JP2010082264A - 画像処理装置、プログラム、方法、及びシステム - Google Patents

Abstract

【課題】凹凸部分の病気の症状を判断する画像処理装置、プログラム、方法、及びシステム。
【解決手段】病気の病気名と、該病気の病気部位の偏光特性とを対応づけて記録している記録部と、異なる複数の偏光方向の光を撮像する内視鏡で観察部位が撮像された偏光画像を取得する画像取得部と、前記偏光画像から得られる前記観察部位の偏光特性と、前記記録部に記録されている偏光特性とを比較して病名を判断する病名判断部と、前記病名判断部が判断した病名をユーザに報知する報知部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は画像処理装置、プログラム、方法、及びシステムに関する。

従来、特許文献１に示すように、光を斜めから照射することによって凹凸部分に影が発生させ、をユーザが陰影に基づいて凹凸部分判断する技術が知られている。
特開平１０−１６５３５７号公報

上記特許文献１によれば、ユーザが陰影に基づいて、凹凸部分を判断しているのみであるので、凹凸部分がどのような病気の症状であるかは、ユーザの経験に頼るしかない。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、画像処理装置であって、病気の病気名と、該病気の病気部位の偏光特性とを対応づけて記録している記録部と、異なる複数の偏光方向の光を撮像する内視鏡で観察部位が撮像された偏光画像を取得する画像取得部と、前記偏光画像から得られる前記観察部位の偏光特性と、前記記録部に記録されている偏光特性とを比較する病名判断部と、前記病名判断部が所定値以上で前記偏光画像と一致すると判断した前記偏光特性に対応する病名をユーザに報知する報知部とを備える。

前記画像取得部は、内視鏡で撮像された偏光画像を取得すると共に、該偏光画像が撮像されたときに前記観察部位に照射された光の照射面に対する照射角度を取得してよく、前記記録部は、前記偏光特性が得られたときに照射された光の照射面に対する照射角度を、該偏光特性と対応づけて記録し、前記病名判断部は、前記画像取得部により取得された照射角度と所定値以上で一致する照射角度に対応する前記記録部に記録されている偏光特性と、前記画像取得部により取得された偏光画像から得られる前記観察部位の偏光特性とを比較してよい。

前記画像取得部により取得された偏光画像に基づいて、前記観察部位の形状を特定する形状特定部を備えてよく、前記記録部は、前記病気部位の形状を、該病気部位の偏光特性と対応づけて記録し、前記病名判断部は、前記形状特定部により特定された形状と所定値以上で一致する形状に対応する前記記録部に記録されている偏光特性と、前記画像取得部により取得された偏光画像から得られる前記観察部位の偏光特性とを比較してよい。

前記画像取得部は、前記観察部位に照射された光の戻り光を、互いに直交するそれぞれの偏光方向の光を撮像した偏光画像を取得してよく、前記形状特定部は、前記画像取得部により取得された偏光画像の互いに直交する偏光方向の光の光量の比に基づいて、前記観察部位の形状を特定してよい。

前記画像取得部は、
前記観察部位に照射された偏光した光の戻り光を、互いに直交するそれぞれの偏光方向の光を撮像した偏光画像を取得してよい。

前記画像取得は、前記観察部位に対して斜めから照射された光の戻り光を撮像した画像をさらに取得してよく、前記形状特定部は、前記画像取得部により取得された偏光画像と、斜めから照射された光の戻り光を撮像した画像とに基づいて形状を特定してよい。

前記画像取得部は、前記観察部位に照射された偏光のない光の戻り光を、互いに直交するそれぞれの偏光方向の光を撮像した偏光画像をさらに取得してよく、前記病名判断部は、偏光のない光の戻り光を撮像した偏光画像から得られる前記観察部位の偏光特性と、前記記録部に記録されている偏光特性とを比較してよい。

前記記録部に記録されている偏光特性は、偏光画像であってよく、前記病名判断部は、前記撮像部に撮像された偏光画像と、前記記録部に記録している偏光画像とを比較してよい。

上記課題を解決するために、本発明の第２の態様においては、プログラムであって、病気の病気名と、該病気の病気部位の偏光特性とを対応づけて記録している記録部を備えたコンピュータを、異なる複数の偏光方向の光を撮像する内視鏡で観察部位が撮像された偏光画像を取得する画像取得部と、前記偏光画像から得られる前記観察部位の偏光特性と、前記記録部に記録されている偏光特性とを比較する病名判断部と、前記病名判断部が所定値以上で前記偏光画像と一致すると判断した前記偏光特性に対応する病名をユーザに報知する報知部として機能させる。

上記課題を解決するために、本発明の第３の態様においては、病気の病気名と、該病気の病気部位の偏光特性とを対応づけて記録している記録部を備えたコンピュータが画像を処理する方法であって、異なる複数の偏光方向の光を撮像する内視鏡で観察部位が撮像された偏光画像を取得する画像取得工程と、前記偏光画像から得られる前記観察部位の偏光特性と、前記記録部に記録されている偏光特性とを比較する比較工程と、前記比較工程が所定値以上で前記偏光画像と一致すると判断した前記偏光特性に対応する病名をユーザに報知する報知工程とを備える。

