内視鏡装置
【課題】注目領域の適正な大きさでの表示と被写体全体の把握が可能な内視鏡装置等を提供すること。
【解決手段】内視鏡装置は、画像取得部と、注目領域設定部４１３と、変倍処理部４１４を含む。画像処理部は、被写体像を含む撮像画像を取得する。注目領域設定部４１３は、内視鏡装置からの情報に基づいて、撮像画像に対して注目領域を設定する。変倍処理部４１４は、注目領域を他の領域よりも相対的に拡大する局所的な変倍処理を行う。
【解決手段】内視鏡装置は、画像取得部と、注目領域設定部４１３と、変倍処理部４１４を含む。画像処理部は、被写体像を含む撮像画像を取得する。注目領域設定部４１３は、内視鏡装置からの情報に基づいて、撮像画像に対して注目領域を設定する。変倍処理部４１４は、注目領域を他の領域よりも相対的に拡大する局所的な変倍処理を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
体腔内の組織に対して照明光を照射し、その反射光を撮像した画像を用いて診断・処置を行う内視鏡装置が広く使用されている。挿入部の先端には、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子と、被写体像を光学的に結像する対物レンズが設けられている。一般的に、内視鏡の対物レンズとして、病変部の見落としを防止するため広角の対物レンズが用いられる。例えば、１７０°の視野角をもつ対物レンズが用いられている。
【０００３】
さて、挿入部の先端の側方視野を結像する対物レンズ（例えば特許文献１）を用いることで、より広い視野を観察可能にすることが考えられる。視野が広がることで、例えば、体腔内のヒダの裏側を観察できるようになり、通常では発見しにくい病変部でも見落としを減らすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１６９７９２号公報
【特許文献２】特開２００１−２２１９６０号公報
【特許文献３】特開平９−１４９８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、視野を広くすると、従来の内視鏡に比べて画像に含まれる情報量が相対的に多くなるため、注目する被写体が相対的に小さく表示されてしまうという課題がある。
【０００６】
なお、特許文献２には、広角画像の横に拡大画像を並列して表示する手法が開示されている。特許文献３には、広角画像中の関心領域の位置情報を検出し、その関心領域の拡大画像をモニターに表示する手法が開示されている。
【０００７】
本発明の幾つかの態様によれば、注目領域の適正な大きさでの表示と被写体全体の把握が可能な内視鏡装置等を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態の一態様は、被写体像を含む撮像画像を取得する画像取得部と、内視鏡装置からの情報に基づいて、前記撮像画像に対して注目領域を設定する注目領域設定部と、前記注目領域を他の領域よりも相対的に拡大する局所的な変倍処理を行う変倍処理部と、を含む内視鏡装置に関係する。
【０００９】
本実施形態の一態様によれば、内視鏡装置からの情報に基づいて撮像画像に対して注目領域が設定され、その注目領域を他の領域よりも相対的に拡大する局所的な変倍処理が行われる。これにより、注目領域の適正な大きさでの表示と被写体全体の把握が可能になる。
【００１０】
また本発明の他の態様は、被写体像を含む撮像画像を取得する画像取得部と、内視鏡装置からの情報に基づいて、前記撮像画像に対して注目領域を設定する注目領域設定部と、前記撮像画像の画角を維持しながら前記注目領域の変倍処理を行う変倍処理部と、を含む内視鏡装置に関係する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】対物光学系の構成例。
【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は、本実施形態の概要についての説明図。
【図３】第１の実施形態における内視鏡装置の構成例。
【図４】回転色フィルターの詳細な構成例。
【図５】色フィルターの分光特性例。
【図６】第１の実施形態における画像処理部の詳細な構成例。
【図７】注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図８】図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図９】注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図１０】注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図１１】注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図１２】注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図１３】変倍処理部が行う処理についての説明図。
【図１４】変倍処理部が行う処理についての説明図。
【図１５】変倍処理部が行う処理についての説明図。
【図１６】変倍処理の変形例についての説明図。
【図１７】変倍処理の変形例についての説明図。
【図１８】画像処理プログラムのフローチャート例。
【図１９】注目領域設定処理の詳細なフローチャート例。
【図２０】変倍処理の詳細なフローチャート例。
【図２１】第２の実施形態における内視鏡装置の構成例。
【図２２】第２の実施形態における画像処理部の詳細な構成例。
【図２３】第２の実施形態における注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図２４】第３の実施形態における内視鏡装置の構成例。
【図２５】第３の実施形態における状態情報取得部の詳細な構成例。
【図２６】図２６（Ａ）〜図２６（Ｃ）は、湾曲操作についての説明図。
【図２７】図２７（Ａ）、図２７（Ｂ）は、第３の実施形態における変倍処理部が行う処理についての説明図。
【図２８】倍率Αと湾曲角度θを対応付けたルックアップテーブルの例。
【図２９】湾曲動き量に対する拡大率特性の例。
【図３０】第４の実施形態における内視鏡装置の構成例。
【図３１】図３１（Ａ）〜図３１（Ｄ）は、距離推定手法についての説明図。
【図３２】第４の実施形態における状態情報取得部の詳細な構成例。
【図３３】第４の実施形態における状態情報取得部が行う処理についての説明図。
【図３４】内視鏡装置の変形構成例。
【図３５】第５の実施形態における内視鏡装置の構成例。
【図３６】第５の実施形態における注目領域設定部の詳細な構成例。
【図３７】第５の実施形態の変形例についての説明図。
【図３８】図３８（Ａ）〜図３８（Ｃ）は、第５の実施形態における変倍処理部が行う処理についての説明図。
【図３９】第５の実施形態における注目領域設定処理の詳細なフローチャート例。
【図４０】第６の実施形態における内視鏡装置の構成例。
【図４１】第２の撮像素子の色フィルターの構成例。
【図４２】第２の撮像素子の色フィルターの透過率特性例。
【図４３】第６の実施形態における画像処理部の詳細な構成例。
【図４４】第２の撮像素子により撮像された単板画像信号の例。
【図４５】第６の実施形態における注目領域設定部の詳細な構成例。
【図４６】局所領域の設定例。
【図４７】第６の実施形態における注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図４８】第６の実施形態における画像処理プログラムのフローチャート例。
【図４９】第６の実施形態における注目領域設定処理の詳細なフローチャート例。
【図５０】第７の実施形態における内視鏡装置の構成例。
【図５１】第７の実施形態における画像処理部の詳細な構成例。
【図５２】第８の実施形態における注目領域設定部の詳細な構成例。
【図５３】歪み補正処理前後の画像の例。
【図５４】代表点の設定例。
【図５５】図５５（Ａ）〜図５５（Ｄ）は、抜去状態の判定手法についての説明図。
【図５６】第８の実施形態における注目領域設定処理の詳細なフローチャート例。
【図５７】歪み補正処理の詳細なフローチャート例。
【図５８】設定処理の詳細なフローチャート例。
【図５９】第９の実施形態における内視鏡装置の構成例。
【図６０】第９の実施形態における状態情報取得部の詳細な構成例。
【図６１】第９の実施形態における画像処理部の詳細な構成例。
【図６２】赤玉領域についての説明図。
【図６３】図６３（Ａ）は、赤玉領域についての説明図。図６３（Ｂ）は、第１０の実施形態における変倍処理についての説明図。
【図６４】第１０の実施形態における画像処理部の詳細な構成例。
【図６５】第１０の実施形態における注目領域設定部の詳細な構成例。
【図６６】第１０の実施形態における注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図６７】赤玉領域候補検出部の詳細な構成例。
【図６８】デフォーカス検出部の詳細な構成例。
【図６９】第１０の実施形態における注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図７０】変倍パラメーター設定部の詳細な構成例。
【図７１】変倍前正規化距離に対する複数の変倍後正規化距離の対応曲線の例。
【図７２】コンピュータシステムの構成を示すシステム構成図。
【図７３】コンピュータシステムにおける本体部の構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００１３】
１．本実施形態の概要
【００１４】
まず本実施形態の概要について説明する。上記の特許文献１には、スコープ先端部の前方視野と側方視野を観察可能な対物光学系が開示されている。図１にこの対物光学系の構成例を示す。図１に示すように、前方視野からの光線ＬＣ１は面ＳＦ１から入射し、側方視野からの光線ＬＣ２は面ＳＦ３から入射する。これらの光線ＬＣ１、ＬＣ２が面ＳＦ１、ＳＦ２により屈折又は反射されることにより、前方視野と側方視野が結像される。
【００１５】
このような対物レンズを用いれば、従来の内視鏡装置よりも広い視野で体腔内を観察することができる。図２（Ａ）〜図２（Ｄ）を用いて、この点について詳細に説明する。
【００１６】
図２（Ａ）に示すように、管腔状の臓器において病変部をスクリーニングする場合、スコープを臓器の軸方向と平行にし、スコープを挿入又は抜去しながら観察を行う。前方視野のみの場合、臓器の壁面にある病変部は、ヒダ等の凹凸に遮蔽されて撮像できない。そのため図２（Ｂ）に示すように、撮像画像から病変部を確認することができず、病変部を見落としてしまう。
【００１７】
一方、図２（Ｃ）に示すように、側方視野を観察できる場合、側方視野によりヒダの裏にある病変部を観察することが可能になる。そのため図２（Ｄ）に示すように、撮像画像から病変部を確認することができ、病変の見落としを減らすことができる。
【００１８】
しかしながら、このように視野を広くすると、従来の内視鏡に比べて画像に含まれる情報量が相対的に多くなるため、ユーザーが注目する被写体が、画像全体に対して相対的に小さく表示されてしまうという課題がある。
【００１９】
このような問題に対し、例えば特許文献２には、広角画像の横に拡大画像を並列して表示する内視鏡装置が開示されている。
【００２０】
しかしながら、この手法では、術者が複数の画像に常時注目しながら診断を行うこととなり、術者の負荷が高くなる。また、一時的に１つの画像のみに注目してしまうことで病変部を見逃すことも考えられる。
【００２１】
また特許文献３には、広角画像中の関心領域の位置情報を検出し、その位置情報に基づいて関心領域の拡大画像をモニターに表示する内視鏡装置が開示されている。
【００２２】
しかしながら、この手法では、画像の中の関心領域のみが拡大表示されるため、管腔状である臓器の全体像が把握しづらく、スコープのスムーズな挿入や抜去が行えなくなるため、確実で効率の良いスクリーニングが行えないという課題がある。
【００２３】
この点、本実施形態によれば、図１２に示すように、撮像画像に注目領域を設定し、その注目領域を撮像画像に対して相対的に拡大する処理を行う。これにより、撮像画像の画角を維持しながら注目領域を拡大表示することができるため、広視野の全体を把握しながら注目領域の視認性を向上できる。広視野の確保により、スコープの操作性を向上でき、注目領域の拡大により、病変部の診断や処置を行いやすくなる。
【００２４】
２．第１の実施形態
２．１．内視鏡装置
上記のように撮像画像の画角を維持しながら注目領域を拡大表示する本実施形態の内視鏡装置について詳細に説明する。
【００２５】
図３に、第１の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部１００、操作部２００、挿入部３００、制御装置４００（プロセッサ部）、表示部５００、外部Ｉ／Ｆ部５５０を含む。
【００２６】
光源部１００は、白色光源１０１と、光源絞り１０２と、光源絞り１０２を駆動させる光源絞り駆動部１０３と、複数の分光透過率のフィルターを有する回転色フィルター１０４を有する。また光源部１００は、回転色フィルター１０４を駆動させる回転駆動部１０５と、回転色フィルター１０４を透過した光をライトガイドファイバー３０１の入射端面に集光させる集光レンズ１０６を含む。
【００２７】
光源絞り駆動部１０３は、制御装置４００の制御部４２０からの制御信号に基づいて、光源絞り１０２の開閉を行うことで光量の調整を行う。
【００２８】
図４に回転色フィルター１０４の詳細な構成例を示す。回転色フィルター１０４は、三原色の赤色（以下Ｒと略す）フィルター７０１と、緑色（以下Ｇと略す）フィルター７０２と、青色（以下Ｂと略す）フィルター７０３と、回転モーター７０４と、から構成されている。図５に、これらの色フィルター７０１〜７０３の分光特性例を示す。
【００２９】
回転駆動部１０５は、制御部４２０からの制御信号に基づいて、撮像素子３０４の撮像期間と同期して回転色フィルター１０４を所定回転数で回転させる。例えば、回転色フィルター１０４を１秒間に２０回転させると、各色フィルターは６０分の１秒間隔で入射白色光を横切ることになる。この場合、撮像素子３０４は、６０分の１秒間隔で画像信号の撮像と転送を完了することになる。
【００３０】
ここで、撮像素子３０４は例えばモノクロ用撮像素子である。即ち、本実施形態では、３原色の各色光（Ｒ或はＧ或はＢ）の画像が６０分の１秒間隔で撮像される面順次方式の撮像が行われる。
【００３１】
操作部２００は、挿入部３００の湾曲操作を行う湾曲操作レバー２０１と、例えば鉗子のような処置具を挿入する挿入口２０２と、が設けられている。
【００３２】
湾曲操作レバー２０１は、湾曲操作ワイヤー３０６と連結されている。湾曲操作ワイヤー３０６は、挿入部３００の内部を挿通して挿入部３００先端に固定されている。術者は、湾曲操作レバー２０１を操作することにより、湾曲操作ワイヤー３０６を牽引又は弛緩させ、挿入部３００を湾曲させる。挿入口２０２は、処置具を挿通する挿通チャンネル３０７と連通している。
【００３３】
挿入部３００は、例えば、体腔への挿入を可能にするため細長くかつ湾曲可能に形成されている。挿入部３００は、光源部１００で集光された光を照明レンズ３０２に導くためのライトガイドファイバー３０１と、そのライトガイドファイバー３０１により先端まで導かれてきた光を拡散させて観察対象に照射する照明レンズ３０２と、を含む。また、挿入部３００は、観察対象から戻る反射光を集光する対物光学系３０３と、集光した反射光を検出するための撮像素子３０４と、撮像素子３０４の光電変換により得られたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換部３０５と、を含む。また、挿入部３００は、挿入部３００の内部を挿通して先端部に固定される湾曲操作ワイヤー３０６と、操作部２００で挿入された処置具を挿通する挿通チャンネル３０７と、を含む。
【００３４】
対物光学系３０３（狭義には対物レンズ）は、挿入部３００の先端部から突出しており、前方視野及び側方視野を結像する。例えば、対物光学系３０３は、２３０°の視野角を有する。
【００３５】
撮像素子３０４は、例えばモノクロ単板撮像素子であり、例えばＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサー等により構成される。
【００３６】
制御装置４００は、内視鏡装置の各部の制御や画像処理を行う。制御装置４００は、注目領域の設定や画像の変倍処理を行う画像処理部４１０と、制御部４２０と、を含む。
【００３７】
Ａ／Ｄ変換部３０５によりデジタル信号に変換された画像信号は、画像処理部４１０に転送される。画像処理部４１０により処理された画像信号は、表示部５００に転送される。制御部４２０は、内視鏡装置の各部の制御を行う。具体的には制御部４２０は、光源絞り駆動部１０３と、回転駆動部１０５と、画像処理部４１０と、外部Ｉ／Ｆ部５５０に接続されており、これらの制御を行う。
【００３８】
表示部５００は、動画表示可能な表示装置であり、例えばＣＲＴや液晶モニター等により構成される。
【００３９】
外部Ｉ／Ｆ部５５０は、内視鏡装置に対するユーザーからの入力等を行うためのインターフェースである。外部Ｉ／Ｆ部５５０は、例えば電源のオン／オフを行うための電源スイッチや、撮影モードやその他各種のモードを切り換えるためのモード切換ボタンなどを含む。外部Ｉ／Ｆ部５５０は、入力された情報を制御部４２０へ転送する。
【００４０】
２．２．画像処理部
図６に、第１の実施形態における画像処理部４１０の詳細な構成例を示す。画像処理部４１０は、前処理部４１１と、同時化部４１２と、注目領域設定部４１３と、変倍処理部４１４と、後処理部４１５と、を含む。
【００４１】
Ａ／Ｄ変換部３０５は、前処理部４１１に接続される。前処理部４１１は、同時化部４１２に接続される。同時化部４１２は、注目領域設定部４１３と、変倍処理部４１４に接続される。注目領域設定部４１３は、変倍処理部４１４に接続される。変倍処理部４１４は、後処理部４１５に接続される。後処理部４１５は、表示部５００に接続される。制御部４２０は、前処理部４１１と、同時化部４１２と、注目領域設定部４１３と、変倍処理部４１４と、後処理部４１５と、に双方向に接続されており、これらの制御を行う。
【００４２】
前処理部４１１は、Ａ／Ｄ変換部３０５から入力される画像信号に対して、制御部４２０に予め保存されているＯＢクランプ値、ゲイン補正値、ＷＢ係数値を用いて、ＯＢクランプ処理、ゲイン補正処理、ＷＢ補正処理を行う。前処理部４１１は、前処理後の画像信号を同時化部４１２へ転送する。
【００４３】
同時化部４１２は、前処理部４１１により処理された画像信号に対して、制御部４２０の制御信号に基づいて、面順次の画像信号を同時化する。具体的には、同時化部４１２は、面順次で入力された各色光（Ｒ或はＧ或はＢ）の画像信号を１フレーム分ずつ蓄積し、蓄積した各色光の画像信号を同時に読み出す。同時化部４１２は、同時化された画像信号を、注目領域設定部４１３と変倍処理部４１４へ転送する。
【００４４】
注目領域設定部４１３は、同時化処理された画像信号に基づいて注目領域を設定する。具体的には、注目領域設定部４１３は、処置具が撮像された領域を検出し、処置具の先端の周辺領域を注目領域として設定する。注目領域設定部４１３が行う処理については詳細に後述する。
【００４５】
変倍処理部４１４は、画角を維持（ほぼ維持）しながら画像の変倍処理を行い、注目領域を拡大する。具体的には、変倍処理部４１４は、注目領域を所定の倍率で拡大する処理を行う。あるいは、注目領域を拡大するとともに他の領域を縮小する処理を行ってもよい。変倍処理部４１４が行う処理については詳細に後述する。
【００４６】
後処理部４１５は、変倍処理後の画像に対して、制御部４２０に予め保存されている階調変換係数や色変換係数、輪郭強調係数を用いて、階調変換処理や色処理、輪郭強調処理を行う。後処理部４１５は、後処理後の画像信号を表示部５００へ転送する。
【００４７】
２．３．注目領域設定部
注目領域設定部４１３が行う処理について詳細に説明する。注目領域設定部４１３は、同時化処理された画像信号から、処置具の像を有した画素からなる処置具領域を検出し、検出した処置具領域に基づいて注目領域を設定する。以下では、鉗子等の高反射性の金属の処置具を検出する場合を例にとり説明する。
【００４８】
処置具は、撮像素子３０４に極めて接近した位置に置かれるため、処置具の輝度信号値は、臓器に比べ十分に大きくなる。そのため、画像信号中の高輝度領域を処置具領域として検出する。具体的には、注目画素（処理対象画素）の座標を（ｘ，ｙ）として、注目画素の輝度信号値Ｙ（ｘ，ｙ）を下式（１）により算出する。
【数１】
【００４９】
ここで、Ｒ（ｘ，ｙ）、Ｇ（ｘ，ｙ）、Ｂ（ｘ，ｙ）は、座標（ｘ，ｙ）における各色の画像信号である。
【００５０】
次に、図７に示すように、注目画素より左側の、座標（ｘ−ａ，ｙ）から座標（ｘ−１，ｙ）までの輝度値の平均値Ｙａｖｅ（ｘ，ｙ）を下式（２）により算出する。図７では、画像信号はＮ×Ｍ画素とする。また、画像信号の左上に位置する座標を（０，０）とし、右方向をＸ軸の正方向とし、下方向をＹ軸の正方向として表している。例えばＸ軸は水平走査線に沿った軸であり、Ｙ軸はＸ軸に直交する軸である。
【数２】
【００５１】
ここで、ａは定数であり、画像信号の横幅Ｎに応じて設定される。例えば、定数ａは画像信号の横幅Ｎの３％に設定される。
【００５２】
次に、下式（３）を用いて、注目画素の輝度信号値が周辺の輝度平均値に比べて十分に大きいか否かを検出する。
【数３】
【００５３】
ここで、Ｙｐは、パラメーターとして予め設定される値である。上式（３）が成立する画素を、処置具候補画素とする。例えば、図８（Ａ）に示すように、処置具と輝点の像が含まれる画像信号の場合、図８（Ｂ）に示すように、処置具候補画素が検出される。
【００５４】
次に、処置具候補画素が複数隣接している領域を、処置具候補領域として抽出する。具体的には、画像信号を左上から探索して、注目画素（ｘ，ｙ）の値が“処置具候補画素であり”、注目画素の左（ｘ−１，ｙ）と左上（ｘ−１，ｙ−１）と上（ｘ，ｙ−１）と右上（ｘ＋１，ｙ−１）の４画素が“処置具候補画素ではない”注目画素を、始点画素に設定する。図９に示すように、ハッチングの画素が始点画素にあたる。
【００５５】
次に、始点画素（ｘ，ｙ）の左下（ｘ−１，ｙ−１）から反時計回りに処置具候補画素を探索する。始点画素の周辺に“処置具候補画素が検出されなかった”場合、次の始点画素から処置具候補画素を探索する。始点画素の周辺に“処置具候補画素が検出された”場合、検出された処置具候補画素の周辺から再び反時計回りに処置具候補画素を探索する。検出された処置具候補画素が再び始点画素に戻るまで探索を続ける。探索の途中で処置具候補画素が、始点画素よりもＹ座標が小さくなった場合は探索を打ち切り、次の始点画素を探索する。図１０に示すように、処置具候補画素が再び始点画素に戻ると、検出された処置具候補画素に囲まれた領域を処置具候補領域とする。図１０において、ハッチングの画素が、探索により検出された処置具候補画素である。
【００５６】
次に、処置具候補領域として抽出された各領域に含まれる画素数を各々カウントし、画素数が最も多い領域を抽出する。画素数が最も多い領域に含まれる画素数Ｔｍａｘが、予め設定された閾値ＴＨｔより大きい（Ｔｍａｘ＞ＴＨｔ）場合は、その領域を処置具領域とする。一方、画素数が最も多い領域に含まれる画素数Ｔｍａｘが、予め設定された閾値ＴＨｔ以下の場合は、画像信号中に“処置具は存在しない”として、画像信号に処置具領域を設定しない。例えば、図１０に示すように、処置具候補領域２に含まれる画素数が最も多い場合、処置具候補領域２に含まれる処置具候補画素の数が予め設定された閾値より大きいか否かを判定する。閾値より大きい場合、処置具候補領域２を処置具領域に設定する。
【００５７】
次に、処置具の先端にあたる領域を処置具領域から抽出し、その領域を処置具先端画素として設定する。例えば図１１に示すように、処置具領域に含まれる画素の中から画像中心に最も近い画素を処置具先端画素として抽出する。図１１では、画像中心の座標を（Ｎ／２，Ｍ／２）とし、処置具先端画素の座標を（ｘ０，ｙ０）とする。なお、処置具先端画素を抽出する別の手法としては、画像中心の座標（Ｎ／２，Ｍ／２）に近い複数の画素を、処置具領域に含まれる画素の中から選択し、選択された複数の画素の重心を処置具先端画素としてもよい。
【００５８】
次に、図１２に示すように、処置具先端画素（ｘ０，ｙ０）を中心とする半径Ｒの円よりも内側の画素を、注目領域として設定する。ここで、半径Ｒは定数であり、画像信号の横幅Ｎに応じて設定される。例えば、半径Ｒは、画像信号の横幅Ｎの１０％に設定される。座標（ｘ，ｙ）の画素が、半径Ｒの円よりも内側に含まれるか否かは下式（４）により判定する。
【数４】
【００５９】
注目領域設定部４１３は、設定した注目領域と中心画素（ｘ０，ｙ０）を変倍処理部４１４へ転送する。
【００６０】
なお、上記では半径Ｒを定数としたが、本実施形態はこれに限定されず、例えば半径Ｒを、注目領域（ｘ０，ｙ０）と画像中心（Ｎ／２，Ｍ／２）との距離Ｌに応じて変化する変数としてもよい。注目領域の中心（ｘ０，ｙ０）と画像中心（Ｎ／２，Ｍ／２）との距離Ｌは、下式（５）により算出する。
【数５】
【００６１】
また、上記では注目領域を、座標（ｘ０，ｙ０）を中心とする円形としたが、本実施形態はこれに限定されず、例えば注目領域を、座標（ｘ０，ｙ０）を中心とした矩形或いは楕円形としてもよい。
【００６２】
２．４．変倍処理部
次に、変倍処理部４１４が行う処理について詳細に説明する。変倍処理部４１４は、設定された注目領域と中心画素（ｘ０，ｙ０）に基づいて、画像信号を局所的に変倍処理する。なお、注目領域設定部４１３により注目領域が設定されていない場合は、変倍処理は行われず、入力された画像信号がそのまま後処理部４１５に出力される。
【００６３】
図１３に示すように、変倍処理部４１４は、注目領域を拡大率α（広義には倍率）で拡大し、拡大した画像を元の画像に重畳する。具体的には、円の中心を基準に半径方向に拡大率αで拡大し、拡大後の円領域の中心を元の注目領域の中心画素（ｘ０，ｙ０）に一致させて重畳する。以下では、拡大後の注目領域を拡大領域と呼ぶ。座標（ｘ，ｙ）の画素をα倍に座標変換した座標（ｘ’，ｙ’）は、下式（６）により算出する。
【数６】
【００６４】
ここで、αは、予め設定される１より大きい定数であり、例えば、α＝１．５に設定する。また、拡大率αは固定の定数に限らず、外部より術者が自由に入力してもよい。また、図１４に示すように、拡大率αは、注目領域の中心（ｘ０，ｙ０）と画像中心（Ｎ／２，Ｍ／２）との距離Ｌに応じて変化する変数としてもよい。
【００６５】
変倍処理部４１４は、上記の拡大処理において、拡大領域内に含まれる画素位置における補間画素を生成する。具体的には、図１５に示すように、拡大領域内の画素位置について、上式（６）による座標変換後の近傍４画素を用いて線形補間を行う。なお、補間処理は線形補間に限らず、例えば最近傍法や、三次畳み込み内挿法（バイキュービック）等の補間手法を用いてもよい。
【００６６】
図１６に変倍処理の変形例を示す。図１６に示すように、上記の拡大領域の外側に縮小領域を設けてもよい。具体的には、縮小領域は、座標（ｘ０，ｙ０）を中心とした半径Ｒｓの内側の領域であり、かつ、拡大領域の外側の領域である。変倍処理部４１４は、半径Ｒの円と半径Ｒｓの円に挟まれる領域を縮小率β（広義には倍率）で縮小する。縮小率βは、処理対象画素（ｘ，ｙ）と中心座標（ｘ０，ｙ０）の距離ｒｄに応じて変化する変数である。距離ｒｄは、下式（７）により算出する。図１７に示すように、縮小率βは、距離ｒｄが大きいほど減少する係数であり、距離ｒｄがＲのときβ＝αとなり、Ｒｓのときβ＝１となる。
【数７】
【００６７】
変倍処理部４１４は、縮小処理において、縮小領域内に含まれる画素位置における補間画素を生成する。具体的には、縮小領域内の画素位置について、縮小率βで縮小処理された画素を用いて線形補間を行う。なお、補間処理は線形補間に限らず、例えば最近傍法や、三次畳み込み内挿法（バイキュービック）等の補間手法を用いてもよい。
【００６８】
上記の変形例によれば、拡大領域の外側に縮小領域を設けることにより、拡大領域の境界部分で画像の連続性が保たれるため、違和感のない変倍処理を施された画像信号を得ることができる。
【００６９】
なお、上記では縮小領域を半径Ｒｓより内側に含まれる画素としたが、本実施形態はこれに限定されず、例えば拡大領域の外側全てを縮小領域としてもよい。その場合、縮小率βは画像端部に向かうほど減少し、画像端部において拡大率１である。
【００７０】
２．５．ソフトウェア
なお本実施形態では、画像処理部４１０の各部が行う処理の一部または全部をソフトウェアで構成することとしてもよい。この場合、例えば図７２等で後述するコンピュータシステムのＣＰＵが画像処理プログラムを実行する。
【００７１】
図１８に、画像処理プログラムのフローチャート例を示す。図１８に示すように、この処理が開始されると、時系列の画像に対して、光源との同期信号や撮影モードなどのヘッダー情報を入力する（Ｓ１）。
【００７２】
次に、画像を予め確保しておいた画像バッファに入力する（Ｓ２）。次に、入力された画像に対して、例えば公知のＯＢクランプ処理やゲイン補正処理、ＷＢ補正処理等の処理を行う（Ｓ３）。次に、入力された時系列の画像を、光源との同期信号に従い同時化する処理を行う（Ｓ４）。
【００７３】
次に、画像に対して注目領域設定処理を行う（Ｓ５）。注目領域設定処理については、図１９で詳細に後述する。次に、注目領域に基づいて画像信号の変倍処理を行う（Ｓ６）。変倍処理については、図２０で詳細に後述する。次に、変倍処理された画像に対して階調変換処理や色処理、輪郭強調処理等の処理を行う（Ｓ７）。次に、後処理された画像を出力する（Ｓ８）。
【００７４】
次に、時系列画像のうち最終の画像の処理が終了したか否かを判定する（Ｓ９）。終了していないと判定した場合には、ステップＳ２へ戻り、次の画像に対してステップＳ２〜Ｓ８の処理を繰り返して行う（Ｓ９，Ｎｏ）。一方、全画像の処理が終了していると判定した場合には、この処理を終了する（Ｓ９，Ｙｅｓ）。
【００７５】
図１９に、注目領域設定処理（Ｓ５）の詳細なフローチャート例を示す。図１９に示すように、この処理が開始されると、入力された画像信号から高輝度画素を処置具候補画素として検出する（Ｓ１１）。
【００７６】
次に、検出された処置具候補画素が複数隣接している領域を、処置具候補領域として検出する（Ｓ１２）。次に、最も画素数を多く含む処置具候補領域を、処置具領域として検出する（Ｓ１３）。次に、処置具領域に含まれる画素数Ｔｍａｘが、予め設定された閾値ＴＨｔより大きいか否かを判定する（Ｓ１４）。画素数Ｔｍａｘが閾値ＴＨｔより大きいと判定した場合には、ステップＳ１５へ進み（Ｓ１４，Ｙｅｓ）、画素数Ｔｍａｘが閾値ＴＨｔ以下と判定した場合には、この処理を終了する（Ｓ１４，Ｎｏ）。
【００７７】
次に、処置具領域に含まれる画素の中から画像信号の中心に最も近い画素を処置具先端画素として検出する（Ｓ１５）。次に、処置具先端画素を注目領域の中心として、注目領域の中心から半径Ｒより内側に含まれる画素を注目領域として設定し（Ｓ１６）、この処理を終了する。
【００７８】
図２０に、変倍処理（Ｓ６）の詳細なフローチャート例を示す。図２０に示すように、この処理が開始されると、注目領域設定処理により、注目領域が設定されているか否かを判定する（Ｓ２１）。注目領域が設定されている場合（Ｓ２１、Ｙｅｓ）、ステップＳ２２に進む。一方、注目領域が設定されていない場合（Ｓ２１、Ｎｏ）、この処理を終了する。
【００７９】
次に、注目画素の中心から半径Ｒに含まれる画素を拡大率αで座標変換する（Ｓ２２）。以下では、拡大率αで座標変換された領域を拡大領域と呼ぶ。次に、拡大領域内に含まれる画素位置において補間画素を生成する（Ｓ２３）。次に、拡大領域の中心と、注目画素の中心とを合わせて、拡大領域を画像信号に重畳し（Ｓ２４）、この処理を終了する。
【００８０】
これにより、例えばカプセル型内視鏡などのように、まず画像データを蓄積し、その後、蓄積された画像データに対してＰＣ等のコンピュータシステムでソフトウェア的に処理を行うことが可能になる。
【００８１】
以上の実施形態によれば、図６に示すように、内視鏡装置は、画像取得部（例えばＡ／Ｄ変換部３０５）と注目領域設定部４１３と変倍処理部４１４を含む。画像取得部は、被写体像を含む撮像画像を取得する。注目領域設定部４１３は、内視鏡装置からの情報に基づいて、撮像画像に対して注目領域を設定する。変倍処理部４１４は、その注目領域を他の領域よりも相対的に拡大する局所的な変倍処理を行う。
【００８２】
このようにすれば、注目領域を他の領域よりも相対的に拡大できるため、微小な病変部についてもより詳細な情報を得ることができ、注目領域に対して適切な診断や処置を行うことが可能になる。
【００８３】
ここで、内視鏡装置からの情報とは、内視鏡装置の各部により取得される情報であり、例えば撮像部による撮像画像や、撮像画像を処理して得られる信号や、各部を制御する制御信号や、内視鏡装置に設けられた種々のセンサーによるセンシング信号である。
【００８４】
また、注目領域とは、使用者にとって観察の優先順位が他の領域よりも相対的に高い領域であり、例えば、使用者が医者であり治療を希望した場合、粘膜部や病変部を写した領域を指す。また、他の例として、医者が観察したいと欲した対象が泡や便であれば、注目領域は、その泡部分や便部分を写した領域になる。即ち、使用者が注目すべき対象は、その観察目的によって異なるが、いずれにしても、その観察に際し、使用者にとって観察の優先順位が他の領域よりも相対的に高い領域が注目領域となる。
【００８５】
また本実施形態では、図１３等で説明したように、変倍処理部４１４は、撮像画像の画角を維持しながら局所的な変倍処理を行う。
【００８６】
このようにすれば、術者は被写体の全体像を把握しながら注目したい領域を適正な大きさで観察することが可能になる。また、これらの被写体の全体像と注目したい領域は同一の画像に表示できるため、複数の画像を観察する場合に比べ、術者の負担を軽減することができる。また、広角画像と拡大画像を切り替える必要もないため、術者が煩雑な作業をする必要もない。
【００８７】
ここで、画角を維持するとは、画像に表示される被写体の範囲が変倍処理により変化しないことである。画角は厳密に維持される必要はなく、実質的に維持されていればよい。
【００８８】
また本実施形態では、注目領域設定部４１３は、撮像画像を内視鏡装置からの情報として、注目領域を設定する。
【００８９】
具体的には、注目領域設定部４１３は、図示しない処置具検出部を有する。図１２等で説明したように、処置具検出部は、被写体に対して処置を施すための処置具が撮像された処置具領域を、撮像画像に基づいて検出する。注目領域設定部４１３は、検出された処置具領域に基づいて注目領域を設定する。
【００９０】
このようにすれば、処置具が画像に写っている場合には術者が注目する領域が画像内にあると考えられるため、その注目領域を変倍処理により拡大することができる。これにより、処置対象となる病変部を適切な大きさで表示でき、術者の処置に好適な画像を得ることができる。
【００９１】
また本実施形態では、処置具検出部は、処置具領域の先端を検出する。注目領域設定部４１３は、検出された先端から所定半径の円内を注目領域に設定する。
【００９２】
具体的には図１１で説明したように、処置具検出部は、処置具領域に含まれる画素のうちの、撮像画像の中心（Ｎ／２，Ｍ／２）に最も近い画素を先端（処置具先端画素（ｘ０，ｙ０））に設定する。
【００９３】
このようにすれば、処置具先端部に存在すると考えられる処置対象領域を注目領域に設定し、その注目領域を変倍処理により拡大できる。
なお、注目領域として設定する円（円形領域）は、真円に限定されず、円状の領域であればよい。例えば、楕円等であってもよい。
【００９４】
また本実施形態では、処置具検出部は、図示しない輝度特徴量算出部を有する。輝度特徴量算出部は、撮像画像の画素の輝度に関する輝度特徴量（例えば輝度信号値Ｙ（ｘ，ｙ））を算出する。処置具検出部は、算出された輝度特徴量に基づいて、処置具領域を検出する。
【００９５】
具体的には図８（Ｂ）等で説明したように、処置具検出部は、輝度特徴量に基づいて、処置具領域の候補である処置具候補画素を検出し、検出した処置具候補画素に基づいて処置具領域を決定する。
【００９６】
より具体的には、処置具検出部は、図示しない比較部を有する。図７等で説明したように、比較部は、処理対象画素の輝度特徴量（輝度信号値Ｙ（ｘ，ｙ））と、処理対象画素の周辺画素の平均輝度特徴量（平均値Ｙａｖｅ（ｘ，ｙ））とを比較する。処置具検出部は、輝度特徴量が平均輝度特徴量よりも大きい画素を、処置具候補画素に設定する。
【００９７】
処置具は、金属等で形成されており照明光の反射率が高いため、他の被写体よりも高輝度の像として撮像される。そのため、輝度特徴量に基づいて処置具候補画素を設定することで、画像から処置具を検出することができる。
【００９８】
また本実施形態では図１０等で説明したように、処置具検出部は、処置具候補画素の位置情報に基づいて、処置具候補画素を１又は複数の処置具候補領域（例えば処置具候補領域１、２）に分類する（例えば図示しない分類部が行う）。処置具検出部は、その１又は複数の処置具候補領域の中から処置具領域を選択する。
【００９９】
具体的には、処置具検出部は、処置具候補領域と他の領域の境界となる画素を処置具候補画素の中から抽出し、その境界で囲まれた処置具候補画素を処置具候補領域に設定することにより、１又は複数の処置具候補領域を設定する。
【０１００】
また処置具検出部は、各処置具候補領域に含まれる処置具候補画素の数に基づいて、処置具領域を決定する。
【０１０１】
具体的には、処置具検出部は、１又は複数の処置具候補領域の中の最多数の処置具候補画素を含む領域であり、所定の閾値（ＴＨｔ）よりも多い処置具候補画素を含む領域（例えば処置具候補領域２）を、処置具領域として決定する。
【０１０２】
このようにすれば、粘膜で照明光が反射されて発生する輝点等の高輝度領域により、処置具候補領域が複数発生した場合であっても、その中から処置具が撮像された領域を選択することができる。
【０１０３】
また本実施形態では図１、図３等で説明したように、画像取得部は、スコープ（挿入部３００）先端部の前方視野及び側方視野が撮像された撮像画像を取得する。
【０１０４】
具体的には、撮像画像は、前方視野及び側方視野を結像する対物光学系により得られた画像である。
【０１０５】
対物光学系は、１８０°より大きい視野角（例えば、視野角２３０°）を有する。
【０１０６】
このようにすれば、図２（Ｃ）等で説明したように、スコープ前方の被写体の観察と同時にスコープ側方の被写体の観察を行うことが可能になる。これにより、管腔状の臓器における壁面の病変部の見落としを防止することができる。
【０１０７】
ここで、対物光学系とは、対物レンズに限らず、反射光学系であってもよいし、図１に示すようにレンズと反射光学系を組み合わせた光学系であってもよい。なお、図１の対物光学系に限定されず、視野角が１８０°を超えるような魚眼レンズを用いてもよい。
【０１０８】
また、前方視野（前方の視野範囲）とは、対物光学系の光軸方向を含む視野範囲であり、例えば光軸に対して０度〜４５度の範囲である。側方視野（側方の視野範囲）とは、光軸に直交する方向を含む視野範囲であり、例えば光軸に対して４５度〜１３５度の範囲である。本実施形態の対物光学系３０３は、例えば光軸に対して０度〜１１５度の視野範囲を有する。
【０１０９】
３．第２の実施形態
処置具の挿入をセンシングして注目領域を設定する第２の実施形態について説明する。
【０１１０】
図２１に、第２の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部１００、操作部２００、挿入部３００、制御装置４００、表示部５００、外部Ｉ／Ｆ部５５０を含む。なお、図３等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１１１】
挿入部３００は、処置具センサー３０８を含む。処置具センサー３０８は、挿通チャンネル３０７に設けられる。処置具センサー３０８は、挿通チャンネル３０７を挿通し挿入部３００の前方に突出した処置具を、検出する。処置具センサー３０８は、後述する状態情報取得部４３０に接続される。
【０１１２】
制御装置４００は、状態情報取得部４３０を含む。状態情報取得部４３０は、画像処理部４１０に接続される。また、制御部４２０は、状態情報取得部４３０と双方向で接続される。
【０１１３】
状態情報取得部４３０は、挿入部３００の先端から処置具が突出したことが処置具センサー３０８により検出された場合、“画像信号中に処置具が存在する”ことを示す制御信号を画像処理部４１０に転送する。
【０１１４】
図２２に、第２の実施形態における画像処理部４１０の詳細な構成例を示す。状態情報取得部４３０は、注目領域設定部４１３に接続される。注目領域設定部４１３は、変倍処理部４１４に接続される。
【０１１５】
第２の実施形態では、注目領域設定部４１３が行う処理が第１の実施形態と異なる。具体的には、注目領域設定部４１３は、状態情報取得部４３０から“画像信号中に処置具が存在する”ことを示す制御信号を受信した場合、画像信号に注目領域を設定する。例えば図２３に示すように、画像中心（Ｎ／２，Ｍ／２）を注目領域の中心とし、注目領域の中心から半径Ｒ以内の領域を注目領域として設定する。注目領域設定部４１３は、設定した注目領域と中心画素（ｘ０，ｙ０）を変倍処理部４１４へ転送する。
【０１１６】
なお、注目領域の中心は、画像中心（Ｎ／２，Ｍ／２）に限定されず、撮像素子と挿通チャンネルの相対的な位置関係により予め設定されるものでもよい。例えば、挿通チャンネルが、画像中心から見てＹ軸正方向に設けられる場合、注目領域を画像中心よりもＹ軸正方向側に設定してもよい。
【０１１７】
以上の実施形態によれば、図２１に示すように、内視鏡装置は、内視鏡装置の状態情報を取得する状態情報取得部４３０を含む。注目領域設定部４１３は、状態情報を内視鏡装置からの情報として、注目領域を設定する。
【０１１８】
具体的には、状態情報取得部４３０は、被写体に対して処置を施すための処置具がスコープ先端部から突出したか否かを検出（処置具センサー３０８のセンシング信号に基づいて検出）し、検出結果を状態情報として取得する。注目領域設定部４１３は、検出結果に基づいて注目領域を設定する。
【０１１９】
より具体的には図２３等で説明したように、注目領域設定部４１３は、処置具の突出が検出された場合、撮像画像の中央領域又は、撮像画像の中心よりも処置具が挿入される側の領域（例えば画像中心よりもＹ軸正方向側の領域）を、注目領域に設定する。
【０１２０】
このようにすれば、術者が処置具を操作した場合に注目領域を設定し、その注目領域を変倍処理により拡大できる。また、術者が通常において病変部を位置させると考えられる画像中心又は画像下方を、注目領域に設定して拡大できる。これにより、処置対象となる病変部を適切な大きさで表示することが画像信号に依らずに可能となり、術者の処置に好適な画像を得ることができる。
【０１２１】
ここで、内視鏡装置の状態情報とは、内視鏡装置の各部の状態を表す情報であり、例えば撮像画像を処理して得られるスコープの進行方向等の情報や、各部の状態を制御する制御信号や、各部の状態をセンシングする種々のセンサーによるセンシング信号である。
【０１２２】
４．第３の実施形態
４．１．内視鏡装置
スコープの湾曲角度又は湾曲動き量に基づいて注目領域や変倍率を設定する第３の実施形態について説明する。
【０１２３】
図２４に、第３の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部１００、操作部２００、挿入部３００、制御装置４００、表示部５００、外部Ｉ／Ｆ部５５０を含む。なお、図３等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１２４】
操作部２００は、挿入部３００の湾曲操作を行う湾曲操作レバー２０１と、例えば鉗子のような処置具を挿入する挿入口２０２と、先端部の湾曲角度や湾曲動き量などの湾曲操作の操作情報を検出する操作量検出センサー２０３と、が設けられている。操作量検出センサー２０３は、状態情報取得部４３０と接続されており、湾曲操作の操作情報を状態情報取得部４３０に対して送信する。
【０１２５】
制御装置４００は、画像処理部４１０と、制御部４２０と、状態情報取得部４３０を含む。画像処理部４１０の構成要素は、図２２で上述の構成例と同様である。
【０１２６】
状態情報取得部４３０は、操作部２００における内視鏡の操作に関する情報を取得する。注目領域設定部４１３は、取得された内視鏡の操作に関する情報に基づいて、注目領域を設定する。変倍処理部４１４は、変倍率を設定し、注目領域設定部４１３により設定された注目領域に対して拡大処理又は縮小処理を行い、局所的に拡大縮小された画像信号を生成する。処理された画像信号は、表示部５００に転送される。
【０１２７】
４．２．湾曲角度検出部
図２５に、第３の実施形態における状態情報取得部４３０の詳細な構成例を示す。状態情報取得部４３０は、湾曲角度検出部４３１及び湾曲動き量検出部４３２の少なくとも一方を含む。
【０１２８】
湾曲角度検出部４３１は、操作部２００により湾曲操作された挿入部３００の現在の湾曲角度を検出する。湾曲動き量検出部４３２は、操作部２００により湾曲操作された挿入部３００の湾曲動き量を検出する。湾曲動き量は、湾曲角度の単位時間当たりの変化量である。
【０１２９】
具体的には、湾曲操作レバー２０１はダイヤル式になっており、術者がダイヤルを回転操作することにより、ダイヤルに連結されている湾曲操作ワイヤー３０６が引っ張られたり押されたりし、それに伴い挿入部３００の先端が湾曲する。操作量検出センサー２０３は、湾曲操作ワイヤー３０６が引っ張られたり押されたりした「長さ」を操作量として検出する。状態情報取得部４３０は、検出された操作量から湾曲角度を求める。例えば、状態情報取得部４３０は、ルックアップテーブルや多項式等を用いて、操作量から湾曲角度を求める。
【０１３０】
例えば、図２６（Ａ）に示すように、ワイヤー３０６の操作量がゼロのとき湾曲角度θ＝０度である。図２６（Ｂ）に示すように、ワイヤー３０６がＬＷｃｍ引っ張られたとき湾曲角度θ＝４５度である。図２６（Ｃ）に示すように、ワイヤー３０６が２ＬＷｃｍ押されたとき湾曲角度θ＝−９０度である。
【０１３１】
なお、湾曲角度は、湾曲角度を表す情報として得られればよく、湾曲角度自体でなくともよい。例えば、湾曲角度情報は、ワイヤー３０６が操作された長さであってもよい。即ち、湾曲操作レバー２０１の回転方向の操作量と湾曲操作ワイヤー３０６が引っ張られたり押されたりした長さは１対１であり、それが決まれば湾曲角度も求められる。
【０１３２】
