(57)【要約】  この撮像装置は、撮像素子を有する撮像部と、撮像部により得られた画素信号から第１のダイナミックレンジの第１の映像信号を生成する第１の映像信号処理部と、第１の映像信号から少なくとも高輝度部分の高域の輝度変化成分の情報信号を生成し、第１の映像信号の前記高輝度部の輝度値を抑制して第１のダイナミックレンジより狭い第２のダイナミックレンジの輝度抑制映像信号を生成し、輝度変化成分の情報信号と加算することによって第２の映像信号を生成する第２の映像信号処理部とを具備する。
2018169003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像部により得られた画素信号から第１のダイナミックレンジの第１の映像信号を生成する第１の映像信号処理部と、
前記第１の映像信号から所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、前記第１の映像信号から前記第１のダイナミックレンジより狭い第２のダイナミックレンジの輝度抑制映像信号を生成し、当該輝度抑制映像信号と前記輝度変化成分の情報信号とに基づいて第２の映像信号を生成する第２の映像信号処理部と
を具備する撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置であって、
前記輝度領域は、所定の閾値を越える高輝度部分の領域である
撮像装置
【請求項３】
請求項１に記載の撮像装置であって、
前記第２の映像信号を表示部に出力する第１の出力部
をさらに具備する撮像装置。
【請求項４】
請求項１に記載の撮像装置であって、
前記第１の映像信号を外部装置に出力する第２の出力部
をさらに具備する撮像装置。
【請求項５】
請求項１に記載の撮像装置であって、
前記第２の映像信号を出力するビューファインダー
をさらに具備する撮像装置。
【請求項６】
請求項１に記載の撮像装置であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記第１の映像信号に対してニー補正を行って前記輝度抑制映像信号を生成するように構成された
撮像装置。
【請求項７】
請求項１に記載の撮像装置であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記第１の映像信号からハイパスフィルターを使って前記高域の輝度変化成分を抽出するように構成された
撮像装置。
【請求項８】
請求項１に記載の撮像装置であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記抽出された高域の輝度変化成分に所定のゲインを乗じることによって、前記輝度変化成分の情報信号を生成するように構成された
撮像装置。
【請求項９】
請求項１に記載の撮像装置であって、
前記第１の映像信号がカラー映像信号であり、
前記第２の映像信号処理部は、前記カラー映像信号から複数の演算式により複数の前記輝度信号を生成し、絶対値の最も大きい前記輝度信号を選択して前記高域の輝度変化成分を生成するように構成される
撮像装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の撮像装置であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記高域の輝度変化成分の値が正であるときと負であるときで異なるゲインを乗じるように構成され、前記高域の輝度変化成分の値が負であるときに用いられる第１のゲインに対して、前記高域の輝度変化成分の値が正であるときに用いられる第２のゲインを小さくするように構成される
撮像装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の撮像装置であって、
ユーザによる操作を受け付ける少なくとも１つ以上の操作子を有する操作入力部を更に具備し、
前記制御部は、撮影時、前記少なくとも１つ以上の操作子の状態を検出し、前記操作に基づいた設定情報を前記第２の映像信号処理部の動作にリアルタイムで反映させるように構成される
撮像装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の撮像装置であって、
前記設定情報は前記ゲインの情報または演算式の情報である
撮像装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の撮像装置であって、
前記少なくとも１つ以上の操作子に対して、前記設定情報の種類の割り当てを設定可能なユーザインタフェースをさらに具備する
撮像装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の撮像装置であって、
前記第１の映像信号処理部が、
前記撮像部により得られた画素信号の補正を含む前処理を行って前記第１の映像信号を出力する補正回路である
撮像装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の撮像装置であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記第１の映像信号の輝度信号から、所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、前記第１の映像信号から前記第１のダイナミックレンジより狭い第２のダイナミックレンジの輝度抑制映像信号を生成し、当該輝度抑制映像信号と前記輝度変化成分の情報信号とに基づいて第２の映像信号を生成する
撮像装置。
【請求項１６】
請求項１に記載の撮像装置であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記第１の映像信号の色成分毎の所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、当該色成分毎の情報信号と前記第２のダイナミックレンジの色成分毎の輝度抑制映像信号とに基づいて前記第２の映像信号を生成する
撮像装置。
【請求項１７】
請求項１に記載の撮像装置であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記第１の映像信号の輝度信号から、所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、前記第１の映像信号から前記第１のダイナミックレンジより狭い第２のダイナミックレンジの輝度抑制映像信号を生成し、当該輝度抑制映像信号と前記輝度変化成分の情報信号とに基づいて第２の映像信号を生成するか、前記第１の映像信号の色成分毎の所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、当該色成分毎の情報信号と前記第２のダイナミックレンジの色成分毎の輝度抑制映像信号とに基づいて前記第２の映像信号を生成するかを切り替え可能に構成された
撮像装置。
【請求項１８】
撮像部により得られた画素信号から第１のダイナミックレンジの第１の映像信号を生成する第１の映像信号処理部と、
前記第１の映像信号から所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、前記第１の映像信号から前記第１のダイナミックレンジより狭い第２のダイナミックレンジの輝度抑制映像信号を生成し、当該輝度抑制映像信号と前記輝度変化成分の情報信号とに基づいて第２の映像信号を生成する第２の映像信号処理部と
を具備する映像信号処理装置。
【請求項１９】
第１の映像信号処理部が、撮像部により得られた画素信号から第１のダイナミックレンジの第１の映像信号を生成し、
第２の映像信号処理部が、前記第１の映像信号から所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、前記第１の映像信号から前記第１のダイナミックレンジより狭い第２のダイナミックレンジの輝度抑制映像信号を生成し、当該輝度抑制映像信号と前記輝度変化成分の情報信号とに基づいて第２の映像信号を生成する
映像信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、ビデオカメラなどの撮像装置、撮像装置などに用いられる映像信号処理装置および映像信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＨＤＲ（Ｈｉｇｈ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ）イメージングでは、ダイナミックレンジの広い映像の表現が可能であり、通常のモニターで表示可能な標準的なダイナミックレンジを持つＳＤＲ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ)の映像信号で表現しきれなかった、暗部の表現や、輝度の高い色の表現などが可能である。【０００３】