上記課題を解決するために、本発明の第４の態様においては、内視鏡装置と画像処理装置を備えたシステムであって、前記内視鏡装置は、観察部位に光を照射する第１照射部と、前記照射部により照射された光の戻り光のうち、互いに直交するそれぞれの偏光方向の光を撮像する撮像部とを有し、前記画像処理装置は、病気の病気名と、該病気の病気部位の偏光特性とを対応づけて記録している記録部と、前記撮像部で撮像された偏光画像を取得する画像取得部と、前記偏光画像から得られる前記観察部位の偏光特性と、記録部に記録されている偏光特性とを比較する病名判断部と、前記病名判断部が所定値以上で前記偏光画像と一致すると判断した前記偏光特性に対応する病名をユーザに報知する報知部とを有する。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決部に必須であるとは限らない。

図１は、本実施の形態のシステムの構成の一例を示す。システムは、内視鏡装置１００と、画像処理装置２００とを備える。内視鏡装置１００は、スコープ１０１、第１照射部１０２、第２照射部１０３、出力部１０４、及び鉗子１０５を備える。なお、図１において、Ａ部は、スコープ１０１の先端部１２１を拡大して示す。また、画像処理装置２００は、画像取得部２０１、病名判断部２０２、形状特定部２０３、照射角度検出部２０４、記録部２０５、及び報知部２０６を備える。

スコープ１０１は、鉗子口１１１、撮像部１１２、ライトガイド１１３、ライトガイド１１４を有する。スコープ１０１の先端部１２１は、その先端面１３０に撮像部１１２の一部としてのレンズ１３１を有する。また、先端部１２１は、その先端面１３０にライトガイド１１３の一部としての出射口１３２を有する。また、ライトガイド１１４は、スコープ１０１の一部であり、ライトガイド１１４の先端はスコープ１０１の先端部１２１から分離可能な分離部１２２の中に設けられている。

分離部１２２の一端は、スコープ１０１の先端部１２１に回転可能に取り付けられており、分離部１２２の他端はライトガイド１１４の一部としての出射口１３４を有する。分離部１２２は、側面に出射口１３４を有する。また、分離部１２２は、第２照射部１０３から出射した光がスコープ１０１の先端部１２１に方向に向かって照射するように出射口１３４を設ける。通常、分離部１２２は閉じた状態、つまり、分離部１２２と先端部１２１とのなす角が０度の状態となる。なお、ここでは、この分離部１２２と先端部１２１とのなす角を開き角度という。また、分離部１２２は、図１の点線で示すように、延長可能な構造を有する。

第１照射部１０２は、スコープ１０１の先端部１２１から照射される光を発生する。第１照射部１０２は光源を含み、該光源により光を発生させる。ライトガイド１１３は、例えば、光ファイバで構成されている。ライトガイド１１３は、第１照射部１０２が照射した光をスコープ１０１の先端部１２１にガイドする。第１照射部１０２が発光した光は、出射口１３２から照射される。また、第１照射部１０２は、円偏光の光を発生する。第１照射部１０２の光源側に円偏光の光を透過する偏光フィルタを設けることにより第１照射部１０２は円偏光の光を照射する。また、ライトガイド１１３は、第１照射部１０２から発光された光の偏光状態を保存して出射口１３２から円偏光の光を照射させる。また、光源からの光が通る光路上から偏光フィルタを退避させることにより、第１照射部１０２は、偏光のない光を照射することもできる。なお、第１照射部１０２が偏光のない光を照射させ、出射口１３２に円偏光の光を透過する円偏光フィルタを設けることにより、出射口１３２から円偏光の光を照射するようにしてもよい。

第２照射部１０３は、スコープ１０１の分離部１２２から照射される光を発生する。第２照射部１０３は光源を含み、該光源により光を発生させる。ライトガイド１１４は、例えば、光ファイバで構成されている。ライトガイド１１４は、第２照射部１０３が照射した光をスコープ１０１の分離部１２２にガイドする。第２照射部１０３が発光した光は、出射口１３４から照射される。また、第２照射部１０３は、分離部１２２の開き角度を制御する。また、第２照射部１０３は、分離部１２２の長さを制御する。具体的には、分離部１２２には開き角度を可変させるためのモータを有しており、第２照射部１０３は、該モータを制御するモータ制御部を有する。このモータ制御部により開き角度を制御する。また、分離部１２２は、長さが延長可能な構造及び長さを可変させるためのモータを有しており、第２照射部１０３は、該モータを制御するモータ制御部を有する。モータ制御部はＣＰＵ等の情報処理装置によって構成されている。これにより、第２照射部１０３は凹凸部分に対して斜めから光を照射することができる。

鉗子口１１１には、鉗子１０５が挿入され、鉗子口１１１は鉗子１０５を先端部１２１にガイドする。なお、鉗子１０５は、各種の先端形状を備えてよい。また、鉗子口１１１には、鉗子１０５のほかに、生体を処置する種々の処理具が挿入されてもよい。ノズル１３３は、水あるいは空気を送出する。