また、操作量検出センサー２０３が検出する操作量は、長さに限定されず、例えば湾曲操作レバー２０１の回転方向の操作量であってもよい。この場合も、湾曲角度情報は、回転操作量から求めた湾曲角度であってもよいし、回転操作量であってもよい。
【０１３３】
図２（Ｃ）等で上述のように、広視野内視鏡を用いてスクリーニングをする場合、ヒダの裏にある病変部を側方視野により発見することができる。術者は病変部を発見すると、前方視野の方が観察しやすいため、病変部を前方視野に入らせるべく湾曲操作レバー２０１を操作して挿入部３００を湾曲させる。側方視野に病変部がある場合、少し湾曲させただけでもあたかも前方視野の中央に近づいたかのように表示させたい。
【０１３４】
そこで本実施形態では、湾曲角度が大きいほど画像の周辺領域を拡大する。具体的には、注目領域設定部４１３は、湾曲角度検出部４３１により取得した湾曲角度に応じて側方視野の領域を注目領域に設定する。例えば、湾曲角度がある閾値以上の場合のときに側方視野の領域を注目領域に設定する。
【０１３５】
変倍処理部４１４は、撮像画像の注目領域に対して、湾曲角度が大きいほど大きい拡大率を設定して拡大処理を行う。また変倍処理部４１４は、その拡大率と画像のサイズに応じた縮小率を設定し、前方視野の領域（注目領域以外の領域）に対して縮小処理を行う。
【０１３６】
４．３．変倍処理部
変倍処理部４１４が行う処理について詳細に説明する。図２７（Ａ）に示すように、前方視野領域の半径をＣ１とし、側方視野領域と前方視野領域を合わせた全体の領域の半径からＣ１を引いた距離をＣ２とする。図２７（Ｂ）に示すように、変倍処理部４１４は、側方視野領域をΑ倍（Α≧１）に拡大し、前方視野領域をΒ倍（Β≦１）に縮小する。倍率Ａは、湾曲角度が大きいほど大きい値が設定される。
【０１３７】
倍率Αと倍率Βの関係は、下式（８）により表される。倍率Ａは、下式（９）に示す範囲で設定される。下式（８）、（９）により、画像全体のサイズを保持したまま側方視野の領域を拡大し、前方視野の領域を縮小して表示できる。
Β＝１＋（１−Α）・Ｃ２／Ｃ１ （８）
１≦Α≦１＋Ｃ１／Ｃ２ （９）
【０１３８】
例えば、機構的に湾曲できる最大角度の絶対値（最大湾曲角度）をθｍａｘとし、湾曲角度の絶対値をθとすると、倍率Ａは下式（１０）で表される。
Α＝（θ／θｍａｘ）＊（Ｃ１／Ｃ２）＋１ （１０）
【０１３９】
また図２８に示すように、倍率Αと湾曲角度θを対応付けたルックアップテーブルを予め準備しておき、そのルックアップテーブルに基づいて倍率Ａを設定してもよい。
【０１４０】
次に変倍処理における画素の座標変換について説明する。以下では、画像は矩形又は楕円形であるとする。画像の縦横の長い方を基準とし、短い方は長い方の倍率で置き換えて考えるものとする。下式（１１）に示すように、画像の縦横それぞれにおいて、中心からｄ画素以内の点をΒ倍で縮小し、それ以外の点をΑ倍で拡大する。例えば、画素のｙ座標が中心からｄ画素以内であり、ｘ座標が中心からｄ画素以上のときは、画像中心を基準として画素の座標をｙ軸方向にΒ倍し、ｘ軸方向にΑ倍する。
ｘ１’＝Β・ｘ１，
・・・
ｘｉ’＝Β・ｘｉ，
・・・
ｘｄ’＝Β・ｘｄ，
ｘｄ＋１’＝ｘｒ−Α・（ｒ−（ｄ＋１）），
・・・
ｘｊ’＝ｘｒ−Α・（ｒ−ｊ），
・・・
ｘｒ’＝ｘｒ （１１）
【０１４１】
ここで、ｄ＝Ｃ１であり、ｒ＝Ｃ１＋Ｃ２である。また、ｘｉ、ｘｊは変倍処理前の画素の座標を表し、ｘｉ’、ｘｊ’は変倍処理後の画素の座標を表す。ｉ、ｊは、０＜ｉ≦ｄ＜ｊ≦ｒを満たす自然数である。
【０１４２】
拡大縮小後の画素位置は、離散的な画素位置と一致するとは限らない。また、拡大縮小後の画素により、全ての画素位置に画素値が生成されるとは限らない。そのため、最終的な画像は、上述した第１の実施形態と同様に近傍画素から補間を行い生成する。
【０１４３】
４．４．湾曲動き量検出部
次に、湾曲動き量検出部４３２が行う処理について詳細に説明する。操作量検出センサー２０３は、湾曲操作レバー２０１の単位時間当たりの回転操作量を検出する。湾曲動き量検出部４３２は、検出された回転操作量から湾曲動き量を求める。
【０１４４】
なお、本実施形態ではこれに限定されず、湾曲操作ワイヤー３０６が単位時間当たりに引っ張られたり押されたりした長さに基づいて湾曲動き量を求めてもよい。また、湾曲動き量は、単位時間当たりの湾曲角度の変化量に限定されず、湾曲動き量を表す情報として得られればよい。例えば、湾曲動き量情報は、湾曲操作レバー２０１の単位時間当たりの回転操作量であってもよいし、湾曲操作ワイヤー３０６が単位時間当たりに引っ張られたり押されたりした長さであってもよい。
【０１４５】
図２（Ｃ）等で上述のように、広視野内視鏡を用いてスクリーニングをする場合、ヒダの裏にある病変部を側方視野により発見することができる。術者は病変部を発見すると、前方視野の方が観察しやすいため、病変部を前方視野に入らせるべく湾曲操作レバー２０１を操作して挿入部３００を湾曲させる。即ち、湾曲操作中は側方視野に病変部があると考えられる。前方視野に病変部がきたら湾曲操作を止める。
【０１４６】
そこで本実施形態では、湾曲し始めは側方視野を拡大して表示し、湾曲が止まったら前方視野を拡大して（又は元の倍率で）表示する。なお、湾曲角度が最大角度まで行って止まった場合は、術者の注目する領域が前方視野まで入らずに側方視野にあるものと推測できるので、側方視野を拡大したまま表示する。
【０１４７】
具体的には、注目領域設定部４１３は、湾曲動き量検出部４３２により取得した湾曲動き量に応じて、注目領域を設定する。注目領域設定部４１３は、湾曲動き量が大きい場合（激しく湾曲させているとき）は側方視野の領域を注目領域に設定する。なお、湾曲動き量がある閾値以上の場合のときにのみ注目領域を設定してもよい。
【０１４８】
図２９に示すように、変倍処理部４１４は、湾曲動き量検出部４３２により検出された湾曲動き量が大きいほど大きい拡大率を設定し、撮像画像の注目領域に対して拡大処理を行う。また変倍処理部４１４は、その拡大率と画像のサイズに対応した縮小率を設定し、前方視野の領域に対して縮小処理を行う。処理の詳細については、図２７（Ｂ）等で上述の手法と同様である。
【０１４９】
以上の実施形態によれば、図２５に示すように、状態情報取得部４３０は、湾曲角度検出部４３１を有する。湾曲角度検出部４３１は、スコープ先端部の湾曲角度（図２６（Ａ）〜図２６（Ｃ）の角度θ）を表す湾曲角度情報を状態情報として取得する。注目領域設定部４１３は、取得された湾曲角度情報に基づいて注目領域を設定する。
【０１５０】
このようにすれば、湾曲角度から術者が興味のある観察領域を推測でき、その領域を拡大することで術者が観察しやすい画像を提供できる。
【０１５１】
また本実施形態では、図２７（Ａ）等で説明したように、注目領域設定部４１３は、湾曲角度が閾値よりも大きいと判断された場合、撮像画像の中の側方視野に対応する領域を注目領域として設定する。
【０１５２】
このようにすれば、側方視野に病変がある場合に術者はスコープ先端を湾曲操作すると考えられるため、その側方視野を注目領域に設定して拡大することができる。また、湾曲角度が小さい（閾値以下の）わずかな湾曲操作は、誤差あるいは前方視野の微調整と推測できる。そのため、閾値判定を行うことにより、不必要な拡大縮小表示を防止できる。
【０１５３】
ここで、前方視野に対応する領域とは、前方視野の被写体が撮像された領域であり、例えば対物光学系の光軸方向の被写体が撮像された領域である。例えば光軸が画像中心と一致する場合、前方視野に対応する領域は、画像中心を含む中央領域である。
【０１５４】
また側方視野に対応する領域とは、側方視野の被写体が撮像された領域であり、例えば対物光学系の光軸に直交する方向の被写体が撮像された領域である。例えば光軸が画像中心と一致する場合、側方視野に対応する領域は、上記中央領域の周辺領域である。
【０１５５】
また本実施形態では図２７（Ａ）等で説明したように、変倍処理部４１４は、湾曲角度に応じて、注目領域又は注目領域以外の領域（他の領域）の変倍率Ａ、Ｂを制御する。
【０１５６】
具体的には、変倍処理部４１４は、湾曲角度が大きいほど、注目領域の拡大率Ａを大きくする。
【０１５７】
このようにすれば、湾曲角度が大きいほど術者は側方視野を注目していると推測できるため、その領域を拡大して表示することで術者が観察しやすい画像を提供することができる。
【０１５８】
また本実施形態では、図２５に示すように、状態情報取得部４３０は、湾曲動き量検出部４３２を有する。湾曲動き量検出部４３２は、スコープ先端部の湾曲動き量（図２６（Ａ）〜図２６（Ｃ）の角度θの単位時間当たりの変化）を表す湾曲動き量情報を状態情報として取得する。注目領域設定部４１３は、取得された湾曲動き量情報に基づいて注目領域を設定する。
【０１５９】
このようにすれば、動き量から術者の興味のある観察領域を推測でき、その領域を拡大することで術者が観察しやすい画像を提供できる。
【０１６０】
また本実施形態では、注目領域設定部は、湾曲動き量が閾値よりも大きいと判断された場合、撮像画像の中の側方視野に対応する領域を注目領域として設定する。
【０１６１】
このようにすれば、側方視野に病変がある場合に術者はスコープ先端を湾曲操作すると考えられるため、その側方視野を注目領域に設定して拡大することができる。また、湾曲動き量が小さい（閾値以下の）わずかな湾曲操作は、誤差あるいは前方視野の微調整と推測できる。そのため、閾値判定を行うことにより、不必要な拡大縮小表示を防止できる。
【０１６２】
また本実施形態では図２７（Ａ）等で説明したように、変倍処理部４１４は、湾曲動き量に応じて、注目領域又は注目領域以外の領域（他の領域）の変倍率Ａ、Ｂを制御する。
【０１６３】
具体的には、変倍処理部４１４は、湾曲動き量が大きいほど、注目領域の拡大率Ａを大きくする。
【０１６４】
湾曲動き量が大きいほど、術者は側方視野の病変部を画像中心部に素早く移動させたい状況であると推測できる。そのため、側方視野を拡大することで側方視野の病変部を画像中心部寄りに表示でき、術者が観察しやすい画像を提供することができる。
【０１６５】
５．第４の実施形態
５．１．内視鏡装置
光源の出射光量から推定した被写体までの距離情報に基づいて注目領域を設定する第４の実施形態について説明する。
【０１６６】
図３０に、第４の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部１００、操作部２００、挿入部３００、制御装置４００、表示部５００、外部Ｉ／Ｆ部５５０を含む。なお、図３等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１６７】
制御装置４００は、画像処理部４１０と、制御部４２０と、状態情報取得部４３０を含む。画像処理部４１０で処理された画像信号は、表示部５００、状態情報取得部４３０に転送される。制御部４２０は、光源絞り駆動部１０３と、回転駆動部１０５と、画像処理部４１０と、状態情報取得部４３０と、外部Ｉ／Ｆ部５５０に接続されており、これらの制御を行う。
【０１６８】
内視鏡装置が行う調光処理について説明する。照明光を一定の照射強度にして観察を行うと、挿入部３００の先端が観察部位に近接したり離れたりするため、撮像画像が白とびになったり黒つぶれになる可能性がある。このようなことを防ぐため、画像信号を適切な明るさに維持する調光処理が用いられる。調光処理では、一般的に、光源部１００の出射光量、或いは撮像素子３０４によるアナログゲイン、或は画像処理部４１０によるデジタルゲインを調整することで、撮像画像の明るさを一定に保持する。
【０１６９】
本実施形態では、この調光処理が稼動している状態において光源部１００の出射光量の情報を取得し、その出射光量の情報に基づいて被写体との距離情報を推定し、その距離情報に基づいて注目領域やそれ以外の領域の変倍処理を適応的に制御する。
【０１７０】
５．２．状態情報取得部
被写体までの距離を推定し、その距離に基づいて注目領域を設定する手法について詳細に説明する。
【０１７１】
術者は、内視鏡装置による観察において病変部と推測される領域を発見すると、挿入部３００の先端をその領域に近接させる。この場合、被写体からの反射光量は強くなり、撮像された画像信号は明るくなる。本実施形態では、状態情報取得部４３０が調光処理を行い、制御部４２０を介して光源絞り駆動部１０３を制御し、画像が目標の観察明るさになるまで光源絞り１０２の開口面積を縮小する。
【０１７２】
一方、挿入部３００の先端が観察領域から離れている状態では、被写体からの反射光量は弱くなり、撮像された画像信号は暗くなる。状態情報取得部４３０は、制御部４２０を介して光源絞り駆動部１０３を制御し、画像が目標の観察明るさになるまで光源絞り１０２の開口面積を拡張する。即ち調光処理において、光源絞り１０２の開口面積が小さい場合は、挿入部３００の先端と被写体が近接している状態であり、光源絞り１０２の開口面積が大きい場合は、挿入部３００の先端と被写体が離れている状態である。
【０１７３】
本実施形態では、被写体のより広い範囲を観察するため、図１で上述のように前方の物体の観察と同時に側方（略側方を含む）の物体の観察を行うことが可能な対物光学系を用いる。そのため、図２（Ｄ）で上述のように、画像中心の座標（Ｎ／２，Ｍ／２）を領域中心とする前方視野（中央部）と側方視野（周辺部）が表示される。
【０１７４】
図３１（Ａ）、図３１（Ｂ）に示すように、術者が病変部と推測される領域を見つけた場合、通常は、その病変部を画像信号の中央部（前方視野）に合わせる。しかしながら、図３１（Ｃ）、図３１（Ｄ）に示すように、腸など細長い管腔状の部位を診察する場合、空間領域の制限によって病変部を画像信号の前方視野に合わせることが難しい。即ち、空間が狭いため、挿入部３００の先端を回転させにくい。そのため、図３１（Ｄ）に示すように、画像信号の側方視野に病変部を合わせるしかない。
【０１７５】
そこで本実施形態では、測光モードに応じて、前方視野領域又は側方視野領域の調光を行い、光源絞り１０２の開口面積が閾値より小さい場合、被写体にスコープ先端を近づけて観察していると判断し、調光している領域を注目領域に設定する。
【０１７６】
まず、光源絞り１０２の開口面積を状態情報として取得する処理について説明する。図３２に、第４の実施形態における状態情報取得部４３０の詳細な構成例を示す。状態情報取得部４３０は、輝度換算部４３３、加算部４３４、調整係数算出部４３５を含む。
【０１７７】
同時化部４１２は、輝度換算部４３３、加算部４３４を介して調整係数算出部４３５へ接続している。制御部４２０は、輝度換算部４３３、加算部４３４及び調整係数算出部４３５と双方向に接続している。
【０１７８】
図３３に示すように、輝度換算部４３３は、同時化後の画像信号に対して、所定の間隔でサンプリング画素（座標（ｘ，ｙ））を設定し、上式（１）を用いてサンプリング画素の輝度信号Ｙｉ（ｘ，ｙ）を算出し、算出した輝度信号Ｙｉ（ｘ，ｙ）を加算部４３４へ転送する。
【０１７９】
加算部４３４は、サンプリング画素の輝度信号Ｙｉ（ｘ，ｙ）を下式（１２）により加算平均し、明るさ測定値Ｙｄを算出する。加算部４３４は、算出した明るさ測定値Ｙｄを、調整係数算出部４３５へ転送する。
【数８】
【０１８０】
ここで、ｎはサンプリング画素数（定数）であり、画像信号の画角大きさに応じて設定される。ａ（ｘ，ｙ）はサンプリング画素の重み係数である。
【０１８１】
本実施形態では、図３１（Ａ）等で上述した観察状況に合わせて、複数の測光モードが用意される。測光モードは、外部Ｉ／Ｆ部５５０を介して、術者が設定する。例えば、術者が画像信号の前方視野を注目したい場合、測光モードを「前方モード」に設定する。測光モードが「前方モード」に設定されると、図３３の前方視野に含まれるサンプリング画素の重み係数を、側方視野に含まれるサンプリング画素の重み係数よりも大きい値に設定する。これにより、調光処理における前方視野のウェートが大きくなるため、前方視野にある被写体を観察する際の調光処理を高精度に行うことができる。
【０１８２】
一方、術者が画像信号の側方視野を注目したい場合、測光モードを「側方モード」に設定する。測光モードが「側方モード」に設定されると、図３３の側方視野に含まれるサンプリング画素の重み係数を、前方視野に含まれるサンプリング画素の重み係数よりも大きい値に設定する。これにより、管腔状の部位を観察するときのように、挿入部３００の先端を側方視野にある被写体に近接させて観察する場合の調光処理を高精度に行うことができる。
【０１８３】
なお、重み係数ａ（ｘ，ｙ）の設定手法は上記に限定されず、画像中心の座標（Ｎ／２，Ｍ／２）からの距離に比例してサンプリング画素の重み係数ａ（ｘ，ｙ）を設定してもよい。
【０１８４】
調整係数算出部４３５は、加算部４３４からの明るさ測定値Ｙｄと、予め設定されている明るさ目標値Ｙｂａｓｅとを用いて、下式（１３）により光源絞り調整係数Ｌｃを算出する。
Ｌｃ＝Ｙｂａｓｅ／Ｙｄ （１３）
【０１８５】
調整係数算出部４３５は、光源絞り調整係数Ｌｃを制御部４２０に転送し、光源絞り駆動部１０３は、制御部４２０からの光源絞り調整係数Ｌｃに基づいて光源絞り１０２の開口を制御する。
【０１８６】
５．３．注目領域設定部、変倍処理部
注目領域設定部４１３は、制御部４２０の制御信号に基づいて光源絞り１０２の開口面積を取得する。上述のように、挿入部３００の先端を被写体に近接させて観察する場合、調光処理が稼働し光源絞り１０２の開口面積が小さくなる。そのため、注目領域設定部４１３は、開口面積が所定の閾値よりも小さい場合、前方視野又は側方視野を注目領域に設定する。具体的には、注目領域設定部４１３は、測光モードが「前方モード」の場合、前方視野を注目領域に設定し、測光モードが「側方モード」の場合、側方視野を注目領域に設定する。注目領域設定部４１３は、設定した注目領域を変倍処理部４１４へ転送する。
【０１８７】
変倍処理部４１４は、注目領域設定部４１３により設定された注目領域の変倍処理を行う。注目領域が前方視野の場合、第３の実施形態と同様に所定の拡大率で前方視野の画像を拡大する。また、側方視野を、第３の実施例と同様に前方視野の外側に近接する側方視野の所定の半径範囲を設定し、その範囲を所定の縮小率で縮小する。それ以外の側方視野においては、倍率を１と設定して変倍処理を行わない。例えば、図２７（Ｂ）において、前方視野の倍率をＢ＞１に設定し、側方視野の倍率をＡ≦１に設定する。なお、側方視野の倍率は上記に限らず、側方視野全てを縮小してもよい。
【０１８８】
注目領域が側方視野の場合、変倍処理部４１４は、第３の実施形態と同様に所定の拡大率で側方視野の画像を拡大する。また、前方視野を、第３の実施例と同様に側方視野の外側に近接する前方視野の所定の半径範囲を設定し、その範囲を所定の縮小率で縮小する。それ以外の前方視野においては、倍率を１と設定して変倍処理を行わない。例えば、図２７（Ｂ）において、前方視野の倍率をＢ≦１に設定し、側方視野の倍率をＡ＞１に設定する。なお、前方視野の倍率は上記に限らず、前方視野全てを縮小してもよい。
【０１８９】
変倍処理部４１４は、上記の処理により注目領域が拡大された状態で、開口面積が所定の閾値より大きくなって注目領域が設定されなくなった場合、注目領域の拡大率を１に戻す。
【０１９０】
このように、光源の絞り状況に応じて適応的に注目領域（前方視野又は側方視野）を変倍処理することで、術者にとって病変部視認性の向上に繋がる。
【０１９１】
５．４．変形例
上記の実施形態では、光源絞り１０２の開口状況に応じて適応的に変倍処理するが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、ＬＥＤ光源を用いて、そのＬＥＤ光源の光量制御情報（例えば駆動電流）に基づいて変倍処理を行ってもよい。
【０１９２】
図３４に、このような処理を行う場合の内視鏡装置の変形構成例を示す。内視鏡装置は、光源部１００、操作部２００、挿入部３００、制御装置４００、表示部５００、外部Ｉ／Ｆ部５５０を含む。なお、図３等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１９３】
光源部１００は、白色光源１０１と、回転色フィルター１０４と、回転駆動部１０５と、集光レンズ１０６と、光源の出射光量を制御する光源制御部１０７と、を含む。白色光源１０１はＬＥＤ光源により構成される。光源制御部１０７は、制御部４２０からの制御信号に基づいて、ＬＥＤ光源の出射光量の強度を制御する。制御部４２０は、上式（１３）で説明した調整係数Ｌｃに基づいて出射光量を調整する。
【０１９４】
注目領域設定部４１３は、制御部４２０からの出射光量の制御信号に基づいて、注目領域を設定する。即ち、出射光量が閾値よりも小さい場合、スコープ先端を被写体に近づけたと判断し、測光モードに応じた注目領域を設定する。変倍処理部４１４は、設定された注目領域の変倍処理を行う。
【０１９５】
以上の実施形態によれば、図３２等で説明したように、状態情報取得部４３０は、被写体とスコープ先端部の間の距離を表す距離情報を、被写体を照明する光源部１００の出射光量に基づいて取得する。注目領域設定部４１３は、距離情報を状態情報として注目領域を設定する。
【０１９６】
具体的には、注目領域設定部４１３は、距離が閾値よりも近いと判断された場合に注目領域を設定する。
【０１９７】
より具体的には、内視鏡装置は、モード設定部（図３０の制御部４２０）と調光制御部（図３２の状態情報取得部４３０と制御部４２０）を含む。モード設定部は、前方視野に対応する領域の調光制御を行う第１の測光モード（前方モード）、又は側方視野に対応する領域の調光制御を行う第２の測光モード（側方モード）を設定する。調光制御部は、設定された測光モードにおいて調光制御される領域の明るさに基づいて、光源部１００の絞り（図３０の光源絞り１０２）の開口面積を制御することにより、出射光量を制御する。距離情報は、調光制御部により制御された開口面積である。注目領域設定部４１３は、開口面積が閾値よりも小さいと判断された場合に、設定された測光モードにおいて調光制御される領域を注目領域に設定する。
【０１９８】
このようにすれば、スコープ先端を近づけた領域は術者が観察したい領域であると考えられるため、距離に応じて注目領域を設定して拡大することで、術者が観察したい領域を適切に拡大表示できる。また、調光制御により画像の明るさは一定に保たれるため、画像ではなく調光制御に基づいて距離を推定することにより、スコープ先端が被写体に近づいたか否かを判定できる。
【０１９９】
６．第５の実施形態
６．１．内視鏡装置
画像の明るさから推定した被写体までの距離情報に基づいて注目領域を設定する第５の実施形態について説明する。
【０２００】
図３５に、第５の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部１００、操作部２００、挿入部３００、制御装置４００、表示部５００、外部Ｉ／Ｆ部５５０を含む。なお、図３等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０２０１】
光源部１００は、白色光源１０１と、回転色フィルター１０４と、回転駆動部１０５と、集光レンズ１０６を含む。第１の実施形態と比べて、光源部１００は、光源絞り１０２と、光源絞り駆動部１０３とが削除された構成になっている。
【０２０２】
画像信号中で相対的に明るい領域は、挿入部３００の先端と被写体との距離が近い領域と考えられる。そのため本実施形態では、画像信号中の局所領域毎に明るさを算出し、その複数の局所領域の中で相対的に明るい局所領域を注目領域として設定する。
【０２０３】
６．２．注目領域設定部、変倍処理部
図３６に、第５の実施形態における注目領域設定部４１３の詳細な構成例を示す。注目領域設定部４１３は、輝度換算部４４１、加算部４４２、特定部４４３を含む。同時化部４１２は、輝度換算部４４１へ接続する。輝度換算部４４１は加算部４４２へ接続する。加算部４４２は特定部４４３へ接続する。特定部４４３は変倍処理部４１４へ接続している。制御部４２０は、輝度換算部４４１、加算部４４２、特定部４４３と双方向に接続している。
【０２０４】
輝度換算部４４１は、図３３で上述のように、同時化後の画像信号のサンプリング画素の輝度値を算出し、そのサンプリング画素の輝度値を加算部４４２へ転送する。
【０２０５】
加算部４４２は、前方視野と側方視野それぞれにおいて、サンプリング画素の輝度信号Ｙｉ（ｘ，ｙ）を下式（１４）により加算平均し、前方視野の明るさ測定値Ｙｄｆと側方視野の明るさ測定値Ｙｄｓを算出する。ここで、画像信号の中心座標（Ｎ／２，Ｍ／２）を原点とし、所定の半径内の画素を前方視野、それ以外の画素を側方視野と設定する。
【数９】
【０２０６】
ここで、ｍは前方視野のサンプリング画素数（定数）であり、ｎは側方視野のサンプリング画素数（定数）である。これらは、画像信号の画角大きさに応じて設定される。ａ（ｘ，ｙ）、ｂ（ｘ，ｙ）は、重み係数である。
【０２０７】
なお、上記の実施形態では、前方視野と側方視野の２つの領域に分割し、それぞれの視野の明るさ測定値を算出するが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、挿入部３００の先端の側方を被写体に接近して観察する場合、その側方視野がすべて明るくなる可能性が低い。図３７に示すように、このようなことを想定して、例えば側方視野を更に複数領域に分割し、各領域に含まれるサンプリング画素の輝度信号Ｙｉ（ｘ，ｙ）を加算平均して各領域の明るさ測定値を算出してもよい。この場合、算出した複数の側方領域の明るさ測定値中の最大値を、側方領域の明るさ測定値Ｙｄｓとする。例えば、図３７では、側方視野３の明るさ測定値が最大値となる。この場合、側方視野３の明るさ測定値を側方領域の明るさ測定値Ｙｄｓとして特定部４４３へ転送する。
【０２０８】
特定部４４３は、加算部４４２により算出された明るさ測定値Ｙｄｆ、Ｙｄｓに基づいて注目領域を設定する。具体的には、特定部４４３は、前方視野の明るさ測定値Ｙｄｆが所定の閾値より大きい場合、前方視野に対応する領域を注目領域として設定する。また特定部４４３は、側方視野の明るさ測定値Ｙｄｓが所定の閾値より大きい場合、側方視野に対応する領域を注目領域として設定する。明るさ測定値Ｙｄｆ、Ｙｄｓがともに所定の閾値より大きい場合は、より明るい領域を注目領域として設定する。特定部４４３は、設定した注目領域情報を変倍処理部４１４へ転送する。
【０２０９】
変倍処理部４１４は、設定された注目領域の変倍処理を行う。変倍処理の手法は第３の実施例と同様である。具体的には、図３８（Ａ）に、変倍処理を行う前の画像構成（実線ＣＬは前方視野と側方視野の境界線）を示す。図３８（Ｂ）に示すように、前方視野が注目領域の場合、実線ＣＬを境界線にして前方視野の領域を拡大し、側方視野の領域を縮小する。一方、図３８（Ｃ）に示すように、側方視野が注目領域の場合、実線ＣＬを境界線にして側方視野の領域を拡大し、前方視野の領域を縮小する。
【０２１０】
なお、前方視野と側方視野がともに注目領域の場合、ユーザーの指定や事前設定などにより、前方視野の領域或は側方視野領域のどちら一方の注目領域を拡大し、もう一方の注目領域を縮小してもよい。例えば、ユーザーの外部操作により、拡大／縮小する注目領域を切替える。
【０２１１】
上記の実施形態によれば、画像信号の明るさから挿入部３００の先端と被写体の距離を推定し、その距離に基づいて前方視野と側方視野を適応的に変倍処理することで、術者にとって病変部視認性の向上させることができる。
【０２１２】
６．３．ソフトウェア
なお本実施形態では、画像処理部４１０の各部が行う処理の一部または全部をソフトウェアで構成することとしてもよい。この場合、例えば図７２等で後述するコンピュータシステムのＣＰＵが画像処理プログラムを実行する。
【０２１３】
図３９に、第５の実施形態における注目領域設定処理の詳細なフローチャート例を示す。画像処理プログラムの他のステップの処理については、図１８等で上述した第１の実施形態と同様である。
【０２１４】
図３９に示すように、この処理が開始されると、上式（１）により同時化後の画像信号のサンプリング画素の輝度値を算出する（Ｓ３１）。次に、上式（１４）により、前方視野加算平均値Ｙｄｆ、側方視野加算平均値Ｙｄｓを算出する（Ｓ３２）。次に、前方視野加算平均値Ｙｄｆが所定の閾値より大きい場合、前方視野に対応する領域を注目領域と特定する。一方、側方視野加算平均値Ｙｄｓが所定の閾値より大きい場合、側方視野に対応する領域を注目領域と特定する（Ｓ３３）。
【０２１５】
以上の実施形態によれば、注目領域設定部４１３は、距離情報取得部（図３６の輝度換算部４４１、加算部４４２）を有する。距離情報取得部は、被写体とスコープ先端部の間の距離を表す距離情報を、撮像画像の明るさ（例えば上式（１４）の輝度信号Ｙｉ（ｘ，ｙ））に基づいて取得する。注目領域設定部４１３は、取得された距離情報に基づいて注目領域を設定する。
【０２１６】
具体的には、距離情報取得部は、撮像画像の画素の輝度に関する輝度特徴量を算出（例えば、輝度換算部４４１（広義には輝度特徴量算出部）が算出）し、算出した輝度特徴量に基づいて距離情報を取得する。
【０２１７】
より具体的には図３８（Ａ）〜図３８（Ｃ）等で説明したように、距離情報取得部は、撮像画像を複数の領域（例えば前方視野に対応する領域と、側方視野に対応する領域）に分割し、分割した各領域の明るさ（明るさ測定値Ｙｄｆ、Ｙｄｓ）を距離情報として取得する。注目領域設定部４１３は、その複数の領域のうち最も明るい領域をスコープ先端部に最も近い領域として注目領域に設定する。
【０２１８】
このようにすれば、画像の明るさに基づいて注目領域を設定し、その注目領域を変倍処理により拡大できる。即ち、術者が観察したい領域にスコープ先端を近づけると、その領域が照明により明るくなるため、画像の明るさに応じて注目領域を設定することで、術者が観察したい領域を適切に拡大表示できる。
【０２１９】
７．第６の実施形態
７．１．内視鏡装置
特殊光により病変領域を検出し、検出した病変領域を注目領域として設定する第６の実施形態について説明する。
【０２２０】
図４０に、第６の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部１００、挿入部３００、制御装置４００、表示部５００、外部Ｉ／Ｆ部５５０を含む。なお、図３等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０２２１】
光源部１００は、白色光源１０１と、光源絞り１０２と、光源絞り駆動部１０３と、集光レンズ１０６を含む。第１の実施形態に比べて、回転色フィルター１０４、回転駆動部１０５が削除されている。
【０２２２】
挿入部３００は、ライトガイドファイバー３０１と、照明レンズ３０２と、対物光学系３０３を含む。また挿入部３００は、対物光学系３０３で集光された反射光を２つに分離するハーフミラー３０９と、分離された反射光を検出する第１の撮像素子３０４及び第２の撮像素子３１０と、第１のＡ／Ｄ変換部３０５と、第２のＡ／Ｄ変換部３１１を含む。
【０２２３】
Ａ／Ｄ変換部３１１は、第２の撮像素子３１０により検出されたアナログの画像信号を、デジタルの画像信号に変換する。
【０２２４】
第１の撮像素子３０４は、Ｂａｙｅｒ型配列の撮像素子である。図４１に示すように、第２の撮像素子３１０は、２種類の色フィルターｎＢ、ｎＧが市松上に配置された撮像素子である。図４２に示すように、各色フィルターｎＢ、ｎＧは、狭帯域の光を透過する特性を有している。例えば、色フィルターｎＢは３９０〜４４５ｎｍの光を透過する特性を有し、色フィルターｎＧは５３０〜５５０ｎｍの光を透過する特性を有する。例えば、第１の撮像素子３０４と、第２の撮像素子３１０の画素数は同一である。
【０２２５】
制御装置４００は、画像処理部４１０と、制御部４２０を含む。Ａ／Ｄ変換部３０５、３１１は、デジタルに変換した画像信号を画像処理部４１０に転送する。画像処理部４１０は、処理した画像信号を表示部５００に転送する。制御部４２０は、光源絞り駆動部１０３と、画像処理部４１０と、外部Ｉ／Ｆ部５５０に接続されており、これらの制御を行う。
【０２２６】
７．２．画像処理部
図４３に、第６の実施形態における画像処理部４１０の詳細な構成例を示す。画像処理部４１０は、第１の前処理部４１１、第２の前処理部４１８、第１の同時化部４１２、第２の同時化部４１７、注目領域設定部４１３、変倍処理部４１４、後処理部４１５を含む。なお、前処理部４１１と、変倍処理部４１４と、後処理部４１５の処理は、第１の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【０２２７】
同時化部４１２は、変倍処理部４１４に接続される。前処理部４１８は同時化部４１７に接続される。同時化部４１７は注目領域設定部４１３に接続される。また、制御部４２０は、前処理部４１８、同時化部４１７と双方向に接続されており、これらの制御を行う。
【０２２８】
同時化部４１２は、前処理部４１１により処理された画像信号に対して同時化処理を施す。上述のように、第１の撮像素子３０４で取得される画像信号は、Ｂａｙｅｒ型配列の単板画像信号である。同時化部４１２は、補間処理を用いて、単板画像信号からＲＧＢの３板画像信号を生成する。例えば、補間処理としては公知のバイキュービック補間処理を用いればよい。以下では、同時化部４１２より出力される画像信号を通常光画像と呼ぶ。
【０２２９】
前処理部４１８は、Ａ／Ｄ変換部３１１から入力される画像信号に対して、制御部４２０に予め保存されているＯＢクランプ値、ゲイン補正値、ＷＢ係数値を用いて、ＯＢクランプ処理、ゲイン補正処理、ＷＢ補正処理を行う。前処理部４１８は、前処理を施した画像信号を同時化部４１７へ転送する。
【０２３０】
同時化部４１７は、前処理部４１８により処理された画像信号に対して同時化処理を施す。図４１で上述のように、第２の撮像素子３１０は、２種類の色フィルターｎＢ、ｎＧが市松上に配置された撮像素子である。従って前処理部４１８により処理された画像信号は、図４４に示すような単板画像信号となる。図４４では、色フィルターｎＢで取得される画像信号をＢ２と表し、色フィルターｎＧで取得される画像信号をＧ２と表す。
【０２３１】
同時化部４１７は、下式（１５）、（１６）により、この単板画像信号からＢ２画像信号とＧ２画像信号を生成する。Ｂ２画像信号は、全画素でＢ２信号を有する画像信号であり、Ｇ２画像信号は、全画素でＧ２信号を有する画像信号である。例えば、図４４のＧ２（１，１）の位置におけるｎＢフィルターの画像信号Ｂ２（１，１）は、下式（１５）を用いて算出すればよい。また、図４４のＢ２（１，２）の位置におけるｎＧフィルターの画像信号Ｇ２（１，２）は、下式（１６）を用いて算出すればよい。
【数１０】
【数１１】
【０２３２】
同時化部４１７は、上式（１５）、（１６）により生成したＢ２画像信号とＧ２画像信号を用いて、ＲＧＢの３板画像信号を生成する。具体的には、同時化部４１７は、Ｒ画像信号としてＧ２画像信号を用い、Ｇ、Ｂ画像信号としてＢ２画像信号を用いることにより、３板画像信号を生成する。以下では、同時化部４１７より出力される画像信号を狭帯域光画像（広義には特殊光画像）と呼ぶ。
【０２３３】
注目領域設定部４１３は、後述する手法により狭帯域光画像から病変領域を検出し、その病変領域に基づいて注目領域を設定する。狭帯域光画像上では、扁平上皮癌等の病変部が、褐色の領域として描出される特徴がある。そのため、特定の色相を有する領域（褐色の領域）を狭帯域光画像から検出することで、病変領域を検出可能である。
【０２３４】
変倍処理部４１４は、設定された注目領域に対応する通常光画像上の領域を拡大する処理を行う。後述するように、注目領域は座標（ｘ０，ｙ０）を中心とする半径Ｒの円内の領域である。座標変倍処理は、第１の実施形態と同様である。
【０２３５】
７．３．注目領域設定部
図４５に、第６の実施形態における注目領域設定部４１３の詳細な構成例を示す。注目領域設定部４１３は、局所領域設定部４５１と、特徴量算出部４５２と、病変領域検出部４５３と、ラベリング処理部４５４と、領域選出部４５５と、座標算出部４５６と、対応付け部４５７と、変倍処理条件設定部４５８を含む。
【０２３６】
同時化部４１７は、局所領域設定部４５１に接続される。局所領域設定部４５１は、特徴量算出部４５２と対応付け部４５７に接続される。特徴量算出部４５２は、病変領域検出部４５３に接続される。病変領域検出部４５３は、ラベリング処理部４５４に接続される。ラベリング処理部４５４は、領域選出部４５５に接続される。領域選出部４５５は、座標算出部４５６に接続される。座標算出部４５６は、対応付け部４５７に接続される。対応付け部４５７は、変倍処理条件設定部４５８に接続される。変倍処理条件設定部４５８は変倍処理部４１４に接続される。
【０２３７】
局所領域設定部４５１は、同時化部４１７から出力される狭帯域光画像に対して、複数の局所領域を設定する。以下では、狭帯域光画像を矩形領域に分割し、分割した各領域を局所領域として設定する場合を例に挙げて説明する。
【０２３８】
図４６に示すように、例えば５×５画素を１つの局所領域とする。狭帯域画像信号は、Ｍ×Ｎ個の局所領域で構成されていることとし、各領域の座標を（ｍ，ｎ）で表す。また、座標（ｍ，ｎ）の局所領域をａ（ｍ，ｎ）で表す。また、画像の左上に位置する局所領域の座標を（０，０）とし、右方向をｍの正方向、下方向をｎの正方向と定義する。なお、計算量を削減するために、複数の隣接する画素群からなる領域を一つの局所領域としているが、１画素を１つの局所領域とすることも可能である。この場合も、後の処理は同一である。
【０２３９】
局所領域設定部４５１は、局所領域の大きさ、及び全ての局所領域の座標を、特徴量算出部４５２に出力する。局所領域設定部４５１は、全ての局所領域の座標と、その座標に対応する狭帯域光画像上における座標を、対応付け部４５７に出力する。ここで、狭帯域光画像上における座標とは、局所領域の中心に存在する画素の座標である。
【０２４０】
特徴量算出部４５２は、局所領域設定部４５１により設定された全ての局所領域から、特徴量を算出する。以下では、特徴量として色相を用いる場合を例にとり説明する。
【０２４１】
局所領域ａ（ｍ，ｎ）の色相を、Ｈ（ｍ，ｎ）と表記する。特徴量算出部４５２は、Ｈ（ｍ，ｎ）を算出するため、まず各局所領域における、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の平均値Ｒ＿ａｖｅ，Ｇ＿ａｖｅ，Ｂ＿ａｖｅを算出する。ここで、Ｒ＿ａｖｅは、各局所領域に含まれる全画素のＲ信号の平均値である。Ｇ＿ａｖｅ，Ｂ＿ａｖｅも同様である。例えば、各信号値は８ビット（０〜２５５）である。
【０２４２】
特徴量算出部４５２は、例えば下式（１７）〜（２２）を用いて、Ｒ＿ａｖｅ，Ｇ＿ａｖｅ，Ｂ＿ａｖｅから各局所領域の色相Ｈ（ｍ，ｎ）を算出する。まず、下式（１７）によりｍａｘを求める。
【数１２】
【０２４３】
ここでＭＡＸ（）関数は、括弧内における複数の引数の最大値を出力する関数である。
【０２４４】
ｍａｘが０の場合、下式（１８）により色相Ｈを算出する。
【数１３】
【０２４５】
ｍａｘが０以外の場合、下式（１９）によりｄを算出する。
【数１４】
【０２４６】
ここで、ＭＩＮ（）関数は、括弧内における複数の引数の最小値を出力する関数である。
【０２４７】
Ｒ＿ａｖｅ，Ｇ＿ａｖｅ，Ｂ＿ａｖｅのうちＲ＿ａｖｅが最大の場合、下式（２０）により色相Ｈを算出する。
【数１５】
【０２４８】
Ｒ＿ａｖｅ，Ｇ＿ａｖｅ，Ｂ＿ａｖｅのうちＧ＿ａｖｅが最大の場合、下式（２１）により色相Ｈを算出する。
【数１６】
Ｒ＿ａｖｅ，Ｇ＿ａｖｅ，Ｂ＿ａｖｅのうちＢ＿ａｖｅが最大の場合、下式（２２）により色相Ｈを算出する。
【数１７】
【０２４９】
なお、Ｈ＜０になった場合には、Ｈに３６０を加える。またＨ＝３６０の場合、Ｈ＝０とする。
【０２５０】
病変領域検出部４５３は、特定の色相Ｈを有する局所領域を病変領域として検出し、病変領域として検出された全ての局所領域の座標を、ラベリング処理部４５４に出力する。例えば病変領域検出部４５３は、色相Ｈが５〜３５の値を有する領域（褐色領域に相当）を、病変領域として検出する。
【０２５１】
ラベリング処理部４５４は、病変領域検出部４５３より出力された病変領域のうちの互いに隣接する病変領域に対して、同一のラベルを付与する。以下では、同一のラベルを付与された病変領域の集合を、病変領域群と呼ぶ。ラベリング処理部４５４は、同一のラベルを付与された病変領域群の大きさを算出する。ここで、病変領域群の大きさとは、同一のラベルを付与された病変領域の数とすればよい。なおこれに限定されず、病変領域群の大きさは、病変領域群の面積を表す情報であればよい。
【０２５２】
図４７を用いて、ラベリング処理部４５４が行う処理について詳細に説明する。例えば図４７に示す病変領域が検出された場合、Ａ１に示す領域に属する病変領域には、ラベル１が付与される。同様にＡ２に示される領域に属する病変領域にはラベル２が付与され、Ａ３に示される領域に属する病変領域には、ラベル３が付与される。ラベリング処理部４５４は、同一のラベルを付与された病変領域群の大きさを算出する。ラベル１を付与された病変領域群１（Ａ１）の大きさは７となる。同様に、病変領域群２（Ａ２）の大きさは３となり、病変領域群３（Ａ３）の大きさは２となる。
【０２５３】
領域選出部４５５は、ラベリング処理部４５４でラベルを付与された複数の病変領域群のうち、最大の大きさを有する病変領域群を注目領域として選出する。そして、その注目領域に含まれる全ての局所領域の座標を座標算出部４５６に出力する。図４７の場合には、Ａ１で示される病変領域群１が、注目領域として選出される。
【０２５４】
座標算出部４５６は、領域選出部４５５より出力される全ての局所領域座標から、局所領域座標の最大値（ｍＭＡＸ，ｎＭＡＸ）及び最小値（ｍＭＩＮ，ｎＭＩＮ）を算出し、算出した値を対応付け部４５７に出力する。
【０２５５】
具体的には、領域選出部４５５より出力される全ての局所領域の数をＫとし、その全ての局所領域を便宜的にａ（ｍ１，ｎ１）〜ａ（ｍＫ，ｎＫ）と表す。この場合、座標算出部４５６は、局所領域座標の最大値（ｍＭＡＸ，ｎＭＡＸ）及び最小値（ｍＭＩＮ，ｎＭＩＮ）を、下式（２３）により算出する。
【数１８】
【０２５６】
対応付け部４５７は、この最大値（ｍＭＡＸ，ｎＭＡＸ）、最小値（ｍＭＩＮ，ｎＭＩＮ）に対応する、狭帯域光画像の座標を算出する。具体的には、その座標を、局所領域設定部４５１より出力される局所領域と狭帯域光画像の座標の対応関係に基づいて算出する。以下では、（ｍＭＡＸ，ｎＭＡＸ）、（ｍＭＩＮ，ｎＭＩＮ）に対応する狭帯域光画像の座標を（ｘＭＡＸ，ｙＭＡＸ）、（ｘＭＩＮ，ｙＭＩＮ）と表す。対応付け部４５７は、座標（ｘＭＡＸ，ｙＭＡＸ）、（ｘＭＩＮ，ｙＭＩＮ）を、変倍処理条件設定部４５８に出力する。
【０２５７】
変倍処理条件設定部４５８は、変倍処理の対象となる注目領域の条件である変倍処理条件を決定し、その変倍処理条件を変倍処理部４１４に出力する。具体的には、変倍処理条件設定部４５８は、下式（２４）により注目領域の中心座標（ｘ０，ｙ０）を算出し、下式（２５）により注目領域の半径Ｒを算出し、算出した中心座標（ｘ０，ｙ０）と半径Ｒを変倍処理条件とする。図４７で説明した例では、図示のように半径Ｒの円内が変倍対象の注目領域に設定される。
【数１９】
【数２０】
【０２５８】
ここで、ｉｎｔ（）は、括弧内の実数の整数値を返す関数である。
【０２５９】
７．４．ソフトウェア
なお本実施形態では、画像処理部４１０の各部が行う処理の一部または全部をソフトウェアで構成することとしてもよい。この場合、例えば図７２等で後述するコンピュータシステムのＣＰＵが画像処理プログラムを実行する。
【０２６０】
図４８に、第６の実施形態における画像処理プログラムのフローチャート例を示す。図４８に示すように、この処理が開始されると、ヘッダー情報を入力し（Ｓ４１）、２種類の画像信号を、予め確保しておいた画像バッファに入力する（Ｓ４２）。２種類の画像信号とは、Ｂａｙｅｒ型配列の撮像素子で検出された単板画像信号と、図４１で上述した配列の撮像素子で検出された単板画像信号である。
【０２６１】
次に、上記画像信号に対して前処理を行う（Ｓ４３）。次に、Ｂａｙｅｒ型配列で検出された単板画像信号に対して上述の補間処理を行い、３板画像信号を通常光画像として生成する（Ｓ４４）。次に、図４１で上述した配列の撮像素子で検出された単板画像信号から、上述の手法により３板画像信号を狭帯域光画像として生成する（Ｓ４５）。
【０２６２】
次に、狭帯域光画像に基づいて注目領域を設定する（Ｓ４６）。次に、注目領域に基づいて通常光画像の変倍処理を行う（Ｓ４７）。注目領域設定処理については詳細に後述する。変倍処理は、図２０で上述の処理と同様である。次に、変倍処理後の通常光画像に対して後処理を行い（Ｓ４８）、後処理後の通常光画像を出力する（Ｓ４９）。最終画像であれば処理を終了し（Ｓ５０、ＹＥＳ）、最終画像でなければ再びステップＳ４２の処理を行う（Ｓ５０、ＮＯ）。
【０２６３】
なお、画像信号入力処理（Ｓ４２）と、通常光画像同時化処理（Ｓ４４）と、狭帯域光画像同時化処理（Ｓ４５）と、注目領域設定処理（Ｓ４６）以外のステップは、第１の実施形態と同一である。
【０２６４】
図４９に、第６の実施形態における注目領域設定処理（Ｓ４６）の詳細なフローチャート例を示す。以下では、狭帯域光画像に対して処理が施される場合を例に説明する。
【０２６５】
図４９に示すように、この処理が開始されると、狭帯域光画像に対して、図４６で上述の局所領域を設定する（Ｓ６１）。次に、設定した全ての局所領域における特徴量（色相Ｈ）を上述の手法により算出する（Ｓ６２）。次に、色相Ｈが５〜３５の値となる局所領域を病変領域として検出する（Ｓ６３）。次に、ステップＳ６３において、病変領域が検出されたか否かを判定する（Ｓ６４）。病変領域が検出されなかった場合には、この処理を終了する（Ｓ６４、Ｎｏ）。
【０２６６】
病変領域が検出された場合には（Ｓ６４、Ｙｅｓ）、検出された病変領域に対して、上述したラベリング処理を行う（Ｓ６５）。次に、ラベリング処理の結果、最大の大きさを有する病変領域群を選出する（Ｓ６６）。次に、選出された病変領域群に含まれる全ての局所領域の座標から、上述の手法により局所領域座標の最大値（ｍＭＡＸ，ｎＭＡＸ）、最小値（ｍＭＩＮ，ｎＭＩＮ）を算出する（Ｓ６７）。次に、その最大値（ｍＭＡＸ，ｎＭＡＸ）、最小値（ｍＭＩＮ，ｎＭＩＮ）に対応する狭帯域光画像上での座標（ｘＭＡＸ，ｙＭＡＸ）、（ｘＭＩＮ，ｙＭＩＮ）を算出する（Ｓ６８）。次に、座標（ｘＭＡＸ，ｙＭＡＸ）、（ｘＭＩＮ，ｙＭＩＮ）に基づいて、上述の手法により注目領域の中心座標（ｘ０，ｙ０）及び半径Ｒを算出し（Ｓ６９）、この処理を終了する。
【０２６７】
以上の実施形態によれば、注目領域設定部４１３は、撮像画像に基づいて特徴量（例えば色相値）を算出し、所定の特徴量（例えば色相値５〜３５の範囲）を有する領域に基づいて注目領域を設定する。
【０２６８】
このようにすれば、病変部に特徴的に現れる画像の特徴量に基づいて注目領域を設定し、その注目領域を変倍処理により拡大できる。これにより、病変部を適切に拡大表示した画像を術者に対して提示できる。
【０２６９】
