(57)【要約】【課題】所定のフレームレートで連続的に取得する画像データについて、指定された色の範囲に属する領域の画像の色を選択的に調整可能な撮像装置を提供する。【解決手段】画像データを所定のフレームレートで取得する撮像部と、撮像部で取得された画像データに基づいて、所定のフレームレートで画像を表示する表示部と、表示された画像において、調整対象となる色を呈している対象画素を指定する入力部と、指定された調整対象色およびこの調整対象色に類似する調整対象範囲を指定する範囲指定部と、各画素データついて、逐次調整対象範囲に含まれるか否かを判定する判定部と、調整対象範囲に含まれるとされた画素データに対して選択的に画素値の調整を含む色変換を行う調整変換部と、調整対象範囲に含まれていない画素データに対して、調整変換部とは異なる結果を生ずる色変換を行う色変換部と、調整変換部からの画素データと色変換部からの画素データとで１フレーム分の画像データを形成する画像形成部とを備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各画素の色を表す画素データを含む画像データを所定のフレームレートで取得する撮像部と、
前記撮像部で取得された画像データに基づいて、前記所定のフレームレートに従って表される画像を表示する表示部と、
前記表示部で表示された画像において、調整対象となる色を呈している対象画素を指定する入力部と、
前記入力部によって指定された前記画像における対象画素の色である調整対象色およびこの調整対象色に類似する調整対象範囲を指定する範囲指定部と、
前記画像データに含まれる各画素データついて、逐次前記調整対象範囲に含まれるか否かを判定する判定部と、
前記判定部によって前記調整対象範囲に含まれるとされた画素データに対して、選択的に画素値の調整を含む色変換を行う調整変換部と、
前記判定部によって前記調整対象範囲に含まれていない画素データに対して、前記調整変換部とは異なる結果を生ずる色変換を行う色変換部と、
前記調整変換部からの画素データと前記色変換部からの画素データとで１フレーム分の画像データを形成し、撮像処理結果として出力する画像形成部と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記入力部は、複数の画素を指定する構成であり、
前記範囲指定部は、前記入力部によって指定された複数の画素の色に基づいて、前記調整対象範囲を設定する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記入力部は、指定した対象領域に含まれる少なくとも一つの領域内画素の位置とともに前記対象領域に含まれない少なくとも一つの領域外画素を指定する構成であり、
前記範囲指定部は、前記入力部によって指定された領域の画素の色を含み、前記少なくとも一つの領域外画素の色を含まないように、前記調整対象範囲を設定する
ことを特徴とする撮像装置。  
【請求項４】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記撮像部で取得される画像データに含まれる画素データそれぞれを、各画素データで示される色を色相、彩度および明度で表すように変換して前記判定部による前記調整対象領域の判定処理に供する表色系変換部を備え、
前記範囲指定部は、色相値、彩度値および明度値について範囲を限定することによって前記調整対象範囲を設定する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項４に記載の撮像装置において、
前記入力部によって対象領域として指定される少なくとも一つの画素の画素データに対応する色相、彩度および明度について類似していると判断すべき類似幅を入力する幅入力部を備え、
前記範囲指定部は、前記入力部によって指定された画素に対応する色相値、彩度値および明度値と、前記幅入力部によって入力された類似幅とに基づいて、前記調整対象範囲を設定する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記表示部は、前記範囲指定部によって調整対象範囲が設定されてからは、前記画像形成部によって形成された画像データに基づく表示を行う構成であり、
前記範囲指定部は、調整対象範囲を変更するための指示の入力に応じて、前記調整対象範囲を特定する条件を調整する範囲変更部を備えた
ことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラやスキャナなどの画像入力装置の入力特性と画像表示部やプリンタなどの画像出力装置の出力特性との違いを考慮して、被写体の色を忠実に再現するために、ある色空間において調整対象の色の範囲を指定し、指定した範囲の色についての調整パラメータを設定して、画像データに対する色変換の調整を行う技術が提案されている(特許文献１，２参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−８７５９１
【特許文献２】特開２００８−１３１２１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、顕微鏡にデジタルカメラなどの撮像部を持つ撮像装置を接続し、この撮像装置で顕微鏡の観察対象である試料を撮影して得られる画像を所定のフレームレートで連続的にモニタに表示するライブ画像表示を行って、顕微鏡を操作している人物だけでなく、顕微鏡の周囲のいる人物もモニタ画面を介して試料の動画像による観察を行ったり、静止画像の保存を行ったりする場合がある。
【０００５】
このように、顕微鏡に接続した撮像部で取得された画像を利用する際には、撮像装置で取得される動画像を介して試料を観察しながら、色に基づいて、試料に含まれる所望の構造(例えば、細胞内の核や微小器官など)を特定している。そのため、その部分の画像の色調や明るさを選択的に調整する場合がある。
【０００６】
しかしながら、上述した従来の画像処理方法および画像処理装置は、原稿の読み取りや被写体の撮影を行った入力装置に従属する色空間から、出力装置に従属する色空間への変換に用いるプロファイルを調整することにより、原稿や被写体の色を再現する出力を出力装置によって得ることを目的としており、動画像を観察しながら、指定した部分の色について色調を調整する用途には対応していなかった。
【０００７】
また、上述した従来の技術では、利用者が、プリンタなどの出力装置による出力特性が非線形になっている範囲を把握しており、その範囲をＨＳＶ(色相(Hue)、彩度(Saturation)、明度(Value))色空間やＬ＊ａ＊ｂ＊色空間において調整対象の色の範囲として指定することが前提となっている。つまり、色の範囲をＨＳＶ色空間やＬ＊ａ＊ｂ＊色空間において指定する従来技術を利用する際には、利用者が色彩に関して豊富な知識を持っていることが必要だった。
【０００８】
また、上述した従来技術では、調整対象の画像の色についてのヒストグラムなどを表示することにより、色調整の対象となる色相や彩度の範囲を指定する処理を支援している。しかしながら、顕微鏡に接続された撮像装置で取得された画像に基づくライブ画像表示を行うシステムにおいて、上述したようなグラフを表示するために、ライブ画像表示のための表示領域を縮小したのでは、十分な観察を行うことが困難になってしまう。
【０００９】
本発明は、所定のフレームレートで連続的に取得する画像データについて、指定された色の範囲に属する領域の画像の色を選択的に調整可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的は、以下に開示する撮像装置によって達成することができる。
【００１１】
第１の観点の撮像装置は、各画素の色を表す画素データを含む画像データを所定のフレームレートで取得する撮像部と、撮像部で取得された画像データに基づいて、所定のフレームレートに従って画像を表示する表示部と、表示部で表示された画像において、調整対象となる色を呈している対象画素を指定する入力部と、入力部によって指定された画像における対象画素の色である調整対象色およびこの調整対象色に類似する調整対象範囲を指定する範囲指定部と、画像データに含まれる各画素データついて、逐次調整対象範囲に含まれるか否かを判定する判定部と、判定部によって調整対象範囲に含まれるとされた画素データに対して選択的に画素値の調整を含む色変換を行う調整変換部と、判定部によって調整対象範囲に含まれていない画素データに対して、調整変換部とは異なる結果を生ずる色変換を行う色変換部と、調整変換部からの画素データと色変換部からの画素データとで１フレーム分の画像データを形成し、撮像処理結果として出力する画像形成部とを備える。
【発明の効果】
【００１２】
上述した基本構成を持つ撮像装置では、撮像部によって所定のフレームレートで連続的に画像データを取得する際に、指定された位置における画像の色に類似した調整対象範囲に属する色を持つ画素からなる領域に対して画像の色を選択的に調整する処理が施された画像を利用者に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】撮像装置の一実施形態を示す図である。
【図２】調整対象範囲の指定を説明する図である。
【図３】調整対象範囲を設定する動作を表す流れ図である。
