(57)【要約】撮像設定の変化に応じて画像の周波数特性から高周波成分を抽出するフィルタの帯域を調整する画像処理装置である。【選択図】図２
2019049595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像設定の変化に応じて画像の周波数特性から高周波成分を抽出するフィルタの帯域を調整する
画像処理装置。
【請求項２】
前記撮像設定はズームの倍率である
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記ズームの倍率に応じて前記フィルタの帯域を調整する場合、デジタルズームと光学ズームとを区別する
請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記ズームが光学ズームである場合、前記ピーキング設定として、画像の周波数特性に対する反応感度を調整する
請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記光学ズームの倍率が上げられた場合、前記反応感度を上げる
請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記ズームがデジタルズームである場合、前記ピーキング設定として画像の周波数特性から高周波成分を抽出するフィルタの帯域を調整する
請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記デジタルズームの倍率が上げられた場合、前記フィルタの帯域を低域側に移行させる
請求項６に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記撮像設定は、画像におけるノイズに影響を与える設定である
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記ノイズに影響を与える設定はＩＳＯ感度であり、前記ピーキング設定として画像の周波数特性に対する反応感度を調整する
請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記ＩＳＯ感度が上げられた場合、前記反応感度を下げる
請求項９に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記撮像設定は画像の解像度であり、前記ピーキング設定として画像の周波数特性に対する反応感度および画像の周波数特性から高周波成分を抽出するフィルタの帯域を調整する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記解像度が下げられた場合、前記フィルタの帯域を低域側に移行させる
請求項１１に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記解像度が下げられた場合、前記反応感度を下げる
請求項１１に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記撮像設定の複数のパラメータごとに対応させた前記ピーキング設定を格納したテーブルを参照して前記ピーキング設定を調整する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記撮像設定が、前記テーブルには格納されていない前記パラメータに変化した場合、前記テーブルに格納された前記ピーキング設定を用いて補間計算により前記テーブルには格納されていない前記パラメータに対応する前記ピーキング設定を算出する
請求項１４に記載の画像処理装置。
【請求項１６】
複数の前記撮像設定が変化した場合、複数の前記撮像設定の組み合わせに対応させた前記ピーキング設定を格納したテーブルを参照して前記ピーキング設定を調整する
請求項１４に記載の画像処理装置。
【請求項１７】
前記複数のパラメータは、画像の解像度、光学ズーム倍率、デジタルズーム倍率および画像におけるノイズ量である
請求項１４に記載の画像処理装置。
【請求項１８】
ピーキング処理を施す画像の解像度を表示用の解像度に変換する前に前記ピーキング処理用のマーカーを太くする処理を行う
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１９】
撮像設定の変化に応じて画像の周波数特性から高周波成分を抽出するフィルタの帯域を調整する
画像処理方法。
【請求項２０】
撮像設定の変化に応じて画像の周波数特性から高周波成分を抽出するフィルタの帯域を調整する
画像処理方法をコンピュータに実行させる画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラやビデオカメラのマニュアルフォーカスでは、撮影者はレンズのフォーカス位置を動かして、モニタリング画像上で被写体が最もシャープになるフォーカス位置を探すことでピント合わせ作業を行なう。ピント合わせにおいてはその精度を上げるためのピーキングと呼ばれるアシスト機能がある。ピーキング機能は、モニタリング画像におけるシャープな部分に補助信号として線状のマーカーを表示する。撮影者は、被写体上のマーカー表示が最も多くなるフォーカス位置を探すことで、ピントを合わせることができる。【０００３】
しかし、撮像装置の設定、例えば、画像の解像度と画像表示用のモニターの解像度に違いがあると、ピーキングのマーカーも解像度変換処理を受けて、画像の解像度に対して出力装置の解像度が低い場合には、マーカーが見にくくなってしまう場合がある。また、撮像装置の設定、例えば、ズーム倍率の変化によってピーキングが適切に行えない場合もある。【０００４】
これに対して、画像の解像度よりも表示部の解像度が低い場合に、マーカーを太くする処理（太線化処理）を行う技術が提案されている（特許文献１）。また、ピーキングのマーカーが見えにくくなる現象は、例えば、ズーム倍率など撮影時の撮像装置のパラメータを変更した場合にも生じるため、改善の必要がある。これに対して、ズーム倍率の変化に応じてピーク検出の感度を調節する技術が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−２１６４６７号公報
【特許文献２】国際公開番号ＷＯ２０１６／２０３６８５Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ピーキングのマーカーが見えにくくなる現象の解決にはまだ改良の余地がある。【０００７】
本技術はこのような問題点に鑑みなされたものであり、撮像装置の設定の変更に応じてピーキングの設定を調整する画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラム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】
【０００８】
上述した課題を解決するために、第１の技術は、撮像設定の変化に応じて画像の周波数特性から高周波成分を抽出するフィルタの帯域を調整する画像処理装置である。【０００９】
また、第２の技術は、撮像設定の変化に応じて画像の周波数特性から高周波成分を抽出するフィルタの帯域を調整する画像処理方法である。【００１０】
さらに、第３の技術は、撮像設定の変化に応じて画像の周波数特性から高周波成分を抽出するフィルタの帯域を調整する画像処理方法をコンピュータに実行させる画像処理プログラムである。
【発明の効果】
【００１１】
本技術によれば、撮像装置の設定の変更に応じてピーキングの設定を調整することができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、明細書中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態に係るピーキング処理部の構成を示すブロック図である。
【図３】光学ズームとデジタルズームによる周波数特性の変化を示す図である。
【図４】光学ズーム倍率の変化に対するピーキング設定の調整を説明する図である。
【図５】デジタルズーム倍率の変化に対するピーキング設定の調整を説明する図である。
【図６】ズーム倍率とピーキング設定を対応付けたテーブルの一例を示す図である。る。
【図７】線形補間の説明図である。
【図８】ＩＳＯ感度の変化に対するピーキング設定の調整を説明する図である。
【図９】ＩＳＯ感度とピーキング設定を対応付けたテーブルの一例を示す図である。
【図１０】線形補間の説明図である。
【図１１】解像度の変化に対するピーキング設定の調整を説明する図である。
【図１２】図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃ、図１２Ｄは、撮像設定入力のためにユーザインターフェースの例を示す図である。
【図１３】図１３Ａおよび図１３Ｂは、複数の撮像設定とピーキング設定を対応付けたテーブルの一例を示す図である。
【図１４】線形補間の説明図である。
【図１５】ピーキング設定調整処理の流れを示すフローチャートである。
【図１６】第２の実施の形態に係るピーキング処理部の構成を示すブロック図である。
【図１７】太線化処理の説明図である。
【図１８】拡大表示機能の説明図である。
【図１９】手術室システムの全体構成を概略的に示す図である。
【図２０】集中操作パネルにおける操作画面の表示例を示す図である。
【図２１】手術室システムが適用された手術の様子の一例を示す図である。
【図２２】図２１に示すカメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本技術の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図４、５、８、１１においては、フィルタの通過帯域を点線の四角で、ピーキング用閾値の相対的な大小を横線で、模式的に示している。
＜１．第１の実施の形態＞
［１−１．撮像装置の構成］
［１−２．撮像設定に応じたピーキング設定調整］
｛１−２−１．ズームに応じたピーキング設定調整｝
｛１−２−２．ノイズ量に応じたピーキング設定調整｝
｛１−２−３．解像度に応じたピーキング設定調整｝
［１−３．複数の撮像設定に応じたピーキング設定調整］
＜２．第２の実施の形態＞
［２−１．ピーキング処理部の構成］
＜３．変形例＞
＜４．応用例＞
【００１４】
＜１．第１の実施の形態＞
［１−１．撮像装置の構成］
まず、第１の実施の形態に係る画像処理装置としてのピーキング処理部２００を備える撮像装置１００の構成について説明する。図１は、撮像装置１００の構成を示すブロック図である。
【００１５】
撮像装置１００は、光学撮像系１１０、レンズ駆動ドライバ１２０、撮像素子１３０、信号処理ＬＳＩ（Large-Scale Integration）１４０、画像信号処理部１４１、コーデック部１４２、ピーキング処理部２００、記憶部１５０、表示部１６０、入力部１７０、手ぶれセンサ１８０、制御部１９０を備えて構成されている。