また本実施形態では図４７等で説明したように、注目領域設定部４１３は、所定の特徴量を有する領域のうちの最大の面積の領域を選択し、選択した領域を含む円形領域を注目領域として設定する。
【０２７０】
術者は、観察したい病変部にスコープを近づけるため、その観察したい病変部が大きく表示されると考えられる。そのため、大きさが最大となる病変領域群を注目領域として設定することで、術者が注目していると思われる領域を、適切に拡大表示することが可能になる。
【０２７１】
なお、上記の実施形態では特徴量が色相値である場合を例に説明したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、特徴量は、病変部と他の領域を識別できるものであればよく、例えば出血部位を識別する場合にはＲ画素値が特徴量であってもよい。
【０２７２】
また、上記の実施形態では、ラベリング処理部４５４でラベル付けされた病変領域群のうち、最大の大きさを有する病変領域群に基づいて注目領域を設定する例を説明したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、病変領域検出部４５３で検出された全ての病変領域に基づいて注目領域を設定してもよい。この場合、領域選出部４５５は、ラベリング処理部４５４より出力される全ての病変領域群に含まれる局所領域の座標を、座標算出部４５６に出力すればよい。
【０２７３】
これにより、複数の病変領域群が存在する場合にも、全ての病変領域群を他の領域に比べて相対的に拡大表示することが可能となる。
【０２７４】
また、上記の実施形態では、表示画像として通常光画像を用いる例を示したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、狭帯域光画像を表示画像として用いてもよい。
【０２７５】
また本実施形態では、撮像画像は、特定の波長帯域における情報を有する被写体像が撮像された特殊光画像と、白色光の波長帯域における情報を有する被写体像が撮像された通常光画像（白色光画像）である。注目領域設定部４１３は、特殊光画像に基づいて注目領域を設定する。
【０２７６】
変倍処理部４１４は、設定された注目領域に基づいて、通常光画像を変倍処理する。
【０２７７】
このようにすれば、検出したい病変部に応じた特殊光画像を取得することにより、その病変部の特徴量を抽出しやすくなり、その抽出した特徴量により注目領域を設定できる。また、特殊光画像により設定した注目領域に応じて、観察において通常用いられる通常光画像の変倍処理を行うことができる。
【０２７８】
また、本実施形態では、特定の波長帯域は、白色の波長帯域（例えば３８０ｎｍ〜６５０ｎｍ）よりも狭い帯域である（NBI: Narrow Band Imaging）。例えば、通常光画像及び特殊光画像は、生体内を写した生体内画像であり、その生体内画像に含まれる特定の波長帯域は、血液中のヘモグロビンに吸収される波長の波長帯域である。例えば、このヘモグロビンに吸収される波長は、３９０ｎｍ〜４４５ｎｍ（第１の狭帯域光ｎＢ）、又は５３０ｎｍ〜５５０ｎｍ（第２の狭帯域光ｎＧ）である。
【０２７９】
これにより、生体の表層部及び、深部に位置する血管の構造を観察することが可能になる。また得られた信号を特定のチャンネル（Ｇ２→Ｒ、Ｂ２→Ｇ，Ｂ）に入力することで、扁平上皮癌等の通常光では視認が難しい病変などを褐色等で表示することができ、病変部の見落としを抑止することができる。なお、３９０ｎｍ〜４４５ｎｍ又は５３０ｎｍ〜５５０ｎｍとは、ヘモグロビンに吸収されるという特性及び、それぞれ生体の表層部又は深部まで到達するという特性から得られた数字である。ただし、この場合の波長帯域はこれに限定されず、例えばヘモグロビンによる吸収と生体の表層部又は深部への到達に関する実験結果等の変動要因により、波長帯域の下限値が０〜１０％程度減少し、上限値が０〜１０％程度上昇することも考えられる。
【０２８０】
また、本実施形態では、通常光画像及び特殊光画像は生体内を写した生体内画像であり、その生体内画像に含まれる特定の波長帯域は、蛍光物質が発する蛍光の波長帯域であってもよい。例えば、特定の波長帯域は、４９０ｎｍ〜６２５ｎｍの波長帯域であってもよい。
【０２８１】
これにより、ＡＦＩ（Auto Fluorescence Imaging）と呼ばれる蛍光観察が可能となる。この蛍光観察では、励起光（３９０ｎｍ〜４７０ｎｍ）を照射することで、コラーゲンなどの蛍光物質からの自家蛍光（intrinsic fluorescence。４９０ｎｍ〜６２５ｎｍ）を観察することができる。このような観察では病変を正常粘膜とは異なった色調で強調表示することができ、病変部の見落としを抑止すること等が可能になる。なお４９０ｎｍ〜６２５ｎｍとは、上述の励起光を照射した際、コラーゲン等の蛍光物質が発する自家蛍光の波長帯域を示したものである。ただし、この場合の波長帯域はこれに限定されず、例えば蛍光物質が発する蛍光の波長帯域に関する実験結果等の変動要因により、波長帯域の下限値が０〜１０％程度減少し、上限値が０〜１０％程度上昇することも考えられる。また、ヘモグロビンに吸収される波長帯域（５４０ｎｍ〜５６０ｎｍ）を同時に照射し、擬似カラー画像を生成してもよい。
【０２８２】
また、本実施形態では、生体内画像に含まれる特定の波長帯域は、赤外光の波長帯域であってもよい。例えば、特定の波長帯域は、７９０ｎｍ〜８２０ｎｍ、又は９０５ｎｍ〜９７０ｎｍの波長帯域であってもよい。
【０２８３】
これにより、ＩＲＩ（Infra Red Imaging）と呼ばれる赤外光観察が可能となる。この赤外光観察では、赤外光が吸収されやすい赤外指標薬剤であるＩＣＧ（インドシアニングリーン）を静脈注射した上で、上記波長帯域の赤外光を照射することで、人間の目では視認が難しい粘膜深部の血管や血流情報を強調表示することができ、胃癌の深達度診断や治療方針の判定などが可能になる。なお、７９０ｎｍ〜８２０ｎｍという数字は赤外指標薬剤の吸収がもっとも強いという特性から求められ、９０５ｎｍ〜９７０ｎｍという数字は赤外指標薬剤の吸収がもっとも弱いという特性から求められたものである。ただし、この場合の波長帯域はこれに限定されず、例えば赤外指標薬剤の吸収に関する実験結果等の変動要因により、波長帯域の下限値が０〜１０％程度減少し、上限値が０〜１０％程度上昇することも考えられる。
【０２８４】
また、本実施形態では、取得された通常光画像に基づいて、特殊光画像を生成する特殊光画像取得部を含んでもよい。例えば、図４０において、ハーフミラー３０９と撮像素子３１０とＡ／Ｄ変換部３１１を省略し、図４３の前処理部４１８と同時化部４１７が特殊光画像取得部として通常光画像から特殊光画像を生成してもよい。
【０２８５】
具体的には、特殊光画像取得部は、取得された通常光画像から、白色の波長帯域における信号を抽出する信号抽出部を含む。そして、特殊光画像取得部は、抽出された通常光の波長帯域における信号に基づいて、特定の波長帯域における信号を含む特殊光画像を生成してもよい。例えば、信号抽出部は、通常光画像のＲＧＢ信号から１０ｎｍ刻みに被写体の分光反射率特性を推定し、特殊光画像取得部は、その推定された信号成分を上記特定の帯域で積算して特殊光画像を生成する。
【０２８６】
より具体的には、特殊光画像取得部は、通常光の波長帯域における信号から、特定の波長帯域における信号を算出するためのマトリクスデータを設定するマトリクスデータ設定部を含んでもよい。そして、特殊光画像取得部は、設定されたマトリクスデータを用いて、白色の波長帯域における信号から特定の波長帯域における信号を算出して、特殊光画像を生成してもよい。例えば、マトリクスデータ設定部は、特定の波長帯域の照射光の分光特性が１０ｎｍ刻みに記述されたテーブルデータをマトリクスデータとして設定する。そして、このテーブルデータに記述された分光特性（係数）を、１０ｎｍ刻みに推定された被写体の分光反射率特性に乗算して積算し、特殊光画像を生成する。
【０２８７】
これにより、通常光画像に基づいて特殊光画像を生成することができるため、通常光を照射する１つの光源と、通常光を撮像する１つの撮像素子のみでもシステムを実現することが可能になる。そのため、カプセル型内視鏡や、スコープ型内視鏡の挿入部を小さくすることができ、また部品が少なくてすむためコストを下げる効果も期待できる。
【０２８８】
８．第７の実施形態
８．１．内視鏡装置
スコープＩＤに基づいて注目領域を設定する第７の実施形態について説明する。
【０２８９】
図５０に、第７の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部１００、挿入部３００、制御装置４００、表示部５００、外部Ｉ／Ｆ部５５０を含む。なお、図３等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０２９０】
挿入部３００は、ライトガイドファイバー３０１と、照明レンズ３０２と、対物光学系３０３と、撮像素子３０４と、Ａ／Ｄ変換部３０５と、メモリー３１３を含む。メモリー３１３以外の各部の構成は、第１の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【０２９１】
挿入部３００は、一般にスコープと呼ばれる。そのため以下では、挿入部３００を適宜スコープと呼ぶ。内視鏡診断では、診断する部位に応じて異なるスコープが用いられる。例えば、食道や胃の診断には、上部消化器スコープが用いられ、大腸の診断には下部消化器スコープが用いられる。一方、スコープのメモリー３１３には、各スコープ固有の識別番号（スコープＩＤ）が保持されている。
【０２９２】
制御装置４００は、画像処理部４１０と、制御部４２０と、状態情報取得部４３０を含む。状態情報取得部４３０は、メモリー３１３に保持されている各スコープ固有の識別番号を参照し、接続されるスコープの種類を識別する。スコープの種類とは、例えば、上部消化器スコープ又は下部消化器スコープの何れかである。状態情報取得部４３０は、識別したスコープの種類を、後述する注目領域設定部４１３に出力する。
【０２９３】
８．２．画像処理部
図５１に、第７の実施形態における画像処理部４１０の詳細な構成例を示す。画像処理部４１０は、前処理部４１１と、同時化部４１２と、注目領域設定部４１３と、変倍処理部４１４と、後処理部４１５を含む。注目領域設定部４１３と、変倍処理部４１４以外の処理は第１の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【０２９４】
注目領域設定部４１３は、状態情報取得部４３０より出力されるスコープの種類に応じて、注目領域を設定する。注目領域の設定手法は、第３の実施形態と同様である。具体的には、スコープの種類が下部消化器スコープの場合、側方視野の領域を注目領域（拡大領域）に設定する。スコープの種類が上部消化器スコープの場合、前方視野の領域を注目領域に設定する。
【０２９５】
変倍処理部４１４は、第３の実施形態と同様の手法により、画像の拡大縮小処理を行う。具体的には、図２７（Ｂ）で上述の倍率Ａ、Ｂにより注目領域を拡大し、他の領域を縮小する。例えば、スコープの種類と拡大率Ａ、Ｂが対応付けされたルックアップテーブルを予め用意しておけばよい。
【０２９６】
以上の実施形態によれば、図５０等で説明したように、内視鏡装置にはスコープ（挿入部３００）が着脱可能である。状態情報取得部４３０は、装着されたスコープを識別する識別情報（スコープＩＤ）を取得する。注目領域設定部４１３は、取得された識別情報に基づいて注目領域を設定する。
【０２９７】
このようにすれば、接続されるスコープに応じて適切な変倍処理を施すことで、術者は被写体の全体像を把握しながら、病変領域を適正な大きさで観察することができる。
【０２９８】
具体的には、スコープは、前方視野と側方視野を結像する対物光学系を有する。注目領域設定部４１３は、識別情報が下部消化管用のスコープを表す識別情報である場合、撮像画像の中の側方視野に対応する領域を注目領域に設定する。
【０２９９】
下部消化器スコープの診断対象となる大腸では、ヒダの裏にある病変が画像の側方領域に表示されると想定される。そのため、側方視野に対応する領域を拡大表示することで、病変の見落としの危険性を改善することが可能である。
【０３００】
また本実施形態では、注目領域設定部４１３は、識別情報が上部消化管（例えば胃や食道）用のスコープを表す識別情報である場合、撮像画像の中の前方視野に対応する領域を注目領域に設定する。
【０３０１】
上部消化器の診断対象となる食道や胃にはヒダが少ないため、側方視野よりも前方視野が診断の際に重要となる。そのため、前方視野に対応する領域を拡大することで、重要な視野を見やすくすることができる。
【０３０２】
９．第８の実施形態
９．１．注目領域設定部
画像から被写体の動き量（広義には動き情報）を算出し、その動き量に基づいて注目領域を設定する第８の実施形態について説明する。
【０３０３】
内視鏡装置と画像処理部４１０の構成は、図３、図６で上述の第１の実施形態と同様であるため、適宜説明を省略する。以下では、第１の実施形態と構成が異なる注目領域設定部４１３について詳細に説明する。
【０３０４】
図５２に、第８の実施形態における注目領域設定部４１３の詳細な構成例を示す。注目領域設定部４１３は、歪み補正部４７１と、画像メモリー４７２と、動き検出部４７３（広義には動き情報取得部）と、設定部４７４を含む。
【０３０５】
同時化部４１２は、同時化した画像信号を歪み補正部４７１に出力する。歪み補正部４７１は、画像メモリー４７２と、動き検出部４７３と、設定部４７４に接続される。動き検出部４７３は、設定部４７４に接続される。設定部４７４は、変倍処理部４１４に接続される。制御部４２０は、歪み補正部４７１と、画像メモリー４７２と、動き検出部４７３と、設定部４７４と双方向に接続されており、これらの制御を行う。
【０３０６】
歪み補正部４７１は、同時化処理された画像信号に対し、収差の一種である歪曲収差（以下では適宜、歪みと呼ぶ）を補正する。図５３に、歪み補正処理前後の画像例を示す。
【０３０７】
具体的には、歪み補正部４７１は、歪み補正処理後の画像の画素座標を取得する。歪み補正処理後の画像サイズは、光学系の歪みに基づいて予め取得されているとする。歪み補正部４７１は、取得した画素座標（ｘ，ｙ）を、下式（２６）を用いて光軸中心を原点とする座標（ｘ’，ｙ’）に変換する。
【数２１】
【０３０８】
ここで、（ｃｅｎｔｅｒ＿ｘ，ｃｅｎｔｅｒ＿ｙ）は、歪み補正処理後の光軸中心の座標である。例えば、歪み補正処理後の光軸中心は、歪み補正処理後画像の中心である。
【０３０９】
次に、歪み補正部４７１は、変換した画素座標（ｘ’，ｙ’）に基づいて、下式（２７）を用いて物体高ｒを算出する。
【数２２】
【０３１０】
ここで、ｍａｘ＿ｒは、歪み補正処理後の画像における最大物体高である。
【０３１１】
次に、歪み補正部４７１は、算出した物体高ｒに基づいて像高と物体高の比（Ｒ／ｒ）を算出する。具体的には、歪み補正部４７１は、比Ｒ／ｒと物体高ｒとの関係をテーブルとして保持しておき、そのテーブルを参照することで物体高ｒに対応する比Ｒ／ｒを取得する。次に、歪み補正部４７１は、歪み補正処理後の画素座標（ｘ，ｙ）に対応する、歪み補正処理前の画素座標（Ｘ，Ｙ）を下式（２８）を用いて取得する。
【数２３】
【０３１２】
ここで、（ｃｅｎｔｅｒ＿Ｘ，ｃｅｎｔｅｒ＿Ｙ）は、歪み補正処理前の光軸中心の座標である。例えば、歪み補正処理前の光軸中心は、歪み補正処理前の画像の中心である。
【０３１３】
次に、歪み補正部４７１は、算出した歪み補正処理前の画素座標（Ｘ，Ｙ）に基づいて、歪み補正処理後の画素座標（ｘ，ｙ）における画素値を算出する。（Ｘ，Ｙ）が整数でない場合、周囲の画素値に基づく線形補間により画素値を算出する。歪み補正部４７１は、以上の処理を歪み補正処理後の画像の全画素に対して行う。歪み補正部４７１は、このようにして歪み補正された画像を、画像メモリー４７２及び動き検出部４７３に出力する。
【０３１４】
画像メモリー４７２は、歪み補正部４７１により歪み補正された歪み補正後画像を保存する。保存された歪み補正後画像は、新たな歪み補正後画像が歪み補正部４７１より出力されるタイミングと同期して、動き検出部４７３に出力される。
【０３１５】
動き検出部４７３は、歪み補正部４７１により歪み補正された歪み補正後画像と、画像メモリー４７２に保存されていた歪み補正後画像とに基づいて、画像の局所的な動きを検出する。以下では説明を簡単にするため、前者の歪み補正後画像を現フレーム画像とし、後者の歪み補正後画像を前フレーム画像とする。
【０３１６】
具体的には、動き検出部４７３は、局所的な動きを検出する点である代表点を、現フレーム画像上に設定する。例えば図５４に示すように、現フレーム画像の画素において一定間隔かつ格子状に代表点（図５４に示す●）を設定する。動き検出部４７３は、現フレーム画像と前フレーム画像の間の代表点の動きベクトルを、局所的な動き量として算出する。例えば、公知の技術であるブロックマッチングを用いて動きベクトルを検出する。動き検出部４７３は、設定した代表点の座標と、各代表点において検出した動きベクトルとを、設定部４７４に出力する。
【０３１７】
設定部４７４は、歪み補正部４７１からの現フレーム画像と、動き検出部４７３からの代表点の座標及び各代表点の動きベクトルとに基づいて、注目領域を設定する。具体的には、設定部４７４は、現フレーム画像と動きベクトルに基づいて抜去状態か否かを判定し、抜去状態であれば側方視野を注目領域に設定し、抜去状態でなければ前方視野を注目領域に設定する。設定部４７４は、設定した注目領域を変倍処理部４１４に出力する。
【０３１８】
ここで、抜去状態とは、管腔状臓器の奥まで内視鏡を挿入した後に、内視鏡を抜きながら観察を行う状態を指す。大腸に対しては一般的にこのような観察が行われるため、抜去状態であればヒダ裏観察が容易になるように側方視野を注目領域に設定し、抜去状態でなければ内視鏡操作が容易になるように前方視野を注目領域に設定する。
【０３１９】
９．２．抜去状態の判定手法
図５５（Ａ）〜図５５（Ｄ）を用いて、抜去状態の判定手法について説明する。まず、代表点における動きベクトルに基づいて、動きベクトルの消失点を検出する。
【０３２０】
具体的には図５５（Ａ）において、●が代表点を表し、実線矢印が動きベクトルを表し、×が消失点を表す。消失点とは、各代表点を始点として各代表点における動きベクトルに沿った方向に延長した直線の交点である。例えば観察対象が内径の一定な円筒状であり、動きベクトルが内視鏡の動きのみにより生じるとすると、抜去状態の場合には、各代表点から延長した直線は消失点において一点で交わる。実際には、観察対象である管腔状臓器の内径は一定ではなく、また動きベクトルは生体拍動によっても生じるため、抜去状態であっても直線が消失点において一点で交わらない。そのため、全ての直線からの距離の二乗和を第１の評価値とし、その第１の評価値が最も小さい点を消失点候補とする。直線をａｘ＋ｂｙ＋ｃ＝０とし、点を（ｐ，ｑ）とすると、第１の評価値Ｄは下式（２９）により求められる。
【数２４】
【０３２１】
ここで、上式（２９）における和は、代表点から延長した全ての直線についての距離の二乗の総和を表す。
【０３２２】
最小二乗法により、第１の評価値Ｄを最小とする消失点候補の座標（ｘｓｋ，ｙｓｋ）を、下式（３０）を用いて算出する。
【数２５】
【０３２３】
ここで、代表点の座標を（Ｐｘ，Ｐｙ）とし、代表点における動きベクトルを（Ｍｘ，Ｍｙ）とすると、ａ＝Ｍｙ、ｂ＝−Ｍｘ、ｃ＝ＭｘＰｙ−ＭｙＰｘである。
【０３２４】
次に、その消失点候補における第１の評価値Ｄが所定の第１の閾値以下であり、その消失点候補が画像内に存在する場合、その消失点候補を消失点とする。消失点候補がこの条件を満たさない場合、消失点が検出できないと判定する。
【０３２５】
この条件で抜去状態が検出可能な理由について詳細に説明する。ここで、図５５（Ｂ）に示すように、内視鏡先端の動く方向を定義する。ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向は、画像上においてそれぞれ水平方向、鉛直方向、水平方向及び鉛直方向と直交する奥行きの方向に対応する。またｘ方向、ｙ方向、ｚ方向について矢印に沿う動きを正の動きと定義し、反対の動きを負の動きと定義する。抜去状態では、内視鏡先端はｚ方向負の動きとなる。抜去状態ではなく、例えば内視鏡の先端の動きがｘ方向正の動きである場合、図５５（Ｃ）に示すように、動きベクトルはほぼ平行となるため、その消失点候補は画像外に存在する。あるいは、消失点候補が画像内に存在したとしてもその消失点候補における第１の評価値Ｄは大きな値となる。即ち、消失点候補が画像内に存在し、第１の評価値Ｄが第１の閾値より小さいという条件により、ｚ方向の動きを検出できる。
【０３２６】
次に、抜去状態か否かの判定を行う。図５５（Ｄ）に示すように、内視鏡を挿入した場合でも消失点が検出される。そのため、各代表点からその消失点へのベクトル（破線矢印）と動きベクトル（実線矢印）に基づいた判定を行う。具体的には、その消失点へのベクトルと動きベクトルとの内積が負となる代表点が所定の個数以上ある場合、消失点が検出されないと判定する。消失点が検出されない場合、抜去状態ではないと判定する。
【０３２７】
次に、検出した消失点座標における現フレーム画像の画素値を第２の評価値とし、その第２の評価値に基づいて観察対象が管腔状臓器か否かを判定する。消失点座標が整数でない場合、第２の評価値を周囲の画素値に基づいて線形補間により算出する。そして、第２の評価値が所定の第２の閾値以下の場合、管腔状臓器と判定する。観察対象が管腔状でなく平坦な場合でも、内視鏡先端がｚ方向負の動きをすると消失点が検出されるため、このような判定が必要となる。
【０３２８】
具体的には、観察対象が管腔状の場合、現フレーム画像上において照明光があまり照射されない管腔状臓器の奥に消失点が位置するため、第２の評価値は小さくなる。一方観察対象が平坦な場合、現フレーム画像上において照明光が比較的照射される領域に消失点が位置するため、第２の評価値は大きくなる。よって、第２の評価値が第２の閾値以下であるか否かを判定することで、管腔状の観察対象に対して内視鏡を抜きながら行う観察である抜去状態を判定できる。
【０３２９】
なお、上記の実施形態では、抜去状態から非抜去状態へと判定が切り替わる場合、即座に前方視野が注目領域に設定されるが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、非抜去状態という判定が所定フレーム連続した場合に、前方視野を注目領域に設定しても構わない。非抜去状態から抜去状態へと判定が切り替わる場合も同様に、抜去状態という判定が所定フレーム連続した場合に側方視野を注目領域に設定しても構わない。このようにして注目領域を設定することで、挿入と抜去を小刻みに繰り返した場合、注目領域が頻繁に切り替わり表示画面が不安定となることを防ぐことができる。
【０３３０】
９．３．ソフトウェア
なお本実施形態では、画像処理部４１０の各部が行う処理の一部または全部をソフトウェアで構成することとしてもよい。この場合、例えば図７２等で後述するコンピュータシステムのＣＰＵが画像処理プログラムを実行する。
【０３３１】
図５６に、第８の実施形態における注目領域設定処理の詳細なフローチャート例を示す。画像処理プログラムの他のステップの処理については、図１８等で上述した第１の実施形態と同様である。
【０３３２】
図５６に示すように、この処理が開始されると、同時化された画像信号に対して歪曲収差の補正処理を行う（Ｓ８１）。歪み補正処理については、図５７で詳細に後述する。次に、歪み補正後の画像をメモリーに保存する（Ｓ８２）。次に、歪み補正後の画像と、１フレーム前に画像メモリーに保存された歪み補正後の画像とに基づいて、局所的な動きベクトルを検出する（Ｓ８３）。次に、歪み補正後の画像と動きベクトルに基づいて、注目領域を設定する（Ｓ８４）。設定処理については、図５８で詳細に後述する。
【０３３３】
図５７に、歪み補正処理（Ｓ８１）の詳細なフローチャート例を示す。図５７に示すように、この処理が開始されると、歪み補正後の画像の画素座標を取得する（Ｓ１０１）。次に、取得した画素座標を、上式（２６）を用いて光軸中心を原点とした座標に変換する（Ｓ１０２）。次に、変換した画素座標に基づいて、上式（２７）を用いて物体高ｒを算出する（Ｓ１０３）。次に、算出した物体高ｒに基づいて像高／物体高比（Ｒ／ｒ）を算出する（Ｓ１０４）。例えば、Ｒ／ｒとｒとの関係をテーブルとして保持しておき、そのテーブルを参照することでｒに対応するＲ／ｒを取得する。
【０３３４】
次に、算出した像高／物体高比に基づいて、上式（２８）を用いて歪み補正後の画素座標（ｘ，ｙ）に対応する歪み補正前の画素座標（Ｘ，Ｙ）を取得する（Ｓ１０５）。次に、算出した歪み補正前の画素座標（Ｘ，Ｙ）に基づいて、歪み補正後の画素座標（ｘ，ｙ）における画素値を算出する（Ｓ１０６）。（Ｘ，Ｙ）が整数値でない場合、線形補間により周囲の画素値より算出する。次に、以上の処理を歪み補正後の画像の、全画素に対して行ったか否かを判定する（Ｓ１０７）。処理されていない画素が存在する場合、その画素に対してステップＳ１０１〜Ｓ１０６の処理を行う（Ｓ１０７、ＮＯ）。全画素に対して処理が行われた場合、この処理を終了する（Ｓ１０７、ＹＥＳ）。
【０３３５】
図５８に、設定処理（Ｓ８４）の詳細なフローチャート例を示す。図５８に示すように、この処理が開始されると、代表点における動きベクトルに基づいて、動きベクトルの消失点候補を検出する（Ｓ１２１）。次に、その消失点候補における第１の評価値が所定の第１の閾値以下であり、かつ、その消失点候補が画像内に存在するか否かを判定する（Ｓ１２２）。
【０３３６】
消失点候補における第１の評価値が所定の第１の閾値以下であり、かつ、その消失点候補が画像内に存在する場合（Ｓ１２２、ＹＥＳ）、代表点から消失点へのベクトルと動きベクトルとの内積が負となる代表点が所定の個数以下であるか否かの判定を行う（Ｓ１２３）。消失点へのベクトルと動きベクトルとの内積が正となる代表点が所定の個数以下である場合（Ｓ１２３、ＹＥＳ）、消失点を設定する（Ｓ１２４）。
【０３３７】
次に、検出した消失点の座標における現フレーム画像の画素値を第２の評価値とし、第２の評価値が第２の閾値以下であるか否かを判定する（Ｓ１２５）。第２の評価値が第２の閾値以下である場合（Ｓ１２５、ＹＥＳ）、側方視野を注目領域に設定し（Ｓ１２６）、この処理を終了する。ステップＳ１２２、Ｓ１２３、Ｓ１２５において判定結果がＮＯである場合、前方視野を注目領域に設定し（Ｓ１２７）、この処理を終了する。
【０３３８】
以上の実施形態によれば、図５２に示すように、注目領域設定部４１３は動き検出部４７３を有する。動き検出部４７３は、撮像画像に基づいて被写体の動き量を取得する。注目領域設定部は、取得した動き量に基づいて注目領域を設定する。
【０３３９】
具体的には、図５５（Ａ）等で説明したように、注目領域設定部４１３は、動き量に基づいて、スコープが抜去されている状態であると判定された場合、撮像画像の中の側方視野に対応する領域を注目領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【０３４０】
通常、大腸を観察する場合にはスコープを抜去しながら観察を行う。そのため、抜去時に側方視野に対応する領域を注目領域に設定して拡大表示することで、大腸のヒダ裏など診断に有用な情報を好適に取得することができる。
【０３４１】
また本実施形態では、動き検出部４７３は、複数の代表点の動きベクトルを動き量として算出し、算出された動きベクトルの消失点を求める。注目領域設定部４１３は、求められた消失点が撮像画像の中に存在し、代表点から消失点に向かうベクトルと動きベクトルとの内積が正である場合、スコープが抜去されている状態であると判定する。
【０３４２】
このようにすれば、消失点の位置を判定することで、スコープが挿入又は抜去されていることを判定でき、動きベクトルの向きを判定することで挿入か抜去かを判定できる。
【０３４３】
また本実施形態では、注目領域設定部４１３は、消失点の画素値が閾値（第２の閾値）より小さいと判断された場合に、スコープが抜去されている状態であると判定する。
【０３４４】
このようにすれば、上述したようにスコープが壁面に正対した状態であるか管腔に沿った方向に向いた状態であるかを判定できるため、管腔に沿った方向の移動である抜去状態を判定できる。
【０３４５】
また本実施形態では、注目領域設定部４１３は、動き量に基づいて、スコープが抜去されている状態でないと判定された場合、撮像画像の中の前方視野に対応する領域を注目領域に設定する。
【０３４６】
このようにすれば、抜去時以外において主に使用すると考えられる前方視野を注目領域に設定して拡大表示できる。例えば、挿入時には前方視野を使って内視鏡を操作するため、その操作に有用な情報が多く含まれる前方の情報を提示できる。
【０３４７】
また本実施形態では、図５２に示すように、動き検出部４７３は歪み補正部４７１を有する。歪み補正部４７１は、スコープの光学系が有する歪曲収差に基づいて、撮像画像の歪み補正を行う。動き検出部４７３は、歪み補正後の撮像画像に基づいて動き量を取得する。
【０３４８】
このようにすれば、例えば図１の対物光学系等の視野範囲の広い光学系を使用した場合に、その歪曲収差による画像の歪みを補正できる。これにより、動き量検出に対する歪みの影響を軽減できる。
【０３４９】
１０．第９の実施形態
１０．１．内視鏡装置
形状検出部により被写体の形状情報を取得し、その形状情報に基づいて注目領域を設定する第９の実施形態について説明する。
【０３５０】
図５９に、第９の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部１００、挿入部３００、制御装置４００、表示部５００、外部Ｉ／Ｆ部５５０、形状検出部７００（例えばＵＰＤ（Position Detecting Unit））を含む。なお、図２１等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０３５１】
挿入部３００は、ライトガイドファイバー３０１と、照明レンズ３０２と、対物光学系３０３と、撮像素子３０４と、Ａ／Ｄ変換部３０５と、磁気コイル３１２を含む。磁気コイル３１２以外は、第１の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【０３５２】
磁気コイル３１２は、挿入部３００に例えば十数個設けられており、それぞれが形状検出部７００（広義には形状情報取得部）に対して磁気を発信する。複数の磁気コイル３１２は、例えば挿入部３００の長さ方向に沿って配列される。
【０３５３】
形状検出部７００は、挿入部３００の各部に設けられた磁気コイル３１２が発信する磁気を、図示しないアンテナにより受信し、各磁気コイルの三次元位置情報をリアルタイムに取得する。形状検出部７００は、取得した磁気コイルの三次元位置情報から、挿入部３００の形状を表す内視鏡形状情報をリアルタイムに取得する。
【０３５４】
制御装置４００は、画像処理部４１０と、制御部４２０と、状態情報取得部４３０を含む。制御部４２０は、第１の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【０３５５】
１０．２．状態情報取得部
図６０に、第９の実施形態における状態情報取得部４３０の詳細な構成例を示す。状態情報取得部４３０は、被写体情報取得部４３６と、観察情報取得部４３７を含む。形状検出部７００は、検出した内視鏡形状情報を、被写体情報取得部４３６と、観察情報取得部４３７に出力する。被写体情報取得部４３６は、注目領域設定部４１３に接続される。観察情報取得部４３７は、注目領域設定部４１３に接続される。
【０３５６】
被写体情報取得部４３６は、形状検出部７００により取得された内視鏡形状情報に基づいて、被写体が下部消化管であるか否かを判定する。具体的には、被写体情報取得部４３６は、内視鏡形状情報に基づいて、体内に挿入されている内視鏡の長さ及び内視鏡形状がループを形成しているか否かの判定結果を取得し、その長さと判定結果に基づいて下部消化管であるか否かを判定する。
【０３５７】
より具体的には、一般的に、下部消化管を内視鏡検査する場合、それ以外の臓器を内視鏡検査する場合に比べて内視鏡を奥深くまで挿入する。そのため、被写体情報取得部４３６は、所定の長さ以上内視鏡が体内に挿入されていれば、被写体が下部消化管であると判定する。また、下部消化管に内視鏡を挿入する場合においてのみ、挿入を容易にするため内視鏡でループを形成する挿入法がある。そのため、被写体情報取得部４３６は、内視鏡でループが形成されていれば、被写体が下部消化管であると判定する。
【０３５８】
被写体情報取得部４３６は、体内に挿入されている内視鏡が所定の長さを超えるか、または内視鏡がループを形成するまでは被写体は下部消化管ではないと判定する。そして、いずれかの条件を満たした場合、被写体は下部消化管であると判定し、以降はその判定結果を変更しない。被写体情報取得部４３６は、その判別結果を被写体情報として注目領域設定部４１３に出力する。
【０３５９】
観察情報取得部４３７は、形状検出部７００により取得された内視鏡形状情報に基づいて、内視鏡が抜去状態であるか否かを判定する。具体的には、観察情報取得部４３７は、内視鏡形状情報に基づいて、体内に挿入されている内視鏡の長さが経時的に短くなっているか否かを判定し、経時的に短くなっている場合に抜去状態であると判定する。観察情報取得部４３７は、抜去状態の判定結果を、観察情報として注目領域設定部４１３に出力する。
【０３６０】
１０．３．画像処理部
図６１に、第９の実施形態における画像処理部４１０の詳細な構成例を示す。画像処理部４１０は、前処理部４１１と、同時化部４１２と、注目領域設定部４１３と、変倍処理部４１４と、後処理部４１５を含む。注目領域設定部４１３以外の構成は第２の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【０３６１】
注目領域設定部４１３は、状態情報取得部４３０より出力される被写体情報と観察情報に基づいて、注目領域を設定する。具体的には、注目領域設定部４１３は、被写体情報に基づいて被写体が下部消化管であると判定され、観察情報に基づいて内視鏡が抜去状態であると判定される場合、側方視野を注目領域として設定する。それ以外の場合は、前方視野を注目領域として設定する。注目領域設定部４１３は、設定した注目領域を変倍処理部４１４に出力する。
【０３６２】
以上の実施形態によれば、図６０に示すように、内視鏡装置は、スコープ挿入部（挿入部３００）の形状情報（例えば、図５９の磁気コイル３１２の三次元位置情報）を取得する形状検出部７００を含む。状態情報取得部４３０は、被写体情報取得部４３６を有する。被写体情報取得部４３６は、取得された形状情報を状態情報として取得し、その形状情報に基づいて被写体情報を取得する。注目領域設定部４１３は、取得された被写体情報に基づいて注目領域を設定する。
【０３６３】
具体的には、被写体情報取得部４３６は、形状情報に基づいて被写体の部位を判定し、判定した部位を被写体情報として取得する。注目領域設定部４１３は、被写体の部位が下部消化管であると判定された場合、撮像画像の中の側方視野に対応する領域を注目領域として設定する。
【０３６４】
より具体的には、被写体情報取得部４３６は、スコープ挿入部がループ形状であると判断された場合に、被写体の部位が下部消化管であると判定する。
【０３６５】
このようにすれば、被写体の形状情報に基づいて判定した部位に応じて注目領域を設定して拡大表示できる。また下部消化管の場合に側方視野を拡大表示することで、抜去時等において大腸のヒダ裏など診断に有用な情報を、術者に好適に提示できる。
【０３６６】
ここで、被写体情報とは、被写体に関する情報である。被写体情報は被写体の部位に限定されず、被写体の形状情報から推定される情報であればよく、例えば被写体の大きさや長さであってもよい。
【０３６７】
また本実施形態では、状態情報取得部４３０は、観察情報取得部４３７を有する。観察情報取得部４３７は、取得された形状情報を状態情報として取得し、その形状情報に基づいて観察状態情報を取得する。注目領域設定部４１３は、取得された観察状態情報に基づいて注目領域を設定する。
【０３６８】
具体的には、観察情報取得部４３７は、形状情報に基づいてスコープの進行方向を判定し、判定した進行方向を観察状態情報として取得する。注目領域設定部４１３は、スコープが抜去されていると判定された場合、撮像画像の中の側方視野に対応する領域を注目領域として設定する。
【０３６９】
このようにすれば、スコープが抜去操作されている場合に側方視野を拡大表示できる。例えば被写体が下部消化管でありスコープが抜去操作されている場合に側方視野を拡大表示することで、術者がヒダ裏等を観察しやすくなる。
【０３７０】
また本実施形態では、注目領域設定部４１３は、被写体が下部消化管であると判定され抜去状態であると判定された場合以外の場合、撮像画像の中の前方視野に対応する領域を注目領域として設定する。
【０３７１】
このようにすれば、上部消化管の観察や下部消化管における挿入操作において重要な前方視野を注目領域に設定し、その注目領域を変倍処理により拡大表示できる。
【０３７２】
１１．第１０の実施形態
１１．１．概要
画像から赤玉領域を検出し、その赤玉領域以外の領域を注目領域に設定する第１０の実施形態について説明する。
【０３７３】
内視鏡を大腸に挿入するのが難しい理由は、大腸が狭い管腔であり、屈曲し捩れており、更に内視鏡挿入に依存して伸縮変形する事にある。このような状況にあって操作者は内視鏡像を観察して挿入方向を判断しながら、内視鏡の操作を駆使して挿入方向へ導く手技を行う。内視鏡の操作は、内視鏡先端の上下左右のアングル操作や、内視鏡挿入部（適宜スコープと呼ぶ）の押し引き捻り等である。
【０３７４】
このような挿入手技は、熟練していないドクターにとっては難しいものである。特に挿入時は内視鏡挿入部を押す操作が多いので内視鏡先端が腸壁に頻繁に接触し、内視鏡像は赤玉と呼ばれる画像全体が赤いピンボケ状態となり、挿入方向がまったく判断できなくなる。このような状態となると、内視鏡挿入部を若干引き戻すことにより、赤玉状態から挿入方向を確認できる状態に戻して再度挿入操作を行う必要があり、挿入時間が長引く原因の１つとなっている。
【０３７５】
１８０度以上の広視野の光学系を先端に有する内視鏡においては、内視鏡先端が腸壁に接触しても広い視野全てを塞ぐことがないので、上記の赤玉状態は内視鏡像全域で発生するわけでなく、一部の視野は確保できる。即ち、内視鏡先端が腸壁に接触した状態でも挿入方向を確認できる可能性があるということである。
【０３７６】
そこで本実施形態では、１８０度以上の光学系の内視鏡像において赤玉領域を検出し、その赤玉領域以外の領域を注目領域として設定し、その注目領域の視認性を向上させた状態でドクターに提示することで、挿入時間の短縮に繋げる。視認性を向上させた状態とは、注目領域の拡大表示状態である。
【０３７７】
図６２に、大腸をモデル化した管腔の壁面に、内視鏡挿入部の先端が斜めから接触している状態を示す。図６３（Ａ）に示すように、この状態の内視鏡像では、赤玉領域が内視鏡像の大半を占める状態となっている。この状態でも、管腔がまっすぐで口が開いている場合には、暗部として挿入方向は判断できる。一方、管腔が屈曲している状態、或は管腔の口が閉じた状態では、挿入方向は明確な暗部にならず見分けが付け難くなるので、内視鏡像の赤玉以外の小さな注目領域をより拡大した状態で観察したくなる。そこで、図６３（Ｂ）に示すように、赤玉領域以外の小さな注目領域を拡大表示する。このようにして、識別しにくい挿入方向を判断できるようになる。
【０３７８】
また、図６３（Ａ）の赤玉領域は、挿入部の先端が腸壁に接触した状態で照明光が腸壁に当たっているので、赤玉領域とそれ以外の注目領域で相対的に明暗差が発生する。特に内視鏡では、照明光量を調整（調光処理）して、内視鏡像を適正露光状態に制御する。そのため、赤玉領域が多くを占めると、赤玉領域の明るさが適正露光状態となるように調光制御してしまう。これだと、せっかく赤玉領域以外の注目領域が視野内にあっても、その注目領域が暗く適正露光にならない可能性があるため、注目領域に対して拡大処理を行っても挿入方向の視認性を確保できない。そこで、赤玉領域以外の注目領域を調光対象領域に指定して調光処理を行う。これにより、注目領域を適正露光状態で観察できるようになり、挿入方向の識別が容易になる。
【０３７９】
図６３（Ａ）は、腸壁に対して斜めから接触する場合の例であるため、挿入方向を赤玉領域以外の領域として大雑把に判断しても、ある程度挿入していくことは可能である。しかしながら、大腸（管腔）の屈曲部等では、腸壁に対して正対した状態で内視鏡先端が腸壁に接触する場合もある。この場合には、内視鏡像の中央部分が赤玉領域となり、周辺部分が赤玉領域以外の注目領域となる。この場合は、赤玉領域以外の領域を見つけただけでは挿入方向を認識できない。そこで、上記と同様に注目領域である周辺領域を拡大表示し、周辺領域を調光対象領域に指定して調光処理を行う。これにより、拡大された周辺領域の３６０度の方向の中から、挿入すべき方向をより簡単に認識できるようになる。
【０３８０】
１１．２．画像処理部
次に、本実施形態の赤玉領域を検出する手法と、赤玉領域以外の領域を注目領域に設定する手法について詳細に説明する。
【０３８１】
図６４に、第１０の実施形態における画像処理部４１０の詳細な構成例を示す。画像処理部４１０は、前処理部４１１、同時化部４１２、注目領域設定部４１３、変倍処理部４１４、後処理部４１５、測光部４１６を含む。以下では、図６等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。なお、第１０の実施形態における内視鏡装置は、図３等で上述した第１の実施形態と同様である。
【０３８２】
前処理部４１１は同時化部４１２に接続される。同時化部４１２は注目領域設定部４１３と変倍処理部４１４に接続される。注目領域設定部４１３は変倍処理部４１４と測光部４１６に接続される。変倍処理部４１４は後処理部４１５に接続される。後処理部４１５は表示部５００に接続される。制御部４２０は、前処理部４１１、同時化部４１２、注目領域設定部４１３、変倍処理部４１４、後処理部４１５、測光部４１６に接続される。
【０３８３】
注目領域設定部４１３は、赤玉領域以外の領域を注目領域に設定する。変倍処理部４１４は、設定された注目領域を拡大する処理を行う。これらの処理については、詳細に後述する。測光部４１６は、画像の明るさ（例えば輝度）を算出する。測光部４１６は、注目領域が設定された場合、注目領域の明るさを算出する。測光部４１６は、算出した明るさを制御部４２０に出力する。制御部４２０は、その明るさに基づいて光源絞り駆動部１０３を制御し、調光処理を行う。
【０３８４】
１１．３．注目領域設定部
図６５に、第１０の実施形態における注目領域設定部４１３の詳細な構成例を示す。注目領域設定部４１３は、色変換部４６１と、赤玉領域候補検出部４６２と、デフォーカス検出部４６３と、赤玉領域判定部４６４と、変倍パラメーター設定部４６５を含む。
【０３８５】
色変換部４６１は、赤玉領域候補検出部４６２とデフォーカス検出部４６３に接続される。赤玉領域候補検出部４６２は赤玉領域判定部４６４に接続される。デフォーカス検出部４６３は赤玉領域判定部４６４に接続される。赤玉領域判定部４６４は変倍パラメーター設定部４６５と測光部４１６に接続される。変倍パラメーター設定部４６５は変倍処理部４１４に接続される。制御部４２０は、赤玉領域候補検出部４６２とデフォーカス検出部４６３と変倍パラメーター設定部４６５と接続される。
【０３８６】
色変換部４６１は、同時化部４１２から出力されるカラー画像のＲＧＢ信号を、輝度信号と色信号に変換する。なお以下では、ＲＧＢ信号をＹＣｂＣｒ信号に変換する場合を例に説明する。色変換部４６１は、算出した輝度信号Ｙをデフォーカス検出部４６３と測光部４１６へ出力し、色差信号Ｃｂ、Ｃｒを赤玉領域候補検出部４６２へ出力する。
【０３８７】
赤玉領域候補検出部４６２は、入力される色差信号Ｃｂ、Ｃｒを、制御部４２０からのブロックサイズ情報（例えばＮ×Ｎブロック）に基づいて、ブロック領域に分割する。そして、赤玉領域候補検出部４６２は、ブロック領域内の色差信号の統計量から赤玉領域候補を判定し、ブロック領域毎の判定情報を赤玉領域判定部４６４へ出力する。
【０３８８】
デフォーカス検出部４６３は、入力される輝度信号Ｙを、制御部４２０からのブロックサイズ情報に基づいて、ブロック領域に分割する。そして、デフォーカス検出部４６３は、ブロック領域内の高周波数成分の有無からブロック領域がデフォーカス状態か否かを判定し、ブロック領域毎の判定情報を赤玉領域判定部４６４へ出力する。
【０３８９】
赤玉領域判定部４６４は、赤玉領域候補検出部４６２により赤玉候補領域と判定され、デフォーカス検出部４６３によりデフォーカス状態と判定されたブロック領域を、赤玉領域と判定する。赤玉領域判定部４６４は、その判定結果を、変倍パラメーター設定部４６５と測光部４１６へ出力する。
【０３９０】
図６６に示すように、変倍パラメーター設定部４６５は、分割された各ブロック領域（Ｎ×Ｎブロックの各ブロック）に対する変倍パラメーターを設定する。具体的には、変倍パラメーター設定部４６５は、赤玉領域判定部４６４の判定結果に基づいて、結像領域内のブロック領域のうち赤玉領域でないと判定されたブロック領域を、注目領域に設定する。変倍パラメーター設定部４６５は、注目領域と赤玉領域との関係に基づいて、各ブロック領域に対する変倍パラメーターを設定し、設定した変倍パラメーターを変倍処理部４１４へ出力する。
【０３９１】
変倍処理部４１４は、結像領域内の注目領域が拡大表示されるように非注目領域との間の表示倍率を再設定し、注目領域が赤玉領域に対して相対的に拡大された画像を生成する。再設定とは、表示倍率の変更にともなって、変倍処理後の画素位置（整数精度）に対する変倍処理前の座標位置（実数精度）の変換テーブルを作成することである。
【０３９２】
測光部４１６は、注目領域設定部４１３から出力された赤玉領域以外の注目領域情報と、色変換部４６１から出力される輝度信号とに基づいて、注目領域の平均輝度レベルを算出する。
【０３９３】
１１．４．赤玉領域候補検出部
図６７に、赤玉領域候補検出部４６２の詳細な構成例を示す。赤玉領域候補検出部４６２は、領域分割部４８１と、統計量算出部４８２と、特定色領域判定部４８３と、メモリー４８４を含む。
【０３９４】
領域分割部４８１は統計量算出部４８２に接続される。統計量算出部４８２は特定色領域判定部４８３に接続される。特定色領域判定部４８３は、メモリー４８４と赤玉領域判定部４６４に接続される。また制御部４２０は、領域分割部４８１と特定色領域判定部４８３に接続される。
【０３９５】
領域分割部４８１は、色変換部４６１から出力されるＣｂ信号、Ｃｒ信号を、制御部４２０からのブロックサイズに基づいて、それぞれブロック領域に分割し、そのブロック領域を統計量算出部４８２へ出力する。
