JP7344976B2 - 内視鏡システム及びその作動方法 - Google Patents

Description

本発明は、観察対象の酸素飽和度を求める内視鏡システム及びその作動方法に関する。

医療分野において、生体内の観察対象を撮影する内視鏡システムが広く利用されている。近年では、酸素飽和度と病変部との相関関係が知られていることから、酸素飽和度を用いた診断も行われつつある。酸素飽和度を用いる診断においては、酸素飽和度によって吸光係数が変化する酸素飽和度観察用照明光を患部に照射して得られる複数の分光画像に基づいて、観察対象の酸素飽和度を算出し、酸素飽和度を画像化した酸素飽和度画像をモニタに表示する。

酸素飽和度の算出に際しては、複数の分光画像に基づく演算処理により得られる演算値として、異なる分光画像間の信号比を用いている。入力となる信号比のわずかな変動が、出力となる酸素飽和度のノイズとなるため、ハード面で、酸素飽和度観察用照明光を発する光源部の発光量の厳密な制御が必要となるだけでなく、内視鏡や光源部の個体差に対する補正技術も重要となる。例えば、特許文献１では、酸素飽和度を算出するための本撮影の前にプレ撮影を行い、プレ撮影で得られた補正量を用いることで、酸素飽和度が正確に算出するようにしている。

特開２０１４－７６３７５号公報 国際公開第２０１５／１９４４２２号

酸素飽和度の算出に用いる信号比に関しては、酸素飽和度観察用照明光を発する光源部の分光特性が個体別に異なることから、同じ観察対象を撮像しても、信号比に違いが生じることがある。更には、光源部を有する光源装置と観察対象を撮像する内視鏡の組み合わせによって、同じ観察対象に対して得られる信号比に違いが生じることがある。これに対して、ホワイトバランス補正処理（例えば、特許文献２）を行うことによって、信号比の違いを補正することが考えられる。しかしながら、ホワイトバランス補正処理は、白色部分について個体差が無くなるように補正するものであり、酸素飽和度算出においては、白色部分だけでなく、他の色の部分も使用するため、ホワイトバランス補正処理だけでは個体差により生ずる信号比の違いを十分に補正することが難しかった。

本発明は、酸素飽和度観察用照明光を発する光源部などの個体差によらず、酸素飽和度を正確に算出することができる内視鏡システム及びその作動方法を提供することを目的とする。

本発明の内視鏡システムは、複数の波長帯域の照明光を発する複数の半導体光源と、照明光に基づいて照明された観察対象を撮像して複数の分光画像を得る内視鏡と、半導体光源毎の分光特性の違いを補正するための第１補正パラメータを記憶する第１補正パラメータ記憶メモリと、ホワイトバランス補正データを記憶するホワイトバランス補正データ記憶メモリと、分光画像における演算値の算出に用いる、半導体光源と内視鏡の組み合わせによって生じる演算値の違いを補正するための第２補正パラメータを取得し、且つ演算値、第１補正パラメータ、及び第２補正パラメータから算出した補正量に基づいて演算値を補正し、観察対象の酸素飽和度を算出する画像制御用プロセッサとを備える。

本発明の内視鏡システムは、複数の波長帯域の照明光を発する複数の半導体光源と、照明光に基づいて照明された観察対象を撮像して複数の分光画像を得る内視鏡と、半導体光源毎の分光特性の違いを補正するための第１補正パラメータを記憶する第１補正パラメータ記憶メモリと、ホワイトバランス補正データを記憶するホワイトバランス補正データ記憶メモリと、複数の前記分光画像、第１補正パラメータ、及びホワイトバランス補正データに基づいて、観察対象の酸素飽和度を算出する画像制御用プロセッサとを備え、画像制御用プロセッサは、分光画像のうち、酸素飽和度の算出に必要となる特定分光画像に対して、ホワイトバランス補正データに基づくホワイトバランス補正処理を行うことによって、ホワイトバランス補正済みの特定分光画像を取得し、ホワイトバランス補正済みの特定分光画像に基づいて、酸素飽和度の算出用の演算値を算出し、演算値、及び、第１補正パラメータに基づく演算処理によって、演算値を補正するための補正量を算出し、補正量を用いて演算値を補正した補正後の演算値に基づいて、酸素飽和度を算出する。

画像制御用プロセッサは、補正量を算出する場合には、半導体光源と内視鏡の組み合わせによって生じる演算値の違いを補正するための第２補正パラメータを取得し、且つ、演算値、及び、第１補正パラメータに加えて、第２補正パラメータに基づいて、補正量を算出することが好ましい。半導体光源は、第２補正パラメータを取得するための特定照明光を発することが好ましい。特定照明光は緑色光であることが好ましい。

本発明の内視鏡システムは、複数の波長帯域の照明光を発する複数の半導体光源と、照明光に基づいて照明された観察対象を撮像して複数の分光画像を得る内視鏡と、半導体光源毎の分光特性の違いを補正するための第１補正パラメータを記憶する第１補正パラメータ記憶メモリと、ホワイトバランス補正データを記憶するホワイトバランス補正データ記憶メモリと、複数の分光画像、第１補正パラメータ、及びホワイトバランス補正データに基づいて、観察対象の酸素飽和度を算出する画像制御用プロセッサと、半導体光源の光量を変化させることにより生じる照明光の波長特性の変化に基づく特定分光画像の違いを補正するための第３補正パラメータを取得する光源用プロセッサとを備え、画像制御用プロセッサは、分光画像のうち、酸素飽和度の算出に必要となる特定分光画像に対して、ホワイトバランス補正データに基づくホワイトバランス補正処理を行うことによって、ホワイトバランス補正済みの特定分光画像を取得し、ホワイトバランス補正済みの特定分光画像に基づいて、酸素飽和度の算出用の演算値を算出し、演算値、及び、第１補正パラメータに基づく演算処理によって、演算値を補正するための補正量を算出し、補正量を用いて演算値を補正した補正後の演算値に基づいて、酸素飽和度を算出し、画像制御用プロセッサは、演算値、及び、第１補正パラメータに加えて、第３補正パラメータに基づいて、補正量を算出する。第１補正パラメータは、各半導体光源のピーク波長と基準光源のピーク波長との差分値に基づいて得られることが好ましい。

複数の半導体光源には、中心波長に４５０ｎｍを含む第１青色光を発するＢＳ光源、中心波長に４７０ｎｍを含む第２青色光を発するＢＬ光源、緑色光を発する緑色光源、及び、赤色光を発する赤色光源を含むことが好ましい。複数の分光画像には、中心波長に４５０ｎｍを含む第１青色光に対応するＢ１画像、中心波長に４７０ｎｍを含む第２青色光に対応するＢ２画像、緑色光に対応するＧ１画像、及び、赤色光に対応するＲ１画像が含まれることが好ましい。

本発明は、複数の波長帯域の照明光を発する複数の半導体光源を備える内視鏡システムの作動方法において、内視鏡が、照明光に基づいて照明された観察対象を撮像して複数の分光画像を得るステップと、プロセッサが、半導体光源と内視鏡の組み合わせによって生じる、ホワイトバランス補正データを用いて算出する分光画像における演算値の違いを補正するための第２補正パラメータを取得し、且つ演算値、複数の分光画像、半導体光源毎の分光特性の違いを補正するための第１補正パラメータ、及び第２補正パラメータ、から算出した補正量に基づいて、演算値を補正し、観察対象の酸素飽和度を算出するステップとを有する。

