ４と、プロセッサ４から出力される映像信号に基づき、該被写体の像を画像表示するモニタ５と、プロセッサ４から出力される画像データに基づき、該被写体の像の画像を記憶するデジタルファイリング装置６と、を有して要部が構成されている。
【００１４】
電子内視鏡２は、体腔内に挿入される細長の挿入部２ａと、この挿入部２ａの後端に設けられた操作部２ｂと、を有している。また、挿入部２ａの内部には、光源装置３から供給される照明光を、挿入部２ａの先端部２ｃへ伝送するライトガイド１５が挿通されている。さらに、ライトガイド１５の後端には、光源装置３に対して着脱自在に接続される図示しないライトガイドコネクタが設けられている。このような構成により、光源装置３から供給される照明光は、ライトガイド１５により伝送され、挿入部２ａの先端部２ｃに設けられた照明光学系２１を経た後、生体内の被写体１０１へ出射される。
【００１５】
光源部としての光源装置３は、白色光を発する光源としての、例えばキセノンランプ等からなるランプ７と、プロセッサ４の制御に応じてランプ７を駆動するランプ駆動回路８と、ランプ７の出射光路上に設けられ、プロセッサ４の制御に応じ、ランプ７において発せられた白色光の出射量を調整する絞り１１と、絞り１１を通過した白色光を面順次な照明光とする回転フィルタ１２と、プロセッサ４の制御に応じて回転フィルタ１２を回転させるモータ１３と、プロセッサ４の制御に応じて回転フィルタ１２及び回転用モータ１３をランプ７の出射光路に垂直な方向に移動させるモータ１４と、回転フィルタ１２を通過した照明光を集光し、光源装置３に接続されたライトガイド１５の入射側端面に供給する集光光学系１６と、を有している。
【００１６】
回転フィルタ１２は、図２に示すように、中心を回転軸とした円盤状に構成されており、内周側の周方向に沿って設けられた複数のフィルタを具備する第１のフィルタ群１２Ａと、外周側の周方向に沿って設けられた複数のフィルタを具備する第２のフィルタ群１２Ｂと、を有している。なお、回転フィルタ１２において、第１のフィルタ群１２Ａ及び第２のフィルタ群１２Ｂの各フィルタが配置されている部分以外は、光を遮光する部材により構成されているものとする。
【００１７】
第１のフィルタ群１２Ａは、各々が回転フィルタ１２の内周側の周方向に沿って設けられた、赤色の波長帯域の光を透過させるＲフィルタ３４ｒと、緑色の波長帯域の光を透過させるＧフィルタ３４ｇと、青色の波長帯域の光を透過させるＢフィルタ３４ｂとを有して構成されている。
【００１８】
Ｒフィルタ１２ｒは、赤色領域の波長帯域の光として、例えば図３に示すように、主に６００ｎｍから７００ｎｍまでの光（Ｒ光）を透過させるような構成を有している。また、Ｇフィルタ１２ｇは、緑色領域の波長帯域の光として、例えば図３に示すように、主に５００ｎｍから６００ｎｍまでの光（Ｇ光）を透過させるような構成を有している。さらに、Ｂフィルタ１２ｂは、青色領域の波長帯域の光として、例えば図３に示すように、主に４００ｎｍから５００ｎｍまでの光（Ｂ光）を透過させるような構成を有している。
【００１９】
第２のフィルタ群１２Ｂは、各々が回転フィルタ１２の外周側の周方向に沿って設けられた、青色かつ狭帯域な光を透過させるＢｎ１フィルタ１２ｂ１と、緑色かつ狭帯域な光を透過させるＧｎフィルタ１２ｇ１と、を有して構成されている。
【００２０】
Ｂｎフィルタ１２ｂ１は、青色かつ狭帯域な光であるとともに、被写体１０１において自家蛍光を発生させることが可能な光として、例えば図４に示すように、Ｂ光の短波長側の光（Ｂｎ１光）を透過させるような構成を有している。
【００２１】
また、Ｇｎフィルタ１２ｇ１は、緑色かつ狭帯域な光として、例えば図４に示すように、５４０ｎｍ付近の波長の光（Ｇｎ光）を透過させるような構成を有している。
【００２２】
なお、図１に示す光源装置３においては、モータ１３にはラック１４ａが、モータ１４にはピニオン１４ｂが各々取付けられている。また、ラック１４ａは、ピニオン１４ｂに螺合するように取り付けられている。このような構成により、モータ１４及びピニオン１４ｂの回転に連動してラック１４ａが移動し、また、ラック１４ａの移動に連動して回転フィルタ１２及び回転用モータ１３が図１内の矢印方向（ランプ７の出射光路に垂直な方向）に移動する。
【００２３】
一方、挿入部２ａの先端部２ｃには、ライトガイド１５により伝送された照明光を被写体１０１に対して出射する照明光学系２１と、励起光カットフィルタ２２と、励起光カットフィルタ２２を経た被写体１０１の像を結像する対物光学系２３と、対物光学系２３の結像位置に配置されたＣＣＤ（電荷結合素子）２４と、が設けられている。
【００２４】
光カットフィルタ部としての励起光カットフィルタ２２は、対物光学系２３の光入射側（ＣＣＤ２４の前段）に配置されており、前述したＢｎ１光の波長帯域の透過率が略０になるように設定された光学素子である。すなわち、励起光カットフィルタ２２は、被写体１０１において反射したＢｎ１光をカットするための構成を有している。なお、本実施形態における励起光カットフィルタ２２の透過特性の一例を図４に示す。
【００２５】
撮像部としてのＣＣＤ２４は、プロセッサ４から出力される駆動信号に応じて駆動し、励起光カットフィルタ２２（及び対物光学系２３）を経た後の被写体１０１の像を撮像するとともに、撮像した該被写体１０１の像を撮像信号としてプロセッサ４へ出力する。
【００２６】
また、電子内視鏡２の操作部２ｂには、電子内視鏡２の内視鏡情報として、例えば機種、ＩＤ、カラーバランス補正用パラメータ、及び電子シャッタ速度等の情報が格納されたメモリ３１と、内視鏡装置１の観察モードを通常観察モード及び蛍光観察モードのいずれかに切り替えるための指示信号をユーザの操作に応じて出力可能な観察モード切替スイッチ３２と、が設けられている。
【００２７】
プロセッサ４は、プリプロセス回路３３と、Ａ／Ｄ変換回路３４と、カラーバランス補正回路３５と、コントラスト変換回路３６と、ノイズ低減回路３７と、セレクタ３８と、同時化回路３９と、画像処理回路４０と、Ｄ／Ａ変換回路４１と、符号化回路５２と、を有している。
【００２８】
プリプロセス回路３３は、ＣＣＤ２４からの撮像信号に対し、増幅処理等の前処理を施して出力する。
【００２９】
Ａ／Ｄ変換回路３４は、プリプロセス回路３３からの撮像信号に対し、Ａ／Ｄ変換を施して出力する。
【００３０】
カラーバランス補正回路３５は、図示しないマトリクス回路及び図示しないＡＧＣ回路を有するとともに、後述するＣＰＵ４４の制御に基づき、前述した内視鏡情報に含まれるカラーバランス補正用パラメータを該マトリクス回路及び該ＡＧＣ回路に適用しつつ、Ａ／Ｄ変換回路３４からの撮像信号に対し、例えばホワイトバランス及びゲイン調整等のカラーバランス処理を施して出力する。
【００３１】
補完処理部としてのコントラスト変換回路３６は、後述する観察モード切替回路４５の制御に基づき、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号に応じた被写体１０１の像のうち、Ｂ光の像の成分（以降、Ｂ成分と略記する）に対し、補完処理として、後述するコントラスト変換処理を施して出力する。
【００３２】
ノイズ低減処理部としてのノイズ低減回路３７は、後述する観察モード切替回路４５の制御に基づき、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号に応じた被写体１０１の像のうち、コントラスト変換回路３６を介して出力されたＢ成分に対し、後述するノイズ低減処理を施して出力する。
【００３３】
セレクタ３８は、後述する観察モード切替回路４５の制御に基づき、各観察モードに応じた撮像信号を選択的に出力する。
【００３４】
同時化回路３９は、例えばフレームメモリ等を有して構成され、後述する観察モード切替回路４５、及び、該観察モード切替回路４５に設けられた図示しないタイミングジェネレータの制御に基づき、セレクタ３８からの撮像信号を同時化しつつ１フレーム分ずつ出力する。
【００３５】
画像処理回路４０は、後述する観察モード切替回路４５の制御に基づき、同時化回路３９からの撮像信号に対し、例えば強調処理等の画像処理を施して出力する。
【００３６】
Ｄ／Ａ変換回路４１は、画像処理回路４０からの撮像信号に対してＤ／Ａ変換を施し、該Ｄ／Ａ変換後の撮像信号を映像信号として出力する。これにより、モニタ５には、前記映像信号に応じた被写体１０１の像が画像表示される。
【００３７】
符号化回路５２は、Ｄ／Ａ変換回路４１からの撮像信号に対して（圧縮処理等の）符号化処理を施し、該符号化処理後の撮像信号を画像データとして出力する。これにより、デジタルファイリング装置６には、前記画像データに応じた被写体１０１の像の画像が格納される。
【００３８】
また、プロセッサ４は、ＣＰＵ４４と、観察モード切替回路４５と、ＣＣＤドライバ４６と、調光回路４９と、電子シャッタ制御回路５０と、モータ制御回路５１と、を有している。
【００３９】
ＣＰＵ４４は、電子内視鏡２のメモリ３１に格納された内視鏡情報を読み込むとともに、読み込んだ該内視鏡情報に基づく制御をプロセッサ４の各部に対して行う。
【００４０】
観察モード切替回路４５は、観察モード切替スイッチ３２からの指示信号と、ＣＰＵ４４の制御とに基づき、プロセッサ４の観察モードを通常観察モードまたは蛍光観察モードのいずれかに切り替えるための制御を行う。また、観察モード切替回路４５は、プロセッサ４の各部が処理または動作を行うタイミングを指示するためのタイミング信号を生成可能な、図示しないタイミングジェネレータを有している。
【００４１】
ＣＣＤドライバ４６は、電子シャッタ制御回路５０の制御に基づいて駆動信号を出力することにより、被写体１０１が撮像されるタイミングが後述する所定のタイミングとなるようにＣＣＤ２４の駆動状態を制御する。
【００４２】
調光回路４９は、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号と、観察モード切替回路４５の制御とに基づき、光源装置３から出射される照明光が適切な光量になるように、絞り１１の絞り量を制御する。
【００４３】
電子シャッタ制御回路５０は、ＣＰＵ４４及び観察モード切替回路４５の制御に基づき、前述した内視鏡情報に含まれる電子シャッタ速度と、ＣＣＤ２４における電荷蓄積時間とが略一致するように、該電子シャッタ速度に応じた所定のタイミング毎に駆動信号を出力させる制御をＣＣＤドライバ４６に対して行う。
【００４４】
モータ制御回路５１は、観察モード切替回路４５の制御に基づいてモータ１４を制御することにより、ランプ７の出射光路上に配置されるフィルタ群を第１のフィルタ群１２Ａまたは第２のフィルタ群１２Ｂのいずれかに変更する。そして、モータ制御回路５１が行う前記制御により、プロセッサ４の観察モードに応じた照明光が光源装置３から出射される。
【００４５】
次に、本実施形態の内視鏡装置１の作用について説明を行う。
【００４６】
まず、ユーザは、内視鏡装置１の各部、すなわち、内視鏡２、光源装置３、プロセッサ４、モニタ５及びデジタルファイリング装置６の電源を投入し、該各部を起動状態とする。なお、前記起動状態、すなわち、電源投入直後の状態において、内視鏡２、光源装置３及びビデオプロセッサ４は、通常観察モードとして設定されているものとする。
【００４７】
プロセッサ４が通常観察モードとして設定された場合、観察モード切替回路４５は、観察モード切替スイッチ３２から出力される指示信号に基づき、プロセッサ４の各部に対し、通常観察モードに応じた動作を行わせるような制御を行う。
【００４８】
モータ制御回路５１は、観察モード切替回路４５の制御に基づいてモータ１４を制御することにより、ランプ７の出射光路上に第１のフィルタ群１２Ａを配置させる。これにより、プロセッサ４の観察モードに応じた照明光として、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の面順次な照明光が源装置３から繰り返し出射される。そして、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の面順次な照明光は、ライトガイド１５により伝送された後、照明光学系２１を経て被写体１０１へ出射される。
【００４９】
一方、ＣＣＤ２４は、ＣＣＤドライバ４６から出力される駆動信号に応じて動作するとともに、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光により順次照明される被写体１０１の像を所定のタイミング毎に撮像し、撮像した該被写体１０１の像を撮像信号としてプリプロセス回路３３へ出力する。
【００５０】
ＣＣＤ２４から出力された撮像信号は、プリプロセス回路３３により前処理が施され、Ａ／Ｄ変換回路３４によりＡ／Ｄ変換が施され、カラーバランス補正回路３５によりカラーバランス処理が施された後、コントラスト変換回路３６及び調光回路４９に入力される。
【００５１】
調光回路４９は、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号と、観察モード切替回路４５の制御とに基づき、光源装置３から出射される照明光が通常観察に適した光量になるように、絞り１１の絞り量を制御する。
【００５２】
一方、コントラスト変換回路３６は、観察モード切替回路４５の制御に基づき、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号に応じた被写体１０１の像のうち、Ｒ光の像の成分（以降、Ｒ成分と略記する）及びＧ光の像の成分（以降、Ｇ成分と略記する）をスルーさせつつ、Ｂ成分に対してコントラスト変換処理を施す。
【００５３】
ところで、コントラスト変換回路３６に入力されるＢ成分は、励起光カットフィルタ２２により短波長側の帯域がカットされたものである。そのため、例えば、被写体１０１に生体組織表層の毛細血管が含まれる場合、ヘモグロビン量が多い部分（毛細血管の部分）と、ヘモグロビン量が少ない部分（毛細血管以外の部分）とのコントラストが低下し、その結果、観察が困難となるような被写体１０１の像が出力されてしまう。
【００５４】
前述した点に鑑み、本実施形態のコントラスト変換回路３６は、コントラスト変換処理として、例えば、図５に示すような変換テーブルを用い、入力されるＢ成分の輝度を変換して出力する処理を行う。具体的には、コントラスト変換回路３６は、コントラスト変換処理として、図５に示すような変換テーブルを用い、入力されるＢ成分の輝度における黒レベルを低下しつつ出力する処理を行う。
【００５５】
そして、前述したコントラスト変換処理をコントラスト変換回路３６が行うことにより、通常観察モードの際に取得された被写体１０１の像において、ヘモグロビン量が多い部分と、ヘモグロビン量が少ない部分とのコントラストが向上する。
【００５６】
なお、コントラスト変換回路３６は、コントラスト変換処理として、図５に示すような変換テーブルを用いた処理を行うものに限らず、例えば図６に示すような、ガンマ変換に則する変換テーブルを用いた処理を行うものであっても良い。
【００５７】
また、ノイズ低減回路３７は、観察モード切替回路４５の制御に基づき、前述のコントラスト変換処理が施されたＢ成分に対してノイズ低減処理を施す。
【００５８】
ここで、ノイズ低減回路３７によるノイズ低減処理の具体例について説明を行う。
【００５９】
まず、ノイズ低減回路３７は、コントラスト変換回路３６からのＢ成分において、注目画素ｉを設定するとともに、ｉの値を１とする（図７のステップＳ１及びステップＳ２）。
【００６０】
なお、本実施形態において、コントラスト変換回路３６からのＢ成分は、Ｎ個の画素を有するものであるとする。これに伴い、変数ｉは、１≦ｉ≦Ｎを満たす整数であるとする。
【００６１】
その後、ノイズ低減回路３７は、相互に図８に示すような位置関係にある、注目画素ｉと、該注目画素ｉに隣接する８個の画素（画素ｉ１〜画素ｉ８）とを検出するとともに、これら９個の画素の輝度の平均値を平均値ａＡｉとして算出する（図７のステップＳ３）。
【００６２】
また、ノイズ低減回路３７は、画素ｉ１、ｉ３、ｉ４、ｉ５、ｉ６及びｉ８の６個の画素の輝度の平均値を平均値ａＨｉとして算出し、画素ｉ１、ｉ２、ｉ３、ｉ６、ｉ７及びｉ８の６個の画素の輝度の平均値を平均値ａＶｉとして算出し、画素ｉ２、ｉ４、ｉ５及びｉ７の４個の画素の輝度の平均値を平均値ａＳｉとして算出する（図７のステップＳ４）。
【００６３】
さらに、ノイズ低減回路３７は、画素ｉ１、ｉ４及びｉ６の３個の画素の輝度の平均値から、画素ｉ３、ｉ５及びｉ８の３個の画素の輝度の平均値を減じた値ＡｂｓＨの絶対値｜ＡｂｓＨ｜を差分絶対値ｇＨｉとして算出し、画素ｉ１、ｉ２及びｉ３の３個の画素の輝度の平均値から、画素ｉ６、ｉ７及びｉ８の３個の画素の輝度の平均値を減じた値ＡｂｓＶの絶対値｜ＡｂｓＶ｜を差分絶対値ｇＶｉとして算出する（図７のステップＳ５）。そして、ノイズ低減回路３７は、画素ｉ２及びｉ４の２個の画素の輝度の平均値から、画素ｉ５及びｉ７の２個の画素の輝度の平均値を減じた値ＡｂｓＳ１の絶対値｜ＡｂｓＳ１｜を差分絶対値ｇＳ１ｉとして算出し、画素ｉ２及びｉ５の２個の画素の輝度の平均値から、画素ｉ４及びｉ７の２個の画素の輝度の平均値を減じた値ＡｂｓＳ２の絶対値｜ＡｂｓＳ２｜を差分絶対値ｇＳ２ｉとして算出する（図７のステップＳ５）。
【００６４】
ノイズ低減回路３７は、図７のステップＳ５において算出した各差分絶対値ｇＨｉ、ｇＶｉ、ｇＳ１ｉ及びｇＳ２ｉを比較することにより、該各差分絶対値のうち、最大の値を有する一の差分絶対値ｇＭＡＸｉを検出する（図７のステップＳ６）。
【００６５】
その後、ノイズ低減回路３７は、平均値ａＨｉ、ａＶｉ及びａＳｉのうち、一の差分絶対値ｇＭＡＸｉに対応するものを検出する（図７のステップＳ７）。
【００６６】
具体的には、ノイズ低減回路３７は、前記一の差分絶対値ｇＭＡＸｉが差分絶対値ｇＨｉである場合には、図７のステップＳ７の処理結果として、平均値ａＨｉを検出する。また、ノイズ低減回路３７は、前記一の差分絶対値ｇＭＡＸｉが差分絶対値ｇＶｉである場合には、図７のステップＳ７の処理結果として、平均値ａＶｉを検出する。さらに、ノイズ低減回路３７は、前記一の差分絶対値ｇＭＡＸｉが差分絶対値ｇＳ１ｉまたはｇＳ２ｉのいずれかである場合には、図７のステップＳ７の処理結果として、平均値ａＳｉを検出する。
【００６７】
ノイズ低減回路３７は、一の差分絶対値ｇＭＡＸｉが閾値Ｔｈよりも小さいか否かを検出する（図７のステップＳ８）。そして、ノイズ低減回路３７は、一の差分絶対値ｇＭＡＸｉが閾値Ｔｈよりも小さいことを検出した場合、注目画素ｉをエッジを構成する画素ではないと判定するとともに、平均値ａＡｉを該注目画素ｉの輝度値とする（図７のステップＳ９）。また、ノイズ低減回路３７は、一の差分絶対値ｇＭＡＸｉが閾値Ｔｈ以上であることを検出した場合、注目画素ｉをエッジを構成する画素であると判定するとともに、平均値ａＨｉ、ａＶｉ及びａＳｉのうち、一の差分絶対値ｇＭＡＸｉに対応付けられた一の平均値を注目画素ｉの輝度値とする（図７のステップＳ１０）。
【００６８】
具体的には、ノイズ低減回路３７は、一の差分絶対値ｇＭＡＸｉが差分絶対値ｇＨｉであり、かつ、該差分絶対値ｇＨｉが閾値Ｔｈ以上であることを検出した場合、注目画素ｉを垂直方向のエッジを構成する画素であると判定するとともに、平均値ａＨｉを注目画素ｉの輝度値とする。
【００６９】
また、ノイズ低減回路３７は、一の差分絶対値ｇＭＡＸｉが差分絶対値ｇＶｉであり、かつ、該差分絶対値ｇＶｉが閾値Ｔｈ以上であることを検出した場合、注目画素ｉを水平方向のエッジを構成する画素であると判定するとともに、平均値ａＶｉを注目画素ｉの輝度値とする。
【００７０】
また、ノイズ低減回路３７は、一の差分絶対値ｇＭＡＸｉが差分絶対値ｇＳ１ｉであり、かつ、該差分絶対値ｇＳ１ｉが閾値Ｔｈ以上であることを検出した場合、注目画素ｉを斜め方向のエッジを構成する画素であると判定するとともに、平均値ａＳｉを注目画素ｉの輝度値とする。
【００７１】
さらに、ノイズ低減回路３７は、一の差分絶対値ｇＭＡＸｉが差分絶対値ｇＳ２ｉであり、かつ、該差分絶対値ｇＳ２ｉが閾値Ｔｈ以上であることを検出した場合、注目画素ｉを斜め方向のエッジを構成する画素であると判定するとともに、平均値ａＳｉを注目画素ｉの輝度値とする。
【００７２】
そして、ノイズ低減回路３７は、変数ｉ＝Ｎではないことを検出した（図７のステップＳ１１）場合、変数ｉの値に１を加えつつ、図７のステップＳ３からステップＳ１１までの処理を繰り返し行う（図７のステップＳ１２）。また、ノイズ低減回路３７は、変数ｉ＝Ｎであることを検出した（図７のステップＳ１１）場合、一連のノイズ低減処理を終了する。
【００７３】
以上に述べたノイズ低減処理をノイズ低減回路３７が行うことにより、通常観察モードの際に取得された被写体１０１の像のうち、特にエッジ部において生じるノイズを低減することができる。
【００７４】
コントラスト変換回路３６から出力されたＲ成分及びＧ成分、及びノイズ低減回路３７から出力されたＢ成分は、セレクタ３８を経て、同時化回路３９により同時化され、画像処理回路４０により画像処理が施され、Ｄ／Ａ変換回路４１によりＤ／Ａ変換が施された後、モニタ５へ出力される。
【００７５】
そして、以上に述べた処理等がプロセッサ４において行われることにより、モニタ５には、内視鏡２が励起光カットフィルタ２２を有しない場合の色調が再現された被写体１０１の像が画像表示される。
【００７６】
また、ユーザは、観察モード切替スイッチ３２を操作することにより、内視鏡装置１の観察モードを、通常観察モードから蛍光観察モードへと切り替える。
【００７７】
プロセッサ４が蛍光観察モードとして設定された場合、観察モード切替回路４５は、観察モード切替スイッチ３２から出力される指示信号に基づき、プロセッサ４の各部に対し、蛍光観察モードに応じた動作を行わせるような制御を行う。
【００７８】
モータ制御回路５１は、観察モード切替回路４５の制御に基づいてモータ１４を制御することにより、ランプ７の出射光路上に第２のフィルタ群１２Ｂを配置させる。これにより、プロセッサ４の観察モードに応じた照明光として、Ｂｎ１光及びＧｎ光の面順次な照明光が源装置３から繰り返し出射される。そして、Ｂｎ１光及びＧｎ光の面順次な照明光は、ライトガイド１５により伝送された後、照明光学系２１を経て被写体１０１へ出射される。
【００７９】
一方、ＣＣＤ２４は、ＣＣＤドライバ４６から出力される駆動信号に応じて動作するとともに、Ｂｎ１光及びＧｎ光により順次照明される被写体１０１の像を所定のタイミング毎に撮像し、撮像した該被写体１０１の像を撮像信号としてプリプロセス回路３３へ出力する。
【００８０】