【図４】カメラコントローラ２１の動作を表す流れ図である。
【図５】領域抽出動作を表す流れ図である。
【図６】領域抽出の例を示す図である。
【図７】調整対象範囲の変更動作を表す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１に、撮像装置の一実施形態を示す。
【００１６】
図１に示した顕微鏡１０には、対物レンズと接眼レンズが備えられている。一方、撮像部取付用ポートが設けられており、この撮像部取付用ポートにＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサを備えた撮像部２０が接続されている。撮像部取付用ポートは、対物レンズからの光が導かれるようになっている。したがって、このポートに取り付けられた撮像部２０により、顕微鏡１０のステージに載せられた試料の対物レンズによる拡大像の画像信号が取得できる。この画像信号が所定のフレームレートに従って取得され、カメラコントローラ２１に送られる。
【００１７】
撮像部２０からの画像信号は、補間処理部２２に入力される。補間処理部２２では、撮像部２０からの画像信号により１フレーム毎に複数の画素データからなる画像データを生成する。この画素データの画素値は、各画素の色を決める値である。生成された画素データは補間処理部２２から時系列に所定のフレームレートに従って出力され、標準色変換部２４に送られる。
【００１８】
図１に示した標準色変換部２４は、入力される画素データに対して、撮像部２０による色入力特性とモニタ１１による色出力特性とを考慮した標準的な色変換を行う。
【００１９】
また、図１に示した色調整処理部２６は、表色系変換部３１、色判別部３２、範囲指定テーブル部３３、無変換部３４、オプション色変換部３５、オプション色変換パラメータ部３６、表色系逆変換部３７を有している。
【００２０】
表色系変換部３１は、色調整処理部２６に入力された画素データからＨＳＶ表色系の画素値を新たに生成し、入力された画素データのＨＳＶ表色系による画素値を色判別部３２に伝達する。色判別部３２では表色系変換部３１の変換された画素値に基づいて、逐次各画素の色が後述する調整対象範囲内か否かを判定する。そして、調整範囲内の色を示す画素データであれば、オプション色変換部３５に出力する。オプション色変換部３５は、ユーザが変換の内容を調整できる、標準色変換部２４での色変換に対して付加的な変換結果をもたらす色変換を行う。
【００２１】
一方、調整対象範囲外の色を示す画素データである場合には、無変換部３４に送る。無変換部３４では画素データの値が変化しないオプション色変換部３５と同じ変換手法の処理を行う。
【００２２】
なお、無変換部３４やオプション色変換部３５の色変換で行われる色変換の手法は、例えば、ＨＳＶ表色系データのＨ値、Ｓ値、Ｖ値のそれぞれにパラメータ値を加算して行う。具体的には、オプション色変換部３５の色変換で行われる色変換の手法は、例えばＨＳＶ表色系データのＨ値、Ｓ値、Ｖ値のそれぞれにパラメータ値を加算して行い、無変換部３４ではオプション色変換部３５の色変換の手法と同様にＨＳＶ表色系のデータのＨ値、Ｓ値、Ｖ値のそれぞれに０を加算する。
【００２３】
つまり、図１に示した撮像部２０とカメラコントローラ２１とを備えた撮像装置では、色調整処理部２６に送られ、補間処理と標準色変換された画素データを、色判別部３２による判別結果に応じて、オプション色変換部３５によるユーザ指定の色変換(後述する)あるいは無変換部３４による画素データの値を変化させない処理に供した後に表示制御部２５に渡している。撮像部２０によって所定のフレームレートで取得された画像の動画表示を維持しつつ、利用者が指定した範囲の色を呈している画像の領域についての選択的な色調整を実現する。
【００２４】
以下、このような選択的な色調整処理について詳細に説明する。
【００２５】
図２に、調整対象範囲の指定を説明する図を示す。また、図３に、調整対象範囲を設定する動作を表す流れ図を示す。
【００２６】
例えば、図２に示すような撮像部２０で取得された顕微鏡画像がモニタ１１を介して表示されている場合を想定する。このときに、利用者はマウス１２などの入力装置を用いて、標準色変換部２４で色変換が行われた表示画像の中でも注目する部分を表す部分に属する画素の位置(図２(ａ)において、ひし形で番号を囲んで示す)を指定する。なお、ユーザが指定する画素は、複数の異なる色の画素の位置を設定していても良い。複数の位置が入力された場合は、範囲指定テーブル部３３内のメモリーに、入力された位置毎に図２（ｂ）、(ｃ)に示すような別々のレコードとして、記録される。この位置の入力がされると(図３のステップＳ１)、範囲指定テーブル部３３は、入力受付部２７を介して指定された画素の位置を受け取り、表色系変換部３１からその位置に対応する画素のＨＳＶ表色系データを取得する(ステップＳ２、図２(ｂ)参照)。
