圖像處理裝置及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對(duì)診斷萎縮性胃炎時(shí)使用的圖像進(jìn)行處理的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，廣泛地利用具備光源裝置、電子內(nèi)窺鏡、處理器裝置的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)來進(jìn)行診斷等。此外，近來的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)隨著由組裝于電子內(nèi)窺鏡的成像元件的高靈敏度化和高像素化等高清(H1-Vis1n)系統(tǒng)帶來的高分辨率化，能夠顯示出高于以往畫質(zhì)的高精度圖像。由此，即便是發(fā)生在微細(xì)血管和粘膜上的微小病變，也能夠極其逼真地將其描繪出來。
[0003]隨著這種高清化，可清楚地掌握病變部的形狀和大小，因此能夠輕松地查出病變部。然而，醫(yī)生不但能通過病變部的形狀和大小找出病變部，還能根據(jù)粘膜顏色的略微差異找出病變部。例如，對(duì)于泛紅部分這種與粘膜顏色稍微不同的部分，可查出是早期病變部。對(duì)于這種稍微泛紅的部分，有時(shí)僅通過將其高清化而單純提高分辨率是無法發(fā)現(xiàn)的。
[0004]因此，在專利文獻(xiàn)I中通過實(shí)施使泛紅部分變得更紅且發(fā)白處變得更白的色彩強(qiáng)調(diào)處理來使得病變部的邊界分明。此外，如同專利文獻(xiàn)2，查出褐色區(qū)域(BA(Br0WnishArea))等顏色與粘膜不同的變色區(qū)域的尺寸，并根據(jù)該變色區(qū)域的尺寸進(jìn)行頻帶強(qiáng)調(diào)處理，從而對(duì)變色區(qū)域進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)。通過進(jìn)行這種色彩強(qiáng)調(diào)處理和頻帶強(qiáng)調(diào)處理，能夠找出無法僅由高清化查出的病變部。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)I:日本專利3228627號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本特開2012-71012號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0010]近年來，能夠根據(jù)萎縮性胃炎的狀態(tài)查出胃癌等胃的病變部。此時(shí)利用的是下示萎縮性胃炎與胃的病變部之間的關(guān)聯(lián)性。當(dāng)為如圖18(A)所示的正常胃粘膜結(jié)構(gòu)時(shí)，表面的粘膜層帶有一定厚度，因此由該粘膜層吸收和反射大部分的光。因此，如圖18(B)所示，在內(nèi)窺鏡圖像上幾乎觀察不到正常胃粘膜下層內(nèi)的血管。
[0011]相比之下，如圖19(A)所示，當(dāng)為萎縮性胃炎已發(fā)展的胃粘膜結(jié)構(gòu)時(shí)，粘膜層因胃腺細(xì)胞的減少而變薄。這種伴隨萎縮性胃炎的發(fā)展而產(chǎn)生的胃粘膜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化在內(nèi)窺鏡圖像上呈現(xiàn)為如下述(A)及(B)的變化。
[0012](A)接近白色的粘膜筋板可被透視，萎縮粘膜的顏色與正常部相比成為已褪色的顏色。
[0013](B)在萎縮粘膜所在的區(qū)域，粘膜層隨著萎縮而逐漸變薄，隨此粘膜下層的血管可被透視(參考圖19(B))。
[0014]因此，在診斷由萎縮性胃炎引起的胃病變部時(shí)，利用上述2個(gè)特征(A)、(B)來判斷萎縮的發(fā)展程度以及判別正常部與胃炎部的邊界。
[0015]在此，在萎縮高度發(fā)展的情況(例如，在ABC診查中為屬于C組或D組的萎縮的情況)下，在內(nèi)窺鏡圖像上能夠清楚地觀察到上述2個(gè)特征(A)、(B)。然而，在萎縮還未有太多發(fā)展等萎縮正在發(fā)展的情況(例如，在ABC診療中為屬于B組或C組的萎縮的情況)下，內(nèi)窺鏡圖像上萎縮部與正常部的差異微乎其微，有時(shí)難以判斷萎縮的發(fā)展程度或判別正常部與胃炎部的邊界。因此，要求在內(nèi)窺鏡圖像上通過明確上述2個(gè)特征(A)、(B)來實(shí)現(xiàn)正常部與胃炎部的邊界的清晰化。