ＣＣＤ２４から出力された撮像信号は、プリプロセス回路３３により前処理が施され、Ａ／Ｄ変換回路３４によりＡ／Ｄ変換が施され、カラーバランス補正回路３５によりカラーバランス処理が施された後、コントラスト変換回路３６及び調光回路４９に入力される。
【００８１】
なお、蛍光観察の際の撮像信号が有するＢｎ１光の像の成分及びＧｎ光の像の成分は、カラーバランス補正回路３５のカラーバランス処理により、赤、緑及び青色の成分に変換された状態として出力されるものとする。
【００８２】
調光回路４９は、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号と、観察モード切替回路４５の制御とに基づき、光源装置３から出射される照明光が蛍光観察に適した光量になるように、絞り１１の絞り量を制御する。
【００８３】
また、コントラスト変換回路３６及びノイズ低減回路３７は、蛍光観察モードにおいては、入力される撮像信号をスルーさせつつセレクタ３８へ出力する。
【００８４】
その後、セレクタ３８を経た撮像信号は、同時化回路３９により同時化され、画像処理回路４０により画像処理が施され、Ｄ／Ａ変換回路４１によりＤ／Ａ変換が施された後、モニタ５へ出力される。これにより、モニタ５には、被写体１０１が発する蛍光の像が画像表示される。
【００８５】
以上に述べたように、本実施形態の内視鏡装置１においては、通常観察モードの際に、励起光カットフィルタ２２によりカットされた帯域の色調を補完するような処理が行われる。そのため、本実施形態の内視鏡装置１は、通常観察モードにおいて、被写体１０１とＣＣＤ２４との間に励起光カットフィルタ２２を有しない場合の色調が再現された被写体１０１の像を取得することができる。
【００８６】
（第２の実施形態）
図９から図１２は、本発明の第１の実施形態に係るものである。図９は、本発明の第２の実施形態に係る内視鏡装置の要部の構成の一例を示す図である。図１０は、図９の回転フィルタの具体的な構成の一例を示す図である。図１１は、図１０の第３のフィルタ群が有する各フィルタの透過特性、及び、図９の内視鏡が有する励起光カットフィルタの透過特性の一例を示す図である。図１２は、図９のコントラスト変換回路がコントラスト変換処理を行う際に用いるフィルタの一例を示す図である。
【００８７】
なお、第１の実施形態と同様の構成を持つ部分については、詳細説明は省略する。また、本実施形態の内視鏡装置の構成は、第１の実施形態の内視鏡装置の構成と略同様である。そのため、以降においては、第１の実施形態の内視鏡装置と異なる構成または作用を有する部分について主に説明を行うものとする。
【００８８】
本実施形態に係る画像生成装置としての内視鏡装置１Ａは、図９に示すように、電子内視鏡２における励起光カットフィルタ２２の代わりに励起光カットフィルタ２２Ａが設けられた電子内視鏡２Ａと、光源装置３における回転フィルタ１２の代わりに回転フィルタ１１２が設けられた光源装置３Ａと、プロセッサ４におけるコントラスト変換回路３６の代わりにコントラスト変換回路３６Ａが設けられたプロセッサ４Ａと、モニタ５と、デジタルファイリング装置６と、を有して要部が構成されている。
【００８９】
光源部としての光源装置３Ａの回転フィルタ１１２は、図１０に示すように、第１のフィルタ群１２Ａと、外周側の周方向に沿って設けられた複数のフィルタを具備する第３のフィルタ群１２Ｃと、を有している。なお、回転フィルタ１１２において、第１のフィルタ群１２Ａ及び第３のフィルタ群１２Ｃの各フィルタが配置されている部分以外は、光を遮光する部材により構成されているものとする。
【００９０】
第３のフィルタ群１２Ｃは、各々が回転フィルタ１１２の外周側の周方向に沿って設けられた、青色かつ狭帯域な光を透過させるＢｎ２フィルタ１２ｂ２と、Ｇｎフィルタ１２ｇ１と、を有して構成されている。
【００９１】
Ｂｎフィルタ１２ｂ２は、青色かつ狭帯域な光であるとともに、被写体１０１において自家蛍光を発生させることが可能な光として、例えば図１１に示すように、Ｂ光の長波長側の光（Ｂｎ２光）を透過させるような構成を有している。
【００９２】
光カットフィルタ部としての励起光カットフィルタ２２Ａは、対物光学系２３の光入射側（ＣＣＤ２４の前段）に配置されており、前述したＢｎ２光の波長帯域の透過率が略０になるように設定された光学素子である。すなわち、励起光カットフィルタ２２Ａは、被写体１０１において反射したＢｎ２光をカットするための構成を有している。なお、本実施形態における励起光カットフィルタ２２Ａの透過率の一例を図１１に示す。
【００９３】
補完処理部としてのコントラスト変換回路３６Ａは、観察モード切替回路４５の制御に基づき、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号に応じた被写体１０１の像のうち、Ｂ成分に対し、補完処理として、後述するコントラスト変換処理を施して出力する。
【００９４】
次に、本実施形態の内視鏡装置１Ａの作用について説明を行う。
【００９５】
まず、ユーザは、内視鏡装置１Ａの各部、すなわち、内視鏡２Ａ、光源装置３Ａ、プロセッサ４Ａ、モニタ５及びデジタルファイリング装置６の電源を投入し、該各部を起動状態とする。なお、前記起動状態、すなわち、電源投入直後の状態において、内視鏡２Ａ、光源装置３Ａ及びビデオプロセッサ４Ａは、通常観察モードとして設定されているものとする。
【００９６】
プロセッサ４Ａが通常観察モードとして設定された場合、観察モード切替回路４５は、観察モード切替スイッチ３２から出力される指示信号に基づき、プロセッサ４Ａの各部に対し、通常観察モードに応じた動作を行わせるような制御を行う。
【００９７】
モータ制御回路５１は、観察モード切替回路４５の制御に基づいてモータ１４を制御することにより、ランプ７の出射光路上に第１のフィルタ群１２Ａを配置させる。これにより、プロセッサ４Ａの観察モードに応じた照明光として、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の面順次な照明光が源装置３Ａから繰り返し出射される。そして、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の面順次な照明光は、ライトガイド１５により伝送された後、照明光学系２１を経て被写体１０１へ出射される。
【００９８】
一方、ＣＣＤ２４は、ＣＣＤドライバ４６から出力される駆動信号に応じて動作するとともに、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光により順次照明される被写体１０１の像を所定のタイミング毎に撮像し、撮像した該被写体１０１の像を撮像信号としてプリプロセス回路３３へ出力する。
【００９９】
ＣＣＤ２４から出力された撮像信号は、プリプロセス回路３３により前処理が施され、Ａ／Ｄ変換回路３４によりＡ／Ｄ変換が施され、カラーバランス補正回路３５によりカラーバランス処理が施された後、コントラスト変換回路３６Ａ及び調光回路４９に入力される。
【０１００】
調光回路４９は、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号と、観察モード切替回路４５の制御とに基づき、光源装置３から出射される照明光が通常観察に適した光量になるように、絞り１１の絞り量を制御する。
【０１０１】
一方、コントラスト変換回路３６Ａは、観察モード切替回路４５の制御に基づき、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号に応じた被写体１０１の像のうち、、Ｒ成分及びＧ成分をスルーさせつつ、Ｂ成分に対してコントラスト変換処理を施す。
【０１０２】
ところで、コントラスト変換回路３６Ａに入力されるＢ成分は、励起光カットフィルタ２２Ａにより長波長側の帯域がカットされたものである。そのため、例えば、被写体１０１に生体組織表層の毛細血管が含まれる場合、ヘモグロビン量が多い部分（毛細血管の部分）と、ヘモグロビン量が少ない部分（毛細血管以外の部分）とのコントラストが過剰に高くなり、その結果、観察が困難となるような被写体１０１の像が出力されてしまう。
【０１０３】
前述した点に鑑み、本実施形態のコントラスト変換回路３６Ａは、コントラスト変換処理として、例えば、図１２に示すようなローパスフィルタを用い、入力されるＢ成分の輝度を変換して出力する処理を行う。具体的には、コントラスト変換回路３６は、コントラスト変換処理として、図５に示すようなローパスフィルタを用い、入力されるＢ成分のうち、毛細血管の部分のコントラストを低減しつつ（高周波成分を除去しつつ）出力する処理を行う。
【０１０４】
そして、前述したコントラスト変換処理をコントラスト変換回路３６Ａが行うことにより、通常観察モードの際に取得された被写体１０１の像において、ヘモグロビン量が多い部分と、ヘモグロビン量が少ない部分とのコントラストが向上する。
【０１０５】
その後、コントラスト変換回路３６Ａから出力されたＢ成分は、ノイズ低減回路３７により、第１の実施形態の説明において既述であるノイズ低減処理が施された後、セレクタ３８に入力される。
【０１０６】
コントラスト変換回路３６Ａから出力されたＲ成分及びＧ成分、及びノイズ低減回路３７から出力されたＢ成分は、セレクタ３８を経て、同時化回路３９により同時化され、画像処理回路４０により画像処理が施され、Ｄ／Ａ変換回路４１によりＤ／Ａ変換が施された後、モニタ５へ出力される。
【０１０７】
そして、以上に述べた処理等がプロセッサ４Ａにおいて行われることにより、モニタ５には、内視鏡２Ａが励起光カットフィルタ２２Ａを有しない場合の色調が再現された被写体１０１の像が画像表示される。
【０１０８】
また、ユーザは、観察モード切替スイッチ３２を操作することにより、内視鏡装置１Ａの観察モードを、通常観察モードから蛍光観察モードへと切り替える。
【０１０９】
プロセッサ４Ａが蛍光観察モードとして設定された場合、観察モード切替回路４５は、観察モード切替スイッチ３２から出力される指示信号に基づき、プロセッサ４Ａの各部に対し、蛍光観察モードに応じた動作を行わせるような制御を行う。
【０１１０】
モータ制御回路５１は、観察モード切替回路４５の制御に基づいてモータ１４を制御することにより、ランプ７の出射光路上に第３のフィルタ群１２Ｃを配置させる。これにより、プロセッサ４Ａの観察モードに応じた照明光として、Ｂｎ２光及びＧｎ光の面順次な照明光が源装置３Ａから繰り返し出射される。そして、Ｂｎ２光及びＧｎ光の面順次な照明光は、ライトガイド１５により伝送された後、照明光学系２１を経て被写体１０１へ出射される。
【０１１１】
一方、ＣＣＤ２４は、ＣＣＤドライバ４６から出力される駆動信号に応じて動作するとともに、Ｂｎ１光及びＧｎ光により順次照明される被写体１０１の像を所定のタイミング毎に撮像し、撮像した該被写体１０１の像を撮像信号としてプリプロセス回路３３へ出力する。
【０１１２】
ＣＣＤ２４から出力された撮像信号は、プリプロセス回路３３により前処理が施され、Ａ／Ｄ変換回路３４によりＡ／Ｄ変換が施され、カラーバランス補正回路３５によりカラーバランス処理が施された後、コントラスト変換回路３６Ａ及び調光回路４９に入力される。
【０１１３】
なお、蛍光観察の際の撮像信号が有するＢｎ２光の像の成分及びＧｎ光の像の成分は、カラーバランス補正回路３５のカラーバランス処理により、赤、緑及び青色の成分に変換された状態として出力されるものとする。
【０１１４】
調光回路４９は、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号と、観察モード切替回路４５の制御とに基づき、光源装置３Ａから出射される照明光が蛍光観察に適した光量になるように、絞り１１の絞り量を制御する。
【０１１５】
また、コントラスト変換回路３６Ａ及びノイズ低減回路３７は、蛍光観察モードにおいては、入力される撮像信号をスルーさせつつセレクタ３８へ出力する。
【０１１６】
その後、セレクタ３８を経た撮像信号は、同時化回路３９により同時化され、画像処理回路４０により画像処理が施され、Ｄ／Ａ変換回路４１によりＤ／Ａ変換が施された後、モニタ５へ出力される。これにより、モニタ５には、被写体１０１が発する蛍光の像が画像表示される。
【０１１７】
以上に述べたように、本実施形態の内視鏡装置１Ａにおいては、通常観察モードの際に、励起光カットフィルタ２２Ａによりカットされた帯域の色調を補完するような処理が行われる。そのため、本実施形態の内視鏡装置１Ａは、通常観察モードにおいて、被写体１０１とＣＣＤ２４との間に励起光カットフィルタ２２Ａを有しない場合の色調が再現された被写体１０１の像を取得することができる。
【０１１８】
（第３の実施形態）
図１３から図１８は、本発明の第３の実施形態に係るものである。図１３は、本発明の第３の実施形態に係る内視鏡装置の要部の構成の一例を示す図である。図１４は、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の光パワー分布、及び、該光パワー分布における図１３の励起光カットフィルタの帯域を示す図である。図１５は、図１３の色変換回路が行う色変換処理の一例を示す図である。図１６は、本発明の第３の実施形態に係る内視鏡装置の要部の構成の、図１３とは異なる例を示す図である。図１７は、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の光パワー分布、及び、該光パワー分布における図１６の励起光カットフィルタの帯域を示す図である。図１８は、図１６の色変換回路が行う色変換処理の一例を示す図である。
【０１１９】
なお、前述した各実施形態と同様の構成を持つ部分については、詳細説明は省略する。また、本実施形態の内視鏡装置の構成は、前述した各実施形態の内視鏡装置の構成と略同様である。そのため、以降においては、前述した各実施形態の内視鏡装置のいずれとも異なる構成または作用を有する部分について主に説明を行うものとする。
【０１２０】
本実施形態に係る画像生成装置としての内視鏡装置１Ｂは、図１３に示すように、電子内視鏡２と、光源装置３と、プロセッサ４Ｂと、モニタ５と、デジタルファイリング装置６と、を有して要部が構成されている。
【０１２１】
プロセッサ４Ｂは、図１３に示すように、コントラスト変換回路３６をプロセッサ４から取り除くとともに、プロセッサ４における同時化回路３９の後段かつ画像処理回路４０の前段に色変換回路６１を配置したものと同様の構成を有している。
【０１２２】
補完処理部としての色変換回路６１は、カラーバランス補正回路３５から出力される各カラーバランス係数と、観察モード切替回路４５の制御とに基づき、同時化回路３９からの撮像信号に応じた被写体１０１の像に対し、補完処理として、後述する色変換処理を施して出力する。なお、前記カラーバランス係数は、カラーバランス補正回路３５によるカラーバランス処理において用いられる係数である。そして、以降においては、Ｒ成分に対するカラーバランス係数をｋＲ、Ｇ成分に対するカラーバランス係数をｋＧ、及び、Ｂ成分に対するカラーバランス係数をｋＢと各々記すものとする。また、色変換回路６１は、前記色変換処理を行うための各種パラメータ等が格納された、図示しないメモリを有している。
【０１２３】
次に、本実施形態の内視鏡装置１Ｂの作用について説明を行う。
【０１２４】
まず、ユーザは、内視鏡装置１Ｂの各部、すなわち、内視鏡２、光源装置３、プロセッサ４Ｂ、モニタ５及びデジタルファイリング装置６の電源を投入し、該各部を起動状態とする。なお、前記起動状態、すなわち、電源投入直後の状態において、内視鏡２、光源装置３及びビデオプロセッサ４Ｂは、通常観察モードとして設定されているものとする。
【０１２５】
プロセッサ４Ｂが通常観察モードとして設定された場合、観察モード切替回路４５は、観察モード切替スイッチ３２から出力される指示信号に基づき、プロセッサ４Ｂの各部に対し、通常観察モードに応じた動作を行わせるような制御を行う。
【０１２６】
モータ制御回路５１は、観察モード切替回路４５の制御に基づいてモータ１４を制御することにより、ランプ７の出射光路上に第１のフィルタ群１２Ａを配置させる。これにより、プロセッサ４Ｂの観察モードに応じた照明光として、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の面順次な照明光が源装置３から繰り返し出射される。そして、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の面順次な照明光は、ライトガイド１５により伝送された後、照明光学系２１を経て被写体１０１へ出射される。
【０１２７】
一方、ＣＣＤ２４は、ＣＣＤドライバ４６から出力される駆動信号に応じて動作するとともに、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光により順次照明される被写体１０１の像を所定のタイミング毎に撮像し、撮像した該被写体１０１の像を撮像信号としてプリプロセス回路３３へ出力する。
【０１２８】
ＣＣＤ２４から出力された撮像信号は、プリプロセス回路３３により前処理が施され、Ａ／Ｄ変換回路３４によりＡ／Ｄ変換が施され、カラーバランス補正回路３５によりカラーバランス処理が施された状態として出力される。
【０１２９】
調光回路４９は、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号と、観察モード切替回路４５の制御とに基づき、光源装置３から出射される照明光が通常観察に適した光量になるように、絞り１１の絞り量を制御する。
【０１３０】
一方、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号のうち、Ｒ成分及びＧ成分は、セレクタ３８を介して同時化回路３９へ出力される。また、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号のうち、Ｂ成分は、前述したノイズ低減処理がノイズ低減回路３７により施された後、セレクタ３８を介して同時化回路３９へ出力される。そして、同時化回路３９は、入力されるＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分を同時化しつつ色変換回路６１へ出力する。
【０１３１】
ここで、プロセッサ４Ｂの色変換回路６１により行われる色変換処理の具体例について説明を行う。
【０１３２】
まず、色変換回路６１は、カラーバランス補正回路３５から出力されるカラーバランス係数ｋＲ、ｋＧ及びｋＢを、下記数式（１）から数式（３）に適用することにより、Ｒ成分値Ｒｂ、Ｇ成分値Ｇｂ、及び、励起光カットフィルタ２２を考慮した場合のＢ成分値Ｂｂ１を各々算出する。
【０１３３】
Ｒｂ＝Ａ×Ｉ（ＰＲ）×ｋＲ ・・・（１）
Ｇｂ＝Ａ×Ｉ（ＰＧ）×ｋＧ ・・・（２）
Ｂｂ１＝Ａ×Ｉ（ＰＢ１）×ｋＢ ・・・（３）
なお、上記数式（１）における光パワー定数ＰＲは、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図１４内のＲとして示す帯域である、赤色の帯域の光パワー分布に基づいて算出された中央値を示すものである。
【０１３４】
また、上記数式（２）における光パワー定数ＰＧは、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図１４内のＧとして示す帯域である、緑色の帯域の光パワー分布に基づいて算出された中央値を示すものである。
【０１３５】
また、上記数式（３）における光パワー定数ＰＢ１は、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図１４のＢとして示す帯域である青色の帯域から、図１４のＢｆ１として示す帯域である励起光カットフィルタ２２によりカットされた帯域を除いた帯域、すなわち、図１４のＢ１として示す帯域の光パワー分布に基づいて算出された中央値を示すものである。
【０１３６】
そして、上記数式（１）から数式（３）におけるＡ／Ｄ変換係数Ａは、Ａ／Ｄ変換回路３４が撮像信号に対してＡ／Ｄ変換を施す際に用いられる変換係数を示すものである。
【０１３７】
また、上記数式（１）から（３）における光電流値Ｉ（ＰＲ）、Ｉ（ＰＧ）及びＩ（ＰＢ１）は、下記数式（４）における光パワー値Ｐとして、前述した光パワー定数ＰＲ、ＰＧ及びＰＢ１を夫々代入することにより算出される値である。
【０１３８】
Ｉ（Ｐ）＝（１／ηｅ）（Ｐλ／ｈｃ） ・・・（４）
但し、上記数式（４）において、ηは量子効率を、ｅは単位電荷を、λは前述した各光パワー定数を与える波長を、ｈはプランク定数を、ｃは光の速度を夫々示すものとする。
【０１３９】
次に、色変換回路６１は、カラーバランス補正回路３５から出力されるカラーバランス係数ｋＲ、ｋＧ及びｋＢと、上記数式（１）から数式（３）を用いて算出した成分値Ｒｂ、Ｇｂ及びＢｂ１とを下記数式（５）及び（６）に適用することにより、該各成分値をｘｙ座標空間の座標値Ｘｃ及びＹｃに変換する。
【０１４０】
Ｘｃ＝０．６Ｒｂ−０．２８Ｇｂ−０．３２Ｂｂ１ ・・・（５）
Ｙｃ＝０．２Ｒｂ−０．５２Ｇｂ＋０．３１Ｂｂ１ ・・・（６）
一方、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図１４内のＢとして示す帯域である、青色の帯域の光パワー分布に基づいて算出した中央値を光パワー定数ＰＢとした場合、色変換回路６１は、該光パワー定数ＰＢを下記数式（７）に適用することにより、励起光カットフィルタ２２を考慮しない場合のＢ成分値Ｂｂを算出する。
【０１４１】
Ｂｂ＝Ａ×Ｉ（ＰＢ）×ｋＢ ・・・（７）
なお、上記数式（７）における光電流値Ｉ（ＰＢ）は、上記数式（４）における光パワー値Ｐとして、前述した光パワー定数ＰＢを代入することにより算出される値である。
【０１４２】
そして、色変換回路６１は、カラーバランス補正回路３５から出力されるカラーバランス係数ｋＲ、ｋＧ及びｋＢと、上記数式（１）、数式（２）及び数式（７）を用いて算出した成分値Ｒｂ、Ｇｂ及びＢｂとを下記数式（８）及び（９）に適用することにより、該各成分値をｘｙ座標空間の座標値Ｘ０及びＹ０に変換する。
【０１４３】
Ｘ０＝０．６Ｒｂ−０．２８Ｇｂ−０．３２Ｂｂ ・・・（８）
Ｙ０＝０．２Ｒｂ−０．５２Ｇｂ＋０．３１Ｂｂ ・・・（９）
さらに、色変換回路６１は、カラーバランス補正回路３５から出力されるカラーバランス係数ｋＲ、ｋＧ及びｋＢと、前述した前述した光パワー定数ＰＲ、ＰＧ及びＰＢ１とを下記数式（１０）及び（１１）に適用することにより、ｘｙ座標空間の座標値Ｘσ及びＹσを算出する。
【０１４４】
Ｘσ＝０．６×［Ａ×Ｉ（ＰＲ＋σＲ）×ｋＲ］−０．２８×［Ａ×Ｉ（ＰＧ＋σＧ）×ｋＧ］