撮像部１１２は、撮像素子と光学系を含み、光学系はレンズ１３１及び偏光部を含む。偏光部は、直線偏光の偏光方向が互いに直交する第１偏光フィルタと第２偏光フィルタとをそれぞれ複数含み、第１偏光フィルタと第２偏光フィルタとは格子状に配列されている。なお、偏光部は、第１偏光フィルタ及び第２偏光フィルタの偏光方向以外の偏光フィルタも有してよい。また、第１偏光フィルタと第２偏光フィルタとは、それぞれ撮像素子の画素に対応して設けられていてもよい。つまり、１つの偏光フィルタを透過した光は１つの画素で受光されるようにしてもよい。この偏光部を透過した光を撮像素子は撮像する。また、撮像部１１２は、撮像素子を駆動させる撮像素子駆動ドライバ、ＡＤ変換器等も含む。つまり、撮像素子により撮像された画像が撮像素子駆動ドライバにより読み出されてＡＤ変換器によってデジタル信号に変換される。ここでは、偏光フィルタを介して撮像素子に撮像された画像を偏光画像という。出力部１０４は、撮像部１１２により撮像された偏光画像を画像処理装置２００の画像取得部２０１に出力する。なお、ここでは、特に明記しない限り、撮像部１１２は、観察部位に対して所定の角度から撮像する。ここでは、観察部位に対して９０度の角度、つまり、観察部位を真正面から撮像する。

画像取得部２０１は、出力部１０４から送られてきた、撮像部１１２により撮像された偏光画像を取得する。画像取得部２０１は、取得した偏光画像を病名判断部２０２及び形状特定部２０３に出力する。画像取得部２０１は、少なくとも形状特定部２０３には円偏光の光を照射して撮像された偏光画像を出力する。形状特定部２０３は、該送られてきた偏光画像に基づいて、観察部位の凹凸がある部分の形状を特定する。

照射角度検出部２０４は、偏光画像が撮像されたときに前記観察部位に照射された光の照射面に対する照射角度を検出する。この照射角度検出部２０４は、例えば、スコープ１０１の先端部にジャイロセンサを備え、観察部位に対して垂直に撮像したときの角度を９０度として、それからどのくらい角度がずれたかをセンサジャイロで検出することにより照射角度を検出するようにしてもよい。例えば、第１照射部１０２はスコープ１０１の先端部１２１の先端面１３０から光が照射されるので、第１照射部１０２で光を照射した場合は、センサジャイロで検出された角度がそのまま照射角度となる。また、第２照射部１０３で光を照射した場合は、センサジャイロで検出された角度と、分離部１２２の開き角度、及び長さを考慮して照射角度を検出するようにしてもよい。なお、観察部位に対して垂直に撮像面があるときにユーザが指示することにより、照射角度検出部２０４は現在の角度を９０度にセットする。

記録部２０５は、病気の病気名と、該病気の病気部位の偏光特性、病気部位の形状、該偏光特性が得られたときの照射角度等とを対応づけて記録しているテーブルを格納している。ここでは、偏光特性の一例として病気部位の偏光画像を記録している。この偏光画像に基づいて変更特性がわかる。ここでは、この記録されている病気部位の偏光画像を偏光参照画像という。病名判断部２０２は、画像取得部２０１から取得した偏光画像と、形状特定部２０３が特定した形状、及び照射角度検出部２０４が検出した照射角度に対応する記録部に記録されている偏光参照画像とを比較して、撮像された観察部位の病名を判断する。報知部２０６は、該病名判断部２０２により判断された病名をユーザに報知する。報知部２０６は、音声により病名を報知してもよい。また、表示により病名を報知してもよい。また、判断された病名に対応する偏光参照画像を表示するようにしてもよい。

図２は、形状特定部２０３の構成の一例を示す。形状特定部２０３は、判断部２１１、凹凸部分判断部２１２、凹凸特定部２１３、及び凹凸形状判定部２１４を有する。判断部２１１は、画像取得部２０１から送られてきた偏光画像に基づいて、照射された円偏光の光の戻り光の偏光状態を判断する。詳しくは、第１偏光フィルタを透過した光量と第２偏光フィルタを透過した光量の比に基づいて、偏光状態を判断する。つまり、第１偏光フィルタを透過して撮像素子に撮像された光の電荷量と、第２偏光フィルタを透過して撮像素子に撮像された光の電荷量との比に基づいて、偏光状態を判断する。また、領域毎に戻り光の偏光状態を判断する。

ここで、円偏光の光の入射角度が９０度の場合は、戻り光は円偏光となり、入射角度が９０度ではない場合は、戻り光は楕円偏光となる。また、円偏光の光の入射角度が小さくなればなるほど、戻り光の楕円偏光の楕円度は大きくなる。したがって、互いに偏光方向が直交する第１偏光フィルタと第２偏光フィルタとを用いることにより、戻り光の偏光状態を判断することができる。例えば、この第１偏光フィルタを透過した光の光量と、第２偏光フィルタを透過した光の光量が等しい場合には戻り光の偏光状態は円偏光となる。一方、第１偏光フィルタを透過した光の光量と、第２偏光フィルタを透過した光の光量が略等しくない場合は戻り光の偏光状態は楕円偏光となる。この第１偏光フィルタを透過した光の光量と、第２偏光フィルタを透過した光の光量との比の差が大きくなるほど、戻り光の楕円偏光の楕円度は大きくなる。