[0016]關(guān)于此，認(rèn)為可應(yīng)用專利文獻(xiàn)1、2中的方法。專利文獻(xiàn)I中的方法是以使泛紅的部分變得更紅的方式對(duì)顏色進(jìn)行強(qiáng)調(diào)的方法，而不是對(duì)伴隨如上胃的萎縮而褪色的顏色變化以及如伴隨胃的萎縮而使粘膜下層的血管可被透視的顏色變化進(jìn)行強(qiáng)調(diào)的方法。此外，專利文獻(xiàn)2中的方法為根據(jù)變色區(qū)域的尺寸進(jìn)行頻帶的強(qiáng)調(diào)處理的方法，而并不是根據(jù)伴隨如上胃的萎縮而發(fā)生的顏色變化來進(jìn)行強(qiáng)調(diào)處理的方法。
[0017]本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠根據(jù)可能因萎縮性胃炎引起胃萎縮時(shí)發(fā)生的粘膜等的顏色變化來進(jìn)行色差強(qiáng)調(diào)或結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)的圖像處理裝置及其工作方法。
[0018]用于解決技術(shù)課題的手段
[0019]本發(fā)明的圖像處理裝置具備圖像信號(hào)輸入部、基礎(chǔ)圖像生成部、顏色信息獲取部、頻率強(qiáng)調(diào)部、合成比率設(shè)定部及合成部。圖像信號(hào)輸入部輸入彩色圖像信號(hào)?；A(chǔ)圖像生成部根據(jù)彩色圖像信號(hào)制作基礎(chǔ)圖像。顏色信息獲取部從彩色圖像信號(hào)中獲取多個(gè)顏色信息。頻率強(qiáng)調(diào)部根據(jù)基礎(chǔ)圖像，生成對(duì)與不同于正常部的異常部相對(duì)應(yīng)的頻率成分進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)的頻率成分強(qiáng)調(diào)圖像。合成比率設(shè)定部根據(jù)多個(gè)顏色信息，設(shè)定合成比率，該合成比率表示在基礎(chǔ)圖像上合成頻率成分強(qiáng)調(diào)圖像的比例。合成部以由合成比率設(shè)定部設(shè)定的合成比率在基礎(chǔ)圖像上合成頻率成分強(qiáng)調(diào)圖像，從而生成對(duì)異常部進(jìn)行了結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)圖像。優(yōu)選彩色圖像信號(hào)為三種顏色的圖像信號(hào)，顏色信息獲取部為信號(hào)比計(jì)算部，該信號(hào)比計(jì)算部計(jì)算三種顏色的圖像信號(hào)中兩種顏色的圖像信號(hào)之間的第I信號(hào)比和與不同于第I信號(hào)比的兩種顏色的圖像信號(hào)之間的第2信號(hào)比作為多個(gè)顏色信息。
[0020]合成比率設(shè)定部?jī)?yōu)選進(jìn)行如下設(shè)定:對(duì)于由信號(hào)比計(jì)算部計(jì)算的第I及第2信號(hào)比包含在具有較多正常部的第I及第2信號(hào)比的第I范圍內(nèi)的像素，將合成比率設(shè)定為“0%”；對(duì)于由信號(hào)比計(jì)算部計(jì)算的第I及第2信號(hào)比包含在具有較多異常部的第I及第2信號(hào)比的特定范圍內(nèi)的像素，將合成比率設(shè)定為“100。
[0021]優(yōu)選異常部為褪色的粘膜，特定范圍為包含較多褪色的粘膜的第I及第2信號(hào)比的第2范圍，第I范圍與第2范圍的色相相同但第2范圍的彩度低于第I范圍。優(yōu)選異常部為不僅在褪色的粘膜下有病變發(fā)展還具有可透視的血管的血管區(qū)域，特定范圍為包含較多血管區(qū)域的第I及第2信號(hào)比的第3范圍，第I范圍與第3范圍的彩度相同，但色相不同。優(yōu)選異常部為褐色區(qū)域，特定范圍為包含較多褐色區(qū)域的第I及第2信號(hào)比的第4范圍。優(yōu)選異常部是發(fā)紅的，特定范圍為包含較多發(fā)紅的第I及第2信號(hào)比的第5范圍。優(yōu)選三種顏色的圖像信號(hào)為RGB圖像信號(hào)，第I信號(hào)比為B圖像信號(hào)與G圖像信號(hào)之間的B/G比，第2信號(hào)比為G圖像信號(hào)與R圖像信號(hào)之間的G/R比。