−０．３２×［Ａ×Ｉ（ＰＢ１＋σＢ１）×ｋＢ］ ・・・（１０）
Ｙσ＝０．２×［Ａ×Ｉ（ＰＲ＋σＲ）×ｋＲ］−０．５２×［Ａ×Ｉ（ＰＧ＋σＧ）×ｋＧ］
＋０．３１×［Ａ×Ｉ（ＰＢ１＋σＢ１）×ｋＢ］ ・・・（１１）
なお、上記数式（１０）及び（１１）における標準偏差σＲは、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図１４内のＲとして示す帯域である、赤色の帯域の光パワー分布に基づいて算出したものである。
【０１４５】
また、上記数式（１０）及び（１１）における標準偏差σＧは、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図１４内のＧとして示す帯域である、緑色の帯域の光パワー分布に基づいて算出したものである。
【０１４６】
また、上記数式（１０）及び（１１）における標準偏差σＢ１は、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図１４のＢとして示す帯域である青色の帯域から、図１４のＢｆ１として示す帯域である励起光カットフィルタ２２によりカットされた帯域を除いた帯域、すなわち、図１４のＢ１として示す帯域の光パワー分布に基づいて算出したものである。
【０１４７】
そして、上記数式（１０）及び（１１）における光電流値Ｉ（ＰＲ＋σＲ）、Ｉ（ＰＧ＋σＧ）及びＩ（ＰＢ１＋σＢ１）は、上記数式（４）における光パワー値Ｐとして、（ＰＲ＋σＲ）、（ＰＧ＋σＧ）及び（ＰＢ１＋σＢ１）の値を夫々代入することにより算出されるものである。
【０１４８】
その後、色変換回路６１は、下記数式（１２）及び（１３）を用い、ｘｙ座標空間における色域判定を行う。
【０１４９】
（Ｘ０−Ｘｃ）＋（Ｙ０−Ｙｃ）≦（Ｘｃ−Ｘσ）２＋（Ｙｃ−Ｙσ）２ ・・・（１２）
（Ｘ０−Ｘｃ）＋（Ｙ０−Ｙｃ）＞（Ｘｃ−Ｘσ）２＋（Ｙｃ−Ｙσ）２ ・・・（１３）
色変換回路６１は、各座標値Ｘ０、Ｘｃ、Ｘσ、Ｙ０、ＹＣ及びＹσが上記数式（１２）の関係を満たす場合、後述する数式（１４）及び（１５）を用いつつ、入力される撮像信号に対する処理を行う。また、色変換回路６１は、各座標値Ｘ０、Ｘｃ、Ｘσ、Ｙ０、ＹＣ及びＹσが上記数式（１３）の関係を満たす場合、入力される撮像信号に対して以降の処理を行うことなく、該撮像信号をスルーさせつつ出力する。
【０１５０】
色変換回路６１は、各座標値Ｘ０、Ｘｃ、Ｘσ、Ｙ０、ＹＣ及びＹσが上記数式（１２）の関係を満たすことを検出した場合、入力される撮像信号のＲ成分値Ｒｉ、Ｇ成分値Ｇｉ、及びＢ成分値Ｂｉとを下記数式（１４）及び（１５）に適用することにより、該各成分値をｘｙ座標空間の座標値Ｘｉ及びＹｉに変換する。
【０１５１】
Ｘｉ＝０．６Ｒｉ−０．２８Ｇｉ−０．３２Ｂｉ ・・・（１４）
Ｙｉ＝０．２Ｒｉ−０．５２Ｇｉ＋０．３１Ｂｉ ・・・（１５）
そして、色変換回路６１は、下記数式（１６）及び（１７）を用い、座標値Ｘｉ及びＹｉを座標値Ｘｅ及びＹｅに変換する。
【０１５２】
Ｘｅ＝Ｘｉ＋Ｘｃ ・・・（１６）
Ｙｅ＝Ｙｉ＋Ｙｃ ・・・（１７）
その後、色変換回路６１は、座標値Ｘｅ及びＹｅに基づいて色変換処理後のＲ成分値Ｒｅ、Ｇ成分値Ｇｅ及びＢ成分値Ｂｅを下記数式（１８）、（１９）及び（２０）を用いて算出するとともに、算出した各成分値を画像処理回路４０へ出力する。
【０１５３】
Ｒｅ＝１．４３Ｘｅ−０．８Ｙｅ＋２．０（１−Ｘｅ−Ｙｅ） ・・・（１８）
Ｇｅ＝０．１８Ｘｅ＋０．０２Ｙｅ＋０．５７（１−Ｘｅ−Ｙｅ） ・・・（１９）
Ｂｅ＝−０．６１Ｘｅ−１．５Ｙｅ＋３．３（１−Ｘｅ−Ｙｅ） ・・・（２０）
ところで、内視鏡装置１Ｂの構成において、色変換回路６１に入力されるＢ成分は、励起光カットフィルタ２２により短波長側の帯域がカットされたものである。そのため、例えば、被写体１０１に生体組織表層の毛細血管が含まれる場合、ヘモグロビン量が多い部分（毛細血管の部分）と、ヘモグロビン量が少ない部分（毛細血管以外の部分）とのコントラストが低下してしまう。これにより、被写体１０１のうち、特に毛細血管が集積している領域においては、該毛細血管の像として、赤色の色調が強い像が出力されてしまう。
【０１５４】
前述した点に鑑み、内視鏡装置１Ｂの色変換回路６１は、前述した色変換処理として、色空間における所定の領域内に存在する画素に対し、例えば図１５に示すような座標変換を行うことにより、赤色の色調が強い毛細血管の像を、本来の色調を有する像として再現しつつ出力することができる。
【０１５５】
そして、色変換回路６１から出力されたＲ成分Ｒｅ、Ｇ成分Ｇｅ及びＢ成分Ｂｅは、画像処理回路４０により画像処理が施され、Ｄ／Ａ変換回路４１によりＤ／Ａ変換が施された後、モニタ５へ出力される。
【０１５６】
以上に述べた処理等がプロセッサ４Ｂにおいて行われることにより、モニタ５には、内視鏡２が励起光カットフィルタ２２を有しない場合の色調が再現された被写体１０１の像が画像表示される。
【０１５７】
また、ユーザは、観察モード切替スイッチ３２を操作することにより、内視鏡装置１Ｂの観察モードを、通常観察モードから蛍光観察モードへと切り替える。
【０１５８】
プロセッサ４Ｂが蛍光観察モードとして設定された場合、観察モード切替回路４５は、観察モード切替スイッチ３２から出力される指示信号に基づき、プロセッサ４Ｂの各部に対し、蛍光観察モードに応じた動作を行わせるような制御を行う。
【０１５９】
モータ制御回路５１は、観察モード切替回路４５の制御に基づいてモータ１４を制御することにより、ランプ７の出射光路上に第２のフィルタ群１２Ｂを配置させる。これにより、プロセッサ４の観察モードに応じた照明光として、Ｂｎ１光及びＧｎ光の面順次な照明光が源装置３から繰り返し出射される。そして、Ｂｎ１光及びＧｎ光の面順次な照明光は、ライトガイド１５により伝送された後、照明光学系２１を経て被写体１０１へ出射される。
【０１６０】
一方、ＣＣＤ２４は、ＣＣＤドライバ４６から出力される駆動信号に応じて動作するとともに、Ｂｎ１光及びＧｎ光により順次照明される被写体１０１の像を所定のタイミング毎に撮像し、撮像した該被写体１０１の像を撮像信号としてプリプロセス回路３３へ出力する。
【０１６１】
ＣＣＤ２４から出力された撮像信号は、プリプロセス回路３３により前処理が施され、Ａ／Ｄ変換回路３４によりＡ／Ｄ変換が施され、カラーバランス補正回路３５によりカラーバランス処理が施された状態として出力される。
【０１６２】
調光回路４９は、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号と、観察モード切替回路４５の制御とに基づき、光源装置３から出射される照明光が蛍光観察に適した光量になるように、絞り１１の絞り量を制御する。
【０１６３】
一方、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号のうち、Ｒ成分及びＧ成分は、セレクタ３８を介して同時化回路３９へ出力される。また、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号のうち、Ｂ成分は、ノイズ低減回路３７をスルーして（ノイズ低減回路３７により前述したノイズ低減処理を施されることなく）出力された後、セレクタ３８を介して同時化回路３９へ出力される。そして、同時化回路３９は、入力されるＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分を同時化しつつ色変換回路６１へ出力する。
【０１６４】
色変換回路６１は、蛍光観察モードにおいては、入力される撮像信号をスルーさせつつ画像処理回路４０へ出力する。
【０１６５】
その後、色変換回路６１から出力された撮像信号は、画像処理回路４０により画像処理が施され、Ｄ／Ａ変換回路４１によりＤ／Ａ変換が施された後、モニタ５へ出力される。これにより、モニタ５には、被写体１０１が発する蛍光の像が画像表示される。
【０１６６】
なお、前述した色変換処理は、通常観察モードにおいてＢ成分の長波長側がカットされる構成、すなわち、図１６の内視鏡装置１Ｃのような構成においても適用可能である。
【０１６７】
内視鏡装置１Ｃは、図１６に示すように、内視鏡２Ａと、光源装置３Ａと、プロセッサ４Ｂと、モニタ５と、デジタルファイリング装置６と、を有して要部が構成されている。
【０１６８】
ここで、内視鏡装置１Ｃの作用について説明を行う。
【０１６９】
まず、ユーザは、内視鏡装置１Ｃの各部、すなわち、内視鏡２Ａ、光源装置３Ａ、プロセッサ４Ｂ、モニタ５及びデジタルファイリング装置６の電源を投入し、該各部を起動状態とする。なお、前記起動状態、すなわち、電源投入直後の状態において、内視鏡２Ａ、光源装置３Ａ及びビデオプロセッサ４Ｂは、通常観察モードとして設定されているものとする。
【０１７０】
プロセッサ４Ｂが通常観察モードとして設定された場合、観察モード切替回路４５は、観察モード切替スイッチ３２から出力される指示信号に基づき、プロセッサ４Ｂの各部に対し、通常観察モードに応じた動作を行わせるような制御を行う。
【０１７１】
モータ制御回路５１は、観察モード切替回路４５の制御に基づいてモータ１４を制御することにより、ランプ７の出射光路上に第１のフィルタ群１２Ａを配置させる。これにより、プロセッサ４Ｂの観察モードに応じた照明光として、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の面順次な照明光が源装置３から繰り返し出射される。そして、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の面順次な照明光は、ライトガイド１５により伝送された後、照明光学系２１を経て被写体１０１へ出射される。
【０１７２】
一方、ＣＣＤ２４は、ＣＣＤドライバ４６から出力される駆動信号に応じて動作するとともに、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光により順次照明される被写体１０１の像を所定のタイミング毎に撮像し、撮像した該被写体１０１の像を撮像信号としてプリプロセス回路３３へ出力する。
【０１７３】
ＣＣＤ２４から出力された撮像信号は、プリプロセス回路３３により前処理が施され、Ａ／Ｄ変換回路３４によりＡ／Ｄ変換が施され、カラーバランス補正回路３５によりカラーバランス処理が施された状態として出力される。
【０１７４】
調光回路４９は、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号と、観察モード切替回路４５の制御とに基づき、光源装置３から出射される照明光が通常観察に適した光量になるように、絞り１１の絞り量を制御する。
【０１７５】
一方、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号のうち、Ｒ成分及びＧ成分は、セレクタ３８を介して同時化回路３９へ出力される。また、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号のうち、Ｂ成分は、前述したノイズ低減処理がノイズ低減回路３７により施された後、セレクタ３８を介して同時化回路３９へ出力される。そして、同時化回路３９は、入力されるＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分を同時化しつつ色変換回路６１へ出力する。
【０１７６】
色変換回路６１は、入力される撮像信号の各成分に対して前述した色変換処理を施し、該色変換処理後の各成分を画像処理回路４０へ出力する。
【０１７７】
具体的には、色変換回路６１は、上記各数式において、光パワー定数ＰＢ１を後述する光パワー定数ＰＢ２に、標準偏差σＢ１を後述する標準偏差σＢ２に、色成分値Ｂｂ１を色成分値Ｂｂ２に各々置き換えつつ一連の処理を行うことにより、入力される撮像信号の各成分に対して前述した色変換処理を施す。
【０１７８】
なお、前記光パワー定数ＰＢ２は、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図１６のＢとして示す帯域である青色の帯域から、図１７のＢｆ２として示す帯域である励起光カットフィルタ２２Ａによりカットされた帯域を除いた帯域、すなわち、図１７のＢ２として示す帯域の光パワー分布に基づいて算出された中央値を示すものである。
【０１７９】
また、前記標準偏差σＢ２は、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図１７のＢとして示す帯域である青色の帯域から、図１７のＢｆ２として示す帯域である励起光カットフィルタ２２Ａによりカットされた帯域を除いた帯域、すなわち、図１７のＢ２として示す帯域の光パワー分布に基づいて算出したものである。
【０１８０】
ところで、内視鏡装置１Ｃの構成において、色変換回路６１に入力されるＢ成分は、励起光カットフィルタ２２Ａにより長波長側の帯域がカットされたものである。そのため、例えば、被写体１０１に生体組織表層の毛細血管が含まれる場合、ヘモグロビン量が多い部分（毛細血管の部分）と、ヘモグロビン量が少ない部分（毛細血管以外の部分）とのコントラストが低下してしまう。これにより、被写体１０１のうち、特に毛細血管が集積している領域においては、該毛細血管の像として、赤色の色調が弱い像が出力されてしまう。
【０１８１】
前述した点に鑑み、内視鏡装置１Ｃの色変換回路６１は、前述した色変換処理として、色空間における所定の領域内に存在する画素に対し、例えば図１８に示すような座標変換を行うことにより、赤色の色調が弱い毛細血管の像を、本来の色調を有する像として再現しつつ出力することができる。
【０１８２】
そして、色変換回路６１から出力されたＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分は、画像処理回路４０により画像処理が施され、Ｄ／Ａ変換回路４１によりＤ／Ａ変換が施された後、モニタ５へ出力される。
【０１８３】
以上に述べた処理等がプロセッサ４Ｂにおいて行われることにより、モニタ５には、内視鏡２Ａが励起光カットフィルタ２２Ａを有しない場合の色調が再現された被写体１０１の像が画像表示される。
【０１８４】
なお、蛍光観察モードにおいて内視鏡装置１Ｃの各部が行う処理及び動作等は、内視鏡１Ｂの各部が行う処理及び動作等と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１８５】
以上に述べたように、本実施形態の内視鏡装置１Ｂ（内視鏡装置１Ｃ）においては、通常観察モードの際に、励起光カットフィルタ２２（励起光カットフィルタ２２Ａ）によりカットされた帯域の色調を補完するような処理が行われる。そのため、本実施形態の内視鏡装置１Ｂ（内視鏡装置１Ｃ）は、通常観察モードにおいて、被写体１０１とＣＣＤ２４との間に励起光カットフィルタ２２（励起光カットフィルタ２２Ａ）を有しない場合の色調が再現された被写体１０１の像を取得することができる。
【０１８６】
（第４の実施形態）
図１９から図２３は、本発明の第４の実施形態に係るものである。図１９は、本発明の第４の実施形態に係る内視鏡装置の要部の構成の一例を示す図である。図２０は、図１９の光源装置が有する回転フィルタの構成の一例を示す図である。図２１は、図１９のレーザ光源において発せられるレーザ光の波長スペクトルの一例を示す図である。図２２は、図１９のレーザ光カットフィルタの透過特性の一例を示す図である。図２３は、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の光パワー分布、及び、該光パワー分布における図１９のレーザ光カットフィルタの帯域を示す図である。
【０１８７】
なお、前述した各実施形態と同様の構成を持つ部分については、詳細説明は省略する。また、本実施形態の内視鏡装置の構成は、前述した各実施形態の内視鏡装置の構成と略同様である。そのため、以降においては、前述した各実施形態の内視鏡装置のいずれとも異なる構成または作用を有する部分について主に説明を行うものとする。
【０１８８】
本実施形態に係る画像生成装置としての内視鏡装置１Ｄは、図１９に示すように、電子内視鏡２Ｂと、光源装置３Ｂと、光線力学的療法（以降、ＰＤＴと略記する）用の光を発するレーザ光源３Ｃと、プロセッサ４Ｃと、モニタ５と、デジタルファイリング装置６と、を有して要部が構成されている。
【０１８９】
電子内視鏡２Ｂにおける挿入部２ａの内部には、ライトガイド１５に加え、レーザ光源３Ｃから供給される光を、挿入部２ａの先端部２ｃへ伝送するライトガイド１５Ａが挿通されている。さらに、ライトガイド１５Ａの後端には、レーザ光源３Ｃに対して着脱自在に接続される図示しないライトガイドコネクタが設けられている。このような構成により、レーザ光源３Ｃから供給される光は、ライトガイド１５Ａにより伝送された後、生体内の被写体１０１へ出射される。
【０１９０】
光源部としての光源装置３Ｂは、図１９に示すように、モータ１４と、ラック１４ａと、ピニオン１４ｂとを光源装置３から取り除くとともに、光源装置３における回転フィルタ１２の代わりに回転フィルタ２１２が設けられたものと同様の構成を有している。
【０１９１】
回転フィルタ２１２は、図２０に示すように、中心を回転軸とした円盤状に構成されており、外周側の周方向に沿って設けられた複数のフィルタを具備する第１のフィルタ群１２Ａを有している。なお、回転フィルタ２１２において、第１のフィルタ群１２Ａの各フィルタが配置されている部分以外は、光を遮光する部材により構成されているものとする。また、回転フィルタ２１２における第１のフィルタ群１２Ａの各フィルタの透過率は、図３に示すものと同様であるとする。
【０１９２】
光源部としてのレーザ光源３Ｃは、ＰＤＴの際に生体内の被写体１０１に投与される種々の薬剤に対応可能なように、例えば５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの帯域のうち、一の波長におけるコヒーレンスが高いレーザ光をライトガイド１５Ａに対して選択的に供給する。なお、前記一の波長は、例えばプロセッサ４Ｃに設けられた図示しないスイッチ等をユーザが操作することにより選択される波長であるとする。また、レーザ光源３Ｃにおいて発せられるレーザ光の波長スペクトルの一例を図２１に示す。
【０１９３】
一方、挿入部２ａの先端部２ｃには、照明光学系２１と、レーザ光カットフィルタ２２Ｂと、レーザ光カットフィルタ２２を経た被写体１０１の像を結像する対物光学系２３と、対物光学系２３の結像位置に配置されたＣＣＤ２４と、が設けられている。
【０１９４】
光カットフィルタ部としてのレーザ光カットフィルタ２２Ｂは、対物光学系２３の光入射側（ＣＣＤ２４の前段）に配置されており、ＰＤＴに用いられる種々のレーザ光の波長帯域（例えば５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの帯域）の透過率が略０になるように設定された光学素子である。すなわち、レーザ光カットフィルタ２２Ｂは、被写体１０１において反射した前記レーザ光をカットするための構成を有している。なお、本実施形態におけるレーザ光カットフィルタ２２Ｂの透過特性の一例を図２２に示す。
【０１９５】
また、電子内視鏡２Ｂの操作部２ｂには、第１の実施形態の説明において既述である内視鏡情報が格納されたメモリ３１と、内視鏡装置１Ｄのモードを通常観察モード及びＰＤＴモードのいずれかに切り替えるための指示信号をユーザの操作に応じて出力可能なモード切替スイッチ３２Ａと、が設けられている。
【０１９６】
プロセッサ４Ｃは、図１９に示すように、モータ制御回路５１をプロセッサ４Ｂから取り除くとともに、プロセッサ４Ｂにおける観察モード切替回路４５の代わりにモード切替回路４５Ａが設けられたものと同様の構成を有している。
【０１９７】
モード切替回路４５Ａは、モード切替スイッチ３２Ａからの指示信号と、ＣＰＵ４４の制御とに基づき、プロセッサ４Ｃのモードを通常観察モードまたはＰＤＴモードのいずれかに切り替えるための制御を行う。また、モード切替回路４５Ａは、レーザ光源３Ｃからレーザ光が出射されるタイミング、及び、プロセッサ４Ｃの各部が処理または動作を行うタイミングを指示するためのタイミング信号を生成可能な、図示しないタイミングジェネレータを有している。
【０１９８】
次に、本実施形態の内視鏡装置１Ｄの作用について説明を行う。
【０１９９】
まず、ユーザは、内視鏡装置１Ｄの各部、すなわち、内視鏡２Ｂ、光源装置３Ｂ、レーザ光源３Ｃ、プロセッサ４Ｃ、モニタ５及びデジタルファイリング装置６の電源を投入し、該各部を起動状態とする。なお、前記起動状態、すなわち、電源投入直後の状態において、内視鏡２Ｂ、光源装置３Ｂ、レーザ光源３Ｃ及びプロセッサ４Ｃは、通常観察モードとして設定されているものとする。
【０２００】
プロセッサ４Ｃが通常観察モードとして設定された場合、モード切替回路４５Ａは、モード切替スイッチ３２Ａから出力される指示信号に基づき、プロセッサ４Ｃの各部に対し、通常観察モードに応じた動作を行わせるような制御を行う。また、モード切替回路４５Ａは、通常観察モードにおいて、レーザ光の出射を停止させる制御をレーザ光源３Ｃに対して行う。
【０２０１】
光源装置３Ｂから供給されるＲ光、Ｇ光及びＢ光の面順次な照明光は、ライトガイド１５により伝送された後、照明光学系２１を経て被写体１０１へ出射される。
【０２０２】
一方、ＣＣＤ２４は、ＣＣＤドライバ４６から出力される駆動信号に応じて動作するとともに、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光により順次照明される被写体１０１の像を所定のタイミング毎に撮像し、撮像した該被写体１０１の像を撮像信号としてプリプロセス回路３３へ出力する。
【０２０３】
ＣＣＤ２４から出力された撮像信号は、プリプロセス回路３３により前処理が施され、Ａ／Ｄ変換回路３４によりＡ／Ｄ変換が施され、カラーバランス補正回路３５によりカラーバランス処理が施された状態として出力される。
【０２０４】
調光回路４９は、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号と、モード切替回路４５Ａの制御とに基づき、光源装置３Ｂから出射される照明光が通常観察に適した光量になるように、絞り１１の絞り量を制御する。
【０２０５】