本発明によれば、酸素飽和度観察用照明光を発する光源部などの個体差によらず、酸素飽和度を正確に算出することができる。

内視鏡システムの外観図である。 内視鏡システムの機能を示すブロック図である。 第１青色光、第２青色光、緑色光、及び、赤色光の発光スペクトルを示すグラフである。 第３補正パラメータ取得部の機能を示すブロック図である。 第１青色光と波長変動の変動量との関係を示すグラフである。 第１実施形態の酸素飽和度観察モードにおける発光パターンを示す説明図である。 カラーフィルタの分光特性を示すグラフである。 第１実施形態の特殊処理部の機能を示すブロック図である。 酸素飽和度と信号比Ｘ、Ｙとの関係を示す説明図である。 キャリブレーションモードの流れを示すフローチャートである。 キャリブレーション装置を示す説明図である 補正データ取得領域ＡＲを示す説明図である。 酸素飽和度観察モードの流れを示すフローチャートである。 第２実施形態の酸素飽和度観察モードにおける発光パターンを示す説明図である。 第２実施形態の特殊処理部の機能を示すブロック図である。 第２補正パラメータ取得部の機能を示すブロック図である。

［第１実施形態］
図１に示すように、第１実施形態の内視鏡システム１０は、内視鏡１２と、光源装置１４と、プロセッサ装置１６と、表示部であるモニタ１８と、ユーザーインターフェース１９とを有する。内視鏡１２は、光源装置１４と光学的に接続するとともに、プロセッサ装置１６に電気的に接続する。内視鏡１２は、被検体内に挿入する挿入部１２ａと、挿入部１２ａの基端部分に設けられた操作部１２ｂと、挿入部１２ａの先端側に設けられた湾曲部１２ｃと、先端部１２ｄとを有している。操作部１２ｂのアングルノブ１２ｅを操作することにより、湾曲部１２ｃが湾曲する。この湾曲部１２ｃが湾曲した結果、先端部１２ｄが所望の方向に向く。なお、先端部１２ｄには、観察対象に向けて空気や水等を噴射する噴射口（図示しない）が設けられている。

また、操作部１２ｂには、アングルノブ１２ｅの他、モード切替スイッチ１３ａ、フリーズスイッチ１３ｂ、ズーム操作部１３ｃが設けられている。モード切替スイッチ１３ａは、観察モードの切り替え操作に用いる。内視鏡システム１０は、通常モード、特殊モード、及び、キャリブレーションモードを有する。通常モードは、照明光に白色光を用いて観察対象を撮影して得る自然な色合いの画像（以下、通常画像という）をモニタ１８に表示する観察モードである。

特殊モードは、観察対象の酸素飽和度を算出して表示する酸素飽和度観察モードである。酸素飽和度観察モードでは、観察対象を撮像して得る複数の分光画像を用いて観察対象の酸素飽和度を算出し、算出した酸素飽和度の値を、疑似カラーを用いて示す画像（以下、酸素飽和度画像という）を生成してモニタ１８に表示する。キャリブレーションモードでは、ホワイトバランス補正処理に用いるホワイトバランス補正データを取得する。

フリーズスイッチ１３ｂは、プロセッサ装置１６に対して静止画取得指示を行うためのスイッチであり、プロセッサ装置１６は、静止画取得指示に従って、静止画画像を保存する。

プロセッサ装置１６は、モニタ１８及びユーザーインターフェース１９と電気的に接続する。モニタ１８は、各観察モードの画像や画像に付帯する画像情報等を出力表示する。ユーザーインターフェース１９は、キーボードなどを有し、機能設定等の入力操作を受け付ける。ユーザーインターフェース１９としては、キーボードの他に、マウスなどを設けてもよい。なお、プロセッサ装置１６には、画像や画像情報等を記録する外付けの記録部（図示省略）を接続してもよい。

図２に示すように、光源装置１４は、照明光を発光する光源部２０と、光源部２０の駆動を制御する光源制御部２２と、を備えている。

光源部２０は、ＢＳ光源２０ａ、ＢＬ光源２０ｂ、Ｇ光源２０ｃ、及び、Ｒ光源２０ｄの４個の半導体光源を備える。本実施形態においては、ＢＳ光源２０ａ、ＢＬ光源２０ｂ、Ｇ光源２０ｃ、及び、Ｒ光源２０ｄはいずれもＬＥＤ(Light Emitting Diode)である。光源部２０には、これらのＬＥＤの代わりに、ＬＤ(Laser Diode)と蛍光体と帯域制限フィルタとの組み合わせや、キセノンランプ等のランプと帯域制限フィルタの組み合わせ等を用いることができる。

図３に示すように、ＢＳ光源２０ａは、中心波長（ピーク波長）が約４５０±１０ｎｍ、波長帯域が約４２０ｎｍ～５００ｎｍの第１青色光ＢＳを発光する青色光源である。ＢＬ光源２０ｂは、中心波長（ピーク波長）及び波長帯域が約４７０ｎｍ±１０ｎｍであり、青色のいわゆる狭帯域光（以下、第２青色光ＢＬという）を発光する青色光源である。Ｇ光源２０ｃは、中心波長（ピーク波長）が約５４０±２０ｎｍ、波長帯域が約４８０ｎｍ～６００ｎｍに及ぶ緑色光Ｇを発光する緑色光源である。Ｒ光源２０ｄは、中心波長（ピーク波長）が約６２０±２０ｎｍ、波長帯域が約６００ｎｍ～６５０ｎｍに及ぶ赤色光Ｒを発光する赤色光源である。

光源装置１４には、酸素飽和度観察モードにて用いる第１補正パラメータを記憶する第１補正パラメータ記憶メモリ２３が設けられている。第１補正パラメータは、演算値の補正値の算出に用いられるパラメータであって、ＢＳ光源２０ａ、ＢＬ光源２０ｂ、Ｇ光源２０ｃ、及び、Ｒ光源２０ｄの光学特性の個体ごとの違い（バラツキ）を補正するためのパラメータである。各光源２０ａ～２０ｄは、個体ごとに、ピーク波長値又は中心波長などの分光特性が異なっている（バラツキがある）。

具体的には、第１補正パラメータには、ＢＳ光源２０ａの第１青色光ＢＳのピーク波長ＣＢＳと基準光源のピーク波長との差分値に基づいて得られるパラメータΔ１（Ｂ４５０）が含まれる。その他に、ＢＬ光源２０ｂの第２青色光ＢＬのピーク波長ＣＢＬと基準光源のピーク波長との差分値に基づいて得られるパラメータΔ１（Ｂ４７０）、Ｇ光源２０ｃの緑色光Ｇのピーク波長ＣＧと基準光源のピーク波長との差分値に基づいて得られるパラメータΔ１（Ｇ）、及び、Ｒ光源２０ｄの赤色光Ｒのピーク波長ＣＲと基準光源のピーク波長との差分値に基づいて得られるパラメータΔ１（Ｒ）が、第１補正パラメータに含まれる。なお、第１補正パラメータは、工場出荷時に、光源装置１４の個体ごとの分光特性を測定してパラメータ化することが好ましい。