凹凸部分判断部２１２は、判断部２１１により判断されたそれぞれの戻り光の偏光状態に基づいて、凹凸部分がある領域があるか否かを判断する。例えば、平面に凹凸がある場合に、平面に対して垂直に円偏光が入射するように平面及び凹凸部分に光を入射した場合は、平面を反射した戻り光の偏光状態は円偏光となり、凹凸部分を反射した戻り光は楕円偏光となるので、凹凸部分がある領域を判断できる。また、平面に凹凸がある場合に、平面に対して鋭角に円偏光が入射するように凹凸部分に光を入射した場合は、平面を反射した光は一定の楕円偏光となるが、凹凸部分を反射した光の偏光状態は、該平面を反射した光の楕円偏光と特異のものとなる。つまり、戻り光の偏光状態が略同一となっている領域が集まっている範囲を平面として、該平面の戻り光の偏光状態と異なる偏光状態がある領域を凹凸部分であると判断する。なお、凹凸部分とは、凹又は凸がある部分のことを言う。

また、各領域の戻り光の偏光状態で、入射光が表面に入射した角度がわかることから、全体の各領域の入射角度に基づいて凹凸部分領域を判断してもよい。つまり、入射角度が略同一となっている領域が集まっている範囲を平面として、該平面の入射角度と異なる入射角度となる領域を凹凸部分であると判断する。戻り光の偏光状態から入射角度への変換は、偏光状態と傾斜角度とを対応付けたテーブルを予め容易しておき、該テーブルを用いて変換してもよい。また、計算により偏光状態から入射角度へ変換してもよい。凹凸部分判断部２１２は、凹凸部分と判断した領域のそれぞれの入射角度を凹凸形状判定部２１４に出力する。

また、各領域の戻り光の偏光状態、又は、各領域の光の入射角度により、平面領域がわかることから、平面領域の入射角度がそのまま第１照射部１０２の照射角度となる。したがって、照射角度検出部２０４は、凹凸部分判断部２１２により導きだされた平面領域の入射角度を照射角度として検出するようにしてもよい。この場合は、ジャイロセンサを設けなくてすみ、構造が簡略化できる。もちろん、第２照射部１０３の開き角度、長さにより第２照射部１０３の照射角度もわかる。

また、観察部位の各領域の偏光状態がわかることから、凹凸部分と判断した領域の凹凸の度合いがわかる。また、観察部位の各領域の入射角度がわかることから、凹凸部分と判断した領域の凹凸の度合いがわかる。本実施の形態では、この凹凸の度合いを凹凸度という。凹凸度とは、どのくらい凹んでいるか又は出っ張っているかを示す。また、凹凸部分判断部２１２は、凹凸部分であると判断した領域の凹凸度を第２照射部１０３に出力する。また、凹凸部分判断部２１２は、該凹凸部分であると判断した領域を凹凸特定部２１３に出力する。

第２照射部１０３は、凹凸部分判断部２１２により判断された凹凸部分の凹凸度に応じた角度で凹凸部分に光を照射する。この凹凸度に応じた角度とは、凹凸部分のない平坦な部分に対する入射角度を意味する。つまり、凹凸部分判断部２１２から送られてきた凹凸部分に対して、適切に光を斜めから照射すべく、該凹凸部分と判断された領域の凹凸度に基づいて分離部１２２の開き角度と長さを制御する。第２照射部１０３は、凹凸度に応じた開き角度と長さを記録したテーブルを記録しておき、送られてきた凹凸度に基づいて分離部１２２の開き角度と長さを制御してもよい。また、第２照射部１０３は、送られてきた凹凸度に基づいて分離部１２２の開き角度と長さを求めて制御してもよい。この凹凸部分判断部２１２により判断された凹凸部分に対して第２照射部１０３が斜めから光を照射した戻り光を撮像部１１２が撮像して、撮像された画像が画像取得部２０１を介して凹凸特定部２１３に送られる。このとき、撮像素子に設けられた偏光部を撮像素子に入射する光の光路上から退避させて撮像してもよい。この場合は、撮像部１１２の偏光部は光路上から退避可能に移動するような構成を有している。これにより、偏光のない光が撮像素子に入射する。

凹凸特定部２１３は、凹凸部分判断部２１２が判断した凹凸部分に対して第２照射部１０３が斜めから照射したときの画像に基づいて、該判断した凹凸部分が凹であるか凸であるかを特定する。詳しくは、画像に基づいて、該判断した凹凸部分の明暗の状態に基づいて凹であるか凸であるかを特定する。凹と凸では斜めから光を照射したときの影の出来具合が異なるからである。凹凸特定部２１３は、特定した凹又は凸を凹凸形状判定部２１４に出力する。凹凸形状判定部２１４は、凹凸部分判断部２１２から送られてきた凹凸部分のそれぞれの入射角度、及び、凹凸特定部２１３から送られてきた凹凸部分の凹又は凸に基づいて凹凸部分の形状を判定する。凹凸形状判定部２１４は判定した凹凸部分の形状を病名判断部２０２に出力する。