ＨＤＲおよびＬＤＲの映像信号処理に関する公知技術には、ＨＤＲビデオとＬＤＲビデオとを同時生成する技術（特許文献１参照）、ＬＤＲビデオをＨＤＲビデオに変換する技術（特許文献２参照）などがある。なお、ＬＤＲはＳＤＲと同義である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１９５３７９号公報
【特許文献２】国際公開第２０１１／０４２２２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＨＤＲで撮像をすることが可能なカメラで撮像された映像信号から、ＳＤＲの映像信号をニー補正などによって生成する場合には、高輝度部分のコントラストが著しく押さえられてしまい、表示映像の視認性が低下するなど、様々な問題があり、その十分な解決方法は未だ確立されていない。【０００６】
本技術の目的は、ＨＤＲで撮像された映像信号から高輝度部のコントラストを確保したＳＤＲの映像信号を生成することのできる撮像装置、映像信号処理装置および映像信号処理方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本技術に係る第１の形態である撮像装置は、
撮像部により得られた画素信号から第１のダイナミックレンジの第１の映像信号を生成する第１の映像信号処理部と、前記第１の映像信号から所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、前記第１の映像信号から前記第１のダイナミックレンジより狭い第２のダイナミックレンジの輝度抑制映像信号を生成し、当該輝度抑制映像信号と前記輝度変化成分の情報信号とに基づいて第２の映像信号を生成する第２の映像信号処理部と
を具備する。【０００８】
前記輝度領域は、所定の閾値を越える高輝度部分の領域であってよい。【０００９】
上記撮像装置は、前記第２の映像信号を表示部に出力する第１の出力部をさらに具備するものであってよい。【００１０】
上記撮像装置は、前記第１の映像信号を外部装置に出力する第２の出力部をさらに具備するものであってよい。【００１１】
上記撮像装置は、前記第２の映像信号を出力するビューファインダーをさらに具備するものであってよい。【００１２】
前記第２の映像信号処理部は、前記第１の映像信号に対してニー補正を行って前記輝度抑制映像信号を生成するように構成されてもよい。【００１３】
前記第２の映像信号処理部は、前記第１の映像信号からハイパスフィルターを使って前記高域の輝度変化成分を抽出するように構成されてもよい。【００１４】
前記第２の映像信号処理部は、前記抽出された高域の輝度変化成分に所定のゲインを乗じることによって、前記輝度変化成分の情報信号を生成するように構成されてもよい。【００１５】
前記第１の映像信号がカラー映像信号であり、
前記第２の映像信号処理部は、前記カラー映像信号から複数の演算式により複数の前記輝度信号を生成し、絶対値の最も大きい前記輝度信号を選択して前記高域の輝度変化成分を生成するように構成されてもよい。【００１６】
前記第２の映像信号処理部は、前記高域の輝度変化成分の値が正であるときと負であるときで異なるゲインを乗じるように構成され、前記高域の輝度変化成分の値が負であるときに用いられる第１のゲインに対して、前記高域の輝度変化成分の値が正であるときに用いられる第２のゲインを小さくするように構成されてもよい。【００１７】
上記撮像装置は、ユーザによる操作を受け付ける少なくとも１つ以上の操作子を有する操作入力部を更に具備し、前記制御部は、撮影時、前記少なくとも１つ以上の操作子の状態を検出し、前記操作に基づいた設定情報を前記第２の映像信号処理部の動作にリアルタイムで反映させるように構成されてもよい。【００１８】
前記設定情報は前記ゲインの情報または演算式の情報であってよい。【００１９】
上記撮像装置は、少なくとも１つ以上の操作子に対して、前記設定情報の種類の割り当てを設定可能なユーザインタフェースをさらに具備するものであってよい。【００２０】
前記第１の映像信号処理部は、前記撮像部により得られた画素信号の補正を含む前処理を行って前記第１の映像信号を出力する補正回路であってよい。【００２１】
前記第２の映像信号処理部は、前記第１の映像信号の輝度信号から、所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、前記第１の映像信号から前記第１のダイナミックレンジより狭い第２のダイナミックレンジの輝度抑制映像信号を生成し、当該輝度抑制映像信号と前記輝度変化成分の情報信号とに基づいて第２の映像信号を生成するものであってよい。【００２２】
前記第２の映像信号処理部は、前記第１の映像信号の色成分毎の所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、当該色成分毎の情報信号と前記第２のダイナミックレンジの色成分毎の輝度抑制映像信号とに基づいて前記第２の映像信号を生成するように構成されてもよい。【００２３】
前記第２の映像信号処理部は、前記第１の映像信号の輝度信号から、所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、前記第１の映像信号から前記第１のダイナミックレンジより狭い第２のダイナミックレンジの輝度抑制映像信号を生成し、当該輝度抑制映像信号と前記輝度変化成分の情報信号とに基づいて第２の映像信号を生成するか、前記第１の映像信号の色成分毎の所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、当該色成分毎の情報信号と前記第２のダイナミックレンジの色成分毎の輝度抑制映像信号とに基づいて前記第２の映像信号を生成するかを切り替え可能に構成されたものであってよい。【００２４】
本技術に係る他の形態である映像信号処理装置は、撮像部により得られた画素信号から第１のダイナミックレンジの第１の映像信号を生成する第１の映像信号処理部と、前記第１の映像信号から所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、前記第１の映像信号から前記第１のダイナミックレンジより狭い第２のダイナミックレンジの輝度抑制映像信号を生成し、当該輝度抑制映像信号と前記輝度変化成分の情報信号とに基づいて第２の映像信号を生成する第２の映像信号処理部と
を具備する。【００２５】
さらに本技術に係る他の形態である映像信号処理方法は、第１の映像信号処理部が、撮像部により得られた画素信号から第１のダイナミックレンジの第１の映像信号を生成し、
第２の映像信号処理部が、前記第１の映像信号から所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、前記第１の映像信号から前記第１のダイナミックレンジより狭い第２のダイナミックレンジの輝度抑制映像信号を生成し、当該輝度抑制映像信号と前記輝度変化成分の情報信号とに基づいて第２の映像信号を生成する、というものである。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、本技術によれば、ＨＤＲで撮像された映像信号から高輝度部のコントラストを確保したＳＤＲの映像信号を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本技術に係る第１の実施形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ＨＤＲとＳＤＲを比較して示す図である。
【図３】ＶＦ信号処理部１６によるＨＤＲの映像信号に対するニー補正を示す図である。
【図４】ＨＤＲの映像信号の表示映像を示す図である。
【図５】ＨＤＲの映像信号に対するニー補正によって得られるＳＤＲの映像信号の表示映像を示す図である。
【図６】高輝度部分のコントラストが強調された第２の映像信号の表示映像を示す図である。
【図７】ＨＤＲの映像信号の高輝度部のニー補正によって生成される輝度抑制映像信号を示す図である。
【図８】図７の輝度抑制映像信号（系列１）の輝度スケールを変えて示した図である。
【図９】コントラスト強調信号生成部１５によって生成されるコントラスト強調信号を示す図である。
【図１０】コントラスト強調信号と輝度抑制映像信号との加算により得られたＳＤＲの映像信号を示す図である。
【図１１】ＨＤＲ映像信号から高域の輝度変化成分を抽出する方法の変形例１を説明する図である。