また、光源装置１４には、キャリブレーションモードにて用いる第３補正パラメータを取得する第３補正パラメータ取得部２４（図２参照）が設けられている。第３補正パラメータは、ＢＳ光源２０ａ、ＢＬ光源２０ｂ、Ｇ光源２０ｃ、及び、Ｒ光源２０ｄの光量を変化させることにより生じる各照明光の波長特性の変化（主として、波長変動）に基づく特定分光画像（酸素飽和度算出用の分光画像）の違いに関するパラメータである。図４に示すように、第３補正パラメータ取得部２４では、第３補正パラメータを取得するために光量及び波長変動関係テーブル２４ａと、第３補正パラメータ算出部２４ｂとを備えている。なお、光源装置１４には、各種処理に関するプログラムがプログラム用メモリに組み込まれている。光源用プロセッサから構成される光源用中央制御部（図示しない）によってプログラム用メモリ内のプログラムが動作することによって、第３補正パラメータ取得部の機能が実現する。

光量及び波長変動関係テーブル２４ａは、各照明光の光量と各照明光の波長変動との関係が記憶されている。光量及び波長変動関係テーブル２４ａは、ＢＳ光源２０ａ、ＢＬ光源２０ｂ、Ｇ光源２０ｃ、及び、Ｒ光源２０ｄのそれぞれに対してテーブルが設けられている。例えば、ＢＳ光源２０ａに用いられる光量及び波長変動関係テーブル２４ａについては、図５に示すように、第１青色光ＢＳの光量ＬＭＢＳと、第１青色光ＢＳの光量を変化させることにより生じる第１青色光ＢＳの波長変動（例えば、中心波長の変化量）の変動量Δλ（Ｂ４５０）との関係が記憶されている。第１青色光ＢＳの光量が比較的大きい場合には、第１青色光ＢＳの光量と波長変動の変動量Δλとの関係は線形的であるが、第１青色光ＢＳの光量が比較的小さい場合には、第１青色光ＢＳの光量と波長変動の変動量Δλとの関係は非線形である。

第３補正パラメータ算出部２４ｂは、光源部２０の光量が変化した場合には、変化した光源に対応する光量及び波長変動関係テーブル２４ａを参照し、波長変動の変動量Δλを特定する。そして、予め定められた波長変動の変動量Δλと第３補正パラメータとの関係に基づいて、波長変動の変動量Δλに対応する第３補正パラメータを算出する。第３補正パラメータは、ＢＳ光源２０ａの波長変動に対する第３補正パラメータΔ３（Ｂ４５０）、ＢＬ光源２０ｂの波長変動に対する第３補正パラメータΔ３（Ｂ４７０）、Ｇ光源２０ｃの波長変動に対する第３補正パラメータΔ３（Ｇ）、及び、Ｒ光源２０ｄの波長変動に対する第３補正パラメータΔ３（Ｒ）の４つが含まれる。

光源制御部２２は、光源部２０を構成する各光源２０ａ～２０ｄの点灯や消灯のタイミング、及び点灯時の発光量等をそれぞれ独立に制御する。この光源制御部２２の制御により、光源部２０は、通常モードにおいて使用する通常観察用照明光と、酸素飽和度観察モードにおいて使用する酸素飽和度観察用照明光とを発光する。

通常モードの場合、光源制御部２２は、ＢＳ光源２０ａ、Ｇ光源２０ｃ、及びＲ光源２０ｄを同時に点灯する。このため、通常観察用照明光は、第１青色光ＢＳと、緑色光Ｇと、赤色光Ｒとを含む白色光である。本実施形態においては、通常モードの場合、光源部２０は上記白色光を常時発光するが、観察対象の撮影タイミング（以下、撮影フレームという）に合わせて、白色光を発光しても良い。

酸素飽和度観察モード又はキャリブレーションモードの場合、光源制御部２２は、第１パターンと第２パターンで各光源２０ａ～２０ｄの点灯または消灯を交互に繰り返す。第１パターンは、ＢＳ光源２０ａと、Ｇ光源２０ｃと、Ｒ光源２０ｄを同時に点灯するパターンである。第１パターンの際には、第１青色光ＢＳと、緑色光Ｇと、赤色光Ｒとを含む白色光が照明光になる。一方、第２パターンは、ＢＬ光源２０ｂと、Ｇ光源２０ｃと、Ｒ光源２０ｄを同時に点灯するパターンである。このため、第２パターンの際には、第２青色光ＢＬと、緑色光Ｇと、赤色光Ｒとを含む酸素飽和度観察用照明光になる。酸素飽和度観察モードでは、図６に示すように、白色光と酸素飽和度観察用照明光とが撮影フレームに合わせて、例えば、１撮影フレーム毎に交互に繰り返し発光する。

図２に示すように、光源部２０が発光した照明光は、ライトガイド４１に入射する。ライトガイド４１は、内視鏡１２及びユニバーサルコード（内視鏡１２と光源装置１４及びプロセッサ装置１６とを接続するコード）内に内蔵されており、照明光を内視鏡１２の先端部１２ｄまで伝搬する。なお、ライトガイド４１としては、マルチモードファイバを使用できる。一例として、コア径１０５μｍ、クラッド径１２５μｍ、外皮となる保護層を含めた径がφ０．３～０．５ｍｍの細径なファイバケーブルを使用できる。

内視鏡１２の先端部１２ｄには、照明光学系３０ａと撮影光学系３０ｂが設けられている。照明光学系３０ａは、照明レンズ４５を有しており、この照明レンズ４５を介して照明光が観察対象に照射される。撮影光学系３０ｂは、対物レンズ４６、ズームレンズ４７、及びイメージセンサ４８を有している。イメージセンサ４８は、対物レンズ４６及びズームレンズ４７を介して、観察対象から戻る照明光の反射光等（散乱光、観察対象が発する蛍光、または、観察対象に投与等した薬剤に起因した蛍光等を含む）を用いて観察対象を撮影する。なお、ズームレンズ４７は、ズーム操作部１３ｃの操作をすることで移動し、イメージセンサ４８を用いて撮影する観察対象を拡大または縮小する。

イメージセンサ４８は、原色系のカラーセンサであり、青色カラーフィルタを有するＢ画素（青色画素）、緑色カラーフィルタを有するＧ画素（緑色画素）、及び、赤色カラーフィルタを有するＲ画素（赤色画素）の３種類の画素を備える。図７に示すように、青色カラーフィルタは、主として青色帯域の光、具体的には波長帯域が３８０～５６０ｎｍの波長帯域の光を透過する。青色カラーフィルタＢＦの透過率は、波長４６０～４７０ｎｍ付近においてピークになる。緑色カラーフィルタはＧＦ、主として緑色帯域の光、具体的には、４６０～４７０ｎｍの波長帯域の光を透過する。赤色カラーフィルタＲＦは、主として赤色帯域の光、具体的には、５８０～７６０ｎｍの波長帯域の光を透過する。

イメージセンサ４８を用いて観察対象を撮影すると、１回の撮影において最大で、Ｂ画素において撮影して得るＢ画像（青色画像）、Ｇ画素において撮像して得るＧ画像（緑色画像）、及び、Ｒ画素において撮影して得るＲ画像（赤色画像）の３種類の分光画像を得ることができる。通常モードの場合、使用する通常観察用照明光は白色光なので、Ｂｃ画像、Ｇｃ画像、及びＲｃ画像が得られる。Ｂｃ画像は、主に第１青色光ＢＳの反射光等を用いて観察対象を撮影した画像であり、Ｇｃ画像は、主に緑色光Ｇの反射光等を用いて観察対象を撮影した画像である。同様に、Ｒｃ画像は、主に赤色光Ｒの反射光等を用いて観察対象を撮影した画像である。

