醫(yī)用圖像處理裝置及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于顯示拍攝被檢體內(nèi)的觀察對(duì)象而獲得的醫(yī)用圖像的醫(yī)用圖像處 理裝置及其工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在醫(yī)療領(lǐng)域中，使用了具備光源裝置、內(nèi)窺鏡以及處理器裝置的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的診 斷被廣泛采用。在該內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中，從內(nèi)窺鏡向觀察對(duì)象照射照明光，基于由內(nèi)窺鏡的攝像 元件對(duì)以該照明光照明中的觀察對(duì)象進(jìn)行拍攝而獲得的圖像信號(hào)，將觀察對(duì)象的圖像顯示 在監(jiān)視器上。醫(yī)生一邊觀看被顯示于監(jiān)視器的圖像一邊檢測(cè)有無(wú)病變部。
[0003] 在此，針對(duì)從粘膜表面大幅突起的病變部等、形狀及大小與正常部較大程度不同 的病變部，能夠容易地進(jìn)行檢測(cè)。但是，針對(duì)形狀及大小與正常部幾乎沒(méi)有變化的病變部， 要大費(fèi)周折地檢測(cè)與正常部的顏色差異。在該情況下，病變部并沒(méi)有太大發(fā)展，與正常部的 顏色差異幾乎不存在時(shí)，檢測(cè)變得極其困難。
[0004] 為此，在日本專利3228627號(hào)公報(bào)中，針對(duì)血液量（血紅蛋白指數(shù)）偏離基準(zhǔn)值的 部分，進(jìn)行置換為進(jìn)一步偏離基準(zhǔn)值的處理，從而使正常部和病變部的顏色的差異變得明 確。
[0005] 如日本專利3228627號(hào)公報(bào)那樣，針對(duì)偏離基準(zhǔn)值的部分，置換為進(jìn)一步偏離基 準(zhǔn)值，從而有時(shí)不僅是想要強(qiáng)調(diào)顏色的特定的顏色區(qū)域的顏色改變，而且特定的顏色區(qū)域 以外的顏色也會(huì)改變。在顯示這樣改變了特定的顏色區(qū)域以外的顏色的圖像的情況下，醫(yī) 生有可能無(wú)法正確地進(jìn)行診斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于，提供生成改變想要強(qiáng)調(diào)顏色的特定的顏色區(qū)域的顏色且不改 變特定的顏色區(qū)域以外的顏色的圖像的醫(yī)用圖像處理裝置及其工作方法。
[0007] 本發(fā)明的醫(yī)用圖像處理裝置具備圖像信號(hào)輸入處理部、顏色信息獲取部和處理 部。圖像信號(hào)輸入處理部對(duì)第1彩色圖像信號(hào)進(jìn)行輸入處理。顏色信息獲取部從第1彩色 圖像信號(hào)之中獲取多個(gè)顏色信息。處理部在由多個(gè)顏色信息所形成的特征空間中，進(jìn)行使 包含中心線的一定的角度變更范圍Rnx內(nèi)的坐標(biāo)與中心線所成的角度以角度變化率Wnx發(fā) 生變化的擴(kuò)展處理，并且使超過(guò)角度變更范圍Rnx的角度變更范圍Rny內(nèi)的坐標(biāo)與中心線 所成的角度以比角度變化率Wnx小的角度變化率Wny發(fā)生變化。
[0008] 優(yōu)選在特征空間中，分布有作為觀察對(duì)象的第1觀察對(duì)象范圍和第2觀察對(duì)象范 圍，第1觀察對(duì)象范圍和第2觀察對(duì)象范圍以特定的間隔D1相分離。中心線是設(shè)置在第1 觀察對(duì)象范圍與第2觀察對(duì)象范圍之間的第1中心線。角度變更范圍Rnx是包含第1中心 線的角度變更范圍Rlx，角度變更范圍Rny是超過(guò)角度變更范圍Rlx的角度變更范圍Rly。 角度變化率Wnx是比" 1"大的角度變化率Wlx，角度變化率Wny是比" 1"小的角度變化率 Wly〇
[0009] 優(yōu)選在特征空間中，除了第1觀察對(duì)象范圍和第2觀察對(duì)象范圍之外還分布有第3 觀察對(duì)象范圍，第1觀察對(duì)象范圍和第3觀察對(duì)象范圍的間隔D2比間隔D1大。中心線是 設(shè)置在第1觀察對(duì)象范圍與第3觀察對(duì)象范圍之間的第2中心線。角度變更范圍Rnx是包 含第2中心線的角度變更范圍R2x，角度變更范圍Rny是超過(guò)角度變更范圍R2x的角度變更 范圍R2y。角度變化率Wnx是比" 1"大的角度變化率W2x，角度變化率Wny是比" 1"小的角 度變化率W2y。