【図１２】コントラスト強調機能に関するユーザ設定のためのＵＩ画面を示す図である。
【図１３】撮像装置１のコントラスト強調機能に関する操作子を示す側面図である。
【図１４】図１２に示したＵＩ画面で操作子を変更する場合の操作方法を示す図である。
【図１５】図１２に示したＵＩ画面における複数のダイヤル間の切替順を示す図である。
【図１６】図１２に示したＵＩ画面における複数のボタン間の切替順を示す図である。
【図１７】図１２に示したＵＩ画面において、操作子の重複設定が発生した場合の表示例を示す図である。
【図１８】本技術に係る第２の実施形態の撮像装置１Ａの構成を示すブロック図である。
【図１９】図１８の撮像装置１Ａのより詳細な構成を示すブロック図である。
【図２０】第３の実施形態の撮像装置１Ｂの構成を示すブロック図である。
【図２１】図２０の撮像装置１Ｂのより詳細な構成を示すブロック図である。
【図２２】本技術に係る第４の実施形態の撮像システムの構成を示すブック図である。
【図２３】コントラスト強調信号の生成方法１を説明するための図である。
【図２４】コントラスト強調信号の生成方法２を説明するための図である。
【図２５】コントラスト強調信号の生成方法３を説明するための図である。
【図２６】輝度信号Ｙのコントラスト強調信号を用いてコントラストが強調されたＳＤＲ映像と、画像のＲＧＢ毎の値から生成されたコントラスト強調信号を用いてコントラストが強調されたＳＤＲ映像のある画素の値をＲＧＢ毎に示した図である。
【図２７】コントラスト強調信号の生成方法４を説明するための図である。
【図Ｂ１】手術室システムの全体構成を概略的に示す図である。
【図Ｂ２】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Ｂ３】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Ｂ４】図Ｂ３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。
【図１０２１】車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【図１０２２】車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施形態＞
［全体の構成］
図１は、本技術に係る第１の実施形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。
【００２９】
この撮像装置１は、光学ブロック１１と、撮像部１２と、本線映像信号処理部１３と、出力部１４と、コントラスト強調信号生成部１５と、ＶＦ信号処理部１６と、ＶＦ（ビューファインダー）１７と、制御ユニット１８と、操作入力部１９とを備える。
【００３０】
光学ブロック１１は、レンズ、フォーカス調整機構、シャッター機構、絞り（アイリス）機構などを有している。光学ブロック１１は、被写体からの反射光をレンズによって撮像部１２の撮像素子の撮像面に結像する。
【００３１】
撮像部１２は、撮像素子、アナログ信号処理回路、Ａ／Ｄ変換回路などを有する。撮像素子はＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサー、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサーなどで構成される。撮像素子は、例えばＨＤＲ（Ｈｉｇｈ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ）の画素信号を得ることのできる撮像素子である。撮像部１２の撮像素子で得られた画素信号は本線映像信号処理部１３に供給される。
【００３２】
本線映像信号処理部１３は、特許請求の範囲の「第１の映像信号処理部」に相当するものであり、撮像部１２より供給されたＨＤＲの画素信号に対して、例えば、欠陥補正、ノイズ除去、レンズ収差補正、Ａ／Ｄ変換、ＲＡＷ現像などの信号処理を行うことによって、ＨＤＲの映像信号を生成する。生成された第１の映像信号は出力部１４、コントラスト強調信号生成部１５およびＶＦ信号処理部１６に供給される。
【００３３】
出力部１４は、本線映像信号処理部１３によって得られたＨＤＲの映像信号をカメラケーブルを通じてＣＣＵ（カメラ制御ユニット）などの外部の映像機器やディスプレイに出力したりする処理を行う。ＣＣＵでは、撮像装置１よりカメラケーブルを通じて伝送されたＨＤＲの映像信号などを受信し、例えば、伝送に適した形式のデジタル映像信号、アナログ映像信号に変換して伝送する処理などが行われる。また、出力部１４は、ＶＦ信号処理部１６によって生成されたＶＦ映像信号を外部のディスプレイなどに出力することが可能である。
【００３４】
なお、本線映像信号処理部１３によって得られたＨＤＲの映像信号はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などの記録媒体に記録されてもよい。
【００３５】
コントラスト強調信号生成部１５は、本線映像信号処理部１３によって得られたＨＤＲの映像信号から少なくとも高輝度部分の高域の輝度変化成分を抽出し、抽出した輝度変化成分に所定のゲインを乗じた信号をコントラスト強調信号として生成する。生成されたコントラスト強調信号はＶＦ信号処理部１６に供給される。ここで、高輝度部分とは、ＨＤＲの映像信号において輝度が所定の閾値を越える領域である。
【００３６】
ＶＦ信号処理部１６は、本線映像信号処理部１３によって得られたＨＤＲの映像信号に対して、高輝度部の例えばニー補正などを行って、ＳＤＲの輝度抑制映像信号を生成する。ＶＦ信号処理部１６は、この輝度抑制映像信号にコントラスト強調信号生成部１５より供給されたコントラスト強調信号を加算して、ＳＤＲの映像信号を生成し、キャラクタおよびマーカーの合成などの他の信号処理を行ってＶＦ映像信号としてＶＦ１７に供給する。
【００３７】
操作入力部１９は、ユーザから撮像装置１を操作するための命令や各種設定などの入力を受け付けるものであり、例えば、ボタン、スイッチ、ダイヤル、ＶＦ１７の画面に設けられたタッチパネルセンサーなどにより構成される。
【００３８】
制御ユニット１８は、撮像装置１の各部を制御するためのコントローラであり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｂｅｒ）などで構成される。ＲＡＭあるいはＲＯＭには、ＣＰＵにより実行されるプログラムや各種パラメータなどが格納される。制御ユニット１８は、操作入力部１９において受け付けられたユーザの操作入力の情報を解釈し、解釈した入力情報に応じて撮像装置１を制御する。
【００３９】
上記のコントラスト強調信号生成部１５およびＶＦ信号処理部１６は、特許請求の範囲の「第２の映像信号処理部」に相当するものである。したがって、コントラスト強調信号生成部１５およびＶＦ信号処理部１６は１つのユニットとして構成されてもよい。
【００４０】
［課題について］
図２は、ＨＤＲとＳＤＲを比較して示す図である。
ＳＤＲのレンジを１００％とすると、ＨＤＲのレンジは例えば８００％、１０００％、あるいは１３００％などとされる。したがって、ＨＤＲの映像信号からＳＤＲの映像信号を生成する方法の１つとして、図３に示すように、ＨＤＲの映像信号の所定の輝度値（ニー補正ポイント）以上の高輝度部分をニー補正する方法がある。しかし、この方法によると、ニー補正により得られる映像信号の高輝度部のコントラストが著しく抑えられてしまう。そのため、表示映像において次のような課題が生じる。
【００４１】
図４はＨＤＲの映像信号の表示映像を示す図、図５はＨＤＲの映像信号に対するニー補正によって得られるＳＤＲの映像信号の表示映像を示す図である。図４に示すＨＤＲの映像信号の表示映像では、高輝度部分である空中内の白いボールＢを判別することができるが、図５に示すように、ニー補正によって得られた表示映像では、高輝度部分のコントラストの著しい低下によってボールＢの判別が困難である。したがって、空中を飛翔するボールＢをＶＦ１７の表示映像を視認して追跡することが困難である。
なお、ＨＤＲの映像信号をＶＦ１７に表示させることは技術的問題は無いが、ＨＤＲの映像を凝視し続けた場合にカメラマンの目の負担が大きく、健康上望ましくないと言われている。したがって、ＳＤＲの映像を用いつつ、上記問題を解決する対策が期待されている。
【００４２】
そこで本実施形態の撮像装置１は、ＨＤＲの映像信号から少なくとも高輝度部分の高域の輝度変化成分の情報信号をコントラスト強調信号として生成し、ＨＤＲの映像信号の高輝度部の輝度値を抑制してＳＤＲの輝度抑制映像信号を生成し、コントラスト強調信号と加算することによって得た第２の映像信号を生成するコントラスト強調信号生成部１５およびＶＦ信号処理部１６を備えて構成されたものである。