一方、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号のうち、Ｒ成分及びＧ成分は、セレクタ３８を介して同時化回路３９へ出力される。また、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号のうち、Ｂ成分は、前述したノイズ低減処理がノイズ低減回路３７により施された後、セレクタ３８を介して同時化回路３９へ出力される。そして、同時化回路３９は、入力されるＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分を同時化しつつ色変換回路６１へ出力する。
【０２０６】
ここで、プロセッサ４Ｃの色変換回路６１により行われる色変換処理の具体例について説明を行う。
【０２０７】
まず、色変換回路６１は、カラーバランス補正回路３５から出力されるカラーバランス係数ｋＲ、ｋＧ及びｋＢを、下記数式（２１）から数式（２３）に適用することにより、レーザ光カットフィルタ２２Ｂを考慮した場合のＲ成分値Ｒｂ１、レーザ光カットフィルタ２２Ｂを考慮した場合のＧ成分値Ｇｂ１、及び、Ｂ成分値Ｂｂを各々算出する。
【０２０８】
Ｒｂ１＝Ａ×Ｉ（ＰＲ１）×ｋＲ ・・・（２１）
Ｇｂ１＝Ａ×Ｉ（ＰＧ１）×ｋＧ ・・・（２２）
Ｂｂ＝Ａ×Ｉ（ＰＢ）×ｋＢ ・・・（２３）
なお、上記数式（２１）における光パワー定数ＰＲ１は、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図２３のＲとして示す帯域である赤色の帯域から、図２３のＬｆとして示す帯域であるレーザ光カットフィルタ２２Ｂによりカットされた帯域を除いた帯域、すなわち、図２３のＲ１として示す帯域の光パワー分布に基づいて算出された中央値を示すものである。
【０２０９】
また、上記数式（２２）における光パワー定数ＰＧ１は、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図２３のＧとして示す帯域である緑色の帯域から、図２３のＬｆとして示す帯域であるレーザ光カットフィルタ２２Ｂによりカットされた帯域を除いた帯域、すなわち、図２３のＧ１として示す帯域の光パワー分布に基づいて算出された中央値を示すものである。
【０２１０】
また、上記数式（２１）及び（２２）における光電流値Ｉ（ＰＲ１）及びＩ（ＰＧ１）は、上記数式（４）における光パワー値Ｐとして、前述した光パワー定数ＰＲ１及びＰＧ１を夫々代入することにより算出される値である。
【０２１１】
次に、色変換回路６１は、カラーバランス補正回路３５から出力されるカラーバランス係数ｋＲ、ｋＧ及びｋＢと、上記数式（２１）から数式（２３）を用いて算出した成分値Ｒｂ１、Ｇｂ１及びＢｂとを下記数式（２４）及び（２５）に適用することにより、該各成分値をｘｙ座標空間の座標値Ｘｃ及びＹｃに変換する。
【０２１２】
Ｘｃ１＝０．６Ｒｂ１−０．２８Ｇｂ１−０．３２Ｂｂ ・・・（２４）
Ｙｃ１＝０．２Ｒｂ１−０．５２Ｇｂ１＋０．３１Ｂｂ ・・・（２５）
一方、色変換回路６１は、第３の実施形態の説明において既述である光パワー定数ＰＲ及びＰＧを下記数式（２６）及び（２７）に夫々適用することにより、レーザ光カットフィルタ２２Ｂを考慮しない場合のＲ成分値Ｒｂ、及び、レーザ光カットフィルタ２２Ｂを考慮しない場合のＧ成分値Ｇｂを算出する。
【０２１３】
Ｒｂ＝Ａ×Ｉ（ＰＲ）×ｋＢ ・・・（２６）
Ｇｂ＝Ａ×Ｉ（ＰＧ）×ｋＢ ・・・（２７）
そして、色変換回路６１は、カラーバランス補正回路３５から出力されるカラーバランス係数ｋＲ、ｋＧ及びｋＢと、上記数式（２３）、数式（２６）及び数式（２７）を用いて算出した成分値Ｒｂ、Ｇｂ及びＢｂとを下記数式（２８）及び（２９）に適用することにより、該各成分値をｘｙ座標空間の座標値Ｘ０及びＹ０に変換する。
【０２１４】
Ｘ０＝０．６Ｒｂ−０．２８Ｇｂ−０．３２Ｂｂ ・・・（２８）
Ｙ０＝０．２Ｒｂ−０．５２Ｇｂ＋０．３１Ｂｂ ・・・（２９）
さらに、色変換回路６１は、カラーバランス補正回路３５から出力されるカラーバランス係数ｋＲ、ｋＧ及びｋＢと、前述した前述した光パワー定数ＰＲ１、ＰＧ１及びＰＢとを下記数式（３０）及び（３１）に適用することにより、ｘｙ座標空間の座標値Ｘσ１及びＹσ１を算出する。
【０２１５】
Ｘσ１＝０．６×［Ａ×Ｉ（ＰＲ１＋σＲ１）×ｋＲ］−０．２８×［Ａ×Ｉ（ＰＧ１＋σＧ１）×ｋＧ］−０．３２×［Ａ×Ｉ（ＰＢ＋σＢ）×ｋＢ］ ・・・（３０）
Ｙσ１＝０．２×［Ａ×Ｉ（ＰＲ１＋σＲ１）×ｋＲ］−０．５２×［Ａ×Ｉ（ＰＧ１＋σＧ１）×ｋＧ］＋０．３１×［Ａ×Ｉ（ＰＢ＋σＢ）×ｋＢ］ ・・・（３１）
なお、上記数式（３０）及び（３１）における標準偏差σＲ１は、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図２３のＲとして示す帯域である赤色の帯域から、図２３のＬｆとして示す帯域であるレーザ光カットフィルタ２２Ｂによりカットされた帯域を除いた帯域、すなわち、図２３のＲ１として示す帯域の光パワー分布に基づいて算出したものである。
【０２１６】
また、上記数式（３０）及び（３１）における標準偏差σＧ１は、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図２３のＧとして示す帯域である緑色の帯域から、図２３のＬｆとして示す帯域であるレーザ光カットフィルタ２２Ｂによりカットされた帯域を除いた帯域、すなわち、図２３のＧ１として示す帯域の光パワー分布に基づいて算出したものである。
【０２１７】
また、上記数式（３０）及び（３１）における標準偏差σＢは、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図２３内のＢとして示す帯域である、青色の帯域の光パワー分布に基づいて算出したものである。
【０２１８】
そして、上記数式（３０）及び（３１）における光電流値Ｉ（ＰＲ１＋σＲ１）、Ｉ（ＰＧ１＋σＧ１）及びＩ（ＰＢ＋σＢ）は、上記数式（４）における光パワー値Ｐとして、（ＰＲ１＋σＲ１）、（ＰＧ１＋σＧ１）及び（ＰＢ＋σＢ）の値を夫々代入することにより算出されるものである。
【０２１９】
その後、色変換回路６１は、下記数式（３２）及び（３３）を用い、ｘｙ座標空間における色域判定を行う。
【０２２０】
（Ｘ０−Ｘｃ１）＋（Ｙ０−Ｙｃ１）≦（Ｘｃ１−Ｘσ１）２＋（Ｙｃ１−Ｙσ１）２ ・・・（３２）
（Ｘ０−Ｘｃ１）＋（Ｙ０−Ｙｃ１）＞（Ｘｃ１−Ｘσ１）２＋（Ｙｃ１−Ｙσ１）２ ・・・（３３）
色変換回路６１は、各座標値Ｘ０、Ｘｃ１、Ｘσ１、Ｙ０、Ｙｃ１及びＹσ１が上記数式（３２）の関係を満たす場合、後述する数式（３４）及び（３５）を用いつつ、入力される撮像信号に対する処理を行う。また、色変換回路６１は、各座標値Ｘ０、Ｘｃ１、Ｘσ１、Ｙ０、Ｙｃ１及びＹσ１が上記数式（３３）の関係を満たす場合、入力される撮像信号に対して以降の処理を行うことなく、該撮像信号をスルーさせつつ出力する。
【０２２１】
色変換回路６１は、各座標値Ｘ０、Ｘｃ１、Ｘσ１、Ｙ０、Ｙｃ１及びＹσ１が上記数式（３２）の関係を満たすことを検出した場合、入力される撮像信号のＲ成分値Ｒｉ１、Ｇ成分値Ｇｉ１、及びＢ成分値Ｂｉ１とを下記数式（３４）及び（３５）に適用することにより、該各成分値をｘｙ座標空間の座標値Ｘｉ１及びＹｉ１に変換する。
【０２２２】
Ｘｉ１＝０．６Ｒｉ１−０．２８Ｇｉ１−０．３２Ｂｉ１ ・・・（３４）
Ｙｉ１＝０．２Ｒｉ１−０．５２Ｇｉ１＋０．３１Ｂｉ１ ・・・（３５）
そして、色変換回路６１は、下記数式（３６）及び（３７）を用い、座標値Ｘｉ１及びＹｉ１を座標値Ｘｅ１及びＹｅ１に変換する。
【０２２３】
Ｘｅ１＝Ｘｉ１＋Ｘｃ１ ・・・（３６）
Ｙｅ１＝Ｙｉ１＋Ｙｃ１ ・・・（３７）
その後、色変換回路６１は、座標値Ｘｅ１及びＹｅ１に基づいて色変換処理後のＲ成分値Ｒｅ１、Ｇ成分値Ｇｅ１及びＢ成分値Ｂｅ１を下記数式（３８）、（３９）及び（４０）を用いて算出するとともに、算出した各成分値を画像処理回路４０へ出力する。
【０２２４】
Ｒｅ１＝１．４３Ｘｅ１−０．８Ｙｅ１＋２．０（１−Ｘｅ１−Ｙｅ１） ・・・（３８）
Ｇｅ１＝０．１８Ｘｅ１＋０．０２Ｙｅ１＋０．５７（１−Ｘｅ１−Ｙｅ１） ・・・（３９）
Ｂｅ１＝−０．６１Ｘｅ１−１．５Ｙｅ１＋３．３（１−Ｘｅ１−Ｙｅ１） ・・・（４０）
ところで、内視鏡装置１Ｄの構成において、色変換回路６１に入力されるＲ成分は、レーザ光カットフィルタ２２Ｂにより短波長側の帯域がカットされたものである。また、内視鏡装置１Ｄの構成において、色変換回路６１に入力されるＧ成分は、レーザ光カットフィルタ２２Ｂにより長波長側の帯域がカットされたものである。そのため、例えば、被写体１０１に生体組織表層の毛細血管が含まれる場合、ヘモグロビン量が多い部分（毛細血管の部分）と、ヘモグロビン量が少ない部分（毛細血管以外の部分）とのコントラストが低下してしまう。
【０２２５】
前述した点に鑑み、内視鏡装置１Ｄの色変換回路６１は、前述した色変換処理として、色空間における所定の領域内に存在する画素に対する座標変換を行うことにより、毛細血管の像を、本来の色調を有する像として再現しつつ出力することができる。
【０２２６】
そして、色変換回路６１から出力されたＲ成分Ｒｅ１、Ｇ成分Ｇｅ１及びＢ成分Ｂｅ１は、画像処理回路４０により画像処理が施され、Ｄ／Ａ変換回路４１によりＤ／Ａ変換が施された後、モニタ５へ出力される。
【０２２７】
そして、以上に述べた処理等がプロセッサ４Ｂにおいて行われることにより、モニタ５には、内視鏡２Ｂがレーザ光カットフィルタ２２Ｂを有しない場合の色調が再現された被写体１０１の像が画像表示される。
【０２２８】
また、ユーザは、モード切替スイッチ３２Ａを操作することにより、内視鏡装置１Ｄのモードを、通常観察モードからＰＤＴモードへと切り替える。なお、ユーザは、前記切り替え操作を行う事前に、ＰＤＴ用の薬剤を生体内の被写体１０１に投与するとともに、該薬剤に応じた一の波長においてコヒーレントなレーザ光がレーザ光源３Ｃから出射されるように設定を行うものとする。
【０２２９】
プロセッサ４ＣがＰＤＴ観察モードとして設定された場合、モード切替回路４５Ａは、モード切替スイッチ３２Ａから出力される指示信号に基づき、プロセッサ４Ｂの各部に対し、ＰＤＴモードに応じた動作を行わせるような制御を行う。
【０２３０】
レーザ光源３Ｃは、モード切替回路４５Ａの制御に基づき、ユーザにより予め設定された前記一の波長においてコヒーレントなレーザ光を出射する。そして、前記レーザ光は、ライトガイド１５Ａにより伝送された後、内視鏡２Ｂの先端部２ｃから被写体１０１へ出射される。
【０２３１】
一方、ＣＣＤ２４は、ＣＣＤドライバ４６から出力される駆動信号に応じて動作するとともに、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光により順次照明される被写体１０１の像を所定のタイミング毎に撮像し、撮像した該被写体１０１の像を撮像信号としてプリプロセス回路３３へ出力する。
【０２３２】
ＣＣＤ２４から出力された撮像信号は、プリプロセス回路３３により前処理が施され、Ａ／Ｄ変換回路３４によりＡ／Ｄ変換が施され、カラーバランス補正回路３５によりカラーバランス処理が施された状態として出力される。
【０２３３】
調光回路４９は、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号と、モード切替回路４５Ａの制御とに基づき、光源装置３Ｂから出射される照明光がＰＤＴに適した光量になるように、絞り１１の絞り量を制御する。
【０２３４】
一方、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号のうち、Ｒ成分及びＧ成分は、セレクタ３８を介して同時化回路３９へ出力される。また、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号のうち、Ｂ成分は、ノイズ低減回路３７をスルーして（ノイズ低減回路３７により前述したノイズ低減処理を施されることなく）出力された後、セレクタ３８を介して同時化回路３９へ出力される。そして、同時化回路３９は、入力されるＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分を同時化しつつ色変換回路６１へ出力する。
【０２３５】
色変換回路６１は、ＰＤＴモードにおいては、入力される撮像信号をスルーさせつつ画像処理回路４０へ出力する。
【０２３６】
その後、色変換回路６１から出力された撮像信号は、画像処理回路４０により画像処理が施され、Ｄ／Ａ変換回路４１によりＤ／Ａ変換が施された後、モニタ５へ出力される。これにより、モニタ５には、ＰＤＴモードにおける被写体１０１の像が画像表示される。
【０２３７】
以上に述べたように、本実施形態の内視鏡装置１Ｄにおいては、通常観察モードの際に、レーザ光カットフィルタ２２Ｂによりカットされた帯域の色調を補完するような処理が行われる。そのため、本実施形態の内視鏡装置１Ｄは、通常観察モードにおいて、被写体１０１とＣＣＤ２４との間にレーザ光カットフィルタ２２Ｂを有しない場合の色調が再現された被写体１０１の像を取得することができる。
【０２３８】
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０２３９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る内視鏡装置の要部の構成の一例を示す図。
【図２】図１の回転フィルタの具体的な構成の一例を示す図。
【図３】図２の第１のフィルタ群が有する各フィルタの透過特性の一例を示す図。
【図４】図２の第２のフィルタ群が有する各フィルタの透過特性、及び、図１の内視鏡が有する励起光カットフィルタの透過特性の一例を示す図。
【図５】図１のコントラスト変換回路がコントラスト変換処理を行う際に用いる変換テーブルの一例を示す図。
【図６】図１のコントラスト変換回路がコントラスト変換処理を行う際に用いる変換テーブルの、図５とは異なる例を示す図。
【図７】図１のノイズ低減回路が行う処理の一例を示すフローチャート。
【図８】注目画素と、該注目画素に隣接する８個の画素との位置関係を示す図。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る内視鏡装置の要部の構成の一例を示す図。
【図１０】図９の回転フィルタの具体的な構成の一例を示す図。
【図１１】図１０の第３のフィルタ群が有する各フィルタの透過特性、及び、図９の内視鏡が有する励起光カットフィルタの透過特性の一例を示す図。
【図１２】図９のコントラスト変換回路がコントラスト変換処理を行う際に用いるフィルタの一例を示す図。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る内視鏡装置の要部の構成の一例を示す図。
【図１４】毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の光パワー分布、及び、該光パワー分布における図１３の励起光カットフィルタの帯域を示す図。
【図１５】図１３の色変換回路が行う色変換処理の一例を示す図。
【図１６】本発明の第３の実施形態に係る内視鏡装置の要部の構成の、図１３とは異なる例を示す図。
【図１７】毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の光パワー分布、及び、該光パワー分布における図１６の励起光カットフィルタの帯域を示す図。
【図１８】図１６の色変換回路が行う色変換処理の一例を示す図。
【図１９】本発明の第４の実施形態に係る内視鏡装置の要部の構成の一例を示す図。
【図２０】図１９の光源装置が有する回転フィルタの構成の一例を示す図。
【図２１】図１９のレーザ光源において発せられるレーザ光の波長スペクトルの一例を示す図。
【図２２】図１９のレーザ光カットフィルタの透過特性の一例を示す図。
【図２３】毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の光パワー分布、及び、該光パワー分布における図１９のレーザ光カットフィルタの帯域を示す図。
【符号の説明】
【０２４０】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ・・・内視鏡装置、２，２Ａ，２Ｂ・・・内視鏡、３，３Ａ，３Ｂ・・・光源装置、３Ｃ・・・レーザ光源、４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ・・・プロセッサ、５・・・モニタ、６・・・デジタルファイリング装置、１２，１１２，２１２・・・回転フィルタ、２２，２２Ａ・・・励起光カットフィルタ、２２Ｂ・・・レーザ光カットフィルタ、３６，３６Ａ・・・コントラスト変換回路、３７・・・ノイズ低減回路、６１・・・色変換回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像生成装置に関し、特に、特定の波長帯域を有する励起光に応じて被写体から発せられる自家蛍光の像を取得するとともに、該自家蛍光の像に応じた画像を生成可能な画像生成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被検体内部における被写体の像を取得するとともに、該被写体の像に応じた画像を生成可能な内視鏡装置は、医療分野等において従来広く用いられている。特に、医療分野における内視鏡装置は、ユーザが生体内の検査及び観察等の処置を行うという用途において主に用いられている。
【０００３】
医療分野における内視鏡装置を用いた観察として一般的に知られているものとしては、例えば、白色光を生体内の被写体に照射し、肉眼による観察と略同様の被写体の像を取得する通常観察の他に、特定の波長帯域を有する励起光を生体内の被写体に照射し、該励起光に応じて被写体から発せられる自家蛍光の像を取得する蛍光観察がある。
【０００４】
そして、例えば、特許文献１に記載の内視鏡装置は、前述した、通常観察及び蛍光観察の両観察モードを切り替えつつ、生体内の被写体に対して多面的な観察を行うことが可能な構成を具備している。
【特許文献１】特開２００６−１６６９４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の内視鏡装置は、蛍光観察の際に被写体において反射した励起光が該被写体の自家蛍光の像に影響を及ぼすことを防ぐために、該励起光の波長帯域をカットする励起光カットフィルタを、該被写体と撮像素子との間に具備して構成されている。
【０００６】
しかし、前記励起光カットフィルタによりカットされる前記励起光の波長帯域が青色帯域の一部であることにより、撮像素子において受光される各光のうち、青色の光の受光量が減少してしまう。その結果、特許文献１に記載の内視鏡装置は、通常観察の際に得られる被写体の像の色再現性が低下してしまう、という課題を有している。
【０００７】
本発明は、前述した点に鑑みてなされたものであり、所定の波長帯域の光をカットするための構成を被写体と撮像素子との間に具備している場合において、該構成を有しない場合の色調が再現された被写体の像を取得することができる画像生成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明における第１の態様の画像生成装置は、被写体を照明するための照明光として、第１の波長帯域の光を該被写体へ出射する第１の光源部と、前記第１の波長帯域の一部である第２の波長帯域の光を前記被写体へ出射する第２の光源部と、前記被写体の像を撮像し、撮像信号として出力する撮像部と、前記被写体と前記撮像部との間に設けられ、前記被写体において反射した前記第２の波長帯域の光をカットする光カットフィルタ部と、前記撮像信号に基づき、前記第１の波長帯域の光により照明された状態において前記撮像部が撮像した前記被写体の像のうち、前記光カットフィルタ部によってカットされた前記第２の波長帯域に相当する成分に対して補完処理を行う補完処理部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明における第２の態様の画像生成装置は、被写体を照明するための第１の波長帯域の光と、前記第１の波長帯域の一部である第２の波長帯域の光と、を射出する光源部と、前記被写体の像を撮像し、撮像信号として出力する撮像部と、前記被写体と前記撮像部との間に設けられ、前記被写体において反射した前記第２の波長帯域の光をカットする光カット部と、前記第１の波長帯域の光により照明された状態において、前記被写体から発せられる光のうち前記光カット部により前記第２の波長帯域がカットされ、前記撮像部によって撮像された前記被写体の像に対して、前記撮像信号に基づき補完処理を行う補完処理部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明における画像生成装置によると、所定の波長帯域の光をカットするための構成を被写体と撮像素子との間に具備している場合において、該構成を有しない場合の色調が再現された被写体の像を取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１から図８は、本発明の第１の実施形態に係るものである。図１は、本発明の第１の実施形態に係る内視鏡装置の要部の構成の一例を示す図である。図２は、図１の回転フィルタの具体的な構成の一例を示す図である。図３は、図２の第１のフィルタ群が有する各フィルタの透過特性の一例を示す図である。図４は、図２の第２のフィルタ群が有する各フィルタの透過特性、及び、図１の内視鏡が有する励起光カットフィルタの透過特性の一例を示す図である。図５は、図１のコントラスト変換回路がコントラスト変換処理を行う際に用いる変換テーブルの一例を示す図である。図６は、図１のコントラスト変換回路がコントラスト変換処理を行う際に用いる変換テーブルの、図５とは異なる例を示す図である。図７は、図１のノイズ低減回路が行う処理の一例を示すフローチャートである。図８は、注目画素と、該注目画素に隣接する８個の画素との位置関係を示す図である。
【００１３】
本実施形態に係る画像生成装置としての内視鏡装置１は、図１に示すように、生体内に挿入されるとともに、該生体内の被写体１０１を撮像し、撮像信号として出力する電子内視鏡２と、観察用の照明光を発する光源装置３と、電子内視鏡２から出力される撮像信号に対して各種信号処理を施すプロセッサ４と、プロセッサ４から出力される映像信号に基づき、該被写体の像を画像表示するモニタ５と、プロセッサ４から出力される画像データに基づき、該被写体の像の画像を記憶するデジタルファイリング装置６と、を有して要部が構成されている。
【００１４】
