图像处理装置、图像处理方法以及图像处理程序的制作方法_4

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理对象窄带图像进行空间频 率分解,而分割成多个空间频段。作为空间频率分解的方法,例如能够使用在实施方式1中 说明的D0G等。
[0100] 在接下来的步骤S141中,高频成分强调部141b在空间频段分割部141a所分割的 各空间频段的成分的强度中乘以频段越高则值越大的系数,图像化部141c对各空间频段 的强度进行合计。这样,生成高频成分被强调的窄带图像。
[0101] 之后,根据高频成分被强调的窄带图像,执行步骤sill~S114。此外,步骤S111~ S114中的处理与实施方式1相同。但是,在步骤S111以后,对高频成分被强调后的窄带图 像执行处理。
[0102] (实施方式2)
[0103] 下面,对本发明的实施方式2进行说明。
[0104] 图10是示出本发明实施方式2涉及的图像处理装置的结构的框图。如图10所示, 实施方式2的图像处理装置2替代图1所示的运算部100而具有运算部200。运算部200 以外的图像处理装置2的各部的结构和动作与实施方式1相同。
[0105] 运算部200具有窄带图像获取部101、深度特征量计算部202以及强调图像生成部 203。其中,窄带图像获取部101的动作与实施方式1相同。
[0106] 深度特征量计算部202具有归一化特征量计算部210和相对特征量计算部220,深 度特征量计算部202根据窄带图像获取部101所获取的窄带图像来计算深度特征量。
[0107] 归一化特征量计算部210除了强度校正部111之外还具有衰减量计算部211,该衰 减量计算部211对窄带图像获取部101所获取的各窄带图像计算由生物体进行的波长成分 的吸光所造成的衰减量,归一化特征量计算部210根据该衰减量使各窄带图像的信号强度 归一化。此外,强度校正部111的结构和动作与实施方式1相同。
[0108] 衰减量计算部211具有粘膜强度计算部211a、差分计算部211b以及归一化部 211c。其中,粘膜强度计算部211a计算各窄带图像所包含的像素中的表示粘膜面的像素的 信号强度(以下也称为粘膜强度)。更详细地说,粘膜强度计算部211a对各窄带图像计算 以空间频率成分中的低频成分为像素值的低频图像。该低频图像的各像素的像素值与粘膜 强度对应。或者,也可以将包含血红蛋白吸光较少的波长成分的长波段图像内的各像素的 像素值作为粘膜强度来使用。此外,差分计算部211b计算各窄带图像所包含的各像素的信 号强度相对于粘膜强度的差分。归一化部211c根据粘膜强度使上述差分归一化。
[0109] 相对特征量计算部220具有第1特征量获取部221、第2特征量获取部222以及比 率计算部223。第1特征量获取部221从窄带图像获取部101所获取的窄带图像中选出1 个窄带图像(第1窄带图像),并获取对该选出的窄带图像所计算出的已归一化的差分作为 第1特征量。第2特征量获取部222根据第1特征量获取部221所选出的窄带图像的波长 成分,从窄带图像获取部101所获取的窄带图像中选出其他的窄带图像(第2窄带图像), 并获取对该选出的窄带图像所计算出的已归一化的差分作为第2特征量。此外,第1特征 量获取部221所具有的短波段选出部121a和长波段选出部121b、以及第2特征量获取部 222所具有的附近波段选出部122a的动作与实施方式1相同。比率计算部223计算上述第 1特征量和第2特征量的比率作为表示窄带图像间的相对衰减量的特征量。
[0110] 强调图像生成部203具有使窄带图像之间相加的加法部230,该强调图像生成部 203根据深度特征量计算部202所计算出的深度特征量,对窄带图像获取部101所获取的窄 带图像和强度校正部111所校正的窄带图像进行加权相加,从而生成以与深度对应的颜色 对血管进行了强调的图像。
[0111] 接着,说明图像处理装置2的动作。图11是示出图像处理装置2的动作的流程图。 此外,图11所示的步骤S10和S14中的动作与实施方式1相同。另外,与实施方式1同样, 在实施方式2中也获取通过波长415nm、460nm、540nm、600nm、630nm为中心的窄带光拍摄的 5个窄带图像作为窄带图像,进行图像处理。
[0112] 在紧接着步骤S10的步骤S21中,归一化特征量计算部210计算各窄带图像中的 由吸光造成的衰减量。在此,如上述所述,因为中心波长630nm的窄带光对血红蛋白的吸光 非常少,所以能够认为该窄带图像内的各像素的信号强度基本上表示粘膜面。因此,在实施 方式2中通过如下方式求得衰减量:以中心波长630nm的窄带图像为基准,在其他的4个窄 带图像中进行校正以使表示粘膜面的像素的信号强度相等之后,计算相对于630nm的窄带 图像的信号强度的差分。
[0113] 图12是示出归一化特征量计算部210所执行的处理的流程图。归一化特征量计算 部210对窄带图像获取部101所获取的各窄带图像执行循环D的处理。其中,步骤S110~ S113中的处理与实施方式1相同。
[0114] 接着步骤S113,衰减量计算部211对窄带图像内的各像素执行循环E的处理。
