图像处理装置、图像处理方法以及图像处理程序的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及对内窥镜所获取的图像进行图像处理的图像处理装置、图像处理方 法、以及图像处理程序，其中，该内窥镜对生物体的管腔内进行观察。
【背景技术】
[0002] 近年来，作为能够对生物体的管腔内进行非侵入观察的医用观察装置，内窥镜得 到广泛普及。在内窥镜的光源中通常使用疝灯等白色光源，另外还通过在该光源中组合旋 转滤镜而使从光源射出的白色光窄带化来对管腔内进行照射，其中，所述旋转滤镜设置有 分别使具有红色光（R)、绿色光（G)以及蓝色光（B)的波段的光透射的红色滤镜、绿色滤镜 以及蓝色滤镜。能够从根据这种方式所获得的图像中观察管腔内的粘膜的大致的形状或状 态、以及有无息肉等。
[0003] 但是，在使用白色光进行观察的情况下，具有存在于粘膜的表层或深层的血管的 视觉辨认性低、难以进行明确的观察的问题。针对这种问题，专利文献1公开了一种技术， 该技术对特定深度的血管区域进行强调或者抑制。更详细地说，在专利文献1中通过对管 腔内进行拍摄而获取窄带信号（窄带图像数据）以及宽带信号（宽带图像数据），并根据它 们的信号的亮度比而估计血管的深度，在判定为该血管的深度是表层的情况下，使血管区 域中的对比度变化而显示图像。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开2011-98088号公报
【发明内容】
[0007] 发明要解决的课题
[0008] 但是，实际的内窥镜图像中的窄带信号与宽带信号的比率，除了血管的深度以外， 还受到照射光的强度、作为被检体的生物体的个体差、以及血管的粗细等深度以外的要素 的影响而变化。因此，像专利文献1那样，在单纯基于窄带信号与宽带信号的比率进行的血 管的深度估计中，不能获得充分的估计精度，难以对用户期望的深度的血管进行强调。
[0009] 本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够从内窥镜所获取的 图像中高精度地提取特定深度的血管进行强调的图像处理装置、图像处理方法以及图像处 理程序。
[0010] 用于解决课题的手段
[0011] 为了解决上述课题实现目的，本发明涉及的图像处理装置对通过拍摄生物体而获 取的图像进行处理，其特征在于，该图像处理装置具有：窄带图像获取单元，其获取中心波 长彼此不同的至少3个窄带图像；深度特征量计算单元，其根据彼此不同的窄带图像中的 由照射于所述生物体的光的吸光变化所产生的信号强度的变化的差异来计算深度特征量， 该深度特征量是与所述生物体内的血管的深度相关的特征量；以及强调图像生成单元，其 根据所述深度特征量来生成根据所述血管的深度对所述血管进行了强调的图像，所述深度 特征量计算单元具有：归一化特征量计算单元，其计算在所述至少3个窄带图像间对基于 各像素的信号强度的值进行了归一化后的归一化特征量；以及相对特征量计算单元，其计 算表示所述彼此不同的窄带图像间的所述归一化特征量之间的相对强度关系的相对特征 量。
[0012] 本发明涉及的图像处理方法被图像处理装置所执行，该图像处理装置对通过拍摄 生物体而获取的图像进行处理，其特征在于，该图像处理方法包含：窄带图像获取步骤，获 取中心波长彼此不同的至少3个窄带图像；深度特征量计算步骤，根据彼此不同的窄带图 像中的由照射于所述生物体的光的吸光变化所产生的信号强度的变化的差异来计算深度 特征量，该深度特征量是与所述生物体内的血管的深度相关的特征量；以及强调图像生成 步骤，根据所述深度特征量生成根据所述血管的深度对所述血管进行了强调的图像，所述 深度特征量计算步骤包含：归一化特征量计算步骤，计算在所述至少3个窄带图像间对基 于各像素的信号强度的值进行了归一化后的归一化特征量；以及相对特征量计算步骤，计 算表示所述彼此不同的窄带图像间的所述归一化特征量之间的相对强度关系的相对特征 量。
[0013] 本发明涉及的图像处理程序的特征在于，该图像处理程序使对通过拍摄生物体而 获取的图像进行处理的图像处理装置执行：窄带图像获取步骤，获取中心波长彼此不同的 至少3个窄带图像；深度特征量计算步骤，根据彼此不同的窄带图像中的由照射于所述生 物体的光的吸光变化所产生的信号强度的变化的差异来计算深度特征量，该深度特征量是 与所述生物体内的血管的深度相关的特征量；以及强调图像生成步骤，根据所述深度特征 量生成根据所述血管的深度对所述血管进行了强调的图像，所述深度特征量计算步骤具 有：归一化特征量计算步骤，计算在所述至少3个窄带图像间对基于各像素的信号强度的 值进行了归一化后的归一化特征量；以及相对特征量计算步骤，计算表示所述彼此不同的 窄带图像间的所述归一化特征量之间的相对强度关系的相对特征量。
[0014] 发明效果
[0015] 根据本发明，因为根据照射于生物体的光的吸光变化所产生的信号强度的变化的 差异来计算作为与生物体内的血管的深度相关的特征量的深度特征量，并根据该深度特征 量生成根据血管的深度对血管进行了强调的图像，所以能够高精度地提取用户期望的深度 的血管进行强调。