【００４３】
図６は、コントラスト強調信号生成部１５およびＶＦ信号処理部１６によって生成されたＳＤＲの映像信号の表示映像を示す図である。同図に示すように、高輝度部分のコントラストが強調されたＳＤＲの映像信号が得られることによって、空中内の白いボールＢを判別可能な映像となることが分かる。
【００４４】
［コントラスト強調信号生成部１５およびＶＦ信号処理部１６の動作］
次に、上記のコントラスト強調信号生成部１５およびＶＦ信号処理部１６の動作の詳細を説明する。
【００４５】
ＶＦ信号処理部１６で、ＨＤＲの映像信号に対してニー補正が行われる。
図７は、ＨＤＲの映像信号の高輝度部（例えばＳＤＲの９５％以上の高輝度部）のニー補正によって生成される輝度抑制映像信号を示す図であり、横軸はＨＤＲの映像信号の時間軸、縦軸は輝度である。点線はニー補正前のＨＤＲの高輝度部の映像信号（系列２）、実線はニー補正によって得られた輝度抑制映像信号（系列１）である。
【００４６】
図８は図７の輝度抑制映像信号（系列１）の輝度スケールを変えて示した図である。ニー補正によって、映像信号の高輝度部のコントラストがつぶれたことが分かる。
【００４７】
図９はコントラスト強調信号生成部１５によって生成されるコントラスト強調信号を示す図である。コントラスト強調信号生成部１５は、本線映像信号処理部１３によって得られたＨＤＲの映像信号から、例えばハイパスフィルターなどを使って高域の輝度変化成分を抽出し、抽出した輝度変化成分に所定のゲインを乗じた信号をコントラスト強調信号として生成する。ここで、与えられるゲインの値は、固定値であっても、あるいは、操作入力部１９を用いてユーザにより設定された可変値であってもよい。本例では、例えば輝度変化成分の信号を１／１５倍に圧縮することによって得られたコントラスト強調信号を示している。
【００４８】
このコントラスト強調信号生成部１５により生成されたコントラスト強調信号はＶＦ信号処理部１６に出力され、ＶＦ信号処理部１６にて、ニー補正によって得られた輝度抑制映像信号と加算されて、ＳＤＲの映像信号が得られる。
【００４９】
図１０は、コントラスト強調信号と輝度抑制映像信号との加算により得られたＳＤＲの映像信号を示す図である。このように、輝度抑制映像信号にコントラスト強調信号が加算されることによって、高輝度部のコントラストが強調されたＳＤＲの映像信号が得られる。
【００５０】
＜変形例１＞
上記の実施形態では、ＨＤＲの映像信号からハイパスフィルターを使って高域の輝度変化部を抽出し、コントラスト強調信号を生成することとした。但し、ＨＤＲの映像信号に対するニー補正によってコントラストが抑制されるのは高輝度部であることから、ＨＤＲの映像信号からの高域の輝度変化部の抽出は高輝度部からのみ行われることが理想である。
【００５１】
そこで、図１１に示すように、コントラスト強調信号生成部１５において、ＨＤＲの映像信号９１からニー補正ポイントＫＥＥ上の高輝度部の映像信号９２を抽出し、この高輝度部のＨＤＲの映像信号９２に対してハイパスフィルターなどを使って高域の輝度変化成分９３を抽出するようにしてもよい。
【００５２】
この方法を採った場合、ハイパスフィルターの特性上、このハイパススフィルターを通るＨＤＲ映像信号がニー補正ポイントＫＥＥを通過した直後にＨＤＲ映像信号の輝度変化とは無関係の信号９４、９５が発生する場合がある。この信号９４、９５を除去するため、コントラスト強調信号生成部１５において、ゲインがかけられる際に、高輝度部の映像信号９２の抽出期間以外のゲインを下げるようにすることが望ましい。
【００５３】
＜変形例２＞
ＨＤＲの映像信号から少なくとも高輝度部分の高域の輝度変化成分の情報信号を生成する他の方法としては、ＨＤＲの映像信号からローパスフィルターを使って低域の輝度変化成分を抽出し、ＨＤＲの映像信号から当該低域の輝度変化成分を減算する方法がある。
【００５４】
＜変形例３＞
ＨＤＲの映像信号からＳＤＲの映像信号を生成するほかの方法としては、ＨＤＲの映像信号に対してニー補正に代えて、高輝度になるほどコントラストの圧縮率が高くなるＬｏｇ特性を付与する方法などがある。
【００５５】
＜変形例４＞
ここまでの実施形態では、背景の部分の輝度と、ボールなどの前景の部分の輝度が同じで、色に違いがある場合、輝度のコントラストに差が得られないため、有意なコントラスト強調信号が得られない。
【００５６】
そこで、カラーの映像信号から画素単位あるいはｎ画素単位で複数の計算方法により複数の輝度信号を生成し、画素単位あるいはｎ画素単位で絶対値の最も大きい方の輝度信号を選択して、高域の輝度変化成分の情報信号を生成することとしてもよい。
【００５７】
コントラスト強調信号生成部１５は、例えば、下記の一般的な輝度演算式と下記の他の輝度演算式によって２種類の輝度信号Ｙ、Ｙ'を生成する。
Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ
Ｙ'＝０．３３３Ｒ＋０．３３３Ｇ＋０．３３３Ｂ
【００５８】
コントラスト強調信号生成部１５は、２種類の輝度信号Ｙ、Ｙ'のうち、絶対値の大きい方を採用する。
これにより、有意なコントラスト強調信号が得られる確率が高くなり、高輝度部のコントラストが強調されたＳＤＲの映像信号が得られることがより保証される。
【００５９】
＜変形例５＞
ニー補正により得られたＳＤＲの映像信号は、ニー補正された部分がＳＤＲの上限あるいは略上限に達している。このため、コントラスト強調信号の正の値の部分よりも負の値がコントラストを実質的に発生させるように作用する。
【００６０】
そこで、コントラスト強調信号生成部１５は、ＨＤＲ映像信号から抽出した高域の輝度変化成分の値が正であるときと負であるときで異なるゲインを乗じるように構成されてもよい。具体的には、高域の輝度変化成分の値が負であるときに用いられる第１のゲインに対して、高域の輝度変化成分の値が正であるときに用いられる第２のゲインを小さくするようにすればよい。
これにより、ニー補正されたＳＤＲ映像信号に、コントラスト強調信号を有益な形で加えることができる。
【００６１】
＜変形例６＞
［ブロック繋ぎ機能に関するユーザ設定について］
以上説明した撮像装置１では、上記のコントラスト強調機能に関して、ユーザによる次のような設定が可能である。
１．コントラスト強調機能のオン／オフ
２．ゲイン値
３．輝度計算方法
【００６２】
コントラスト強調機能のオン／オフは、上述したコントラスト強調機能のオン／オフを切り替える設定である。
【００６３】
ゲイン値は、ＨＤＲの映像信号から抽出された高域の輝度変化成分に対して乗じられるゲイン値の設定である。
輝度計算方法は、輝度の計算に用いる輝度計算方法の設定である。輝度計算方法は、例えば、上述しように、一般的な輝度演算式と特殊な輝度演算式との間で選択可能である。
ダイヤル方向は、ゲインの設定に割り当てられた操作子（ダイヤル）の回転操作方向（時計回り方向、反時計回り方向）に対するゲイン値の増減の向きの設定である。
【００６４】
図１２は、上記ユーザ設定のためのＵＩ（Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）画面を示す図である。
このＵＩに関して、例えば、撮像装置１のＶＦ１７や外部ディスプレイなどがＵＩ表示部として用いられ、撮像装置１に設けられた特定の操作ボタンなどが設定入力部として用いられる。
【００６５】
ＵＩ画面では、設定項目毎に割り当てる操作子を複数の操作子群のなかからユーザが選択することが可能とされる。設定項目に対して割り当てが可能な操作子群は、撮像装置１の操作入力部１９に設けられた特定のボタン群およびダイヤル群などである。
【００６６】
図１３は撮像装置１のコントラスト強調機能に関する操作子を示す側面図である。同図に示すように、撮像装置１は、コントラスト強調機能に関する各設定項目の割り当てが可能な操作子群として、複数のボタンＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５と複数のダイヤルＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を備える。
なお、この図では操作子群が撮像装置１のボディ１Ａの側面に設けられる場合を示したが、撮像装置１の上面など、他の面に設けられたものであってよいし、ＶＦ１７に設けられてもよい。
【００６７】
次に、図１２に示したＵＩ画面で、ユーザが、撮像装置１の操作子群において、任意の設定項目に対して任意の操作子を割り当てる方法を説明する。