電子内視鏡２は、体腔内に挿入される細長の挿入部２ａと、この挿入部２ａの後端に設けられた操作部２ｂと、を有している。また、挿入部２ａの内部には、光源装置３から供給される照明光を、挿入部２ａの先端部２ｃへ伝送するライトガイド１５が挿通されている。さらに、ライトガイド１５の後端には、光源装置３に対して着脱自在に接続される図示しないライトガイドコネクタが設けられている。このような構成により、光源装置３から供給される照明光は、ライトガイド１５により伝送され、挿入部２ａの先端部２ｃに設けられた照明光学系２１を経た後、生体内の被写体１０１へ出射される。
【００１５】
光源部としての光源装置３は、白色光を発する光源としての、例えばキセノンランプ等からなるランプ７と、プロセッサ４の制御に応じてランプ７を駆動するランプ駆動回路８と、ランプ７の出射光路上に設けられ、プロセッサ４の制御に応じ、ランプ７において発せられた白色光の出射量を調整する絞り１１と、絞り１１を通過した白色光を面順次な照明光とする回転フィルタ１２と、プロセッサ４の制御に応じて回転フィルタ１２を回転させるモータ１３と、プロセッサ４の制御に応じて回転フィルタ１２及び回転用モータ１３をランプ７の出射光路に垂直な方向に移動させるモータ１４と、回転フィルタ１２を通過した照明光を集光し、光源装置３に接続されたライトガイド１５の入射側端面に供給する集光光学系１６と、を有している。
【００１６】
回転フィルタ１２は、図２に示すように、中心を回転軸とした円盤状に構成されており、内周側の周方向に沿って設けられた複数のフィルタを具備する第１のフィルタ群１２Ａと、外周側の周方向に沿って設けられた複数のフィルタを具備する第２のフィルタ群１２Ｂと、を有している。なお、回転フィルタ１２において、第１のフィルタ群１２Ａ及び第２のフィルタ群１２Ｂの各フィルタが配置されている部分以外は、光を遮光する部材により構成されているものとする。
【００１７】
第１のフィルタ群１２Ａは、各々が回転フィルタ１２の内周側の周方向に沿って設けられた、赤色の波長帯域の光を透過させるＲフィルタ３４ｒと、緑色の波長帯域の光を透過させるＧフィルタ３４ｇと、青色の波長帯域の光を透過させるＢフィルタ３４ｂとを有して構成されている。
【００１８】
Ｒフィルタ１２ｒは、赤色領域の波長帯域の光として、例えば図３に示すように、主に６００ｎｍから７００ｎｍまでの光（Ｒ光）を透過させるような構成を有している。また、Ｇフィルタ１２ｇは、緑色領域の波長帯域の光として、例えば図３に示すように、主に５００ｎｍから６００ｎｍまでの光（Ｇ光）を透過させるような構成を有している。さらに、Ｂフィルタ１２ｂは、青色領域の波長帯域の光として、例えば図３に示すように、主に４００ｎｍから５００ｎｍまでの光（Ｂ光）を透過させるような構成を有している。
【００１９】
第２のフィルタ群１２Ｂは、各々が回転フィルタ１２の外周側の周方向に沿って設けられた、青色かつ狭帯域な光を透過させるＢｎ１フィルタ１２ｂ１と、緑色かつ狭帯域な光を透過させるＧｎフィルタ１２ｇ１と、を有して構成されている。
【００２０】
Ｂｎフィルタ１２ｂ１は、青色かつ狭帯域な光であるとともに、被写体１０１において自家蛍光を発生させることが可能な光として、例えば図４に示すように、Ｂ光の短波長側の光（Ｂｎ１光）を透過させるような構成を有している。
【００２１】
また、Ｇｎフィルタ１２ｇ１は、緑色かつ狭帯域な光として、例えば図４に示すように、５４０ｎｍ付近の波長の光（Ｇｎ光）を透過させるような構成を有している。
【００２２】
なお、図１に示す光源装置３においては、モータ１３にはラック１４ａが、モータ１４にはピニオン１４ｂが各々取付けられている。また、ラック１４ａは、ピニオン１４ｂに螺合するように取り付けられている。このような構成により、モータ１４及びピニオン１４ｂの回転に連動してラック１４ａが移動し、また、ラック１４ａの移動に連動して回転フィルタ１２及び回転用モータ１３が図１内の矢印方向（ランプ７の出射光路に垂直な方向）に移動する。
【００２３】
一方、挿入部２ａの先端部２ｃには、ライトガイド１５により伝送された照明光を被写体１０１に対して出射する照明光学系２１と、励起光カットフィルタ２２と、励起光カットフィルタ２２を経た被写体１０１の像を結像する対物光学系２３と、対物光学系２３の結像位置に配置されたＣＣＤ（電荷結合素子）２４と、が設けられている。
【００２４】
光カットフィルタ部としての励起光カットフィルタ２２は、対物光学系２３の光入射側（ＣＣＤ２４の前段）に配置されており、前述したＢｎ１光の波長帯域の透過率が略０になるように設定された光学素子である。すなわち、励起光カットフィルタ２２は、被写体１０１において反射したＢｎ１光をカットするための構成を有している。なお、本実施形態における励起光カットフィルタ２２の透過特性の一例を図４に示す。
【００２５】
撮像部としてのＣＣＤ２４は、プロセッサ４から出力される駆動信号に応じて駆動し、励起光カットフィルタ２２（及び対物光学系２３）を経た後の被写体１０１の像を撮像するとともに、撮像した該被写体１０１の像を撮像信号としてプロセッサ４へ出力する。
【００２６】
また、電子内視鏡２の操作部２ｂには、電子内視鏡２の内視鏡情報として、例えば機種、ＩＤ、カラーバランス補正用パラメータ、及び電子シャッタ速度等の情報が格納されたメモリ３１と、内視鏡装置１の観察モードを通常観察モード及び蛍光観察モードのいずれかに切り替えるための指示信号をユーザの操作に応じて出力可能な観察モード切替スイッチ３２と、が設けられている。
【００２７】
プロセッサ４は、プリプロセス回路３３と、Ａ／Ｄ変換回路３４と、カラーバランス補正回路３５と、コントラスト変換回路３６と、ノイズ低減回路３７と、セレクタ３８と、同時化回路３９と、画像処理回路４０と、Ｄ／Ａ変換回路４１と、符号化回路５２と、を有している。
【００２８】
プリプロセス回路３３は、ＣＣＤ２４からの撮像信号に対し、増幅処理等の前処理を施して出力する。
【００２９】
Ａ／Ｄ変換回路３４は、プリプロセス回路３３からの撮像信号に対し、Ａ／Ｄ変換を施して出力する。
【００３０】
カラーバランス補正回路３５は、図示しないマトリクス回路及び図示しないＡＧＣ回路を有するとともに、後述するＣＰＵ４４の制御に基づき、前述した内視鏡情報に含まれるカラーバランス補正用パラメータを該マトリクス回路及び該ＡＧＣ回路に適用しつつ、Ａ／Ｄ変換回路３４からの撮像信号に対し、例えばホワイトバランス及びゲイン調整等のカラーバランス処理を施して出力する。
【００３１】
補完処理部としてのコントラスト変換回路３６は、後述する観察モード切替回路４５の制御に基づき、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号に応じた被写体１０１の像のうち、Ｂ光の像の成分（以降、Ｂ成分と略記する）に対し、補完処理として、後述するコントラスト変換処理を施して出力する。
【００３２】
ノイズ低減処理部としてのノイズ低減回路３７は、後述する観察モード切替回路４５の制御に基づき、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号に応じた被写体１０１の像のうち、コントラスト変換回路３６を介して出力されたＢ成分に対し、後述するノイズ低減処理を施して出力する。
【００３３】
セレクタ３８は、後述する観察モード切替回路４５の制御に基づき、各観察モードに応じた撮像信号を選択的に出力する。
【００３４】
同時化回路３９は、例えばフレームメモリ等を有して構成され、後述する観察モード切替回路４５、及び、該観察モード切替回路４５に設けられた図示しないタイミングジェネレータの制御に基づき、セレクタ３８からの撮像信号を同時化しつつ１フレーム分ずつ出力する。
【００３５】
画像処理回路４０は、後述する観察モード切替回路４５の制御に基づき、同時化回路３９からの撮像信号に対し、例えば強調処理等の画像処理を施して出力する。
【００３６】
Ｄ／Ａ変換回路４１は、画像処理回路４０からの撮像信号に対してＤ／Ａ変換を施し、該Ｄ／Ａ変換後の撮像信号を映像信号として出力する。これにより、モニタ５には、前記映像信号に応じた被写体１０１の像が画像表示される。
【００３７】
符号化回路５２は、Ｄ／Ａ変換回路４１からの撮像信号に対して（圧縮処理等の）符号化処理を施し、該符号化処理後の撮像信号を画像データとして出力する。これにより、デジタルファイリング装置６には、前記画像データに応じた被写体１０１の像の画像が格納される。
【００３８】
また、プロセッサ４は、ＣＰＵ４４と、観察モード切替回路４５と、ＣＣＤドライバ４６と、調光回路４９と、電子シャッタ制御回路５０と、モータ制御回路５１と、を有している。
【００３９】
ＣＰＵ４４は、電子内視鏡２のメモリ３１に格納された内視鏡情報を読み込むとともに、読み込んだ該内視鏡情報に基づく制御をプロセッサ４の各部に対して行う。
【００４０】
観察モード切替回路４５は、観察モード切替スイッチ３２からの指示信号と、ＣＰＵ４４の制御とに基づき、プロセッサ４の観察モードを通常観察モードまたは蛍光観察モードのいずれかに切り替えるための制御を行う。また、観察モード切替回路４５は、プロセッサ４の各部が処理または動作を行うタイミングを指示するためのタイミング信号を生成可能な、図示しないタイミングジェネレータを有している。
【００４１】
ＣＣＤドライバ４６は、電子シャッタ制御回路５０の制御に基づいて駆動信号を出力することにより、被写体１０１が撮像されるタイミングが後述する所定のタイミングとなるようにＣＣＤ２４の駆動状態を制御する。
【００４２】
調光回路４９は、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号と、観察モード切替回路４５の制御とに基づき、光源装置３から出射される照明光が適切な光量になるように、絞り１１の絞り量を制御する。
【００４３】
電子シャッタ制御回路５０は、ＣＰＵ４４及び観察モード切替回路４５の制御に基づき、前述した内視鏡情報に含まれる電子シャッタ速度と、ＣＣＤ２４における電荷蓄積時間とが略一致するように、該電子シャッタ速度に応じた所定のタイミング毎に駆動信号を出力させる制御をＣＣＤドライバ４６に対して行う。
【００４４】
モータ制御回路５１は、観察モード切替回路４５の制御に基づいてモータ１４を制御することにより、ランプ７の出射光路上に配置されるフィルタ群を第１のフィルタ群１２Ａまたは第２のフィルタ群１２Ｂのいずれかに変更する。そして、モータ制御回路５１が行う前記制御により、プロセッサ４の観察モードに応じた照明光が光源装置３から出射される。
【００４５】
次に、本実施形態の内視鏡装置１の作用について説明を行う。
【００４６】
まず、ユーザは、内視鏡装置１の各部、すなわち、内視鏡２、光源装置３、プロセッサ４、モニタ５及びデジタルファイリング装置６の電源を投入し、該各部を起動状態とする。なお、前記起動状態、すなわち、電源投入直後の状態において、内視鏡２、光源装置３及びビデオプロセッサ４は、通常観察モードとして設定されているものとする。
【００４７】
プロセッサ４が通常観察モードとして設定された場合、観察モード切替回路４５は、観察モード切替スイッチ３２から出力される指示信号に基づき、プロセッサ４の各部に対し、通常観察モードに応じた動作を行わせるような制御を行う。
【００４８】
モータ制御回路５１は、観察モード切替回路４５の制御に基づいてモータ１４を制御することにより、ランプ７の出射光路上に第１のフィルタ群１２Ａを配置させる。これにより、プロセッサ４の観察モードに応じた照明光として、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の面順次な照明光が源装置３から繰り返し出射される。そして、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の面順次な照明光は、ライトガイド１５により伝送された後、照明光学系２１を経て被写体１０１へ出射される。
【００４９】
一方、ＣＣＤ２４は、ＣＣＤドライバ４６から出力される駆動信号に応じて動作するとともに、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光により順次照明される被写体１０１の像を所定のタイミング毎に撮像し、撮像した該被写体１０１の像を撮像信号としてプリプロセス回路３３へ出力する。
【００５０】
ＣＣＤ２４から出力された撮像信号は、プリプロセス回路３３により前処理が施され、Ａ／Ｄ変換回路３４によりＡ／Ｄ変換が施され、カラーバランス補正回路３５によりカラーバランス処理が施された後、コントラスト変換回路３６及び調光回路４９に入力される。
【００５１】
調光回路４９は、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号と、観察モード切替回路４５の制御とに基づき、光源装置３から出射される照明光が通常観察に適した光量になるように、絞り１１の絞り量を制御する。
【００５２】
一方、コントラスト変換回路３６は、観察モード切替回路４５の制御に基づき、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号に応じた被写体１０１の像のうち、Ｒ光の像の成分（以降、Ｒ成分と略記する）及びＧ光の像の成分（以降、Ｇ成分と略記する）をスルーさせつつ、Ｂ成分に対してコントラスト変換処理を施す。
【００５３】
ところで、コントラスト変換回路３６に入力されるＢ成分は、励起光カットフィルタ２２により短波長側の帯域がカットされたものである。そのため、例えば、被写体１０１に生体組織表層の毛細血管が含まれる場合、ヘモグロビン量が多い部分（毛細血管の部分）と、ヘモグロビン量が少ない部分（毛細血管以外の部分）とのコントラストが低下し、その結果、観察が困難となるような被写体１０１の像が出力されてしまう。
【００５４】
前述した点に鑑み、本実施形態のコントラスト変換回路３６は、コントラスト変換処理として、例えば、図５に示すような変換テーブルを用い、入力されるＢ成分の輝度を変換して出力する処理を行う。具体的には、コントラスト変換回路３６は、コントラスト変換処理として、図５に示すような変換テーブルを用い、入力されるＢ成分の輝度における黒レベルを低下しつつ出力する処理を行う。
【００５５】
そして、前述したコントラスト変換処理をコントラスト変換回路３６が行うことにより、通常観察モードの際に取得された被写体１０１の像において、ヘモグロビン量が多い部分と、ヘモグロビン量が少ない部分とのコントラストが向上する。
【００５６】
なお、コントラスト変換回路３６は、コントラスト変換処理として、図５に示すような変換テーブルを用いた処理を行うものに限らず、例えば図６に示すような、ガンマ変換に則する変換テーブルを用いた処理を行うものであっても良い。
【００５７】
また、ノイズ低減回路３７は、観察モード切替回路４５の制御に基づき、前述のコントラスト変換処理が施されたＢ成分に対してノイズ低減処理を施す。
【００５８】
ここで、ノイズ低減回路３７によるノイズ低減処理の具体例について説明を行う。
【００５９】
まず、ノイズ低減回路３７は、コントラスト変換回路３６からのＢ成分において、注目画素ｉを設定するとともに、ｉの値を１とする（図７のステップＳ１及びステップＳ２）。
【００６０】
なお、本実施形態において、コントラスト変換回路３６からのＢ成分は、Ｎ個の画素を有するものであるとする。これに伴い、変数ｉは、１≦ｉ≦Ｎを満たす整数であるとする。
【００６１】
その後、ノイズ低減回路３７は、相互に図８に示すような位置関係にある、注目画素ｉと、該注目画素ｉに隣接する８個の画素（画素ｉ１〜画素ｉ８）とを検出するとともに、これら９個の画素の輝度の平均値を平均値ａＡｉとして算出する（図７のステップＳ３）。
【００６２】
また、ノイズ低減回路３７は、画素ｉ１、ｉ３、ｉ４、ｉ５、ｉ６及びｉ８の６個の画素の輝度の平均値を平均値ａＨｉとして算出し、画素ｉ１、ｉ２、ｉ３、ｉ６、ｉ７及びｉ８の６個の画素の輝度の平均値を平均値ａＶｉとして算出し、画素ｉ２、ｉ４、ｉ５及びｉ７の４個の画素の輝度の平均値を平均値ａＳｉとして算出する（図７のステップＳ４）。
【００６３】
さらに、ノイズ低減回路３７は、画素ｉ１、ｉ４及びｉ６の３個の画素の輝度の平均値から、画素ｉ３、ｉ５及びｉ８の３個の画素の輝度の平均値を減じた値ＡｂｓＨの絶対値｜ＡｂｓＨ｜を差分絶対値ｇＨｉとして算出し、画素ｉ１、ｉ２及びｉ３の３個の画素の輝度の平均値から、画素ｉ６、ｉ７及びｉ８の３個の画素の輝度の平均値を減じた値ＡｂｓＶの絶対値｜ＡｂｓＶ｜を差分絶対値ｇＶｉとして算出する（図７のステップＳ５）。そして、ノイズ低減回路３７は、画素ｉ２及びｉ４の２個の画素の輝度の平均値から、画素ｉ５及びｉ７の２個の画素の輝度の平均値を減じた値ＡｂｓＳ１の絶対値｜ＡｂｓＳ１｜を差分絶対値ｇＳ１ｉとして算出し、画素ｉ２及びｉ５の２個の画素の輝度の平均値から、画素ｉ４及びｉ７の２個の画素の輝度の平均値を減じた値ＡｂｓＳ２の絶対値｜ＡｂｓＳ２｜を差分絶対値ｇＳ２ｉとして算出する（図７のステップＳ５）。
【００６４】
ノイズ低減回路３７は、図７のステップＳ５において算出した各差分絶対値ｇＨｉ、ｇＶｉ、ｇＳ１ｉ及びｇＳ２ｉを比較することにより、該各差分絶対値のうち、最大の値を有する一の差分絶対値ｇＭＡＸｉを検出する（図７のステップＳ６）。
【００６５】
その後、ノイズ低減回路３７は、平均値ａＨｉ、ａＶｉ及びａＳｉのうち、一の差分絶対値ｇＭＡＸｉに対応するものを検出する（図７のステップＳ７）。
【００６６】
具体的には、ノイズ低減回路３７は、前記一の差分絶対値ｇＭＡＸｉが差分絶対値ｇＨｉである場合には、図７のステップＳ７の処理結果として、平均値ａＨｉを検出する。また、ノイズ低減回路３７は、前記一の差分絶対値ｇＭＡＸｉが差分絶対値ｇＶｉである場合には、図７のステップＳ７の処理結果として、平均値ａＶｉを検出する。さらに、ノイズ低減回路３７は、前記一の差分絶対値ｇＭＡＸｉが差分絶対値ｇＳ１ｉまたはｇＳ２ｉのいずれかである場合には、図７のステップＳ７の処理結果として、平均値ａＳｉを検出する。
【００６７】
ノイズ低減回路３７は、一の差分絶対値ｇＭＡＸｉが閾値Ｔｈよりも小さいか否かを検出する（図７のステップＳ８）。そして、ノイズ低減回路３７は、一の差分絶対値ｇＭＡＸｉが閾値Ｔｈよりも小さいことを検出した場合、注目画素ｉをエッジを構成する画素ではないと判定するとともに、平均値ａＡｉを該注目画素ｉの輝度値とする（図７のステップＳ９）。また、ノイズ低減回路３７は、一の差分絶対値ｇＭＡＸｉが閾値Ｔｈ以上であることを検出した場合、注目画素ｉをエッジを構成する画素であると判定するとともに、平均値ａＨｉ、ａＶｉ及びａＳｉのうち、一の差分絶対値ｇＭＡＸｉに対応付けられた一の平均値を注目画素ｉの輝度値とする（図７のステップＳ１０）。
【００６８】
具体的には、ノイズ低減回路３７は、一の差分絶対値ｇＭＡＸｉが差分絶対値ｇＨｉであり、かつ、該差分絶対値ｇＨｉが閾値Ｔｈ以上であることを検出した場合、注目画素ｉを垂直方向のエッジを構成する画素であると判定するとともに、平均値ａＨｉを注目画素ｉの輝度値とする。
【００６９】
また、ノイズ低減回路３７は、一の差分絶対値ｇＭＡＸｉが差分絶対値ｇＶｉであり、かつ、該差分絶対値ｇＶｉが閾値Ｔｈ以上であることを検出した場合、注目画素ｉを水平方向のエッジを構成する画素であると判定するとともに、平均値ａＶｉを注目画素ｉの輝度値とする。
【００７０】
また、ノイズ低減回路３７は、一の差分絶対値ｇＭＡＸｉが差分絶対値ｇＳ１ｉであり、かつ、該差分絶対値ｇＳ１ｉが閾値Ｔｈ以上であることを検出した場合、注目画素ｉを斜め方向のエッジを構成する画素であると判定するとともに、平均値ａＳｉを注目画素ｉの輝度値とする。
【００７１】
さらに、ノイズ低減回路３７は、一の差分絶対値ｇＭＡＸｉが差分絶対値ｇＳ２ｉであり、かつ、該差分絶対値ｇＳ２ｉが閾値Ｔｈ以上であることを検出した場合、注目画素ｉを斜め方向のエッジを構成する画素であると判定するとともに、平均値ａＳｉを注目画素ｉの輝度値とする。
【００７２】
そして、ノイズ低減回路３７は、変数ｉ＝Ｎではないことを検出した（図７のステップＳ１１）場合、変数ｉの値に１を加えつつ、図７のステップＳ３からステップＳ１１までの処理を繰り返し行う（図７のステップＳ１２）。また、ノイズ低減回路３７は、変数ｉ＝Ｎであることを検出した（図７のステップＳ１１）場合、一連のノイズ低減処理を終了する。
【００７３】
以上に述べたノイズ低減処理をノイズ低減回路３７が行うことにより、通常観察モードの際に取得された被写体１０１の像のうち、特にエッジ部において生じるノイズを低減することができる。
【００７４】
コントラスト変換回路３６から出力されたＲ成分及びＧ成分、及びノイズ低減回路３７から出力されたＢ成分は、セレクタ３８を経て、同時化回路３９により同時化され、画像処理回路４０により画像処理が施され、Ｄ／Ａ変換回路４１によりＤ／Ａ変換が施された後、モニタ５へ出力される。
【００７５】
そして、以上に述べた処理等がプロセッサ４において行われることにより、モニタ５には、内視鏡２が励起光カットフィルタ２２を有しない場合の色調が再現された被写体１０１の像が画像表示される。
【００７６】
また、ユーザは、観察モード切替スイッチ３２を操作することにより、内視鏡装置１の観察モードを、通常観察モードから蛍光観察モードへと切り替える。
【００７７】
プロセッサ４が蛍光観察モードとして設定された場合、観察モード切替回路４５は、観察モード切替スイッチ３２から出力される指示信号に基づき、プロセッサ４の各部に対し、蛍光観察モードに応じた動作を行わせるような制御を行う。
【００７８】
モータ制御回路５１は、観察モード切替回路４５の制御に基づいてモータ１４を制御することにより、ランプ７の出射光路上に第２のフィルタ群１２Ｂを配置させる。これにより、プロセッサ４の観察モードに応じた照明光として、Ｂｎ１光及びＧｎ光の面順次な照明光が源装置３から繰り返し出射される。そして、Ｂｎ１光及びＧｎ光の面順次な照明光は、ライトガイド１５により伝送された後、照明光学系２１を経て被写体１０１へ出射される。
【００７９】
一方、ＣＣＤ２４は、ＣＣＤドライバ４６から出力される駆動信号に応じて動作するとともに、Ｂｎ１光及びＧｎ光により順次照明される被写体１０１の像を所定のタイミング毎に撮像し、撮像した該被写体１０１の像を撮像信号としてプリプロセス回路３３へ出力する。
【００８０】
ＣＣＤ２４から出力された撮像信号は、プリプロセス回路３３により前処理が施され、Ａ／Ｄ変換回路３４によりＡ／Ｄ変換が施され、カラーバランス補正回路３５によりカラーバランス処理が施された後、コントラスト変換回路３６及び調光回路４９に入力される。
【００８１】
なお、蛍光観察の際の撮像信号が有するＢｎ１光の像の成分及びＧｎ光の像の成分は、カラーバランス補正回路３５のカラーバランス処理により、赤、緑及び青色の成分に変換された状態として出力されるものとする。
【００８２】
