图像处理装置和内窥镜装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于内窥镜诊断的图像处理装置和设置有图像处理装置的医用内窥镜装置，更具体地，涉及一种具有基于彩色内窥镜图像的色彩信息而获得并显示病变部分信息的功能的装置。
【背景技术】
[0002]一般而言，病变部分会显示出与正常的粘膜组织不同的颜色。由于彩色内窥镜装置性能的提升，已经可以对颜色轻微不同于正常组织颜色的病变部分进行鉴别。然而，为了可以基于内窥镜图像上颜色的轻微差别而精确地从正常组织中鉴别出病变部分，操作者需要在专业人员的指导下进行长期的训练。并且，即使对于经过训练的操作者，也不能轻易地基于颜色上的轻微差别而鉴别出病变部分，所以需要细致认真地工作。因此提出了具有如下功能的电子内窥镜装置:对于使用白光得到的内窥镜图像数据，可以进行用于突出颜色上差别的色彩转换处理，从而轻易地鉴别出血管或病变部分，例如，日本专利临时出版物第2009-106424A号(在下文中称作专利文献I)。
【发明内容】
[0003]可以说专利文献I中描述的电子内窥镜所产生的图像在与正常内窥镜图像的比较中很容易鉴别出病变部分等。然而，在正常黏膜和病变部分等的边界上的颜色改变是连续的，并且依据疾病的类型，正常粘膜和病变部分的颜色差别变得非常小。因此，即使在使用专利文献I所描述的电子内窥镜装置时，也无法解决难以鉴别病变部分等的问题。并且，即使在使用专利文献I所描述的电子内窥镜装置时，是否为病变部分的判断最终也交付于操作者的专业技能，而操作者的专业技能取决于操作者的经验或知识，所以无法得到具有客观性和再现性(这不取决于操作者的技能)的诊断结果。
[0004]根据本发明的实施方案，提供了图像处理装置，其包括图像获取装置、色彩空间(色空間)转换装置、病变像素判断装置、病变像素计数装置、病变指数计算装置以及病变指数显示装置；所述图像获取装置获取彩色内窥镜图像数据；所述色彩空间转换装置将彩色内窥镜图像数据的色彩空间转换至基于色调(色相)、饱和度(彩度)和强度(輝度)的HSI色彩空间，或基于色调、饱和度和明度的HSV色彩空间；所述病变像素判断装置对于每个组成彩色内窥镜图像的像素，基于色调和饱和度而判断每个像素是否为病变部分；所述病变像素计数装置对病变像素数量进行计数，所述病变像素数量为判断为病变部分的像素的数量；所述病变指数计算装置基于病变像素的数量而计算病变指数；所述病变指数显示装置显示病变指数。
[0005]利用该配置，由于是在病变部分和正常部分之间出现明显差异的HSV色彩空间中对病变部分做出判断，所以可以对病变部分和正常部分做出准确的判断。另外，通过显示病变指数，获得了拍摄在内窥镜图像上的病变部分的客观且定量的信息，因此可以进行具有高准确性和再现性的诊断。
[0006]在上述图像处理装置中，图像处理装置可以进一步包括有效像素判断装置和有效像素计数装置；所述有效像素判断装置对于组成彩色内窥镜图像的每个像素，通过判断像素值是否在预定的范围内而判断每个像素是否有效；所述有效像素计数装置对有效像素数量进行计数，所述有效像素数量为通过有效像素判断装置而判断为有效的像素的数量，其中病变像素判断装置可以对判断为有效的像素，判断每个像素是否为病变部分，并且病变指数显示装置可以计算病变指数，所述病变指数为病变像素数量占有效像素数量的比例。
[0007]利用该配置，通过从判断目标中排除无效像素(例如，具有低精确度的像素值的像素，比如极高的像素值或极低的像素值)，可以对病变部分进行更准确的鉴别。
[0008]在上述的图像处理装置中，病变像素判断装置对于多种病变类型中的每一种，可以判断组成彩色内窥镜图像的每个像素是否为病变部分，病变像素计数装置对于多种病变类型中的每一种，可以对病变像素数量进行计数，病变指数计算装置对于多种病变类型中的每一种，可以计算病变指数，病变指数显示装置可以显示多种病变类型中的至少一种的病变指数。
[0009]利用该配置，显示对于每一种病变类型的病变指数，操作者可以获得关于病人状态的详细信息，所以可以进行更准确的诊断。
[0010]在上述的图像处理装置中，图像处理装置可以进一步包括总病变指数计算装置，其计算总病变指数，所述总病变指数为多个类型病变的病变指数之和，其中，病变指数显示装置可以显示总病变指数。
[0011]利用该配置，由于操作者可以获取客观完整的显示出各种难以诊断的病变类型的关于疾病的信息，所以可以轻松地进行适当地诊断。
[0012]在上述图像处理装置中，病变像素计数装置可以对病变像素数量进行计数，所述病变像素数量为判断为多种病变类型中的一种病变部分像素的像素数量。
[0013]利用该配置，即使对于通过图像分析难以鉴别的多种类型的疾病，也可以提供关于疾病状态的准确信息。
[0014]在上述图像处理装置中，图像处理装置可以进一步包括色调增强装置，其将非线性增益应用至像素值而执行色调增强过程，从而对于判断为病变部分的像素，扩大接近像素值的区域边界的动态范围，其中病变像素判断装置可以在色调增强过程后基于像素值而做出判断。