なお、図１２に示したＵＩ画面には、設定項目毎に操作子の初期値が設定されている場合を想定している。例えば、コントラスト強調機能のオン／オフの設定にはボタンＢ１の操作子が、ゲイン値にはダイヤルＤ１の操作子が、輝度計算方法の設定にはダイヤルＤ３の操作子が、ダイヤル方向の設定にはボタンＢ３が各々初期値として設定される。
【００６８】
図１４は図１２に示したＵＩ画面で、ゲイン値の設定に割り当てられた操作子をダイヤルＤ１からダイヤルＤ３に変更する場合の操作方法を示す図である。
ＵＩ画面においてユーザは、操作子を変更したい設定項目を、例えば操作入力部１９に設けられたカーソルキー２０などを操作して選択する。例えば、カーソルキー２０の下キー２０ｄが１回押されると、操作子の変更対象となる設定項目は、コントラスト強調機能のオン／オフからゲイン値に移動する。次に、カーソルキー２０の右キー２０ｒが一回押されると、ブロックサイズの設定項目に対する操作子の表示がダイヤルＤ１からダイヤルＤ３に変更される。これにより、ゲイン値の設定項目に対する操作子の割り当てがダイヤルＤ１からダイヤルＤ３に変更される。なお、カーソルキー２０の右キー２０ｒが二回押された場合には、ゲイン値の設定項目に対する操作子の表示がダイヤルＤ１からダイヤルＤ４に変更される。これにより、横のブロックサイズの設定項目に対する操作子の割り当てがダイヤルＤ１からダイヤルＤ４に変更される。同様の要領により、他の設定項目に対する操作子の割り当ても変更することができる。
【００６９】
図１５は、複数のダイヤルＤ１−Ｄ４間の切替順を示す図である。このように、設定変更前のダイヤルがダイヤルＤ１である場合、カーソルキー２０の右キー２０ｒが一回押されるたびに、選択されたダイヤルはダイヤルＤ２、ダイヤルＤ３、ダイヤルＤ４、ダイヤルＤ１の順にスイッチされる。また、図１６に示すように、ボタンＢ１−Ｂ５についても同様のルールで切り替えられるようになっている。
【００７０】
なお、ゲイン値の設定項目に対する操作子の割り当てがダイヤルＤ１からダイヤルＤ３に変更された場合、輝度計算方法の設定に割り当てられた操作子と重複する。このように複数の設定項目に対する操作子の重複が発生した場合、図１７に示すように、以前よりその操作子が割り当てられた側の操作項目（例えば輝度計算方法の設定項目）に対する操作子の設定変更を促すように、その操作項目が反転表示などによって判別可能な状態で表示される。これによりユーザは、操作子の重複設定を避けるように、操作子の割り当てを変更することができる。
【００７１】
［設定変更に伴うＶＦ映像生成へのリアルタイム反映］
ユーザは、撮影時に、コントラスト強調機能に関する各設定項目に割り当てられた各々の操作子を操作することによって、ＶＦ１７や外部ディスプレイなどに表示させる第２の映像信号のコントラストの強調具合をリアルタイムに変化させることができる。これにより、視認によるフォーカス調整に最適な設定値をユーザが選定することができる。
【００７２】
すなわち、制御ユニット１８は、操作入力部１９においてコントラスト強調機能に関する各設定項目に個別に割り当てられた各操作子の状態をそれぞれ検出する。制御ユニット１８は、検出した状態に対応する各設定値を生成し、コントラスト強調信号生成部１５に設定する。コントラスト強調信号生成部１５は、制御ユニット１８により与えられた各設定値をもとにコントラスト強調信号を生成し、ＶＦ信号処理部１６に出力する。
【００７３】
＜第２の実施形態＞
次に、本技術に係る第２の実施形態を説明する。
図１８は第２の実施形態の撮像装置１Ａの構成を示すブロック図である。
同図に示すように、この撮像装置１Ａは、光学ブロック１１Ａと、撮像部１２Ａと、プリプロセス部１３１ＡおよびＳＤＲプロセス部１３２Ａを有する本線映像信号処理部１３Ａと、ＳＤＲ映像出力部１４Ａと、コントラスト強調信号生成部１５Ａと、ＶＦ映像出力部１６Ａと、ＶＦ１７とを有する。
【００７４】
撮像部１２Ａは、撮像装置１Ａの出力映像のダイナミックレンジよりも広いダイナミックレンジの画素信号を出力する。例えば、撮像装置１Ａの出力映像のダイナミックレンジをＳＤＲとしてこれを１００％とすると、撮像素子１２Ａから出力される画素信号のダイナミックレンジは例えば６００％から１３００％などの範囲であってよい。
【００７５】
プリプロセス部１３１Ａは、撮像部１２Ａより供給された画素信号に対して、例えば、欠陥補正、ノイズ除去、レンズ収差補正などの各種補正、ホワイトバランス処理、マスターゲインによる増幅などの画像化のための前処理を行う。
【００７６】
ＳＤＲプロセス部１３２Ａは、プリプロセス部１３１Ａより出力された映像信号からＳＤＲの映像信号を生成する。
【００７７】
コントラスト強調信号生成部１５Ａは、本線映像信号処理部１３Ａ内のプリプロセス部１３１Ａより出力された画素信号から少なくとも高輝度部分の高域の輝度変化成分を抽出し、抽出した輝度変化成分に所定のゲインを乗じた信号をコントラスト強調信号として生成する。生成されたコントラスト強調信号はＶＦ映像出力部１６Ａに供給される。
【００７８】
ＶＦ映像出力部１６Ａは、ＳＤＲプロセス部１３２Ａによって得られたＳＤＲの映像信号にコントラスト強調信号生成部１５Ａによって生成されたコントラスト強調信号を加算することによって、コントラストの強調されたＳＤＲの映像信号を生成し、キャラクタおよびマーカーの合成などの他の信号処理を行ってＶＦ映像信号としてＶＦ１７Ａに供給する。
【００７９】
図１９は撮像装置１Ａのより詳細な構成を示すブロック図である。
同図に示すように、ＳＤＲプロセス部１３２Ａは、マトリクス処理部１３３Ａ、ディテール処理部１３４Ａ、ニー処理部１３５Ａ、およびＳＤＲガンマ処理部１３６Ａを有する。
【００８０】
マトリクス処理部１３３Ａは、プリプロセス部１３１Ａより出力された映像信号に対するデベイヤー処理、リニアマトリクス処理などを行ってカラー画像データを生成する。
【００８１】
ディテール処理部１３４Ａは、カラー画像データに対するディテールの処理を行う。
【００８２】
ニー補正部１３５Ａは、ディテールの処理後のカラー画像データに対するニー（ＫＮＥＥ）補正を行うことによって、高輝度部の輝度値を抑制したＳＤＲの映像信号を生成する。
【００８３】
ＳＤＲガンマ処理部１３６Ａは、ＳＤＲの映像信号に対するディスプレイ用のガンマ処理を行う。
【００８４】
ＳＤＲプロセス部１３２Ａによって生成されたＳＤＲの映像信号はＳＤＲ映像出力部１４Ａに供給されるとともにＶＦ映像出力部１６Ａに供給される。
【００８５】
ＳＤＲ映像出力部１４Ａは加算器１４１Ａとフォーマッター１４２Ａを有する。加算器１４１ＡはＳＤＲプロセス部１３２Ａによって生成されたＳＤＲの映像信号にコントラスト強調信号生成部１５Ａによって生成されたコントラスト強調信号を加算してコントラストの強調されたＳＤＲ映像信号を生成し、フォーマッター１４２Ａに供給する。フォーマッター１４２Ａはコントラストの強調されたＳＤＲ映像信号を伝送フォーマットに変換し、カメラケーブルを通じてＣＣＵ（カメラ制御ユニット）などの外部の映像機器やディスプレイに出力したりする処理を行う。
【００８６】
ＣＣＵでは、撮像装置１Ａよりカメラケーブルを通じて伝送されたＳＤＲの映像信号などを受信し、例えば、伝送に適した形式のデジタル映像信号、アナログ映像信号に変換して伝送する処理などが行われる。
【００８７】
ＶＦ映像出力部１６Ａは、加算器１６１Ａとフォーマッター１６２Ａを有する。加算器１６１ＡはＳＤＲプロセス部１３２Ａによって生成されたＳＤＲの映像信号にコントラスト強調信号生成部１５Ａによって生成されたコントラスト強調信号を加算してコントラストの強調されたＳＤＲ映像信号を生成し、フォーマッター１６２Ａに供給する。フォーマッター１６２Ａはコントラストの強調されたＳＤＲ映像信号をＶＦ用の伝送フォーマットに変換してＶＦ１７Ａに供給する。
【００８８】
以上のように、本実施形態の撮像装置１Ａによれば、撮像部１２Ａからの画素信号に対して補正などの前処理を行うプリプロセス部１３１Ａの出力からコントラスト強調信号を生成して、高輝度部分のコントラストが強調されたＶＦ出力用のＳＤＲ映像を得ることができる。
【００８９】
＜第３の実施形態＞
次に、本技術に係る第３の実施形態を説明する。
図２０は第３の実施形態の撮像装置１Ｂの構成を示すブロック図である。
同図に示すように、この撮像装置１Ｂは、光学ブロック１１Ｂと、撮像部１２Ｂと、プリプロセス部１３１Ｂ、ＳＤＲプロセス部１３２ＢおよびＨＤＲプロセス部１９１Ｂを有する本線映像信号処理部１３Ｂと、ＳＤＲ映像出力部１４Ｂと、コントラスト強調信号生成部１５Ｂと、ＶＦ映像出力部１６Ｂと、ＶＦ１７Ｂと、ＨＤＲ映像出力部１８Ｂとを有する。すなわち、本実施形態の撮像装置１Ｂは、第２の実施形態の撮像装置１Ａに、主に、プリプロセス部１３１Ｂより出力された映像信号からＨＤＲ映像信号を生成するＨＤＲプロセス部１９１Ｂと、ＨＤＲプロセス部１９１Ｂによって得られたＨＤＲ映像信号を伝送するＨＤＲ映像出力部１８Ｂを付加したものである。