一方、酸素飽和度観察モード又はキャリブレーションモードでは、白色光を発光するフレームにおいては、分光画像として、Ｂ１画像、Ｇ１画像、及びＲ１画像を取得し、酸素飽和度観察用照明光を発光するフレームにおいては、分光画像として、Ｂ２画像、Ｇ２画像、及びＲ２画像を取得する。Ｂ１画像、Ｇ１画像、及びＲ１画像は、上記のＢｃ画像、Ｇｃ画像、及びＲｃ画像と同様である。Ｂ２画像は、主に第２青色光ＢＬの反射光等を用いて観察対象を撮影した画像である。Ｇ２画像は、主に緑色光Ｇの反射光等を用いて観察対象を撮影した画像である。同様に、Ｒ２画像は、主に赤色光Ｒの反射光等を用いて観察対象を撮影した画像である。

イメージセンサ４８としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサを利用可能である。また、本実施形態のイメージセンサ４８は、原色系のカラーセンサであるが、補色系のカラーセンサを用いることもできる。補色系のカラーセンサは、例えば、シアンカラーフィルタが設けられたシアン画素、マゼンタカラーフィルタが設けられたマゼンタ画素、イエローカラーフィルタが設けられたイエロー画素、及び、グリーンカラーフィルタが設けられたグリーン画素を有する。補色系カラーセンサを用いる場合に上記各色の画素から得る画像は、補色－原色色変換をすれば、Ｂ画像、Ｇ画像、及びＲ画像に変換できる。また、カラーセンサの代わりに、カラーフィルタを設けていないモノクロセンサをイメージセンサ４８として使用できる。この場合、ＢＧＲ等各色の照明光を用いて観察対象を順次撮影することにより、上記各色の画像を得ることができる。

図２に示すように、プロセッサ装置１６は、統括制御部５２と、画像取得部５４と、画像処理部６１と、静止画保存制御部６４と、静止画保存部６５と、表示制御部６６とを有する。

統括制御部５２は、プロセッサ装置１６内の各部を制御する。統括制御部５２は、モード切替スイッチ１３ａからのモード切替信号に基づいて、各モードに対応する制御を行う。また、統括制御部５２は、内視鏡１２及び光源装置１４を制御する。統括制御部５２は、光源装置１４の光源制御部２２を制御することにより、照明光の照射タイミングを制御する。また、統括制御部５２は、内視鏡１２のイメージセンサ４８を制御することにより、撮影のタイミングを制御する。

なお、プロセッサ装置１６には、各種処理に関するプログラムがプログラム用メモリ内に組み込まれている。画像制御用プロセッサによって構成される統括制御部５２によってプログラム用メモリ内のプログラムが動作することによって、画像取得部５４、画像処理部６１、静止画保存制御部６４、静止画保存部６５、及び表示制御部６６の機能が実現する。

画像取得部５４は、イメージセンサ４８から観察対象の画像を取得する。通常モードの場合、画像取得部５４は、撮影フレーム毎にＢｃ画像、Ｇｃ画像、及びＲｃ画像を取得する。酸素飽和度観察モード又はキャリブレーションモードの場合、画像取得部５４は、照明光に白色光を使用する撮影フレームにおいては、Ｂ１画像、Ｇ１画像、及びＲ１画像を取得し、照明光に酸素飽和度観察用照明光を使用する撮影フレームにおいては、Ｂ２画像、Ｇ２画像、及びＲ２画像を取得する。

また、画像取得部５４は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）５６と、ノイズ低減部５８と、変換部５９と、を有し、これらを用いて、取得した画像に各種処理を施す。

ＤＳＰ５６は、取得した画像に対し、必要に応じて欠陥補正処理、オフセット処理、ゲイン補正処理、マトリクス処理、ガンマ変換処理、デモザイク処理、及びＹＣ変換処理等の各種処理を施す。

欠陥補正処理は、イメージセンサ４８の欠陥画素に対応する画素の画素値を補正する処理である。オフセット処理は、欠陥補正処理を施した画像から暗電流成分を低減し、正確な零レベルを設定する処理である。ゲイン補正処理は、オフセット処理をした画像にゲインを乗じることにより各画像の信号レベルを整える処理である。マトリクス処理は、オフセット処理をした画像の色再現性を高める処理であり、ガンマ変換処理は、マトリクス処理後の画像の明るさや彩度を整える処理である。デモザイク処理（等方化処理や同時化処理とも言う）は、欠落した画素の画素値を補間する処理であり、ガンマ変換処理後の画像に対して施す。欠落した画素とは、カラーフィルタの配列のため、イメージセンサ４８において他の色の画素を配置しているために、画素値がない画素である。例えば、Ｂ画像はＢ画素において観察対象を撮影して得る画像なので、イメージセンサ４８のＧ画素やＲ画素に対応する位置の画素には画素値がない。デモザイク処理は、Ｂ画像を補間して、イメージセンサ４８のＧ画素及びＲ画素の位置にある画素の画素値を生成する。ＹＣ変換処理は、デモザイク処理後の画像を、輝度チャンネルＹと色差チャンネルＣｂ及び色差チャンネルＣｒに変換する処理である。

ノイズ低減部５８は、輝度チャンネルＹ、色差チャンネルＣｂ及び色差チャンネルＣｒに対して、例えば、移動平均法またはメディアンフィルタ法等を用いてノイズ低減処理を施す。変換部５９は、ノイズ低減処理後の輝度チャンネルＹ、色差チャンネルＣｂ及び色差チャンネルＣｒを再びＢＧＲの各色の画像に再変換する。

画像処理部６１は、通常処理部６２と、特殊処理部６３と、キャリブレーション処理部６８とを有する。通常処理部６２は、通常モード時に作動し、上記各種処理を施した１撮影フレーム分のＢｃ画像、Ｇｃ画像、及びＲｃ画像に対して、色変換処理、色彩強調処理、及び構造強調処理を施し、通常画像を生成する。色変換処理は、ＢＧＲ各色の画像に対して３×３のマトリクス処理、階調変換処理、３次元ＬＵＴ（ルックアップテーブル）処理等を行う。色彩強調処理は、画像の色彩を強調する処理であり、構造強調処理は、例えば、血管やピットパターン等の観察対象の組織や構造を強調する処理である。表示制御部６６は、通常処理部６２から通常画像を順次取得し、取得した通常画像を表示に適した形式に変換してモニタ１８に順次出力表示する。これにより、通常モードの場合、医師等は、通常画像の動画を用いて観察対象を観察できる。

特殊処理部６３は酸素飽和度観察モード時に作動し、酸素飽和度の算出に必要となる特定分光画像であるＢ１画像、Ｇ１画像、Ｒ１画像、Ｂ２画像に加えて、キャリブレーションモードにて取得した第１補正パラメータ、及び、ホワイトバランス補正データに基づいて、酸素飽和度を算出する。また、特殊処理部６３は、算出された酸素飽和度に応じて色付け処理等が施した酸素飽和度画像を作成する。