【００１６】
光学撮像系１１０は、被写体からの光を撮像素子１３０に集光するためのレンズ、レンズを移動させてフォーカス合わせやズーミングを行うための駆動機構、シャッタ機構、アイリス機構などから構成されている。これらは制御部１９０およびレンズ駆動ドライバ１２０からの制御信号に基づいて駆動される。光学撮像系１１０を介して得られた被写体の光画像は、撮像デバイスとしての撮像素子１３０上に結像される。
【００１７】
レンズ駆動ドライバ１２０は、例えばマイコンなどにより構成され、制御部１９０の制御に従い、光学撮像系１１０の駆動機構、シャッタ機構、アイリス機構などの動作を制御する。これにより、露光時間（シャッタースピード）の調整、絞り値（Ｆ値）などの調整がなされる。
【００１８】
撮像素子１３０は、被写体からの入射光を光電変換して電荷量に変換し、アナログ撮像信号として出力する。撮像素子１３０から出力されるアナログ撮像信号は画像信号処理部１４１に出力される。撮像素子１３０としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などが用いられる。
【００１９】
画像信号処理部１４１は撮像素子１３０から出力された撮像信号に対して、ＣＤＳ（Correlated Double Sampling）処理によりＳ／Ｎ（Signal／Noise）比を良好に保つためのサンプルホールド、ＡＧＣ（Auto Gain Control）処理、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換などを行ない、画像信号を生成する。
【００２０】
また、画像信号処理部１４１は、デモザイク処理、ホワイトバランス調整処理や色補正処理、ガンマ補正処理、Ｙ／Ｃ変換処理、ＡＥ（Auto Exposure）処理、解像度変換処理などの所定の信号処理を画像信号に対して施してもよい。
【００２１】
コーデック部１４２は、所定の処理が施された画像信号について、例えば記録用や通信用の符号化処理を行う。
【００２２】
ピーキング処理部２００は、撮像設定に対応したピーキング設定に基づいてピーキング処理を行う。ピーキングとは、画像中の高周波成分を検出して被写体の合焦部分を特定し、被写体のエッジ部分（たとえば紋様や輪郭）を構成する画素を強調して表示する処理である。エッジ部分を構成する画素の強調表示は、画素を所定の色のマーカーで描画することにより、被写体のエッジ部分に沿った線を増加させたり、被写体の輪郭に沿った線を太くすることにより行われる。
【００２３】
ピーキングを行うためのピーキング設定には、画像中から高周波成分を抽出するための所定のフィルタ係数を有するフィルタの帯域と、画像中の高周波成分のエネルギーと対比させてピーク信号を検出する反応感度とがある。反応感度の調節は、フィルタのゲインやピーキング用閾値を上下させることにより行う。反応感度を上げるには、フィルタのゲインを上げる、または、ピーキング用閾値を下げる。反応感度を下げるには、フィルタのゲインを下げる、または、ピーキング用閾値を上げる。以降、反応感度の調整はピーキング用閾値を上下することにより行うものとして説明する。画像中の高周波成分のエネルギーがピーキング用閾値を超えた場合にピーキングによる強調処理を行う。このピーキングは、所定のフィルタ係数を有するフィルタによる高周波成分抽出処理と、抽出された高周波成分のエネルギーとピーキング用閾値との比較処理と、高周波成分のエネルギーがピーキング用閾値より大きいと判断された画素を強調表示するピーキング描画処理により行われる。ピーキングを高精度で行うためには可能な限りフィルタにより高周波成分を抽出する必要がある。ピーキングにより画像中においてピントが合っている被写体を強調することができる。これにより、ユーザはピーキングによる強調箇所が増えるようにピントを合わせていくことにより容易にピント合わせを行うことができる。
【００２４】
ピーキング処理部２００は、撮像設定に基づいてピーキング設定としてのフィルタの帯域とピーキング用閾値を調整する。撮像設定としては、ズーム倍率、画像中のノイズに影響を与える設定、画像の解像度などがある。撮像設定およびピーキング設定の詳細については後述する。
【００２５】
なお、撮像設定に基づいたピーキング設定の調整はピーキング処理部２００自身が行ってもよいし、ピーキング処理部２００とは別体として構成されたピーキング設定調整専用の処理部が行ってよい。または、制御部１９０がピーキング設定調整の処理を行うようにしてもよい。
【００２６】
記憶部１５０は、例えば、ハードディスク、メモリスティック（ソニー株式会社の登録商標）、ＳＤメモリカードなどの大容量記憶媒体である。画像は例えばＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）などの規格に基づいて圧縮された状態で保存される。また、保存された画像に関する情報、撮像日時などの付加情報を含むＥＸＩＦ（Exchangeable Image File Format）データもその画像に対応付けられて保存される。動画は、例えば、ＭＰＥＧ２（Moving Picture Experts Group2）、ＭＰＥＧ４などの形式で保存される。
【００２７】
表示部１６０は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＰＤＰ(Plasma Display Panel)、有機ＥＬ(Electro Luminescence)パネルなどにより構成された表示デバイスである。表示部１６０には、撮像装置１００のユーザインターフェース、メニュー画面、撮像中のモニタリング画像、記憶部１５０に記録された撮像済み画像、撮像済み動画などが表示される。
【００２８】
入力部１７０は、例えば、電源オン／オフ切り替えのための電源ボタン、画像の記録の開始を指示するためのレリーズボタン、ズーム調整用のズームレバー、表示部１６０と一体に構成されたタッチスクリーンなどからなる。入力部１７０に対して入力がなされると、その入力に応じた制御信号が生成されて制御部１９０に出力される。そして、制御部１９０はその制御信号に対応した演算処理や制御を行う。
【００２９】
手ぶれセンサ１８０は、例えば２軸方向に対する加速度センサあるいは角度速度センサなどにより撮像時の手ぶれを検出して、手ぶれ情報を制御部１９０に供給する。制御部１９０は、手振れセンサからの手ぶれ情報に基づいて手振れ補正制御を行う。
【００３０】
制御部１９０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）などから構成されている。ＲＯＭには、ＣＰＵにより読み込まれ動作されるプログラムなどが記憶されている。ＲＡＭは、ＣＰＵのワークメモリとして用いられる。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従い様々な処理を実行してコマンドの発行を行うことによって撮像装置１００全体の制御を行う。
【００３１】
なお、ピーキング処理部２００はプログラムで構成され、そのプログラムは、予め撮像装置１００内にインストールされていてもよいし、ダウンロード、記憶媒体などで配布されて、ユーザが自らインストールするようにしてもよい。そのプログラムを制御部１９０が実行することにより制御部１９０がピーキング処理部２００として機能するようにしてもよいし、独立して構成されていてもよい。また、ピーキング処理部２００がピーキング処理部２００としての機能を有していてもよい。なお、ピーキング処理部２００は、プログラムによって実現されるのみでなく、その機能を有するハードウェアによる専用の装置、回路などを組み合わせて実現されてもよい。
【００３２】
撮像装置１００は以上のようにして構成されている。
【００３３】
次に図２を参照してピーキング処理部２００の構成について説明する。ピーキング処理部２００は、ノイズ除去部２１０、フィルタ２２０、絶対値処理部２３０、ピーク検出部２４０、描画部２５０を備えて構成されている。
【００３４】
ノイズ除去部２１０は、画像中のエネルギーに対するノイズ除去用の閾値を設定して、レベルの低いエッジ成分の除去、高域成分ノイズ除去などを行う。
【００３５】
フィルタ２２０は、例えば所定のフィルタ係数を有しているハイパスフィルタであり、画像の高域周波数成分であるエッジ成分を抽出する。絶対値処理部２３０は画像の絶対値化処理を行うものである。上述したピーキング設定としてのフィルタの帯域はフィルタ２２０の帯域である。
【００３６】
ピーク検出部２４０は、ピーキング用閾値と画像の高周波成分のエネルギーとの比較を行い、ピーキング用閾値以上であるピーク信号を検出するものである。上述したピーキング設定としてのピーキング用閾値は、ピーク検出部２４０におけるピーク信号検出に用いられる閾値である。
【００３７】
描画部２５０は、ピーキング用閾値との比較により高周波成分のエネルギーがピーキング用閾値より大きいと判断された画素を強調表示するピーキング描画処理を行うものである。本技術において描画処理は、画像中の高周波成分を検出して被写体の合焦部分を特定し、被写体のエッジ部分（たとえば紋様や輪郭）を構成する画素にマーカーを描画することにより、被写体のピントの合っている箇所を強調する。
【００３８】
ピーキング処理部２００は以上のようにして構成されている。ピーキング処理部２００は撮像装置１００の撮像設定に応じてピーキング設定としての、フィルタ２２０の帯域、ピーク検出部２４０におけるピーキング用閾値を調整する。
【００３９】
［１−２．撮像設定に応じたピーキング設定調整］
｛１−２−１．ズームに応じたピーキング設定調整｝
次に撮像装置１００の撮像設定の一つであるズーム倍率に応じたピーキング設定の調整について説明する。通常、撮像装置１００のズーム機能にはいわゆる光学ズームとデジタルズームとがある。光学ズームとはレンズを動かすことによって焦点距離を変化させて光学的に被写体を拡大するものである。デジタルズームとはレンズ自体は動かさずに、画像処理により画像の一部を拡大することで被写体を拡大するものである。
【００４０】
図３において、画像に並べて示しているグラフはその画像の周波数特性を示すものである。図３に示すように、光学ズームではズームを行っても画像中の被写体の周波数特性の変化は少ないが、ズーム倍率の変化に応じてエネルギーが変化する。通常、ズームインすると高周波成分においては被写体像のエネルギーが低下し、ズームアウトすると被写体像のエネルギーが高周波側に移行する。また、デジタルズームでは、ズームインにより被写体が有するエネルギーが低周波側に移行する。
【００４１】