調光回路４９は、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号と、観察モード切替回路４５の制御とに基づき、光源装置３から出射される照明光が蛍光観察に適した光量になるように、絞り１１の絞り量を制御する。
【００８３】
また、コントラスト変換回路３６及びノイズ低減回路３７は、蛍光観察モードにおいては、入力される撮像信号をスルーさせつつセレクタ３８へ出力する。
【００８４】
その後、セレクタ３８を経た撮像信号は、同時化回路３９により同時化され、画像処理回路４０により画像処理が施され、Ｄ／Ａ変換回路４１によりＤ／Ａ変換が施された後、モニタ５へ出力される。これにより、モニタ５には、被写体１０１が発する蛍光の像が画像表示される。
【００８５】
以上に述べたように、本実施形態の内視鏡装置１においては、通常観察モードの際に、励起光カットフィルタ２２によりカットされた帯域の色調を補完するような処理が行われる。そのため、本実施形態の内視鏡装置１は、通常観察モードにおいて、被写体１０１とＣＣＤ２４との間に励起光カットフィルタ２２を有しない場合の色調が再現された被写体１０１の像を取得することができる。
【００８６】
（第２の実施形態）
図９から図１２は、本発明の第１の実施形態に係るものである。図９は、本発明の第２の実施形態に係る内視鏡装置の要部の構成の一例を示す図である。図１０は、図９の回転フィルタの具体的な構成の一例を示す図である。図１１は、図１０の第３のフィルタ群が有する各フィルタの透過特性、及び、図９の内視鏡が有する励起光カットフィルタの透過特性の一例を示す図である。図１２は、図９のコントラスト変換回路がコントラスト変換処理を行う際に用いるフィルタの一例を示す図である。
【００８７】
なお、第１の実施形態と同様の構成を持つ部分については、詳細説明は省略する。また、本実施形態の内視鏡装置の構成は、第１の実施形態の内視鏡装置の構成と略同様である。そのため、以降においては、第１の実施形態の内視鏡装置と異なる構成または作用を有する部分について主に説明を行うものとする。
【００８８】
本実施形態に係る画像生成装置としての内視鏡装置１Ａは、図９に示すように、電子内視鏡２における励起光カットフィルタ２２の代わりに励起光カットフィルタ２２Ａが設けられた電子内視鏡２Ａと、光源装置３における回転フィルタ１２の代わりに回転フィルタ１１２が設けられた光源装置３Ａと、プロセッサ４におけるコントラスト変換回路３６の代わりにコントラスト変換回路３６Ａが設けられたプロセッサ４Ａと、モニタ５と、デジタルファイリング装置６と、を有して要部が構成されている。
【００８９】
光源部としての光源装置３Ａの回転フィルタ１１２は、図１０に示すように、第１のフィルタ群１２Ａと、外周側の周方向に沿って設けられた複数のフィルタを具備する第３のフィルタ群１２Ｃと、を有している。なお、回転フィルタ１１２において、第１のフィルタ群１２Ａ及び第３のフィルタ群１２Ｃの各フィルタが配置されている部分以外は、光を遮光する部材により構成されているものとする。
【００９０】
第３のフィルタ群１２Ｃは、各々が回転フィルタ１１２の外周側の周方向に沿って設けられた、青色かつ狭帯域な光を透過させるＢｎ２フィルタ１２ｂ２と、Ｇｎフィルタ１２ｇ１と、を有して構成されている。
【００９１】
Ｂｎフィルタ１２ｂ２は、青色かつ狭帯域な光であるとともに、被写体１０１において自家蛍光を発生させることが可能な光として、例えば図１１に示すように、Ｂ光の長波長側の光（Ｂｎ２光）を透過させるような構成を有している。
【００９２】
光カットフィルタ部としての励起光カットフィルタ２２Ａは、対物光学系２３の光入射側（ＣＣＤ２４の前段）に配置されており、前述したＢｎ２光の波長帯域の透過率が略０になるように設定された光学素子である。すなわち、励起光カットフィルタ２２Ａは、被写体１０１において反射したＢｎ２光をカットするための構成を有している。なお、本実施形態における励起光カットフィルタ２２Ａの透過率の一例を図１１に示す。
【００９３】
補完処理部としてのコントラスト変換回路３６Ａは、観察モード切替回路４５の制御に基づき、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号に応じた被写体１０１の像のうち、Ｂ成分に対し、補完処理として、後述するコントラスト変換処理を施して出力する。
【００９４】
次に、本実施形態の内視鏡装置１Ａの作用について説明を行う。
【００９５】
まず、ユーザは、内視鏡装置１Ａの各部、すなわち、内視鏡２Ａ、光源装置３Ａ、プロセッサ４Ａ、モニタ５及びデジタルファイリング装置６の電源を投入し、該各部を起動状態とする。なお、前記起動状態、すなわち、電源投入直後の状態において、内視鏡２Ａ、光源装置３Ａ及びビデオプロセッサ４Ａは、通常観察モードとして設定されているものとする。
【００９６】
プロセッサ４Ａが通常観察モードとして設定された場合、観察モード切替回路４５は、観察モード切替スイッチ３２から出力される指示信号に基づき、プロセッサ４Ａの各部に対し、通常観察モードに応じた動作を行わせるような制御を行う。
【００９７】
モータ制御回路５１は、観察モード切替回路４５の制御に基づいてモータ１４を制御することにより、ランプ７の出射光路上に第１のフィルタ群１２Ａを配置させる。これにより、プロセッサ４Ａの観察モードに応じた照明光として、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の面順次な照明光が源装置３Ａから繰り返し出射される。そして、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の面順次な照明光は、ライトガイド１５により伝送された後、照明光学系２１を経て被写体１０１へ出射される。
【００９８】
一方、ＣＣＤ２４は、ＣＣＤドライバ４６から出力される駆動信号に応じて動作するとともに、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光により順次照明される被写体１０１の像を所定のタイミング毎に撮像し、撮像した該被写体１０１の像を撮像信号としてプリプロセス回路３３へ出力する。
【００９９】
ＣＣＤ２４から出力された撮像信号は、プリプロセス回路３３により前処理が施され、Ａ／Ｄ変換回路３４によりＡ／Ｄ変換が施され、カラーバランス補正回路３５によりカラーバランス処理が施された後、コントラスト変換回路３６Ａ及び調光回路４９に入力される。
【０１００】
調光回路４９は、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号と、観察モード切替回路４５の制御とに基づき、光源装置３から出射される照明光が通常観察に適した光量になるように、絞り１１の絞り量を制御する。
【０１０１】
一方、コントラスト変換回路３６Ａは、観察モード切替回路４５の制御に基づき、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号に応じた被写体１０１の像のうち、、Ｒ成分及びＧ成分をスルーさせつつ、Ｂ成分に対してコントラスト変換処理を施す。
【０１０２】
ところで、コントラスト変換回路３６Ａに入力されるＢ成分は、励起光カットフィルタ２２Ａにより長波長側の帯域がカットされたものである。そのため、例えば、被写体１０１に生体組織表層の毛細血管が含まれる場合、ヘモグロビン量が多い部分（毛細血管の部分）と、ヘモグロビン量が少ない部分（毛細血管以外の部分）とのコントラストが過剰に高くなり、その結果、観察が困難となるような被写体１０１の像が出力されてしまう。
【０１０３】
前述した点に鑑み、本実施形態のコントラスト変換回路３６Ａは、コントラスト変換処理として、例えば、図１２に示すようなローパスフィルタを用い、入力されるＢ成分の輝度を変換して出力する処理を行う。具体的には、コントラスト変換回路３６は、コントラスト変換処理として、図５に示すようなローパスフィルタを用い、入力されるＢ成分のうち、毛細血管の部分のコントラストを低減しつつ（高周波成分を除去しつつ）出力する処理を行う。
【０１０４】
そして、前述したコントラスト変換処理をコントラスト変換回路３６Ａが行うことにより、通常観察モードの際に取得された被写体１０１の像において、ヘモグロビン量が多い部分と、ヘモグロビン量が少ない部分とのコントラストが向上する。
【０１０５】
その後、コントラスト変換回路３６Ａから出力されたＢ成分は、ノイズ低減回路３７により、第１の実施形態の説明において既述であるノイズ低減処理が施された後、セレクタ３８に入力される。
【０１０６】
コントラスト変換回路３６Ａから出力されたＲ成分及びＧ成分、及びノイズ低減回路３７から出力されたＢ成分は、セレクタ３８を経て、同時化回路３９により同時化され、画像処理回路４０により画像処理が施され、Ｄ／Ａ変換回路４１によりＤ／Ａ変換が施された後、モニタ５へ出力される。
【０１０７】
そして、以上に述べた処理等がプロセッサ４Ａにおいて行われることにより、モニタ５には、内視鏡２Ａが励起光カットフィルタ２２Ａを有しない場合の色調が再現された被写体１０１の像が画像表示される。
【０１０８】
また、ユーザは、観察モード切替スイッチ３２を操作することにより、内視鏡装置１Ａの観察モードを、通常観察モードから蛍光観察モードへと切り替える。
【０１０９】
プロセッサ４Ａが蛍光観察モードとして設定された場合、観察モード切替回路４５は、観察モード切替スイッチ３２から出力される指示信号に基づき、プロセッサ４Ａの各部に対し、蛍光観察モードに応じた動作を行わせるような制御を行う。
【０１１０】
モータ制御回路５１は、観察モード切替回路４５の制御に基づいてモータ１４を制御することにより、ランプ７の出射光路上に第３のフィルタ群１２Ｃを配置させる。これにより、プロセッサ４Ａの観察モードに応じた照明光として、Ｂｎ２光及びＧｎ光の面順次な照明光が源装置３Ａから繰り返し出射される。そして、Ｂｎ２光及びＧｎ光の面順次な照明光は、ライトガイド１５により伝送された後、照明光学系２１を経て被写体１０１へ出射される。
【０１１１】
一方、ＣＣＤ２４は、ＣＣＤドライバ４６から出力される駆動信号に応じて動作するとともに、Ｂｎ１光及びＧｎ光により順次照明される被写体１０１の像を所定のタイミング毎に撮像し、撮像した該被写体１０１の像を撮像信号としてプリプロセス回路３３へ出力する。
【０１１２】
ＣＣＤ２４から出力された撮像信号は、プリプロセス回路３３により前処理が施され、Ａ／Ｄ変換回路３４によりＡ／Ｄ変換が施され、カラーバランス補正回路３５によりカラーバランス処理が施された後、コントラスト変換回路３６Ａ及び調光回路４９に入力される。
【０１１３】
なお、蛍光観察の際の撮像信号が有するＢｎ２光の像の成分及びＧｎ光の像の成分は、カラーバランス補正回路３５のカラーバランス処理により、赤、緑及び青色の成分に変換された状態として出力されるものとする。
【０１１４】
調光回路４９は、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号と、観察モード切替回路４５の制御とに基づき、光源装置３Ａから出射される照明光が蛍光観察に適した光量になるように、絞り１１の絞り量を制御する。
【０１１５】
また、コントラスト変換回路３６Ａ及びノイズ低減回路３７は、蛍光観察モードにおいては、入力される撮像信号をスルーさせつつセレクタ３８へ出力する。
【０１１６】
その後、セレクタ３８を経た撮像信号は、同時化回路３９により同時化され、画像処理回路４０により画像処理が施され、Ｄ／Ａ変換回路４１によりＤ／Ａ変換が施された後、モニタ５へ出力される。これにより、モニタ５には、被写体１０１が発する蛍光の像が画像表示される。
【０１１７】
以上に述べたように、本実施形態の内視鏡装置１Ａにおいては、通常観察モードの際に、励起光カットフィルタ２２Ａによりカットされた帯域の色調を補完するような処理が行われる。そのため、本実施形態の内視鏡装置１Ａは、通常観察モードにおいて、被写体１０１とＣＣＤ２４との間に励起光カットフィルタ２２Ａを有しない場合の色調が再現された被写体１０１の像を取得することができる。
【０１１８】
（第３の実施形態）
図１３から図１８は、本発明の第３の実施形態に係るものである。図１３は、本発明の第３の実施形態に係る内視鏡装置の要部の構成の一例を示す図である。図１４は、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の光パワー分布、及び、該光パワー分布における図１３の励起光カットフィルタの帯域を示す図である。図１５は、図１３の色変換回路が行う色変換処理の一例を示す図である。図１６は、本発明の第３の実施形態に係る内視鏡装置の要部の構成の、図１３とは異なる例を示す図である。図１７は、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の光パワー分布、及び、該光パワー分布における図１６の励起光カットフィルタの帯域を示す図である。図１８は、図１６の色変換回路が行う色変換処理の一例を示す図である。
【０１１９】
なお、前述した各実施形態と同様の構成を持つ部分については、詳細説明は省略する。また、本実施形態の内視鏡装置の構成は、前述した各実施形態の内視鏡装置の構成と略同様である。そのため、以降においては、前述した各実施形態の内視鏡装置のいずれとも異なる構成または作用を有する部分について主に説明を行うものとする。
【０１２０】
本実施形態に係る画像生成装置としての内視鏡装置１Ｂは、図１３に示すように、電子内視鏡２と、光源装置３と、プロセッサ４Ｂと、モニタ５と、デジタルファイリング装置６と、を有して要部が構成されている。
【０１２１】
プロセッサ４Ｂは、図１３に示すように、コントラスト変換回路３６をプロセッサ４から取り除くとともに、プロセッサ４における同時化回路３９の後段かつ画像処理回路４０の前段に色変換回路６１を配置したものと同様の構成を有している。
【０１２２】
補完処理部としての色変換回路６１は、カラーバランス補正回路３５から出力される各カラーバランス係数と、観察モード切替回路４５の制御とに基づき、同時化回路３９からの撮像信号に応じた被写体１０１の像に対し、補完処理として、後述する色変換処理を施して出力する。なお、前記カラーバランス係数は、カラーバランス補正回路３５によるカラーバランス処理において用いられる係数である。そして、以降においては、Ｒ成分に対するカラーバランス係数をｋＲ、Ｇ成分に対するカラーバランス係数をｋＧ、及び、Ｂ成分に対するカラーバランス係数をｋＢと各々記すものとする。また、色変換回路６１は、前記色変換処理を行うための各種パラメータ等が格納された、図示しないメモリを有している。
【０１２３】
次に、本実施形態の内視鏡装置１Ｂの作用について説明を行う。
【０１２４】
まず、ユーザは、内視鏡装置１Ｂの各部、すなわち、内視鏡２、光源装置３、プロセッサ４Ｂ、モニタ５及びデジタルファイリング装置６の電源を投入し、該各部を起動状態とする。なお、前記起動状態、すなわち、電源投入直後の状態において、内視鏡２、光源装置３及びビデオプロセッサ４Ｂは、通常観察モードとして設定されているものとする。
【０１２５】
プロセッサ４Ｂが通常観察モードとして設定された場合、観察モード切替回路４５は、観察モード切替スイッチ３２から出力される指示信号に基づき、プロセッサ４Ｂの各部に対し、通常観察モードに応じた動作を行わせるような制御を行う。
【０１２６】
モータ制御回路５１は、観察モード切替回路４５の制御に基づいてモータ１４を制御することにより、ランプ７の出射光路上に第１のフィルタ群１２Ａを配置させる。これにより、プロセッサ４Ｂの観察モードに応じた照明光として、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の面順次な照明光が源装置３から繰り返し出射される。そして、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の面順次な照明光は、ライトガイド１５により伝送された後、照明光学系２１を経て被写体１０１へ出射される。
【０１２７】
一方、ＣＣＤ２４は、ＣＣＤドライバ４６から出力される駆動信号に応じて動作するとともに、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光により順次照明される被写体１０１の像を所定のタイミング毎に撮像し、撮像した該被写体１０１の像を撮像信号としてプリプロセス回路３３へ出力する。
【０１２８】
ＣＣＤ２４から出力された撮像信号は、プリプロセス回路３３により前処理が施され、Ａ／Ｄ変換回路３４によりＡ／Ｄ変換が施され、カラーバランス補正回路３５によりカラーバランス処理が施された状態として出力される。
【０１２９】
調光回路４９は、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号と、観察モード切替回路４５の制御とに基づき、光源装置３から出射される照明光が通常観察に適した光量になるように、絞り１１の絞り量を制御する。
【０１３０】
一方、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号のうち、Ｒ成分及びＧ成分は、セレクタ３８を介して同時化回路３９へ出力される。また、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号のうち、Ｂ成分は、前述したノイズ低減処理がノイズ低減回路３７により施された後、セレクタ３８を介して同時化回路３９へ出力される。そして、同時化回路３９は、入力されるＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分を同時化しつつ色変換回路６１へ出力する。
【０１３１】
ここで、プロセッサ４Ｂの色変換回路６１により行われる色変換処理の具体例について説明を行う。
【０１３２】
まず、色変換回路６１は、カラーバランス補正回路３５から出力されるカラーバランス係数ｋＲ、ｋＧ及びｋＢを、下記数式（１）から数式（３）に適用することにより、Ｒ成分値Ｒｂ、Ｇ成分値Ｇｂ、及び、励起光カットフィルタ２２を考慮した場合のＢ成分値Ｂｂ１を各々算出する。
【０１３３】
Ｒｂ＝Ａ×Ｉ（ＰＲ）×ｋＲ ・・・（１）
Ｇｂ＝Ａ×Ｉ（ＰＧ）×ｋＧ ・・・（２）
Ｂｂ１＝Ａ×Ｉ（ＰＢ１）×ｋＢ ・・・（３）
なお、上記数式（１）における光パワー定数ＰＲは、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図１４内のＲとして示す帯域である、赤色の帯域の光パワー分布に基づいて算出された中央値を示すものである。
【０１３４】
また、上記数式（２）における光パワー定数ＰＧは、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図１４内のＧとして示す帯域である、緑色の帯域の光パワー分布に基づいて算出された中央値を示すものである。
【０１３５】
また、上記数式（３）における光パワー定数ＰＢ１は、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図１４のＢとして示す帯域である青色の帯域から、図１４のＢｆ１として示す帯域である励起光カットフィルタ２２によりカットされた帯域を除いた帯域、すなわち、図１４のＢ１として示す帯域の光パワー分布に基づいて算出された中央値を示すものである。
【０１３６】
そして、上記数式（１）から数式（３）におけるＡ／Ｄ変換係数Ａは、Ａ／Ｄ変換回路３４が撮像信号に対してＡ／Ｄ変換を施す際に用いられる変換係数を示すものである。
【０１３７】
また、上記数式（１）から（３）における光電流値Ｉ（ＰＲ）、Ｉ（ＰＧ）及びＩ（ＰＢ１）は、下記数式（４）における光パワー値Ｐとして、前述した光パワー定数ＰＲ、ＰＧ及びＰＢ１を夫々代入することにより算出される値である。
【０１３８】
Ｉ（Ｐ）＝（１／ηｅ）（Ｐλ／ｈｃ） ・・・（４）
但し、上記数式（４）において、ηは量子効率を、ｅは単位電荷を、λは前述した各光パワー定数を与える波長を、ｈはプランク定数を、ｃは光の速度を夫々示すものとする。
【０１３９】
次に、色変換回路６１は、カラーバランス補正回路３５から出力されるカラーバランス係数ｋＲ、ｋＧ及びｋＢと、上記数式（１）から数式（３）を用いて算出した成分値Ｒｂ、Ｇｂ及びＢｂ１とを下記数式（５）及び（６）に適用することにより、該各成分値をｘｙ座標空間の座標値Ｘｃ及びＹｃに変換する。
【０１４０】
Ｘｃ＝０．６Ｒｂ−０．２８Ｇｂ−０．３２Ｂｂ１ ・・・（５）
Ｙｃ＝０．２Ｒｂ−０．５２Ｇｂ＋０．３１Ｂｂ１ ・・・（６）
一方、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図１４内のＢとして示す帯域である、青色の帯域の光パワー分布に基づいて算出した中央値を光パワー定数ＰＢとした場合、色変換回路６１は、該光パワー定数ＰＢを下記数式（７）に適用することにより、励起光カットフィルタ２２を考慮しない場合のＢ成分値Ｂｂを算出する。
【０１４１】
Ｂｂ＝Ａ×Ｉ（ＰＢ）×ｋＢ ・・・（７）
なお、上記数式（７）における光電流値Ｉ（ＰＢ）は、上記数式（４）における光パワー値Ｐとして、前述した光パワー定数ＰＢを代入することにより算出される値である。
【０１４２】
そして、色変換回路６１は、カラーバランス補正回路３５から出力されるカラーバランス係数ｋＲ、ｋＧ及びｋＢと、上記数式（１）、数式（２）及び数式（７）を用いて算出した成分値Ｒｂ、Ｇｂ及びＢｂとを下記数式（８）及び（９）に適用することにより、該各成分値をｘｙ座標空間の座標値Ｘ０及びＹ０に変換する。
【０１４３】
Ｘ０＝０．６Ｒｂ−０．２８Ｇｂ−０．３２Ｂｂ ・・・（８）
Ｙ０＝０．２Ｒｂ−０．５２Ｇｂ＋０．３１Ｂｂ ・・・（９）
さらに、色変換回路６１は、カラーバランス補正回路３５から出力されるカラーバランス係数ｋＲ、ｋＧ及びｋＢと、前述した前述した光パワー定数ＰＲ、ＰＧ及びＰＢ１とを下記数式（１０）及び（１１）に適用することにより、ｘｙ座標空間の座標値Ｘσ及びＹσを算出する。
【０１４４】
Ｘσ＝０．６×［Ａ×Ｉ（ＰＲ＋σＲ）×ｋＲ］−０．２８×［Ａ×Ｉ（ＰＧ＋σＧ）×ｋＧ］
−０．３２×［Ａ×Ｉ（ＰＢ１＋σＢ１）×ｋＢ］ ・・・（１０）
Ｙσ＝０．２×［Ａ×Ｉ（ＰＲ＋σＲ）×ｋＲ］−０．５２×［Ａ×Ｉ（ＰＧ＋σＧ）×ｋＧ］
＋０．３１×［Ａ×Ｉ（ＰＢ１＋σＢ１）×ｋＢ］ ・・・（１１）
なお、上記数式（１０）及び（１１）における標準偏差σＲは、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図１４内のＲとして示す帯域である、赤色の帯域の光パワー分布に基づいて算出したものである。