【００９０】
図２１は第３の実施形態の撮像装置１Ｂのより詳細な構成を示すブロック図である。
ここでは、第２の実施形態の撮像装置１Ａの構成との相違点を主に説明する。
ＨＤＲプロセス部１９１Ｂは、マトリクス処理部１９２Ｂ、ディテール処理部１９３Ｂ、ニー処理部１９４ＢおよびＯＥＴＦ部１９５Ｂを有する。
【００９１】
マトリクス処理部１９２Ｂは、プリプロセス部１３１Ｂより出力された映像信号に対するデベイヤー処理、リニアマトリクス処理などを行ってカラー画像データを生成する。
【００９２】
ディテール処理部１９３Ｂは、カラー画像データのディテールの処理を行う。
ニー処理部１９４Ｂは、ディテールの処理後のカラー画像データに対するニー（ＫＮＥＥ）補正を行う。
ＯＥＴＦ部１９５Ｂは、カラー画像データに対してＯＥＴＦ（Optical-Electro Transfer Function：光電気伝達関数）により階調圧縮を行う。
【００９３】
なお、ＳＤＲプロセス部１３２Ｂは、マトリクス処理部１３３Ｂの前段にＳＤＲゲイン調整部１３８Ｂが追加される点で第２の実施形態の撮像装置１ＡのＳＤＲプロセス部１３２Ａと異なり、その他の構成は同じである。ＳＤＲゲイン調整部１３８Ｂは、ＨＤＲの映像のダイナミックレンジに対するＳＤＲの映像のダイナミックレンジの相関を設定するリレイティブゲインをもとに、プリプロセス部１３１Ｂのマスターゲインに対するＳＤＲゲイン調整部１３８Ｂのマスターゲインの比を調整する。ＳＤＲゲイン調整部１３８Ｂのマスターゲインによって増幅された映像信号はマトリクス処理部１３３Ｂに供給されてカラー画像化される。以降は、第２の実施形態の撮像装置１Ａと同様に、ディテール処理部１３４Ｂ、ニー処理部１３５ＢおよびＳＤＲガンマ処理部１３６ＢによってＳＤＲの映像信号が生成され、生成されたＳＤＲの映像信号はＳＤＲ映像出力部１４Ｂに供給されるとともにＶＦ映像出力部１６Ｂに供給される。
【００９４】
ＳＤＲ映像出力部１４Ｂ、ＶＦ映像出力部１６Ｂおよびコントラスト強調信号生成部１５Ｂは第２の実施形態の撮像装置１Ａと同じであるため、ここでの重複する説明は省略する。
【００９５】
以上のように、本実施形態の撮像装置１Ｂによれば、高輝度部分のコントラストが強調されたＶＦ出力用および本線出力用のＳＤＲ映像に加えて、本線出力用のＨＤＲ映像を得ることができる。
【００９６】
＜第４の実施形態＞
［撮像システム］
図２２は本技術に係る第４の実施形態の撮像システムの構成を示すブック図である。
この撮像システム２５は、撮像装置１ＣとＣＣＵ（カメラ制御ユニット）２３とで構成される。撮像装置１Ｃは、光学ブロック１１Ｃと、撮像部１２Ｃと、プリプロセス部１３１Ｃ、伝送部２１Ｃを有する。撮像装置１Ｃの伝送部２１Ｃは、プリプロセス部１３１Ｃで得た画素信号をカメラケーブルなどの伝送路２２を通じてＣＣＵ２３に伝送する。
【００９７】
ＣＣＵ２３は、伝送部２４Ｃと、ＳＤＲプロセス部１３２Ｃと、ＨＤＲプロセス部１９１Ｃと、ＳＤＲ映像出力部１４Ｃと、コントラスト強調信号生成部１５Ｃと、ＶＦ映像出力部１６Ｃと、ＶＦ１７Ｃとを有する。ＣＣＵ２３は、伝送路２２を通じて撮像装置１Ｃより伝送された画素信号を伝送部２４Ｃに受信し、ＳＤＲプロセス部１３２ＣとＨＤＲプロセス部１９１Ｃとコントラスト強調信号生成部１５Ｃに供給する。
【００９８】
このように撮像装置１ＣとＣＣＵ（カメラ制御ユニット）２３とで構成される撮像システム２５においても、高輝度部分のコントラストが強調されたＶＦ出力用のＳＤＲ映像を得ることができる。
【００９９】
次に、コントラスト強調信号の生成方法について説明する。
［コントラスト強調信号の生成方法１］
図２３は、コントラスト強調信号の生成方法１として、画像の輝度信号Ｙからコントラスト強調信号を生成する方法を示す図である。
コントラスト強調信号生成部１５１は、プリプロセス部より出力されたＲＧＢ画素信号７１から輝度信号Ｙを生成し、この輝度信号Ｙからコントラスト成分を抽出する。コントラスト強調信号生成部１５１は、コントラスト成分信号にゲインＧｍ、Ｇｖｆを乗じることによってＳＤＲ本線用のコントラスト強調信号およびＶＦ用のコントラスト強調信号をそれぞれ生成する。ＳＤＲ本線用のコントラスト強調信号は、ＳＤＲプロセス部１３２Ａによって生成されたＳＤＲ映像信号に加算されることによって、ＳＤＲ本線用のＳＤＲ映像信号７２となる。また、ＶＦ用のコントラスト強調信号は、ＳＤＲプロセス部１３２Ａによって生成されたＳＤＲ映像信号に加算されることによって、ＶＦ用のＳＤＲ映像信号７３となる。
【０１００】
［コントラスト強調信号の生成方法２］
図２４は、コントラスト強調信号の生成方法２として、画像のＲＧＢ毎の値からコントラスト強調信号を生成する方法を示す図である。
コントラスト強調信号生成部１５２は、プリプロセス部より出力されたＲＧＢ画素信号７１のＲＧＢ毎の値からＲＧＢ毎のコントラスト成分を抽出する。コントラスト強調信号生成部１５２は、ＲＧＢ毎のコントラスト成分信号にゲインＧｍ、Ｇｖｆを乗じることによってＳＤＲ本線用のＲＧＢ毎のコントラスト強調信号およびＶＦ用のＲＧＢ毎のコントラスト強調信号をそれぞれ生成する。
【０１０１】
ＳＤＲ本線用のＲＧＢ毎のコントラスト強調信号は、ＳＤＲプロセス部１３２Ａによって生成されたＳＤＲ映像信号にＲＧＢ毎に加算されることによって、ＳＤＲ本線用のＳＤＲ映像信号７２となる。また、ＶＦ用のＲＧＢ毎のコントラスト強調信号は、ＳＤＲプロセス部１３２Ａによって生成されたＳＤＲ映像信号にＲＧＢ毎の加算されることによって、ＶＦ用のＳＤＲ映像信号７３となる。
【０１０２】
［コントラスト強調信号の生成方法３］
図２５は、画像の輝度信号Ｙからコントラスト強調信号を生成する方法と画像のＲＧＢ毎の値からコントラスト強調信号を生成する方法との切り替えを可能としたものである。
コントラスト強調信号生成部１５３は、例えば、ユーザにより与えられた選択命令に従って、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３をｙ側とｃ側との間で一斉に切り替える。
【０１０３】
スイッチＳＷ１は、Ｒの画素の値から生成されるコントラスト成分信号と輝度信号Ｙから生成されるコントラスト成分信号とを切り替えるスイッチであり、ｃ側が選択されているときはＲの画素の値から生成されるコントラスト成分信号を選択し、ｙ側が選択されているときは輝度信号Ｙから生成されるコントラスト成分信号を選択する。
【０１０４】
スイッチＳＷ２は、Ｇの画素の値から生成されるコントラスト成分信号と輝度信号Ｙから生成されるコントラスト成分信号とを切り替えるスイッチであり、ｃ側が選択されているときはＧの画素の値から生成されるコントラスト成分信号を選択し、ｙ側が選択されているときは輝度信号Ｙから生成されるコントラスト成分信号を選択する。
【０１０５】
スイッチＳＷ３は、Ｂの画素の値から生成されるコントラスト成分信号と輝度信号Ｙから生成されるコントラスト成分信号とを切り替えるスイッチであり、ｃ側が選択されているときはＢの画素の値から生成されるコントラスト成分信号を選択し、ｙ側が選択されているときは輝度信号Ｙから生成されるコントラスト成分信号を選択する。
【０１０６】
スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３がともにｙ側に選択されている場合には画像の輝度信号Ｙからコントラスト強調信号が生成され、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３がともにｃ側に選択されている場合には画像のＲＧＢ毎の値からコントラスト強調信号が生成される。これにより、ユーザは、画像の輝度信号Ｙからコントラスト強調信号を生成する場合と画像のＲＧＢ毎の値からコントラスト強調信号を生成する場合とで、ＳＤＲ映像のコントラストがより強調される方法を適宜選択することができる。
【０１０７】
図２６は、輝度信号Ｙのコントラスト強調信号を用いてコントラストが強調されたＳＤＲ映像と、画像のＲＧＢ毎の値から生成されたコントラスト強調信号を用いてコントラストが強調されたＳＤＲ映像のある画素の値をＲＧＢ毎に示した図である。横軸は時間軸、縦軸は輝度である。輝度情報Ｙのコントラスト強調信号を用いて得られたＳＤＲ映像の、高輝度領域の信号の諧調の再現性は良いが、ＲＧＢそれぞれの高輝度領域の信号レベルの差が小さくなり、色味の情報が一部失われる可能性がある。一方、画像のＲＧＢ毎の値のコントラスト強調信号を用いて生成されたＳＤＲ映像では、元信号に存在する諧調に加えて、ＲＧＢの高輝度領域の信号レベルの差も再現されることで色味情報も保存される。