図３は、第１照射部１０２及び第２照射部１０３が照射する光の様子、及び、第２照射部１０３が照射した光によって生じる明暗の様子の例を示す。図３の左側の図は、凸部を有する観察部位に照射された光によって生じる明暗の様子の例を示す。また、図３の右側の図は、凹部を有する観察部位に照射された光によって生じる明暗の様子の例を示す。ここで、判断部２１１は、撮像部１１２が撮像した第１照射部１０２によって照射した円偏光の光の戻り光の画像に基づいて、戻り光の偏光状態を判断する。そして、凹凸部分判断部２１２は、該判断部２１１が判断した偏光状態に基づいて凹凸部分を判断する。

しかし、偏光状態は、光の観察部位に対する入射角度に依存して偏光状態が変わるだけなので、偏光状態に基づいて凹凸部分があるかないかは判断できるが、凹凸部分が凹なのか凸なのかは判断できない。つまり、円偏光の光を照射したのみでは、図３の左右の図に示す、凸の戻り光と凹の戻り光は同じ偏光状態となり、及び同じ傾斜角度である判断されてしまう。そこで、第２照射部１０３は、凹凸部分と判断された領域に対して光を斜めから照射することにより、影領域を作り、画像の明暗に基づいて凹か凸かを判断する。

この凹か凸かの特定は、例えば、凹凸部分と判断された領域のうち、分離部１２２の出射口１３４から近い部分が明で遠い部分が暗の場合は凸であると特定してもよい。逆に、分離部１２２の出射口１３４から遠い部分が暗で近い部分が明の場合は凸と特定してもよい。また、凹凸部分と判断された領域のうち、分離部１２２の出射口１３４から近い部分が暗で遠い部分が明の場合は凹であると特定してもよい。逆に、分離部１２２の出射口１３４から遠い部分が明で近い部分が暗の場合は凹と特定してもよい。

また、凹凸部分の凹み具合、及び出っ張り具合によっては、単に斜めから照射しても影ができない場合がある。例えば、凹み具合、及び出っ張り具合が小さい場合は、４５度ぐらいの入射角度で光を入射しても影ができない場合がある。また、例えば、凹み具合、及び出っ張り具合がかなり大きい場合に、２５度ぐらいの入射角度で光を入射すると、影の領域が大きくなる等、適切ではない場合がある。したがって、第２照射部１０３は、凹凸部分判断部２１２により判断された凹凸部分の凹凸度に応じた角度で斜めから光を照射するべく、分離部１２２の開き角度と長さを制御して変えることにより、適切に明暗の付いた画像を得ることができる。

なお、第２照射部１０３が光を照射して、凹凸特定部２１３が凹か凸かを判断するための画像を撮像部１１２が撮像している場合は、第１照射部１０２は光を照射しないようにしてもよい。また、凹凸特定部２１３が凹か凸かを判断を判断するための画像を撮像部１１２が撮像している場合は、第１照射部１０２は第２照射部１０３による照射光量より小さい光量で光を照射してもよい。これにより、凹凸部分に影が発生しやすくなる。

また、凹凸特定部２１３により凹か凸かが判断された後は、第２照射部１０３による照射を終了してもよい。この場合は、第１照射部１０２が光を照射する。また、第２照射部１０３による照射の光量を第１照射部１０２による照射の光量より小さくしてもよい。凹又は凸がある部分をじっくり観察、診察したい場合に、凹凸部分に影が濃くでると、凹凸部分が観察しづらいという理由による。また、第１照射部１０２は、凹凸部分判断部２１２が凹凸部分を判断すると、偏光のない光を照射するようにしてもよい。この偏光と無偏光の光を照射する構造としては、例えば、第１照射部１０２の光源に円偏光の光を透過する偏光フィルタを設け、円偏光の光を照射した場合は、光源が発する光の光路上に偏光フィルタを配置してよく、無偏光の光を照射したい場合は、光路上に偏光フィルタを配置させないようにしてもよい。

図４は、記録部に格納されているテーブルの一例を示す。テーブルには、病名毎に病気部位の偏光参照画像が記録されている。また、偏光参照画像が得られたときに照射された光の照射面に対する照射角度を、該偏光参照画像と対応づけて記録している。さらに、病気部位の形状を、該病気部位の偏光参照画像と対応づけて記録している。つまり、記録病気毎に、病気部位のそれぞれの形状におけるそれぞれの照射角度で照射したときの病気部位の偏光参照画像を記録している。例えば、病気Ａの場合は、病気部位の形状がＡのときの、また、病気部位の形状がＢのときの、照射角度Ａ、照射角度Ｂ、照射角度Ｃのそれぞれで照射したときの該病気部位の偏光参照画像をそれぞれ記録している。ここで、同じ病気であっても、該病気の病気部位の形状が異なるのは、病気の進行度合い等に応じて形状がかわるので、病気毎に複数の形状の偏光参照画像を記録している。また、偏光画像は光の入射角度に依存するので、異なる入射角度から照射したときの偏光参照画像を記録している。