【０１４５】
また、上記数式（１０）及び（１１）における標準偏差σＧは、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図１４内のＧとして示す帯域である、緑色の帯域の光パワー分布に基づいて算出したものである。
【０１４６】
また、上記数式（１０）及び（１１）における標準偏差σＢ１は、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図１４のＢとして示す帯域である青色の帯域から、図１４のＢｆ１として示す帯域である励起光カットフィルタ２２によりカットされた帯域を除いた帯域、すなわち、図１４のＢ１として示す帯域の光パワー分布に基づいて算出したものである。
【０１４７】
そして、上記数式（１０）及び（１１）における光電流値Ｉ（ＰＲ＋σＲ）、Ｉ（ＰＧ＋σＧ）及びＩ（ＰＢ１＋σＢ１）は、上記数式（４）における光パワー値Ｐとして、（ＰＲ＋σＲ）、（ＰＧ＋σＧ）及び（ＰＢ１＋σＢ１）の値を夫々代入することにより算出されるものである。
【０１４８】
その後、色変換回路６１は、下記数式（１２）及び（１３）を用い、ｘｙ座標空間における色域判定を行う。
【０１４９】
（Ｘ０−Ｘｃ）＋（Ｙ０−Ｙｃ）≦（Ｘｃ−Ｘσ）２＋（Ｙｃ−Ｙσ）２ ・・・（１２）
（Ｘ０−Ｘｃ）＋（Ｙ０−Ｙｃ）＞（Ｘｃ−Ｘσ）２＋（Ｙｃ−Ｙσ）２ ・・・（１３）
色変換回路６１は、各座標値Ｘ０、Ｘｃ、Ｘσ、Ｙ０、ＹＣ及びＹσが上記数式（１２）の関係を満たす場合、後述する数式（１４）及び（１５）を用いつつ、入力される撮像信号に対する処理を行う。また、色変換回路６１は、各座標値Ｘ０、Ｘｃ、Ｘσ、Ｙ０、ＹＣ及びＹσが上記数式（１３）の関係を満たす場合、入力される撮像信号に対して以降の処理を行うことなく、該撮像信号をスルーさせつつ出力する。
【０１５０】
色変換回路６１は、各座標値Ｘ０、Ｘｃ、Ｘσ、Ｙ０、ＹＣ及びＹσが上記数式（１２）の関係を満たすことを検出した場合、入力される撮像信号のＲ成分値Ｒｉ、Ｇ成分値Ｇｉ、及びＢ成分値Ｂｉとを下記数式（１４）及び（１５）に適用することにより、該各成分値をｘｙ座標空間の座標値Ｘｉ及びＹｉに変換する。
【０１５１】
Ｘｉ＝０．６Ｒｉ−０．２８Ｇｉ−０．３２Ｂｉ ・・・（１４）
Ｙｉ＝０．２Ｒｉ−０．５２Ｇｉ＋０．３１Ｂｉ ・・・（１５）
そして、色変換回路６１は、下記数式（１６）及び（１７）を用い、座標値Ｘｉ及びＹｉを座標値Ｘｅ及びＹｅに変換する。
【０１５２】
Ｘｅ＝Ｘｉ＋Ｘｃ ・・・（１６）
Ｙｅ＝Ｙｉ＋Ｙｃ ・・・（１７）
その後、色変換回路６１は、座標値Ｘｅ及びＹｅに基づいて色変換処理後のＲ成分値Ｒｅ、Ｇ成分値Ｇｅ及びＢ成分値Ｂｅを下記数式（１８）、（１９）及び（２０）を用いて算出するとともに、算出した各成分値を画像処理回路４０へ出力する。
【０１５３】
Ｒｅ＝１．４３Ｘｅ−０．８Ｙｅ＋２．０（１−Ｘｅ−Ｙｅ） ・・・（１８）
Ｇｅ＝０．１８Ｘｅ＋０．０２Ｙｅ＋０．５７（１−Ｘｅ−Ｙｅ） ・・・（１９）
Ｂｅ＝−０．６１Ｘｅ−１．５Ｙｅ＋３．３（１−Ｘｅ−Ｙｅ） ・・・（２０）
ところで、内視鏡装置１Ｂの構成において、色変換回路６１に入力されるＢ成分は、励起光カットフィルタ２２により短波長側の帯域がカットされたものである。そのため、例えば、被写体１０１に生体組織表層の毛細血管が含まれる場合、ヘモグロビン量が多い部分（毛細血管の部分）と、ヘモグロビン量が少ない部分（毛細血管以外の部分）とのコントラストが低下してしまう。これにより、被写体１０１のうち、特に毛細血管が集積している領域においては、該毛細血管の像として、赤色の色調が強い像が出力されてしまう。
【０１５４】
前述した点に鑑み、内視鏡装置１Ｂの色変換回路６１は、前述した色変換処理として、色空間における所定の領域内に存在する画素に対し、例えば図１５に示すような座標変換を行うことにより、赤色の色調が強い毛細血管の像を、本来の色調を有する像として再現しつつ出力することができる。
【０１５５】
そして、色変換回路６１から出力されたＲ成分Ｒｅ、Ｇ成分Ｇｅ及びＢ成分Ｂｅは、画像処理回路４０により画像処理が施され、Ｄ／Ａ変換回路４１によりＤ／Ａ変換が施された後、モニタ５へ出力される。
【０１５６】
以上に述べた処理等がプロセッサ４Ｂにおいて行われることにより、モニタ５には、内視鏡２が励起光カットフィルタ２２を有しない場合の色調が再現された被写体１０１の像が画像表示される。
【０１５７】
また、ユーザは、観察モード切替スイッチ３２を操作することにより、内視鏡装置１Ｂの観察モードを、通常観察モードから蛍光観察モードへと切り替える。
【０１５８】
プロセッサ４Ｂが蛍光観察モードとして設定された場合、観察モード切替回路４５は、観察モード切替スイッチ３２から出力される指示信号に基づき、プロセッサ４Ｂの各部に対し、蛍光観察モードに応じた動作を行わせるような制御を行う。
【０１５９】
モータ制御回路５１は、観察モード切替回路４５の制御に基づいてモータ１４を制御することにより、ランプ７の出射光路上に第２のフィルタ群１２Ｂを配置させる。これにより、プロセッサ４の観察モードに応じた照明光として、Ｂｎ１光及びＧｎ光の面順次な照明光が源装置３から繰り返し出射される。そして、Ｂｎ１光及びＧｎ光の面順次な照明光は、ライトガイド１５により伝送された後、照明光学系２１を経て被写体１０１へ出射される。
【０１６０】
一方、ＣＣＤ２４は、ＣＣＤドライバ４６から出力される駆動信号に応じて動作するとともに、Ｂｎ１光及びＧｎ光により順次照明される被写体１０１の像を所定のタイミング毎に撮像し、撮像した該被写体１０１の像を撮像信号としてプリプロセス回路３３へ出力する。
【０１６１】
ＣＣＤ２４から出力された撮像信号は、プリプロセス回路３３により前処理が施され、Ａ／Ｄ変換回路３４によりＡ／Ｄ変換が施され、カラーバランス補正回路３５によりカラーバランス処理が施された状態として出力される。
【０１６２】
調光回路４９は、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号と、観察モード切替回路４５の制御とに基づき、光源装置３から出射される照明光が蛍光観察に適した光量になるように、絞り１１の絞り量を制御する。
【０１６３】
一方、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号のうち、Ｒ成分及びＧ成分は、セレクタ３８を介して同時化回路３９へ出力される。また、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号のうち、Ｂ成分は、ノイズ低減回路３７をスルーして（ノイズ低減回路３７により前述したノイズ低減処理を施されることなく）出力された後、セレクタ３８を介して同時化回路３９へ出力される。そして、同時化回路３９は、入力されるＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分を同時化しつつ色変換回路６１へ出力する。
【０１６４】
色変換回路６１は、蛍光観察モードにおいては、入力される撮像信号をスルーさせつつ画像処理回路４０へ出力する。
【０１６５】
その後、色変換回路６１から出力された撮像信号は、画像処理回路４０により画像処理が施され、Ｄ／Ａ変換回路４１によりＤ／Ａ変換が施された後、モニタ５へ出力される。これにより、モニタ５には、被写体１０１が発する蛍光の像が画像表示される。
【０１６６】
なお、前述した色変換処理は、通常観察モードにおいてＢ成分の長波長側がカットされる構成、すなわち、図１６の内視鏡装置１Ｃのような構成においても適用可能である。
【０１６７】
内視鏡装置１Ｃは、図１６に示すように、内視鏡２Ａと、光源装置３Ａと、プロセッサ４Ｂと、モニタ５と、デジタルファイリング装置６と、を有して要部が構成されている。
【０１６８】
ここで、内視鏡装置１Ｃの作用について説明を行う。
【０１６９】
まず、ユーザは、内視鏡装置１Ｃの各部、すなわち、内視鏡２Ａ、光源装置３Ａ、プロセッサ４Ｂ、モニタ５及びデジタルファイリング装置６の電源を投入し、該各部を起動状態とする。なお、前記起動状態、すなわち、電源投入直後の状態において、内視鏡２Ａ、光源装置３Ａ及びビデオプロセッサ４Ｂは、通常観察モードとして設定されているものとする。
【０１７０】
プロセッサ４Ｂが通常観察モードとして設定された場合、観察モード切替回路４５は、観察モード切替スイッチ３２から出力される指示信号に基づき、プロセッサ４Ｂの各部に対し、通常観察モードに応じた動作を行わせるような制御を行う。
【０１７１】
モータ制御回路５１は、観察モード切替回路４５の制御に基づいてモータ１４を制御することにより、ランプ７の出射光路上に第１のフィルタ群１２Ａを配置させる。これにより、プロセッサ４Ｂの観察モードに応じた照明光として、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の面順次な照明光が源装置３から繰り返し出射される。そして、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の面順次な照明光は、ライトガイド１５により伝送された後、照明光学系２１を経て被写体１０１へ出射される。
【０１７２】
一方、ＣＣＤ２４は、ＣＣＤドライバ４６から出力される駆動信号に応じて動作するとともに、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光により順次照明される被写体１０１の像を所定のタイミング毎に撮像し、撮像した該被写体１０１の像を撮像信号としてプリプロセス回路３３へ出力する。
【０１７３】
ＣＣＤ２４から出力された撮像信号は、プリプロセス回路３３により前処理が施され、Ａ／Ｄ変換回路３４によりＡ／Ｄ変換が施され、カラーバランス補正回路３５によりカラーバランス処理が施された状態として出力される。
【０１７４】
調光回路４９は、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号と、観察モード切替回路４５の制御とに基づき、光源装置３から出射される照明光が通常観察に適した光量になるように、絞り１１の絞り量を制御する。
【０１７５】
一方、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号のうち、Ｒ成分及びＧ成分は、セレクタ３８を介して同時化回路３９へ出力される。また、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号のうち、Ｂ成分は、前述したノイズ低減処理がノイズ低減回路３７により施された後、セレクタ３８を介して同時化回路３９へ出力される。そして、同時化回路３９は、入力されるＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分を同時化しつつ色変換回路６１へ出力する。
【０１７６】
色変換回路６１は、入力される撮像信号の各成分に対して前述した色変換処理を施し、該色変換処理後の各成分を画像処理回路４０へ出力する。
【０１７７】
具体的には、色変換回路６１は、上記各数式において、光パワー定数ＰＢ１を後述する光パワー定数ＰＢ２に、標準偏差σＢ１を後述する標準偏差σＢ２に、色成分値Ｂｂ１を色成分値Ｂｂ２に各々置き換えつつ一連の処理を行うことにより、入力される撮像信号の各成分に対して前述した色変換処理を施す。
【０１７８】
なお、前記光パワー定数ＰＢ２は、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図１６のＢとして示す帯域である青色の帯域から、図１７のＢｆ２として示す帯域である励起光カットフィルタ２２Ａによりカットされた帯域を除いた帯域、すなわち、図１７のＢ２として示す帯域の光パワー分布に基づいて算出された中央値を示すものである。
【０１７９】
また、前記標準偏差σＢ２は、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図１７のＢとして示す帯域である青色の帯域から、図１７のＢｆ２として示す帯域である励起光カットフィルタ２２Ａによりカットされた帯域を除いた帯域、すなわち、図１７のＢ２として示す帯域の光パワー分布に基づいて算出したものである。
【０１８０】
ところで、内視鏡装置１Ｃの構成において、色変換回路６１に入力されるＢ成分は、励起光カットフィルタ２２Ａにより長波長側の帯域がカットされたものである。そのため、例えば、被写体１０１に生体組織表層の毛細血管が含まれる場合、ヘモグロビン量が多い部分（毛細血管の部分）と、ヘモグロビン量が少ない部分（毛細血管以外の部分）とのコントラストが低下してしまう。これにより、被写体１０１のうち、特に毛細血管が集積している領域においては、該毛細血管の像として、赤色の色調が弱い像が出力されてしまう。
【０１８１】
前述した点に鑑み、内視鏡装置１Ｃの色変換回路６１は、前述した色変換処理として、色空間における所定の領域内に存在する画素に対し、例えば図１８に示すような座標変換を行うことにより、赤色の色調が弱い毛細血管の像を、本来の色調を有する像として再現しつつ出力することができる。
【０１８２】
そして、色変換回路６１から出力されたＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分は、画像処理回路４０により画像処理が施され、Ｄ／Ａ変換回路４１によりＤ／Ａ変換が施された後、モニタ５へ出力される。
【０１８３】
以上に述べた処理等がプロセッサ４Ｂにおいて行われることにより、モニタ５には、内視鏡２Ａが励起光カットフィルタ２２Ａを有しない場合の色調が再現された被写体１０１の像が画像表示される。
【０１８４】
なお、蛍光観察モードにおいて内視鏡装置１Ｃの各部が行う処理及び動作等は、内視鏡１Ｂの各部が行う処理及び動作等と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１８５】
以上に述べたように、本実施形態の内視鏡装置１Ｂ（内視鏡装置１Ｃ）においては、通常観察モードの際に、励起光カットフィルタ２２（励起光カットフィルタ２２Ａ）によりカットされた帯域の色調を補完するような処理が行われる。そのため、本実施形態の内視鏡装置１Ｂ（内視鏡装置１Ｃ）は、通常観察モードにおいて、被写体１０１とＣＣＤ２４との間に励起光カットフィルタ２２（励起光カットフィルタ２２Ａ）を有しない場合の色調が再現された被写体１０１の像を取得することができる。
【０１８６】
（第４の実施形態）
図１９から図２３は、本発明の第４の実施形態に係るものである。図１９は、本発明の第４の実施形態に係る内視鏡装置の要部の構成の一例を示す図である。図２０は、図１９の光源装置が有する回転フィルタの構成の一例を示す図である。図２１は、図１９のレーザ光源において発せられるレーザ光の波長スペクトルの一例を示す図である。図２２は、図１９のレーザ光カットフィルタの透過特性の一例を示す図である。図２３は、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の光パワー分布、及び、該光パワー分布における図１９のレーザ光カットフィルタの帯域を示す図である。
【０１８７】
なお、前述した各実施形態と同様の構成を持つ部分については、詳細説明は省略する。また、本実施形態の内視鏡装置の構成は、前述した各実施形態の内視鏡装置の構成と略同様である。そのため、以降においては、前述した各実施形態の内視鏡装置のいずれとも異なる構成または作用を有する部分について主に説明を行うものとする。
【０１８８】
本実施形態に係る画像生成装置としての内視鏡装置１Ｄは、図１９に示すように、電子内視鏡２Ｂと、光源装置３Ｂと、光線力学的療法（以降、ＰＤＴと略記する）用の光を発するレーザ光源３Ｃと、プロセッサ４Ｃと、モニタ５と、デジタルファイリング装置６と、を有して要部が構成されている。
【０１８９】
電子内視鏡２Ｂにおける挿入部２ａの内部には、ライトガイド１５に加え、レーザ光源３Ｃから供給される光を、挿入部２ａの先端部２ｃへ伝送するライトガイド１５Ａが挿通されている。さらに、ライトガイド１５Ａの後端には、レーザ光源３Ｃに対して着脱自在に接続される図示しないライトガイドコネクタが設けられている。このような構成により、レーザ光源３Ｃから供給される光は、ライトガイド１５Ａにより伝送された後、生体内の被写体１０１へ出射される。
【０１９０】
光源部としての光源装置３Ｂは、図１９に示すように、モータ１４と、ラック１４ａと、ピニオン１４ｂとを光源装置３から取り除くとともに、光源装置３における回転フィルタ１２の代わりに回転フィルタ２１２が設けられたものと同様の構成を有している。
【０１９１】
回転フィルタ２１２は、図２０に示すように、中心を回転軸とした円盤状に構成されており、外周側の周方向に沿って設けられた複数のフィルタを具備する第１のフィルタ群１２Ａを有している。なお、回転フィルタ２１２において、第１のフィルタ群１２Ａの各フィルタが配置されている部分以外は、光を遮光する部材により構成されているものとする。また、回転フィルタ２１２における第１のフィルタ群１２Ａの各フィルタの透過率は、図３に示すものと同様であるとする。
【０１９２】
光源部としてのレーザ光源３Ｃは、ＰＤＴの際に生体内の被写体１０１に投与される種々の薬剤に対応可能なように、例えば５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの帯域のうち、一の波長におけるコヒーレンスが高いレーザ光をライトガイド１５Ａに対して選択的に供給する。なお、前記一の波長は、例えばプロセッサ４Ｃに設けられた図示しないスイッチ等をユーザが操作することにより選択される波長であるとする。また、レーザ光源３Ｃにおいて発せられるレーザ光の波長スペクトルの一例を図２１に示す。
【０１９３】
一方、挿入部２ａの先端部２ｃには、照明光学系２１と、レーザ光カットフィルタ２２Ｂと、レーザ光カットフィルタ２２を経た被写体１０１の像を結像する対物光学系２３と、対物光学系２３の結像位置に配置されたＣＣＤ２４と、が設けられている。
【０１９４】
光カットフィルタ部としてのレーザ光カットフィルタ２２Ｂは、対物光学系２３の光入射側（ＣＣＤ２４の前段）に配置されており、ＰＤＴに用いられる種々のレーザ光の波長帯域（例えば５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの帯域）の透過率が略０になるように設定された光学素子である。すなわち、レーザ光カットフィルタ２２Ｂは、被写体１０１において反射した前記レーザ光をカットするための構成を有している。なお、本実施形態におけるレーザ光カットフィルタ２２Ｂの透過特性の一例を図２２に示す。
【０１９５】
また、電子内視鏡２Ｂの操作部２ｂには、第１の実施形態の説明において既述である内視鏡情報が格納されたメモリ３１と、内視鏡装置１Ｄのモードを通常観察モード及びＰＤＴモードのいずれかに切り替えるための指示信号をユーザの操作に応じて出力可能なモード切替スイッチ３２Ａと、が設けられている。
【０１９６】
プロセッサ４Ｃは、図１９に示すように、モータ制御回路５１をプロセッサ４Ｂから取り除くとともに、プロセッサ４Ｂにおける観察モード切替回路４５の代わりにモード切替回路４５Ａが設けられたものと同様の構成を有している。
【０１９７】
モード切替回路４５Ａは、モード切替スイッチ３２Ａからの指示信号と、ＣＰＵ４４の制御とに基づき、プロセッサ４Ｃのモードを通常観察モードまたはＰＤＴモードのいずれかに切り替えるための制御を行う。また、モード切替回路４５Ａは、レーザ光源３Ｃからレーザ光が出射されるタイミング、及び、プロセッサ４Ｃの各部が処理または動作を行うタイミングを指示するためのタイミング信号を生成可能な、図示しないタイミングジェネレータを有している。
【０１９８】
次に、本実施形態の内視鏡装置１Ｄの作用について説明を行う。
【０１９９】
まず、ユーザは、内視鏡装置１Ｄの各部、すなわち、内視鏡２Ｂ、光源装置３Ｂ、レーザ光源３Ｃ、プロセッサ４Ｃ、モニタ５及びデジタルファイリング装置６の電源を投入し、該各部を起動状態とする。なお、前記起動状態、すなわち、電源投入直後の状態において、内視鏡２Ｂ、光源装置３Ｂ、レーザ光源３Ｃ及びプロセッサ４Ｃは、通常観察モードとして設定されているものとする。
【０２００】
プロセッサ４Ｃが通常観察モードとして設定された場合、モード切替回路４５Ａは、モード切替スイッチ３２Ａから出力される指示信号に基づき、プロセッサ４Ｃの各部に対し、通常観察モードに応じた動作を行わせるような制御を行う。また、モード切替回路４５Ａは、通常観察モードにおいて、レーザ光の出射を停止させる制御をレーザ光源３Ｃに対して行う。
【０２０１】
光源装置３Ｂから供給されるＲ光、Ｇ光及びＢ光の面順次な照明光は、ライトガイド１５により伝送された後、照明光学系２１を経て被写体１０１へ出射される。
【０２０２】
一方、ＣＣＤ２４は、ＣＣＤドライバ４６から出力される駆動信号に応じて動作するとともに、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光により順次照明される被写体１０１の像を所定のタイミング毎に撮像し、撮像した該被写体１０１の像を撮像信号としてプリプロセス回路３３へ出力する。
【０２０３】
ＣＣＤ２４から出力された撮像信号は、プリプロセス回路３３により前処理が施され、Ａ／Ｄ変換回路３４によりＡ／Ｄ変換が施され、カラーバランス補正回路３５によりカラーバランス処理が施された状態として出力される。
【０２０４】
調光回路４９は、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号と、モード切替回路４５Ａの制御とに基づき、光源装置３Ｂから出射される照明光が通常観察に適した光量になるように、絞り１１の絞り量を制御する。
【０２０５】
一方、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号のうち、Ｒ成分及びＧ成分は、セレクタ３８を介して同時化回路３９へ出力される。また、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号のうち、Ｂ成分は、前述したノイズ低減処理がノイズ低減回路３７により施された後、セレクタ３８を介して同時化回路３９へ出力される。そして、同時化回路３９は、入力されるＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分を同時化しつつ色変換回路６１へ出力する。
【０２０６】
ここで、プロセッサ４Ｃの色変換回路６１により行われる色変換処理の具体例について説明を行う。
【０２０７】