上述したようにピーキングは、フィルタ２２０によって抽出された高周波成分のエネルギーとピーキング用閾値とを比較し、高周波成分のエネルギーがピーキング用閾値より大きいと判断された画素の位置にマーカーを描画することにより行われる。よって、光学ズームのズームイン／ズームアウトにより高周波成分のエネルギーが変化した場合、それに応じてピーキング用閾値の調整することによりピーキングマーカーを適切に描画して表示させることができる。
【００４２】
図４に示すように光学ズームでズームインすると高周波成分のエネルギーは低下するため、適切なピーキングを行うためにはピーキング用閾値を調整して小さい値にする必要がある。また、光学ズームでズームアウトした場合高周波成分のエネルギーが上昇するため、適切なピーキングを行うためにはピーキング用閾値を調整して大きい値にする必要がある。
【００４３】
一方、デジタルズームでは、画像処理により画像の一部を補完して拡大するため画像が荒くなり、図５に示すように、画像中の被写体が有するエネルギーが低周波側に移行し、被写体の周波数特性（主に高周波成分）が損なわれてしまう。よって、予め設定されているフィルタ２２０の帯域の設定のままだとフィルタ２２０の帯域にエネルギーがない（もしくは少ない）ため、画像の高周波成分であるエッジ成分を抽出が行えないというおそれがある。
【００４４】
そこで、デジタルズームにより被写体が有するエネルギーが低周波側に移行し、高周波成分のエネルギーが減少した場合（または、存在しない場合）、図５に示すように、フィルタ２２０の通過周波数帯域を調整して低域側に移行させる。これにより、存在する周波数成分中における高周波成分のエネルギーを抽出し、そのエネルギーとピーキング用閾値とを比較してピーク信号を検出することにより適切にピーキングを行うことができる。なお、フィルタ２２０の通過周波数帯域を低域側に移行させる際、フィルタ２２０の帯域幅を狭くするようにしてもよい。フィルタ２２０は低域側に移行しているため、フィルタ２２０の帯域幅を狭くすることにより余分な低域の周波数成分が通過することを防ぐことができる。
【００４５】
次に、上述のように調整されるズーム倍率に応じたピーキング設定をピーキング処理部２００に適用させる処理について説明する。ここでは説明の便宜上、撮像装置１００は光学ズームでは１倍〜４倍のズーム倍率を有し、デジタルズームでも１倍〜４倍のズーム倍率を有しているものとする。
【００４６】
一般的にユーザは光学ズームとデジタルズームとの両方を使用して撮像を行う。よって、図６のテーブルに示すように、デジタルズームと光学ズームの倍率の組み合わせの各々に対してフィルタ２２０の帯域およびピーキング用閾値を対応付ける。図６のテーブルでは一例として光学ズームの１倍、２倍、４倍と、デジタルズームの１倍、４倍の組み合わせのそれぞれにフィルタ２２０の帯域およびピーキング用閾値を対応付けている。図６のテーブルにおいては、ｆ（ｉ，ｊ）の形式で各組み合わせを示している。
【００４７】
上述したように、光学ズームの倍率の変化に対してはピーキング用閾値を変化させ、デジタルズームの倍率の変化に対してはフィルタ２２０の帯域を変化させる。なお、デジタルズームの倍率の変化に対応させてフィルタ２２０の帯域を変化させると、それに伴いピーキング用閾値も変化することになる。これは上述した、ズームに応じたピーキング処理で説明した内容に沿うものである。
【００４８】
例えば、２倍光学ズームと１倍デジタルズームで撮像を行う場合、テーブルｆ（０，１）に格納されたフィルタ帯域とピーキング用閾値を使用する。また、４倍光学ズームと４倍デジタルズームで撮像を行う場合、テーブルｆ（１，２）に格納されたフィルタ帯域とピーキング用閾値を使用する。
【００４９】
なお、テーブルは光学ズームの１倍、２倍、４倍と、デジタルズームの１倍、４倍の組み合わせに対応させて構成されているが、それら以外の倍率で撮像を行う場合もある。例えば、光学ズーム１．３倍、デジタルズーム４倍で撮像を行う場合、ｆ（０，０）、ｆ（０，１）、ｆ（１，０）、ｆ（１，１）の４つのピーキング設定を用いて線形補間により撮像時のズーム倍率に対応したピーキング設定を算出する。
【００５０】
線形補間による算出値をｇとし、ｆ（ｉ，ｊ）を用いると、ｇは図７に示す下記の式（１）により求められる。
【００５１】
［式１］
2019049595.tif 000003
・・・（１）
【００５２】
このように補間計算を用いることにより、ズーム倍率の変化に追従してピーキング設定を離散的でなく連続的に滑らかに変化させることができ、ズーム倍率の変化に対応した最適なピーキングを行うことができる。また、光学ズームの倍率とデジタルズームの倍率の全ての組み合わせに予めピーキング設定を用意して対応させておく必要がなく、最低限のピーキング設定を用意しておけばよい。よって、連続的に変化するズーム倍率がどのように変化しても有限個数のパラメータで全ての倍率の組み合わせに対応して最適なピーキングを行うことができる。さらに、ピーキング設定保存用のメモリの節約もできる。
【００５３】
ただし、本技術は全てのズーム倍率に対してピーキング設定を予め対応付けて用意しておくことを除外するものではないが、ピーキング設定を滑らかに変化させることができる点で補間計算により算出するほうが優れているといえる。撮像においては、連続的（離散的ではなく）にズーム倍率を調整することがあるので、補間計算で求めたほうが連続的に変化するズーム倍率に追従してピーキング設定を適切に設定することができる。
【００５４】
｛１−３−２．ノイズ量に応じたピーキング設定調整｝
次に画像におけるノイズ量に応じたピーキング処理について説明する。画像のノイズ量に影響を与える撮像設定としてはＩＳＯ感度がある。ＩＳＯ感度とは、撮像素子１３０からの撮像信号に対する電気的増幅（ゲインアップ）の程度を表す値であり、この値が大きいほど電気的増幅の程度が高くなる。例えばＩＳＯ感度を２倍にすると電気信号は２倍になり、ＩＳＯ感度を２倍にすると撮像素子１３０に当たる光の量が半分で適正露出になる。
【００５５】
例えば暗い環境で撮像を行う場合、ＩＳＯ感度を上げることにより被写体や背景も適正露出にして明るい状態で被写体を認識できる画像を得ることができる。しかし、ＩＳＯ感度を上げることは撮像信号の電気的増幅を行うことであるため、ＩＳＯ感度を上げると図８に示すように、画像中のノイズも増幅されることになる。
【００５６】
増幅されたノイズがピーキング用閾値以上となるとノイズを誤検出してしまい、ピーク検出部２４０において、高周波成分のエネルギーとピーキング用閾値とを比較してピーク信号を正確に抽出することができなくなる。そこで図８に示すように、ＩＳＯ感度を上げることによりノイズ量が増加した場合、ピーキング用閾値を上げてノイズ量以上となるようにする。これにより、高周波成分のエネルギーのノイズ量以上の範囲でピーキング用閾値との比較を行うことができる。
【００５７】
なお、画像におけるノイズ量に影響を与える処理としては他にもＨＤＲ（High-Dynamic-range Rendering）、ＮＲ処理、逆光補正処理、階調変換処理、シャープネス（高域）強調処理、などがある。これらのパラメータ／処理によって画像中のノイズ量が変化しても上述と同様にしてピーキング処理を行うことができる。
【００５８】
次に、上述のように調整されるノイズ量に応じたピーキング設定をピーキング処理部２００に適用させる処理について説明する。ここでは説明の便宜上、撮像装置１００はＩＳＯ１００〜６４０００の範囲でＩＳＯ感度を調整可能であるものとする。
【００５９】
本実施形態では、図９に示すように、テーブルにおいてＩＳＯ１００、ＩＳＯ８００、ＩＳＯ６４０００の３つのＩＳＯ感度のそれぞれに予め設定されたピーキング設定を対応付けているものとする。図９のテーブルにおいては、ｆ（ｉ）の形式でピーキング設定を示している。
【００６０】
上述したようにＩＳＯ感度に対するピーキング設定は、ノイズ量の増減に応じてピーキング用閾値を調整するものであるため、ピーキング用閾値は異なっているが、各ＩＳＯ感度に対して設定されたフィルタ２２０の帯域は同一のものとなっている。
【００６１】
ユーザにより設定されたＩＳＯ感度がＩＳＯ１００、ＩＳＯ８００、ＩＳＯ６４０００のいずれかである場合にはそれに対応付けられたピーキング設定を使用してピーキングが行われる。しかし、例えばＩＳＯ感度がそれら以外の値に設定された場合には２つのピーキング設定を用いて線形補間によりＩＳＯ感度に対応したピーキング設定を算出する。
【００６２】
例えばＩＳＯ１６００の場合、ｆ（１）とｆ（２）の２つ、すなわちＩＳＯ８００とＩＳＯ６４０００に対応付けられたピーキング設定から線形補間で最適なピーキング設定を算出する。
【００６３】
線形補間による算出値をｇとし、ｆ（ｉ）を用いると、ｇは図１０に示す下記の式（２）により求められる。
【００６４】
［式２］
2019049595.tif 000004
・・・（２）
【００６５】
なお、３つのピーキング設定を用いてスプライン補間によりピーキング設定を算出してもよい。
【００６６】
このように補間計算を用いることにより、ＩＳＯ感度に応じてピーキング設定は離散的でなく連続的に滑らかに変化させることができ、ＩＳＯ感度の変化に対応した最適なピーキングを行うことができる。また、全てのＩＳＯ感度に予めピーキング設定を用意して対応させておく必要がなく、有限個数のピーキング設定を用意しておけばよい。よって、連続的に変化するＩＳＯ感度がどのように変化しても有限個数のパラメータで全てのＩＳＯ感度に対応して最適なピーキングを行うことができる。
【００６７】
ただし、本技術は、全てのＩＳＯ感度に対してピーキング設定を予め対応付けて用意しておくことを除外するものではないが、ピーキング設定を滑らかに変化させることができる点で補間計算により算出する方法の方が優れているといえる。特に動画では連続的（離散的ではなく）に感度を調整することがあるので、補間計算で求めたほうが連続的に変化するＩＳＯ感度に追従してピーキング設定を適切に設定することができる。さらに、ピーキング設定保存用のメモリの節約もできる。
【００６８】
｛１−２−３．解像度に応じたピーキング設定調整｝
次に撮像装置１００の撮像設定の一つである画像の解像度に応じたピーキング処理について、２Ｋ（１９２０x１０８０）と４Ｋ（３８４０x２１６０）の２種類の画像解像度を扱う場合を例として説明する。図１１に示すように、画像の解像度を２Ｋとした場合と４Ｋとした場合とでは捉えることができる周波数成分が異なっており、解像度が高ければより高い周波数成分を捉えることができる。高精度のピーキングを行うためには２Ｋ、４Ｋどちらにおいても、存在する周波数成分の中で最も高い帯域にフィルタ２２０の帯域を設定する必要がある。よって、画像の解像度ごとに設定するフィルタ２２０の帯域とピーキング用閾値を調整する必要がある。
【００６９】