【０１０８】
［コントラスト強調信号の生成方法４］
図２７は、画像の輝度信号Ｙからコントラスト強調信号を生成する方法と画像のＲＧＢ毎の値からコントラスト強調信号を生成する方法の切り替えを可能とした場合の変形例を示す図である。
コントラスト強調信号生成部１５４は、例えば、ユーザにより与えられた選択命令に従って、スイッチＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６を一斉にｙ側とｃ側との間で切り替える。
【０１０９】
スイッチＳＷ４は、Ｒの画素の値から生成されるコントラスト成分信号と輝度信号から生成されるコントラスト成分信号とを切り替えるスイッチであり、ｃ側が選択されているときはＲの画素の値から生成されるコントラスト成分信号を選択し、ｙ側が選択されているときは輝度信号から生成されるコントラスト成分信号を選択する。
【０１１０】
スイッチＳＷ５は、Ｂの画素の値から生成されるコントラスト成分信号と輝度信号から生成されるコントラスト成分信号とを切り替えるスイッチであり、ｃ側が選択されているときはＢの画素の値から生成されるコントラスト成分信号を選択し、ｙ側が選択されているときは輝度信号から生成されるコントラスト成分信号を選択する。
【０１１１】
スイッチＳＷ６は、Ｂの画素の値と輝度信号との間でコントラスト成分信号を生成する情報を切り替えるスイッチであり、ｃ側が選択されているときはＧの画素の値が選択され、ｙ側が選択されているときは輝度信号が選択される。
【０１１２】
スイッチＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６がｙ側に選択されている場合には画像の輝度信号Ｙからコントラスト強調信号が生成され、スイッチＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６がｃ側に選択されている場合には画像のＲＧＢ毎の値から生成されたＲＧＢ毎のコントラスト強調信号が得られる。したがって、この方法の場合も、ユーザは、画像の輝度信号Ｙからコントラスト強調信号を生成する場合と画像のＲＧＢ毎の値からコントラスト強調信号を生成する場合とで、ＳＤＲ映像のコントラストがより強調される方法を適宜選択することができる。
【０１１３】
＜＜応用例１＞＞
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。
【０１１４】
図Ｂ１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Ｂ１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。
【０１１５】
手術室には、様々な装置が設置され得る。図Ｂ１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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
また、図Ｂ１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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
図Ｂ２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Ｂ２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Ｂ２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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
図Ｂ３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。
【０１３１】
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Ｂ１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Ｂ３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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
（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。
【０１３６】
（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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
カメラヘッド５１１９の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、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に集光される。当該撮像素子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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
（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Ｂ１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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
（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Ｂ３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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
（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において撮像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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
（カメラヘッド及びＣＣＵ）
図Ｂ４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Ｂ４は、図Ｂ３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。
【０１５９】
図Ｂ４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。
【０１６０】
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、撮像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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
【０１６６】
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、術部の撮像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が撮像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。
【０１６７】
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、撮像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／又は撮像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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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、撮像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、撮像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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