【００２７】
取得したＨＳＶ表色系データから色調整を行う範囲は、具体的には図２（ｂ）のように「色相幅」、「彩度幅」、「明度幅」をユーザが指定した画素のＨＳＶ表色系データ値を中心に持つ範囲となる（図３のステップＳ３）。「色相幅」、「彩度幅」、「明度幅」はユーザが画素を指定した時点ではカメラコントローラ２１が持つデフォルトの値が設定されていて、後からユーザからの入力で変更することができる。また、「色相幅」、「彩度幅」、「明度幅」は図２（ｂ）のレコード毎に、ユーザに入力された位置別に設定される。
【００２８】
図２(ａ)は、モニタ１１で既に取得した画像を表示しながら、画素指定入力受付で指定された画素をひし形や三角のアイコンで示した様子を示している。モニタ１１の画面を見ながら、図２（ａ）に番号２が付されたひし形で示された画素２の位置と、色相、彩度および明度について類似していると判断する類似幅を５とする旨が入力された場合に、範囲指定テーブル部３３は、画素１、２に対応する画素データから求められた色相、彩度および明度を中心として、調整対象範囲を設定する。
【００２９】
一方、図２(ａ)において破線で囲んだ部分に属する画素(図２において、番号３を付した三角で示した)を指定して、この画素３の色について、類似する色(図２(ｃ)参照)の範囲を「色相幅」、「彩度幅」、「明度幅」でもって特定する。そして、この画素及び類似する色を持つ画素部分を排除するように調整対象範囲を特定することもできる。
【００３０】
例えば、図２(ｂ)に示した画素１，２の色およびこれらに対応して指定された類似幅に基づいて求めた調整対象範囲から、図２(ｃ)に示す画素３の色とこれに対応して指定された類似幅で示される調整非対象範囲に含まれる部分を除いて調整対象範囲を特定することができる。
【００３１】
また、図１に示したオプション色変換パラメータ部３６はオプション色変換部３５で画素のＨＳＶ表色系データのＨ値、Ｓ値、Ｖ値の各値に加算される３つの値（Ｈパラメータ、Ｓパラメータ、Ｖパラメータ）を保持している。
【００３２】
デフォルトでは各パラメータはゼロが設定されていて、負の値が設定されれば画素のＨＳＶ表色系データの各値を減らす処理が行われる。
【００３３】
ユーザは入力受付部２７を介してオプション色変換パラメータ部３６の各値を設定することができる。オプション色変換部３５は所定のフレームレートに従って画像が入力されるたびに、色判別部３２によって色変換の対象と見なされた画素に対して、オプション色変換パラメータ部３６の各値を使って色変換を行う。
【００３４】
このようにして、色を調整する範囲を指定するか、又は色を調整しない範囲を指定することにより特定された調整対象範囲は、範囲指定テーブル部３３を介して色判別部３２による判別処理に供される。
【００３５】
なお、入力受付部２７は、例えば、色相値や彩度値(明度値)に関する調整の方向や大きさの入力を利用者に促し、マウス１２の操作によってこれらの情報が指定されたときに、これらの情報をオプション色変換パラメータ部３６の各値に設定することができる。
【００３６】
このように色変換に関する設定事項が設定された色調整処理部２６では、以下のようにして、所望の色を呈する部分について選択的に色相や彩度に関する色調整を適用することができる。
【００３７】
図４に、色調整処理部２６の動作を表す流れ図を示す。
【００３８】
ステップＳ１１で入力された補間後の画像データに含まれる各画素データは、順次に標準色変換部２４に渡され、標準色変換処理に供される（ステップＳ１２）。
【００３９】
標準色変換部２４から出力された各画素データは、まず、表色系変換部３１によってＨＳＶ表色系における色を表すＨＳＶデータに変換され(ステップＳ１３)、色判別部３２により、上述した範囲指定テーブル部３３に基づいて、調整対象範囲内か否かが判別される(ステップＳ１４)。
【００４０】
なお、まだ調整対象範囲が指定されていない場合は、色判定部３２に入力されるＨＳＶ表色系データは全て調整対象範囲外として判別される。
【００４１】
ところで、調整対象範囲が指定されている場合、入力された画素データが調整対象範囲に含まれていない場合に(ステップＳ１４の否定判定)、色判別部３２は、そのＨＳＶ表色系データを無変換部３４に出力する。そこで、画素データの値が変化しない色変換を行う無変換部３４により変換される（ステップＳ１５）。その後、表色系逆変換部３７に出力され、表色系逆変換部３７でＲＧＢデータに変換される（ステップＳ１７）。そして、表色系逆変換部３７で出力された画素データは、色調整処理部２６の出力として、表示制御部２５に表示用画像データを出力する（ステップＳ１８）。