特殊処理部６３は、図８に示すように、ホワイトバランス補正処理部７０、演算値算出部７１、補正量算出部７２、酸素飽和度算出部７３、及び、画像作成部７４を備える。ホワイトバランス補正処理部７０は、ホワイトバランス補正データ記憶メモリ７０ａに記憶されたホワイトバランス補正データを用いて、特定分光画像であるＢ１画像、Ｇ１画像、Ｒ１画像、及びＢ２画像に対して、ホワイトバランス補正処理を行う。ホワイトバランス補正データは、基準白色板ＷＰを撮像することにより得られ、内視鏡１２と光源装置１４との組み合わせによる分光画像の白色部分の違いを補正するためのデータである。ホワイトバランス補正データには、Ｂ１画像用ホワイトバランス補正データＮＢ１、Ｇ１画像用ホワイトバランス補正データＮＧ１、Ｒ１画像用ホワイトバランス補正データＮＲ１、及び、Ｂ２画像用ホワイトバランス補正データＮＢ２が含まれる。

ホワイトバランス補正処理部７０では、Ｂ１画像をＢ１画像用ホワイトバランス補正データＮＢ１で除することにより、ホワイトバランス補正済みのＢ１画像（Ｂ１^＊＝Ｂ１／ＮＢ１）が得られる。同様にして、Ｇ１画像をＧ１画像用ホワイトバランス補正データＮＧ１で除することにより、ホワイトバランス補正済みのＧ１画像（Ｇ１^＊＝Ｇ１／ＮＧ１）が得られる。また、Ｒ１画像をＲ１画像用ホワイトバランス補正データＮＲ１で除することにより、ホワイトバランス補正済みのＲ１画像（Ｒ１^＊＝Ｒ１／ＮＲ１）が得られる。また、Ｂ２画像をＢ２画像用ホワイトバランス補正データＮＢ２で除することにより、ホワイトバランス補正済みのＢ２画像（Ｂ２^＊＝Ｂ２／ＮＢ２）が得られる。

なお、光源部２０の各半導体光源の波長変動に基づく特定分光画像の違いを補正するために、ホワイトバランス補正処理部７０では、第３補正パラメータΔ３（Ｂ４５０）、Δ３（Ｂ４７０）、Δ３（Ｇ）、Δ３（Ｒ）を用いて、ホワイトバランス補正済みのＢ１画像、Ｇ１画像、Ｒ１画像、Ｂ２画像（Ｂ１^＊、Ｇ１^＊、Ｒ１^＊、Ｂ２^＊）を更に補正することが好ましい。

具体的には、ホワイトバランス補正済みのＢ１画像に対して、第３補正パラメータΔ３（Ｂ４５０）、Δ３（Ｂ４７０）、Δ３（Ｇ）、Δ３（Ｒ）に基づくＢ１画像用補正係数α（Ｂ１）を掛け合わせることが好ましい（Ｂ１^＊×α（Ｂ１））。同様にして、ホワイトバランス補正済みのＧ１画像に対して、第３補正パラメータΔ３（Ｂ４５０）、Δ３（Ｂ４７０）、Δ３（Ｇ）、Δ３（Ｒ）に基づくＧ１画像用補正係数α（Ｇ１）を掛け合わせることが好ましい（Ｇ１^＊×α（Ｇ１））。また、ホワイトバランス補正済みのＲ１画像に対して、第３補正パラメータΔ３（Ｂ４５０）、Δ３（Ｂ４７０）、Δ３（Ｇ）、Δ３（Ｒ）に基づくＲ１画像用補正係数α（Ｒ１）を掛け合わせることが好ましい（Ｒ１^＊×α（Ｒ１））。また、ホワイトバランス補正済みのＢ２画像に対して、第３補正パラメータΔ３（Ｂ４５０）、Δ３（Ｂ４７０）、Δ３（Ｇ）、Δ３（Ｒ）に基づくＢ２画像用補正係数α（Ｂ２）を掛け合わせることが好ましい（Ｂ２^＊×α（Ｂ２））。

演算値算出部７１は、ホワイトバランス補正済みの特定分光画像であるＢ１画像、Ｇ１画像、Ｒ１画像、Ｂ２画像（Ｂ１^＊、Ｇ１^＊、Ｒ１^＊、Ｂ２^＊、又は、Ｂ１^＊×α（Ｂ１）、Ｇ１^＊×α（Ｇ１）、Ｒ１^＊×α（Ｒ１）、Ｂ２^＊×α（Ｂ２））に基づく演算処理によって、酸素飽和度の算出用の演算値を算出する。具体的には、演算値算出部７１は、演算処理として、ホワイトバランス補正済みのＲ１画像をホワイトバランス補正済みのＧ１画像で除して対数化する演算を行うことによって、演算値として、信号比Ｘ（＝ｌｎ（Ｒ１^＊／Ｇ１^＊））を算出する。また、演算値算出部７１は、演算処理として、ホワイトバランス補正済みのＢ２画像をホワイトバランス補正済みのＧ１画像で除して対数化する演算を行うことによって、演算値として、信号比Ｙ（＝ｌｎ（Ｂ２^＊／Ｇ１^＊））を算出する。

補正量算出部７２は、演算値である信号比Ｘ，Ｙ、及び、第１補正パラメータに基づいて、信号比Ｘ、Ｙを補正するための補正量を算出する。上記のようにホワイトバランス補正処理を行っているにも関わらず、信号比Ｘ、Ｙを補正するのは、以下の理由からある。第１信号比及び第２信号比は、ホワイトバランス補正処理によって、白色部分では、内視鏡１２及び光源装置１４との組み合わせに関わらず、同じ値（「０」）を示すが、白色部分以外の他の色の部分では補正されていない。他の色の部分で補正されていないと、酸素飽和度を正確に算出することが難しい。

そこで、補正量算出部７２では、光源装置１４から、光源部２０の各半導体光源の分光特性の違いを補正するための第１補正パラメータΔ１（Ｂ４５０）、Δ１（Ｂ４７０）、Δ１（Ｇ）、及びΔ１（Ｒ）を取得し、これら第１補正パラメータΔ１（Ｂ４５０）、Δ１（Ｂ４７０）、Δ１（Ｇ）、及びΔ１（Ｒ）を用いて、信号比Ｘ，Ｙの補正量ΔＸ、ΔＹを算出する。具体的には、下記式（１）に従って、補正量ΔＸ、ΔＹを算出する。
式（１）ΔＸ＝Ｍ１１×Ｘ＋Ｍ１２×Ｙ
ΔＹ＝Ｍ２１×Ｘ＋Ｍ２２×Ｙ
ただし、Ｍ_ｉｊはマトリックス係数であり、Ｍ_ｉｊ＝ｂ４５０_ｉｊ×Δ１（Ｂ４５０）＋ｂ４７０_ij×Δ１（Ｂ４７０）＋ｇ_ij×Δ１（Ｇ）＋r_ijΔ１（Ｒ）である。ｂ４５０_ij、ｂ４７０_ij、ｇ_ij、ｒ_ijは、任意の係数である。なお、添え字の「ｉ」は１、２であり、添え字の「ｊ」は１、２である。

酸素飽和度算出部７３は、補正量ΔＸ、ΔＹを用いて信号比Ｘ，Ｙを補正し、補正後の信号比Ｘ＊、Ｙ＊に基づいて、酸素飽和度を算出する。具体的には、酸素飽和度算出部７３は、下記式（２）によって、補正後の信号比Ｘ＊、Ｙ＊を算出する。
式（２）Ｘ＊＝Ｘ＋ΔＸ
Ｙ＊＝Ｙ＋ΔＹ
酸素飽和度算出部７３は、信号比Ｘ，Ｙと酸素飽和度との相関関係を記憶した酸素飽和度用データ記憶部７３ａを参照して、補正後のＸ＊、Ｙ＊に対応する酸素飽和度を画素毎に算出する。酸素飽和度用データ記憶部７３ａに記憶された相関関係は、図９に示すように、縦軸を信号比Ｙとし、横軸を信号比Ｘとする特徴空間では、酸素飽和度が同じ値の点を結ぶ等値線が、ほぼ横方向に沿って形成される。また、等値線は、酸素飽和度が大きくなるほど縦軸方向の下方に位置する。例えば、酸素飽和度が１００％の等値線７５は、酸素飽和度が０％の等値線７６よりも下方に位置する。