そして、病名判断部２０２は、照射角度検出部２０４から送られてきた照射角度及び形状特定部２０３から送られてきた形状に基づいて記録部の中から適切な偏光参照画像を選択する。病名判断部２０２は、照射角度検出部２０４から送られてきた照射角度と所定値以上で一致する照射角度に対応する偏光参照画像を記録部から選択してもよい。また、病名判断部２０２は、形状特定部２０３から送られてきた形状と所定値以上で一致する形状に対応する偏光参照画像を記録部から選択してもよい。また、病名判断部２０２は、照射角度検出部２０４から送られてきた照射角度と所定値以上で一致し、且つ、形状特定部２０３から送られてきた形状と所定値以上で一致する形状に対応する偏光参照画像を記録部から選択してもよい。また、病名判断部２０２は、照射角度検出部２０４から送られてきた照射角度との一致度と形状特定部２０３から送られてきた形状との一致度との平均が所定値以上である偏光参照画像を選択してもよい。そして、病名判断部２０２は該選択した偏光参照画像と画像取得部２０１から送られてきた偏光画像とを比較する。そして、一定値以上で一致する偏光参照画像に対応する病名を、該画像取得部２０１から取得した観察部位の病名と判断する。病名判断部２０２は、判断した病名を報知部２０６に出力する。

ここで、記録部２０５に記録されている偏光参照画像が、円偏光の光が照射され、その戻り光を撮像した画像である場合は、画像取得部２０１は円偏光の光が照射された戻り光の偏光画像を病名判断部２０２に出力してよい。また、記録部２０５に記録されている偏光参照画像が、偏光のない光が照射された戻り光を撮像した画像である場合は、画像取得部２０１は、偏光のない光が照射された戻り光の偏光画像を病名判断部２０２に出力してもよい。また、画像取得部２０１が病名判断部２０２に出力する偏光画像は、第１照射部１０２が照射した光の戻り光を撮像した画像であってもよく、また、第２照射部１０３が照射した光の戻り光を撮像した画像であってもよい。また、画像取得部２０１が病名判断部２０２に出力する偏光画像は、第１照射部１０２又は第２照射部１０３のいずれか一方で照射された画像とする。複数の角度から光を照射する偏光画像の偏光特性が変わってしまうからである。

そして、報知部２０６は、病名判断部２０２が判断した病名をユーザに報知する。報知部２０６は、スピーカを有してよく、判断した病名を音声により報知してもよい。また、ディスプレイを有してよく、判断した病名を表示してもよい。また、判断した病名に対応する偏光参照画像を表示してもよい。

このように、本実施の形態では、第１照射部１０２が円偏光の光を照射して、その戻り光の偏光状態に基づいて、凹凸部分を判断して、その凹凸部分の光の入射角度を求める。そして、第２照射部１０３が凹凸部分と判断した領域に斜めから光を照射することにより、該凹凸部分が凹か凸かを特定する。そして、この凹凸部分の入射角度と凹か凸かの情報に基づいて凹凸部分の形状を判定する。また、凹凸部分の偏光画像を撮像したときの照射角度を検出する。そして、凹凸部分と照射角度を用いてテーブルに記録されている偏光参照画像を選択して、凹凸部分の偏光画像と選択した偏光参照画像とを比較して病名を判断する。したがって、凹凸部分がどのような病気の症状であるかを精度よく判断することができる。なお、本実施の形態で説明した内視鏡装置１００の各部、及び、画像処理装置２００の各部はＣＰＵ等の情報処理装置、若しくはコンピュータによって制御される。また、病名判断部２０２、及び形状特定部２０３はＣＰＵ等の情報処理装置で実現してもよく、電子回路で実現してもよい。また、照射角度検出部２０４、報知部２０６は、情報処理装置を用いて実現してもよい。

上記実施の形態は、以下のように変形してもよい。
（１）本変形例では、分離部１２２を設けずに、第２照射部１０３は、スコープ１０１の先端部１２１の側面から光を照射するようにしてもよい。図５は、本変形例（１）のスコープ１０１の先端部１２１の例を示す。先端部１２１の側面に第２照射部１０３から照射される光を出射する出射口１３４を設ける。また、第１照射部１０２から照射される光を出射する出射口１３２を、上記実施の形態と同様に先端部１２１の先端面１３０に設ける。なお、図５においては、レンズ１３１、鉗子口１１１、及びノズル１３３の図示を省略している。出射口１３４を側面に設けることにより、出射口１３４から出射された光が直接当たる被写体を反射することにより、第２照射部１０３から照射された光の間接光を観察部位に対して斜めから照射することができる。これにより、凹凸部位に影を発生させることが可能となり、また、構造が簡単になり、製造コストを抑えることができる。

（２）本変形例では、分離部１２２及び第２照射部１０３を設けない。図６は、本変形例（２）の凹凸検出方法の一例を示す。図６に示すように、第１照射部１０２が照射する光が観察部位に対して斜めに入射するように、スコープ１０１の先端部１２１を観察部位に対して傾ける。これにより、第２照射部１０３を設けなくても、凹凸がある領域に対して影を発生させることができる。ここで、第１照射部１０２は観察部位に対して斜めから光を照射するので、観察部位の平坦な部分、つまり、凹凸がない部分の戻り光は楕円偏光した状態となる。しかし、凹凸部分判断部２１２は、全体の戻り光の偏光状態に基づいて、凹凸部分がある領域を判断することができる。つまり、全体の戻り光の偏光状態に基づいて、特異な偏光状態を有する領域が凹凸部分であると判断できる。