解像度が高ければより高い周波数成分を捉えることができるため、２Ｋの画像に対するフィルタ２２０の帯域は４Ｋの画像に対するフィルタ２２０の帯域よりも低域側に移行させる。さらに、通常、画像中において周波数成分が高いほどエネルギーは通常低くなるため、２Ｋと４Ｋとでは、４Ｋの画像に対するピーキング用閾値は２Ｋの画像に対するピーキング用閾値よりも小さい値にする。これにより画像の解像度に応じた適切なピーキングを行うことができる。
【００７０】
なお、解像度については、上述したズーム倍率やＩＳＯ感度のように連続的に値が変化するということはないので補間計算によりピーキング設定を算出する必要はない。
【００７１】
［１−３．複数の撮像設定の変化に応じたピーキング設定調整］
次に、複数の撮像設定としてのズーム倍率、ＩＳＯ感度、画像の解像度の変化の組み合わせに応じてピーキング設定を調整する処理について説明する。説明の便宜上、撮像装置１００は以下の仕様であるものとする。
【００７２】
・画像の解像度：２Ｋ、４Ｋ
・ＩＳＯ感度：ＩＳＯ１００〜ＩＳＯ６４０００
・光学ズーム倍率：１〜４倍
・デジタルズーム倍率：１〜４倍
・ピーキング感度：３段階（高、中、低）
【００７３】
ピーキング感度の高、中、低とは表示部１６０に表示するピーキングマーカーの量の設定である。
【００７４】
画像の解像度、ＩＳＯ感度、ピーキング感度は図１２に示すような撮像装置１００の表示部１６０に表示されるメニュー画面（ユーザーインターフェース）などでユーザが設定可能なものとする。図１２Ａはピーキング感度設定画面、図１２Ｂはフィルタ２２０の帯域およびピーキング用閾値の設定画面、図１２ＣはＩＳＯ感度の設定画面の一例である。
【００７５】
ズーム倍率は例えば撮像装置１００が備える入力部１７０としてのズームレバーで連続的に変更可能であり、通常、ズームでは光学ズームを行い、光学ズームが最大となった状態でさらにズームが必要な場合にデジタルズームに遷移する。また、ズームレバーの操作によるズーム倍率の変化に対応させて表示部１６０に図１２Ｄに示すようなズーム用ユーザインターフェース１６５を表示してもよい。
【００７６】
以下の説明では説明の便宜上、光学ズームにおいて１倍、２倍および４倍、デジタルズームにおいては１倍および４倍、ＩＳＯ感度においてはＩＳＯ１００、ＩＳＯ８００およびＩＳＯ６４０００に撮像設定が対応付けられているものとする。
【００７７】
まず、図１３Ａに示すピーキング感度と画像の解像度との組み合わせから、一つのテーブルを選択する。なお、図１３Ａに示すように各テーブルは「テーブル（x，y）」の表記でピーキング感度と解像度の組み合わせに対応付けられている。そして、図１３Ｂに示すように、各テーブルは光学ズームの倍率とＩＳＯ感度とデジタルズームの組み合わせのそれぞれに対応させたピーキング設定を格納している。なお、図１３Ａの各テーブルは図１３Ｂに示すように、デジタルズーム、光学ズーム、ＩＳＯ感度の組み合わせに対応したピーキング設定を格納している。図１３Ｂにおいて各ピーキング設定はｆxy（ｉ，ｊ，ｋ）の形式で示している。
【００７８】
各テーブルは、図１３Ｂに示すように、光学ズームの倍率とＩＳＯ感度との組み合わせに対応したピーキング設定がデジタルズーム１倍と４倍の倍率ごとに存在している３次元的な格納構成となっている（x、y も含めると、全体では５次元的な構成となっている。）。
【００７９】
例えばデジタルズームが１倍、光学ズームが２倍、ＩＳＯ感度がＩＳＯ８００である場合にはｆxy（０，１，１）のピーキング設定が選択される。また、例えば、デジタルズームが２倍、光学ズームが１．３倍、ＩＳＯ感度がＩＳＯ２００である場合、その撮像設定に合致するピーキング設定はないため、それらの設定値を囲む８つのピーキング設定から線形補間で最適なピーキング設定が算出される。その場合の８つのピーキング設定は、ｆxy（０，０，０）、ｆxy（０，０，１）、ｆxy（０，１，０）、ｆxy（０，１，１）、ｆxy（１，０，０）、ｆxy（１，０，１）、ｆxy（１，１，０）、ｆxy（１，１，１）である。
【００８０】
線形補間による算出値をｇとし、ｆxy（ｉ，ｊ，ｋ）を用いると、ｇは図１４に示す下記の式（３）により求められる。
【００８１】
［式３］
2019049595.tif 000005
・・・（３）
【００８２】
このように補間計算を用いることにより、撮像設定に応じてピーキング設定を離散的でなく連続的に滑らかに変化させることができ、撮像設定の変化に対応した最適なピーキングを行うことができる。また、全ての撮像設定の組み合わせに対してピーキング設定を用意しておく必要がなく、有限個数のピーキング設定を用意しておけばよい。よって、撮像設定がどのように変化しても有限個数のパラメータで全ての撮像設定に対応して最適なピーキングを行うことができる。さらに、ピーキング設定保存用のメモリの節約もできる。
【００８３】
なお、１８個のピーキング設定を用いてスプライン補間によりピーキング設定を算出してもよい。
【００８４】
図１５はピーキング処理部２００おけるピーキング設定を調整する処理の流れを示すフローチャートである。まず、ステップＳ１１で現在の撮像設定に対応するテーブルを選択する。次にステップＳ１２で、テーブルから補間計算によりピーキング設定を算出する。そしてステップＳ１３で、算出されたピーキング設定をピーキング処理部２００に適用してピーキング設定の調整を行う。
【００８５】
以上のようにして撮像設定に応じてピーキング設定が調整される。第１の実施の形態によれば、撮像設定の変化に対応してピーキング設定を自動で最適な設定に調整することができる。ピーキング設定が最適な設定に調整されるのでユーザはピーキングを利用して容易にピント合わせ操作を行うことができる。なお、上述した撮像設定の変更は、ユーザ自らによって設定が変更された場合に限らず、撮像設定の変更が自動で行われ、その撮像設定の変更を自動で検知する場合も含むものとする。
【００８６】
＜２．第２の実施の形態＞
［２−１．ピーキング処理部の構成］
次に図１６を参照して第２の実施の形態に係るピーキング処理部３００の構成について説明する。第２の実施の形態はピーキング処理部３００が太線化処理部３１１、太線化処理部３１２および解像度変換部３２１、解像度変換部３２２を備えている点、描画部２５２を備えている点、外部の表示デバイスである表示装置４００に接続されている点で第１の実施の形態と異なっている。それら以外のピーキング処理部３００および撮像装置１００の構成は第１の実施の形態と同様であるため説明を省略する。
【００８７】
太線化処理部３１１は、画像の解像度と画像を表示する表示部１６０の解像度との比に基づいて、描画部２５０で画像を構成する画素に描画するマーカーの線幅を太くする処理を行う。
【００８８】
太線化処理において、太らせた後のマーカーのピクセル数Ｆは、画像の解像度をＲｍ、表示装置４００の解像度をＲｏとし、下記の式（４）により求められる。
【００８９】
［式４］
Ｆ=ｉｎｔ（Ｒｍ／Ｒｏ＋０．５）    ・・・（４）
【００９０】
例えば、画像の解像度が４Ｋで横幅方向の画素数が３８４０であり、表示装置４００が横幅方向の画素数が８００のＬＣＤパネルである場合には、Ｆは下記のようになる。
【００９１】
Ｆ=ｉｎｔ(３８４０／８００＋０．５)＝５
【００９２】
そして、ピーク検出部２４０で検出されたピーク信号を図１７に示すように４ピクセル分太線化してマーカーとして描画部２５０に供給する。図１７の例においては、幅が１ピクセルである入力波形を４ピクセル分太線化して出力波形の幅が５ピクセルとなっている。また、入力波形の幅が４ピクセルである場合、各１ピクセルが５ピクセルに太線化され、それぞれが重なって、全体では４ピクセル分太線化して出力波形の幅が８ピクセルとなっている。
【００９３】
なお、マーカーの視認性を高めるために太線化の度合いを高めたい場合、係数Ｋを加えた下記の式（５）を用いて倍率Ｆを算出して太線化処理を行ってもよい。
【００９４】
［式５］
Ｆ=ｉｎｔ｛（Ｒｍ／Ｒｏ）・Ｋ＋０．５｝    ・・・（５）
【００９５】
解像度変換部３２１は、画像の解像度を、画像の解像度よりも低い解像度である表示装置４００で表示可能となるように、低域通過フィルタを用いて表示部１６０の解像度に変換する処理を行う。画像は解像度変換部３２１により表示部１６０の解像度に変換された後表示部１６０に供給されて表示部１６０において表示される。
【００９６】
太線化処理部３１２、描画部２５２、解像度変換部３２２はそれぞれ太線化処理部３１１、描画部２５０、解像度変換部３２１と同様のものである。太線化処理部３１２、描画部２５２、解像度変換部３２２は表示装置４００に表示させる画像に対して処理を施すものである。
【００９７】
第２の実施の形態は、撮像装置１００で撮像された画像を解像度が異なる複数の表示デバイスで表示する際に有用である。よって、図１６に示すように、撮像装置１００は表示デバイスの数と同数の太線化処理部、描画部および解像度変換部を備えるように構成するとよい。図１６では、表示部１６０と表示装置４００とがあるため、太線化処理部、描画部および解像度変換部を２つずつ備えるように構成されている。撮像装置１００に設けられている／接続されている表示デバイスが３つである場合には、太線化処理部、描画部および解像度変換部も３つずつ備えるように構成される。
【００９８】
画像を複数の表示デバイスで表示する態様とは例えば、撮像装置１００が備える表示部１６０に画像を表示しつつ、撮像装置１００の出力端子に接続された外部ディスプレイに同じ画像を表示させる場合などである。
【００９９】
なお、撮像設定の変化に応じてピーキング設定を調整するのは第１の実施の形態と同様である。
【０１００】
第２の実施の形態によれば、太線化処理部によりピーキング用のマーカーが太線化されるため、解像度変換により画像の解像度が低下しても、マーカーが潰れてしまいピーキングが見えなくなるということがない。
【０１０１】
また、複数の表示デバイスの解像度のそれぞれに合わせてピーキングのマーカーの太さが調節されるため、ピーキングの視認性が高まりユーザはピーキングを利用したピント合わせ操作を容易に行うことができる。
【０１０２】
＜３．変形例＞
以上、本技術の実施の形態について具体的に説明したが、本技術は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０１０３】
ピーキングは、マーカーで描画することにより被写体のエッジ部分に沿った線を増加させたり、被写体の輪郭に沿った線を太くする以外にも、画素の輝度や色調と変えたり、画素に強調表示用の信号を重畳することにより行ってもよい。強調すべき画素以外の画素の輝度や色調を相対的に落として、強調すべき画素以外をぼかして表示するようにしてもよく、強調すべき画素を他の画素と区別できるのであれば、表示の態様は特定の方法に限定されることはない。
【０１０４】
上述の実施の形態では、ズームにおいてはまず光学ズームを行い、光学ズームが最大となった状態でさらにズームが必要な場合にデジタルズームに遷移すると説明した。しかし、撮像装置１００が図１８に示すような拡大表示機能を備える場合、光学ズームの倍率は変更しないままデジタルズームが行われる。