【０３９６】
統計量算出部４８２は、Ｃｂ信号のブロック領域におけるＣｂ信号の平均値Ｃｂａ（ｘ，ｙ）と標準偏差値Ｃｂｓ（ｘ，ｙ）を算出し、Ｃｒ信号のブロック領域におけるＣｒ信号の平均値Ｃｒａ（ｘ，ｙ）と標準偏差値Ｃｒｓ（ｘ，ｙ）を算出する。統計量算出部４８２は、算出したこれらの値を特定色領域判定部４８３へ出力する。ここで、ｘは水平方向のブロック領域の座標を表し、ｙは垂直方向のブロック領域の座標を表す。画像の左上が原点（０，０）である。画像の右（水平走査方向）へ行くに従ってｘの値が大きくなる。画像の下（水平走査方向に直交する方向）へ行くに従ってｙの値が大きくなる。
【０３９７】
特定色領域判定部４８３には、上記の平均値と標準偏差値が入力される。また特定色領域判定部４８３には、Ｃｂ信号とＣｒ信号を座標軸とする２次元平面（以下では、色相平面と呼ぶ）において、赤玉領域候補を規定する特定色領域情報が制御部４２０から入力される。
【０３９８】
ここで、特定色領域情報とは、色相平面内における領域を指定する情報であり、例えば色相角と彩度で指定してもよいし、ＣｂＣｒ座標で指定してもよい。
【０３９９】
また特定色領域判定部４８３には、大腸を一般的に観察した場合の粘膜及び血管の色領域を規定する通常色領域情報が制御部４２０から入力される。通常色領域情報は、色相平面内における領域を指定する情報であり、特定色領域情報と同様の形式により指定すればよい。なお以下では、特定色領域情報が表す色相平面の領域を特定色領域と呼び、通常色領域情報が表す色相平面の領域を通常色領域と呼ぶ。
【０４００】
図６６に示すように、特定色領域判定部４８３は、平均値Ｃｂａ（ｘ，ｙ）、Ｃｒａ（ｘ，ｙ）が特定色領域内に入る場合は、そのブロック領域の赤玉領域候補フラグＦｒｃ（ｘ，ｙ）を‘ＯＮ’に設定し、そのフラグＦｒｃ（ｘ，ｙ）をメモリー４８４に記録する。赤玉領域候補フラグＦｒｃ（ｘ，ｙ）は、赤玉領域候補を表すフラグとして各ブロック領域に割り当てられている。特定色領域判定部４８３は、ブロック領域が赤玉領域候補と判定されない場合は、そのブロック領域の赤玉領域候補フラグＦｒｃ（ｘ，ｙ）を‘ＯＦＦ’に設定し、そのフラグＦｒｃ（ｘ，ｙ）をメモリー４８４に記録する。
【０４０１】
特定色領域判定部４８３は、標準偏差値Ｃｂｓ（ｘ，ｙ）が閾値ＴｈＣｂより小さく、かつ、標準偏差値Ｃｒｓ（ｘ，ｙ）が閾値ＴｈＣｒより小さい場合は、そのブロック領域の赤玉領域候補フラグＦｒｃ（ｘ，ｙ）を変更せず、そのままにする。閾値ＴｈＣｂ、ＴｈＣｒは、メモリー４８４に格納されている。一方、標準偏差値Ｃｂｓ（ｘ，ｙ）が閾値ＴｈＣｂ以上であるか、或は、標準偏差値Ｃｒｓ（ｘ，ｙ）が閾値ＴｈＣｒ以上である場合は、そのブロック領域の赤玉領域候補フラグＦｒｃ（ｘ，ｙ）を‘ＯＦＦ’に設定する。特定色領域判定部４８３は、設定した赤玉領域候補フラグＦｒｃ（ｘ，ｙ）を赤玉領域判定部４６４へ出力する。
【０４０２】
ここで、閾値ＴｈＣｂと閾値ＴｈＣｒは、過去に撮像されたカラー画像におけるブロック領域の平均値Ｃｂａ（ｘ，ｙ）、Ｃｒａ（ｘ，ｙ）が、通常色領域に含まれている場合で、且つ、ブロック領域の標準偏差値Ｃｂｓ（ｘ，ｙ）、Ｃｒｓ（ｘ，ｙ）の最大値ＭａｘＣｂｓｓ、ＭａｘＣｒｓｓに所定係数（１より小さい）を乗算したものである。所定係数は、予め制御部４２０内に保存され、制御部４２０から取得される。
【０４０３】
過去の標準的な粘膜領域の最大標準偏差ＭａｘＣｂｓｓ、ＭａｘＣｒｓｓを基準にしたのは、特定色領域に含まれる色バラツキが、通常観察している粘膜領域よりも小さいブロック領域を、赤玉領域候補として検出するためである。即ち、デフォーカス状態の赤玉領域では、ボケのために粘膜内の血管が分解されず、粘膜と血管との間の色バラツキが低減するためである。
【０４０４】
１１．５．デフォーカス検出部
図６８に、デフォーカス検出部４６３の詳細な構成例を示す。デフォーカス検出部４６３は、領域分割部４９１と、周波数成分生成部４９２と、高周波有無判定部４９３を含む。
【０４０５】
領域分割部４９１は周波数成分生成部４９２に接続される。周波数成分生成部４９２は高周波有無判定部４９３に接続される。また制御部４２０は、領域分割部４９１と高周波有無判定部４９３に接続される。
【０４０６】
領域分割部４９１は、色変換部４６１から出力される輝度信号を、制御部４２０からのブロックサイズに基づいて、ブロック領域に分割し、分割したブロック涼気を周波数成分生成部４９２へ出力する。
【０４０７】
周波数成分生成部４９２は、ブロック領域に対して例えばＤＣＴ（離散コサイン変換）やＦＦＴ（高速フーリエ変換）を行い、周波数成分に変換する。周波数成分生成部４９２は、生成した各ブロック領域の周波数成分を、高周波有無判定部４９３へ出力する。
【０４０８】
高周波有無判定部４９３には、各ブロック領域の周波数成分と、制御部４２０からの高周波判定閾値Ｔｈｆ及び高周波有無判定閾値Ｔｈｐとが、入力される。高周波有無判定部４９３は、所定値より大きな振幅値の周波数成分の最高周波数が高周波判定閾値Ｔｈｆより大きく、周波数成分総和が高周波有無判定閾値Ｔｈｐより大きい場合は、ブロック領域がフォーカス状態にあると判定し、デフォーカス状態フラグＦｄｆ（ｘ，ｙ）を‘ＯＦＦ’に設定する。高周波有無判定部４９３は、周波数成分総和が高周波有無判定閾値Ｔｈｐ以下の場合は、デフォーカス状態と判定し、デフォーカス状態フラグＦｄｆ（ｘ，ｙ）を‘ＯＮ’に設定する。高周波有無判定部４９３は、設定したデフォーカス状態フラグＦｄｆ（ｘ，ｙ）を赤玉領域判定部４６４へ出力する。
【０４０９】
なお、デフォーカス検出部４６３は上記構成に限定されない。例えば、デフォーカス検出部４６３は、単純なハイパスフィルター或はバンドパスフィルターにより輝度信号を処理し、抽出した高周波成分信号をブロック領域内において絶対値加算し、その値を所定閾値により閾値判定することで、デフォーカス状態を判定してもよい。
【０４１０】
赤玉領域判定部４６４は、赤玉領域候補フラグＦｒｃ（ｘ，ｙ）とデフォーカス状態フラグＦｄｆ（ｘ，ｙ）の論理積を取ることにより、赤玉領域フラグＦｒ（ｘ，ｙ）を得る。図６９に示すように、赤玉領域判定部４６４は、赤玉領域フラグＦｒ（ｘ，ｙ）が‘ＯＮ’である複数ブロック領域を包含する境界線を例えば閉曲線で近似して設定し、この境界線内の領域を最終的な赤玉領域の判定結果とする。そして、赤玉領域判定部４６４は、この領域内の赤玉領域フラグＦｒ（ｘ，ｙ）を全て‘ＯＮ’に設定し、その赤玉領域フラグＦｒ（ｘ，ｙ）を変倍パラメーター設定部４６５へ出力する。
【０４１１】
１１．６．変倍パラメーター設定部
図７０に、変倍パラメーター設定部４６５の詳細な構成例を示す。変倍パラメーター設定部４６５は、赤玉領域パラメーター算出部４９５と、ブロック変倍パラメーター算出部４９６を含む。
【０４１２】
赤玉領域パラメーター算出部４９５はブロック変倍パラメーター算出部４９６に接続される。ブロック変倍パラメーター算出部４９６は、変倍処理部４１４に接続される。また制御部４２０は、赤玉領域パラメーター算出部４９５とブロック変倍パラメーター算出部４９６に接続される。
【０４１３】
図６９に示すように、赤玉領域パラメーター算出部４９５は、入力された赤玉領域フラグＦｒ（ｘ，ｙ）が‘ＯＮ’である領域の重心位置Ｒ０と、その重心位置Ｒ０から赤玉領域境界までの最大距離Ｒｒを算出する。具体的には、制御部４２０からのブロックサイズに基づいて、赤玉領域フラグＦｒ（ｘ，ｙ）が‘ＯＮ’である全ブロック領域の中心座標を算出し、算出した中心座標の赤玉領域内平均値を重心位置Ｒ０とする。また、赤玉領域内のブロック領域の中心座標と重心位置Ｒ０の最大距離を探索し、最大距離Ｒｒを求める。赤玉領域パラメーター算出部４９５は、算出した重心位置Ｒ０と最大距離Ｒｒをブロック変倍パラメーター算出部４９６へ出力する。
【０４１４】
ブロック変倍パラメーター算出部４９６は、入力される重心位置Ｒ０と最大距離Ｒｒに基づいて、赤玉領域を円で定義（以下では、この円内を赤玉領域と呼ぶ）する。赤玉領域の中心は重心位置Ｒ０であり、赤玉領域の半径は最大距離Ｒｒである。また、全体の結像領域も円で定義（以下では、この円内を結像領域と呼ぶ）される。結像領域の中心は光軸中心であり、結像領域の半径と共に光学系に基づいて予め決定されている。結像領域の中心と半径は制御部４２０からブロック変倍パラメーター算出部４９６へ入力される。
【０４１５】
ブロック変倍パラメーター算出部４９６は、赤玉領域と結像領域から各ブロック領域の変倍パラメーターを決定する。具体的には、赤玉領域の中心位置をＲ０とし、ブロック領域の中心位置をＢ０（ｘ，ｙ）とする場合に、Ｒ０とＢ０（ｘ，ｙ）を通る直線を求める。そして、この直線と結像領域の境界との交点ＩＳｂ（ｘ，ｙ）を算出し、この直線と赤玉領域の境界との交点Ｒｂ（ｘ，ｙ）を算出する。
【０４１６】
ブロック変倍パラメーター算出部４９６は、線分｜Ｒ０−Ｒｂ（ｘ，ｙ）｜の距離Ｒｒと線分｜ＩＳｂ（ｘ，ｙ）−Ｒｂ（ｘ，ｙ）｜の距離ＤＳ（ｘ，ｙ）との比ＤＲａｔｉｏ（ｘ，ｙ）を、下式（３１）により算出する。また、Ｒ０とＢ０（ｘ，ｙ）との距離ＤＢ（ｘ，ｙ）を、下式（３２）により算出する。ＤＲａｔｉｏ（ｘ，ｙ）とＤＢ（ｘ，ｙ）は全ブロック領域に対して算出される。
ＤＲａｔｉｏ（ｘ，ｙ）
＝｜ＩＳｂ（ｘ，ｙ）−Ｒｂ（ｘ，ｙ）｜／｜Ｒ０−Ｒｂ（ｘ，ｙ）｜
＝｜ＩＳｂ（ｘ，ｙ）−Ｒｂ（ｘ，ｙ）｜／Ｒｒ （３１）
ＤＢ（ｘ，ｙ）
＝｜Ｒ０−Ｂ０（ｘ，ｙ）｜ （３２）
【０４１７】
ブロック変倍パラメーター算出部４９６は、各ブロックに対応して算出した比ＤＲａｔｉｏ（ｘ，ｙ）、距離ＤＢ（ｘ，ｙ）、赤玉領域の中心Ｒ０、赤玉領域の半径Ｒｒを、変倍処理部４１４に出力する。
【０４１８】
変倍処理部４１４は、ブロック変倍パラメーター算出部４９６から入力されるブロック領域毎のパラメーターを１画面分蓄積し、画素単位の倍率変換テーブルを作成する。図７１に示すように、赤玉領域と非赤玉領域の距離比ＤＲａｔｉｏ（ｘ，ｙ）は、変倍前正規化距離に対する複数の変倍後正規化距離の対応曲線から１つを選択する為に用いられる。この曲線は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）で記述してもよいし、多項式の係数で記述してもよい。この曲線は、変倍処理部４１４内の不図示のＲＯＭテーブルに格納され、ＲＯＭテーブルのアドレスが距離比ＤＲａｔｉｏ（ｘ，ｙ）に対応している。
【０４１９】
変倍処理部４１４は、各ブロック領域の正規化距離ＮＤ（ｘ，ｙ）を下式（３３）により算出する。
ＮＤ（ｘ，ｙ）＝ＤＢ（ｘ，ｙ）／（１＋ＤＲａｔｉｏ（ｘ，ｙ））×Ｒｒ
（３３）
【０４２０】
変倍処理部４１４は、算出した正規化距離ＮＤ（ｘ，ｙ）に基づいて、各ブロック領域を代表する変倍前後の正規化距離の対応関係（以下では、代表対応関係と呼ぶ）を決定する。代表対応関係は、図７１に示す変倍後の正規化距離に対する変倍前の正規化距離である。変倍処理部４１４は、注目ブロック領域内の各画素における変倍前後の正規化距離の対応関係を、注目ブロック領域の代表対応関係とその周辺ブロック領域の代表対応関係を用いて、補間により算出する。例えば、補間処理として線形補間が利用できる。
【０４２１】
変倍処理部４１４は、赤玉領域の中心位置Ｒ０から注目ブロック領域内の画素位置Ｐ（ｉ，ｊ）までの実距離と、その画素位置での変倍前後の正規化距離の対応関係を乗算し、正規化距離での対応関係を実距離での対応関係に変換する。ここで、ｉ、ｊは、それぞれ画素ピッチ精度の水平座標、垂直座標を示す。変倍後の画素位置（整数精度）に対応する変倍前の画素位置（実数精度）は、変倍後の画素位置Ｐ’（ｉ，ｊ）と赤玉領域の中心位置Ｒ０を結んだ線分上にあるので、実距離に対応する座標値として一意に決定される。
【０４２２】
変倍処理部４１４は、決定した変倍前の座標値における画素値を、その座標値の周辺複数画素値（画素値は整数精度の画素位置にある）を用いて補間により算出する。例えば、補間処理として線形補間やＢｉＣｕｂｉｃ等が利用できる。このよういして、赤玉領域に対して赤玉領域でない注目領域を相対的に拡大した変倍画像が生成できる。
【０４２３】
なお、赤玉領域の判定処理は、常に実施してもよいし、外部Ｉ／Ｆ部５５０が有する不図示のスイッチにより赤玉領域の判定処理を手動でＯＮ・ＯＦＦ制御してもよい。即ち、赤玉領域が発生したとユーザーが判断したら、スイッチをＯＮすることにより赤玉領域の判定処理を実施するようにしてもよい。
【０４２４】
以上の実施形態によれば、撮像画像は、生体内が撮像された画像である。注目領域設定部４１３は、接触状態情報取得部（図６５の色変換部４６１、赤玉領域候補検出部４６２、デフォーカス検出部４６３、赤玉領域判定部４６４）を有する。接触状態情報取得部は、スコープ先端部と生体との接触状態情報（赤玉領域の情報）を、撮像画像に基づいて取得する。注目領域設定部４１３は、その接触状態情報に基づいて注目領域を設定する。
【０４２５】
また本実施形態では、接触状態情報取得部は、撮像画像において特定の色範囲の色を有する特定色領域（色相平面において赤玉領域を表す色領域）を検出し、特定色領域に基づいて接触領域を設定する。注目領域設定部４１３は、その接触領域以外の領域を注目領域に設定する。
【０４２６】
例えば本実施形態では、赤玉領域候補検出部４６２（広義には、特定色領域検出部）が特定色領域を検出し、赤玉領域判定部４６４（広義には、接触領域設定部）が接触領域を設定する。
【０４２７】
このようにすれば、生体との接触領域（赤玉領域。広義には観察不可領域）を判定し、その接触領域以外の領域を注目領域に設定して拡大表示できる。上述のように、歪曲収差により画像歪が発生するような広視野の光学系では、接触領域があっても他の領域に管腔の挿入方向が写っている場合がある。そのため、接触領域以外の領域を拡大表示することで、挿入方向の視認性を向上でき、挿入時間の短縮が図れる。
【０４２８】
また本実施形態では、接触状態情報取得部は、特定色領域の画像を空間周波数成分に変換し、変換された空間周波数成分が所定の閾値以下である場合、特定色領域を接触領域に設定する。例えば変換された空間周波数成分の振幅値が所定値以上となる最高周波数が第１の閾値以下、或いは空間周波数成分の振幅値の総和が第２の閾値以下であると判定した場合、特定色領域を接触領域に設定する。
【０４２９】
例えば本実施形態では、デフォーカス検出部４６３（広義には、空間周波数変換部）が特定色領域の画像を空間周波数成分に変換し、変換された空間周波数成分が所定の閾値以下であるか否かを判定する。
【０４３０】
このようにすれば、接触領域ではデフォーカスにより画像の高周波成分が小さいと考えられるため、特定色領域の高周波成分を閾値判定することで、接触領域を検出できる。
【０４３１】
また本実施形態では図６９で説明したように、接触状態情報取得部は、特定色領域を含む円を設定し、円の内側を接触領域に設定する。
【０４３２】
変倍処理部４１４は、接触領域の円の中心と撮像画像の外周（結像領域の外周）を結ぶ直線において、円の中心から円周までの距離Ｒｒと円周から外周までの距離ＤＳ（ｘ，ｙ）の比ＤＲａｔｉｏ（ｘ，ｙ）に基づいて、注目領域の拡大率（図７１の変倍前後の正規化距離の対応関係）を設定する。
【０４３３】
接触状態情報は、接触領域の位置（円の中心位置Ｒ０）と大きさ（半径Ｒｒ）を表す情報である。
【０４３４】
このようにすれば、接触領域を円領域に設定し、その円の中心から撮像画像の外周を結ぶ直線に沿った変倍処理により、注目領域を拡大表示することができる。
【０４３５】
１２．ソフトウェア
上記の本実施形態では、画像処理部４１０を構成する各部をハードウェアで構成することとしたが、これに限定されるものではない。例えば、カプセル内視鏡などの撮像装置を用いて予め取得された画像に対して、ＣＰＵが各部の処理を行う構成とし、ＣＰＵがプログラムを実行することによってソフトウェアとして実現することとしてもよい。あるいは、各部が行う処理の一部をソフトウェアで構成することとしてもよい。あらかじめ取得された画像は、例えば、Ａ／Ｄ変換部３０５が出力するベイヤ配列の出力画像を、ＲＡＷファイルとして記録媒体に記録した画像である。
【０４３６】
撮像部を別体とし、画像処理部４１０の各部が行う処理をソフトウェアとして実現する場合には、ワークステーションやパソコン等の公知のコンピュータシステムを画像処理装置として用いることができる。そして、画像処理部４１０の各部が行う処理を実現するためのプログラム（画像処理プログラム）を予め用意し、この画像処理プログラムをコンピュータシステムのＣＰＵが実行することによって実現できる。
【０４３７】
図７２は、本変形例におけるコンピュータシステム６００の構成を示すシステム構成図であり、図７３は、このコンピュータシステム６００における本体部６１０の構成を示すブロック図である。図７２に示すように、コンピュータシステム６００は、本体部６１０と、本体部６１０からの指示によって表示画面６２１に画像等の情報を表示するためのディスプレイ６２０と、このコンピュータシステム６００に種々の情報を入力するためのキーボード６３０と、ディスプレイ６２０の表示画面６２１上の任意の位置を指定するためのマウス６４０とを備える。
【０４３８】
また、このコンピュータシステム６００における本体部６１０は、図７３に示すように、ＣＰＵ６１１と、ＲＡＭ６１２と、ＲＯＭ６１３と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）６１４と、ＣＤ−ＲＯＭ６６０を受け入れるＣＤ−ＲＯＭドライブ６１５と、ＵＳＢメモリー６７０を着脱可能に接続するＵＳＢポート６１６と、ディスプレイ６２０、キーボード６３０及びマウス６４０を接続するＩ／Ｏインターフェース６１７と、ローカルエリアネットワーク又は広域エリアネットワーク（ＬＡＮ／ＷＡＮ）Ｎ１に接続するためのＬＡＮインターフェース６１８を備える。
【０４３９】
更に、このコンピュータシステム６００には、インターネット等の公衆回線Ｎ３に接続するためのモデム６５０が接続されるとともに、ＬＡＮインターフェース６１８及びローカルエリアネットワーク又は広域エリアネットワークＮ１を介して、他のコンピュータシステムであるパソコン（ＰＣ）６８１、サーバ６８２、プリンタ６８３等が接続される。
【０４４０】
そして、このコンピュータシステム６００は、所定の記録媒体に記録された画像処理プログラム（例えば図１８〜図２０）を参照して、後述する処理手順を実現するための画像処理プログラムを読み出して実行することで画像処理装置を実現する。ここで、所定の記録媒体とは、ＣＤ−ＲＯＭ６６０やＵＳＢメモリー６７０の他、ＭＯディスクやＤＶＤディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、光磁気ディスク、ＩＣカード等を含む「可搬用の物理媒体」、コンピュータシステム６００の内外に備えられるＨＤＤ６１４やＲＡＭ６１２、ＲＯＭ６１３等の「固定用の物理媒体」、モデム６５０を介して接続される公衆回線Ｎ３や、他のコンピュータシステム（ＰＣ）６８１又はサーバ６８２が接続されるローカルエリアネットワーク又は広域エリアネットワークＮ１等のように、プログラムの送信に際して短期にプログラムを記憶する「通信媒体」等、コンピュータシステム６００によって読み取り可能な画像処理プログラムを記録するあらゆる記録媒体を含む。
【０４４１】
即ち、画像処理プログラムは、「可搬用の物理媒体」「固定用の物理媒体」「通信媒体」等の記録媒体にコンピュータ読み取り可能に記録されるものであり、コンピュータシステム６００は、このような記録媒体から画像処理プログラムを読み出して実行することで画像処理装置を実現する。なお、画像処理プログラムは、コンピュータシステム６００によって実行されることに限定されるものではなく、他のコンピュータシステム（ＰＣ）６８１又はサーバ６８２が画像処理プログラムを実行する場合や、これらが協働して画像処理プログラムを実行するような場合にも、本発明を同様に適用することができる。
【０４４２】
また本実施形態は、本実施形態の各部（制御部、画像処理部、状態情報取得部等）を実現するプログラムコードが記録されたコンピュータプログラムプロダクトにも適用できる。
【０４４３】
コンピュータプログラムプロダクトは、例えば、プログラムコードが記録された情報記憶媒体（ＤＶＤ等の光ディスク媒体、ハードディスク媒体、メモリー媒体等）、プログラムコードが記録されたコンピュータ、プログラムコードが記録されたインターネットシステム（例えば、サーバとクライアント端末を含むシステム）など、プログラムコードが組み込まれた情報記憶媒体、装置、機器或いはシステム等である。この場合に、本実施形態の各構成要素や各処理プロセスは各モジュールにより実装され、これらの実装されたモジュールにより構成されるプログラムコードは、コンピュータプログラムプロダクトに記録される。
【０４４４】
以上、本発明を適用した実施形態及びその変形例について説明したが、本発明は、各実施形態やその変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階では、発明の要旨を逸脱しない範囲内で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記した各実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成することができる。例えば、各実施形態や変形例に記載した全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施の形態や変形例で説明した構成要素を適宜組み合わせてもよい。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能である。
【０４４５】
また、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。
【符号の説明】
【０４４６】
１００ 光源部、１０１ 白色光源、１０２ 光源絞り、１０３ 駆動部、
１０４ 回転色フィルター、１０５ 回転駆動部、１０６ 集光レンズ、
１０７ 光源制御部、２００ 操作部、２０１ 湾曲操作レバー、
２０２ 挿入口、２０３ 操作量検出センサー、３００ 挿入部、
３０１ ライトガイドファイバー、３０２ 照明レンズ、３０３ 対物光学系、
３０４ 撮像素子、３０５ Ａ／Ｄ変換部、３０６ 湾曲操作ワイヤー、
３０７ 挿通チャンネル、３０８ 処置具センサー、３０９ ハーフミラー、
３１０ 撮像素子、３１１ Ａ／Ｄ変換部、３１２ 磁気コイル、
３１３ メモリー、４００ 制御装置、４１０ 画像処理部、
４１１ 前処理部、４１２ 同時化部、４１３ 注目領域設定部、
４１４ 変倍処理部、４１５ 後処理部、４１６ 測光部、４１７ 同時化部、
４１８ 前処理部、４２０ 制御部、４３０ 状態情報取得部、
４３１ 湾曲角度検出部、４３２ 湾曲動き量検出部、４３３ 輝度換算部、
４３４ 加算部、４３５ 調整係数算出部、４３６ 被写体情報取得部、
４３７ 観察情報取得部、４４１ 輝度換算部、４４２ 加算部、
４４３ 特定部、４５１ 局所領域設定部、４５２ 特徴量算出部、
４５３ 病変領域検出部、４５４ ラベリング処理部、４５５ 領域選出部、
４５６ 座標算出部、４５７ 対応付け部、４５８ 変倍処理条件設定部、
４６１ 色変換部、４６２ 赤玉領域候補検出部、
４６３ デフォーカス検出部、４６４ 赤玉領域判定部、
４６５ 変倍パラメーター設定部、４７１ 歪み補正部、
４７２ 画像メモリー、４７３ 動き検出部、４７４ 設定部、
４８１ 領域分割部、４８２ 統計量算出部、４８３ 特定色領域判定部、
４８４ メモリー、４９１ 領域分割部、４９２ 周波数成分生成部、
４９３ 高周波有無判定部、４９５ 赤玉領域パラメーター算出部、
４９６ ブロック変倍パラメーター算出部、５００ 表示部、
５５０ 外部Ｉ／Ｆ部、６００ コンピュータシステム、６１０ 本体部、
６１１ ＣＰＵ、６１２ ＲＡＭ、６１３ ＲＯＭ、６１４ ＨＤＤ、
６１５ ＣＤ−ＲＯＭドライブ、６１６ ＵＳＢポート、
６１７ Ｉ／Ｏインターフェース、６１８ ＬＡＮインターフェース、
６２０ ディスプレイ、６２１ 表示画面、６３０ キーボード、６４０ マウス、
６５０ モデム、６６０ ＣＤ−ＲＯＭ、６７０ ＵＳＢメモリー、６８１ ＰＣ、
６８２ サーバ、６８３ プリンタ、
７００ 形状検出部、７０１〜７０３ 色フィルター、７０４ 回転モーター、
Ａ，Ｂ 倍率、ａ（ｍ，ｎ） 局所領域、Ｂ０（ｘ，ｙ） ブロック中心、
Ｂ２，Ｇ２ 画像信号、Ｃ１ 半径、Ｃ２ 距離、ＣＬ 境界線、
ＤＢ（ｘ，ｙ） 距離、ＤＲａｔｉｏ 距離比、ＤＳ（ｘ，ｙ） 距離、
ＩＳｂ（ｘ，ｙ） 交点、Ｌ 距離、ＬＣ１，ＬＣ２ 光線、ＬＷ 長さ、
Ｎ，Ｍ 横幅の画素数、（Ｎ／２，Ｍ／２） 画像中心の座標、
ｎＢ，ｎＧ 色フィルター、Ｎ１ 広域エリアネットワーク、Ｎ３ 公衆回線、
Ｒ 半径、ｒｄ 距離、Ｒ０ 中心位置、Ｒｂ（ｘ，ｙ） 交点、Ｒｒ 半径、
Ｒｓ 半径、ＳＦ１〜ＳＦ３ 面、（ｘ，ｙ） 座標、
（ｘ０，ｙ０） 注目領域中心画素の座標、α 拡大率、β 縮小率、θ 湾曲角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
体腔内の組織に対して照明光を照射し、その反射光を撮像した画像を用いて診断・処置を行う内視鏡装置が広く使用されている。挿入部の先端には、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子と、被写体像を光学的に結像する対物レンズが設けられている。一般的に、内視鏡の対物レンズとして、病変部の見落としを防止するため広角の対物レンズが用いられる。例えば、１７０°の視野角をもつ対物レンズが用いられている。
【０００３】
さて、挿入部の先端の側方視野を結像する対物レンズ（例えば特許文献１）を用いることで、より広い視野を観察可能にすることが考えられる。視野が広がることで、例えば、体腔内のヒダの裏側を観察できるようになり、通常では発見しにくい病変部でも見落としを減らすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１６９７９２号公報
【特許文献２】特開２００１−２２１９６０号公報
【特許文献３】特開平９−１４９８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、視野を広くすると、従来の内視鏡に比べて画像に含まれる情報量が相対的に多くなるため、注目する被写体が相対的に小さく表示されてしまうという課題がある。
【０００６】
なお、特許文献２には、広角画像の横に拡大画像を並列して表示する手法が開示されている。特許文献３には、広角画像中の関心領域の位置情報を検出し、その関心領域の拡大画像をモニターに表示する手法が開示されている。
【０００７】
本発明の幾つかの態様によれば、注目領域の適正な大きさでの表示と被写体全体の把握が可能な内視鏡装置等を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態の一態様は、被写体像を含む撮像画像を取得する画像取得部と、内視鏡装置からの情報に基づいて、前記撮像画像に対して注目領域を設定する注目領域設定部と、前記注目領域を他の領域よりも相対的に拡大する局所的な変倍処理を行う変倍処理部と、を含む内視鏡装置に関係する。
【０００９】
本実施形態の一態様によれば、内視鏡装置からの情報に基づいて撮像画像に対して注目領域が設定され、その注目領域を他の領域よりも相対的に拡大する局所的な変倍処理が行われる。これにより、注目領域の適正な大きさでの表示と被写体全体の把握が可能になる。
【００１０】
また本発明の他の態様は、被写体像を含む撮像画像を取得する画像取得部と、内視鏡装置からの情報に基づいて、前記撮像画像に対して注目領域を設定する注目領域設定部と、前記撮像画像の画角を維持しながら前記注目領域の変倍処理を行う変倍処理部と、を含む内視鏡装置に関係する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】対物光学系の構成例。
【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は、本実施形態の概要についての説明図。
【図３】第１の実施形態における内視鏡装置の構成例。
【図４】回転色フィルターの詳細な構成例。
【図５】色フィルターの分光特性例。
【図６】第１の実施形態における画像処理部の詳細な構成例。
【図７】注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図８】図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図９】注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図１０】注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図１１】注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図１２】注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図１３】変倍処理部が行う処理についての説明図。
【図１４】変倍処理部が行う処理についての説明図。
【図１５】変倍処理部が行う処理についての説明図。
【図１６】変倍処理の変形例についての説明図。
【図１７】変倍処理の変形例についての説明図。
【図１８】画像処理プログラムのフローチャート例。
【図１９】注目領域設定処理の詳細なフローチャート例。
【図２０】変倍処理の詳細なフローチャート例。
【図２１】第２の実施形態における内視鏡装置の構成例。
【図２２】第２の実施形態における画像処理部の詳細な構成例。
【図２３】第２の実施形態における注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図２４】第３の実施形態における内視鏡装置の構成例。
【図２５】第３の実施形態における状態情報取得部の詳細な構成例。
【図２６】図２６（Ａ）〜図２６（Ｃ）は、湾曲操作についての説明図。
【図２７】図２７（Ａ）、図２７（Ｂ）は、第３の実施形態における変倍処理部が行う処理についての説明図。
【図２８】倍率Αと湾曲角度θを対応付けたルックアップテーブルの例。
【図２９】湾曲動き量に対する拡大率特性の例。
【図３０】第４の実施形態における内視鏡装置の構成例。
【図３１】図３１（Ａ）〜図３１（Ｄ）は、距離推定手法についての説明図。
【図３２】第４の実施形態における状態情報取得部の詳細な構成例。
【図３３】第４の実施形態における状態情報取得部が行う処理についての説明図。
【図３４】内視鏡装置の変形構成例。
【図３５】第５の実施形態における内視鏡装置の構成例。
【図３６】第５の実施形態における注目領域設定部の詳細な構成例。
【図３７】第５の実施形態の変形例についての説明図。
【図３８】図３８（Ａ）〜図３８（Ｃ）は、第５の実施形態における変倍処理部が行う処理についての説明図。
【図３９】第５の実施形態における注目領域設定処理の詳細なフローチャート例。
【図４０】第６の実施形態における内視鏡装置の構成例。
【図４１】第２の撮像素子の色フィルターの構成例。
【図４２】第２の撮像素子の色フィルターの透過率特性例。
【図４３】第６の実施形態における画像処理部の詳細な構成例。
【図４４】第２の撮像素子により撮像された単板画像信号の例。
【図４５】第６の実施形態における注目領域設定部の詳細な構成例。
【図４６】局所領域の設定例。
【図４７】第６の実施形態における注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図４８】第６の実施形態における画像処理プログラムのフローチャート例。
【図４９】第６の実施形態における注目領域設定処理の詳細なフローチャート例。
【図５０】第７の実施形態における内視鏡装置の構成例。
【図５１】第７の実施形態における画像処理部の詳細な構成例。
【図５２】第８の実施形態における注目領域設定部の詳細な構成例。
【図５３】歪み補正処理前後の画像の例。
【図５４】代表点の設定例。
【図５５】図５５（Ａ）〜図５５（Ｄ）は、抜去状態の判定手法についての説明図。
【図５６】第８の実施形態における注目領域設定処理の詳細なフローチャート例。
【図５７】歪み補正処理の詳細なフローチャート例。
【図５８】設定処理の詳細なフローチャート例。
【図５９】第９の実施形態における内視鏡装置の構成例。
【図６０】第９の実施形態における状態情報取得部の詳細な構成例。
【図６１】第９の実施形態における画像処理部の詳細な構成例。
【図６２】赤玉領域についての説明図。
【図６３】図６３（Ａ）は、赤玉領域についての説明図。図６３（Ｂ）は、第１０の実施形態における変倍処理についての説明図。
【図６４】第１０の実施形態における画像処理部の詳細な構成例。
【図６５】第１０の実施形態における注目領域設定部の詳細な構成例。
【図６６】第１０の実施形態における注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図６７】赤玉領域候補検出部の詳細な構成例。
【図６８】デフォーカス検出部の詳細な構成例。
【図６９】第１０の実施形態における注目領域設定部が行う処理についての説明図。
【図７０】変倍パラメーター設定部の詳細な構成例。
【図７１】変倍前正規化距離に対する複数の変倍後正規化距離の対応曲線の例。
【図７２】コンピュータシステムの構成を示すシステム構成図。
【図７３】コンピュータシステムにおける本体部の構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００１３】
１．本実施形態の概要
【００１４】
まず本実施形態の概要について説明する。上記の特許文献１には、スコープ先端部の前方視野と側方視野を観察可能な対物光学系が開示されている。図１にこの対物光学系の構成例を示す。図１に示すように、前方視野からの光線ＬＣ１は面ＳＦ１から入射し、側方視野からの光線ＬＣ２は面ＳＦ３から入射する。これらの光線ＬＣ１、ＬＣ２が面ＳＦ１、ＳＦ２により屈折又は反射されることにより、前方視野と側方視野が結像される。
【００１５】
このような対物レンズを用いれば、従来の内視鏡装置よりも広い視野で体腔内を観察することができる。図２（Ａ）〜図２（Ｄ）を用いて、この点について詳細に説明する。
【００１６】
図２（Ａ）に示すように、管腔状の臓器において病変部をスクリーニングする場合、スコープを臓器の軸方向と平行にし、スコープを挿入又は抜去しながら観察を行う。前方視野のみの場合、臓器の壁面にある病変部は、ヒダ等の凹凸に遮蔽されて撮像できない。そのため図２（Ｂ）に示すように、撮像画像から病変部を確認することができず、病変部を見落としてしまう。
【００１７】
一方、図２（Ｃ）に示すように、側方視野を観察できる場合、側方視野によりヒダの裏にある病変部を観察することが可能になる。そのため図２（Ｄ）に示すように、撮像画像から病変部を確認することができ、病変の見落としを減らすことができる。
【００１８】
しかしながら、このように視野を広くすると、従来の内視鏡に比べて画像に含まれる情報量が相対的に多くなるため、ユーザーが注目する被写体が、画像全体に対して相対的に小さく表示されてしまうという課題がある。
【００１９】
このような問題に対し、例えば特許文献２には、広角画像の横に拡大画像を並列して表示する内視鏡装置が開示されている。
【００２０】
しかしながら、この手法では、術者が複数の画像に常時注目しながら診断を行うこととなり、術者の負荷が高くなる。また、一時的に１つの画像のみに注目してしまうことで病変部を見逃すことも考えられる。
【００２１】
また特許文献３には、広角画像中の関心領域の位置情報を検出し、その位置情報に基づいて関心領域の拡大画像をモニターに表示する内視鏡装置が開示されている。
【００２２】
しかしながら、この手法では、画像の中の関心領域のみが拡大表示されるため、管腔状である臓器の全体像が把握しづらく、スコープのスムーズな挿入や抜去が行えなくなるため、確実で効率の良いスクリーニングが行えないという課題がある。
【００２３】
この点、本実施形態によれば、図１２に示すように、撮像画像に注目領域を設定し、その注目領域を撮像画像に対して相対的に拡大する処理を行う。これにより、撮像画像の画角を維持しながら注目領域を拡大表示することができるため、広視野の全体を把握しながら注目領域の視認性を向上できる。広視野の確保により、スコープの操作性を向上でき、注目領域の拡大により、病変部の診断や処置を行いやすくなる。
【００２４】
２．第１の実施形態
２．１．内視鏡装置
上記のように撮像画像の画角を維持しながら注目領域を拡大表示する本実施形態の内視鏡装置について詳細に説明する。
【００２５】
図３に、第１の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部１００、操作部２００、挿入部３００、制御装置４００（プロセッサ部）、表示部５００、外部Ｉ／Ｆ部５５０を含む。
【００２６】
光源部１００は、白色光源１０１と、光源絞り１０２と、光源絞り１０２を駆動させる光源絞り駆動部１０３と、複数の分光透過率のフィルターを有する回転色フィルター１０４を有する。また光源部１００は、回転色フィルター１０４を駆動させる回転駆動部１０５と、回転色フィルター１０４を透過した光をライトガイドファイバー３０１の入射端面に集光させる集光レンズ１０６を含む。
【００２７】
光源絞り駆動部１０３は、制御装置４００の制御部４２０からの制御信号に基づいて、光源絞り１０２の開閉を行うことで光量の調整を行う。
【００２８】
図４に回転色フィルター１０４の詳細な構成例を示す。回転色フィルター１０４は、三原色の赤色（以下Ｒと略す）フィルター７０１と、緑色（以下Ｇと略す）フィルター７０２と、青色（以下Ｂと略す）フィルター７０３と、回転モーター７０４と、から構成されている。図５に、これらの色フィルター７０１〜７０３の分光特性例を示す。
【００２９】
回転駆動部１０５は、制御部４２０からの制御信号に基づいて、撮像素子３０４の撮像期間と同期して回転色フィルター１０４を所定回転数で回転させる。例えば、回転色フィルター１０４を１秒間に２０回転させると、各色フィルターは６０分の１秒間隔で入射白色光を横切ることになる。この場合、撮像素子３０４は、６０分の１秒間隔で画像信号の撮像と転送を完了することになる。
【００３０】
ここで、撮像素子３０４は例えばモノクロ用撮像素子である。即ち、本実施形態では、３原色の各色光（Ｒ或はＧ或はＢ）の画像が６０分の１秒間隔で撮像される面順次方式の撮像が行われる。
【００３１】
操作部２００は、挿入部３００の湾曲操作を行う湾曲操作レバー２０１と、例えば鉗子のような処置具を挿入する挿入口２０２と、が設けられている。
【００３２】
湾曲操作レバー２０１は、湾曲操作ワイヤー３０６と連結されている。湾曲操作ワイヤー３０６は、挿入部３００の内部を挿通して挿入部３００先端に固定されている。術者は、湾曲操作レバー２０１を操作することにより、湾曲操作ワイヤー３０６を牽引又は弛緩させ、挿入部３００を湾曲させる。挿入口２０２は、処置具を挿通する挿通チャンネル３０７と連通している。
【００３３】
挿入部３００は、例えば、体腔への挿入を可能にするため細長くかつ湾曲可能に形成されている。挿入部３００は、光源部１００で集光された光を照明レンズ３０２に導くためのライトガイドファイバー３０１と、そのライトガイドファイバー３０１により先端まで導かれてきた光を拡散させて観察対象に照射する照明レンズ３０２と、を含む。また、挿入部３００は、観察対象から戻る反射光を集光する対物光学系３０３と、集光した反射光を検出するための撮像素子３０４と、撮像素子３０４の光電変換により得られたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換部３０５と、を含む。また、挿入部３００は、挿入部３００の内部を挿通して先端部に固定される湾曲操作ワイヤー３０６と、操作部２００で挿入された処置具を挿通する挿通チャンネル３０７と、を含む。
【００３４】
対物光学系３０３（狭義には対物レンズ）は、挿入部３００の先端部から突出しており、前方視野及び側方視野を結像する。例えば、対物光学系３０３は、２３０°の視野角を有する。
【００３５】
撮像素子３０４は、例えばモノクロ単板撮像素子であり、例えばＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサー等により構成される。
【００３６】
制御装置４００は、内視鏡装置の各部の制御や画像処理を行う。制御装置４００は、注目領域の設定や画像の変倍処理を行う画像処理部４１０と、制御部４２０と、を含む。
【００３７】
Ａ／Ｄ変換部３０５によりデジタル信号に変換された画像信号は、画像処理部４１０に転送される。画像処理部４１０により処理された画像信号は、表示部５００に転送される。制御部４２０は、内視鏡装置の各部の制御を行う。具体的には制御部４２０は、光源絞り駆動部１０３と、回転駆動部１０５と、画像処理部４１０と、外部Ｉ／Ｆ部５５０に接続されており、これらの制御を行う。
【００３８】
表示部５００は、動画表示可能な表示装置であり、例えばＣＲＴや液晶モニター等により構成される。
【００３９】
外部Ｉ／Ｆ部５５０は、内視鏡装置に対するユーザーからの入力等を行うためのインターフェースである。外部Ｉ／Ｆ部５５０は、例えば電源のオン／オフを行うための電源スイッチや、撮影モードやその他各種のモードを切り換えるためのモード切換ボタンなどを含む。外部Ｉ／Ｆ部５５０は、入力された情報を制御部４２０へ転送する。
【００４０】
２．２．画像処理部
図６に、第１の実施形態における画像処理部４１０の詳細な構成例を示す。画像処理部４１０は、前処理部４１１と、同時化部４１２と、注目領域設定部４１３と、変倍処理部４１４と、後処理部４１５と、を含む。
【００４１】
Ａ／Ｄ変換部３０５は、前処理部４１１に接続される。前処理部４１１は、同時化部４１２に接続される。同時化部４１２は、注目領域設定部４１３と、変倍処理部４１４に接続される。注目領域設定部４１３は、変倍処理部４１４に接続される。変倍処理部４１４は、後処理部４１５に接続される。後処理部４１５は、表示部５００に接続される。制御部４２０は、前処理部４１１と、同時化部４１２と、注目領域設定部４１３と、変倍処理部４１４と、後処理部４１５と、に双方向に接続されており、これらの制御を行う。
【００４２】
前処理部４１１は、Ａ／Ｄ変換部３０５から入力される画像信号に対して、制御部４２０に予め保存されているＯＢクランプ値、ゲイン補正値、ＷＢ係数値を用いて、ＯＢクランプ処理、ゲイン補正処理、ＷＢ補正処理を行う。前処理部４１１は、前処理後の画像信号を同時化部４１２へ転送する。
【００４３】
同時化部４１２は、前処理部４１１により処理された画像信号に対して、制御部４２０の制御信号に基づいて、面順次の画像信号を同時化する。具体的には、同時化部４１２は、面順次で入力された各色光（Ｒ或はＧ或はＢ）の画像信号を１フレーム分ずつ蓄積し、蓄積した各色光の画像信号を同時に読み出す。同時化部４１２は、同時化された画像信号を、注目領域設定部４１３と変倍処理部４１４へ転送する。
【００４４】
注目領域設定部４１３は、同時化処理された画像信号に基づいて注目領域を設定する。具体的には、注目領域設定部４１３は、処置具が撮像された領域を検出し、処置具の先端の周辺領域を注目領域として設定する。注目領域設定部４１３が行う処理については詳細に後述する。
【００４５】
変倍処理部４１４は、画角を維持（ほぼ維持）しながら画像の変倍処理を行い、注目領域を拡大する。具体的には、変倍処理部４１４は、注目領域を所定の倍率で拡大する処理を行う。あるいは、注目領域を拡大するとともに他の領域を縮小する処理を行ってもよい。変倍処理部４１４が行う処理については詳細に後述する。
【００４６】
後処理部４１５は、変倍処理後の画像に対して、制御部４２０に予め保存されている階調変換係数や色変換係数、輪郭強調係数を用いて、階調変換処理や色処理、輪郭強調処理を行う。後処理部４１５は、後処理後の画像信号を表示部５００へ転送する。
【００４７】
２．３．注目領域設定部
注目領域設定部４１３が行う処理について詳細に説明する。注目領域設定部４１３は、同時化処理された画像信号から、処置具の像を有した画素からなる処置具領域を検出し、検出した処置具領域に基づいて注目領域を設定する。以下では、鉗子等の高反射性の金属の処置具を検出する場合を例にとり説明する。
【００４８】
処置具は、撮像素子３０４に極めて接近した位置に置かれるため、処置具の輝度信号値は、臓器に比べ十分に大きくなる。そのため、画像信号中の高輝度領域を処置具領域として検出する。具体的には、注目画素（処理対象画素）の座標を（ｘ，ｙ）として、注目画素の輝度信号値Ｙ（ｘ，ｙ）を下式（１）により算出する。
【数１】
【００４９】
ここで、Ｒ（ｘ，ｙ）、Ｇ（ｘ，ｙ）、Ｂ（ｘ，ｙ）は、座標（ｘ，ｙ）における各色の画像信号である。
【００５０】
次に、図７に示すように、注目画素より左側の、座標（ｘ−ａ，ｙ）から座標（ｘ−１，ｙ）までの輝度値の平均値Ｙａｖｅ（ｘ，ｙ）を下式（２）により算出する。図７では、画像信号はＮ×Ｍ画素とする。また、画像信号の左上に位置する座標を（０，０）とし、右方向をＸ軸の正方向とし、下方向をＹ軸の正方向として表している。例えばＸ軸は水平走査線に沿った軸であり、Ｙ軸はＸ軸に直交する軸である。
【数２】
【００５１】
ここで、ａは定数であり、画像信号の横幅Ｎに応じて設定される。例えば、定数ａは画像信号の横幅Ｎの３％に設定される。
【００５２】
次に、下式（３）を用いて、注目画素の輝度信号値が周辺の輝度平均値に比べて十分に大きいか否かを検出する。
【数３】
【００５３】
ここで、Ｙｐは、パラメーターとして予め設定される値である。上式（３）が成立する画素を、処置具候補画素とする。例えば、図８（Ａ）に示すように、処置具と輝点の像が含まれる画像信号の場合、図８（Ｂ）に示すように、処置具候補画素が検出される。
【００５４】
次に、処置具候補画素が複数隣接している領域を、処置具候補領域として抽出する。具体的には、画像信号を左上から探索して、注目画素（ｘ，ｙ）の値が“処置具候補画素であり”、注目画素の左（ｘ−１，ｙ）と左上（ｘ−１，ｙ−１）と上（ｘ，ｙ−１）と右上（ｘ＋１，ｙ−１）の４画素が“処置具候補画素ではない”注目画素を、始点画素に設定する。図９に示すように、ハッチングの画素が始点画素にあたる。
【００５５】
次に、始点画素（ｘ，ｙ）の左下（ｘ−１，ｙ−１）から反時計回りに処置具候補画素を探索する。始点画素の周辺に“処置具候補画素が検出されなかった”場合、次の始点画素から処置具候補画素を探索する。始点画素の周辺に“処置具候補画素が検出された”場合、検出された処置具候補画素の周辺から再び反時計回りに処置具候補画素を探索する。検出された処置具候補画素が再び始点画素に戻るまで探索を続ける。探索の途中で処置具候補画素が、始点画素よりもＹ座標が小さくなった場合は探索を打ち切り、次の始点画素を探索する。図１０に示すように、処置具候補画素が再び始点画素に戻ると、検出された処置具候補画素に囲まれた領域を処置具候補領域とする。図１０において、ハッチングの画素が、探索により検出された処置具候補画素である。