例えば、補正後の信号比Ｘ^＊、Ｙ^＊に対応する酸素飽和度は、酸素飽和度用データ記憶部７３ａが記憶する相関関係を参照すると「４０％」である。したがって、酸素飽和度算出部７０は、補正後の信号比Ｘ^＊、Ｙ^＊に対応する画素の酸素飽和度を「４０％」と算出する。

画像作成部７４は、酸素飽和度を用いて、酸素飽和度画像を作成する。具体的には、画像作成部７４は、Ｂ１画像、Ｇ１画像、及びＲ１画像に基づいて通常画像を作成し、通常画像の色調を酸素飽和度に応じて変化させる。例えば、通常画像において、酸素飽和度が７０％を超える画素については色調を変化させずにそのまま表示する一方、酸素飽和度が７０％以下の画素については色調を変化させて表示することが好ましい。色調を変化させる場合は、酸素飽和度が低くなる程、寒色系（例えば、青）の色に近づけることが好まし。なお、画像作成部７４では、通常画像を作成せずに、酸素飽和度と特定の色画像を用いて、酸素飽和度画像を作成してもよい。この場合、輝度チャンネルＹと色差チャンネルＣｒ、Ｃｂを用いて酸素飽和度画像を作成することが好ましい。例えば、輝度チャンネルＹをＧ１画像信号に割り当て、色差チャンネルＣｒ、Ｃｂについては、酸素飽和度に応じて割り当てることが好ましい。

ホワイトバランス補正データを取得するキャリブレーションモードの一連の流れについて、図１０のフローチャートに沿って説明する。内視鏡システム１０の設置先の施設（病院など）において、キャリブレーションモードは実行される。まず、内視鏡１２のモード切替スイッチ１３ａを操作して、キャリブレーションモードに切り替える。キャリブレーションモードに切り替えられると、白色光と酸素飽和度観察用照明光が交互に発光する。そして、図１１に示すように、基準白色板ＷＰを有するキャリブレーション装置８０に内視鏡１２を挿入する。内視鏡の先端部１２ｄを基準白色板ＷＰに向けることによって、基準白色板ＷＰの撮像を行い、基準白色板ＷＰの撮影状態が一定条件を満たした場合に、基準白色板ＷＰの静止画を自動又は手動（フリーズスイッチ１３ｂの操作）で取得する。基準白色板ＷＰの静止画は、キャリブレーション処理部６８に送信される。

基準白色板ＷＰの静止画には、白色光の分光画像であるＢ１ｐ画像、Ｇ１ｐ画像、Ｒ１ｐ画像と、酸素飽和度観察用照明光の分光画像であるＢ２ｐ画像、Ｇ２ｐ画像、Ｒ２ｐ画像とが含まれる。キャリブレーション処理部６８では、基準白色板ＷＰの静止画のうち、Ｂ１ｐ画像、Ｇ１ｐ画像、Ｒ１ｐ画像、及びＢ２ｐ画像について、図１２に示す矩形の補正データ取得領域ＡＲを設定し、補正データ取得領域ＡＲの画素値の平均値をそれぞれ算出する。これら、Ｂ１ｐ画像、Ｇ１ｐ画像、Ｒ１ｐ画像、及びＢ２ｐ画像の補正データ取得領域ＡＲの画素値の平均値を、ホワイトバランス補正データＮＢ１、ＮＧ１、ＮＲ１、ＮＢ２とする。ホワイトバランス補正データは、ホワイトバランス補正データ記憶メモリ７０ａにそれぞれ格納される。なお、補正データ取得領域ＡＲの形状については、矩形の他、円状であってもよい。

次に、酸素飽和度観察モードの一連の流れについて、図１３のフローチャートに沿って説明する。内視鏡１２のモード切替スイッチ１３ａを操作して、酸素飽和度観察モードに切り替える。酸素飽和度観察モードに切り替えられると、白色光と酸素飽和度観察用照明光が交互に発光する。白色光の撮像フレームの場合において、Ｂ１画像、Ｇ１画像、及びＲ１画像を取得する。酸素飽和度観察用照明光の撮像フレームにおいて、Ｂ２画像、Ｇ２画像、及びＲ２画像を取得する。Ｂ１画像、Ｇ１画像、Ｒ１画像、及び、Ｂ２画像が、酸素飽和度の算出に用いられる特定分光画像となる。

ホワイトバランス補正処理部７０において、特定分光画像であるＢ１画像、Ｇ１画像、Ｒ１画像、及び、Ｂ２画像に対して、ホワイトバランス補正処理を行う。これにより、ホワイトバランス補正済みのＢ１画像、Ｇ１画像、Ｒ１画像、及び、Ｂ２画像が得られる。次に、演算値算出部７１は、ホワイトバランス補正済みのＢ１画像、Ｇ１画像、Ｒ１画像、及び、Ｂ２画像に基づく演算処理によって、酸素飽和度算出用の演算値として、信号比Ｘ、Ｙを算出する。

補正量算出部７２は、信号比Ｘ、Ｙ、及び、光源部２０の半導体光源毎の分光特性の違いを補正するための第１補正パラメータに基づいて、信号比Ｘ、Ｙを補正するための補正量ΔＸ、ΔＹを算出する。酸素飽和度算出部７３は、補正量ΔＸ、ΔＹを用いて信号比Ｘ，Ｙを補正し、補正後の信号比Ｘ＊、Ｙ＊に基づいて、酸素飽和度を算出する。画像作成部７４は、算出された酸素飽和度を用いて、酸素飽和度画像を作成する。作成された酸素飽和度画像は、モニタ１８に表示される。

［第２実施形態］
第２実施形態では、第１補正パラメータに加えて、光源部２０の各半導体光源と内視鏡１２の組み合わせによって生じる演算値の違いを補正するための第２補正パラメータを用いて、信号比Ｘ、Ｙの補正量を算出する。第２実施形態の酸素飽和度観察モードにおいては、白色光と酸素飽和度観察用照明光に加えて、第２補正パラメータを取得するための特定照明光を発光する。例えば、特定照明光としては、緑色光源２０ｃから発する緑色光Ｇとすることが好ましい。この場合、図１４に示すように、白色光、酸素飽和度観察用照明光、及び、緑色光を交互に発光することが好ましい。緑色光の撮像フレームにおいては、分光画像として、Ｂ３画像、Ｇ３画像、及び、Ｒ３画像が得られる。なお、Ｂ３画像、Ｇ３画像、及び、Ｒ３画像は、ホワイトバランス補正処理を行ってもよい。また、補正量の算出については、第１補正パラメータ、第２補正パラメータ、及び、第３補正パラメータに基づいて行ってもよい。また、補正量の算出については、第１補正パラメータ、第２補正パラメータ、及び、第３補正パラメータのうち少なくともいずれかに基づいて行ってもよい。