【０１０５】
この拡大表示機能は拡大表示実行を指示するボタン入力に応じて行われる。図１８Ａに示すようにユーザが所望の被写体を画角内に捉えた後に、拡大表示ボタンに入力を行うと図１８Ｂに示すように表示部１６０においてモニタリング画像上に拡大表示範囲を示す枠５００が重畳表示される。この枠５００は画角内において所望の位置に移動させることが可能である。そして、枠５００が重畳表示されている状態で再度拡大表示ボタンに入力を行うと、図１８Ｃに示すように枠５００内の領域が表示部１６０に拡大表示される。
【０１０６】
この拡大表示機能における拡大は光学ズーム倍率を変化させず維持したままデジタルズームの倍率を上げることにより行われる。したがって、デジタルズームの倍率の変化に応じてフィルタ２２０の帯域が調整される。
【０１０７】
本技術は、静止画、動画のどちらにも適用可能である。また、本技術は、デジタルカメラに限られず、撮像機能およびピーキング機能を備える機器であれば、スマートフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータ、携帯ゲーム機、ウェアラブル端末などどのような機器にも適用可能である。
【０１０８】
＜４．応用例＞
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、手術室システムに適用されてもよい。
【０１０９】
図１９は、本開示に係る技術が適用され得る手術室システム５１００の全体構成を概略的に示す図である。図１９を参照すると、手術室システム５１００は、手術室内に設置される装置群が視聴覚コントローラ（AV  Controller）５１０７及び手術室制御装置５１０９を介して互いに連携可能に接続されることにより構成される。
【０１１０】
手術室には、様々な装置が設置され得る。図１９では、一例として、内視鏡下手術のための各種の装置群５１０１と、手術室の天井に設けられ術者の手元を撮像するシーリングカメラ５１８７と、手術室の天井に設けられ手術室全体の様子を撮像する術場カメラ５１８９と、複数の表示装置５１０３Ａ〜５１０３Ｄと、レコーダ５１０５と、患者ベッド５１８３と、照明５１９１と、を図示している。
【０１１１】
ここで、これらの装置のうち、装置群５１０１は、後述する内視鏡手術システム５１１３に属するものであり、内視鏡や当該内視鏡によって撮像された画像を表示する表示装置等からなる。内視鏡手術システム５１１３に属する各装置は医療用機器とも呼称される。一方、表示装置５１０３Ａ〜５１０３Ｄ、レコーダ５１０５、患者ベッド５１８３及び照明５１９１は、内視鏡手術システム５１１３とは別個に、例えば手術室に備え付けられている装置である。これらの内視鏡手術システム５１１３に属さない各装置は非医療用機器とも呼称される。視聴覚コントローラ５１０７及び／又は手術室制御装置５１０９は、これら医療機器及び非医療機器の動作を互いに連携して制御する。
【０１１２】
視聴覚コントローラ５１０７は、医療機器及び非医療機器における画像表示に関する処理を、統括的に制御する。具体的には、手術室システム５１００が備える装置のうち、装置群５１０１、シーリングカメラ５１８７及び術場カメラ５１８９は、手術中に表示すべき情報（以下、表示情報ともいう）を発信する機能を有する装置（以下、発信元の装置とも呼称する）であり得る。また、表示装置５１０３Ａ〜５１０３Ｄは、表示情報が出力される装置（以下、出力先の装置とも呼称する）であり得る。また、レコーダ５１０５は、発信元の装置及び出力先の装置の双方に該当する装置であり得る。視聴覚コントローラ５１０７は、発信元の装置及び出力先の装置の動作を制御し、発信元の装置から表示情報を取得するとともに、当該表示情報を出力先の装置に送信し、表示又は記録させる機能を有する。なお、表示情報とは、手術中に撮像された各種の画像や、手術に関する各種の情報（例えば、患者の身体情報や、過去の検査結果、術式についての情報等）等である。
【０１１３】
具体的には、視聴覚コントローラ５１０７には、装置群５１０１から、表示情報として、内視鏡によって撮像された患者の体腔内の術部の画像についての情報が送信され得る。また、シーリングカメラ５１８７から、表示情報として、当該シーリングカメラ５１８７によって撮像された術者の手元の画像についての情報が送信され得る。また、術場カメラ５１８９から、表示情報として、当該術場カメラ５１８９によって撮像された手術室全体の様子を示す画像についての情報が送信され得る。なお、手術室システム５１００に撮像機能を有する他の装置が存在する場合には、視聴覚コントローラ５１０７は、表示情報として、当該他の装置からも当該他の装置によって撮像された画像についての情報を取得してもよい。
【０１１４】
あるいは、例えば、レコーダ５１０５には、過去に撮像されたこれらの画像についての情報が視聴覚コントローラ５１０７によって記録されている。視聴覚コントローラ５１０７は、表示情報として、レコーダ５１０５から当該過去に撮像された画像についての情報を取得することができる。なお、レコーダ５１０５には、手術に関する各種の情報も事前に記録されていてもよい。
【０１１５】
視聴覚コントローラ５１０７は、出力先の装置である表示装置５１０３Ａ〜５１０３Ｄの少なくともいずれかに、取得した表示情報（すなわち、手術中に撮影された画像や、手術に関する各種の情報）を表示させる。図示する例では、表示装置５１０３Ａは手術室の天井から吊り下げられて設置される表示装置であり、表示装置５１０３Ｂは手術室の壁面に設置される表示装置であり、表示装置５１０３Ｃは手術室内の机上に設置される表示装置であり、表示装置５１０３Ｄは表示機能を有するモバイル機器（例えば、タブレットＰＣ（Personal  Computer））である。
【０１１６】
また、図１９では図示を省略しているが、手術室システム５１００には、手術室の外部の装置が含まれてもよい。手術室の外部の装置は、例えば、病院内外に構築されたネットワークに接続されるサーバや、医療スタッフが用いるＰＣ、病院の会議室に設置されるプロジェクタ等であり得る。このような外部装置が病院外にある場合には、視聴覚コントローラ５１０７は、遠隔医療のために、テレビ会議システム等を介して、他の病院の表示装置に表示情報を表示させることもできる。
【０１１７】
手術室制御装置５１０９は、非医療機器における画像表示に関する処理以外の処理を、統括的に制御する。例えば、手術室制御装置５１０９は、患者ベッド５１８３、シーリングカメラ５１８７、術場カメラ５１８９及び照明５１９１の駆動を制御する。
【０１１８】
手術室システム５１００には、集中操作パネル５１１１が設けられており、ユーザは、当該集中操作パネル５１１１を介して、視聴覚コントローラ５１０７に対して画像表示についての指示を与えたり、手術室制御装置５１０９に対して非医療機器の動作についての指示を与えることができる。集中操作パネル５１１１は、表示装置の表示面上にタッチパネルが設けられて構成される。
【０１１９】
図２０は、集中操作パネル５１１１における操作画面の表示例を示す図である。図２０では、一例として、手術室システム５１００に、出力先の装置として、２つの表示装置が設けられている場合に対応する操作画面を示している。図２０を参照すると、操作画面５１９３には、発信元選択領域５１９５と、プレビュー領域５１９７と、コントロール領域５２０１と、が設けられる。
【０１２０】
発信元選択領域５１９５には、手術室システム５１００に備えられる発信元装置と、当該発信元装置が有する表示情報を表すサムネイル画面と、が紐付けられて表示される。ユーザは、表示装置に表示させたい表示情報を、発信元選択領域５１９５に表示されているいずれかの発信元装置から選択することができる。
【０１２１】
プレビュー領域５１９７には、出力先の装置である２つの表示装置（Monitor1、Monitor2）に表示される画面のプレビューが表示される。図示する例では、１つの表示装置において４つの画像がＰｉｎＰ表示されている。当該４つの画像は、発信元選択領域５１９５において選択された発信元装置から発信された表示情報に対応するものである。４つの画像のうち、１つはメイン画像として比較的大きく表示され、残りの３つはサブ画像として比較的小さく表示される。ユーザは、４つの画像が表示された領域を適宜選択することにより、メイン画像とサブ画像を入れ替えることができる。また、４つの画像が表示される領域の下部には、ステータス表示領域５１９９が設けられており、当該領域に手術に関するステータス（例えば、手術の経過時間や、患者の身体情報等）が適宜表示され得る。
【０１２２】
コントロール領域５２０１には、発信元の装置に対して操作を行うためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）部品が表示される発信元操作領域５２０３と、出力先の装置に対して操作を行うためのＧＵＩ部品が表示される出力先操作領域５２０５と、が設けられる。図示する例では、発信元操作領域５２０３には、撮像機能を有する発信元の装置におけるカメラに対して各種の操作（パン、チルト及びズーム）を行うためのＧＵＩ部品が設けられている。ユーザは、これらのＧＵＩ部品を適宜選択することにより、発信元の装置におけるカメラの動作を操作することができる。なお、図示は省略しているが、発信元選択領域５１９５において選択されている発信元の装置がレコーダである場合（すなわち、プレビュー領域５１９７において、レコーダに過去に記録された画像が表示されている場合）には、発信元操作領域５２０３には、当該画像の再生、再生停止、巻き戻し、早送り等の操作を行うためのＧＵＩ部品が設けられ得る。
【０１２３】
また、出力先操作領域５２０５には、出力先の装置である表示装置における表示に対する各種の操作（スワップ、フリップ、色調整、コントラスト調整、２Ｄ表示と３Ｄ表示の切り替え）を行うためのＧＵＩ部品が設けられている。ユーザは、これらのＧＵＩ部品を適宜選択することにより、表示装置における表示を操作することができる。
【０１２４】
なお、集中操作パネル５１１１に表示される操作画面は図示する例に限定されず、ユーザは、集中操作パネル５１１１を介して、手術室システム５１００に備えられる、視聴覚コントローラ５１０７及び手術室制御装置５１０９によって制御され得る各装置に対する操作入力が可能であってよい。
【０１２５】
図２１は、以上説明した手術室システムが適用された手術の様子の一例を示す図である。シーリングカメラ５１８７及び術場カメラ５１８９は、手術室の天井に設けられ、患者ベッド５１８３上の患者５１８５の患部に対して処置を行う術者（医者）５１８１の手元及び手術室全体の様子を撮影可能である。シーリングカメラ５１８７及び術場カメラ５１８９には、倍率調整機能、焦点距離調整機能、撮影方向調整機能等が設けられ得る。照明５１９１は、手術室の天井に設けられ、少なくとも術者５１８１の手元を照射する。照明５１９１は、その照射光量、照射光の波長（色）及び光の照射方向等を適宜調整可能であってよい。