（３）本変形例では、第２照射部１０３によって凹凸部分に照射される光の面積が、該凹凸部分の大きさに対して小さい場合は、ある位置の照射で撮像された１枚の画像に基づいて、凹か凸かの特定は難しい。したがって、照射位置を移動させて、そのときに撮像された複数の画像に基づいて、凹か凸かを特定するようにしてもよい。つまり、第２照射部１０３が観察部位に照射する照射位置を移動させて、撮像された複数の画像に写しだされた明暗の状態に基づいて、凹か凸かを判断する。また、第１照射部１０２によって凹凸部分に照射される光の面積が、該凹凸部分の大きさに対して小さい場合は、ある位置の照射で撮像された１枚の画像に基づいて、凹凸部分の判断は難しい。したがって、照射位置を移動させて、そのときに撮像された複数の画像に基づいて凹凸部分を判断するようにしてもよい。

（４）本変形例では、記録部２０５に格納されているテーブルに、病気の病名と、該病気の病気部位の偏光参照画像のみを記録するようにしてもよい。この場合は、撮像された偏光画像と偏光参照画像とを比較して病名を判断する。また、テーブルに、照射角度と形状のどちらか一方を偏光参照画像と対応づけて記録してもよい。例えば、テーブルに病名と偏光参照画像と照射角度とが対応付けて記録されている場合は、観察部位の偏光画像を撮像したときの照射角度を検出して、該検出した照射角度と所定値以上で一致する照射角度に対応する偏光参照画像と偏光画像を比較する。この場合は、第１照射部１０２は、円偏光の光を照射する構成でなくてもよい。また、照射部は１つでもよい。また、例えば、テーブルに病名と偏光参照画像と形状とが対応づけて記録されている場合は、観察部位の形状に対応する偏光参照画像と偏光画像とを比較する。この場合は、照射角度検出部２０４を備えなくてもよい。

（５）本変形例では、形状特定部２０３を画像処理装置２００側に設けるようにしたが、内視鏡装置１００側に設けるようにしてもよい。また、照射角度検出部２０４を画像処理装置２００側に設けるようにしたが、内視鏡装置１００側に設けるようにしてもよい。

（６）本変形例では、撮像部１１２の観察部位に対して撮像する角度を一定としたが、撮像する角度を可変してもよい。この場合、偏光画像を撮像するときの照射角度を一定にしてもよい。照射角度を一定にする場合は、記録部２０５のテーブルには、照射角度毎の偏光画像を記録するのではなく、撮像角度毎の偏光画像を記録する。また、撮像部１１２の撮像角度と偏光画像を撮像するときの照射角度を可変にしてもよい。照射角度と撮像角度とが変わると偏光特性が変わってしまうので、この場合は、記録部２０５のテーブルには、照射角度と撮像角度のそれぞれに角度に応じた偏光画像を記録する。撮像角度を検出する場合は、ジャイロセンサによって角度を検出してもよい。また、他の方法で検出してもよい。

（７）本変形例では、凹凸特定部２１３を設けないようにしてもよい。この場合は、凹凸部分判断部２１２により凹凸部分がわかり、該凹凸部分のそれぞれの領域の入射角度がわかる。この凹凸部分のそれぞれの領域の入射角度と相似的に所定値以上で一致する形状に対応する偏光参照画像と比較する。凹凸部分のそれぞれの領域の光の入射角度によって、凸側に傾斜しているのか凹側に傾斜しているのかがわからないが、傾斜角度はわかり、ある程度形状はわかる。

（８）上記実施の形態では、第１照射部１０２は円偏光の光を照射するようにしたが、円偏光以外の光を照射してもよい。つまり、第１照射部１０２は無偏光の光、楕円偏光の光、及び直線偏光の光のうち、何れか1つの光を照射してもよい。そして、凹凸部分判断部２１２は、第１照射部１０２が照射した光の戻り光の偏光状態に基づいて、凹凸部分があるか否かを判断してよい。つまり、凹凸部分判断部２１２は、照射された楕円偏光、又は、無偏光、又は直線偏光の光の戻り光の偏光状態に基づいて凹凸部分があるか否かを判断してよい。

（９）変形例（１）乃至（８）を矛盾しない範囲で任意に組み合わせてもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

本実施の形態のシステムの構成の一例を示す。 形状特定部２０３の構成の一例を示す。 第１照射部１０２及び第２照射部１０３が照射する光の様子、及び、第２照射部１０３が照射した光によって生じる明暗の様子の例を示す。 記録部に格納されているテーブルの一例を示す。 本変形例（１）のスコープ１０１の先端部１２１の例を示す。 本変形例（２）の凹凸検出方法の一例を示す。

符号の説明

１００ 内視鏡装置
１０１ スコープ
１０２ 第１照射部
１０３ 第２照射部
１０４ 出力部
１０５ 鉗子
１１１ 鉗子口
１１２ 撮像部
１１３ ライトガイド
１１４ ライトガイド
１２１ 先端部
１２２ 分離部
１３０ 先端面
１３１ レンズ
１３２ 出射口
１３３ ノズル
１３４ 出射口
２００ 画像処理装置
２０１ 画像取得部
２０２ 病名判断部
２０３ 形状特定部
２０４ 照射角度検出部
２０５ 記録部
２０６ 報知部
２１１ 判断部
２１２ 凹凸部分判断部
２１３ 凹凸特定部
２１４ 凹凸形状判定部