【００４２】
一方、入力された画素データが調整対象範囲に含まれている場合には(ステップＳ１４の肯定判定)、色判別部３２により、表色系変換部３１で得られたＨＳＶ表色系で表した画素値がオプション色変換部３５に渡され、上述したように、利用者によって指定された調整量に対応する補正を行う（ステップＳ１６）。補正されたＨＳＶ表色系データは、表色系逆変換部３７に出力され、ＲＧＢデータに変換する処理が行われる(ステップＳ１７)。そして、得られたＲＧＢデータは、色調整処理部２６の出力として、表示制御部２５に出力される（ステップＳ１８）。
【００４３】
このようにして、撮像部２０によって所定のフレームレートで取得される画像の動画表示を維持しながら、利用者によって指定された範囲の色を呈する画像の部分についての選択的な色調整を実現することができる。
【００４４】
上述した撮像装置では、表示された画像のうち調整したい色を呈している部分に属する画素の位置を指定することで、調整対象範囲の指定を行うことができるので、表色系に関する知識に乏しい利用者でも容易に所望の範囲を指定することができる。また、これにより、調整対象の色を精密に指定するために従来必要とされていたような補助的なグラフなどの表示を提供する必要性がなくなり、顕微鏡１０を用いて得られる試料の拡大像に相当する動画像の観察を妨げることなく、所望の色調整を行うことができる。
【００４５】
また、色調整処理部２６の色変換動作を用いて、モニタ１１に表示される試料の拡大像から調整対象領域の確認が行える。
【００４６】
ところで、図５は、そのときの色調整処理部２６のフローチャートである。なお、図４と同じステップ番号の処理は同じ処理なので、ここでの説明を省略する。ところで、予め、図３に示すフローチャートで指定画素に背景となる画素位置を選択しておく。そして、それらの画素が黒などの背景色になるように、変換後の色を設定する。このようにしたのちに、図５のフローチャートに示すように、入力された画素の色が調整対象範囲に含まれていないとされたときに(図５のステップＳ１４の否定判定)、その画素に対応する画素データを無変換部３４の処理に供する代わりに、その画素データを背景色(例えば、黒色)を示す画素データに置き換える処理を行う(ステップＳ２５)ことにより、図６に示すように、利用者が色の範囲を指定することで指定した画像の領域を抽出して表示することができる。
【００４７】
また、上述したような色調整処理による調整結果や領域抽出結果を見ながら、調整対象範囲とする色の範囲を変更することも可能である。
【００４８】
図７に、調整対象範囲の変更動作を表す流れ図を示す。
【００４９】
例えば、マウス１２の操作により、調整対象範囲に含められる色を呈する画素の位置を追加する旨が指示された場合に(ステップＳ３１およびステップＳ３２の肯定判定)、範囲指定テーブル部３３は、図３に示すステップＳ１〜ステップＳ３と同様にして、新たに指定された画素の色を収集し、範囲指定テーブル部３３にレコードを追加する(ステップＳ３)。
【００５０】
一方、既に指定されている画素の色についての類似範囲を変更する旨が指示された場合に(ステップＳ３２の否定判定)、範囲指定テーブル部３３は、類似範囲の変更を受け付け(ステップＳ３３)、範囲指定テーブル部３３に記憶されている指定された画素データについて、色調整を行う範囲を更新する（ステップＳ３）。
【００５１】
なお、顕微鏡１０による観察対象である試料の染色に用いられた染料の種類などの情報を受け取り、この情報を色の範囲の指定に利用することも可能である。同様に、蛍光像の観察などでは、励起光などに関する情報を顕微鏡から受け取り、この情報を利用して色の範囲の指定作業を支援することもできる。
【符号の説明】
【００５２】
１０…顕微鏡、１１…モニタ、１２…マウス、２０…撮像部、２１…カメラコントローラ、２２…補間処理部、２４…標準色変換部、２５…表示制御部、２６…色調整処理部、２７…入力受付部、３１…表色系変換部、３２…色判別部、３３…範囲指定テーブル部、３４…無変換部、３５…オプション色変換部、３６…オプション色変換パラメータ部３６、表色系逆変換部３７。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図２】
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【図６】
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