[0022]本發(fā)明的圖像處理裝置具備圖像信號(hào)輸入部、顏色信息獲取部、色差強(qiáng)調(diào)部、頻率強(qiáng)調(diào)部、合成比率設(shè)定部及合成部。圖像信號(hào)輸入部輸入彩色圖像信號(hào)。顏色信息獲取從彩色圖像信號(hào)中獲取多個(gè)顏色信息。色差強(qiáng)調(diào)部在由多個(gè)顏色信息形成的特征空間內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)大第I范圍與不同于所述第I范圍的特定范圍之間的差的擴(kuò)大處理，從而生成對(duì)正常部與異常部之間的色差進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)的色差強(qiáng)調(diào)圖像。頻率強(qiáng)調(diào)部根據(jù)色差強(qiáng)調(diào)圖像，生成對(duì)與異常部相對(duì)應(yīng)的頻率成分進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)的頻率成分強(qiáng)調(diào)圖像。合成比率設(shè)定部根據(jù)多個(gè)顏色信息，設(shè)定合成比率，該合成比率表示在色差強(qiáng)調(diào)圖像上合成頻率成分強(qiáng)調(diào)圖像的比例。合成部以由合成比率設(shè)定部設(shè)定的合成比率在色差強(qiáng)調(diào)圖像上合成頻率成分強(qiáng)調(diào)圖像，從而生成不僅強(qiáng)調(diào)色差還對(duì)異常部進(jìn)行了結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)的色差及結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)圖像。優(yōu)選彩色圖像信號(hào)為三種顏色的圖像信號(hào)，顏色信息獲取部為信號(hào)比計(jì)算部，該信號(hào)比計(jì)算部計(jì)算三種顏色的圖像信號(hào)中兩種顏色的圖像信號(hào)之間的第I信號(hào)比和不同于第I信號(hào)比的兩種顏色的圖像信號(hào)之間的第2信號(hào)比作為多個(gè)顏色信息。
[0023]本發(fā)明的圖像處理裝置的工作方法具有輸入步驟、基礎(chǔ)圖像生成步驟、顏色信息獲取步驟、頻率成分強(qiáng)調(diào)圖像生成步驟、合成比率設(shè)定步驟及合成步驟。在輸入步驟中，圖像信號(hào)輸入部輸入彩色圖像信號(hào)。在基礎(chǔ)圖像生成步驟中，基礎(chǔ)圖像制作部根據(jù)彩色圖像信號(hào)制作基礎(chǔ)圖像。在顏色信息獲取步驟中，顏色信息獲取部從彩色圖像信號(hào)中獲取多個(gè)顏色信息。在頻率成分強(qiáng)調(diào)圖像生成步驟中，頻率強(qiáng)調(diào)部根據(jù)基礎(chǔ)圖像生成對(duì)與不同于正常部的異常部相對(duì)應(yīng)的頻率成分進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)的頻率成分強(qiáng)調(diào)圖像。在合成比率設(shè)定步驟中，合成比率設(shè)定部根據(jù)多個(gè)顏色信息設(shè)定表示在基礎(chǔ)圖像上合成頻率成分強(qiáng)調(diào)圖像的比例的合成比率。在合成步驟中，合成部以由合成比率設(shè)定部設(shè)定的合成比率在基礎(chǔ)圖像上合成頻率成分強(qiáng)調(diào)圖像，從而生成對(duì)異常部進(jìn)行了結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)圖像。