まず、色変換回路６１は、カラーバランス補正回路３５から出力されるカラーバランス係数ｋＲ、ｋＧ及びｋＢを、下記数式（２１）から数式（２３）に適用することにより、レーザ光カットフィルタ２２Ｂを考慮した場合のＲ成分値Ｒｂ１、レーザ光カットフィルタ２２Ｂを考慮した場合のＧ成分値Ｇｂ１、及び、Ｂ成分値Ｂｂを各々算出する。
【０２０８】
Ｒｂ１＝Ａ×Ｉ（ＰＲ１）×ｋＲ ・・・（２１）
Ｇｂ１＝Ａ×Ｉ（ＰＧ１）×ｋＧ ・・・（２２）
Ｂｂ＝Ａ×Ｉ（ＰＢ）×ｋＢ ・・・（２３）
なお、上記数式（２１）における光パワー定数ＰＲ１は、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図２３のＲとして示す帯域である赤色の帯域から、図２３のＬｆとして示す帯域であるレーザ光カットフィルタ２２Ｂによりカットされた帯域を除いた帯域、すなわち、図２３のＲ１として示す帯域の光パワー分布に基づいて算出された中央値を示すものである。
【０２０９】
また、上記数式（２２）における光パワー定数ＰＧ１は、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図２３のＧとして示す帯域である緑色の帯域から、図２３のＬｆとして示す帯域であるレーザ光カットフィルタ２２Ｂによりカットされた帯域を除いた帯域、すなわち、図２３のＧ１として示す帯域の光パワー分布に基づいて算出された中央値を示すものである。
【０２１０】
また、上記数式（２１）及び（２２）における光電流値Ｉ（ＰＲ１）及びＩ（ＰＧ１）は、上記数式（４）における光パワー値Ｐとして、前述した光パワー定数ＰＲ１及びＰＧ１を夫々代入することにより算出される値である。
【０２１１】
次に、色変換回路６１は、カラーバランス補正回路３５から出力されるカラーバランス係数ｋＲ、ｋＧ及びｋＢと、上記数式（２１）から数式（２３）を用いて算出した成分値Ｒｂ１、Ｇｂ１及びＢｂとを下記数式（２４）及び（２５）に適用することにより、該各成分値をｘｙ座標空間の座標値Ｘｃ及びＹｃに変換する。
【０２１２】
Ｘｃ１＝０．６Ｒｂ１−０．２８Ｇｂ１−０．３２Ｂｂ ・・・（２４）
Ｙｃ１＝０．２Ｒｂ１−０．５２Ｇｂ１＋０．３１Ｂｂ ・・・（２５）
一方、色変換回路６１は、第３の実施形態の説明において既述である光パワー定数ＰＲ及びＰＧを下記数式（２６）及び（２７）に夫々適用することにより、レーザ光カットフィルタ２２Ｂを考慮しない場合のＲ成分値Ｒｂ、及び、レーザ光カットフィルタ２２Ｂを考慮しない場合のＧ成分値Ｇｂを算出する。
【０２１３】
Ｒｂ＝Ａ×Ｉ（ＰＲ）×ｋＢ ・・・（２６）
Ｇｂ＝Ａ×Ｉ（ＰＧ）×ｋＢ ・・・（２７）
そして、色変換回路６１は、カラーバランス補正回路３５から出力されるカラーバランス係数ｋＲ、ｋＧ及びｋＢと、上記数式（２３）、数式（２６）及び数式（２７）を用いて算出した成分値Ｒｂ、Ｇｂ及びＢｂとを下記数式（２８）及び（２９）に適用することにより、該各成分値をｘｙ座標空間の座標値Ｘ０及びＹ０に変換する。
【０２１４】
Ｘ０＝０．６Ｒｂ−０．２８Ｇｂ−０．３２Ｂｂ ・・・（２８）
Ｙ０＝０．２Ｒｂ−０．５２Ｇｂ＋０．３１Ｂｂ ・・・（２９）
さらに、色変換回路６１は、カラーバランス補正回路３５から出力されるカラーバランス係数ｋＲ、ｋＧ及びｋＢと、前述した前述した光パワー定数ＰＲ１、ＰＧ１及びＰＢとを下記数式（３０）及び（３１）に適用することにより、ｘｙ座標空間の座標値Ｘσ１及びＹσ１を算出する。
【０２１５】
Ｘσ１＝０．６×［Ａ×Ｉ（ＰＲ１＋σＲ１）×ｋＲ］−０．２８×［Ａ×Ｉ（ＰＧ１＋σＧ１）×ｋＧ］−０．３２×［Ａ×Ｉ（ＰＢ＋σＢ）×ｋＢ］ ・・・（３０）
Ｙσ１＝０．２×［Ａ×Ｉ（ＰＲ１＋σＲ１）×ｋＲ］−０．５２×［Ａ×Ｉ（ＰＧ１＋σＧ１）×ｋＧ］＋０．３１×［Ａ×Ｉ（ＰＢ＋σＢ）×ｋＢ］ ・・・（３１）
なお、上記数式（３０）及び（３１）における標準偏差σＲ１は、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図２３のＲとして示す帯域である赤色の帯域から、図２３のＬｆとして示す帯域であるレーザ光カットフィルタ２２Ｂによりカットされた帯域を除いた帯域、すなわち、図２３のＲ１として示す帯域の光パワー分布に基づいて算出したものである。
【０２１６】
また、上記数式（３０）及び（３１）における標準偏差σＧ１は、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図２３のＧとして示す帯域である緑色の帯域から、図２３のＬｆとして示す帯域であるレーザ光カットフィルタ２２Ｂによりカットされた帯域を除いた帯域、すなわち、図２３のＧ１として示す帯域の光パワー分布に基づいて算出したものである。
【０２１７】
また、上記数式（３０）及び（３１）における標準偏差σＢは、毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の帯域のうち、図２３内のＢとして示す帯域である、青色の帯域の光パワー分布に基づいて算出したものである。
【０２１８】
そして、上記数式（３０）及び（３１）における光電流値Ｉ（ＰＲ１＋σＲ１）、Ｉ（ＰＧ１＋σＧ１）及びＩ（ＰＢ＋σＢ）は、上記数式（４）における光パワー値Ｐとして、（ＰＲ１＋σＲ１）、（ＰＧ１＋σＧ１）及び（ＰＢ＋σＢ）の値を夫々代入することにより算出されるものである。
【０２１９】
その後、色変換回路６１は、下記数式（３２）及び（３３）を用い、ｘｙ座標空間における色域判定を行う。
【０２２０】
（Ｘ０−Ｘｃ１）＋（Ｙ０−Ｙｃ１）≦（Ｘｃ１−Ｘσ１）２＋（Ｙｃ１−Ｙσ１）２ ・・・（３２）
（Ｘ０−Ｘｃ１）＋（Ｙ０−Ｙｃ１）＞（Ｘｃ１−Ｘσ１）２＋（Ｙｃ１−Ｙσ１）２ ・・・（３３）
色変換回路６１は、各座標値Ｘ０、Ｘｃ１、Ｘσ１、Ｙ０、Ｙｃ１及びＹσ１が上記数式（３２）の関係を満たす場合、後述する数式（３４）及び（３５）を用いつつ、入力される撮像信号に対する処理を行う。また、色変換回路６１は、各座標値Ｘ０、Ｘｃ１、Ｘσ１、Ｙ０、Ｙｃ１及びＹσ１が上記数式（３３）の関係を満たす場合、入力される撮像信号に対して以降の処理を行うことなく、該撮像信号をスルーさせつつ出力する。
【０２２１】
色変換回路６１は、各座標値Ｘ０、Ｘｃ１、Ｘσ１、Ｙ０、Ｙｃ１及びＹσ１が上記数式（３２）の関係を満たすことを検出した場合、入力される撮像信号のＲ成分値Ｒｉ１、Ｇ成分値Ｇｉ１、及びＢ成分値Ｂｉ１とを下記数式（３４）及び（３５）に適用することにより、該各成分値をｘｙ座標空間の座標値Ｘｉ１及びＹｉ１に変換する。
【０２２２】
Ｘｉ１＝０．６Ｒｉ１−０．２８Ｇｉ１−０．３２Ｂｉ１ ・・・（３４）
Ｙｉ１＝０．２Ｒｉ１−０．５２Ｇｉ１＋０．３１Ｂｉ１ ・・・（３５）
そして、色変換回路６１は、下記数式（３６）及び（３７）を用い、座標値Ｘｉ１及びＹｉ１を座標値Ｘｅ１及びＹｅ１に変換する。
【０２２３】
Ｘｅ１＝Ｘｉ１＋Ｘｃ１ ・・・（３６）
Ｙｅ１＝Ｙｉ１＋Ｙｃ１ ・・・（３７）
その後、色変換回路６１は、座標値Ｘｅ１及びＹｅ１に基づいて色変換処理後のＲ成分値Ｒｅ１、Ｇ成分値Ｇｅ１及びＢ成分値Ｂｅ１を下記数式（３８）、（３９）及び（４０）を用いて算出するとともに、算出した各成分値を画像処理回路４０へ出力する。
【０２２４】
Ｒｅ１＝１．４３Ｘｅ１−０．８Ｙｅ１＋２．０（１−Ｘｅ１−Ｙｅ１） ・・・（３８）
Ｇｅ１＝０．１８Ｘｅ１＋０．０２Ｙｅ１＋０．５７（１−Ｘｅ１−Ｙｅ１） ・・・（３９）
Ｂｅ１＝−０．６１Ｘｅ１−１．５Ｙｅ１＋３．３（１−Ｘｅ１−Ｙｅ１） ・・・（４０）
ところで、内視鏡装置１Ｄの構成において、色変換回路６１に入力されるＲ成分は、レーザ光カットフィルタ２２Ｂにより短波長側の帯域がカットされたものである。また、内視鏡装置１Ｄの構成において、色変換回路６１に入力されるＧ成分は、レーザ光カットフィルタ２２Ｂにより長波長側の帯域がカットされたものである。そのため、例えば、被写体１０１に生体組織表層の毛細血管が含まれる場合、ヘモグロビン量が多い部分（毛細血管の部分）と、ヘモグロビン量が少ない部分（毛細血管以外の部分）とのコントラストが低下してしまう。
【０２２５】
前述した点に鑑み、内視鏡装置１Ｄの色変換回路６１は、前述した色変換処理として、色空間における所定の領域内に存在する画素に対する座標変換を行うことにより、毛細血管の像を、本来の色調を有する像として再現しつつ出力することができる。
【０２２６】
そして、色変換回路６１から出力されたＲ成分Ｒｅ１、Ｇ成分Ｇｅ１及びＢ成分Ｂｅ１は、画像処理回路４０により画像処理が施され、Ｄ／Ａ変換回路４１によりＤ／Ａ変換が施された後、モニタ５へ出力される。
【０２２７】
そして、以上に述べた処理等がプロセッサ４Ｂにおいて行われることにより、モニタ５には、内視鏡２Ｂがレーザ光カットフィルタ２２Ｂを有しない場合の色調が再現された被写体１０１の像が画像表示される。
【０２２８】
また、ユーザは、モード切替スイッチ３２Ａを操作することにより、内視鏡装置１Ｄのモードを、通常観察モードからＰＤＴモードへと切り替える。なお、ユーザは、前記切り替え操作を行う事前に、ＰＤＴ用の薬剤を生体内の被写体１０１に投与するとともに、該薬剤に応じた一の波長においてコヒーレントなレーザ光がレーザ光源３Ｃから出射されるように設定を行うものとする。
【０２２９】
プロセッサ４ＣがＰＤＴ観察モードとして設定された場合、モード切替回路４５Ａは、モード切替スイッチ３２Ａから出力される指示信号に基づき、プロセッサ４Ｂの各部に対し、ＰＤＴモードに応じた動作を行わせるような制御を行う。
【０２３０】
レーザ光源３Ｃは、モード切替回路４５Ａの制御に基づき、ユーザにより予め設定された前記一の波長においてコヒーレントなレーザ光を出射する。そして、前記レーザ光は、ライトガイド１５Ａにより伝送された後、内視鏡２Ｂの先端部２ｃから被写体１０１へ出射される。
【０２３１】
一方、ＣＣＤ２４は、ＣＣＤドライバ４６から出力される駆動信号に応じて動作するとともに、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光により順次照明される被写体１０１の像を所定のタイミング毎に撮像し、撮像した該被写体１０１の像を撮像信号としてプリプロセス回路３３へ出力する。
【０２３２】
ＣＣＤ２４から出力された撮像信号は、プリプロセス回路３３により前処理が施され、Ａ／Ｄ変換回路３４によりＡ／Ｄ変換が施され、カラーバランス補正回路３５によりカラーバランス処理が施された状態として出力される。
【０２３３】
調光回路４９は、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号と、モード切替回路４５Ａの制御とに基づき、光源装置３Ｂから出射される照明光がＰＤＴに適した光量になるように、絞り１１の絞り量を制御する。
【０２３４】
一方、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号のうち、Ｒ成分及びＧ成分は、セレクタ３８を介して同時化回路３９へ出力される。また、カラーバランス補正回路３５からの撮像信号のうち、Ｂ成分は、ノイズ低減回路３７をスルーして（ノイズ低減回路３７により前述したノイズ低減処理を施されることなく）出力された後、セレクタ３８を介して同時化回路３９へ出力される。そして、同時化回路３９は、入力されるＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分を同時化しつつ色変換回路６１へ出力する。
【０２３５】
色変換回路６１は、ＰＤＴモードにおいては、入力される撮像信号をスルーさせつつ画像処理回路４０へ出力する。
【０２３６】
その後、色変換回路６１から出力された撮像信号は、画像処理回路４０により画像処理が施され、Ｄ／Ａ変換回路４１によりＤ／Ａ変換が施された後、モニタ５へ出力される。これにより、モニタ５には、ＰＤＴモードにおける被写体１０１の像が画像表示される。
【０２３７】
以上に述べたように、本実施形態の内視鏡装置１Ｄにおいては、通常観察モードの際に、レーザ光カットフィルタ２２Ｂによりカットされた帯域の色調を補完するような処理が行われる。そのため、本実施形態の内視鏡装置１Ｄは、通常観察モードにおいて、被写体１０１とＣＣＤ２４との間にレーザ光カットフィルタ２２Ｂを有しない場合の色調が再現された被写体１０１の像を取得することができる。
【０２３８】
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０２３９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る内視鏡装置の要部の構成の一例を示す図。
【図２】図１の回転フィルタの具体的な構成の一例を示す図。
【図３】図２の第１のフィルタ群が有する各フィルタの透過特性の一例を示す図。
【図４】図２の第２のフィルタ群が有する各フィルタの透過特性、及び、図１の内視鏡が有する励起光カットフィルタの透過特性の一例を示す図。
【図５】図１のコントラスト変換回路がコントラスト変換処理を行う際に用いる変換テーブルの一例を示す図。
【図６】図１のコントラスト変換回路がコントラスト変換処理を行う際に用いる変換テーブルの、図５とは異なる例を示す図。
【図７】図１のノイズ低減回路が行う処理の一例を示すフローチャート。
【図８】注目画素と、該注目画素に隣接する８個の画素との位置関係を示す図。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る内視鏡装置の要部の構成の一例を示す図。
【図１０】図９の回転フィルタの具体的な構成の一例を示す図。
【図１１】図１０の第３のフィルタ群が有する各フィルタの透過特性、及び、図９の内視鏡が有する励起光カットフィルタの透過特性の一例を示す図。
【図１２】図９のコントラスト変換回路がコントラスト変換処理を行う際に用いるフィルタの一例を示す図。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る内視鏡装置の要部の構成の一例を示す図。
【図１４】毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の光パワー分布、及び、該光パワー分布における図１３の励起光カットフィルタの帯域を示す図。
【図１５】図１３の色変換回路が行う色変換処理の一例を示す図。
【図１６】本発明の第３の実施形態に係る内視鏡装置の要部の構成の、図１３とは異なる例を示す図。
【図１７】毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の光パワー分布、及び、該光パワー分布における図１６の励起光カットフィルタの帯域を示す図。
【図１８】図１６の色変換回路が行う色変換処理の一例を示す図。
【図１９】本発明の第４の実施形態に係る内視鏡装置の要部の構成の一例を示す図。
【図２０】図１９の光源装置が有する回転フィルタの構成の一例を示す図。
【図２１】図１９のレーザ光源において発せられるレーザ光の波長スペクトルの一例を示す図。
【図２２】図１９のレーザ光カットフィルタの透過特性の一例を示す図。
【図２３】毛細血管が集積した領域に照射された白色光が該領域において反射した光である反射光の光パワー分布、及び、該光パワー分布における図１９のレーザ光カットフィルタの帯域を示す図。
【符号の説明】
【０２４０】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ・・・内視鏡装置、２，２Ａ，２Ｂ・・・内視鏡、３，３Ａ，３Ｂ・・・光源装置、３Ｃ・・・レーザ光源、４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ・・・プロセッサ、５・・・モニタ、６・・・デジタルファイリング装置、１２，１１２，２１２・・・回転フィルタ、２２，２２Ａ・・・励起光カットフィルタ、２２Ｂ・・・レーザ光カットフィルタ、３６，３６Ａ・・・コントラスト変換回路、３７・・・ノイズ低減回路、６１・・・色変換回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を照明するための照明光として、第１の波長帯域の光を該被写体へ出射する第１の光源部と、
前記第１の波長帯域の一部である第２の波長帯域の光を前記被写体へ出射する第２の光源部と、
前記被写体の像を撮像し、撮像信号として出力する撮像部と、
前記被写体と前記撮像部との間に設けられ、前記被写体において反射した前記第２の波長帯域の光をカットする光カットフィルタ部と、
前記撮像信号に基づき、前記第１の波長帯域の光により照明された状態において前記撮像部が撮像した前記被写体の像のうち、前記光カットフィルタ部によってカットされた前記第２の波長帯域に相当する成分に対して補完処理を行う補完処理部と、
を有することを特徴とする画像生成装置。
【請求項２】
前記補完処理部は、前記補完処理として、前記被写体の像における輝度の明暗差を補正するためのコントラスト変換処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像生成装置。
【請求項３】
前記補完処理部は、前記補完処理として、前記被写体の像における色を補正するための色変換処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像生成装置。
【請求項４】
前記撮像信号に基づき、前記第１の波長帯域の光により照明された状態において前記撮像部が撮像した前記被写体の像のうち、エッジ部において生じるノイズを低減するためのノイズ低減処理を行う、ノイズ低減処理部をさらに有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の画像生成装置。
【請求項５】
前記第１の波長帯域は、赤色、緑色及び青色の各波長帯域であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の画像生成装置。
【請求項６】
前記第２の波長帯域は、前記青色の波長帯域における所定の波長帯域であることを特徴とする請求項５に記載の画像生成装置。
【請求項７】
前記所定の波長帯域は、前記被写体としての生体組織において自家蛍光を発生させることが可能な波長帯域であることを特徴とする請求項６に記載の画像生成装置。
【請求項８】
被写体を照明するための第１の波長帯域の光と、
前記第１の波長帯域の一部である第２の波長帯域の光と、
を射出する光源部と、
前記被写体の像を撮像し、撮像信号として出力する撮像部と、
前記被写体と前記撮像部との間に設けられ、前記被写体において反射した前記第２の波長帯域の光をカットする光カット部と、
前記第１の波長帯域の光により照明された状態において、前記被写体から発せられる光のうち前記光カット部により前記第２の波長帯域がカットされ、前記撮像部によって撮像された前記被写体の像に対して、前記撮像信号に基づき補完処理を行う補完処理部と、
を有することを特徴とする画像生成装置。
【請求項１】
被写体を照明するための照明光として、第１の波長帯域の光を該被写体へ出射する第１の光源部と、
前記第１の波長帯域の一部である第２の波長帯域の光を前記被写体へ出射する第２の光源部と、
前記被写体の像を撮像し、撮像信号として出力する撮像部と、
前記被写体と前記撮像部との間に設けられ、前記被写体において反射した前記第２の波長帯域の光をカットする光カットフィルタ部と、
前記撮像信号に基づき、前記第１の波長帯域の光により照明された状態において前記撮像部が撮像した前記被写体の像のうち、前記光カットフィルタ部によってカットされた前記第２の波長帯域に相当する成分に対して補完処理を行う補完処理部と、
を有することを特徴とする画像生成装置。
【請求項２】
前記補完処理部は、前記補完処理として、前記被写体の像における輝度の明暗差を補正するためのコントラスト変換処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像生成装置。
【請求項３】
前記補完処理部は、前記補完処理として、前記被写体の像における色を補正するための色変換処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像生成装置。
【請求項４】
前記撮像信号に基づき、前記第１の波長帯域の光により照明された状態において前記撮像部が撮像した前記被写体の像のうち、エッジ部において生じるノイズを低減するためのノイズ低減処理を行う、ノイズ低減処理部をさらに有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の画像生成装置。
【請求項５】
前記第１の波長帯域は、赤色、緑色及び青色の各波長帯域であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の画像生成装置。
【請求項６】
前記第２の波長帯域は、前記青色の波長帯域における所定の波長帯域であることを特徴とする請求項５に記載の画像生成装置。
【請求項７】
前記所定の波長帯域は、前記被写体としての生体組織において自家蛍光を発生させることが可能な波長帯域であることを特徴とする請求項６に記載の画像生成装置。
【請求項８】
被写体を照明するための第１の波長帯域の光と、
前記第１の波長帯域の一部である第２の波長帯域の光と、
を射出する光源部と、
前記被写体の像を撮像し、撮像信号として出力する撮像部と、
前記被写体と前記撮像部との間に設けられ、前記被写体において反射した前記第２の波長帯域の光をカットする光カット部と、
前記第１の波長帯域の光により照明された状態において、前記被写体から発せられる光のうち前記光カット部により前記第２の波長帯域がカットされ、前記撮像部によって撮像された前記被写体の像に対して、前記撮像信号に基づき補完処理を行う補完処理部と、
を有することを特徴とする画像生成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２００９−２３６（Ｐ２００９−２３６Ａ）
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６３０７４（Ｐ２００７−１６３０７４）
【出願日】平成１９年６月２０日（２００７．６．２０）
【出願人】（３０４０５０９２３）オリンパスメディカルシステムズ株式会社 (1,905)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２０日（２００７．６．２０）
【出願人】（３０４０５０９２３）オリンパスメディカルシステムズ株式会社 (1,905)
【Ｆターム（参考）】
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