[0010] 優(yōu)選擴(kuò)展處理或者壓縮處理后的角度處于從第1或者第2中心線起的±90°的范 圍內(nèi)。
[0011] 優(yōu)選在特征空間中，分布有作為觀察對(duì)象的第4觀察對(duì)象范圍和第5觀察對(duì)象范 圍。中心線是設(shè)置在第4觀察對(duì)象范圍與第5觀察對(duì)象范圍之間的第3中心線。角度變更 范圍Rnx是從第3中心線起的第4觀察對(duì)象范圍側(cè)的一定的角度變更范圍R3x，角度變更范 圍Rny是超過(guò)角度變更范圍R3x的角度變更范圍R3y。角度變化率Wnx是比"1"大的角度 變化率W3x，角度變化率Wny是比" 1"小的角度變化率W3y。
[0012] 優(yōu)選第1彩色圖像信號(hào)是三種顏色的圖像信號(hào)。多個(gè)顏色信息是三種顏色的圖像 信號(hào)之中的兩種顏色的圖像信號(hào)間的第1信號(hào)比、和與第1信號(hào)比不同的兩種顏色的圖像 信號(hào)間的第2信號(hào)比，特征空間是由第1信號(hào)比和第2信號(hào)比所形成的信號(hào)比空間。
[0013] 優(yōu)選第1信號(hào)比與血管深度相關(guān)，第2信號(hào)比與血液量相關(guān)。優(yōu)選第1信號(hào)比是 B/G比，第2信號(hào)比是G/R比。
[0014] 優(yōu)選特征空間是由作為多個(gè)顏色信息的色差信號(hào)Cr、Cb所形成的CbCr空間、或者 由作為多個(gè)顏色信息的CIELab空間的色調(diào)的要素a*、b*所形成的ab空間當(dāng)中的任一個(gè)。
[0015] 優(yōu)選醫(yī)用圖像處理裝置具備彩色圖像信號(hào)變換部和明亮度調(diào)整部。彩色圖像信號(hào) 變換部將由處理部處理后的多個(gè)顏色信息變換為第2彩色圖像信號(hào)。明亮度調(diào)整部根據(jù)從 第1彩色圖像信號(hào)之中獲得的第1明亮度信息以及從第2彩色圖像信號(hào)之中獲得的第2明 亮度信息來(lái)調(diào)整第2彩色圖像信號(hào)的像素值。
[0016] 醫(yī)用圖像處理裝置的工作方法包括：輸入處理步驟、顏色信息獲取步驟、和擴(kuò)展壓 縮處理步驟。在輸入處理步驟中，圖像信號(hào)輸入處理部對(duì)第1彩色圖像信號(hào)進(jìn)行輸入處理。 在顏色信息獲取步驟中，顏色信息獲取部從第1彩色圖像信號(hào)之中獲取多個(gè)顏色信息。在 擴(kuò)展壓縮處理步驟中，處理部在由多個(gè)顏色信息所形成的特征空間中，進(jìn)行使包含中心線 的一定的角度變更范圍Rnx內(nèi)的坐標(biāo)與中心線所成的角度以角度變化率Wnx發(fā)生變化的擴(kuò) 展處理，并且進(jìn)行使超過(guò)角度變更范圍Rnx的角度變更范圍Rny內(nèi)的坐標(biāo)與中心線所成的 角度以比角度變化率Wnx小的角度變化率Wny發(fā)生變化的壓縮處理。
[0017](發(fā)明效果）
[0018] 根據(jù)本發(fā)明，能夠生成改變想要強(qiáng)調(diào)顏色的特定的顏色區(qū)域的顏色且不改變特定 的顏色區(qū)域以外的顏色的圖像。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1是第1實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的外觀圖。
[0020] 圖2是表示第1實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的功能的框圖。
[0021] 圖3是表示紫色光V、藍(lán)色光B、綠色光G以及紅色光R的發(fā)光光譜的圖。
[0022] 圖4是表示特殊圖像處理部的功能的框圖。
[0023] 圖5是表示第1處理的說(shuō)明圖。
[0024] 圖6是表示角度0 1和信號(hào)比空間用的第1處理時(shí)的角度變化率的關(guān)系的圖。
[0025] 圖7是表示角度0 1和信號(hào)比空間用的第1處理后的角度E0 1的關(guān)系的圖。
[0026] 圖8是表示通過(guò)信號(hào)比空間用的第1處理所獲得的作用/效果的說(shuō)明圖。
[0027] 圖9是表示通過(guò)特征空間為ab空間的情況下的第1處理所獲得的作用/效果的 說(shuō)明圖。
[0028]圖10是表示特征空間為ab空間的情況下所使用的特殊圖像處理部的功能的框 圖。
[0029] 圖11是表示信號(hào)比空間用的第2處理的說(shuō)明圖。
[0030] 圖12是表示角度0 2和信號(hào)比空間用的第2處理時(shí)的角度變化率的關(guān)系的圖。