[0015]利用该配置，扩大了在病变部分上接近判断的边界(阈值)的动态范围，可以对病变部分进行更精确的判断。
[0016]在上述图像处理装置中，在RGB色彩空间中经过色调增强过程后，彩色内窥镜图像数据可以转换至HSI色彩空间或HSV色彩空间。
[0017]在上述图像处理装置中，色调增强装置可以在将不同的增益曲线分别应用至各自原色R、G和B的强度值时执行色调增强过程。
[0018]利用该配置，可以通过具有高自由度的色调增强过程而对病变部分进行更准确的判断。
[0019]在上述图像处理装置中，图像处理装置可以进一步包括叠加装置和叠加图像显示装置，所述叠加装置执行改变由病变像素判断装置判断为病变部分的像素颜色的叠加过程，所述叠加图像显示装置显示通过使彩色内窥镜图像经过叠加过程而获得的叠加图像。
[0020]利用该配置，明确地显示了在叠加图像上判断为病变部分的部分，可以避免忽视病变部分并且进行更准确的诊断。
[0021]在上述图像处理装置中，叠加图像显示装置可以同时显示彩色内窥镜图像和叠加图像。
[0022]利用该配置，通过比较叠加图像，很容易对拍摄在彩色内窥镜图像上的病变部分进行鉴别。
[0023]在上述图像处理装置中，叠加装置可以将对应于病变类型的预定的值加在判断为病变部分像素的像素的像素值上。
[0024]利用该配置，根据其颜色而显示不同类型的病变部分，可以凭直觉准确地识别出疾病状态的更详细的信息。
[0025]在上述图像处理装置中，图像处理装置可以进一步包括图像捕捉位置获取装置和报告显示装置；所述图像捕捉位置获取装置获取捕捉彩色内窥镜图像的位置的信息；所述报告显示装置利用表、曲线图和示意图中的至少一个，显示多个彩色内窥镜图像捕捉的位置与在此位置上捕捉的彩色内窥镜图像的病变指数之间的关系。
[0026]利用该配置，可以轻易准确而全方位地识别疾病。
[0027]在上述图像处理装置中，报告显示装置可以进行打印和显示。
[0028]在上述图像处理装置中，病变可以包括炎症性肠病中的发炎和溃疡。
[0029]利用该配置，由于病变指数变为炎症性疾病的严重性的适当的指数，所以可以对炎症性疾病的严重性进行更恰当的诊断。
[0030]另外，根据本发明的实施方案提供了一种内窥镜装置，其包括上述的图像处理装置和内窥镜，所述内窥镜生成彩色内窥镜图像数据并将所述彩色内窥镜图像数据输出至图像处理装置。
[0031]如上所述根据本发明的实施方案，可以在病变部分和正常部分之间进行准确的鉴别。
【附图说明】
[0032]图1为显示了根据本发明的实施方案的电子内窥镜装置的常规配置的方框图。
[0033]图2为显示了根据本发明的实施方案的图像处理单元的常规配置的方框图。
[0034]图3为显示了图像存储器224的存储区域的常规配置的示意图。
[0035]图4为显示了存储器226的存储区域的常规配置的示意图。
[0036]图5为显示了通过图像处理单元执行过程的顺序的流程图。
[0037]图6为用于TE过程的增益曲线的示例。
[0038]图7为显示了有效像素判断过程的顺序的流程图。
[0039]图8为显示了病变判断过程的顺序的流程图。
[0040]图9为绘制于HS坐标中的活组织图像的像素值的散布图。
[0041]图10为显示了叠加过程的顺序的流程图。
[0042]图11为显示了病变指数计算过程的流程图。
[0043]图12为由画面显示过程产生的显示画面的示例。
[0044]图13为在报告输出过程中打印的报告画面。
【具体实施方式】
[0045]在下文中，将参考附图对本发明的实施方案进行详细的解释。
[0046]图1为显示了根据本发明的实施方案的电子内窥镜装置I的常规配置的方框图。如图1所示，根据实施方案的电子内窥镜装置I包括电子镜(電子只3 —7°) 100、用于电子内窥镜的处理器200、监视器300以及打印机400。
[0047]用于电子内窥镜的处理器200包括系统控制器202和时间控制器206。系统控制器202执行存储在存储器204中的各个程序，并且完全控制整个电子内窥镜装置I。另外，系统控制器202根据用户(操作者或辅助人员)输入至操作面板208的命令而改变电子内窥镜装置I的各个设定。时间控制器206将用于调整每个部分的工作时间的时钟脉冲输出至电子内窥镜装置I中的各个电路。
[0048]另外，用于电子内窥镜的处理器200包括光源230，该光源230将为白色光束的照明光线供应至电子镜100的LCB(光导束(Light Carrying Bundle)) 102。光源230包括灯232、灯电源234、聚光透镜236以及调光器控制装置240。灯232为高亮度灯，其在由灯电源234供应驱动电力时发出照明光线，使用例如氙灯、金属卤素灯、汞灯或卤素灯。灯232发出的照明光线通过聚光透镜236而汇聚，经由调光器控制装置240而被引导至LCB102。
[0049]调