【０１２６】
内視鏡手術システム５１１３、患者ベッド５１８３、シーリングカメラ５１８７、術場カメラ５１８９及び照明５１９１は、図１９に示すように、視聴覚コントローラ５１０７及び手術室制御装置５１０９（図２１では図示せず）を介して互いに連携可能に接続されている。手術室内には、集中操作パネル５１１１が設けられており、上述したように、ユーザは、当該集中操作パネル５１１１を介して、手術室内に存在するこれらの装置を適宜操作することが可能である。
【０１２７】
以下、内視鏡手術システム５１１３の構成について詳細に説明する。図示するように、内視鏡手術システム５１１３は、内視鏡５１１５と、その他の術具５１３１と、内視鏡５１１５を支持する支持アーム装置５１４１と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート５１５１と、から構成される。
【０１２８】
内視鏡手術では、腹壁を切って開腹する代わりに、トロッカ５１３９ａ〜５１３９ｄと呼ばれる筒状の開孔器具が腹壁に複数穿刺される。そして、トロッカ５１３９ａ〜５１３９ｄから、内視鏡５１１５の鏡筒５１１７や、その他の術具５１３１が患者５１８５の体腔内に挿入される。図示する例では、その他の術具５１３１として、気腹チューブ５１３３、エネルギー処置具５１３５及び鉗子５１３７が、患者５１８５の体腔内に挿入されている。また、エネルギー処置具５１３５は、高周波電流や超音波振動により、組織の切開及び剥離、又は血管の封止等を行う処置具である。ただし、図示する術具５１３１はあくまで一例であり、術具５１３１としては、例えば攝子、レトラクタ等、一般的に内視鏡下手術において用いられる各種の術具が用いられてよい。
【０１２９】
内視鏡５１１５によって撮影された患者５１８５の体腔内の術部の画像が、表示装置５１５５に表示される。術者５１８１は、表示装置５１５５に表示された術部の画像をリアルタイムで見ながら、エネルギー処置具５１３５や鉗子５１３７を用いて、例えば患部を切除する等の処置を行う。なお、図示は省略しているが、気腹チューブ５１３３、エネルギー処置具５１３５及び鉗子５１３７は、手術中に、術者５１８１又は助手等によって支持される。
【０１３０】
（支持アーム装置）
支持アーム装置５１４１は、ベース部５１４３から延伸するアーム部５１４５を備える。図示する例では、アーム部５１４５は、関節部５１４７ａ、５１４７ｂ、５１４７ｃ、及びリンク５１４９ａ、５１４９ｂから構成されており、アーム制御装置５１５９からの制御により駆動される。アーム部５１４５によって内視鏡５１１５が支持され、その位置及び姿勢が制御される。これにより、内視鏡５１１５の安定的な位置の固定が実現され得る。
【０１３１】
（内視鏡）
内視鏡５１１５は、先端から所定の長さの領域が患者５１８５の体腔内に挿入される鏡筒５１１７と、鏡筒５１１７の基端に接続されるカメラヘッド５１１９と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒５１１７を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡５１１５を図示しているが、内視鏡５１１５は、軟性の鏡筒５１１７を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
【０１３２】
鏡筒５１１７の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡５１１５には光源装置５１５７が接続されており、当該光源装置５１５７によって生成された光が、鏡筒５１１７の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者５１８５の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡５１１５は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
【０１３３】
カメラヘッド５１１９の内部には光学系及び撮像素子１３０が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子１３０に集光される。当該撮像素子１３０によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：Camera  Control  Unit）５１５３に送信される。なお、カメラヘッド５１１９には、その光学系を適宜駆動させることにより、倍率及び焦点距離を調整する機能が搭載される。
【０１３４】
なお、例えば立体視（３Ｄ表示）等に対応するために、カメラヘッド５１１９には撮像素子１３０が複数設けられてもよい。この場合、鏡筒５１１７の内部には、当該複数の撮像素子１３０のそれぞれに観察光を導光するために、リレー光学系が複数系統設けられる。
【０１３５】
（カートに搭載される各種の装置）
ＣＣＵ５１５３は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）やＧＰＵ（Graphics  Processing  Unit）等によって構成され、内視鏡５１１５及び表示装置５１５５の動作を統括的に制御する。具体的には、ＣＣＵ５１５３は、カメラヘッド５１１９から受け取った画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。ＣＣＵ５１５３は、当該画像処理を施した画像信号を表示装置５１５５に提供する。また、ＣＣＵ５１５３には、図１９に示す視聴覚コントローラ５１０７が接続される。ＣＣＵ５１５３は、画像処理を施した画像信号を視聴覚コントローラ５１０７にも提供する。また、ＣＣＵ５１５３は、カメラヘッド５１１９に対して制御信号を送信し、その駆動を制御する。当該制御信号には、倍率や焦点距離等、撮像条件に関する情報が含まれ得る。当該撮像条件に関する情報は、入力装置５１６１を介して入力されてもよいし、上述した集中操作パネル５１１１を介して入力されてもよい。
【０１３６】
表示装置５１５５は、ＣＣＵ５１５３からの制御により、当該ＣＣＵ５１５３によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。内視鏡５１１５が例えば４Ｋ（水平画素数３８４０×垂直画素数２１６０）又は８Ｋ（水平画素数７６８０×垂直画素数４３２０）等の高解像度の撮影に対応したものである場合、及び／又は３Ｄ表示に対応したものである場合には、表示装置５１５５としては、それぞれに対応して、高解像度の表示が可能なもの、及び／又は３Ｄ表示可能なものが用いられ得る。４Ｋ又は８Ｋ等の高解像度の撮影に対応したものである場合、表示装置５１５５として５５インチ以上のサイズのものを用いることで一層の没入感が得られる。また、用途に応じて、解像度、サイズが異なる複数の表示装置５１５５が設けられてもよい。
【０１３７】
光源装置５１５７は、例えばＬＥＤ（light  emitting  diode）等の光源から構成され、術部を撮影する際の照射光を内視鏡５１１５に供給する。
【０１３８】
アーム制御装置５１５９は、例えばＣＰＵ等のプロセッサによって構成され、所定のプログラムに従って動作することにより、所定の制御方式に従って支持アーム装置５１４１のアーム部５１４５の駆動を制御する。
【０１３９】
入力装置５１６１は、内視鏡手術システム５１１３に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置５１６１を介して、内視鏡手術システム５１１３に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、入力装置５１６１を介して、患者の身体情報や、手術の術式についての情報等、手術に関する各種の情報を入力する。また、例えば、ユーザは、入力装置５１６１を介して、アーム部５１４５を駆動させる旨の指示や、内視鏡５１１５による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示、エネルギー処置具５１３５を駆動させる旨の指示等を入力する。
【０１４０】
入力装置５１６１の種類は限定されず、入力装置５１６１は各種の公知の入力装置であってよい。入力装置５１６１としては、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、スイッチ、フットスイッチ５１７１及び／又はレバー等が適用され得る。入力装置５１６１としてタッチパネルが用いられる場合には、当該タッチパネルは表示装置５１５５の表示面上に設けられてもよい。
【０１４１】
あるいは、入力装置５１６１は、例えばメガネ型のウェアラブルデバイスやＨＭＤ（Head  Mounted  Display）等の、ユーザによって装着されるデバイスであり、これらのデバイスによって検出されるユーザのジェスチャや視線に応じて各種の入力が行われる。また、入力装置５１６１は、ユーザの動きを検出可能なカメラを含み、当該カメラによって撮像された映像から検出されるユーザのジェスチャや視線に応じて各種の入力が行われる。更に、入力装置５１６１は、ユーザの声を収音可能なマイクロフォンを含み、当該マイクロフォンを介して音声によって各種の入力が行われる。このように、入力装置５１６１が非接触で各種の情報を入力可能に構成されることにより、特に清潔域に属するユーザ（例えば術者５１８１）が、不潔域に属する機器を非接触で操作することが可能となる。また、ユーザは、所持している術具から手を離すことなく機器を操作することが可能となるため、ユーザの利便性が向上する。
【０１４２】
処置具制御装置５１６３は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具５１３５の駆動を制御する。気腹装置５１６５は、内視鏡５１１５による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者５１８５の体腔を膨らめるために、気腹チューブ５１３３を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ５１６７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ５１６９は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
【０１４３】
以下、内視鏡手術システム５１１３において特に特徴的な構成について、更に詳細に説明する。
【０１４４】
（支持アーム装置）