第２実施形態の特殊処理部６３には、第２補正パラメータを取得する第２補正パラメータ取得部９０が設けられている。第２補正パラメータ取得部９０は、図１６に示すように、信号比Ｘ、Ｙに関する基準の信号比Ｘｓ、Ｙｓなどを予め記憶する基準信号比記憶部９０ａと、第２補正パラメータ算出用信号比算出部９０ｂと、第２補正パラメータを算出する第２補正パラメータ算出部９０ｃとを備えている。

基準信号比記憶部９０ａには、基準の信号比Ｘｓ、Ｙｓの他に、Ｂ１画像をＧ１画像で除して得られる信号比Ｚ１（＝Ｂ１／Ｇ１）に関する基準の信号比Ｚ１ｓ、Ｂ３画像をＧ１画像で除して得られる信号比Ｚ２（＝Ｂ３／Ｇ１）に関する基準信号比Ｚ２ｓ、Ｇ３画像をＧ１画像で除して得られる信号比Ｚ３（＝Ｇ３／Ｇ１）に関する基準信号比Ｚ３ｓ、Ｇ２画像をＧ１画像で除して得られる信号比Ｚ４（＝Ｇ２／Ｇ１）に関する基準信号比Ｚ４ｓ、及び、Ｒ３画像をＧ１画像で除して得られる信号比Ｚ５（＝Ｒ３／Ｇ１）に関する基準信号比Ｚ５ｓが含まれている。以上の信号比Ｚ１～Ｚ５は、第２補正パラメータの算出に用いられる第２補正パラメータ算出用信号比である。

第２補正パラメータ算出用信号比算出部９０ｂは、第２補正パラメータ算出用信号比を算出する。即ち、第２補正パラメータ算出用信号比算出部９０ｂは、第２補正パラメータ算出用信号比として、Ｂ１画像とＧ１画像に基づいて、信号比Ｚ１を算出する。同様にして、第２補正パラメータ算出用信号比算出部９０ｂは、Ｂ３画像とＧ１画像に基づいて、信号比Ｚ２を算出する。また、第２補正パラメータ算出用信号比算出部９０ｂは、Ｇ３画像とＧ１画像に基づいて、信号比Ｚ３を算出する。また、第２補正パラメータ算出用信号比算出部９０ｂは、Ｇ２画像とＧ１画像に基づいて、信号比Ｚ４を算出する。第２補正パラメータ算出用信号比算出部９０ｂは、Ｒ３画像とＧ１画像とに基づいて、信号比Ｚ５を算出する。

第２補正パラメータ算出部９０ｃは、信号比Ｘと基準信号比Ｘｓとの差分により、第２補正パラメータΔ２（Ｘ）を算出する。同様にして、第２補正パラメータ算出部９０ｃは、信号比Ｙと基準信号比Ｙｓとの差分により、第２補正パラメータΔ２（Ｙ）を算出する。また、第２補正パラメータ算出部９０ｃは、信号比Ｚ１と基準信号比Ｚ１ｓとの差分により、第２補正パラメータΔ２（Ｚ１）を算出する。また、第２補正パラメータ算出部９０ｃは、信号比Ｚ２と基準信号比Ｚ２ｓとの差分により、第２補正パラメータΔ２（Ｚ２）を算出する。また、第２補正パラメータ算出部９０ｃは、信号比Ｚ３と基準信号比Ｚ３ｓとの差分により、第２補正パラメータΔ２（Ｚ３）を算出する。また、第２補正パラメータ算出部９０ｃは、信号比Ｚ４と基準信号比Ｚ４ｓとの差分により、第２補正パラメータΔ２（Ｚ４）を算出する。また、第２補正パラメータ算出部９０ｃは、信号比Ｚ５と基準信号比Ｚ５ｓとの差分により、第２補正パラメータΔ２（Ｚ５）を算出する。

第２実施形態の補正量算出部７２においても、第１実施形態と同様に、上記式（１）により、信号比Ｘ、Ｙの補正量ΔＸ、ΔＹを算出する。ただし、第２実施形態では、上記式（１）のうち、マトリックス係数Ｍ_ｉｊが第１実施形態と異なっている。第２実施形態のマトリックス係数Ｍ_ｉｊは以下の通りである。なお、第１実施形態と同様、添え字の「ｉ」は１、２であり、添え字の「ｊ」は１、２である。
Ｍ_ｉｊ＝ｂ４５０_ｉｊ×Δ１（Ｂ４５０）＋ｂ４７０_ij×Δ１（Ｂ４７０）＋ｇ_ij×Δ１（Ｇ）＋r_ijΔ１（Ｒ）
＋Ｂ１_ij×Δ２（Ｚ１）＋Ｂ２_ij×Δ２（Ｙ）＋Ｂ３_ij×Δ２（Ｚ２）
＋Ｇ２_ij×Δ２（Ｘ）＋Ｇ３_ij×Δ２（Ｚ３）
＋Ｒ２_ij×Δ２（Ｚ４）＋Ｒ３_ij×Δ２（Ｚ５）
ただし、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｇ２、Ｒ３、Ｒ２、Ｒ３は、任意の係数である。

なお、上記実施形態では、本発明の内視鏡システムとして、軟性鏡内視鏡である内視鏡１２を用いる管腔用内視鏡システムの例を説明しているが、本発明の内視鏡システムは、外科用の硬性内視鏡を用いる腹腔用内視鏡システムに対しても適用が可能である。

上記において、第１補正パラメータ記憶メモリ２３、第３補正パラメータ取得部２４、画像取得部５４、画像処理部６１、通常処理部６２、特殊処理部６３、静止画保存制御部６４、静止画保存部６５、表示制御部６６、キャリブレーション処理部６８、ホワイトバランス補正処理部７０、ホワイトバランス補正データ記憶メモリ７０ａ、演算値算出部７１、補正量算出部７２、酸素飽和度算出部７３、酸素飽和度用データ記憶部７３ａ、画像作成部７４、第２補正パラメータ取得部９０、基準信号比記憶部９０ａ、第２補正パラメータ算出用信号比算出部９０ｂ、第２補正パラメータ算出部９０ｃ等といった各種の処理を実行する処理部（processing unit)のハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサ（processor）である。各種のプロセッサには、ソフトウエア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit)、ＦＰＧＡ (Field Programmable Gate Array) などの製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device:ＰＬＤ）、各種の処理を実行するために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路（Graphical Processing Unit:ＧＰＵ）などが含まれる。

１つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合せ（例えば、複数のＦＰＧＡや、ＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ、ＧＰＵとＣＰＵの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアントやサーバなどのコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウエアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip:ＳｏＣ）などに代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを１つ以上用いて構成される。

さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた形態の電気回路（circuitry）である。また、記憶部のハードウェア的な構造はＨＤＤ（hard disc drive）やＳＳＤ（solid state drive）等の記憶装置である。