[0031] 圖13是表示角度0 2和信號(hào)比空間用的第2處理后的角度E0 2的關(guān)系的圖。
[0032] 圖14是表示通過(guò)信號(hào)比空間用的第2處理所獲得的作用/效果的說(shuō)明圖。
[0033] 圖15是表示通過(guò)特征空間為a*、b*的情況下的第2處理所獲得的作用/效果的 說(shuō)明圖。
[0034] 圖16是表示發(fā)明的一系列流程的流程圖。
[0035] 圖17是表示在特征空間為色差信號(hào)Cr、Cb的情況下所使用的特殊圖像處理部的 功能的框圖。
[0036] 圖18是表示在特征空間（縱軸Cb，橫軸Cr)上未感染幽門螺桿菌的情況下的坐標(biāo) 的分布（A)、感染幽門螺桿菌的情況下的分布（B)、成功進(jìn)行了幽門螺桿菌的除菌的情況下 的坐標(biāo)的分布（C)的說(shuō)明圖。
[0037] 圖19是表示特征空間為色差信號(hào)Cr、Cb的情況下的第1處理的說(shuō)明圖。
[0038] 圖20是表示特征空間為色差信號(hào)Cr、Cb的情況下的第2處理的說(shuō)明圖。
[0039]圖21是表示在特征空間為色相H、彩度S的情況下所使用的特殊圖像處理部的功 能的框圖。
[0040] 圖22是表示在特征空間（縱軸：彩度S，橫軸：色相H)上未感染幽門螺桿菌的情 況下的坐標(biāo)的分布（A)、感染幽門螺桿菌的情況下的分布（B)、成功進(jìn)行了幽門螺桿菌的除 菌的情況下的坐標(biāo)的分布（C)的說(shuō)明圖。
[0041] 圖23是表示特征空間為色相H、彩度S的情況下的第1處理的說(shuō)明圖。
[0042] 圖24是表示特征空間為色相H、彩度S的情況下的第2處理的說(shuō)明圖。
[0043] 圖25是表示第2實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的功能的框圖。
[0044] 圖26是表示白色光的發(fā)光光譜的圖。
[0045] 圖27是表示特殊光的發(fā)光光譜的圖。
[0046] 圖28是表示第3實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的功能的框圖。
[0047] 圖29是表示旋轉(zhuǎn)濾光器的俯視圖。
[0048] 圖30是表示第4實(shí)施方式的膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的功能的圖。
[0049] 圖31是表示與圖3不同的紫色光V、藍(lán)色光B、綠色光G以及紅色光R的發(fā)光光譜 的圖。
[0050] 圖32是表示使用二維LUT的情況下的特殊圖像處理部的功能的框圖。
[0051] 圖33是表示特征空間（縱軸B/G比，橫軸G/R比）上的正常粘膜、深層血管分布 的范圍的說(shuō)明圖。
[0052] 圖34是表示第3處理的說(shuō)明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0053][第1實(shí)施方式]
[0054] 如圖1所不，第1實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10具有：內(nèi)窺鏡12、光源裝置14、處理器 裝置16、監(jiān)視器18和控制臺(tái)19。內(nèi)窺鏡12與光源裝置14光學(xué)連接，并且與處理器裝置16 電連接。內(nèi)窺鏡12具有：被插入到被檢體內(nèi)的插入部12a、被設(shè)置在插入部12a的基端部 分的操作部12b、被設(shè)置在插入部12a的前端側(cè)的彎曲部12c以及前端部12d。通過(guò)對(duì)操作 部12b的角度旋鈕12e進(jìn)行操作，從而彎曲部12c進(jìn)行彎曲動(dòng)作。伴隨著該彎曲動(dòng)作，前端 部12d朝向所期望的方向。
[0055] 此外，在操作部12b中，除了角度旋鈕12e之外還設(shè)置有模式切換SW13a。模式切 換SW13a被用于通常觀察模式、第1特殊觀察模式和第2特殊觀察模式這三種模式間的切 換操作。通常觀察模式是將通常圖像顯示在監(jiān)視器18上的模式。第1特殊觀察模式被用于 判斷幽門螺桿菌的除菌是否已成功的情況，是將第1特殊圖像顯示在監(jiān)視器18上的模式。 第2特殊觀察模式被用于判斷是否感染幽門螺桿菌的情況，是將第2特殊圖像顯示在監(jiān)視 器18上的模式。
[0056] 處理器裝置16與監(jiān)視器18以及控制臺(tái)19電連接。監(jiān)視器18對(duì)圖像信息等進(jìn)行 輸出顯示?？刂婆_(tái)19作為受理功能設(shè)定等輸入