支持アーム装置５１４１は、基台であるベース部５１４３と、ベース部５１４３から延伸するアーム部５１４５と、を備える。図示する例では、アーム部５１４５は、複数の関節部５１４７ａ、５１４７ｂ、５１４７ｃと、関節部５１４７ｂによって連結される複数のリンク５１４９ａ、５１４９ｂと、から構成されているが、図２１では、簡単のため、アーム部５１４５の構成を簡略化して図示している。実際には、アーム部５１４５が所望の自由度を有するように、関節部５１４７ａ〜５１４７ｃ及びリンク５１４９ａ、５１４９ｂの形状、数及び配置、並びに関節部５１４７ａ〜５１４７ｃの回転軸の方向等が適宜設定され得る。例えば、アーム部５１４５は、好適に、６自由度以上の自由度を有するように構成され得る。これにより、アーム部５１４５の可動範囲内において内視鏡５１１５を自由に移動させることが可能になるため、所望の方向から内視鏡５１１５の鏡筒５１１７を患者５１８５の体腔内に挿入することが可能になる。
【０１４５】
関節部５１４７ａ〜５１４７ｃにはアクチュエータが設けられており、関節部５１４７ａ〜５１４７ｃは当該アクチュエータの駆動により所定の回転軸まわりに回転可能に構成されている。当該アクチュエータの駆動がアーム制御装置５１５９によって制御されることにより、各関節部５１４７ａ〜５１４７ｃの回転角度が制御され、アーム部５１４５の駆動が制御される。これにより、内視鏡５１１５の位置及び姿勢の制御が実現され得る。この際、アーム制御装置５１５９は、力制御又は位置制御等、各種の公知の制御方式によってアーム部５１４５の駆動を制御することができる。
【０１４６】
例えば、術者５１８１が、入力装置５１６１（フットスイッチ５１７１を含む）を介して適宜操作入力を行うことにより、当該操作入力に応じてアーム制御装置５１５９によってアーム部５１４５の駆動が適宜制御され、内視鏡５１１５の位置及び姿勢が制御されてよい。当該制御により、アーム部５１４５の先端の内視鏡５１１５を任意の位置から任意の位置まで移動させた後、その移動後の位置で固定的に支持することができる。なお、アーム部５１４５は、いわゆるマスタースレイブ方式で操作されてもよい。この場合、アーム部５１４５は、手術室から離れた場所に設置される入力装置５１６１を介してユーザによって遠隔操作され得る。
【０１４７】
また、力制御が適用される場合には、アーム制御装置５１５９は、ユーザからの外力を受け、その外力にならってスムーズにアーム部５１４５が移動するように、各関節部５１４７ａ〜５１４７ｃのアクチュエータを駆動させる、いわゆるパワーアシスト制御を行ってもよい。これにより、ユーザが直接アーム部５１４５に触れながらアーム部５１４５を移動させる際に、比較的軽い力で当該アーム部５１４５を移動させることができる。従って、より直感的に、より簡易な操作で内視鏡５１１５を移動させることが可能となり、ユーザの利便性を向上させることができる。
【０１４８】
ここで、一般的に、内視鏡下手術では、スコピストと呼ばれる医師によって内視鏡５１１５が支持されていた。これに対して、支持アーム装置５１４１を用いることにより、人手によらずに内視鏡５１１５の位置をより確実に固定することが可能になるため、術部の画像を安定的に得ることができ、手術を円滑に行うことが可能になる。
【０１４９】
なお、アーム制御装置５１５９は必ずしもカート５１５１に設けられなくてもよい。また、アーム制御装置５１５９は必ずしも１つの装置でなくてもよい。例えば、アーム制御装置５１５９は、支持アーム装置５１４１のアーム部５１４５の各関節部５１４７ａ〜５１４７ｃにそれぞれ設けられてもよく、複数のアーム制御装置５１５９が互いに協働することにより、アーム部５１４５の駆動制御が実現されてもよい。
【０１５０】
（光源装置）
光源装置５１５７は、内視鏡５１１５に術部を撮影する際の照射光を供給する。光源装置５１５７は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成される。このとき、ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置５１５７において画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド５１１９の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
【０１５１】
また、光源装置５１５７は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド５１１９の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
【０１５２】
また、光源装置５１５７は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Narrow  Band  Imaging）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察するもの（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ICG）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得るもの等が行われ得る。光源装置５１５７は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
【０１５３】
（カメラヘッド及びＣＣＵ）
図２２を参照して、内視鏡５１１５のカメラヘッド５１１９及びＣＣＵ５１５３の機能についてより詳細に説明する。図２２は、図２１に示すカメラヘッド５１１９及びＣＣＵ５１５３の機能構成の一例を示すブロック図である。
【０１５４】
図２２を参照すると、カメラヘッド５１１９は、その機能として、レンズユニット５１２１と、撮像部５１２３と、駆動部５１２５と、通信部５１２７と、カメラヘッド制御部５１２９と、を有する。また、ＣＣＵ５１５３は、その機能として、通信部５１７３と、画像処理部５１７５と、制御部５１７７と、を有する。カメラヘッド５１１９とＣＣＵ５１５３とは、伝送ケーブル５１７９によって双方向に通信可能に接続されている。
【０１５５】
まず、カメラヘッド５１１９の機能構成について説明する。レンズユニット５１２１は、鏡筒５１１７との接続部に設けられる光学系である。鏡筒５１１７の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド５１１９まで導光され、当該レンズユニット５１２１に入射する。レンズユニット５１２１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。レンズユニット５１２１は、撮像部５１２３の撮像素子の受光面上に観察光を集光するように、その光学特性が調整されている。また、ズームレンズ及びフォーカスレンズは、画像の倍率及び焦点の調整のため、その光軸上の位置が移動可能に構成される。
【０１５６】
撮像部５１２３は撮像素子によって構成され、レンズユニット５１２１の後段に配置される。レンズユニット５１２１を通過した観察光は、当該撮像素子の受光面に集光され、光電変換によって、観察像に対応した画像信号が生成される。撮像部５１２３によって生成された画像信号は、通信部５１２７に提供される。
【０１５７】
撮像部５１２３を構成する撮像素子としては、例えばＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）タイプのイメージセンサであり、Ｂａｙｅｒ配列を有するカラー撮影可能なものが用いられる。なお、当該撮像素子としては、例えば４Ｋ以上の高解像度の画像の撮影に対応可能なものが用いられてもよい。術部の画像が高解像度で得られることにより、術者５１８１は、当該術部の様子をより詳細に把握することができ、手術をより円滑に進行することが可能となる。
【０１５８】
また、撮像部５１２３を構成する撮像素子は、３Ｄ表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成される。３Ｄ表示が行われることにより、術者５１８１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部５１２３が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット５１２１も複数系統設けられる。
【０１５９】
また、撮像部５１２３は、必ずしもカメラヘッド５１１９に設けられなくてもよい。例えば、撮像部５１２３は、鏡筒５１１７の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
【０１６０】
駆動部５１２５は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部５１２９からの制御により、レンズユニット５１２１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部５１２３による画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
【０１６１】
通信部５１２７は、ＣＣＵ５１５３との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部５１２７は、撮像部５１２３から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル５１７９を介してＣＣＵ５１５３に送信する。この際、術部の画像を低レイテンシで表示するために、当該画像信号は光通信によって送信されることが好ましい。手術の際には、術者５１８１が画像によって患部の状態を観察しながら手術を行うため、より安全で確実な手術のためには、術部の動画像が可能な限りリアルタイムに表示されることが求められるからである。光通信が行われる場合には、通信部５１２７には、電気信号を光信号に変換する光電変換モジュールが設けられる。画像信号は当該光電変換モジュールによって光信号に変換された後、伝送ケーブル５１７９を介してＣＣＵ５１５３に送信される。
【０１６２】
また、通信部５１２７は、ＣＣＵ５１５３から、カメラヘッド５１１９の駆動を制御するための制御信号を受信する。当該制御信号には、例えば、画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。通信部５１２７は、受信した制御信号をカメラヘッド制御部５１２９に提供する。なお、ＣＣＵ５１５３からの制御信号も、光通信によって伝送されてもよい。この場合、通信部５１２７には、光信号を電気信号に変換する光電変換モジュールが設けられ、制御信号は当該光電変換モジュールによって電気信号に変換された後、カメラヘッド制御部５１２９に提供される。
【０１６３】
なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ５１５３の制御部５１７７によって自動的に設定される。つまり、いわゆるＡＥ（Auto  Exposure）機能、ＡＦ（Auto  Focus）機能及びＡＷＢ（Auto  White  Balance）機能が内視鏡５１１５に搭載される。
【０１６４】
カメラヘッド制御部５１２９は、通信部５１２７を介して受信したＣＣＵ５１５３からの制御信号に基づいて、カメラヘッド５１１９の駆動を制御する。例えば、カメラヘッド制御部５１２９は、画像のフレームレートを指定する旨の情報及び／又は撮像時の露光を指定する旨の情報に基づいて、撮像部５１２３の撮像素子の駆動を制御する。また、例えば、カメラヘッド制御部５１２９は、画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報に基づいて、駆動部５１２５を介してレンズユニット５１２１のズームレンズ及びフォーカスレンズを適宜移動させる。カメラヘッド制御部５１２９は、更に、鏡筒５１１７やカメラヘッド５１１９を識別するための情報を記憶する機能を備えてもよい。
【０１６５】
なお、レンズユニット５１２１や撮像部５１２３等の構成を、気密性及び防水性が高い密閉構造内に配置することで、カメラヘッド５１１９について、オートクレーブ滅菌処理に対する耐性を持たせることができる。
【０１６６】
次に、ＣＣＵ５１５３の機能構成について説明する。通信部５１７３は、カメラヘッド５１１９との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部５１７３は、カメラヘッド５１１９から、伝送ケーブル５１７９を介して送信される画像信号を受信する。この際、上記のように、当該画像信号は好適に光通信によって送信され得る。この場合、光通信に対応して、通信部５１７３には、光信号を電気信号に変換する光電変換モジュールが設けられる。通信部５１７３は、電気信号に変換した画像信号を画像処理部５１７５に提供する。
【０１６７】
また、通信部５１７３は、カメラヘッド５１１９に対して、カメラヘッド５１１９の駆動を制御するための制御信号を送信する。当該制御信号も光通信によって送信されてよい。
【０１６８】
画像処理部５１７５は、カメラヘッド５１１９から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。当該画像処理としては、例えば現像処理、高画質化処理（帯域強調処理、超解像処理、ＮＲ（Noise  reduction）処理及び／又は手ブレ補正処理等）、並びに／又は拡大処理（電子ズーム処理）等、各種の公知の信号処理が含まれる。また、画像処理部５１７５は、ＡＥ、ＡＦ及びＡＷＢを行うための、画像信号に対する検波処理を行う。
【０１６９】
画像処理部５１７５は、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサによって構成され、当該プロセッサが所定のプログラムに従って動作することにより、上述した画像処理や検波処理が行われ得る。なお、画像処理部５１７５が複数のＧＰＵによって構成される場合には、画像処理部５１７５は、画像信号に係る情報を適宜分割し、これら複数のＧＰＵによって並列的に画像処理を行う。
【０１７０】
制御部５１７７は、内視鏡５１１５による術部の撮像、及びその画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部５１７７は、カメラヘッド５１１９の駆動を制御するための制御信号を生成する。この際、撮像条件がユーザによって入力されている場合には、制御部５１７７は、当該ユーザによる入力に基づいて制御信号を生成する。あるいは、内視鏡５１１５にＡＥ機能、ＡＦ機能及びＡＷＢ機能が搭載されている場合には、制御部５１７７は、画像処理部５１７５による検波処理の結果に応じて、最適な露出値、焦点距離及びホワイトバランスを適宜算出し、制御信号を生成する。
【０１７１】
また、制御部５１７７は、画像処理部５１７５によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部の画像を表示装置５１５５に表示させる。この際、制御部５１７７は、各種の画像認識技術を用いて術部画像内における各種の物体を認識する。例えば、制御部５１７７は、術部画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具５１３５使用時のミスト等を認識することができる。制御部５１７７は、表示装置５１５５に術部の画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させる。手術支援情報が重畳表示され、術者５１８１に提示されることにより、より安全かつ確実に手術を進めることが可能になる。
【０１７２】
カメラヘッド５１１９及びＣＣＵ５１５３を接続する伝送ケーブル５１７９は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
【０１７３】
ここで、図示する例では、伝送ケーブル５１７９を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド５１１９とＣＣＵ５１５３との間の通信は無線で行われてもよい。両者の間の通信が無線で行われる場合には、伝送ケーブル５１７９を手術室内に敷設する必要がなくなるため、手術室内における医療スタッフの移動が当該伝送ケーブル５１７９によって妨げられる事態が解消され得る。
【０１７４】
以上、本開示に係る技術が適用され得る手術室システム５１００の一例について説明した。なお、ここでは、一例として手術室システム５１００が適用される医療用システムが内視鏡手術システム５１１３である場合について説明したが、手術室システム５１００の構成はかかる例に限定されない。例えば、手術室システム５１００は、内視鏡手術システム５１１３に代えて、検査用軟性内視鏡システムや顕微鏡手術システムに適用されてもよい。
【０１７５】
本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、内視鏡カメラを用いた手術に好適に適用され得る。具体的には、手術において内視鏡カメラのマニュアルフォーカスを行うスコピストが、手術を行う医師が見るモニターとは別のモニターを見ながら内視鏡カメラのフォーカスを合わせる場合である。この場合、スコピストが見るモニターに表示する画像にのみ本技術を用いたピーキング表示を行い、手術を行う医師が見る画像にはピーキング表示は行わない。これにより、手術を行う医師には影響を与えることなく、スコピストが患部に内視鏡カメラのピントを合わせる作業を容易にすることができる。
【０１７６】
本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
撮像設定の変化に応じて画像の周波数特性から高周波成分を抽出するフィルタの帯域を調整する
画像処理装置。
（２）
前記撮像設定はズームの倍率である（１）に記載の画像処理装置。
（３）  
前記ズームの倍率に応じて前記フィルタの帯域を調整する場合、デジタルズームと光学ズームとを区別する（２）に記載の画像処理装置。
（４）
前記ズームが光学ズームである場合、前記ピーキング設定として、画像の周波数特性に対する反応感度を調整する（２）に記載の画像処理装置。
（５）
前記光学ズームの倍率が上げられた場合、前記反応感度を上げる（４）に記載の画像処理装置。
（６）
前記ズームがデジタルズームである場合、前記ピーキング設定として画像の周波数特性から高周波成分を抽出するフィルタの帯域を調整する（２）に記載の画像処理装置。
（７）
前記デジタルズームの倍率が上げられた場合、前記フィルタの帯域を低域側に移行させる（６）に記載の画像処理装置。
（８）
前記撮像設定は、画像におけるノイズに影響を与える設定である（１）に記載の画像処理装置。
（９）
前記ノイズに影響を与える設定はＩＳＯ感度であり、前記ピーキング設定として画像の周波数特性に対する反応感度を調整する（８）に記載の画像処理装置。
（１０）
前記ＩＳＯ感度が上げられた場合、前記反応感度を下げる（９）に記載の画像処理装置。
（１１）
前記撮像設定は画像の解像度であり、前記ピーキング設定として画像の周波数特性に対する反応感度および画像の周波数特性から高周波成分を抽出するフィルタの帯域を調整する（１）に記載の画像処理装置。
（１２）
前記解像度が下げられた場合、前記フィルタの帯域を低域側に移行させる（１１）に記載の画像処理装置。
（１３）
前記解像度が下げられた場合、前記反応感度を下げる（１１）に記載の画像処理装置。
（１４）
前記撮像設定の複数のパラメータごとに対応させた前記ピーキング設定を格納したテーブルを参照して前記ピーキング設定を調整する（１）から（１３）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１５）
前記撮像設定が、前記テーブルには格納されていない前記パラメータに変化した場合、前記テーブルに格納された前記ピーキング設定を用いて補間計算により前記テーブルには格納されていない前記パラメータに対応する前記ピーキング設定を算出する（１４）に記載の画像処理装置。
（１６）
複数の前記撮像設定が変化した場合、複数の前記撮像設定の組み合わせに対応させた前記ピーキング設定を格納したテーブルを参照して前記ピーキング設定を調整する（１３）または（１４）に記載の画像処理装置。
（１７）
前記複数のパラメータは、画像の解像度、光学ズーム倍率、デジタルズーム倍率および画像におけるノイズ量である（１４）から（１６）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１８）
ピーキング処理を施す画像の解像度を表示用の解像度に変換する前に前記ピーキング処理用のマーカーを太くする処理を行う（１）から（１７）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１９）
撮像設定の変化に応じて画像の周波数特性から高周波成分を抽出するフィルタの帯域を調整する
画像処理方法。
（２０）
撮像設定の変化に応じて画像の周波数特性から高周波成分を抽出するフィルタの帯域を調整する
画像処理方法をコンピュータに実行させる画像処理プログラム。
【符号の説明】
【０１７７】
１００・・・・・・・撮像装置
２００、３００・・・ピーキング処理部 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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2019049595.tif 000029
2019049595.tif 000030
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