１０ 内視鏡システム
１２ 内視鏡
１２ａ 挿入部
１２ｂ 操作部
１２ｃ 湾曲部
１２ｄ 先端部
１２ｅ アングルノブ
１３ａ モード切替スイッチ
１３ｂ フリーズスイッチ
１３ｃ ズーム操作部
１４ 光源装置
１６ プロセッサ装置
１８ モニタ
１９ ユーザーインターフェース
２０ 光源部
２０ａ ＢＳ光源
２０ｂ ＢＬ光源
２０ｃ Ｇ光源
２０ｄ Ｒ光源
２２ 光源制御部
２３ 第１補正パラメータ記憶メモリ
２４ 第３補正パラメータ取得部
２４ａ 光量及び波長変動関係テーブル
２４ｂ 第３補正パラメータ算出部
３０ａ 照明光学系
３０ｂ 撮像光学系
４１ ライトガイド
４５ 照明レンズ
４６ 対物レンズ
４７ ズームレンズ
４８ イメージセンサ
５２ 統括制御部
５４ 画像取得部
５６ ＤＳＰ
５８ ノイズ低減部
５９ 変換部
６１ 画像処理部
６２ 通常処理部
６３ 特殊処理部
６４ 静止画保存制御部
６５ 静止画保存部
６６ 表示制御部
６８ キャリブレーション処理部
７０ ホワイトバランス補正処理部
７０ａ ホワイトバランス補正データ記憶メモリ
７１ 演算値算出部
７２ 補正量算出部
７３ 酸素飽和度算出部
７３ａ 酸素飽和度用データ記憶部
７４ 画像作成部
７５ １００％の等値線
７６ ０％の等値線
８０ キャリブレーション装置
９０ 第２補正パラメータ取得部
９０ａ 基準信号比記憶部
９０ｂ 第２補正パラメータ算出用信号比算出部
９０ｃ 第２補正パラメータ算出部
ＣＢＳ 第１青色光のピーク波長
ＣＢＬ 第２青色光のピーク波長
ＣＧ 緑色光のピーク波長
ＣＲ 赤色光のピーク波長
ＢＦ 青色カラーフィルタ
ＧＦ 緑色カラーフィルタ
ＲＦ 赤色カラーフィルタ
ＷＰ 基準白色板
ＡＲ 補正データ取得領域

Claims (10)

1. 複数の波長帯域の照明光を発する複数の半導体光源と、
   前記照明光に基づいて照明された観察対象を撮像して複数の分光画像を得る内視鏡と、
   前記半導体光源毎の分光特性の違いを補正するための第１補正パラメータを記憶する第１補正パラメータ記憶メモリと、
   前記分光画像における演算値の算出に用いる、ホワイトバランス補正データを記憶するホワイトバランス補正データ記憶メモリと、
   前記半導体光源と前記内視鏡の組み合わせによって生じる前記演算値の違いを補正するための第２補正パラメータを取得し、且つ前記演算値、前記第１補正パラメータ、及び前記第２補正パラメータから算出した補正量に基づいて前記演算値を補正し、前記観察対象の酸素飽和度を算出する画像制御用プロセッサとを備える内視鏡システム。
2. 複数の波長帯域の照明光を発する複数の半導体光源と、
   前記照明光に基づいて照明された観察対象を撮像して複数の分光画像を得る内視鏡と、
   前記半導体光源毎の分光特性の違いを補正するための第１補正パラメータを記憶する第１補正パラメータ記憶メモリと、
   ホワイトバランス補正データを記憶するホワイトバランス補正データ記憶メモリと、
   複数の前記分光画像、前記第１補正パラメータ、及び前記ホワイトバランス補正データに基づいて、前記観察対象の酸素飽和度を算出する画像制御用プロセッサとを備え、
   前記画像制御用プロセッサは、
   前記分光画像のうち、前記酸素飽和度の算出に必要となる特定分光画像に対して、ホワイトバランス補正データに基づくホワイトバランス補正処理を行うことによって、ホワイトバランス補正済みの特定分光画像を取得し、
   前記ホワイトバランス補正済みの特定分光画像に基づいて、前記酸素飽和度の算出用の演算値を算出し、
   前記演算値、及び、前記第１補正パラメータに基づく演算処理によって、前記演算値を補正するための補正量を算出し、
   前記補正量を用いて前記演算値を補正した補正後の演算値に基づいて、前記酸素飽和度を算出する内視鏡システム。
3. 前記画像制御用プロセッサは、
   前記補正量を算出する場合には、前記半導体光源と前記内視鏡の組み合わせによって生じる前記演算値の違いを補正するための第２補正パラメータを取得し、且つ、前記演算値、及び、前記第１補正パラメータに加えて、前記第２補正パラメータに基づいて、前記補正量を算出する請求項２記載の内視鏡システム。
4. 前記半導体光源は、前記第２補正パラメータを取得するための特定照明光を発する請求項３記載の内視鏡システム。
5. 前記特定照明光は緑色光である請求項４記載の内視鏡システム。
6. 複数の波長帯域の照明光を発する複数の半導体光源と、
   前記照明光に基づいて照明された観察対象を撮像して複数の分光画像を得る内視鏡と、
   前記半導体光源毎の分光特性の違いを補正するための第１補正パラメータを記憶する第１補正パラメータ記憶メモリと、
   ホワイトバランス補正データを記憶するホワイトバランス補正データ記憶メモリと、
   複数の前記分光画像、前記第１補正パラメータ、及び前記ホワイトバランス補正データに基づいて、前記観察対象の酸素飽和度を算出する画像制御用プロセッサと、
   前記半導体光源の光量を変化させることにより生じる前記照明光の波長特性の変化に基づく特定分光画像の違いを補正するための第３補正パラメータを取得する光源用プロセッサとを備え、
   前記画像制御用プロセッサは、
   前記分光画像のうち、前記酸素飽和度の算出に必要となる特定分光画像に対して、ホワイトバランス補正データに基づくホワイトバランス補正処理を行うことによって、ホワイトバランス補正済みの特定分光画像を取得し、
   前記ホワイトバランス補正済みの特定分光画像に基づいて、前記酸素飽和度の算出用の演算値を算出し、
   前記演算値、及び、前記第１補正パラメータに基づく演算処理によって、前記演算値を補正するための補正量を算出し、
   前記補正量を用いて前記演算値を補正した補正後の演算値に基づいて、前記酸素飽和度を算出し、
   前記画像制御用プロセッサは、
   前記演算値、及び、前記第１補正パラメータに加えて、前記第３補正パラメータに基づいて、前記補正量を算出する内視鏡システム。
7. 前記第１補正パラメータは、各半導体光源のピーク波長と基準光源のピーク波長との差分値に基づいて得られる請求項１ないし６いずれか１項記載の内視鏡システム。
8. 前記複数の半導体光源には、中心波長に４５０ｎｍを含む第１青色光を発するＢＳ光源、中心波長に４７０ｎｍを含む第２青色光を発するＢＬ光源、緑色光を発する緑色光源、及び、赤色光を発する赤色光源を含む請求項１ないし７いずれか１項記載の内視鏡システム。
9. 前記複数の分光画像には、中心波長に４５０ｎｍを含む第１青色光に対応するＢ１画像、中心波長に４７０ｎｍを含む第２青色光に対応するＢ２画像、緑色光に対応するＧ１画像、及び、赤色光に対応するＲ１画像が含まれる請求項１ないし７いずれか１項記載の内視鏡システム。
10. 複数の波長帯域の照明光を発する複数の半導体光源を備える内視鏡システムの作動方法において、
    内視鏡が、前記照明光に基づいて照明された観察対象を撮像して複数の分光画像を得るステップと、
    前記半導体光源と前記内視鏡の組み合わせによって生じる、ホワイトバランス補正データを用いて算出する分光画像における演算値の違いを補正するための第２補正パラメータを取得し、且つ前記演算値、複数の前記分光画像、前記半導体光源毎の分光特性の違いを補正するための第１補正パラメータ、及び前記第２補正パラメータ、から算出した補正量に基づいて、前記演算値を補正し、前記観察対象の酸素飽和度を算出するステップとを有する内視鏡システムの作動方法。

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