[0024]本發(fā)明的圖像處理裝置的工作方法具有輸入步驟、顏色信息獲取步驟、色差強(qiáng)調(diào)圖像生成步驟、頻率成分強(qiáng)調(diào)圖像生成步驟、合成比率設(shè)定步驟及合成步驟。在輸入步驟中，圖像信號(hào)輸入部輸入彩色圖像信號(hào)。在顏色信息獲取步驟中，顏色信息獲取部從彩色圖像信號(hào)中獲取多個(gè)顏色信息。在色差強(qiáng)調(diào)圖像生成步驟中，色差強(qiáng)調(diào)部在由多個(gè)顏色信息形成的特征空間內(nèi)進(jìn)行對(duì)擴(kuò)大第I范圍與不同于第I范圍的特定范圍之間的差的擴(kuò)大處理，從而生成對(duì)正常部與異常部之間的色差進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)的色差強(qiáng)調(diào)圖像。在頻率成分強(qiáng)調(diào)圖像生成步驟中，頻率強(qiáng)調(diào)部根據(jù)色差強(qiáng)調(diào)圖像，生成對(duì)與異常部相對(duì)應(yīng)的頻率成分進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)的頻率成分強(qiáng)調(diào)圖像。在合成比率設(shè)定步驟中，合成比率設(shè)定部根據(jù)多個(gè)顏色信息，設(shè)定合成比率，所述合成比率表示在色差強(qiáng)調(diào)圖像上合成頻率成分強(qiáng)調(diào)圖像的比例。在合成步驟中，合成部以由合成比率設(shè)定部設(shè)定的合成比率在色差強(qiáng)調(diào)圖像上合成頻率成分強(qiáng)調(diào)圖像，從而生成不僅強(qiáng)調(diào)色差還對(duì)異常部進(jìn)行了結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)的色差及結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)圖像。
[0025]發(fā)明效果
[0026]根據(jù)本發(fā)明，能夠根據(jù)可能因萎縮性胃炎引起胃萎縮時(shí)發(fā)生的粘膜等的顏色變化來進(jìn)行色差強(qiáng)調(diào)或結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)。
【附圖說明】
[0027]圖1為內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的外觀圖。
[0028]圖2為表不第I實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。
[0029]圖3A為表示白色光的分光強(qiáng)度的曲線圖。
[0030]圖3B為表示特殊光的分光強(qiáng)度的曲線圖。
[0031 ]圖4為表示特殊圖像處理部的功能的框圖。
[0032]圖5為表示第I?第5范圍的位置關(guān)系的曲線圖。
[0033]圖6為表示特殊光(藍(lán)色激光的發(fā)光強(qiáng)度大于藍(lán)紫色激光的發(fā)光強(qiáng)度)照明時(shí)所獲得的B/G比、G/R比的分布的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的曲線圖。
[0034]圖7為表示二維空間(B/G比、G/R比)內(nèi)的矢徑差或輻角差擴(kuò)大前的第2范圍及第3范圍的位置的說明圖。
[0035]圖8為表示二維空間(B/G比、G/R比)內(nèi)的矢徑差或輻角差擴(kuò)大后的第2范圍及第3范圍的位置的說明圖。
[0036]圖9為用于說明二維空間(B/G比、G/R比)與色度之間的關(guān)系及說明伴隨萎縮性胃炎的發(fā)展而發(fā)生的B/G比、G/R比的分布變化的說明圖。
[0037]圖10為表示R圖像信號(hào)與強(qiáng)調(diào)系數(shù)f(R)之間的關(guān)系的曲線圖。
[0038]圖11為表示結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)部的功能的框圖。
[0039]圖12為表示B/G比、G/R比與合成比率gl?g4(B/G比、G/R比)之間的關(guān)系的表格。
[0040]圖13為表示診斷萎縮性胃炎時(shí)的一系列流程的流程圖。
[0041 ]圖14