【００５６】
次に、処置具候補領域として抽出された各領域に含まれる画素数を各々カウントし、画素数が最も多い領域を抽出する。画素数が最も多い領域に含まれる画素数Ｔｍａｘが、予め設定された閾値ＴＨｔより大きい（Ｔｍａｘ＞ＴＨｔ）場合は、その領域を処置具領域とする。一方、画素数が最も多い領域に含まれる画素数Ｔｍａｘが、予め設定された閾値ＴＨｔ以下の場合は、画像信号中に“処置具は存在しない”として、画像信号に処置具領域を設定しない。例えば、図１０に示すように、処置具候補領域２に含まれる画素数が最も多い場合、処置具候補領域２に含まれる処置具候補画素の数が予め設定された閾値より大きいか否かを判定する。閾値より大きい場合、処置具候補領域２を処置具領域に設定する。
【００５７】
次に、処置具の先端にあたる領域を処置具領域から抽出し、その領域を処置具先端画素として設定する。例えば図１１に示すように、処置具領域に含まれる画素の中から画像中心に最も近い画素を処置具先端画素として抽出する。図１１では、画像中心の座標を（Ｎ／２，Ｍ／２）とし、処置具先端画素の座標を（ｘ０，ｙ０）とする。なお、処置具先端画素を抽出する別の手法としては、画像中心の座標（Ｎ／２，Ｍ／２）に近い複数の画素を、処置具領域に含まれる画素の中から選択し、選択された複数の画素の重心を処置具先端画素としてもよい。
【００５８】
次に、図１２に示すように、処置具先端画素（ｘ０，ｙ０）を中心とする半径Ｒの円よりも内側の画素を、注目領域として設定する。ここで、半径Ｒは定数であり、画像信号の横幅Ｎに応じて設定される。例えば、半径Ｒは、画像信号の横幅Ｎの１０％に設定される。座標（ｘ，ｙ）の画素が、半径Ｒの円よりも内側に含まれるか否かは下式（４）により判定する。
【数４】
【００５９】
注目領域設定部４１３は、設定した注目領域と中心画素（ｘ０，ｙ０）を変倍処理部４１４へ転送する。
【００６０】
なお、上記では半径Ｒを定数としたが、本実施形態はこれに限定されず、例えば半径Ｒを、注目領域（ｘ０，ｙ０）と画像中心（Ｎ／２，Ｍ／２）との距離Ｌに応じて変化する変数としてもよい。注目領域の中心（ｘ０，ｙ０）と画像中心（Ｎ／２，Ｍ／２）との距離Ｌは、下式（５）により算出する。
【数５】
【００６１】
また、上記では注目領域を、座標（ｘ０，ｙ０）を中心とする円形としたが、本実施形態はこれに限定されず、例えば注目領域を、座標（ｘ０，ｙ０）を中心とした矩形或いは楕円形としてもよい。
【００６２】
２．４．変倍処理部
次に、変倍処理部４１４が行う処理について詳細に説明する。変倍処理部４１４は、設定された注目領域と中心画素（ｘ０，ｙ０）に基づいて、画像信号を局所的に変倍処理する。なお、注目領域設定部４１３により注目領域が設定されていない場合は、変倍処理は行われず、入力された画像信号がそのまま後処理部４１５に出力される。
【００６３】
図１３に示すように、変倍処理部４１４は、注目領域を拡大率α（広義には倍率）で拡大し、拡大した画像を元の画像に重畳する。具体的には、円の中心を基準に半径方向に拡大率αで拡大し、拡大後の円領域の中心を元の注目領域の中心画素（ｘ０，ｙ０）に一致させて重畳する。以下では、拡大後の注目領域を拡大領域と呼ぶ。座標（ｘ，ｙ）の画素をα倍に座標変換した座標（ｘ’，ｙ’）は、下式（６）により算出する。
【数６】
【００６４】
ここで、αは、予め設定される１より大きい定数であり、例えば、α＝１．５に設定する。また、拡大率αは固定の定数に限らず、外部より術者が自由に入力してもよい。また、図１４に示すように、拡大率αは、注目領域の中心（ｘ０，ｙ０）と画像中心（Ｎ／２，Ｍ／２）との距離Ｌに応じて変化する変数としてもよい。
【００６５】
変倍処理部４１４は、上記の拡大処理において、拡大領域内に含まれる画素位置における補間画素を生成する。具体的には、図１５に示すように、拡大領域内の画素位置について、上式（６）による座標変換後の近傍４画素を用いて線形補間を行う。なお、補間処理は線形補間に限らず、例えば最近傍法や、三次畳み込み内挿法（バイキュービック）等の補間手法を用いてもよい。
【００６６】
図１６に変倍処理の変形例を示す。図１６に示すように、上記の拡大領域の外側に縮小領域を設けてもよい。具体的には、縮小領域は、座標（ｘ０，ｙ０）を中心とした半径Ｒｓの内側の領域であり、かつ、拡大領域の外側の領域である。変倍処理部４１４は、半径Ｒの円と半径Ｒｓの円に挟まれる領域を縮小率β（広義には倍率）で縮小する。縮小率βは、処理対象画素（ｘ，ｙ）と中心座標（ｘ０，ｙ０）の距離ｒｄに応じて変化する変数である。距離ｒｄは、下式（７）により算出する。図１７に示すように、縮小率βは、距離ｒｄが大きいほど減少する係数であり、距離ｒｄがＲのときβ＝αとなり、Ｒｓのときβ＝１となる。
【数７】
【００６７】
変倍処理部４１４は、縮小処理において、縮小領域内に含まれる画素位置における補間画素を生成する。具体的には、縮小領域内の画素位置について、縮小率βで縮小処理された画素を用いて線形補間を行う。なお、補間処理は線形補間に限らず、例えば最近傍法や、三次畳み込み内挿法（バイキュービック）等の補間手法を用いてもよい。
【００６８】
上記の変形例によれば、拡大領域の外側に縮小領域を設けることにより、拡大領域の境界部分で画像の連続性が保たれるため、違和感のない変倍処理を施された画像信号を得ることができる。
【００６９】
なお、上記では縮小領域を半径Ｒｓより内側に含まれる画素としたが、本実施形態はこれに限定されず、例えば拡大領域の外側全てを縮小領域としてもよい。その場合、縮小率βは画像端部に向かうほど減少し、画像端部において拡大率１である。
【００７０】
２．５．ソフトウェア
なお本実施形態では、画像処理部４１０の各部が行う処理の一部または全部をソフトウェアで構成することとしてもよい。この場合、例えば図７２等で後述するコンピュータシステムのＣＰＵが画像処理プログラムを実行する。
【００７１】
図１８に、画像処理プログラムのフローチャート例を示す。図１８に示すように、この処理が開始されると、時系列の画像に対して、光源との同期信号や撮影モードなどのヘッダー情報を入力する（Ｓ１）。
【００７２】
次に、画像を予め確保しておいた画像バッファに入力する（Ｓ２）。次に、入力された画像に対して、例えば公知のＯＢクランプ処理やゲイン補正処理、ＷＢ補正処理等の処理を行う（Ｓ３）。次に、入力された時系列の画像を、光源との同期信号に従い同時化する処理を行う（Ｓ４）。
【００７３】
次に、画像に対して注目領域設定処理を行う（Ｓ５）。注目領域設定処理については、図１９で詳細に後述する。次に、注目領域に基づいて画像信号の変倍処理を行う（Ｓ６）。変倍処理については、図２０で詳細に後述する。次に、変倍処理された画像に対して階調変換処理や色処理、輪郭強調処理等の処理を行う（Ｓ７）。次に、後処理された画像を出力する（Ｓ８）。
【００７４】
次に、時系列画像のうち最終の画像の処理が終了したか否かを判定する（Ｓ９）。終了していないと判定した場合には、ステップＳ２へ戻り、次の画像に対してステップＳ２〜Ｓ８の処理を繰り返して行う（Ｓ９，Ｎｏ）。一方、全画像の処理が終了していると判定した場合には、この処理を終了する（Ｓ９，Ｙｅｓ）。
【００７５】
図１９に、注目領域設定処理（Ｓ５）の詳細なフローチャート例を示す。図１９に示すように、この処理が開始されると、入力された画像信号から高輝度画素を処置具候補画素として検出する（Ｓ１１）。
【００７６】
次に、検出された処置具候補画素が複数隣接している領域を、処置具候補領域として検出する（Ｓ１２）。次に、最も画素数を多く含む処置具候補領域を、処置具領域として検出する（Ｓ１３）。次に、処置具領域に含まれる画素数Ｔｍａｘが、予め設定された閾値ＴＨｔより大きいか否かを判定する（Ｓ１４）。画素数Ｔｍａｘが閾値ＴＨｔより大きいと判定した場合には、ステップＳ１５へ進み（Ｓ１４，Ｙｅｓ）、画素数Ｔｍａｘが閾値ＴＨｔ以下と判定した場合には、この処理を終了する（Ｓ１４，Ｎｏ）。
【００７７】
次に、処置具領域に含まれる画素の中から画像信号の中心に最も近い画素を処置具先端画素として検出する（Ｓ１５）。次に、処置具先端画素を注目領域の中心として、注目領域の中心から半径Ｒより内側に含まれる画素を注目領域として設定し（Ｓ１６）、この処理を終了する。
【００７８】
図２０に、変倍処理（Ｓ６）の詳細なフローチャート例を示す。図２０に示すように、この処理が開始されると、注目領域設定処理により、注目領域が設定されているか否かを判定する（Ｓ２１）。注目領域が設定されている場合（Ｓ２１、Ｙｅｓ）、ステップＳ２２に進む。一方、注目領域が設定されていない場合（Ｓ２１、Ｎｏ）、この処理を終了する。
【００７９】
次に、注目画素の中心から半径Ｒに含まれる画素を拡大率αで座標変換する（Ｓ２２）。以下では、拡大率αで座標変換された領域を拡大領域と呼ぶ。次に、拡大領域内に含まれる画素位置において補間画素を生成する（Ｓ２３）。次に、拡大領域の中心と、注目画素の中心とを合わせて、拡大領域を画像信号に重畳し（Ｓ２４）、この処理を終了する。
【００８０】
これにより、例えばカプセル型内視鏡などのように、まず画像データを蓄積し、その後、蓄積された画像データに対してＰＣ等のコンピュータシステムでソフトウェア的に処理を行うことが可能になる。
【００８１】
以上の実施形態によれば、図６に示すように、内視鏡装置は、画像取得部（例えばＡ／Ｄ変換部３０５）と注目領域設定部４１３と変倍処理部４１４を含む。画像取得部は、被写体像を含む撮像画像を取得する。注目領域設定部４１３は、内視鏡装置からの情報に基づいて、撮像画像に対して注目領域を設定する。変倍処理部４１４は、その注目領域を他の領域よりも相対的に拡大する局所的な変倍処理を行う。
【００８２】
このようにすれば、注目領域を他の領域よりも相対的に拡大できるため、微小な病変部についてもより詳細な情報を得ることができ、注目領域に対して適切な診断や処置を行うことが可能になる。
【００８３】
ここで、内視鏡装置からの情報とは、内視鏡装置の各部により取得される情報であり、例えば撮像部による撮像画像や、撮像画像を処理して得られる信号や、各部を制御する制御信号や、内視鏡装置に設けられた種々のセンサーによるセンシング信号である。
【００８４】
また、注目領域とは、使用者にとって観察の優先順位が他の領域よりも相対的に高い領域であり、例えば、使用者が医者であり治療を希望した場合、粘膜部や病変部を写した領域を指す。また、他の例として、医者が観察したいと欲した対象が泡や便であれば、注目領域は、その泡部分や便部分を写した領域になる。即ち、使用者が注目すべき対象は、その観察目的によって異なるが、いずれにしても、その観察に際し、使用者にとって観察の優先順位が他の領域よりも相対的に高い領域が注目領域となる。
【００８５】
また本実施形態では、図１３等で説明したように、変倍処理部４１４は、撮像画像の画角を維持しながら局所的な変倍処理を行う。
【００８６】
このようにすれば、術者は被写体の全体像を把握しながら注目したい領域を適正な大きさで観察することが可能になる。また、これらの被写体の全体像と注目したい領域は同一の画像に表示できるため、複数の画像を観察する場合に比べ、術者の負担を軽減することができる。また、広角画像と拡大画像を切り替える必要もないため、術者が煩雑な作業をする必要もない。
【００８７】
ここで、画角を維持するとは、画像に表示される被写体の範囲が変倍処理により変化しないことである。画角は厳密に維持される必要はなく、実質的に維持されていればよい。
【００８８】
また本実施形態では、注目領域設定部４１３は、撮像画像を内視鏡装置からの情報として、注目領域を設定する。
【００８９】
具体的には、注目領域設定部４１３は、図示しない処置具検出部を有する。図１２等で説明したように、処置具検出部は、被写体に対して処置を施すための処置具が撮像された処置具領域を、撮像画像に基づいて検出する。注目領域設定部４１３は、検出された処置具領域に基づいて注目領域を設定する。
【００９０】
このようにすれば、処置具が画像に写っている場合には術者が注目する領域が画像内にあると考えられるため、その注目領域を変倍処理により拡大することができる。これにより、処置対象となる病変部を適切な大きさで表示でき、術者の処置に好適な画像を得ることができる。
【００９１】
また本実施形態では、処置具検出部は、処置具領域の先端を検出する。注目領域設定部４１３は、検出された先端から所定半径の円内を注目領域に設定する。
【００９２】
具体的には図１１で説明したように、処置具検出部は、処置具領域に含まれる画素のうちの、撮像画像の中心（Ｎ／２，Ｍ／２）に最も近い画素を先端（処置具先端画素（ｘ０，ｙ０））に設定する。
【００９３】
このようにすれば、処置具先端部に存在すると考えられる処置対象領域を注目領域に設定し、その注目領域を変倍処理により拡大できる。
なお、注目領域として設定する円（円形領域）は、真円に限定されず、円状の領域であればよい。例えば、楕円等であってもよい。
【００９４】
また本実施形態では、処置具検出部は、図示しない輝度特徴量算出部を有する。輝度特徴量算出部は、撮像画像の画素の輝度に関する輝度特徴量（例えば輝度信号値Ｙ（ｘ，ｙ））を算出する。処置具検出部は、算出された輝度特徴量に基づいて、処置具領域を検出する。
【００９５】
具体的には図８（Ｂ）等で説明したように、処置具検出部は、輝度特徴量に基づいて、処置具領域の候補である処置具候補画素を検出し、検出した処置具候補画素に基づいて処置具領域を決定する。
【００９６】
より具体的には、処置具検出部は、図示しない比較部を有する。図７等で説明したように、比較部は、処理対象画素の輝度特徴量（輝度信号値Ｙ（ｘ，ｙ））と、処理対象画素の周辺画素の平均輝度特徴量（平均値Ｙａｖｅ（ｘ，ｙ））とを比較する。処置具検出部は、輝度特徴量が平均輝度特徴量よりも大きい画素を、処置具候補画素に設定する。
【００９７】
処置具は、金属等で形成されており照明光の反射率が高いため、他の被写体よりも高輝度の像として撮像される。そのため、輝度特徴量に基づいて処置具候補画素を設定することで、画像から処置具を検出することができる。
【００９８】
また本実施形態では図１０等で説明したように、処置具検出部は、処置具候補画素の位置情報に基づいて、処置具候補画素を１又は複数の処置具候補領域（例えば処置具候補領域１、２）に分類する（例えば図示しない分類部が行う）。処置具検出部は、その１又は複数の処置具候補領域の中から処置具領域を選択する。
【００９９】
具体的には、処置具検出部は、処置具候補領域と他の領域の境界となる画素を処置具候補画素の中から抽出し、その境界で囲まれた処置具候補画素を処置具候補領域に設定することにより、１又は複数の処置具候補領域を設定する。
【０１００】
また処置具検出部は、各処置具候補領域に含まれる処置具候補画素の数に基づいて、処置具領域を決定する。
【０１０１】
具体的には、処置具検出部は、１又は複数の処置具候補領域の中の最多数の処置具候補画素を含む領域であり、所定の閾値（ＴＨｔ）よりも多い処置具候補画素を含む領域（例えば処置具候補領域２）を、処置具領域として決定する。
【０１０２】
このようにすれば、粘膜で照明光が反射されて発生する輝点等の高輝度領域により、処置具候補領域が複数発生した場合であっても、その中から処置具が撮像された領域を選択することができる。
【０１０３】
また本実施形態では図１、図３等で説明したように、画像取得部は、スコープ（挿入部３００）先端部の前方視野及び側方視野が撮像された撮像画像を取得する。
【０１０４】
具体的には、撮像画像は、前方視野及び側方視野を結像する対物光学系により得られた画像である。
【０１０５】
対物光学系は、１８０°より大きい視野角（例えば、視野角２３０°）を有する。
【０１０６】
このようにすれば、図２（Ｃ）等で説明したように、スコープ前方の被写体の観察と同時にスコープ側方の被写体の観察を行うことが可能になる。これにより、管腔状の臓器における壁面の病変部の見落としを防止することができる。
【０１０７】
ここで、対物光学系とは、対物レンズに限らず、反射光学系であってもよいし、図１に示すようにレンズと反射光学系を組み合わせた光学系であってもよい。なお、図１の対物光学系に限定されず、視野角が１８０°を超えるような魚眼レンズを用いてもよい。
【０１０８】
また、前方視野（前方の視野範囲）とは、対物光学系の光軸方向を含む視野範囲であり、例えば光軸に対して０度〜４５度の範囲である。側方視野（側方の視野範囲）とは、光軸に直交する方向を含む視野範囲であり、例えば光軸に対して４５度〜１３５度の範囲である。本実施形態の対物光学系３０３は、例えば光軸に対して０度〜１１５度の視野範囲を有する。
【０１０９】
３．第２の実施形態
処置具の挿入をセンシングして注目領域を設定する第２の実施形態について説明する。
【０１１０】
図２１に、第２の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部１００、操作部２００、挿入部３００、制御装置４００、表示部５００、外部Ｉ／Ｆ部５５０を含む。なお、図３等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１１１】
挿入部３００は、処置具センサー３０８を含む。処置具センサー３０８は、挿通チャンネル３０７に設けられる。処置具センサー３０８は、挿通チャンネル３０７を挿通し挿入部３００の前方に突出した処置具を、検出する。処置具センサー３０８は、後述する状態情報取得部４３０に接続される。
【０１１２】
制御装置４００は、状態情報取得部４３０を含む。状態情報取得部４３０は、画像処理部４１０に接続される。また、制御部４２０は、状態情報取得部４３０と双方向で接続される。
【０１１３】
状態情報取得部４３０は、挿入部３００の先端から処置具が突出したことが処置具センサー３０８により検出された場合、“画像信号中に処置具が存在する”ことを示す制御信号を画像処理部４１０に転送する。
【０１１４】
図２２に、第２の実施形態における画像処理部４１０の詳細な構成例を示す。状態情報取得部４３０は、注目領域設定部４１３に接続される。注目領域設定部４１３は、変倍処理部４１４に接続される。
【０１１５】
第２の実施形態では、注目領域設定部４１３が行う処理が第１の実施形態と異なる。具体的には、注目領域設定部４１３は、状態情報取得部４３０から“画像信号中に処置具が存在する”ことを示す制御信号を受信した場合、画像信号に注目領域を設定する。例えば図２３に示すように、画像中心（Ｎ／２，Ｍ／２）を注目領域の中心とし、注目領域の中心から半径Ｒ以内の領域を注目領域として設定する。注目領域設定部４１３は、設定した注目領域と中心画素（ｘ０，ｙ０）を変倍処理部４１４へ転送する。
【０１１６】
なお、注目領域の中心は、画像中心（Ｎ／２，Ｍ／２）に限定されず、撮像素子と挿通チャンネルの相対的な位置関係により予め設定されるものでもよい。例えば、挿通チャンネルが、画像中心から見てＹ軸正方向に設けられる場合、注目領域を画像中心よりもＹ軸正方向側に設定してもよい。
【０１１７】
以上の実施形態によれば、図２１に示すように、内視鏡装置は、内視鏡装置の状態情報を取得する状態情報取得部４３０を含む。注目領域設定部４１３は、状態情報を内視鏡装置からの情報として、注目領域を設定する。
【０１１８】
具体的には、状態情報取得部４３０は、被写体に対して処置を施すための処置具がスコープ先端部から突出したか否かを検出（処置具センサー３０８のセンシング信号に基づいて検出）し、検出結果を状態情報として取得する。注目領域設定部４１３は、検出結果に基づいて注目領域を設定する。
【０１１９】
より具体的には図２３等で説明したように、注目領域設定部４１３は、処置具の突出が検出された場合、撮像画像の中央領域又は、撮像画像の中心よりも処置具が挿入される側の領域（例えば画像中心よりもＹ軸正方向側の領域）を、注目領域に設定する。
【０１２０】
このようにすれば、術者が処置具を操作した場合に注目領域を設定し、その注目領域を変倍処理により拡大できる。また、術者が通常において病変部を位置させると考えられる画像中心又は画像下方を、注目領域に設定して拡大できる。これにより、処置対象となる病変部を適切な大きさで表示することが画像信号に依らずに可能となり、術者の処置に好適な画像を得ることができる。
【０１２１】
ここで、内視鏡装置の状態情報とは、内視鏡装置の各部の状態を表す情報であり、例えば撮像画像を処理して得られるスコープの進行方向等の情報や、各部の状態を制御する制御信号や、各部の状態をセンシングする種々のセンサーによるセンシング信号である。
【０１２２】
４．第３の実施形態
４．１．内視鏡装置
スコープの湾曲角度又は湾曲動き量に基づいて注目領域や変倍率を設定する第３の実施形態について説明する。
【０１２３】
図２４に、第３の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部１００、操作部２００、挿入部３００、制御装置４００、表示部５００、外部Ｉ／Ｆ部５５０を含む。なお、図３等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１２４】
操作部２００は、挿入部３００の湾曲操作を行う湾曲操作レバー２０１と、例えば鉗子のような処置具を挿入する挿入口２０２と、先端部の湾曲角度や湾曲動き量などの湾曲操作の操作情報を検出する操作量検出センサー２０３と、が設けられている。操作量検出センサー２０３は、状態情報取得部４３０と接続されており、湾曲操作の操作情報を状態情報取得部４３０に対して送信する。
【０１２５】
制御装置４００は、画像処理部４１０と、制御部４２０と、状態情報取得部４３０を含む。画像処理部４１０の構成要素は、図２２で上述の構成例と同様である。
【０１２６】
状態情報取得部４３０は、操作部２００における内視鏡の操作に関する情報を取得する。注目領域設定部４１３は、取得された内視鏡の操作に関する情報に基づいて、注目領域を設定する。変倍処理部４１４は、変倍率を設定し、注目領域設定部４１３により設定された注目領域に対して拡大処理又は縮小処理を行い、局所的に拡大縮小された画像信号を生成する。処理された画像信号は、表示部５００に転送される。
【０１２７】
４．２．湾曲角度検出部
図２５に、第３の実施形態における状態情報取得部４３０の詳細な構成例を示す。状態情報取得部４３０は、湾曲角度検出部４３１及び湾曲動き量検出部４３２の少なくとも一方を含む。
【０１２８】
湾曲角度検出部４３１は、操作部２００により湾曲操作された挿入部３００の現在の湾曲角度を検出する。湾曲動き量検出部４３２は、操作部２００により湾曲操作された挿入部３００の湾曲動き量を検出する。湾曲動き量は、湾曲角度の単位時間当たりの変化量である。
【０１２９】
具体的には、湾曲操作レバー２０１はダイヤル式になっており、術者がダイヤルを回転操作することにより、ダイヤルに連結されている湾曲操作ワイヤー３０６が引っ張られたり押されたりし、それに伴い挿入部３００の先端が湾曲する。操作量検出センサー２０３は、湾曲操作ワイヤー３０６が引っ張られたり押されたりした「長さ」を操作量として検出する。状態情報取得部４３０は、検出された操作量から湾曲角度を求める。例えば、状態情報取得部４３０は、ルックアップテーブルや多項式等を用いて、操作量から湾曲角度を求める。
【０１３０】
例えば、図２６（Ａ）に示すように、ワイヤー３０６の操作量がゼロのとき湾曲角度θ＝０度である。図２６（Ｂ）に示すように、ワイヤー３０６がＬＷｃｍ引っ張られたとき湾曲角度θ＝４５度である。図２６（Ｃ）に示すように、ワイヤー３０６が２ＬＷｃｍ押されたとき湾曲角度θ＝−９０度である。
【０１３１】
なお、湾曲角度は、湾曲角度を表す情報として得られればよく、湾曲角度自体でなくともよい。例えば、湾曲角度情報は、ワイヤー３０６が操作された長さであってもよい。即ち、湾曲操作レバー２０１の回転方向の操作量と湾曲操作ワイヤー３０６が引っ張られたり押されたりした長さは１対１であり、それが決まれば湾曲角度も求められる。
【０１３２】
また、操作量検出センサー２０３が検出する操作量は、長さに限定されず、例えば湾曲操作レバー２０１の回転方向の操作量であってもよい。この場合も、湾曲角度情報は、回転操作量から求めた湾曲角度であってもよいし、回転操作量であってもよい。
【０１３３】
図２（Ｃ）等で上述のように、広視野内視鏡を用いてスクリーニングをする場合、ヒダの裏にある病変部を側方視野により発見することができる。術者は病変部を発見すると、前方視野の方が観察しやすいため、病変部を前方視野に入らせるべく湾曲操作レバー２０１を操作して挿入部３００を湾曲させる。側方視野に病変部がある場合、少し湾曲させただけでもあたかも前方視野の中央に近づいたかのように表示させたい。
【０１３４】
そこで本実施形態では、湾曲角度が大きいほど画像の周辺領域を拡大する。具体的には、注目領域設定部４１３は、湾曲角度検出部４３１により取得した湾曲角度に応じて側方視野の領域を注目領域に設定する。例えば、湾曲角度がある閾値以上の場合のときに側方視野の領域を注目領域に設定する。
【０１３５】
変倍処理部４１４は、撮像画像の注目領域に対して、湾曲角度が大きいほど大きい拡大率を設定して拡大処理を行う。また変倍処理部４１４は、その拡大率と画像のサイズに応じた縮小率を設定し、前方視野の領域（注目領域以外の領域）に対して縮小処理を行う。
【０１３６】
４．３．変倍処理部
変倍処理部４１４が行う処理について詳細に説明する。図２７（Ａ）に示すように、前方視野領域の半径をＣ１とし、側方視野領域と前方視野領域を合わせた全体の領域の半径からＣ１を引いた距離をＣ２とする。図２７（Ｂ）に示すように、変倍処理部４１４は、側方視野領域をΑ倍（Α≧１）に拡大し、前方視野領域をΒ倍（Β≦１）に縮小する。倍率Ａは、湾曲角度が大きいほど大きい値が設定される。
【０１３７】
倍率Αと倍率Βの関係は、下式（８）により表される。倍率Ａは、下式（９）に示す範囲で設定される。下式（８）、（９）により、画像全体のサイズを保持したまま側方視野の領域を拡大し、前方視野の領域を縮小して表示できる。
Β＝１＋（１−Α）・Ｃ２／Ｃ１ （８）
１≦Α≦１＋Ｃ１／Ｃ２ （９）
【０１３８】
例えば、機構的に湾曲できる最大角度の絶対値（最大湾曲角度）をθｍａｘとし、湾曲角度の絶対値をθとすると、倍率Ａは下式（１０）で表される。
Α＝（θ／θｍａｘ）＊（Ｃ１／Ｃ２）＋１ （１０）
【０１３９】
また図２８に示すように、倍率Αと湾曲角度θを対応付けたルックアップテーブルを予め準備しておき、そのルックアップテーブルに基づいて倍率Ａを設定してもよい。
【０１４０】
次に変倍処理における画素の座標変換について説明する。以下では、画像は矩形又は楕円形であるとする。画像の縦横の長い方を基準とし、短い方は長い方の倍率で置き換えて考えるものとする。下式（１１）に示すように、画像の縦横それぞれにおいて、中心からｄ画素以内の点をΒ倍で縮小し、それ以外の点をΑ倍で拡大する。例えば、画素のｙ座標が中心からｄ画素以内であり、ｘ座標が中心からｄ画素以上のときは、画像中心を基準として画素の座標をｙ軸方向にΒ倍し、ｘ軸方向にΑ倍する。
ｘ１’＝Β・ｘ１，
・・・
ｘｉ’＝Β・ｘｉ，
・・・
ｘｄ’＝Β・ｘｄ，
ｘｄ＋１’＝ｘｒ−Α・（ｒ−（ｄ＋１）），
・・・
ｘｊ’＝ｘｒ−Α・（ｒ−ｊ），
・・・
ｘｒ’＝ｘｒ （１１）
【０１４１】
ここで、ｄ＝Ｃ１であり、ｒ＝Ｃ１＋Ｃ２である。また、ｘｉ、ｘｊは変倍処理前の画素の座標を表し、ｘｉ’、ｘｊ’は変倍処理後の画素の座標を表す。ｉ、ｊは、０＜ｉ≦ｄ＜ｊ≦ｒを満たす自然数である。
【０１４２】
拡大縮小後の画素位置は、離散的な画素位置と一致するとは限らない。また、拡大縮小後の画素により、全ての画素位置に画素値が生成されるとは限らない。そのため、最終的な画像は、上述した第１の実施形態と同様に近傍画素から補間を行い生成する。
【０１４３】
４．４．湾曲動き量検出部
次に、湾曲動き量検出部４３２が行う処理について詳細に説明する。操作量検出センサー２０３は、湾曲操作レバー２０１の単位時間当たりの回転操作量を検出する。湾曲動き量検出部４３２は、検出された回転操作量から湾曲動き量を求める。
【０１４４】
なお、本実施形態ではこれに限定されず、湾曲操作ワイヤー３０６が単位時間当たりに引っ張られたり押されたりした長さに基づいて湾曲動き量を求めてもよい。また、湾曲動き量は、単位時間当たりの湾曲角度の変化量に限定されず、湾曲動き量を表す情報として得られればよい。例えば、湾曲動き量情報は、湾曲操作レバー２０１の単位時間当たりの回転操作量であってもよいし、湾曲操作ワイヤー３０６が単位時間当たりに引っ張られたり押されたりした長さであってもよい。
【０１４５】
図２（Ｃ）等で上述のように、広視野内視鏡を用いてスクリーニングをする場合、ヒダの裏にある病変部を側方視野により発見することができる。術者は病変部を発見すると、前方視野の方が観察しやすいため、病変部を前方視野に入らせるべく湾曲操作レバー２０１を操作して挿入部３００を湾曲させる。即ち、湾曲操作中は側方視野に病変部があると考えられる。前方視野に病変部がきたら湾曲操作を止める。
【０１４６】
そこで本実施形態では、湾曲し始めは側方視野を拡大して表示し、湾曲が止まったら前方視野を拡大して（又は元の倍率で）表示する。なお、湾曲角度が最大角度まで行って止まった場合は、術者の注目する領域が前方視野まで入らずに側方視野にあるものと推測できるので、側方視野を拡大したまま表示する。
【０１４７】
具体的には、注目領域設定部４１３は、湾曲動き量検出部４３２により取得した湾曲動き量に応じて、注目領域を設定する。注目領域設定部４１３は、湾曲動き量が大きい場合（激しく湾曲させているとき）は側方視野の領域を注目領域に設定する。なお、湾曲動き量がある閾値以上の場合のときにのみ注目領域を設定してもよい。
【０１４８】
図２９に示すように、変倍処理部４１４は、湾曲動き量検出部４３２により検出された湾曲動き量が大きいほど大きい拡大率を設定し、撮像画像の注目領域に対して拡大処理を行う。また変倍処理部４１４は、その拡大率と画像のサイズに対応した縮小率を設定し、前方視野の領域に対して縮小処理を行う。処理の詳細については、図２７（Ｂ）等で上述の手法と同様である。
【０１４９】
以上の実施形態によれば、図２５に示すように、状態情報取得部４３０は、湾曲角度検出部４３１を有する。湾曲角度検出部４３１は、スコープ先端部の湾曲角度（図２６（Ａ）〜図２６（Ｃ）の角度θ）を表す湾曲角度情報を状態情報として取得する。注目領域設定部４１３は、取得された湾曲角度情報に基づいて注目領域を設定する。
【０１５０】
このようにすれば、湾曲角度から術者が興味のある観察領域を推測でき、その領域を拡大することで術者が観察しやすい画像を提供できる。
【０１５１】
また本実施形態では、図２７（Ａ）等で説明したように、注目領域設定部４１３は、湾曲角度が閾値よりも大きいと判断された場合、撮像画像の中の側方視野に対応する領域を注目領域として設定する。
【０１５２】
このようにすれば、側方視野に病変がある場合に術者はスコープ先端を湾曲操作すると考えられるため、その側方視野を注目領域に設定して拡大することができる。また、湾曲角度が小さい（閾値以下の）わずかな湾曲操作は、誤差あるいは前方視野の微調整と推測できる。そのため、閾値判定を行うことにより、不必要な拡大縮小表示を防止できる。
【０１５３】
ここで、前方視野に対応する領域とは、前方視野の被写体が撮像された領域であり、例えば対物光学系の光軸方向の被写体が撮像された領域である。例えば光軸が画像中心と一致する場合、前方視野に対応する領域は、画像中心を含む中央領域である。
【０１５４】
また側方視野に対応する領域とは、側方視野の被写体が撮像された領域であり、例えば対物光学系の光軸に直交する方向の被写体が撮像された領域である。例えば光軸が画像中心と一致する場合、側方視野に対応する領域は、上記中央領域の周辺領域である。
【０１５５】
また本実施形態では図２７（Ａ）等で説明したように、変倍処理部４１４は、湾曲角度に応じて、注目領域又は注目領域以外の領域（他の領域）の変倍率Ａ、Ｂを制御する。
【０１５６】
具体的には、変倍処理部４１４は、湾曲角度が大きいほど、注目領域の拡大率Ａを大きくする。
【０１５７】
このようにすれば、湾曲角度が大きいほど術者は側方視野を注目していると推測できるため、その領域を拡大して表示することで術者が観察しやすい画像を提供することができる。
【０１５８】
また本実施形態では、図２５に示すように、状態情報取得部４３０は、湾曲動き量検出部４３２を有する。湾曲動き量検出部４３２は、スコープ先端部の湾曲動き量（図２６（Ａ）〜図２６（Ｃ）の角度θの単位時間当たりの変化）を表す湾曲動き量情報を状態情報として取得する。注目領域設定部４１３は、取得された湾曲動き量情報に基づいて注目領域を設定する。
【０１５９】
このようにすれば、動き量から術者の興味のある観察領域を推測でき、その領域を拡大することで術者が観察しやすい画像を提供できる。
【０１６０】
また本実施形態では、注目領域設定部は、湾曲動き量が閾値よりも大きいと判断された場合、撮像画像の中の側方視野に対応する領域を注目領域として設定する。
【０１６１】
このようにすれば、側方視野に病変がある場合に術者はスコープ先端を湾曲操作すると考えられるため、その側方視野を注目領域に設定して拡大することができる。また、湾曲動き量が小さい（閾値以下の）わずかな湾曲操作は、誤差あるいは前方視野の微調整と推測できる。そのため、閾値判定を行うことにより、不必要な拡大縮小表示を防止できる。
【０１６２】
また本実施形態では図２７（Ａ）等で説明したように、変倍処理部４１４は、湾曲動き量に応じて、注目領域又は注目領域以外の領域（他の領域）の変倍率Ａ、Ｂを制御する。
【０１６３】
具体的には、変倍処理部４１４は、湾曲動き量が大きいほど、注目領域の拡大率Ａを大きくする。
【０１６４】
湾曲動き量が大きいほど、術者は側方視野の病変部を画像中心部に素早く移動させたい状況であると推測できる。そのため、側方視野を拡大することで側方視野の病変部を画像中心部寄りに表示でき、術者が観察しやすい画像を提供することができる。
【０１６５】
５．第４の実施形態
５．１．内視鏡装置
光源の出射光量から推定した被写体までの距離情報に基づいて注目領域を設定する第４の実施形態について説明する。
【０１６６】
図３０に、第４の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部１００、操作部２００、挿入部３００、制御装置４００、表示部５００、外部Ｉ／Ｆ部５５０を含む。なお、図３等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１６７】
制御装置４００は、画像処理部４１０と、制御部４２０と、状態情報取得部４３０を含む。画像処理部４１０で処理された画像信号は、表示部５００、状態情報取得部４３０に転送される。制御部４２０は、光源絞り駆動部１０３と、回転駆動部１０５と、画像処理部４１０と、状態情報取得部４３０と、外部Ｉ／Ｆ部５５０に接続されており、これらの制御を行う。
【０１６８】
内視鏡装置が行う調光処理について説明する。照明光を一定の照射強度にして観察を行うと、挿入部３００の先端が観察部位に近接したり離れたりするため、撮像画像が白とびになったり黒つぶれになる可能性がある。このようなことを防ぐため、画像信号を適切な明るさに維持する調光処理が用いられる。調光処理では、一般的に、光源部１００の出射光量、或いは撮像素子３０４によるアナログゲイン、或は画像処理部４１０によるデジタルゲインを調整することで、撮像画像の明るさを一定に保持する。
【０１６９】
本実施形態では、この調光処理が稼動している状態において光源部１００の出射光量の情報を取得し、その出射光量の情報に基づいて被写体との距離情報を推定し、その距離情報に基づいて注目領域やそれ以外の領域の変倍処理を適応的に制御する。
【０１７０】
５．２．状態情報取得部
被写体までの距離を推定し、その距離に基づいて注目領域を設定する手法について詳細に説明する。
【０１７１】
術者は、内視鏡装置による観察において病変部と推測される領域を発見すると、挿入部３００の先端をその領域に近接させる。この場合、被写体からの反射光量は強くなり、撮像された画像信号は明るくなる。本実施形態では、状態情報取得部４３０が調光処理を行い、制御部４２０を介して光源絞り駆動部１０３を制御し、画像が目標の観察明るさになるまで光源絞り１０２の開口面積を縮小する。
【０１７２】
一方、挿入部３００の先端が観察領域から離れている状態では、被写体からの反射光量は弱くなり、撮像された画像信号は暗くなる。状態情報取得部４３０は、制御部４２０を介して光源絞り駆動部１０３を制御し、画像が目標の観察明るさになるまで光源絞り１０２の開口面積を拡張する。即ち調光処理において、光源絞り１０２の開口面積が小さい場合は、挿入部３００の先端と被写体が近接している状態であり、光源絞り１０２の開口面積が大きい場合は、挿入部３００の先端と被写体が離れている状態である。
【０１７３】
本実施形態では、被写体のより広い範囲を観察するため、図１で上述のように前方の物体の観察と同時に側方（略側方を含む）の物体の観察を行うことが可能な対物光学系を用いる。そのため、図２（Ｄ）で上述のように、画像中心の座標（Ｎ／２，Ｍ／２）を領域中心とする前方視野（中央部）と側方視野（周辺部）が表示される。
【０１７４】
図３１（Ａ）、図３１（Ｂ）に示すように、術者が病変部と推測される領域を見つけた場合、通常は、その病変部を画像信号の中央部（前方視野）に合わせる。しかしながら、図３１（Ｃ）、図３１（Ｄ）に示すように、腸など細長い管腔状の部位を診察する場合、空間領域の制限によって病変部を画像信号の前方視野に合わせることが難しい。即ち、空間が狭いため、挿入部３００の先端を回転させにくい。そのため、図３１（Ｄ）に示すように、画像信号の側方視野に病変部を合わせるしかない。
【０１７５】
そこで本実施形態では、測光モードに応じて、前方視野領域又は側方視野領域の調光を行い、光源絞り１０２の開口面積が閾値より小さい場合、被写体にスコープ先端を近づけて観察していると判断し、調光している領域を注目領域に設定する。
【０１７６】
まず、光源絞り１０２の開口面積を状態情報として取得する処理について説明する。図３２に、第４の実施形態における状態情報取得部４３０の詳細な構成例を示す。状態情報取得部４３０は、輝度換算部４３３、加算部４３４、調整係数算出部４３５を含む。
【０１７７】
同時化部４１２は、輝度換算部４３３、加算部４３４を介して調整係数算出部４３５へ接続している。制御部４２０は、輝度換算部４３３、加算部４３４及び調整係数算出部４３５と双方向に接続している。
【０１７８】
図３３に示すように、輝度換算部４３３は、同時化後の画像信号に対して、所定の間隔でサンプリング画素（座標（ｘ，ｙ））を設定し、上式（１）を用いてサンプリング画素の輝度信号Ｙｉ（ｘ，ｙ）を算出し、算出した輝度信号Ｙｉ（ｘ，ｙ）を加算部４３４へ転送する。
【０１７９】
加算部４３４は、サンプリング画素の輝度信号Ｙｉ（ｘ，ｙ）を下式（１２）により加算平均し、明るさ測定値Ｙｄを算出する。加算部４３４は、算出した明るさ測定値Ｙｄを、調整係数算出部４３５へ転送する。
【数８】
【０１８０】
ここで、ｎはサンプリング画素数（定数）であり、画像信号の画角大きさに応じて設定される。ａ（ｘ，ｙ）はサンプリング画素の重み係数である。
【０１８１】
本実施形態では、図３１（Ａ）等で上述した観察状況に合わせて、複数の測光モードが用意される。測光モードは、外部Ｉ／Ｆ部５５０を介して、術者が設定する。例えば、術者が画像信号の前方視野を注目したい場合、測光モードを「前方モード」に設定する。測光モードが「前方モード」に設定されると、図３３の前方視野に含まれるサンプリング画素の重み係数を、側方視野に含まれるサンプリング画素の重み係数よりも大きい値に設定する。これにより、調光処理における前方視野のウェートが大きくなるため、前方視野にある被写体を観察する際の調光処理を高精度に行うことができる。
【０１８２】
一方、術者が画像信号の側方視野を注目したい場合、測光モードを「側方モード」に設定する。測光モードが「側方モード」に設定されると、図３３の側方視野に含まれるサンプリング画素の重み係数を、前方視野に含まれるサンプリング画素の重み係数よりも大きい値に設定する。これにより、管腔状の部位を観察するときのように、挿入部３００の先端を側方視野にある被写体に近接させて観察する場合の調光処理を高精度に行うことができる。
【０１８３】
なお、重み係数ａ（ｘ，ｙ）の設定手法は上記に限定されず、画像中心の座標（Ｎ／２，Ｍ／２）からの距離に比例してサンプリング画素の重み係数ａ（ｘ，ｙ）を設定してもよい。
【０１８４】
調整係数算出部４３５は、加算部４３４からの明るさ測定値Ｙｄと、予め設定されている明るさ目標値Ｙｂａｓｅとを用いて、下式（１３）により光源絞り調整係数Ｌｃを算出する。
Ｌｃ＝Ｙｂａｓｅ／Ｙｄ （１３）
【０１８５】
調整係数算出部４３５は、光源絞り調整係数Ｌｃを制御部４２０に転送し、光源絞り駆動部１０３は、制御部４２０からの光源絞り調整係数Ｌｃに基づいて光源絞り１０２の開口を制御する。
【０１８６】
５．３．注目領域設定部、変倍処理部
注目領域設定部４１３は、制御部４２０の制御信号に基づいて光源絞り１０２の開口面積を取得する。上述のように、挿入部３００の先端を被写体に近接させて観察する場合、調光処理が稼働し光源絞り１０２の開口面積が小さくなる。そのため、注目領域設定部４１３は、開口面積が所定の閾値よりも小さい場合、前方視野又は側方視野を注目領域に設定する。具体的には、注目領域設定部４１３は、測光モードが「前方モード」の場合、前方視野を注目領域に設定し、測光モードが「側方モード」の場合、側方視野を注目領域に設定する。注目領域設定部４１３は、設定した注目領域を変倍処理部４１４へ転送する。
【０１８７】
変倍処理部４１４は、注目領域設定部４１３により設定された注目領域の変倍処理を行う。注目領域が前方視野の場合、第３の実施形態と同様に所定の拡大率で前方視野の画像を拡大する。また、側方視野を、第３の実施例と同様に前方視野の外側に近接する側方視野の所定の半径範囲を設定し、その範囲を所定の縮小率で縮小する。それ以外の側方視野においては、倍率を１と設定して変倍処理を行わない。例えば、図２７（Ｂ）において、前方視野の倍率をＢ＞１に設定し、側方視野の倍率をＡ≦１に設定する。なお、側方視野の倍率は上記に限らず、側方視野全てを縮小してもよい。
【０１８８】
注目領域が側方視野の場合、変倍処理部４１４は、第３の実施形態と同様に所定の拡大率で側方視野の画像を拡大する。また、前方視野を、第３の実施例と同様に側方視野の外側に近接する前方視野の所定の半径範囲を設定し、その範囲を所定の縮小率で縮小する。それ以外の前方視野においては、倍率を１と設定して変倍処理を行わない。例えば、図２７（Ｂ）において、前方視野の倍率をＢ≦１に設定し、側方視野の倍率をＡ＞１に設定する。なお、前方視野の倍率は上記に限らず、前方視野全てを縮小してもよい。
【０１８９】
変倍処理部４１４は、上記の処理により注目領域が拡大された状態で、開口面積が所定の閾値より大きくなって注目領域が設定されなくなった場合、注目領域の拡大率を１に戻す。
【０１９０】
このように、光源の絞り状況に応じて適応的に注目領域（前方視野又は側方視野）を変倍処理することで、術者にとって病変部視認性の向上に繋がる。
【０１９１】
５．４．変形例
上記の実施形態では、光源絞り１０２の開口状況に応じて適応的に変倍処理するが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、ＬＥＤ光源を用いて、そのＬＥＤ光源の光量制御情報（例えば駆動電流）に基づいて変倍処理を行ってもよい。
【０１９２】
図３４に、このような処理を行う場合の内視鏡装置の変形構成例を示す。内視鏡装置は、光源部１００、操作部２００、挿入部３００、制御装置４００、表示部５００、外部Ｉ／Ｆ部５５０を含む。なお、図３等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１９３】
光源部１００は、白色光源１０１と、回転色フィルター１０４と、回転駆動部１０５と、集光レンズ１０６と、光源の出射光量を制御する光源制御部１０７と、を含む。白色光源１０１はＬＥＤ光源により構成される。光源制御部１０７は、制御部４２０からの制御信号に基づいて、ＬＥＤ光源の出射光量の強度を制御する。制御部４２０は、上式（１３）で説明した調整係数Ｌｃに基づいて出射光量を調整する。
【０１９４】
注目領域設定部４１３は、制御部４２０からの出射光量の制御信号に基づいて、注目領域を設定する。即ち、出射光量が閾値よりも小さい場合、スコープ先端を被写体に近づけたと判断し、測光モードに応じた注目領域を設定する。変倍処理部４１４は、設定された注目領域の変倍処理を行う。
【０１９５】
以上の実施形態によれば、図３２等で説明したように、状態情報取得部４３０は、被写体とスコープ先端部の間の距離を表す距離情報を、被写体を照明する光源部１００の出射光量に基づいて取得する。注目領域設定部４１３は、距離情報を状態情報として注目領域を設定する。
【０１９６】
具体的には、注目領域設定部４１３は、距離が閾値よりも近いと判断された場合に注目領域を設定する。
【０１９７】
より具体的には、内視鏡装置は、モード設定部（図３０の制御部４２０）と調光制御部（図３２の状態情報取得部４３０と制御部４２０）を含む。モード設定部は、前方視野に対応する領域の調光制御を行う第１の測光モード（前方モード）、又は側方視野に対応する領域の調光制御を行う第２の測光モード（側方モード）を設定する。調光制御部は、設定された測光モードにおいて調光制御される領域の明るさに基づいて、光源部１００の絞り（図３０の光源絞り１０２）の開口面積を制御することにより、出射光量を制御する。距離情報は、調光制御部により制御された開口面積である。注目領域設定部４１３は、開口面積が閾値よりも小さいと判断された場合に、設定された測光モードにおいて調光制御される領域を注目領域に設定する。
【０１９８】
このようにすれば、スコープ先端を近づけた領域は術者が観察したい領域であると考えられるため、距離に応じて注目領域を設定して拡大することで、術者が観察したい領域を適切に拡大表示できる。また、調光制御により画像の明るさは一定に保たれるため、画像ではなく調光制御に基づいて距離を推定することにより、スコープ先端が被写体に近づいたか否かを判定できる。
【０１９９】
６．第５の実施形態
６．１．内視鏡装置
画像の明るさから推定した被写体までの距離情報に基づいて注目領域を設定する第５の実施形態について説明する。
【０２００】
図３５に、第５の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部１００、操作部２００、挿入部３００、制御装置４００、表示部５００、外部Ｉ／Ｆ部５５０を含む。なお、図３等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０２０１】