[0115] 首先,在步骤S210中,粘膜强度计算部211a将在步骤S113中计算出的表示粘膜 面的像素的强度比的平均值AVG(I63(]/Ia)与处理对象像素的信号强度IA相乘。由此,获取 按照粘膜强度对该信号强度lx进行了校正的信号强度IX"。
[0116] 在接下来的步骤S211中,差分计算部211b计算在步骤S210中被校正的信号强度 Ix"=IxXAVG(I63Q/IJ与对应于处理对象像素的630nm的窄带图像内的像素的信号强度 (即,粘膜强度)的差分(强度差)AIX =IxXAVG(I63Q/IJ- 1630〇
[0117] 在接下来的步骤S212中,归一化部211c通过除以630nm的窄带图像的信号强度 而使差分AI归一化(参照下列公式)。这是因为上述强度差是依赖于表示粘膜面的像素 的强度的值。该被归一化的差分能够被用作各窄带图像中的衰减量Aa (A= 415nm、460nm、 540nm、600nm)。艮P,
[0118] A入=AI入/I630= {I人XAVG(I630/I入)_I630}/I630
[0119] 此外,虽然在实施方式2中以630nm的窄带图像为基准计算出了衰减量AA,但是 也可以通过其他的方法计算衰减量。例如,也可以将各窄带图像的低频成分认为是粘膜面, 在各窄带图像中以低频成分的强度作为基准(粘膜强度)使各像素的信号强度归一化,并 将被归一化的信号强度与该低频成分的信号强度的差分作为衰减量。之后,图像处理装置 2的动作返回主程序。
[0120] 在紧接着步骤S21的步骤S22中,相对特征量计算部220在彼此不同的窄带图像 间计算在步骤S21中计算出的衰减量Aa的比率。在此,如上述所述,在各窄带图像中的表 示血管的像素的信号强度与血管的深度之间,能看出与各频带的波长对应的关系。另外,在 步骤S21中计算出的衰减量成为各窄带光的强度相对于如图4所示的表示粘膜面的像素的 信号强度的差分。因此,在表层~中层中,深度越浅,则415nm和460nm的窄带图像间的衰 减量的比A46Q/A415越大。另一方面,在中层~深层中,深度越深,贝lj600nm和540nm的窄带图 像间的衰减量的比A54()/A6。。越大。
[0121] 因此,在步骤S22中,计算衰减量的比作为与生物体内的血管的深度相关的深度 特征量。即,将衰减量的比A4M/A415作为表层~中层中与深度相关的深度特征量来使用,将 衰减量的比A54(]/A_作为中层~深层中与深度相关的深度特征量来使用。
[0122] 作为具体的处理,如果短波段选出部121a从上述的5个窄带图像中选出短波长侧 的窄带图像(例如415nm的窄带图像),则第1特征量获取部221获取被选出的窄带图像内 的各像素的已校正的衰减量(例如衰减量A415)。另外,与此对应,附近波段选出部122a选 出频带与该短波长侧的窄带图像相邻的窄带图像(例如460nm的窄带图像),第2特征量获 取部222获取被选出的窄带图像内的各像素的已校正衰减量(例如衰减量A46。)。比率计算 部223计算这些窄带图像间彼此对应的像素中的衰减量的比率A4M/A415作为深度特征量。
[0123] 另外,如果长波段选出部121b从上述的5个窄带图像中选出长波长侧的窄带图像 (例如600nm的窄带图像),则第1特征量获取部221获取被选出的窄带图像内的各像素的 已校正的衰减量(例如衰减量A6。。)。另外,与此对应,附近波段选出部122a选出频带与该 长波长侧的窄带图像相邻的窄带图像(例如540nm的窄带图像),第2特征量获取部222获 取被选出的窄带图像内的各像素的已校正的衰减量(例如衰减量A54。)。比率计算部223计 算这些窄带图像间彼此对应的像素中的衰减量的比率A54(]/A_作为深度特征量。
[0124] 此外,虽然在上述实施方式1的变形例中阐述了窄带图像中的信号强度根据血管 的粗细进行变化,但是在实施方式2中所使用的衰减量的比率,因为血管粗细的差异所引 起的信号强度的变化被分母与分子相抵,所以能够获得不依赖于血管粗细的深度特征量。
[0125] 在接下来的步骤S23中,强调图像生成部203根据在步骤S22中计算出的深度特 征量,生成以根据深度而不同的色调对血管进行了强调的强调图像。即使在实施方式2中 也与实施方式1同样,以黄色强调表层的血管,以蓝色强调深层的血管。
[0126] 步骤S23中的处理的详细情况整体上与实施方式1(参照图5)相同,不同点在于, 代替实施方式1中计算基于信号强度的权重W1、W2 (参照步骤S132),而在本实施方式2中 计算基于下述公式(7)、(8)所赋予的衰减量的权重Wl'、W2'。
[0127] 【数学式4】
[0130] 在这种情况下,在步骤S133中,在上述的公式(4)~(6)中,代替权重W1、W2而使 用权重Wl'、W2'计算B成分、G成分、R成分的信号强度IB、IpIR。
[0131] 如上述所述,根据实施方式2,因为根据从中心波长彼此不同的至少3个窄带图像 中计算的窄带光的衰减量,计算与血管的深度相关的深度特征量,并根据该深度特征量使 窄带图像之间相加,所以能够生成以与血管的
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