【附图说明】
[0016] 图1是示出本发明的实施方式1涉及的图像处理装置的结构的框图。
[0017] 图2是示出图1所示的图像处理装置的动作的流程图。
[0018] 图3是示出图1所示的归一化特征量计算部所执行的处理的流程图。
[0019] 图4是示出窄带图像中的表示血管的像素的信号强度与血管的深度之间的关系 的图。
[0020] 图5是示出图1所示的强调图像生成部所执行的处理的流程图。
[0021] 图6是示出本发明的实施方式1的变形例涉及的图像处理装置所具有的归一化特 征量计算部的结构的框图。
[0022] 图7是示出窄带图像中的表示血管的像素的信号强度与血管的深度之间的关系 的图（血管较粗的情况下）。
[0023] 图8是示出窄带图像中的表示血管的像素的信号强度与血管的深度之间的关系 的图（血管较细的情况下）。
[0024] 图9是示出图6所示的归一化特征量计算部所执行的处理的流程图。
[0025] 图10是示出本发明的实施方式2涉及的图像处理装置的结构的框图。
[0026] 图11是示出图10所示的图像处理装置的动作的流程图。
[0027] 图12是示出图10所示的归一化特征量计算部所执行的处理的流程图。
【具体实施方式】
[0028] 以下，参照【附图说明】本发明的实施方式涉及的图像处理装置、图像处理方法以及 图像处理程序。此外，本发明不受这些实施方式限定。另外，在各附图的记载中，对相同部 分标注相同标号来示出。
[0029] (实施方式1)
[0030] 图1是示出本发明的实施方式1涉及的图像处理装置的框图。本实施方式1涉及 的图像处理装置1是进行如下的图像处理的装置：使用中心波长彼此不同的至少3个的多 个窄带图像来估计映在图像内的血管的深度，并生成以根据深度而不同的色调对血管进行 了强调的管腔内图像。此外，虽然在以下的说明中将内窥镜或者胶囊型内窥镜对生物体的 管腔内进行拍摄所获取的窄带图像作为处理对象，但是也可以将内窥镜或者胶囊型内窥镜 以外的观察装置所获取的图像作为处理对象。
[0031] 作为通过内窥镜获取窄带图像的方法的一例，可以列举使用LED的方法，该LED发 出具有多个窄带的波长峰值的光。例如，将以下两种LED设置于内窥镜中，使这些LED交替 发光对生物体进行照射，通过彩色的摄像元件将来自生物体内的反射光按照R(红色）成 分、G(绿色）成分以及B(蓝色）成分来获取，其中一种LED发出具有以波长415nm、540nm、 600nm为中心的峰值的光，另一种LED发出具有以波长460nm、540nm、630nm为中心的峰值的 光。由此，能够获得分别包含415nm、460nm、540nm、600nm、630nm的波长成分的5种窄带图 像。
[0032] 或者，作为其他的获取窄带图像的方法的例子，可以列举如下方法：将窄带滤镜配 置于疝灯等白色光源的前方，通过被该窄带滤镜窄带化的光按顺序对生物体内进行照射； 或者按顺序驱动多个激光二极管，这些激光二极管分别发出中心波长彼此不同的窄带光。 而且，也可以通过利用白色光对生物体内进行照射，使来自生物体的反射光经由窄带滤镜 入射到摄像元件，从而获取窄带图像。
[0033] 如图1所示，图像处理装置1具有：控制部10,其控制该图像处理装置1整体的动 作；图像获取部20,其获取与由内窥镜拍摄的窄带图像对应的图像数据；输入部30,其通过 来自外部的操作而生成输入信号；显示部40,其进行各种显示；记录部50,其存储由图像获 取部20获取的图像数据和各种程序；以及运算部100,其对图像数据执行规定的图像处理。
[0034] 控制部10由CPU等硬件来实现，其通过读入记录在记录部50中的各种程序，根据 从图像获取部20输入的图像数据和从输入部30输入的操作信号等，向构成图像处理装置 1的各个部分进行指示或者数据传送等，对图像处理装置1整体的动作进行统一控制。
[0035] 图像获取部20根据包含内窥镜的系统的方式适当构成。例如，当在与胶囊型内窥 镜之间交换图像数据时使用可移动型记录介质的情况下，图像获取部20由拆装自如地安 装该记录介质并读出已记录的图像的图像数据的读出装置构成。另外，在设置预先保存由 内窥镜拍摄的图像的图像数据的服务器的情况下，图像获取部20由与服务器连接的通信 装置等构成，并与服务器进行数据通信来获取图像数据。或者，还可以由经由电缆从内窥镜 输入图像信号的接口装置等构成图像获取部20。
[0036] 输入部30通过例如键盘、鼠标、触摸面板及各种开关等输入设备来实现，其将根 据从外部对这些输入设备的操作所生成的输入信号输出到控制部10。
[0037] 显示部40由IXD或EL显示器等显示装置来实现，在控制部10的控制下，显示包 含管腔内图像在内的各种画面。
[0038] 记录部50由可更新记录的闪存等ROM或RAM这样的各种1C存储器、内置或者利 用数据通信端子连接的硬盘、或者CD-ROM等信息记录装置及其读取装置等来实现。记录部