光源部１００は、白色光源１０１と、回転色フィルター１０４と、回転駆動部１０５と、集光レンズ１０６を含む。第１の実施形態と比べて、光源部１００は、光源絞り１０２と、光源絞り駆動部１０３とが削除された構成になっている。
【０２０２】
画像信号中で相対的に明るい領域は、挿入部３００の先端と被写体との距離が近い領域と考えられる。そのため本実施形態では、画像信号中の局所領域毎に明るさを算出し、その複数の局所領域の中で相対的に明るい局所領域を注目領域として設定する。
【０２０３】
６．２．注目領域設定部、変倍処理部
図３６に、第５の実施形態における注目領域設定部４１３の詳細な構成例を示す。注目領域設定部４１３は、輝度換算部４４１、加算部４４２、特定部４４３を含む。同時化部４１２は、輝度換算部４４１へ接続する。輝度換算部４４１は加算部４４２へ接続する。加算部４４２は特定部４４３へ接続する。特定部４４３は変倍処理部４１４へ接続している。制御部４２０は、輝度換算部４４１、加算部４４２、特定部４４３と双方向に接続している。
【０２０４】
輝度換算部４４１は、図３３で上述のように、同時化後の画像信号のサンプリング画素の輝度値を算出し、そのサンプリング画素の輝度値を加算部４４２へ転送する。
【０２０５】
加算部４４２は、前方視野と側方視野それぞれにおいて、サンプリング画素の輝度信号Ｙｉ（ｘ，ｙ）を下式（１４）により加算平均し、前方視野の明るさ測定値Ｙｄｆと側方視野の明るさ測定値Ｙｄｓを算出する。ここで、画像信号の中心座標（Ｎ／２，Ｍ／２）を原点とし、所定の半径内の画素を前方視野、それ以外の画素を側方視野と設定する。
【数９】
【０２０６】
ここで、ｍは前方視野のサンプリング画素数（定数）であり、ｎは側方視野のサンプリング画素数（定数）である。これらは、画像信号の画角大きさに応じて設定される。ａ（ｘ，ｙ）、ｂ（ｘ，ｙ）は、重み係数である。
【０２０７】
なお、上記の実施形態では、前方視野と側方視野の２つの領域に分割し、それぞれの視野の明るさ測定値を算出するが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、挿入部３００の先端の側方を被写体に接近して観察する場合、その側方視野がすべて明るくなる可能性が低い。図３７に示すように、このようなことを想定して、例えば側方視野を更に複数領域に分割し、各領域に含まれるサンプリング画素の輝度信号Ｙｉ（ｘ，ｙ）を加算平均して各領域の明るさ測定値を算出してもよい。この場合、算出した複数の側方領域の明るさ測定値中の最大値を、側方領域の明るさ測定値Ｙｄｓとする。例えば、図３７では、側方視野３の明るさ測定値が最大値となる。この場合、側方視野３の明るさ測定値を側方領域の明るさ測定値Ｙｄｓとして特定部４４３へ転送する。
【０２０８】
特定部４４３は、加算部４４２により算出された明るさ測定値Ｙｄｆ、Ｙｄｓに基づいて注目領域を設定する。具体的には、特定部４４３は、前方視野の明るさ測定値Ｙｄｆが所定の閾値より大きい場合、前方視野に対応する領域を注目領域として設定する。また特定部４４３は、側方視野の明るさ測定値Ｙｄｓが所定の閾値より大きい場合、側方視野に対応する領域を注目領域として設定する。明るさ測定値Ｙｄｆ、Ｙｄｓがともに所定の閾値より大きい場合は、より明るい領域を注目領域として設定する。特定部４４３は、設定した注目領域情報を変倍処理部４１４へ転送する。
【０２０９】
変倍処理部４１４は、設定された注目領域の変倍処理を行う。変倍処理の手法は第３の実施例と同様である。具体的には、図３８（Ａ）に、変倍処理を行う前の画像構成（実線ＣＬは前方視野と側方視野の境界線）を示す。図３８（Ｂ）に示すように、前方視野が注目領域の場合、実線ＣＬを境界線にして前方視野の領域を拡大し、側方視野の領域を縮小する。一方、図３８（Ｃ）に示すように、側方視野が注目領域の場合、実線ＣＬを境界線にして側方視野の領域を拡大し、前方視野の領域を縮小する。
【０２１０】
なお、前方視野と側方視野がともに注目領域の場合、ユーザーの指定や事前設定などにより、前方視野の領域或は側方視野領域のどちら一方の注目領域を拡大し、もう一方の注目領域を縮小してもよい。例えば、ユーザーの外部操作により、拡大／縮小する注目領域を切替える。
【０２１１】
上記の実施形態によれば、画像信号の明るさから挿入部３００の先端と被写体の距離を推定し、その距離に基づいて前方視野と側方視野を適応的に変倍処理することで、術者にとって病変部視認性の向上させることができる。
【０２１２】
６．３．ソフトウェア
なお本実施形態では、画像処理部４１０の各部が行う処理の一部または全部をソフトウェアで構成することとしてもよい。この場合、例えば図７２等で後述するコンピュータシステムのＣＰＵが画像処理プログラムを実行する。
【０２１３】
図３９に、第５の実施形態における注目領域設定処理の詳細なフローチャート例を示す。画像処理プログラムの他のステップの処理については、図１８等で上述した第１の実施形態と同様である。
【０２１４】
図３９に示すように、この処理が開始されると、上式（１）により同時化後の画像信号のサンプリング画素の輝度値を算出する（Ｓ３１）。次に、上式（１４）により、前方視野加算平均値Ｙｄｆ、側方視野加算平均値Ｙｄｓを算出する（Ｓ３２）。次に、前方視野加算平均値Ｙｄｆが所定の閾値より大きい場合、前方視野に対応する領域を注目領域と特定する。一方、側方視野加算平均値Ｙｄｓが所定の閾値より大きい場合、側方視野に対応する領域を注目領域と特定する（Ｓ３３）。
【０２１５】
以上の実施形態によれば、注目領域設定部４１３は、距離情報取得部（図３６の輝度換算部４４１、加算部４４２）を有する。距離情報取得部は、被写体とスコープ先端部の間の距離を表す距離情報を、撮像画像の明るさ（例えば上式（１４）の輝度信号Ｙｉ（ｘ，ｙ））に基づいて取得する。注目領域設定部４１３は、取得された距離情報に基づいて注目領域を設定する。
【０２１６】
具体的には、距離情報取得部は、撮像画像の画素の輝度に関する輝度特徴量を算出（例えば、輝度換算部４４１（広義には輝度特徴量算出部）が算出）し、算出した輝度特徴量に基づいて距離情報を取得する。
【０２１７】
より具体的には図３８（Ａ）〜図３８（Ｃ）等で説明したように、距離情報取得部は、撮像画像を複数の領域（例えば前方視野に対応する領域と、側方視野に対応する領域）に分割し、分割した各領域の明るさ（明るさ測定値Ｙｄｆ、Ｙｄｓ）を距離情報として取得する。注目領域設定部４１３は、その複数の領域のうち最も明るい領域をスコープ先端部に最も近い領域として注目領域に設定する。
【０２１８】
このようにすれば、画像の明るさに基づいて注目領域を設定し、その注目領域を変倍処理により拡大できる。即ち、術者が観察したい領域にスコープ先端を近づけると、その領域が照明により明るくなるため、画像の明るさに応じて注目領域を設定することで、術者が観察したい領域を適切に拡大表示できる。
【０２１９】
７．第６の実施形態
７．１．内視鏡装置
特殊光により病変領域を検出し、検出した病変領域を注目領域として設定する第６の実施形態について説明する。
【０２２０】
図４０に、第６の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部１００、挿入部３００、制御装置４００、表示部５００、外部Ｉ／Ｆ部５５０を含む。なお、図３等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０２２１】
光源部１００は、白色光源１０１と、光源絞り１０２と、光源絞り駆動部１０３と、集光レンズ１０６を含む。第１の実施形態に比べて、回転色フィルター１０４、回転駆動部１０５が削除されている。
【０２２２】
挿入部３００は、ライトガイドファイバー３０１と、照明レンズ３０２と、対物光学系３０３を含む。また挿入部３００は、対物光学系３０３で集光された反射光を２つに分離するハーフミラー３０９と、分離された反射光を検出する第１の撮像素子３０４及び第２の撮像素子３１０と、第１のＡ／Ｄ変換部３０５と、第２のＡ／Ｄ変換部３１１を含む。
【０２２３】
Ａ／Ｄ変換部３１１は、第２の撮像素子３１０により検出されたアナログの画像信号を、デジタルの画像信号に変換する。
【０２２４】
第１の撮像素子３０４は、Ｂａｙｅｒ型配列の撮像素子である。図４１に示すように、第２の撮像素子３１０は、２種類の色フィルターｎＢ、ｎＧが市松上に配置された撮像素子である。図４２に示すように、各色フィルターｎＢ、ｎＧは、狭帯域の光を透過する特性を有している。例えば、色フィルターｎＢは３９０〜４４５ｎｍの光を透過する特性を有し、色フィルターｎＧは５３０〜５５０ｎｍの光を透過する特性を有する。例えば、第１の撮像素子３０４と、第２の撮像素子３１０の画素数は同一である。
【０２２５】
制御装置４００は、画像処理部４１０と、制御部４２０を含む。Ａ／Ｄ変換部３０５、３１１は、デジタルに変換した画像信号を画像処理部４１０に転送する。画像処理部４１０は、処理した画像信号を表示部５００に転送する。制御部４２０は、光源絞り駆動部１０３と、画像処理部４１０と、外部Ｉ／Ｆ部５５０に接続されており、これらの制御を行う。
【０２２６】
７．２．画像処理部
図４３に、第６の実施形態における画像処理部４１０の詳細な構成例を示す。画像処理部４１０は、第１の前処理部４１１、第２の前処理部４１８、第１の同時化部４１２、第２の同時化部４１７、注目領域設定部４１３、変倍処理部４１４、後処理部４１５を含む。なお、前処理部４１１と、変倍処理部４１４と、後処理部４１５の処理は、第１の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【０２２７】
同時化部４１２は、変倍処理部４１４に接続される。前処理部４１８は同時化部４１７に接続される。同時化部４１７は注目領域設定部４１３に接続される。また、制御部４２０は、前処理部４１８、同時化部４１７と双方向に接続されており、これらの制御を行う。
【０２２８】
同時化部４１２は、前処理部４１１により処理された画像信号に対して同時化処理を施す。上述のように、第１の撮像素子３０４で取得される画像信号は、Ｂａｙｅｒ型配列の単板画像信号である。同時化部４１２は、補間処理を用いて、単板画像信号からＲＧＢの３板画像信号を生成する。例えば、補間処理としては公知のバイキュービック補間処理を用いればよい。以下では、同時化部４１２より出力される画像信号を通常光画像と呼ぶ。
【０２２９】
前処理部４１８は、Ａ／Ｄ変換部３１１から入力される画像信号に対して、制御部４２０に予め保存されているＯＢクランプ値、ゲイン補正値、ＷＢ係数値を用いて、ＯＢクランプ処理、ゲイン補正処理、ＷＢ補正処理を行う。前処理部４１８は、前処理を施した画像信号を同時化部４１７へ転送する。
【０２３０】
同時化部４１７は、前処理部４１８により処理された画像信号に対して同時化処理を施す。図４１で上述のように、第２の撮像素子３１０は、２種類の色フィルターｎＢ、ｎＧが市松上に配置された撮像素子である。従って前処理部４１８により処理された画像信号は、図４４に示すような単板画像信号となる。図４４では、色フィルターｎＢで取得される画像信号をＢ２と表し、色フィルターｎＧで取得される画像信号をＧ２と表す。
【０２３１】
同時化部４１７は、下式（１５）、（１６）により、この単板画像信号からＢ２画像信号とＧ２画像信号を生成する。Ｂ２画像信号は、全画素でＢ２信号を有する画像信号であり、Ｇ２画像信号は、全画素でＧ２信号を有する画像信号である。例えば、図４４のＧ２（１，１）の位置におけるｎＢフィルターの画像信号Ｂ２（１，１）は、下式（１５）を用いて算出すればよい。また、図４４のＢ２（１，２）の位置におけるｎＧフィルターの画像信号Ｇ２（１，２）は、下式（１６）を用いて算出すればよい。
【数１０】
【数１１】
【０２３２】
同時化部４１７は、上式（１５）、（１６）により生成したＢ２画像信号とＧ２画像信号を用いて、ＲＧＢの３板画像信号を生成する。具体的には、同時化部４１７は、Ｒ画像信号としてＧ２画像信号を用い、Ｇ、Ｂ画像信号としてＢ２画像信号を用いることにより、３板画像信号を生成する。以下では、同時化部４１７より出力される画像信号を狭帯域光画像（広義には特殊光画像）と呼ぶ。
【０２３３】
注目領域設定部４１３は、後述する手法により狭帯域光画像から病変領域を検出し、その病変領域に基づいて注目領域を設定する。狭帯域光画像上では、扁平上皮癌等の病変部が、褐色の領域として描出される特徴がある。そのため、特定の色相を有する領域（褐色の領域）を狭帯域光画像から検出することで、病変領域を検出可能である。
【０２３４】
変倍処理部４１４は、設定された注目領域に対応する通常光画像上の領域を拡大する処理を行う。後述するように、注目領域は座標（ｘ０，ｙ０）を中心とする半径Ｒの円内の領域である。座標変倍処理は、第１の実施形態と同様である。
【０２３５】
７．３．注目領域設定部
図４５に、第６の実施形態における注目領域設定部４１３の詳細な構成例を示す。注目領域設定部４１３は、局所領域設定部４５１と、特徴量算出部４５２と、病変領域検出部４５３と、ラベリング処理部４５４と、領域選出部４５５と、座標算出部４５６と、対応付け部４５７と、変倍処理条件設定部４５８を含む。
【０２３６】
同時化部４１７は、局所領域設定部４５１に接続される。局所領域設定部４５１は、特徴量算出部４５２と対応付け部４５７に接続される。特徴量算出部４５２は、病変領域検出部４５３に接続される。病変領域検出部４５３は、ラベリング処理部４５４に接続される。ラベリング処理部４５４は、領域選出部４５５に接続される。領域選出部４５５は、座標算出部４５６に接続される。座標算出部４５６は、対応付け部４５７に接続される。対応付け部４５７は、変倍処理条件設定部４５８に接続される。変倍処理条件設定部４５８は変倍処理部４１４に接続される。
【０２３７】
局所領域設定部４５１は、同時化部４１７から出力される狭帯域光画像に対して、複数の局所領域を設定する。以下では、狭帯域光画像を矩形領域に分割し、分割した各領域を局所領域として設定する場合を例に挙げて説明する。
【０２３８】
図４６に示すように、例えば５×５画素を１つの局所領域とする。狭帯域画像信号は、Ｍ×Ｎ個の局所領域で構成されていることとし、各領域の座標を（ｍ，ｎ）で表す。また、座標（ｍ，ｎ）の局所領域をａ（ｍ，ｎ）で表す。また、画像の左上に位置する局所領域の座標を（０，０）とし、右方向をｍの正方向、下方向をｎの正方向と定義する。なお、計算量を削減するために、複数の隣接する画素群からなる領域を一つの局所領域としているが、１画素を１つの局所領域とすることも可能である。この場合も、後の処理は同一である。
【０２３９】
局所領域設定部４５１は、局所領域の大きさ、及び全ての局所領域の座標を、特徴量算出部４５２に出力する。局所領域設定部４５１は、全ての局所領域の座標と、その座標に対応する狭帯域光画像上における座標を、対応付け部４５７に出力する。ここで、狭帯域光画像上における座標とは、局所領域の中心に存在する画素の座標である。
【０２４０】
特徴量算出部４５２は、局所領域設定部４５１により設定された全ての局所領域から、特徴量を算出する。以下では、特徴量として色相を用いる場合を例にとり説明する。
【０２４１】
局所領域ａ（ｍ，ｎ）の色相を、Ｈ（ｍ，ｎ）と表記する。特徴量算出部４５２は、Ｈ（ｍ，ｎ）を算出するため、まず各局所領域における、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の平均値Ｒ＿ａｖｅ，Ｇ＿ａｖｅ，Ｂ＿ａｖｅを算出する。ここで、Ｒ＿ａｖｅは、各局所領域に含まれる全画素のＲ信号の平均値である。Ｇ＿ａｖｅ，Ｂ＿ａｖｅも同様である。例えば、各信号値は８ビット（０〜２５５）である。
【０２４２】
特徴量算出部４５２は、例えば下式（１７）〜（２２）を用いて、Ｒ＿ａｖｅ，Ｇ＿ａｖｅ，Ｂ＿ａｖｅから各局所領域の色相Ｈ（ｍ，ｎ）を算出する。まず、下式（１７）によりｍａｘを求める。
【数１２】
【０２４３】
ここでＭＡＸ（）関数は、括弧内における複数の引数の最大値を出力する関数である。
【０２４４】
ｍａｘが０の場合、下式（１８）により色相Ｈを算出する。
【数１３】
【０２４５】
ｍａｘが０以外の場合、下式（１９）によりｄを算出する。
【数１４】
【０２４６】
ここで、ＭＩＮ（）関数は、括弧内における複数の引数の最小値を出力する関数である。
【０２４７】
Ｒ＿ａｖｅ，Ｇ＿ａｖｅ，Ｂ＿ａｖｅのうちＲ＿ａｖｅが最大の場合、下式（２０）により色相Ｈを算出する。
【数１５】
【０２４８】
Ｒ＿ａｖｅ，Ｇ＿ａｖｅ，Ｂ＿ａｖｅのうちＧ＿ａｖｅが最大の場合、下式（２１）により色相Ｈを算出する。
【数１６】
Ｒ＿ａｖｅ，Ｇ＿ａｖｅ，Ｂ＿ａｖｅのうちＢ＿ａｖｅが最大の場合、下式（２２）により色相Ｈを算出する。
【数１７】
【０２４９】
なお、Ｈ＜０になった場合には、Ｈに３６０を加える。またＨ＝３６０の場合、Ｈ＝０とする。
【０２５０】
病変領域検出部４５３は、特定の色相Ｈを有する局所領域を病変領域として検出し、病変領域として検出された全ての局所領域の座標を、ラベリング処理部４５４に出力する。例えば病変領域検出部４５３は、色相Ｈが５〜３５の値を有する領域（褐色領域に相当）を、病変領域として検出する。
【０２５１】
ラベリング処理部４５４は、病変領域検出部４５３より出力された病変領域のうちの互いに隣接する病変領域に対して、同一のラベルを付与する。以下では、同一のラベルを付与された病変領域の集合を、病変領域群と呼ぶ。ラベリング処理部４５４は、同一のラベルを付与された病変領域群の大きさを算出する。ここで、病変領域群の大きさとは、同一のラベルを付与された病変領域の数とすればよい。なおこれに限定されず、病変領域群の大きさは、病変領域群の面積を表す情報であればよい。
【０２５２】
図４７を用いて、ラベリング処理部４５４が行う処理について詳細に説明する。例えば図４７に示す病変領域が検出された場合、Ａ１に示す領域に属する病変領域には、ラベル１が付与される。同様にＡ２に示される領域に属する病変領域にはラベル２が付与され、Ａ３に示される領域に属する病変領域には、ラベル３が付与される。ラベリング処理部４５４は、同一のラベルを付与された病変領域群の大きさを算出する。ラベル１を付与された病変領域群１（Ａ１）の大きさは７となる。同様に、病変領域群２（Ａ２）の大きさは３となり、病変領域群３（Ａ３）の大きさは２となる。
【０２５３】
領域選出部４５５は、ラベリング処理部４５４でラベルを付与された複数の病変領域群のうち、最大の大きさを有する病変領域群を注目領域として選出する。そして、その注目領域に含まれる全ての局所領域の座標を座標算出部４５６に出力する。図４７の場合には、Ａ１で示される病変領域群１が、注目領域として選出される。
【０２５４】
座標算出部４５６は、領域選出部４５５より出力される全ての局所領域座標から、局所領域座標の最大値（ｍＭＡＸ，ｎＭＡＸ）及び最小値（ｍＭＩＮ，ｎＭＩＮ）を算出し、算出した値を対応付け部４５７に出力する。
【０２５５】
具体的には、領域選出部４５５より出力される全ての局所領域の数をＫとし、その全ての局所領域を便宜的にａ（ｍ１，ｎ１）〜ａ（ｍＫ，ｎＫ）と表す。この場合、座標算出部４５６は、局所領域座標の最大値（ｍＭＡＸ，ｎＭＡＸ）及び最小値（ｍＭＩＮ，ｎＭＩＮ）を、下式（２３）により算出する。
【数１８】
【０２５６】
対応付け部４５７は、この最大値（ｍＭＡＸ，ｎＭＡＸ）、最小値（ｍＭＩＮ，ｎＭＩＮ）に対応する、狭帯域光画像の座標を算出する。具体的には、その座標を、局所領域設定部４５１より出力される局所領域と狭帯域光画像の座標の対応関係に基づいて算出する。以下では、（ｍＭＡＸ，ｎＭＡＸ）、（ｍＭＩＮ，ｎＭＩＮ）に対応する狭帯域光画像の座標を（ｘＭＡＸ，ｙＭＡＸ）、（ｘＭＩＮ，ｙＭＩＮ）と表す。対応付け部４５７は、座標（ｘＭＡＸ，ｙＭＡＸ）、（ｘＭＩＮ，ｙＭＩＮ）を、変倍処理条件設定部４５８に出力する。
【０２５７】
変倍処理条件設定部４５８は、変倍処理の対象となる注目領域の条件である変倍処理条件を決定し、その変倍処理条件を変倍処理部４１４に出力する。具体的には、変倍処理条件設定部４５８は、下式（２４）により注目領域の中心座標（ｘ０，ｙ０）を算出し、下式（２５）により注目領域の半径Ｒを算出し、算出した中心座標（ｘ０，ｙ０）と半径Ｒを変倍処理条件とする。図４７で説明した例では、図示のように半径Ｒの円内が変倍対象の注目領域に設定される。
【数１９】
【数２０】
【０２５８】
ここで、ｉｎｔ（）は、括弧内の実数の整数値を返す関数である。
【０２５９】
７．４．ソフトウェア
なお本実施形態では、画像処理部４１０の各部が行う処理の一部または全部をソフトウェアで構成することとしてもよい。この場合、例えば図７２等で後述するコンピュータシステムのＣＰＵが画像処理プログラムを実行する。
【０２６０】
図４８に、第６の実施形態における画像処理プログラムのフローチャート例を示す。図４８に示すように、この処理が開始されると、ヘッダー情報を入力し（Ｓ４１）、２種類の画像信号を、予め確保しておいた画像バッファに入力する（Ｓ４２）。２種類の画像信号とは、Ｂａｙｅｒ型配列の撮像素子で検出された単板画像信号と、図４１で上述した配列の撮像素子で検出された単板画像信号である。
【０２６１】
次に、上記画像信号に対して前処理を行う（Ｓ４３）。次に、Ｂａｙｅｒ型配列で検出された単板画像信号に対して上述の補間処理を行い、３板画像信号を通常光画像として生成する（Ｓ４４）。次に、図４１で上述した配列の撮像素子で検出された単板画像信号から、上述の手法により３板画像信号を狭帯域光画像として生成する（Ｓ４５）。
【０２６２】
次に、狭帯域光画像に基づいて注目領域を設定する（Ｓ４６）。次に、注目領域に基づいて通常光画像の変倍処理を行う（Ｓ４７）。注目領域設定処理については詳細に後述する。変倍処理は、図２０で上述の処理と同様である。次に、変倍処理後の通常光画像に対して後処理を行い（Ｓ４８）、後処理後の通常光画像を出力する（Ｓ４９）。最終画像であれば処理を終了し（Ｓ５０、ＹＥＳ）、最終画像でなければ再びステップＳ４２の処理を行う（Ｓ５０、ＮＯ）。
【０２６３】
なお、画像信号入力処理（Ｓ４２）と、通常光画像同時化処理（Ｓ４４）と、狭帯域光画像同時化処理（Ｓ４５）と、注目領域設定処理（Ｓ４６）以外のステップは、第１の実施形態と同一である。
【０２６４】
図４９に、第６の実施形態における注目領域設定処理（Ｓ４６）の詳細なフローチャート例を示す。以下では、狭帯域光画像に対して処理が施される場合を例に説明する。
【０２６５】
図４９に示すように、この処理が開始されると、狭帯域光画像に対して、図４６で上述の局所領域を設定する（Ｓ６１）。次に、設定した全ての局所領域における特徴量（色相Ｈ）を上述の手法により算出する（Ｓ６２）。次に、色相Ｈが５〜３５の値となる局所領域を病変領域として検出する（Ｓ６３）。次に、ステップＳ６３において、病変領域が検出されたか否かを判定する（Ｓ６４）。病変領域が検出されなかった場合には、この処理を終了する（Ｓ６４、Ｎｏ）。
【０２６６】
病変領域が検出された場合には（Ｓ６４、Ｙｅｓ）、検出された病変領域に対して、上述したラベリング処理を行う（Ｓ６５）。次に、ラベリング処理の結果、最大の大きさを有する病変領域群を選出する（Ｓ６６）。次に、選出された病変領域群に含まれる全ての局所領域の座標から、上述の手法により局所領域座標の最大値（ｍＭＡＸ，ｎＭＡＸ）、最小値（ｍＭＩＮ，ｎＭＩＮ）を算出する（Ｓ６７）。次に、その最大値（ｍＭＡＸ，ｎＭＡＸ）、最小値（ｍＭＩＮ，ｎＭＩＮ）に対応する狭帯域光画像上での座標（ｘＭＡＸ，ｙＭＡＸ）、（ｘＭＩＮ，ｙＭＩＮ）を算出する（Ｓ６８）。次に、座標（ｘＭＡＸ，ｙＭＡＸ）、（ｘＭＩＮ，ｙＭＩＮ）に基づいて、上述の手法により注目領域の中心座標（ｘ０，ｙ０）及び半径Ｒを算出し（Ｓ６９）、この処理を終了する。
【０２６７】
以上の実施形態によれば、注目領域設定部４１３は、撮像画像に基づいて特徴量（例えば色相値）を算出し、所定の特徴量（例えば色相値５〜３５の範囲）を有する領域に基づいて注目領域を設定する。
【０２６８】
このようにすれば、病変部に特徴的に現れる画像の特徴量に基づいて注目領域を設定し、その注目領域を変倍処理により拡大できる。これにより、病変部を適切に拡大表示した画像を術者に対して提示できる。
【０２６９】
また本実施形態では図４７等で説明したように、注目領域設定部４１３は、所定の特徴量を有する領域のうちの最大の面積の領域を選択し、選択した領域を含む円形領域を注目領域として設定する。
【０２７０】
術者は、観察したい病変部にスコープを近づけるため、その観察したい病変部が大きく表示されると考えられる。そのため、大きさが最大となる病変領域群を注目領域として設定することで、術者が注目していると思われる領域を、適切に拡大表示することが可能になる。
【０２７１】
なお、上記の実施形態では特徴量が色相値である場合を例に説明したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、特徴量は、病変部と他の領域を識別できるものであればよく、例えば出血部位を識別する場合にはＲ画素値が特徴量であってもよい。
【０２７２】
また、上記の実施形態では、ラベリング処理部４５４でラベル付けされた病変領域群のうち、最大の大きさを有する病変領域群に基づいて注目領域を設定する例を説明したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、病変領域検出部４５３で検出された全ての病変領域に基づいて注目領域を設定してもよい。この場合、領域選出部４５５は、ラベリング処理部４５４より出力される全ての病変領域群に含まれる局所領域の座標を、座標算出部４５６に出力すればよい。
【０２７３】
これにより、複数の病変領域群が存在する場合にも、全ての病変領域群を他の領域に比べて相対的に拡大表示することが可能となる。
【０２７４】
また、上記の実施形態では、表示画像として通常光画像を用いる例を示したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、狭帯域光画像を表示画像として用いてもよい。
【０２７５】
また本実施形態では、撮像画像は、特定の波長帯域における情報を有する被写体像が撮像された特殊光画像と、白色光の波長帯域における情報を有する被写体像が撮像された通常光画像（白色光画像）である。注目領域設定部４１３は、特殊光画像に基づいて注目領域を設定する。
【０２７６】
変倍処理部４１４は、設定された注目領域に基づいて、通常光画像を変倍処理する。
【０２７７】
このようにすれば、検出したい病変部に応じた特殊光画像を取得することにより、その病変部の特徴量を抽出しやすくなり、その抽出した特徴量により注目領域を設定できる。また、特殊光画像により設定した注目領域に応じて、観察において通常用いられる通常光画像の変倍処理を行うことができる。
【０２７８】
また、本実施形態では、特定の波長帯域は、白色の波長帯域（例えば３８０ｎｍ〜６５０ｎｍ）よりも狭い帯域である（NBI: Narrow Band Imaging）。例えば、通常光画像及び特殊光画像は、生体内を写した生体内画像であり、その生体内画像に含まれる特定の波長帯域は、血液中のヘモグロビンに吸収される波長の波長帯域である。例えば、このヘモグロビンに吸収される波長は、３９０ｎｍ〜４４５ｎｍ（第１の狭帯域光ｎＢ）、又は５３０ｎｍ〜５５０ｎｍ（第２の狭帯域光ｎＧ）である。
【０２７９】
これにより、生体の表層部及び、深部に位置する血管の構造を観察することが可能になる。また得られた信号を特定のチャンネル（Ｇ２→Ｒ、Ｂ２→Ｇ，Ｂ）に入力することで、扁平上皮癌等の通常光では視認が難しい病変などを褐色等で表示することができ、病変部の見落としを抑止することができる。なお、３９０ｎｍ〜４４５ｎｍ又は５３０ｎｍ〜５５０ｎｍとは、ヘモグロビンに吸収されるという特性及び、それぞれ生体の表層部又は深部まで到達するという特性から得られた数字である。ただし、この場合の波長帯域はこれに限定されず、例えばヘモグロビンによる吸収と生体の表層部又は深部への到達に関する実験結果等の変動要因により、波長帯域の下限値が０〜１０％程度減少し、上限値が０〜１０％程度上昇することも考えられる。
【０２８０】
また、本実施形態では、通常光画像及び特殊光画像は生体内を写した生体内画像であり、その生体内画像に含まれる特定の波長帯域は、蛍光物質が発する蛍光の波長帯域であってもよい。例えば、特定の波長帯域は、４９０ｎｍ〜６２５ｎｍの波長帯域であってもよい。
【０２８１】
これにより、ＡＦＩ（Auto Fluorescence Imaging）と呼ばれる蛍光観察が可能となる。この蛍光観察では、励起光（３９０ｎｍ〜４７０ｎｍ）を照射することで、コラーゲンなどの蛍光物質からの自家蛍光（intrinsic fluorescence。４９０ｎｍ〜６２５ｎｍ）を観察することができる。このような観察では病変を正常粘膜とは異なった色調で強調表示することができ、病変部の見落としを抑止すること等が可能になる。なお４９０ｎｍ〜６２５ｎｍとは、上述の励起光を照射した際、コラーゲン等の蛍光物質が発する自家蛍光の波長帯域を示したものである。ただし、この場合の波長帯域はこれに限定されず、例えば蛍光物質が発する蛍光の波長帯域に関する実験結果等の変動要因により、波長帯域の下限値が０〜１０％程度減少し、上限値が０〜１０％程度上昇することも考えられる。また、ヘモグロビンに吸収される波長帯域（５４０ｎｍ〜５６０ｎｍ）を同時に照射し、擬似カラー画像を生成してもよい。
【０２８２】
また、本実施形態では、生体内画像に含まれる特定の波長帯域は、赤外光の波長帯域であってもよい。例えば、特定の波長帯域は、７９０ｎｍ〜８２０ｎｍ、又は９０５ｎｍ〜９７０ｎｍの波長帯域であってもよい。
【０２８３】
これにより、ＩＲＩ（Infra Red Imaging）と呼ばれる赤外光観察が可能となる。この赤外光観察では、赤外光が吸収されやすい赤外指標薬剤であるＩＣＧ（インドシアニングリーン）を静脈注射した上で、上記波長帯域の赤外光を照射することで、人間の目では視認が難しい粘膜深部の血管や血流情報を強調表示することができ、胃癌の深達度診断や治療方針の判定などが可能になる。なお、７９０ｎｍ〜８２０ｎｍという数字は赤外指標薬剤の吸収がもっとも強いという特性から求められ、９０５ｎｍ〜９７０ｎｍという数字は赤外指標薬剤の吸収がもっとも弱いという特性から求められたものである。ただし、この場合の波長帯域はこれに限定されず、例えば赤外指標薬剤の吸収に関する実験結果等の変動要因により、波長帯域の下限値が０〜１０％程度減少し、上限値が０〜１０％程度上昇することも考えられる。
【０２８４】
また、本実施形態では、取得された通常光画像に基づいて、特殊光画像を生成する特殊光画像取得部を含んでもよい。例えば、図４０において、ハーフミラー３０９と撮像素子３１０とＡ／Ｄ変換部３１１を省略し、図４３の前処理部４１８と同時化部４１７が特殊光画像取得部として通常光画像から特殊光画像を生成してもよい。
【０２８５】
具体的には、特殊光画像取得部は、取得された通常光画像から、白色の波長帯域における信号を抽出する信号抽出部を含む。そして、特殊光画像取得部は、抽出された通常光の波長帯域における信号に基づいて、特定の波長帯域における信号を含む特殊光画像を生成してもよい。例えば、信号抽出部は、通常光画像のＲＧＢ信号から１０ｎｍ刻みに被写体の分光反射率特性を推定し、特殊光画像取得部は、その推定された信号成分を上記特定の帯域で積算して特殊光画像を生成する。
【０２８６】
より具体的には、特殊光画像取得部は、通常光の波長帯域における信号から、特定の波長帯域における信号を算出するためのマトリクスデータを設定するマトリクスデータ設定部を含んでもよい。そして、特殊光画像取得部は、設定されたマトリクスデータを用いて、白色の波長帯域における信号から特定の波長帯域における信号を算出して、特殊光画像を生成してもよい。例えば、マトリクスデータ設定部は、特定の波長帯域の照射光の分光特性が１０ｎｍ刻みに記述されたテーブルデータをマトリクスデータとして設定する。そして、このテーブルデータに記述された分光特性（係数）を、１０ｎｍ刻みに推定された被写体の分光反射率特性に乗算して積算し、特殊光画像を生成する。
【０２８７】
これにより、通常光画像に基づいて特殊光画像を生成することができるため、通常光を照射する１つの光源と、通常光を撮像する１つの撮像素子のみでもシステムを実現することが可能になる。そのため、カプセル型内視鏡や、スコープ型内視鏡の挿入部を小さくすることができ、また部品が少なくてすむためコストを下げる効果も期待できる。
【０２８８】
８．第７の実施形態
８．１．内視鏡装置
スコープＩＤに基づいて注目領域を設定する第７の実施形態について説明する。
【０２８９】
図５０に、第７の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部１００、挿入部３００、制御装置４００、表示部５００、外部Ｉ／Ｆ部５５０を含む。なお、図３等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０２９０】
挿入部３００は、ライトガイドファイバー３０１と、照明レンズ３０２と、対物光学系３０３と、撮像素子３０４と、Ａ／Ｄ変換部３０５と、メモリー３１３を含む。メモリー３１３以外の各部の構成は、第１の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【０２９１】
挿入部３００は、一般にスコープと呼ばれる。そのため以下では、挿入部３００を適宜スコープと呼ぶ。内視鏡診断では、診断する部位に応じて異なるスコープが用いられる。例えば、食道や胃の診断には、上部消化器スコープが用いられ、大腸の診断には下部消化器スコープが用いられる。一方、スコープのメモリー３１３には、各スコープ固有の識別番号（スコープＩＤ）が保持されている。
【０２９２】
制御装置４００は、画像処理部４１０と、制御部４２０と、状態情報取得部４３０を含む。状態情報取得部４３０は、メモリー３１３に保持されている各スコープ固有の識別番号を参照し、接続されるスコープの種類を識別する。スコープの種類とは、例えば、上部消化器スコープ又は下部消化器スコープの何れかである。状態情報取得部４３０は、識別したスコープの種類を、後述する注目領域設定部４１３に出力する。
【０２９３】
８．２．画像処理部
図５１に、第７の実施形態における画像処理部４１０の詳細な構成例を示す。画像処理部４１０は、前処理部４１１と、同時化部４１２と、注目領域設定部４１３と、変倍処理部４１４と、後処理部４１５を含む。注目領域設定部４１３と、変倍処理部４１４以外の処理は第１の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【０２９４】
注目領域設定部４１３は、状態情報取得部４３０より出力されるスコープの種類に応じて、注目領域を設定する。注目領域の設定手法は、第３の実施形態と同様である。具体的には、スコープの種類が下部消化器スコープの場合、側方視野の領域を注目領域（拡大領域）に設定する。スコープの種類が上部消化器スコープの場合、前方視野の領域を注目領域に設定する。
【０２９５】
変倍処理部４１４は、第３の実施形態と同様の手法により、画像の拡大縮小処理を行う。具体的には、図２７（Ｂ）で上述の倍率Ａ、Ｂにより注目領域を拡大し、他の領域を縮小する。例えば、スコープの種類と拡大率Ａ、Ｂが対応付けされたルックアップテーブルを予め用意しておけばよい。
【０２９６】
以上の実施形態によれば、図５０等で説明したように、内視鏡装置にはスコープ（挿入部３００）が着脱可能である。状態情報取得部４３０は、装着されたスコープを識別する識別情報（スコープＩＤ）を取得する。注目領域設定部４１３は、取得された識別情報に基づいて注目領域を設定する。
【０２９７】
このようにすれば、接続されるスコープに応じて適切な変倍処理を施すことで、術者は被写体の全体像を把握しながら、病変領域を適正な大きさで観察することができる。
【０２９８】
具体的には、スコープは、前方視野と側方視野を結像する対物光学系を有する。注目領域設定部４１３は、識別情報が下部消化管用のスコープを表す識別情報である場合、撮像画像の中の側方視野に対応する領域を注目領域に設定する。
【０２９９】
下部消化器スコープの診断対象となる大腸では、ヒダの裏にある病変が画像の側方領域に表示されると想定される。そのため、側方視野に対応する領域を拡大表示することで、病変の見落としの危険性を改善することが可能である。
【０３００】
また本実施形態では、注目領域設定部４１３は、識別情報が上部消化管（例えば胃や食道）用のスコープを表す識別情報である場合、撮像画像の中の前方視野に対応する領域を注目領域に設定する。
【０３０１】
上部消化器の診断対象となる食道や胃にはヒダが少ないため、側方視野よりも前方視野が診断の際に重要となる。そのため、前方視野に対応する領域を拡大することで、重要な視野を見やすくすることができる。
【０３０２】
９．第８の実施形態
９．１．注目領域設定部
画像から被写体の動き量（広義には動き情報）を算出し、その動き量に基づいて注目領域を設定する第８の実施形態について説明する。
【０３０３】
内視鏡装置と画像処理部４１０の構成は、図３、図６で上述の第１の実施形態と同様であるため、適宜説明を省略する。以下では、第１の実施形態と構成が異なる注目領域設定部４１３について詳細に説明する。
【０３０４】
図５２に、第８の実施形態における注目領域設定部４１３の詳細な構成例を示す。注目領域設定部４１３は、歪み補正部４７１と、画像メモリー４７２と、動き検出部４７３（広義には動き情報取得部）と、設定部４７４を含む。
【０３０５】
同時化部４１２は、同時化した画像信号を歪み補正部４７１に出力する。歪み補正部４７１は、画像メモリー４７２と、動き検出部４７３と、設定部４７４に接続される。動き検出部４７３は、設定部４７４に接続される。設定部４７４は、変倍処理部４１４に接続される。制御部４２０は、歪み補正部４７１と、画像メモリー４７２と、動き検出部４７３と、設定部４７４と双方向に接続されており、これらの制御を行う。
【０３０６】
歪み補正部４７１は、同時化処理された画像信号に対し、収差の一種である歪曲収差（以下では適宜、歪みと呼ぶ）を補正する。図５３に、歪み補正処理前後の画像例を示す。
【０３０７】
具体的には、歪み補正部４７１は、歪み補正処理後の画像の画素座標を取得する。歪み補正処理後の画像サイズは、光学系の歪みに基づいて予め取得されているとする。歪み補正部４７１は、取得した画素座標（ｘ，ｙ）を、下式（２６）を用いて光軸中心を原点とする座標（ｘ’，ｙ’）に変換する。
【数２１】
【０３０８】
ここで、（ｃｅｎｔｅｒ＿ｘ，ｃｅｎｔｅｒ＿ｙ）は、歪み補正処理後の光軸中心の座標である。例えば、歪み補正処理後の光軸中心は、歪み補正処理後画像の中心である。
【０３０９】
次に、歪み補正部４７１は、変換した画素座標（ｘ’，ｙ’）に基づいて、下式（２７）を用いて物体高ｒを算出する。
【数２２】
【０３１０】
ここで、ｍａｘ＿ｒは、歪み補正処理後の画像における最大物体高である。
【０３１１】
次に、歪み補正部４７１は、算出した物体高ｒに基づいて像高と物体高の比（Ｒ／ｒ）を算出する。具体的には、歪み補正部４７１は、比Ｒ／ｒと物体高ｒとの関係をテーブルとして保持しておき、そのテーブルを参照することで物体高ｒに対応する比Ｒ／ｒを取得する。次に、歪み補正部４７１は、歪み補正処理後の画素座標（ｘ，ｙ）に対応する、歪み補正処理前の画素座標（Ｘ，Ｙ）を下式（２８）を用いて取得する。
【数２３】
【０３１２】
ここで、（ｃｅｎｔｅｒ＿Ｘ，ｃｅｎｔｅｒ＿Ｙ）は、歪み補正処理前の光軸中心の座標である。例えば、歪み補正処理前の光軸中心は、歪み補正処理前の画像の中心である。
【０３１３】
次に、歪み補正部４７１は、算出した歪み補正処理前の画素座標（Ｘ，Ｙ）に基づいて、歪み補正処理後の画素座標（ｘ，ｙ）における画素値を算出する。（Ｘ，Ｙ）が整数でない場合、周囲の画素値に基づく線形補間により画素値を算出する。歪み補正部４７１は、以上の処理を歪み補正処理後の画像の全画素に対して行う。歪み補正部４７１は、このようにして歪み補正された画像を、画像メモリー４７２及び動き検出部４７３に出力する。
【０３１４】
画像メモリー４７２は、歪み補正部４７１により歪み補正された歪み補正後画像を保存する。保存された歪み補正後画像は、新たな歪み補正後画像が歪み補正部４７１より出力されるタイミングと同期して、動き検出部４７３に出力される。
【０３１５】
動き検出部４７３は、歪み補正部４７１により歪み補正された歪み補正後画像と、画像メモリー４７２に保存されていた歪み補正後画像とに基づいて、画像の局所的な動きを検出する。以下では説明を簡単にするため、前者の歪み補正後画像を現フレーム画像とし、後者の歪み補正後画像を前フレーム画像とする。
【０３１６】
具体的には、動き検出部４７３は、局所的な動きを検出する点である代表点を、現フレーム画像上に設定する。例えば図５４に示すように、現フレーム画像の画素において一定間隔かつ格子状に代表点（図５４に示す●）を設定する。動き検出部４７３は、現フレーム画像と前フレーム画像の間の代表点の動きベクトルを、局所的な動き量として算出する。例えば、公知の技術であるブロックマッチングを用いて動きベクトルを検出する。動き検出部４７３は、設定した代表点の座標と、各代表点において検出した動きベクトルとを、設定部４７４に出力する。
【０３１７】
設定部４７４は、歪み補正部４７１からの現フレーム画像と、動き検出部４７３からの代表点の座標及び各代表点の動きベクトルとに基づいて、注目領域を設定する。具体的には、設定部４７４は、現フレーム画像と動きベクトルに基づいて抜去状態か否かを判定し、抜去状態であれば側方視野を注目領域に設定し、抜去状態でなければ前方視野を注目領域に設定する。設定部４７４は、設定した注目領域を変倍処理部４１４に出力する。
【０３１８】
ここで、抜去状態とは、管腔状臓器の奥まで内視鏡を挿入した後に、内視鏡を抜きながら観察を行う状態を指す。大腸に対しては一般的にこのような観察が行われるため、抜去状態であればヒダ裏観察が容易になるように側方視野を注目領域に設定し、抜去状態でなければ内視鏡操作が容易になるように前方視野を注目領域に設定する。
【０３１９】
９．２．抜去状態の判定手法
図５５（Ａ）〜図５５（Ｄ）を用いて、抜去状態の判定手法について説明する。まず、代表点における動きベクトルに基づいて、動きベクトルの消失点を検出する。
【０３２０】
具体的には図５５（Ａ）において、●が代表点を表し、実線矢印が動きベクトルを表し、×が消失点を表す。消失点とは、各代表点を始点として各代表点における動きベクトルに沿った方向に延長した直線の交点である。例えば観察対象が内径の一定な円筒状であり、動きベクトルが内視鏡の動きのみにより生じるとすると、抜去状態の場合には、各代表点から延長した直線は消失点において一点で交わる。実際には、観察対象である管腔状臓器の内径は一定ではなく、また動きベクトルは生体拍動によっても生じるため、抜去状態であっても直線が消失点において一点で交わらない。そのため、全ての直線からの距離の二乗和を第１の評価値とし、その第１の評価値が最も小さい点を消失点候補とする。直線をａｘ＋ｂｙ＋ｃ＝０とし、点を（ｐ，ｑ）とすると、第１の評価値Ｄは下式（２９）により求められる。
【数２４】
【０３２１】
ここで、上式（２９）における和は、代表点から延長した全ての直線についての距離の二乗の総和を表す。
【０３２２】
最小二乗法により、第１の評価値Ｄを最小とする消失点候補の座標（ｘｓｋ，ｙｓｋ）を、下式（３０）を用いて算出する。
【数２５】
【０３２３】
ここで、代表点の座標を（Ｐｘ，Ｐｙ）とし、代表点における動きベクトルを（Ｍｘ，Ｍｙ）とすると、ａ＝Ｍｙ、ｂ＝−Ｍｘ、ｃ＝ＭｘＰｙ−ＭｙＰｘである。
【０３２４】
次に、その消失点候補における第１の評価値Ｄが所定の第１の閾値以下であり、その消失点候補が画像内に存在する場合、その消失点候補を消失点とする。消失点候補がこの条件を満たさない場合、消失点が検出できないと判定する。
【０３２５】
この条件で抜去状態が検出可能な理由について詳細に説明する。ここで、図５５（Ｂ）に示すように、内視鏡先端の動く方向を定義する。ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向は、画像上においてそれぞれ水平方向、鉛直方向、水平方向及び鉛直方向と直交する奥行きの方向に対応する。またｘ方向、ｙ方向、ｚ方向について矢印に沿う動きを正の動きと定義し、反対の動きを負の動きと定義する。抜去状態では、内視鏡先端はｚ方向負の動きとなる。抜去状態ではなく、例えば内視鏡の先端の動きがｘ方向正の動きである場合、図５５（Ｃ）に示すように、動きベクトルはほぼ平行となるため、その消失点候補は画像外に存在する。あるいは、消失点候補が画像内に存在したとしてもその消失点候補における第１の評価値Ｄは大きな値となる。即ち、消失点候補が画像内に存在し、第１の評価値Ｄが第１の閾値より小さいという条件により、ｚ方向の動きを検出できる。
【０３２６】
次に、抜去状態か否かの判定を行う。図５５（Ｄ）に示すように、内視鏡を挿入した場合でも消失点が検出される。そのため、各代表点からその消失点へのベクトル（破線矢印）と動きベクトル（実線矢印）に基づいた判定を行う。具体的には、その消失点へのベクトルと動きベクトルとの内積が負となる代表点が所定の個数以上ある場合、消失点が検出されないと判定する。消失点が検出されない場合、抜去状態ではないと判定する。
【０３２７】
次に、検出した消失点座標における現フレーム画像の画素値を第２の評価値とし、その第２の評価値に基づいて観察対象が管腔状臓器か否かを判定する。消失点座標が整数でない場合、第２の評価値を周囲の画素値に基づいて線形補間により算出する。そして、第２の評価値が所定の第２の閾値以下の場合、管腔状臓器と判定する。観察対象が管腔状でなく平坦な場合でも、内視鏡先端がｚ方向負の動きをすると消失点が検出されるため、このような判定が必要となる。
【０３２８】
具体的には、観察対象が管腔状の場合、現フレーム画像上において照明光があまり照射されない管腔状臓器の奥に消失点が位置するため、第２の評価値は小さくなる。一方観察対象が平坦な場合、現フレーム画像上において照明光が比較的照射される領域に消失点が位置するため、第２の評価値は大きくなる。よって、第２の評価値が第２の閾値以下であるか否かを判定することで、管腔状の観察対象に対して内視鏡を抜きながら行う観察である抜去状態を判定できる。
【０３２９】
なお、上記の実施形態では、抜去状態から非抜去状態へと判定が切り替わる場合、即座に前方視野が注目領域に設定されるが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、非抜去状態という判定が所定フレーム連続した場合に、前方視野を注目領域に設定しても構わない。非抜去状態から抜去状態へと判定が切り替わる場合も同様に、抜去状態という判定が所定フレーム連続した場合に側方視野を注目領域に設定しても構わない。このようにして注目領域を設定することで、挿入と抜去を小刻みに繰り返した場合、注目領域が頻繁に切り替わり表示画面が不安定となることを防ぐことができる。
【０３３０】
９．３．ソフトウェア