Claims (11)

1. 病気の病気名と、該病気の病気部位の偏光特性とを対応づけて記録している記録部と、
   異なる複数の偏光状態の光を撮像する内視鏡で観察部位が撮像された偏光画像を取得する画像取得部と、
   前記偏光画像から得られる前記観察部位の偏光特性と、前記記録部に記録されている偏光特性とを比較して病名を判断する病名判断部と、
   前記病名判断部が判断した病名をユーザに報知する報知部と
   を備える画像処理装置。
2. 該偏光画像が撮像されたときに前記観察部位に照射された光の照射面に対する照射角度を検出する照射角度検出部を備え、
   前記記録部は、
   前記偏光特性が得られたときに照射された光の照射面に対する照射角度を、該偏光特性と対応づけて記録し、
   前記病名判断部は、
   前記画像取得部により取得された照射角度と所定値以上で一致する照射角度に対応する前記記録部に記録されている偏光特性と、前記画像取得部により取得された偏光画像から得られる前記観察部位の偏光特性とを比較して病名を判断する
   請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記画像取得部により取得された偏光画像に基づいて、前記観察部位の形状を特定する形状特定部を備え、
   前記記録部は、
   前記病気部位の形状を、該病気部位の偏光特性と対応づけて記録し、
   前記病名判断部は、
   前記形状特定部により特定された形状と所定値以上で一致する形状に対応する前記記録部に記録されている偏光特性と、前記画像取得部により取得された偏光画像から得られる前記観察部位の偏光特性とを比較して病名を判断する
   請求項１又は２に記載の画像処理装置。
4. 前記画像取得部は、
   前記観察部位に照射された光の戻り光を、互いに直交するそれぞれの偏光方向の光を撮像した偏光画像を取得し、
   前記形状特定部は、
   前記画像取得部により取得された偏光画像の互いに直交する偏光方向の光の光量の比に基づいて、前記観察部位の形状を特定する
   請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記画像取得部は、
   前記観察部位に照射された偏光した光の戻り光を、互いに直交するそれぞれの偏光方向の光を撮像した偏光画像を取得する
   請求項４に記載の画像処理装置。
6. 前記画像取得は、
   前記観察部位に対して斜めから照射された光の戻り光を撮像した画像をさらに取得し、
   前記形状特定部は、
   前記画像取得部により取得された偏光画像と、斜めから照射された光の戻り光を撮像した画像とに基づいて形状を特定する
   請求項４又は５に記載の画像処理装置。
7. 前記画像取得部は、
   前記観察部位に照射された偏光のない光の戻り光を、互いに直交するそれぞれの偏光方向の光を撮像した偏光画像をさらに取得し、
   前記病名判断部は、
   偏光のない光の戻り光を撮像した偏光画像から得られる前記観察部位の偏光特性と、前記記録部に記録されている偏光特性とを比較する
   請求項４から６の何れかに記載の画像処理装置。
8. 前記記録部に記録されている偏光特性は、偏光画像であり、
   前記病名判断部は、
   前記内視鏡で撮像された偏光画像と、前記記録部に記録している偏光画像とを比較して病名を判断する
   請求項１から７の何れかに記載の画像処理装置。
9. 病気の病気名と、該病気の病気部位の偏光特性とを対応づけて記録している記録部を備えたコンピュータを、
   異なる複数の偏光方向の光を撮像する内視鏡で観察部位が撮像された偏光画像を取得する画像取得部と、
   前記偏光画像から得られる前記観察部位の偏光特性と、前記記録部に記録されている偏光特性とを比較して病名を判断する病名判断部と、
   前記病名判断部が所定値以上で前記偏光画像と一致すると判断した前記偏光特性に対応する病名をユーザに報知する報知部
   として機能させるプログラム。
10. 病気の病気名と、該病気の病気部位の偏光特性とを対応づけて記録している記録部を備えたコンピュータが画像を処理する方法であって、
    異なる複数の偏光方向の光を撮像する内視鏡で観察部位が撮像された偏光画像を取得する画像取得工程と、
    前記偏光画像から得られる前記観察部位の偏光特性と、前記記録部に記録されている偏光特性とを比較して病名を判断する病名判断工程と、
    前記病名判断工程が所定値以上で前記偏光画像と一致すると判断した前記偏光特性に対応する病名をユーザに報知する報知工程と
    を備える方法。
11. 内視鏡装置と画像処理装置を備えたシステムであって、
    前記内視鏡装置は、
    観察部位に光を照射する第１照射部と、
    前記照射部により照射された光の戻り光のうち、互いに直交するそれぞれの偏光方向の光を撮像する撮像部と
    を有し、
    前記画像処理装置は、
    病気の病気名と、該病気の病気部位の偏光特性とを対応づけて記録している記録部と、
    前記撮像部で撮像された偏光画像を取得する画像取得部と、
    前記偏光画像から得られる前記観察部位の偏光特性と、記録部に記録されている偏光特性とを比較して病名を判断する病名判断部と、
    前記病名判断部が所定値以上で前記偏光画像と一致すると判断した前記偏光特性に対応する病名をユーザに報知する報知部と
    を有するシステム。

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