なお本実施形態では、画像処理部４１０の各部が行う処理の一部または全部をソフトウェアで構成することとしてもよい。この場合、例えば図７２等で後述するコンピュータシステムのＣＰＵが画像処理プログラムを実行する。
【０３３１】
図５６に、第８の実施形態における注目領域設定処理の詳細なフローチャート例を示す。画像処理プログラムの他のステップの処理については、図１８等で上述した第１の実施形態と同様である。
【０３３２】
図５６に示すように、この処理が開始されると、同時化された画像信号に対して歪曲収差の補正処理を行う（Ｓ８１）。歪み補正処理については、図５７で詳細に後述する。次に、歪み補正後の画像をメモリーに保存する（Ｓ８２）。次に、歪み補正後の画像と、１フレーム前に画像メモリーに保存された歪み補正後の画像とに基づいて、局所的な動きベクトルを検出する（Ｓ８３）。次に、歪み補正後の画像と動きベクトルに基づいて、注目領域を設定する（Ｓ８４）。設定処理については、図５８で詳細に後述する。
【０３３３】
図５７に、歪み補正処理（Ｓ８１）の詳細なフローチャート例を示す。図５７に示すように、この処理が開始されると、歪み補正後の画像の画素座標を取得する（Ｓ１０１）。次に、取得した画素座標を、上式（２６）を用いて光軸中心を原点とした座標に変換する（Ｓ１０２）。次に、変換した画素座標に基づいて、上式（２７）を用いて物体高ｒを算出する（Ｓ１０３）。次に、算出した物体高ｒに基づいて像高／物体高比（Ｒ／ｒ）を算出する（Ｓ１０４）。例えば、Ｒ／ｒとｒとの関係をテーブルとして保持しておき、そのテーブルを参照することでｒに対応するＲ／ｒを取得する。
【０３３４】
次に、算出した像高／物体高比に基づいて、上式（２８）を用いて歪み補正後の画素座標（ｘ，ｙ）に対応する歪み補正前の画素座標（Ｘ，Ｙ）を取得する（Ｓ１０５）。次に、算出した歪み補正前の画素座標（Ｘ，Ｙ）に基づいて、歪み補正後の画素座標（ｘ，ｙ）における画素値を算出する（Ｓ１０６）。（Ｘ，Ｙ）が整数値でない場合、線形補間により周囲の画素値より算出する。次に、以上の処理を歪み補正後の画像の、全画素に対して行ったか否かを判定する（Ｓ１０７）。処理されていない画素が存在する場合、その画素に対してステップＳ１０１〜Ｓ１０６の処理を行う（Ｓ１０７、ＮＯ）。全画素に対して処理が行われた場合、この処理を終了する（Ｓ１０７、ＹＥＳ）。
【０３３５】
図５８に、設定処理（Ｓ８４）の詳細なフローチャート例を示す。図５８に示すように、この処理が開始されると、代表点における動きベクトルに基づいて、動きベクトルの消失点候補を検出する（Ｓ１２１）。次に、その消失点候補における第１の評価値が所定の第１の閾値以下であり、かつ、その消失点候補が画像内に存在するか否かを判定する（Ｓ１２２）。
【０３３６】
消失点候補における第１の評価値が所定の第１の閾値以下であり、かつ、その消失点候補が画像内に存在する場合（Ｓ１２２、ＹＥＳ）、代表点から消失点へのベクトルと動きベクトルとの内積が負となる代表点が所定の個数以下であるか否かの判定を行う（Ｓ１２３）。消失点へのベクトルと動きベクトルとの内積が正となる代表点が所定の個数以下である場合（Ｓ１２３、ＹＥＳ）、消失点を設定する（Ｓ１２４）。
【０３３７】
次に、検出した消失点の座標における現フレーム画像の画素値を第２の評価値とし、第２の評価値が第２の閾値以下であるか否かを判定する（Ｓ１２５）。第２の評価値が第２の閾値以下である場合（Ｓ１２５、ＹＥＳ）、側方視野を注目領域に設定し（Ｓ１２６）、この処理を終了する。ステップＳ１２２、Ｓ１２３、Ｓ１２５において判定結果がＮＯである場合、前方視野を注目領域に設定し（Ｓ１２７）、この処理を終了する。
【０３３８】
以上の実施形態によれば、図５２に示すように、注目領域設定部４１３は動き検出部４７３を有する。動き検出部４７３は、撮像画像に基づいて被写体の動き量を取得する。注目領域設定部は、取得した動き量に基づいて注目領域を設定する。
【０３３９】
具体的には、図５５（Ａ）等で説明したように、注目領域設定部４１３は、動き量に基づいて、スコープが抜去されている状態であると判定された場合、撮像画像の中の側方視野に対応する領域を注目領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【０３４０】
通常、大腸を観察する場合にはスコープを抜去しながら観察を行う。そのため、抜去時に側方視野に対応する領域を注目領域に設定して拡大表示することで、大腸のヒダ裏など診断に有用な情報を好適に取得することができる。
【０３４１】
また本実施形態では、動き検出部４７３は、複数の代表点の動きベクトルを動き量として算出し、算出された動きベクトルの消失点を求める。注目領域設定部４１３は、求められた消失点が撮像画像の中に存在し、代表点から消失点に向かうベクトルと動きベクトルとの内積が正である場合、スコープが抜去されている状態であると判定する。
【０３４２】
このようにすれば、消失点の位置を判定することで、スコープが挿入又は抜去されていることを判定でき、動きベクトルの向きを判定することで挿入か抜去かを判定できる。
【０３４３】
また本実施形態では、注目領域設定部４１３は、消失点の画素値が閾値（第２の閾値）より小さいと判断された場合に、スコープが抜去されている状態であると判定する。
【０３４４】
このようにすれば、上述したようにスコープが壁面に正対した状態であるか管腔に沿った方向に向いた状態であるかを判定できるため、管腔に沿った方向の移動である抜去状態を判定できる。
【０３４５】
また本実施形態では、注目領域設定部４１３は、動き量に基づいて、スコープが抜去されている状態でないと判定された場合、撮像画像の中の前方視野に対応する領域を注目領域に設定する。
【０３４６】
このようにすれば、抜去時以外において主に使用すると考えられる前方視野を注目領域に設定して拡大表示できる。例えば、挿入時には前方視野を使って内視鏡を操作するため、その操作に有用な情報が多く含まれる前方の情報を提示できる。
【０３４７】
また本実施形態では、図５２に示すように、動き検出部４７３は歪み補正部４７１を有する。歪み補正部４７１は、スコープの光学系が有する歪曲収差に基づいて、撮像画像の歪み補正を行う。動き検出部４７３は、歪み補正後の撮像画像に基づいて動き量を取得する。
【０３４８】
このようにすれば、例えば図１の対物光学系等の視野範囲の広い光学系を使用した場合に、その歪曲収差による画像の歪みを補正できる。これにより、動き量検出に対する歪みの影響を軽減できる。
【０３４９】
１０．第９の実施形態
１０．１．内視鏡装置
形状検出部により被写体の形状情報を取得し、その形状情報に基づいて注目領域を設定する第９の実施形態について説明する。
【０３５０】
図５９に、第９の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部１００、挿入部３００、制御装置４００、表示部５００、外部Ｉ／Ｆ部５５０、形状検出部７００（例えばＵＰＤ（Position Detecting Unit））を含む。なお、図２１等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０３５１】
挿入部３００は、ライトガイドファイバー３０１と、照明レンズ３０２と、対物光学系３０３と、撮像素子３０４と、Ａ／Ｄ変換部３０５と、磁気コイル３１２を含む。磁気コイル３１２以外は、第１の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【０３５２】
磁気コイル３１２は、挿入部３００に例えば十数個設けられており、それぞれが形状検出部７００（広義には形状情報取得部）に対して磁気を発信する。複数の磁気コイル３１２は、例えば挿入部３００の長さ方向に沿って配列される。
【０３５３】
形状検出部７００は、挿入部３００の各部に設けられた磁気コイル３１２が発信する磁気を、図示しないアンテナにより受信し、各磁気コイルの三次元位置情報をリアルタイムに取得する。形状検出部７００は、取得した磁気コイルの三次元位置情報から、挿入部３００の形状を表す内視鏡形状情報をリアルタイムに取得する。
【０３５４】
制御装置４００は、画像処理部４１０と、制御部４２０と、状態情報取得部４３０を含む。制御部４２０は、第１の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【０３５５】
１０．２．状態情報取得部
図６０に、第９の実施形態における状態情報取得部４３０の詳細な構成例を示す。状態情報取得部４３０は、被写体情報取得部４３６と、観察情報取得部４３７を含む。形状検出部７００は、検出した内視鏡形状情報を、被写体情報取得部４３６と、観察情報取得部４３７に出力する。被写体情報取得部４３６は、注目領域設定部４１３に接続される。観察情報取得部４３７は、注目領域設定部４１３に接続される。
【０３５６】
被写体情報取得部４３６は、形状検出部７００により取得された内視鏡形状情報に基づいて、被写体が下部消化管であるか否かを判定する。具体的には、被写体情報取得部４３６は、内視鏡形状情報に基づいて、体内に挿入されている内視鏡の長さ及び内視鏡形状がループを形成しているか否かの判定結果を取得し、その長さと判定結果に基づいて下部消化管であるか否かを判定する。
【０３５７】
より具体的には、一般的に、下部消化管を内視鏡検査する場合、それ以外の臓器を内視鏡検査する場合に比べて内視鏡を奥深くまで挿入する。そのため、被写体情報取得部４３６は、所定の長さ以上内視鏡が体内に挿入されていれば、被写体が下部消化管であると判定する。また、下部消化管に内視鏡を挿入する場合においてのみ、挿入を容易にするため内視鏡でループを形成する挿入法がある。そのため、被写体情報取得部４３６は、内視鏡でループが形成されていれば、被写体が下部消化管であると判定する。
【０３５８】
被写体情報取得部４３６は、体内に挿入されている内視鏡が所定の長さを超えるか、または内視鏡がループを形成するまでは被写体は下部消化管ではないと判定する。そして、いずれかの条件を満たした場合、被写体は下部消化管であると判定し、以降はその判定結果を変更しない。被写体情報取得部４３６は、その判別結果を被写体情報として注目領域設定部４１３に出力する。
【０３５９】
観察情報取得部４３７は、形状検出部７００により取得された内視鏡形状情報に基づいて、内視鏡が抜去状態であるか否かを判定する。具体的には、観察情報取得部４３７は、内視鏡形状情報に基づいて、体内に挿入されている内視鏡の長さが経時的に短くなっているか否かを判定し、経時的に短くなっている場合に抜去状態であると判定する。観察情報取得部４３７は、抜去状態の判定結果を、観察情報として注目領域設定部４１３に出力する。
【０３６０】
１０．３．画像処理部
図６１に、第９の実施形態における画像処理部４１０の詳細な構成例を示す。画像処理部４１０は、前処理部４１１と、同時化部４１２と、注目領域設定部４１３と、変倍処理部４１４と、後処理部４１５を含む。注目領域設定部４１３以外の構成は第２の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【０３６１】
注目領域設定部４１３は、状態情報取得部４３０より出力される被写体情報と観察情報に基づいて、注目領域を設定する。具体的には、注目領域設定部４１３は、被写体情報に基づいて被写体が下部消化管であると判定され、観察情報に基づいて内視鏡が抜去状態であると判定される場合、側方視野を注目領域として設定する。それ以外の場合は、前方視野を注目領域として設定する。注目領域設定部４１３は、設定した注目領域を変倍処理部４１４に出力する。
【０３６２】
以上の実施形態によれば、図６０に示すように、内視鏡装置は、スコープ挿入部（挿入部３００）の形状情報（例えば、図５９の磁気コイル３１２の三次元位置情報）を取得する形状検出部７００を含む。状態情報取得部４３０は、被写体情報取得部４３６を有する。被写体情報取得部４３６は、取得された形状情報を状態情報として取得し、その形状情報に基づいて被写体情報を取得する。注目領域設定部４１３は、取得された被写体情報に基づいて注目領域を設定する。
【０３６３】
具体的には、被写体情報取得部４３６は、形状情報に基づいて被写体の部位を判定し、判定した部位を被写体情報として取得する。注目領域設定部４１３は、被写体の部位が下部消化管であると判定された場合、撮像画像の中の側方視野に対応する領域を注目領域として設定する。
【０３６４】
より具体的には、被写体情報取得部４３６は、スコープ挿入部がループ形状であると判断された場合に、被写体の部位が下部消化管であると判定する。
【０３６５】
このようにすれば、被写体の形状情報に基づいて判定した部位に応じて注目領域を設定して拡大表示できる。また下部消化管の場合に側方視野を拡大表示することで、抜去時等において大腸のヒダ裏など診断に有用な情報を、術者に好適に提示できる。
【０３６６】
ここで、被写体情報とは、被写体に関する情報である。被写体情報は被写体の部位に限定されず、被写体の形状情報から推定される情報であればよく、例えば被写体の大きさや長さであってもよい。
【０３６７】
また本実施形態では、状態情報取得部４３０は、観察情報取得部４３７を有する。観察情報取得部４３７は、取得された形状情報を状態情報として取得し、その形状情報に基づいて観察状態情報を取得する。注目領域設定部４１３は、取得された観察状態情報に基づいて注目領域を設定する。
【０３６８】
具体的には、観察情報取得部４３７は、形状情報に基づいてスコープの進行方向を判定し、判定した進行方向を観察状態情報として取得する。注目領域設定部４１３は、スコープが抜去されていると判定された場合、撮像画像の中の側方視野に対応する領域を注目領域として設定する。
【０３６９】
このようにすれば、スコープが抜去操作されている場合に側方視野を拡大表示できる。例えば被写体が下部消化管でありスコープが抜去操作されている場合に側方視野を拡大表示することで、術者がヒダ裏等を観察しやすくなる。
【０３７０】
また本実施形態では、注目領域設定部４１３は、被写体が下部消化管であると判定され抜去状態であると判定された場合以外の場合、撮像画像の中の前方視野に対応する領域を注目領域として設定する。
【０３７１】
このようにすれば、上部消化管の観察や下部消化管における挿入操作において重要な前方視野を注目領域に設定し、その注目領域を変倍処理により拡大表示できる。
【０３７２】
１１．第１０の実施形態
１１．１．概要
画像から赤玉領域を検出し、その赤玉領域以外の領域を注目領域に設定する第１０の実施形態について説明する。
【０３７３】
内視鏡を大腸に挿入するのが難しい理由は、大腸が狭い管腔であり、屈曲し捩れており、更に内視鏡挿入に依存して伸縮変形する事にある。このような状況にあって操作者は内視鏡像を観察して挿入方向を判断しながら、内視鏡の操作を駆使して挿入方向へ導く手技を行う。内視鏡の操作は、内視鏡先端の上下左右のアングル操作や、内視鏡挿入部（適宜スコープと呼ぶ）の押し引き捻り等である。
【０３７４】
このような挿入手技は、熟練していないドクターにとっては難しいものである。特に挿入時は内視鏡挿入部を押す操作が多いので内視鏡先端が腸壁に頻繁に接触し、内視鏡像は赤玉と呼ばれる画像全体が赤いピンボケ状態となり、挿入方向がまったく判断できなくなる。このような状態となると、内視鏡挿入部を若干引き戻すことにより、赤玉状態から挿入方向を確認できる状態に戻して再度挿入操作を行う必要があり、挿入時間が長引く原因の１つとなっている。
【０３７５】
１８０度以上の広視野の光学系を先端に有する内視鏡においては、内視鏡先端が腸壁に接触しても広い視野全てを塞ぐことがないので、上記の赤玉状態は内視鏡像全域で発生するわけでなく、一部の視野は確保できる。即ち、内視鏡先端が腸壁に接触した状態でも挿入方向を確認できる可能性があるということである。
【０３７６】
そこで本実施形態では、１８０度以上の光学系の内視鏡像において赤玉領域を検出し、その赤玉領域以外の領域を注目領域として設定し、その注目領域の視認性を向上させた状態でドクターに提示することで、挿入時間の短縮に繋げる。視認性を向上させた状態とは、注目領域の拡大表示状態である。
【０３７７】
図６２に、大腸をモデル化した管腔の壁面に、内視鏡挿入部の先端が斜めから接触している状態を示す。図６３（Ａ）に示すように、この状態の内視鏡像では、赤玉領域が内視鏡像の大半を占める状態となっている。この状態でも、管腔がまっすぐで口が開いている場合には、暗部として挿入方向は判断できる。一方、管腔が屈曲している状態、或は管腔の口が閉じた状態では、挿入方向は明確な暗部にならず見分けが付け難くなるので、内視鏡像の赤玉以外の小さな注目領域をより拡大した状態で観察したくなる。そこで、図６３（Ｂ）に示すように、赤玉領域以外の小さな注目領域を拡大表示する。このようにして、識別しにくい挿入方向を判断できるようになる。
【０３７８】
また、図６３（Ａ）の赤玉領域は、挿入部の先端が腸壁に接触した状態で照明光が腸壁に当たっているので、赤玉領域とそれ以外の注目領域で相対的に明暗差が発生する。特に内視鏡では、照明光量を調整（調光処理）して、内視鏡像を適正露光状態に制御する。そのため、赤玉領域が多くを占めると、赤玉領域の明るさが適正露光状態となるように調光制御してしまう。これだと、せっかく赤玉領域以外の注目領域が視野内にあっても、その注目領域が暗く適正露光にならない可能性があるため、注目領域に対して拡大処理を行っても挿入方向の視認性を確保できない。そこで、赤玉領域以外の注目領域を調光対象領域に指定して調光処理を行う。これにより、注目領域を適正露光状態で観察できるようになり、挿入方向の識別が容易になる。
【０３７９】
図６３（Ａ）は、腸壁に対して斜めから接触する場合の例であるため、挿入方向を赤玉領域以外の領域として大雑把に判断しても、ある程度挿入していくことは可能である。しかしながら、大腸（管腔）の屈曲部等では、腸壁に対して正対した状態で内視鏡先端が腸壁に接触する場合もある。この場合には、内視鏡像の中央部分が赤玉領域となり、周辺部分が赤玉領域以外の注目領域となる。この場合は、赤玉領域以外の領域を見つけただけでは挿入方向を認識できない。そこで、上記と同様に注目領域である周辺領域を拡大表示し、周辺領域を調光対象領域に指定して調光処理を行う。これにより、拡大された周辺領域の３６０度の方向の中から、挿入すべき方向をより簡単に認識できるようになる。
【０３８０】
１１．２．画像処理部
次に、本実施形態の赤玉領域を検出する手法と、赤玉領域以外の領域を注目領域に設定する手法について詳細に説明する。
【０３８１】
図６４に、第１０の実施形態における画像処理部４１０の詳細な構成例を示す。画像処理部４１０は、前処理部４１１、同時化部４１２、注目領域設定部４１３、変倍処理部４１４、後処理部４１５、測光部４１６を含む。以下では、図６等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。なお、第１０の実施形態における内視鏡装置は、図３等で上述した第１の実施形態と同様である。
【０３８２】
前処理部４１１は同時化部４１２に接続される。同時化部４１２は注目領域設定部４１３と変倍処理部４１４に接続される。注目領域設定部４１３は変倍処理部４１４と測光部４１６に接続される。変倍処理部４１４は後処理部４１５に接続される。後処理部４１５は表示部５００に接続される。制御部４２０は、前処理部４１１、同時化部４１２、注目領域設定部４１３、変倍処理部４１４、後処理部４１５、測光部４１６に接続される。
【０３８３】
注目領域設定部４１３は、赤玉領域以外の領域を注目領域に設定する。変倍処理部４１４は、設定された注目領域を拡大する処理を行う。これらの処理については、詳細に後述する。測光部４１６は、画像の明るさ（例えば輝度）を算出する。測光部４１６は、注目領域が設定された場合、注目領域の明るさを算出する。測光部４１６は、算出した明るさを制御部４２０に出力する。制御部４２０は、その明るさに基づいて光源絞り駆動部１０３を制御し、調光処理を行う。
【０３８４】
１１．３．注目領域設定部
図６５に、第１０の実施形態における注目領域設定部４１３の詳細な構成例を示す。注目領域設定部４１３は、色変換部４６１と、赤玉領域候補検出部４６２と、デフォーカス検出部４６３と、赤玉領域判定部４６４と、変倍パラメーター設定部４６５を含む。
【０３８５】
色変換部４６１は、赤玉領域候補検出部４６２とデフォーカス検出部４６３に接続される。赤玉領域候補検出部４６２は赤玉領域判定部４６４に接続される。デフォーカス検出部４６３は赤玉領域判定部４６４に接続される。赤玉領域判定部４６４は変倍パラメーター設定部４６５と測光部４１６に接続される。変倍パラメーター設定部４６５は変倍処理部４１４に接続される。制御部４２０は、赤玉領域候補検出部４６２とデフォーカス検出部４６３と変倍パラメーター設定部４６５と接続される。
【０３８６】
色変換部４６１は、同時化部４１２から出力されるカラー画像のＲＧＢ信号を、輝度信号と色信号に変換する。なお以下では、ＲＧＢ信号をＹＣｂＣｒ信号に変換する場合を例に説明する。色変換部４６１は、算出した輝度信号Ｙをデフォーカス検出部４６３と測光部４１６へ出力し、色差信号Ｃｂ、Ｃｒを赤玉領域候補検出部４６２へ出力する。
【０３８７】
赤玉領域候補検出部４６２は、入力される色差信号Ｃｂ、Ｃｒを、制御部４２０からのブロックサイズ情報（例えばＮ×Ｎブロック）に基づいて、ブロック領域に分割する。そして、赤玉領域候補検出部４６２は、ブロック領域内の色差信号の統計量から赤玉領域候補を判定し、ブロック領域毎の判定情報を赤玉領域判定部４６４へ出力する。
【０３８８】
デフォーカス検出部４６３は、入力される輝度信号Ｙを、制御部４２０からのブロックサイズ情報に基づいて、ブロック領域に分割する。そして、デフォーカス検出部４６３は、ブロック領域内の高周波数成分の有無からブロック領域がデフォーカス状態か否かを判定し、ブロック領域毎の判定情報を赤玉領域判定部４６４へ出力する。
【０３８９】
赤玉領域判定部４６４は、赤玉領域候補検出部４６２により赤玉候補領域と判定され、デフォーカス検出部４６３によりデフォーカス状態と判定されたブロック領域を、赤玉領域と判定する。赤玉領域判定部４６４は、その判定結果を、変倍パラメーター設定部４６５と測光部４１６へ出力する。
【０３９０】
図６６に示すように、変倍パラメーター設定部４６５は、分割された各ブロック領域（Ｎ×Ｎブロックの各ブロック）に対する変倍パラメーターを設定する。具体的には、変倍パラメーター設定部４６５は、赤玉領域判定部４６４の判定結果に基づいて、結像領域内のブロック領域のうち赤玉領域でないと判定されたブロック領域を、注目領域に設定する。変倍パラメーター設定部４６５は、注目領域と赤玉領域との関係に基づいて、各ブロック領域に対する変倍パラメーターを設定し、設定した変倍パラメーターを変倍処理部４１４へ出力する。
【０３９１】
変倍処理部４１４は、結像領域内の注目領域が拡大表示されるように非注目領域との間の表示倍率を再設定し、注目領域が赤玉領域に対して相対的に拡大された画像を生成する。再設定とは、表示倍率の変更にともなって、変倍処理後の画素位置（整数精度）に対する変倍処理前の座標位置（実数精度）の変換テーブルを作成することである。
【０３９２】
測光部４１６は、注目領域設定部４１３から出力された赤玉領域以外の注目領域情報と、色変換部４６１から出力される輝度信号とに基づいて、注目領域の平均輝度レベルを算出する。
【０３９３】
１１．４．赤玉領域候補検出部
図６７に、赤玉領域候補検出部４６２の詳細な構成例を示す。赤玉領域候補検出部４６２は、領域分割部４８１と、統計量算出部４８２と、特定色領域判定部４８３と、メモリー４８４を含む。
【０３９４】
領域分割部４８１は統計量算出部４８２に接続される。統計量算出部４８２は特定色領域判定部４８３に接続される。特定色領域判定部４８３は、メモリー４８４と赤玉領域判定部４６４に接続される。また制御部４２０は、領域分割部４８１と特定色領域判定部４８３に接続される。
【０３９５】
領域分割部４８１は、色変換部４６１から出力されるＣｂ信号、Ｃｒ信号を、制御部４２０からのブロックサイズに基づいて、それぞれブロック領域に分割し、そのブロック領域を統計量算出部４８２へ出力する。
【０３９６】
統計量算出部４８２は、Ｃｂ信号のブロック領域におけるＣｂ信号の平均値Ｃｂａ（ｘ，ｙ）と標準偏差値Ｃｂｓ（ｘ，ｙ）を算出し、Ｃｒ信号のブロック領域におけるＣｒ信号の平均値Ｃｒａ（ｘ，ｙ）と標準偏差値Ｃｒｓ（ｘ，ｙ）を算出する。統計量算出部４８２は、算出したこれらの値を特定色領域判定部４８３へ出力する。ここで、ｘは水平方向のブロック領域の座標を表し、ｙは垂直方向のブロック領域の座標を表す。画像の左上が原点（０，０）である。画像の右（水平走査方向）へ行くに従ってｘの値が大きくなる。画像の下（水平走査方向に直交する方向）へ行くに従ってｙの値が大きくなる。
【０３９７】
特定色領域判定部４８３には、上記の平均値と標準偏差値が入力される。また特定色領域判定部４８３には、Ｃｂ信号とＣｒ信号を座標軸とする２次元平面（以下では、色相平面と呼ぶ）において、赤玉領域候補を規定する特定色領域情報が制御部４２０から入力される。
【０３９８】
ここで、特定色領域情報とは、色相平面内における領域を指定する情報であり、例えば色相角と彩度で指定してもよいし、ＣｂＣｒ座標で指定してもよい。
【０３９９】
また特定色領域判定部４８３には、大腸を一般的に観察した場合の粘膜及び血管の色領域を規定する通常色領域情報が制御部４２０から入力される。通常色領域情報は、色相平面内における領域を指定する情報であり、特定色領域情報と同様の形式により指定すればよい。なお以下では、特定色領域情報が表す色相平面の領域を特定色領域と呼び、通常色領域情報が表す色相平面の領域を通常色領域と呼ぶ。
【０４００】
図６６に示すように、特定色領域判定部４８３は、平均値Ｃｂａ（ｘ，ｙ）、Ｃｒａ（ｘ，ｙ）が特定色領域内に入る場合は、そのブロック領域の赤玉領域候補フラグＦｒｃ（ｘ，ｙ）を‘ＯＮ’に設定し、そのフラグＦｒｃ（ｘ，ｙ）をメモリー４８４に記録する。赤玉領域候補フラグＦｒｃ（ｘ，ｙ）は、赤玉領域候補を表すフラグとして各ブロック領域に割り当てられている。特定色領域判定部４８３は、ブロック領域が赤玉領域候補と判定されない場合は、そのブロック領域の赤玉領域候補フラグＦｒｃ（ｘ，ｙ）を‘ＯＦＦ’に設定し、そのフラグＦｒｃ（ｘ，ｙ）をメモリー４８４に記録する。
【０４０１】
特定色領域判定部４８３は、標準偏差値Ｃｂｓ（ｘ，ｙ）が閾値ＴｈＣｂより小さく、かつ、標準偏差値Ｃｒｓ（ｘ，ｙ）が閾値ＴｈＣｒより小さい場合は、そのブロック領域の赤玉領域候補フラグＦｒｃ（ｘ，ｙ）を変更せず、そのままにする。閾値ＴｈＣｂ、ＴｈＣｒは、メモリー４８４に格納されている。一方、標準偏差値Ｃｂｓ（ｘ，ｙ）が閾値ＴｈＣｂ以上であるか、或は、標準偏差値Ｃｒｓ（ｘ，ｙ）が閾値ＴｈＣｒ以上である場合は、そのブロック領域の赤玉領域候補フラグＦｒｃ（ｘ，ｙ）を‘ＯＦＦ’に設定する。特定色領域判定部４８３は、設定した赤玉領域候補フラグＦｒｃ（ｘ，ｙ）を赤玉領域判定部４６４へ出力する。
【０４０２】
ここで、閾値ＴｈＣｂと閾値ＴｈＣｒは、過去に撮像されたカラー画像におけるブロック領域の平均値Ｃｂａ（ｘ，ｙ）、Ｃｒａ（ｘ，ｙ）が、通常色領域に含まれている場合で、且つ、ブロック領域の標準偏差値Ｃｂｓ（ｘ，ｙ）、Ｃｒｓ（ｘ，ｙ）の最大値ＭａｘＣｂｓｓ、ＭａｘＣｒｓｓに所定係数（１より小さい）を乗算したものである。所定係数は、予め制御部４２０内に保存され、制御部４２０から取得される。
【０４０３】
過去の標準的な粘膜領域の最大標準偏差ＭａｘＣｂｓｓ、ＭａｘＣｒｓｓを基準にしたのは、特定色領域に含まれる色バラツキが、通常観察している粘膜領域よりも小さいブロック領域を、赤玉領域候補として検出するためである。即ち、デフォーカス状態の赤玉領域では、ボケのために粘膜内の血管が分解されず、粘膜と血管との間の色バラツキが低減するためである。
【０４０４】
１１．５．デフォーカス検出部
図６８に、デフォーカス検出部４６３の詳細な構成例を示す。デフォーカス検出部４６３は、領域分割部４９１と、周波数成分生成部４９２と、高周波有無判定部４９３を含む。
【０４０５】
領域分割部４９１は周波数成分生成部４９２に接続される。周波数成分生成部４９２は高周波有無判定部４９３に接続される。また制御部４２０は、領域分割部４９１と高周波有無判定部４９３に接続される。
【０４０６】
領域分割部４９１は、色変換部４６１から出力される輝度信号を、制御部４２０からのブロックサイズに基づいて、ブロック領域に分割し、分割したブロック涼気を周波数成分生成部４９２へ出力する。
【０４０７】
周波数成分生成部４９２は、ブロック領域に対して例えばＤＣＴ（離散コサイン変換）やＦＦＴ（高速フーリエ変換）を行い、周波数成分に変換する。周波数成分生成部４９２は、生成した各ブロック領域の周波数成分を、高周波有無判定部４９３へ出力する。
【０４０８】
高周波有無判定部４９３には、各ブロック領域の周波数成分と、制御部４２０からの高周波判定閾値Ｔｈｆ及び高周波有無判定閾値Ｔｈｐとが、入力される。高周波有無判定部４９３は、所定値より大きな振幅値の周波数成分の最高周波数が高周波判定閾値Ｔｈｆより大きく、周波数成分総和が高周波有無判定閾値Ｔｈｐより大きい場合は、ブロック領域がフォーカス状態にあると判定し、デフォーカス状態フラグＦｄｆ（ｘ，ｙ）を‘ＯＦＦ’に設定する。高周波有無判定部４９３は、周波数成分総和が高周波有無判定閾値Ｔｈｐ以下の場合は、デフォーカス状態と判定し、デフォーカス状態フラグＦｄｆ（ｘ，ｙ）を‘ＯＮ’に設定する。高周波有無判定部４９３は、設定したデフォーカス状態フラグＦｄｆ（ｘ，ｙ）を赤玉領域判定部４６４へ出力する。
【０４０９】
なお、デフォーカス検出部４６３は上記構成に限定されない。例えば、デフォーカス検出部４６３は、単純なハイパスフィルター或はバンドパスフィルターにより輝度信号を処理し、抽出した高周波成分信号をブロック領域内において絶対値加算し、その値を所定閾値により閾値判定することで、デフォーカス状態を判定してもよい。
【０４１０】
赤玉領域判定部４６４は、赤玉領域候補フラグＦｒｃ（ｘ，ｙ）とデフォーカス状態フラグＦｄｆ（ｘ，ｙ）の論理積を取ることにより、赤玉領域フラグＦｒ（ｘ，ｙ）を得る。図６９に示すように、赤玉領域判定部４６４は、赤玉領域フラグＦｒ（ｘ，ｙ）が‘ＯＮ’である複数ブロック領域を包含する境界線を例えば閉曲線で近似して設定し、この境界線内の領域を最終的な赤玉領域の判定結果とする。そして、赤玉領域判定部４６４は、この領域内の赤玉領域フラグＦｒ（ｘ，ｙ）を全て‘ＯＮ’に設定し、その赤玉領域フラグＦｒ（ｘ，ｙ）を変倍パラメーター設定部４６５へ出力する。
【０４１１】
１１．６．変倍パラメーター設定部
図７０に、変倍パラメーター設定部４６５の詳細な構成例を示す。変倍パラメーター設定部４６５は、赤玉領域パラメーター算出部４９５と、ブロック変倍パラメーター算出部４９６を含む。
【０４１２】
赤玉領域パラメーター算出部４９５はブロック変倍パラメーター算出部４９６に接続される。ブロック変倍パラメーター算出部４９６は、変倍処理部４１４に接続される。また制御部４２０は、赤玉領域パラメーター算出部４９５とブロック変倍パラメーター算出部４９６に接続される。
【０４１３】
図６９に示すように、赤玉領域パラメーター算出部４９５は、入力された赤玉領域フラグＦｒ（ｘ，ｙ）が‘ＯＮ’である領域の重心位置Ｒ０と、その重心位置Ｒ０から赤玉領域境界までの最大距離Ｒｒを算出する。具体的には、制御部４２０からのブロックサイズに基づいて、赤玉領域フラグＦｒ（ｘ，ｙ）が‘ＯＮ’である全ブロック領域の中心座標を算出し、算出した中心座標の赤玉領域内平均値を重心位置Ｒ０とする。また、赤玉領域内のブロック領域の中心座標と重心位置Ｒ０の最大距離を探索し、最大距離Ｒｒを求める。赤玉領域パラメーター算出部４９５は、算出した重心位置Ｒ０と最大距離Ｒｒをブロック変倍パラメーター算出部４９６へ出力する。
【０４１４】
ブロック変倍パラメーター算出部４９６は、入力される重心位置Ｒ０と最大距離Ｒｒに基づいて、赤玉領域を円で定義（以下では、この円内を赤玉領域と呼ぶ）する。赤玉領域の中心は重心位置Ｒ０であり、赤玉領域の半径は最大距離Ｒｒである。また、全体の結像領域も円で定義（以下では、この円内を結像領域と呼ぶ）される。結像領域の中心は光軸中心であり、結像領域の半径と共に光学系に基づいて予め決定されている。結像領域の中心と半径は制御部４２０からブロック変倍パラメーター算出部４９６へ入力される。
【０４１５】
ブロック変倍パラメーター算出部４９６は、赤玉領域と結像領域から各ブロック領域の変倍パラメーターを決定する。具体的には、赤玉領域の中心位置をＲ０とし、ブロック領域の中心位置をＢ０（ｘ，ｙ）とする場合に、Ｒ０とＢ０（ｘ，ｙ）を通る直線を求める。そして、この直線と結像領域の境界との交点ＩＳｂ（ｘ，ｙ）を算出し、この直線と赤玉領域の境界との交点Ｒｂ（ｘ，ｙ）を算出する。
【０４１６】
ブロック変倍パラメーター算出部４９６は、線分｜Ｒ０−Ｒｂ（ｘ，ｙ）｜の距離Ｒｒと線分｜ＩＳｂ（ｘ，ｙ）−Ｒｂ（ｘ，ｙ）｜の距離ＤＳ（ｘ，ｙ）との比ＤＲａｔｉｏ（ｘ，ｙ）を、下式（３１）により算出する。また、Ｒ０とＢ０（ｘ，ｙ）との距離ＤＢ（ｘ，ｙ）を、下式（３２）により算出する。ＤＲａｔｉｏ（ｘ，ｙ）とＤＢ（ｘ，ｙ）は全ブロック領域に対して算出される。
ＤＲａｔｉｏ（ｘ，ｙ）
＝｜ＩＳｂ（ｘ，ｙ）−Ｒｂ（ｘ，ｙ）｜／｜Ｒ０−Ｒｂ（ｘ，ｙ）｜
＝｜ＩＳｂ（ｘ，ｙ）−Ｒｂ（ｘ，ｙ）｜／Ｒｒ （３１）
ＤＢ（ｘ，ｙ）
＝｜Ｒ０−Ｂ０（ｘ，ｙ）｜ （３２）
【０４１７】
ブロック変倍パラメーター算出部４９６は、各ブロックに対応して算出した比ＤＲａｔｉｏ（ｘ，ｙ）、距離ＤＢ（ｘ，ｙ）、赤玉領域の中心Ｒ０、赤玉領域の半径Ｒｒを、変倍処理部４１４に出力する。
【０４１８】
変倍処理部４１４は、ブロック変倍パラメーター算出部４９６から入力されるブロック領域毎のパラメーターを１画面分蓄積し、画素単位の倍率変換テーブルを作成する。図７１に示すように、赤玉領域と非赤玉領域の距離比ＤＲａｔｉｏ（ｘ，ｙ）は、変倍前正規化距離に対する複数の変倍後正規化距離の対応曲線から１つを選択する為に用いられる。この曲線は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）で記述してもよいし、多項式の係数で記述してもよい。この曲線は、変倍処理部４１４内の不図示のＲＯＭテーブルに格納され、ＲＯＭテーブルのアドレスが距離比ＤＲａｔｉｏ（ｘ，ｙ）に対応している。
【０４１９】
変倍処理部４１４は、各ブロック領域の正規化距離ＮＤ（ｘ，ｙ）を下式（３３）により算出する。
ＮＤ（ｘ，ｙ）＝ＤＢ（ｘ，ｙ）／（１＋ＤＲａｔｉｏ（ｘ，ｙ））×Ｒｒ
（３３）
【０４２０】
変倍処理部４１４は、算出した正規化距離ＮＤ（ｘ，ｙ）に基づいて、各ブロック領域を代表する変倍前後の正規化距離の対応関係（以下では、代表対応関係と呼ぶ）を決定する。代表対応関係は、図７１に示す変倍後の正規化距離に対する変倍前の正規化距離である。変倍処理部４１４は、注目ブロック領域内の各画素における変倍前後の正規化距離の対応関係を、注目ブロック領域の代表対応関係とその周辺ブロック領域の代表対応関係を用いて、補間により算出する。例えば、補間処理として線形補間が利用できる。
【０４２１】
変倍処理部４１４は、赤玉領域の中心位置Ｒ０から注目ブロック領域内の画素位置Ｐ（ｉ，ｊ）までの実距離と、その画素位置での変倍前後の正規化距離の対応関係を乗算し、正規化距離での対応関係を実距離での対応関係に変換する。ここで、ｉ、ｊは、それぞれ画素ピッチ精度の水平座標、垂直座標を示す。変倍後の画素位置（整数精度）に対応する変倍前の画素位置（実数精度）は、変倍後の画素位置Ｐ’（ｉ，ｊ）と赤玉領域の中心位置Ｒ０を結んだ線分上にあるので、実距離に対応する座標値として一意に決定される。
【０４２２】
変倍処理部４１４は、決定した変倍前の座標値における画素値を、その座標値の周辺複数画素値（画素値は整数精度の画素位置にある）を用いて補間により算出する。例えば、補間処理として線形補間やＢｉＣｕｂｉｃ等が利用できる。このよういして、赤玉領域に対して赤玉領域でない注目領域を相対的に拡大した変倍画像が生成できる。
【０４２３】
なお、赤玉領域の判定処理は、常に実施してもよいし、外部Ｉ／Ｆ部５５０が有する不図示のスイッチにより赤玉領域の判定処理を手動でＯＮ・ＯＦＦ制御してもよい。即ち、赤玉領域が発生したとユーザーが判断したら、スイッチをＯＮすることにより赤玉領域の判定処理を実施するようにしてもよい。
【０４２４】
以上の実施形態によれば、撮像画像は、生体内が撮像された画像である。注目領域設定部４１３は、接触状態情報取得部（図６５の色変換部４６１、赤玉領域候補検出部４６２、デフォーカス検出部４６３、赤玉領域判定部４６４）を有する。接触状態情報取得部は、スコープ先端部と生体との接触状態情報（赤玉領域の情報）を、撮像画像に基づいて取得する。注目領域設定部４１３は、その接触状態情報に基づいて注目領域を設定する。
【０４２５】
また本実施形態では、接触状態情報取得部は、撮像画像において特定の色範囲の色を有する特定色領域（色相平面において赤玉領域を表す色領域）を検出し、特定色領域に基づいて接触領域を設定する。注目領域設定部４１３は、その接触領域以外の領域を注目領域に設定する。
【０４２６】
例えば本実施形態では、赤玉領域候補検出部４６２（広義には、特定色領域検出部）が特定色領域を検出し、赤玉領域判定部４６４（広義には、接触領域設定部）が接触領域を設定する。
【０４２７】
このようにすれば、生体との接触領域（赤玉領域。広義には観察不可領域）を判定し、その接触領域以外の領域を注目領域に設定して拡大表示できる。上述のように、歪曲収差により画像歪が発生するような広視野の光学系では、接触領域があっても他の領域に管腔の挿入方向が写っている場合がある。そのため、接触領域以外の領域を拡大表示することで、挿入方向の視認性を向上でき、挿入時間の短縮が図れる。
【０４２８】
また本実施形態では、接触状態情報取得部は、特定色領域の画像を空間周波数成分に変換し、変換された空間周波数成分が所定の閾値以下である場合、特定色領域を接触領域に設定する。例えば変換された空間周波数成分の振幅値が所定値以上となる最高周波数が第１の閾値以下、或いは空間周波数成分の振幅値の総和が第２の閾値以下であると判定した場合、特定色領域を接触領域に設定する。
【０４２９】
例えば本実施形態では、デフォーカス検出部４６３（広義には、空間周波数変換部）が特定色領域の画像を空間周波数成分に変換し、変換された空間周波数成分が所定の閾値以下であるか否かを判定する。
【０４３０】
このようにすれば、接触領域ではデフォーカスにより画像の高周波成分が小さいと考えられるため、特定色領域の高周波成分を閾値判定することで、接触領域を検出できる。
【０４３１】
また本実施形態では図６９で説明したように、接触状態情報取得部は、特定色領域を含む円を設定し、円の内側を接触領域に設定する。
【０４３２】
変倍処理部４１４は、接触領域の円の中心と撮像画像の外周（結像領域の外周）を結ぶ直線において、円の中心から円周までの距離Ｒｒと円周から外周までの距離ＤＳ（ｘ，ｙ）の比ＤＲａｔｉｏ（ｘ，ｙ）に基づいて、注目領域の拡大率（図７１の変倍前後の正規化距離の対応関係）を設定する。
【０４３３】
接触状態情報は、接触領域の位置（円の中心位置Ｒ０）と大きさ（半径Ｒｒ）を表す情報である。
【０４３４】
このようにすれば、接触領域を円領域に設定し、その円の中心から撮像画像の外周を結ぶ直線に沿った変倍処理により、注目領域を拡大表示することができる。
【０４３５】
１２．ソフトウェア
上記の本実施形態では、画像処理部４１０を構成する各部をハードウェアで構成することとしたが、これに限定されるものではない。例えば、カプセル内視鏡などの撮像装置を用いて予め取得された画像に対して、ＣＰＵが各部の処理を行う構成とし、ＣＰＵがプログラムを実行することによってソフトウェアとして実現することとしてもよい。あるいは、各部が行う処理の一部をソフトウェアで構成することとしてもよい。あらかじめ取得された画像は、例えば、Ａ／Ｄ変換部３０５が出力するベイヤ配列の出力画像を、ＲＡＷファイルとして記録媒体に記録した画像である。
【０４３６】
撮像部を別体とし、画像処理部４１０の各部が行う処理をソフトウェアとして実現する場合には、ワークステーションやパソコン等の公知のコンピュータシステムを画像処理装置として用いることができる。そして、画像処理部４１０の各部が行う処理を実現するためのプログラム（画像処理プログラム）を予め用意し、この画像処理プログラムをコンピュータシステムのＣＰＵが実行することによって実現できる。
【０４３７】
図７２は、本変形例におけるコンピュータシステム６００の構成を示すシステム構成図であり、図７３は、このコンピュータシステム６００における本体部６１０の構成を示すブロック図である。図７２に示すように、コンピュータシステム６００は、本体部６１０と、本体部６１０からの指示によって表示画面６２１に画像等の情報を表示するためのディスプレイ６２０と、このコンピュータシステム６００に種々の情報を入力するためのキーボード６３０と、ディスプレイ６２０の表示画面６２１上の任意の位置を指定するためのマウス６４０とを備える。
【０４３８】
また、このコンピュータシステム６００における本体部６１０は、図７３に示すように、ＣＰＵ６１１と、ＲＡＭ６１２と、ＲＯＭ６１３と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）６１４と、ＣＤ−ＲＯＭ６６０を受け入れるＣＤ−ＲＯＭドライブ６１５と、ＵＳＢメモリー６７０を着脱可能に接続するＵＳＢポート６１６と、ディスプレイ６２０、キーボード６３０及びマウス６４０を接続するＩ／Ｏインターフェース６１７と、ローカルエリアネットワーク又は広域エリアネットワーク（ＬＡＮ／ＷＡＮ）Ｎ１に接続するためのＬＡＮインターフェース６１８を備える。
【０４３９】
更に、このコンピュータシステム６００には、インターネット等の公衆回線Ｎ３に接続するためのモデム６５０が接続されるとともに、ＬＡＮインターフェース６１８及びローカルエリアネットワーク又は広域エリアネットワークＮ１を介して、他のコンピュータシステムであるパソコン（ＰＣ）６８１、サーバ６８２、プリンタ６８３等が接続される。
【０４４０】
そして、このコンピュータシステム６００は、所定の記録媒体に記録された画像処理プログラム（例えば図１８〜図２０）を参照して、後述する処理手順を実現するための画像処理プログラムを読み出して実行することで画像処理装置を実現する。ここで、所定の記録媒体とは、ＣＤ−ＲＯＭ６６０やＵＳＢメモリー６７０の他、ＭＯディスクやＤＶＤディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、光磁気ディスク、ＩＣカード等を含む「可搬用の物理媒体」、コンピュータシステム６００の内外に備えられるＨＤＤ６１４やＲＡＭ６１２、ＲＯＭ６１３等の「固定用の物理媒体」、モデム６５０を介して接続される公衆回線Ｎ３や、他のコンピュータシステム（ＰＣ）６８１又はサーバ６８２が接続されるローカルエリアネットワーク又は広域エリアネットワークＮ１等のように、プログラムの送信に際して短期にプログラムを記憶する「通信媒体」等、コンピュータシステム６００によって読み取り可能な画像処理プログラムを記録するあらゆる記録媒体を含む。
【０４４１】
即ち、画像処理プログラムは、「可搬用の物理媒体」「固定用の物理媒体」「通信媒体」等の記録媒体にコンピュータ読み取り可能に記録されるものであり、コンピュータシステム６００は、このような記録媒体から画像処理プログラムを読み出して実行することで画像処理装置を実現する。なお、画像処理プログラムは、コンピュータシステム６００によって実行されることに限定されるものではなく、他のコンピュータシステム（ＰＣ）６８１又はサーバ６８２が画像処理プログラムを実行する場合や、これらが協働して画像処理プログラムを実行するような場合にも、本発明を同様に適用することができる。
【０４４２】
また本実施形態は、本実施形態の各部（制御部、画像処理部、状態情報取得部等）を実現するプログラムコードが記録されたコンピュータプログラムプロダクトにも適用できる。
【０４４３】
コンピュータプログラムプロダクトは、例えば、プログラムコードが記録された情報記憶媒体（ＤＶＤ等の光ディスク媒体、ハードディスク媒体、メモリー媒体等）、プログラムコードが記録されたコンピュータ、プログラムコードが記録されたインターネットシステム（例えば、サーバとクライアント端末を含むシステム）など、プログラムコードが組み込まれた情報記憶媒体、装置、機器或いはシステム等である。この場合に、本実施形態の各構成要素や各処理プロセスは各モジュールにより実装され、これらの実装されたモジュールにより構成されるプログラムコードは、コンピュータプログラムプロダクトに記録される。
【０４４４】
以上、本発明を適用した実施形態及びその変形例について説明したが、本発明は、各実施形態やその変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階では、発明の要旨を逸脱しない範囲内で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記した各実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成することができる。例えば、各実施形態や変形例に記載した全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施の形態や変形例で説明した構成要素を適宜組み合わせてもよい。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能である。
【０４４５】
また、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。
【符号の説明】
【０４４６】
１００ 光源部、１０１ 白色光源、１０２ 光源絞り、１０３ 駆動部、
１０４ 回転色フィルター、１０５ 回転駆動部、１０６ 集光レンズ、
１０７ 光源制御部、２００ 操作部、２０１ 湾曲操作レバー、
２０２ 挿入口、２０３ 操作量検出センサー、３００ 挿入部、
３０１ ライトガイドファイバー、３０２ 照明レンズ、３０３ 対物光学系、
３０４ 撮像素子、３０５ Ａ／Ｄ変換部、３０６ 湾曲操作ワイヤー、
３０７ 挿通チャンネル、３０８ 処置具センサー、３０９ ハーフミラー、
３１０ 撮像素子、３１１ Ａ／Ｄ変換部、３１２ 磁気コイル、
３１３ メモリー、４００ 制御装置、４１０ 画像処理部、
４１１ 前処理部、４１２ 同時化部、４１３ 注目領域設定部、
４１４ 変倍処理部、４１５ 後処理部、４１６ 測光部、４１７ 同時化部、
４１８ 前処理部、４２０ 制御部、４３０ 状態情報取得部、
４３１ 湾曲角度検出部、４３２ 湾曲動き量検出部、４３３ 輝度換算部、
４３４ 加算部、４３５ 調整係数算出部、４３６ 被写体情報取得部、
４３７ 観察情報取得部、４４１ 輝度換算部、４４２ 加算部、
４４３ 特定部、４５１ 局所領域設定部、４５２ 特徴量算出部、
４５３ 病変領域検出部、４５４ ラベリング処理部、４５５ 領域選出部、
４５６ 座標算出部、４５７ 対応付け部、４５８ 変倍処理条件設定部、
４６１ 色変換部、４６２ 赤玉領域候補検出部、
４６３ デフォーカス検出部、４６４ 赤玉領域判定部、
４６５ 変倍パラメーター設定部、４７１ 歪み補正部、
４７２ 画像メモリー、４７３ 動き検出部、４７４ 設定部、
４８１ 領域分割部、４８２ 統計量算出部、４８３ 特定色領域判定部、
４８４ メモリー、４９１ 領域分割部、４９２ 周波数成分生成部、
４９３ 高周波有無判定部、４９５ 赤玉領域パラメーター算出部、
４９６ ブロック変倍パラメーター算出部、５００ 表示部、
５５０ 外部Ｉ／Ｆ部、６００ コンピュータシステム、６１０ 本体部、
６１１ ＣＰＵ、６１２ ＲＡＭ、６１３ ＲＯＭ、６１４ ＨＤＤ、
６１５ ＣＤ−ＲＯＭドライブ、６１６ ＵＳＢポート、
６１７ Ｉ／Ｏインターフェース、６１８ ＬＡＮインターフェース、
６２０ ディスプレイ、６２１ 表示画面、６３０ キーボード、６４０ マウス、
６５０ モデム、６６０ ＣＤ−ＲＯＭ、６７０ ＵＳＢメモリー、６８１ ＰＣ、
６８２ サーバ、６８３ プリンタ、
７００ 形状検出部、７０１〜７０３ 色フィルター、７０４ 回転モーター、
Ａ，Ｂ 倍率、ａ（ｍ，ｎ） 局所領域、Ｂ０（ｘ，ｙ） ブロック中心、
Ｂ２，Ｇ２ 画像信号、Ｃ１ 半径、Ｃ２ 距離、ＣＬ 境界線、
ＤＢ（ｘ，ｙ） 距離、ＤＲａｔｉｏ 距離比、ＤＳ（ｘ，ｙ） 距離、
ＩＳｂ（ｘ，ｙ） 交点、Ｌ 距離、ＬＣ１，ＬＣ２ 光線、ＬＷ 長さ、
Ｎ，Ｍ 横幅の画素数、（Ｎ／２，Ｍ／２） 画像中心の座標、
ｎＢ，ｎＧ 色フィルター、Ｎ１ 広域エリアネットワーク、Ｎ３ 公衆回線、
Ｒ 半径、ｒｄ 距離、Ｒ０ 中心位置、Ｒｂ（ｘ，ｙ） 交点、Ｒｒ 半径、
Ｒｓ 半径、ＳＦ１〜ＳＦ３ 面、（ｘ，ｙ） 座標、
（ｘ０，ｙ０） 注目領域中心画素の座標、α 拡大率、β 縮小率、θ 湾曲角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を含む撮像画像を取得する画像取得部と、
内視鏡装置からの情報に基づいて、前記撮像画像に対して注目領域を設定する注目領域設定部と、
前記注目領域を他の領域よりも相対的に拡大する局所的な変倍処理を行う変倍処理部と、
を含むことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記変倍処理部は、
前記撮像画像の画角を維持しながら前記局所的な変倍処理を行うことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３】
請求項２において、
内視鏡装置の状態情報を取得する状態情報取得部を含み、
前記注目領域設定部は、
前記状態情報を前記内視鏡装置からの情報として、前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記状態情報取得部は、
前記被写体とスコープ先端部との間の距離を表す距離情報を、前記被写体を照明する光源部の出射光量に基づいて取得し、
前記注目領域設定部は、
前記距離情報を前記状態情報として、前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記注目領域設定部は、
前記距離が閾値よりも近いと判断された場合に、前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項６】
請求項４において、
前方視野に対応する領域の調光制御を行う第１の測光モード、又は側方視野に対応する領域の調光制御を行う第２の測光モードを設定するモード設定部と、
設定された測光モードにおいて調光制御される領域の明るさに基づいて前記光源部の絞りの開口面積を制御することにより、前記出射光量を制御する調光制御部を含み、
前記距離情報は、
前記調光制御部により制御された前記開口面積であり、
前記注目領域設定部は、
前記開口面積が閾値よりも小さいと判断された場合に、設定された測光モードにおいて調光制御される領域を前記注目領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項７】
請求項３において、
内視鏡装置にはスコープが着脱可能であり、
前記状態情報取得部は、
装着された前記スコープを識別する識別情報を前記状態情報として取得し、
前記注目領域設定部は、
取得された前記識別情報に基づいて前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記スコープは、
前方視野と側方視野を結像する対物光学系を有し、
前記注目領域設定部は、
前記識別情報が下部消化管用のスコープを表す識別情報である場合、前記撮像画像の中の前記側方視野に対応する領域を前記注目領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項９】
請求項７において、
前記スコープは、
前方視野と側方視野を結像する対物光学系を有し、
前記注目領域設定部は、
前記識別情報が上部消化管用のスコープを表す識別情報である場合、前記撮像画像の中の前記前方視野に対応する領域を前記注目領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１０】
請求項３において、
前記状態情報取得部は、
スコープ先端部の湾曲角度を表す湾曲角度情報を、前記状態情報として取得する湾曲角度検出部を有し、
前記注目領域設定部は、
取得された前記湾曲角度情報に基づいて、前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記スコープは、
前方視野と側方視野を結像する対物光学系を有し、
前記注目領域設定部は、
前記湾曲角度が閾値よりも大きいと判断された場合、前記撮像画像の中の前記側方視野に対応する領域を前記注目領域として設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１２】
請求項１０において、
前記変倍処理部は、
前記湾曲角度に応じて、前記注目領域又は前記注目領域以外の領域の変倍率を制御することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記スコープは、
前方視野と側方視野を結像する対物光学系を有し、
前記注目領域設定部は、
前記撮像画像の中の前記側方視野に対応する領域を前記注目領域として設定し、
前記変倍処理部は、
前記湾曲角度が大きいほど、前記注目領域の拡大率を大きくすることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１４】
請求項３において、
前記状態情報取得部は、
スコープ先端部の湾曲動き量を表す湾曲動き量情報を、前記状態情報として取得する湾曲動き量検出部を有し、
前記注目領域設定部は、
取得された前記湾曲動き量情報に基づいて、前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記スコープは、
前方視野と側方視野を結像する対物光学系を有し、
前記注目領域設定部は、
前記湾曲動き量が閾値よりも大きいと判断された場合、前記撮像画像の中の前記側方視野に対応する領域を前記注目領域として設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１６】
請求項１４において、
前記変倍処理部は、
前記湾曲動き量に応じて、前記注目領域又は前記注目領域以外の領域の変倍率を制御することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１７】
請求項１６において、
前記スコープは、
前方視野と側方視野を結像する対物光学系を有し、
前記注目領域設定部は、
前記撮像画像の中の前記側方視野に対応する領域を前記注目領域として設定し、
前記変倍処理部は、
前記湾曲動き量が大きいほど、前記注目領域の拡大率を大きくすることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１８】
請求項３において、
スコープ挿入部の形状情報を取得する形状検出部を含み、
前記状態情報取得部は、
取得された前記形状情報を前記状態情報として取得し、前記形状情報に基づいて被写体情報を取得する被写体情報取得部を有し、
前記注目領域設定部は、
取得された前記被写体情報に基づいて、前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１９】
請求項１８において、
前記被写体情報取得部は、
前記形状情報に基づいて被写体の部位を判定し、判定した部位を被写体情報として取得し、
前記注目領域設定部は、
前記被写体の部位が下部消化管であると判定された場合、前記撮像画像の中の側方視野に対応する領域を前記注目領域として設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２０】
請求項１９において、
前記被写体情報取得部は、
前記スコープ挿入部がループ形状であると判断された場合に、前記被写体の部位が前記下部消化管であると判定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２１】
請求項３において、
スコープ挿入部の形状情報を取得する形状取得部を含み、
前記状態情報取得部は、
取得された前記形状情報を前記状態情報として取得し、前記形状情報に基づいて観察状態情報を取得する観察情報取得部を有し、
前記注目領域設定部は、
取得された前記観察状態情報に基づいて、前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２２】
請求項２１において、
前記観察情報取得部は、
前記形状情報に基づいてスコープの進行方向を判定し、判定した進行方向を前記観察状態情報として取得し、
前記注目領域設定部は、
前記スコープが抜去されていると判定された場合、前記撮像画像の中の側方視野に対応する領域を前記注目領域として設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２３】
請求項３において、
前記状態情報取得部は、
前記被写体に対して処置を施すための処置具がスコープ先端部から突出したか否かを検出し、検出結果を前記状態情報として取得する処置具検出部を有し、
前記注目領域設定部は、
前記検出結果に基づいて、前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２４】
請求項２３において、
前記注目領域設定部は、
前記処置具の突出が検出された場合、前記撮像画像の中央領域又は、前記撮像画像の中心よりも前記処置具が挿入される側の領域を、前記注目領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２５】
請求項２において、
前記注目領域設定部は、
前記撮像画像を前記内視鏡装置からの情報として、前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２６】
請求項２５において、
前記注目領域設定部は、
前記被写体に対して処置を施すための処置具が撮像された処置具領域を、前記撮像画像に基づいて検出する処置具検出部を有し、
前記注目領域設定部は、
検出された前記処置具領域に基づいて前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２７】
請求項２６において、
前記処置具検出部は、
前記処置具領域の先端を検出し、
前記注目領域設定部は、
検出された前記先端から所定半径の円内を前記注目領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２８】
請求項２７において、
前記処置具検出部は、
前記処置具領域に含まれる画素のうちの、前記撮像画像の中心に最も近い画素を前記先端に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２９】
請求項２６において、
前記処置具検出部は、
前記撮像画像の画素の輝度に関する輝度特徴量を算出する輝度特徴量算出部を有し、
前記処置具検出部は、
算出された前記輝度特徴量に基づいて、前記処置具領域を検出することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３０】
請求項２９において、
前記処置具検出部は、
前記輝度特徴量に基づいて、前記処置具領域の候補である処置具候補画素を検出し、検出した前記処置具候補画素に基づいて前記処置具領域を決定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３１】
請求項３０において、
前記処置具検出部は、
処理対象画素の前記輝度特徴量と、前記処理対象画素の周辺画素の平均輝度特徴量とを比較する比較部を有し、
前記処置具検出部は、
前記輝度特徴量が前記平均輝度特徴量よりも大きい画素を、前記処置具候補画素に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３２】
請求項３０において、
前記処置具検出部は、
前記処置具候補画素の位置情報に基づいて、前記処置具候補画素を１又は複数の処置具候補領域に分類し、
前記処置具検出部は、
前記１又は複数の処置具候補領域の中から前記処置具領域を選択することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３３】
請求項３２において、
前記処置具検出部は、
処置具候補領域と他の領域の境界となる画素を前記処置具候補画素の中から抽出し、前記境界で囲まれた前記処置具候補画素を処置具候補領域に設定することにより、前記１又は複数の処置具候補領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３４】
請求項３２において、
前記処置具検出部は、
各処置具候補領域に含まれる前記処置具候補画素の数に基づいて、前記処置具領域を決定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３５】
請求項３４において、
前記処置具検出部は、
前記１又は複数の処置具候補領域の中の最多数の前記処置具候補画素を含む領域であり、所定の閾値よりも多い前記処置具候補画素を含む領域を、前記処置具領域として決定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３６】
請求項２５において、
前記注目領域設定部は、
前記撮像画像に基づいて、被写体の動き量を取得する動き検出部を有し、
前記注目領域設定部は、
取得した前記動き量に基づいて、前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３７】
請求項３６において、
前記注目領域設定部は、
前記動き量に基づいて、スコープが抜去されている状態であると判定された場合、前記撮像画像の中の側方視野に対応する領域を前記注目領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３８】
請求項３７において、
前記動き検出部は、
複数の代表点の動きベクトルを前記動き量として算出し、算出された前記動きベクトルの消失点を求め、
前記注目領域設定部は、
求められた前記消失点が前記撮像画像の中に存在し、前記代表点から前記消失点に向かうベクトルと前記動きベクトルとの内積が正である場合、前記スコープが抜去されている状態であると判定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３９】
請求項３８において、
前記注目領域設定部は、
前記消失点の画素値が閾値より小さいと判断された場合に、前記スコープが抜去されている状態であると判定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４０】
請求項３６において、
前記注目領域設定部は、
前記動き量に基づいて、スコープが抜去されている状態でないと判定された場合、前記撮像画像の中の前方視野に対応する領域を前記注目領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４１】
請求項３６において、
前記動き検出部は、
スコープの光学系が有する歪曲収差に基づいて、前記撮像画像の歪み補正を行う歪み補正部を有し、
前記動き検出部は、
歪み補正後の前記撮像画像に基づいて、前記動き量を取得することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４２】
請求項２５において、
前記注目領域設定部は、
前記被写体とスコープ先端部の間の距離を表す距離情報を、前記撮像画像の明るさに基づいて取得する距離情報取得部を有し、
前記注目領域設定部は、
取得された前記距離情報に基づいて前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４３】
請求項４２において、
前記距離情報取得部は、
前記撮像画像の画素の輝度に関する輝度特徴量を算出し、算出した前記輝度特徴量に基づいて前記距離情報を取得することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４４】
請求項４２において、
前記距離情報取得部は、
前記撮像画像を複数の領域に分割し、分割した各領域の明るさを前記距離情報として取得し、
前記注目領域設定部は、
前記複数の領域のうち最も明るい領域を前記スコープ先端部に最も近い領域として前記注目領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４５】
請求項２５において、
前記注目領域設定部は、
前記撮像画像に基づいて特徴量を算出し、所定の特徴量を有する領域に基づいて前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４６】
請求項４５において、
前記注目領域設定部は、
前記所定の特徴量を有する領域のうちの最大の面積の領域を選択し、選択した領域を含む円形領域を前記注目領域として設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４７】
請求項４５において、
前記撮像画像は、
特定の波長帯域における情報を有する被写体像が撮像された特殊光画像と、白色光の波長帯域における情報を有する被写体像が撮像された通常光画像であり、
前記注目領域設定部は、
前記特殊光画像に基づいて注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４８】
請求項４７において、
前記変倍処理部は、
設定された前記注目領域に基づいて、前記通常光画像を変倍処理することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４９】
請求項４７において、
前記特定の波長帯域は、
前記白色の波長帯域よりも狭い帯域であることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５０】
請求項４９において、
前記特殊光画像及び通常光画像は、
生体内を撮像した生体内画像であり、
前記生体内画像に含まれる前記特定の波長帯域は、
血液中のヘモグロビンに吸収される波長の波長帯域であることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５１】
請求項５０において、
前記特定の波長帯域は、
３９０ｎｍ〜４４５ｎｍ、又は５３０ｎｍ〜５５０ｎｍであることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５２】
請求項４７において、
前記特殊光画像及び通常光画像は、
生体内を写した生体内画像であり、
前記生体内画像に含まれる前記特定の波長帯域は、
蛍光物質が発する蛍光の波長帯域であることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５３】
請求項５２において、
前記特定の波長帯域は、
４９０ｎｍ〜６２５ｎｍの波長帯域であることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５４】
請求項４７において、
前記特殊光画像及び通常光画像は、
生体内を写した生体内画像であり、
前記生体内画像に含まれる前記特定の波長帯域は、
赤外光の波長帯域であることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５５】
請求項５４において、
前記特定の波長帯域は、
７９０ｎｍ〜８２０ｎｍ、又は９０５ｎｍ〜９７０ｎｍの波長帯域であることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５６】
請求項２５において、
前記撮像画像は、
生体内が撮像された画像であり、
前記注目領域設定部は、
スコープ先端部と前記生体との接触状態情報を、前記撮像画像に基づいて取得する接触状態情報取得部を有し、
前記注目領域設定部は、
前記接触状態情報に基づいて前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５７】
請求項５６において、
前記接触状態情報取得部は、
前記撮像画像において特定の色範囲の色を有する特定色領域を検出し、前記特定色領域に基づいて接触領域を設定し、
前記注目領域設定部は、
前記接触領域以外の領域を前記注目領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５８】
請求項５７において、
前記接触状態情報取得部は、
前記特定色領域の画像を空間周波数成分に変換し、変換された前記空間周波数成分の振幅値が所定値以上となる最高周波数が第１の閾値以下、或いは前記空間周波数成分の振幅値の総和が第２の閾値以下であると判定した場合、前記特定色領域を前記接触領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５９】
請求項５７において、
前記接触状態情報取得部は、
前記特定色領域を含む円を設定し、前記円の内側を前記接触領域に設定し、
前記変倍処理部は、
前記接触領域の円の中心と前記撮像画像の外周を結ぶ直線において、前記中心から円周までの距離と前記円周から前記外周までの距離の比に基づいて、前記注目領域の拡大率を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項６０】
請求項５７において、
前記接触状態情報は、
前記接触領域の位置と大きさを表す情報であることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項６１】
請求項１において、
前記画像取得部は、
スコープ先端部の前方視野及び側方視野が撮像された前記撮像画像を取得することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項６２】
請求項６１において、
前記撮像画像は、
前記前方視野及び前記側方視野を結像する対物光学系により得られた画像であることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項６３】
請求項６２において、
前記対物光学系は、
１８０°より大きい視野角を有することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項６４】
被写体像を含む撮像画像を取得する画像取得部と、
内視鏡装置からの情報に基づいて、前記撮像画像に対して注目領域を設定する注目領域設定部と、
前記撮像画像の画角を維持しながら前記注目領域の変倍処理を行う変倍処理部と、
を含むことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１】
被写体像を含む撮像画像を取得する画像取得部と、
内視鏡装置からの情報に基づいて、前記撮像画像に対して注目領域を設定する注目領域設定部と、
前記注目領域を他の領域よりも相対的に拡大する局所的な変倍処理を行う変倍処理部と、
を含むことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記変倍処理部は、
前記撮像画像の画角を維持しながら前記局所的な変倍処理を行うことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３】
請求項２において、
内視鏡装置の状態情報を取得する状態情報取得部を含み、
前記注目領域設定部は、
前記状態情報を前記内視鏡装置からの情報として、前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記状態情報取得部は、
前記被写体とスコープ先端部との間の距離を表す距離情報を、前記被写体を照明する光源部の出射光量に基づいて取得し、
前記注目領域設定部は、
前記距離情報を前記状態情報として、前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記注目領域設定部は、
前記距離が閾値よりも近いと判断された場合に、前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項６】
請求項４において、
前方視野に対応する領域の調光制御を行う第１の測光モード、又は側方視野に対応する領域の調光制御を行う第２の測光モードを設定するモード設定部と、
設定された測光モードにおいて調光制御される領域の明るさに基づいて前記光源部の絞りの開口面積を制御することにより、前記出射光量を制御する調光制御部を含み、
前記距離情報は、
前記調光制御部により制御された前記開口面積であり、
前記注目領域設定部は、
前記開口面積が閾値よりも小さいと判断された場合に、設定された測光モードにおいて調光制御される領域を前記注目領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項７】
請求項３において、
内視鏡装置にはスコープが着脱可能であり、
前記状態情報取得部は、
装着された前記スコープを識別する識別情報を前記状態情報として取得し、
前記注目領域設定部は、
取得された前記識別情報に基づいて前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記スコープは、
前方視野と側方視野を結像する対物光学系を有し、
前記注目領域設定部は、
前記識別情報が下部消化管用のスコープを表す識別情報である場合、前記撮像画像の中の前記側方視野に対応する領域を前記注目領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項９】
請求項７において、
前記スコープは、
前方視野と側方視野を結像する対物光学系を有し、
前記注目領域設定部は、
前記識別情報が上部消化管用のスコープを表す識別情報である場合、前記撮像画像の中の前記前方視野に対応する領域を前記注目領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１０】
請求項３において、
前記状態情報取得部は、
スコープ先端部の湾曲角度を表す湾曲角度情報を、前記状態情報として取得する湾曲角度検出部を有し、
前記注目領域設定部は、
取得された前記湾曲角度情報に基づいて、前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記スコープは、
前方視野と側方視野を結像する対物光学系を有し、
前記注目領域設定部は、
前記湾曲角度が閾値よりも大きいと判断された場合、前記撮像画像の中の前記側方視野に対応する領域を前記注目領域として設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１２】
請求項１０において、
前記変倍処理部は、
前記湾曲角度に応じて、前記注目領域又は前記注目領域以外の領域の変倍率を制御することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記スコープは、
前方視野と側方視野を結像する対物光学系を有し、
前記注目領域設定部は、
前記撮像画像の中の前記側方視野に対応する領域を前記注目領域として設定し、
前記変倍処理部は、
前記湾曲角度が大きいほど、前記注目領域の拡大率を大きくすることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１４】
請求項３において、
前記状態情報取得部は、
スコープ先端部の湾曲動き量を表す湾曲動き量情報を、前記状態情報として取得する湾曲動き量検出部を有し、
前記注目領域設定部は、
取得された前記湾曲動き量情報に基づいて、前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記スコープは、
前方視野と側方視野を結像する対物光学系を有し、
前記注目領域設定部は、
前記湾曲動き量が閾値よりも大きいと判断された場合、前記撮像画像の中の前記側方視野に対応する領域を前記注目領域として設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１６】
請求項１４において、
前記変倍処理部は、
前記湾曲動き量に応じて、前記注目領域又は前記注目領域以外の領域の変倍率を制御することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１７】
請求項１６において、
前記スコープは、
前方視野と側方視野を結像する対物光学系を有し、
前記注目領域設定部は、
前記撮像画像の中の前記側方視野に対応する領域を前記注目領域として設定し、
前記変倍処理部は、
前記湾曲動き量が大きいほど、前記注目領域の拡大率を大きくすることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１８】
請求項３において、
スコープ挿入部の形状情報を取得する形状検出部を含み、
前記状態情報取得部は、
取得された前記形状情報を前記状態情報として取得し、前記形状情報に基づいて被写体情報を取得する被写体情報取得部を有し、
前記注目領域設定部は、
取得された前記被写体情報に基づいて、前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１９】
請求項１８において、
前記被写体情報取得部は、
前記形状情報に基づいて被写体の部位を判定し、判定した部位を被写体情報として取得し、
前記注目領域設定部は、
前記被写体の部位が下部消化管であると判定された場合、前記撮像画像の中の側方視野に対応する領域を前記注目領域として設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２０】
請求項１９において、
前記被写体情報取得部は、
前記スコープ挿入部がループ形状であると判断された場合に、前記被写体の部位が前記下部消化管であると判定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２１】
請求項３において、
スコープ挿入部の形状情報を取得する形状取得部を含み、
前記状態情報取得部は、
取得された前記形状情報を前記状態情報として取得し、前記形状情報に基づいて観察状態情報を取得する観察情報取得部を有し、
前記注目領域設定部は、
取得された前記観察状態情報に基づいて、前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２２】
請求項２１において、
前記観察情報取得部は、
前記形状情報に基づいてスコープの進行方向を判定し、判定した進行方向を前記観察状態情報として取得し、
前記注目領域設定部は、
前記スコープが抜去されていると判定された場合、前記撮像画像の中の側方視野に対応する領域を前記注目領域として設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２３】
請求項３において、
前記状態情報取得部は、
前記被写体に対して処置を施すための処置具がスコープ先端部から突出したか否かを検出し、検出結果を前記状態情報として取得する処置具検出部を有し、
前記注目領域設定部は、
前記検出結果に基づいて、前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２４】
請求項２３において、
前記注目領域設定部は、
前記処置具の突出が検出された場合、前記撮像画像の中央領域又は、前記撮像画像の中心よりも前記処置具が挿入される側の領域を、前記注目領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２５】
請求項２において、
前記注目領域設定部は、
前記撮像画像を前記内視鏡装置からの情報として、前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２６】
請求項２５において、
前記注目領域設定部は、
前記被写体に対して処置を施すための処置具が撮像された処置具領域を、前記撮像画像に基づいて検出する処置具検出部を有し、
前記注目領域設定部は、
検出された前記処置具領域に基づいて前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２７】
請求項２６において、
前記処置具検出部は、
前記処置具領域の先端を検出し、
前記注目領域設定部は、
検出された前記先端から所定半径の円内を前記注目領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２８】
請求項２７において、
前記処置具検出部は、
前記処置具領域に含まれる画素のうちの、前記撮像画像の中心に最も近い画素を前記先端に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２９】
請求項２６において、
前記処置具検出部は、
前記撮像画像の画素の輝度に関する輝度特徴量を算出する輝度特徴量算出部を有し、
前記処置具検出部は、
算出された前記輝度特徴量に基づいて、前記処置具領域を検出することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３０】
請求項２９において、
前記処置具検出部は、
前記輝度特徴量に基づいて、前記処置具領域の候補である処置具候補画素を検出し、検出した前記処置具候補画素に基づいて前記処置具領域を決定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３１】
請求項３０において、
前記処置具検出部は、
処理対象画素の前記輝度特徴量と、前記処理対象画素の周辺画素の平均輝度特徴量とを比較する比較部を有し、
前記処置具検出部は、
前記輝度特徴量が前記平均輝度特徴量よりも大きい画素を、前記処置具候補画素に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３２】
請求項３０において、
前記処置具検出部は、
前記処置具候補画素の位置情報に基づいて、前記処置具候補画素を１又は複数の処置具候補領域に分類し、
前記処置具検出部は、
前記１又は複数の処置具候補領域の中から前記処置具領域を選択することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３３】
請求項３２において、
前記処置具検出部は、
処置具候補領域と他の領域の境界となる画素を前記処置具候補画素の中から抽出し、前記境界で囲まれた前記処置具候補画素を処置具候補領域に設定することにより、前記１又は複数の処置具候補領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３４】
請求項３２において、
前記処置具検出部は、
各処置具候補領域に含まれる前記処置具候補画素の数に基づいて、前記処置具領域を決定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３５】
請求項３４において、
前記処置具検出部は、
前記１又は複数の処置具候補領域の中の最多数の前記処置具候補画素を含む領域であり、所定の閾値よりも多い前記処置具候補画素を含む領域を、前記処置具領域として決定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３６】
請求項２５において、
前記注目領域設定部は、
前記撮像画像に基づいて、被写体の動き量を取得する動き検出部を有し、
前記注目領域設定部は、
取得した前記動き量に基づいて、前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３７】
請求項３６において、
前記注目領域設定部は、
前記動き量に基づいて、スコープが抜去されている状態であると判定された場合、前記撮像画像の中の側方視野に対応する領域を前記注目領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３８】
請求項３７において、
前記動き検出部は、
複数の代表点の動きベクトルを前記動き量として算出し、算出された前記動きベクトルの消失点を求め、
前記注目領域設定部は、
求められた前記消失点が前記撮像画像の中に存在し、前記代表点から前記消失点に向かうベクトルと前記動きベクトルとの内積が正である場合、前記スコープが抜去されている状態であると判定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３９】
請求項３８において、
前記注目領域設定部は、
前記消失点の画素値が閾値より小さいと判断された場合に、前記スコープが抜去されている状態であると判定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４０】
請求項３６において、
前記注目領域設定部は、
前記動き量に基づいて、スコープが抜去されている状態でないと判定された場合、前記撮像画像の中の前方視野に対応する領域を前記注目領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４１】
請求項３６において、
前記動き検出部は、
スコープの光学系が有する歪曲収差に基づいて、前記撮像画像の歪み補正を行う歪み補正部を有し、
前記動き検出部は、
歪み補正後の前記撮像画像に基づいて、前記動き量を取得することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４２】
請求項２５において、
前記注目領域設定部は、
前記被写体とスコープ先端部の間の距離を表す距離情報を、前記撮像画像の明るさに基づいて取得する距離情報取得部を有し、
前記注目領域設定部は、
取得された前記距離情報に基づいて前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４３】
請求項４２において、
前記距離情報取得部は、
前記撮像画像の画素の輝度に関する輝度特徴量を算出し、算出した前記輝度特徴量に基づいて前記距離情報を取得することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４４】
請求項４２において、
前記距離情報取得部は、
前記撮像画像を複数の領域に分割し、分割した各領域の明るさを前記距離情報として取得し、
前記注目領域設定部は、
前記複数の領域のうち最も明るい領域を前記スコープ先端部に最も近い領域として前記注目領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４５】
請求項２５において、
前記注目領域設定部は、
前記撮像画像に基づいて特徴量を算出し、所定の特徴量を有する領域に基づいて前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４６】
請求項４５において、
前記注目領域設定部は、
前記所定の特徴量を有する領域のうちの最大の面積の領域を選択し、選択した領域を含む円形領域を前記注目領域として設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４７】
請求項４５において、
前記撮像画像は、
特定の波長帯域における情報を有する被写体像が撮像された特殊光画像と、白色光の波長帯域における情報を有する被写体像が撮像された通常光画像であり、
前記注目領域設定部は、
前記特殊光画像に基づいて注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４８】
請求項４７において、
前記変倍処理部は、
設定された前記注目領域に基づいて、前記通常光画像を変倍処理することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４９】
請求項４７において、
前記特定の波長帯域は、
前記白色の波長帯域よりも狭い帯域であることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５０】
請求項４９において、
前記特殊光画像及び通常光画像は、
生体内を撮像した生体内画像であり、
前記生体内画像に含まれる前記特定の波長帯域は、
血液中のヘモグロビンに吸収される波長の波長帯域であることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５１】
請求項５０において、
前記特定の波長帯域は、
３９０ｎｍ〜４４５ｎｍ、又は５３０ｎｍ〜５５０ｎｍであることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５２】
請求項４７において、
前記特殊光画像及び通常光画像は、
生体内を写した生体内画像であり、
前記生体内画像に含まれる前記特定の波長帯域は、
蛍光物質が発する蛍光の波長帯域であることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５３】
請求項５２において、
前記特定の波長帯域は、
４９０ｎｍ〜６２５ｎｍの波長帯域であることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５４】
請求項４７において、
前記特殊光画像及び通常光画像は、
生体内を写した生体内画像であり、
前記生体内画像に含まれる前記特定の波長帯域は、
赤外光の波長帯域であることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５５】
請求項５４において、
前記特定の波長帯域は、
７９０ｎｍ〜８２０ｎｍ、又は９０５ｎｍ〜９７０ｎｍの波長帯域であることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５６】
請求項２５において、
前記撮像画像は、
生体内が撮像された画像であり、
前記注目領域設定部は、
スコープ先端部と前記生体との接触状態情報を、前記撮像画像に基づいて取得する接触状態情報取得部を有し、
前記注目領域設定部は、
前記接触状態情報に基づいて前記注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５７】
請求項５６において、
前記接触状態情報取得部は、
前記撮像画像において特定の色範囲の色を有する特定色領域を検出し、前記特定色領域に基づいて接触領域を設定し、
前記注目領域設定部は、
前記接触領域以外の領域を前記注目領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５８】
請求項５７において、
前記接触状態情報取得部は、
前記特定色領域の画像を空間周波数成分に変換し、変換された前記空間周波数成分の振幅値が所定値以上となる最高周波数が第１の閾値以下、或いは前記空間周波数成分の振幅値の総和が第２の閾値以下であると判定した場合、前記特定色領域を前記接触領域に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５９】
請求項５７において、
前記接触状態情報取得部は、
前記特定色領域を含む円を設定し、前記円の内側を前記接触領域に設定し、
前記変倍処理部は、
前記接触領域の円の中心と前記撮像画像の外周を結ぶ直線において、前記中心から円周までの距離と前記円周から前記外周までの距離の比に基づいて、前記注目領域の拡大率を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項６０】
請求項５７において、
前記接触状態情報は、
前記接触領域の位置と大きさを表す情報であることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項６１】
請求項１において、
前記画像取得部は、
スコープ先端部の前方視野及び側方視野が撮像された前記撮像画像を取得することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項６２】
請求項６１において、
前記撮像画像は、
前記前方視野及び前記側方視野を結像する対物光学系により得られた画像であることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項６３】
請求項６２において、
前記対物光学系は、
１８０°より大きい視野角を有することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項６４】
被写体像を含む撮像画像を取得する画像取得部と、
内視鏡装置からの情報に基づいて、前記撮像画像に対して注目領域を設定する注目領域設定部と、
前記撮像画像の画角を維持しながら前記注目領域の変倍処理を行う変倍処理部と、
を含むことを特徴とする内視鏡装置。
【図１】
【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２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
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【図６２】
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【公開番号】特開２０１２−２４５１５７（Ｐ２０１２−２４５１５７Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１９０６３（Ｐ２０１１−１１９０６３）
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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