制御部５１７７は、内視鏡５１１５による術部の撮像、及びその撮像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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えばシーリングカメラ５１８７及び術場カメラ５１８９などにより撮像された患者の体腔内の術部の画像および術場の画像を、ＣＣＵ５１５３内の画像処理部５１７５が処理して表示装置５１０３Ａ〜５１０３Ｄに表示させる系などに応用することができる。すなわち、ＣＣＵ５１５３内の画像処理部５１７５に本開示に係る技術における第１の映像信号処理部および第２の映像信号処理部を応用することによって、コントラストの強調された術部の画像および術場の画像が得られ、観察精度の向上を図ることができ、手術効率および手術精度の向上を図ることができる。
【０１８１】
＜＜応用例２＞＞
本開示に係る技術（本技術）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、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
【０１８２】
図１０２１は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
【０１８３】
車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図１０２１に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（Interface）１２０５３が図示されている。
【０１８４】
駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
【０１８５】
ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
【０１８６】
車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
【０１８７】
撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
【０１８８】
車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
【０１８９】
マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１９０】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１９１】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０３０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
【０１９２】
音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図１０２１の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
【０１９３】
図１０２２は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【０１９４】
図１０２２では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５を有する。
【０１９５】
撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２、１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
【０１９６】
なお、図１０２２には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
【０１９７】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
【０１９８】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０km/h以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１９９】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
【０２００】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
【０２０１】
本開示に係る技術は、以上説明した車両制御システムの構成のうち、撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５によって撮像された画像をマイクロコンピュータ１２０５１が処理して表示部１２０６２などに表示する系などに応用することができる。すなわち、マイクロコンピュータ１２０５１による画像処理に本開示に係る技術における第１の映像信号処理部および第２の映像信号処理部を応用することによって、コントラストの強調された車外あるいは車外の画像を表示部１２０６２に表示させることができ、観察精度の向上を図ることができ、車両運転の安全性の向上を図ることができる。
【０２０２】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）
撮像部により得られた画素信号から第１のダイナミックレンジの第１の映像信号を生成する第１の映像信号処理部と、
前記第１の映像信号から所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、前記第１の映像信号から前記第１のダイナミックレンジより狭い第２のダイナミックレンジの輝度抑制映像信号を生成し、当該輝度抑制映像信号と前記輝度変化成分の情報信号とに基づいて第２の映像信号を生成する第２の映像信号処理部と
を具備する撮像装置。
【０２０３】
（２）前記（１）に記載の撮像装置であって、
前記輝度領域は、所定の閾値を越える高輝度部分の領域である
撮像装置
【０２０４】
（３）前記（１）または（２）に記載の撮像装置であって、
前記第２の映像信号を表示部に出力する第１の出力部
をさらに具備する撮像装置。
【０２０５】
（４）前記（１）ないし（３）のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記第１の映像信号を外部装置に出力する第２の出力部
をさらに具備する撮像装置。
【０２０６】
（５）前記（１）ないし（４）のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記第２の映像信号を出力するビューファインダー
をさらに具備する撮像装置。
【０２０７】
（６）前記（１）ないし（５）のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記第１の映像信号に対してニー補正を行って前記輝度抑制映像信号を生成するように構成された
撮像装置。
【０２０８】
（７）前記（１）ないし（６）のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記第１の映像信号からハイパスフィルターを使って前記高域の輝度変化成分を抽出するように構成された
撮像装置。
【０２０９】
（８）前記（１）ないし（７）のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記抽出された高域の輝度変化成分に所定のゲインを乗じることによって、前記輝度変化成分の情報信号を生成するように構成された
撮像装置。
【０２１０】
（９）前記（１）ないし（８）のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記第１の映像信号がカラー映像信号であり、
前記第２の映像信号処理部は、前記カラー映像信号から複数の演算式により複数の前記輝度信号を生成し、絶対値の最も大きい前記輝度信号を選択して前記高域の輝度変化成分を生成するように構成される
撮像装置。
【０２１１】
（１０）前記（１）ないし（９）のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記高域の輝度変化成分の値が正であるときと負であるときで異なるゲインを乗じるように構成され、前記高域の輝度変化成分の値が負であるときに用いられる第１のゲインに対して、前記高域の輝度変化成分の値が正であるときに用いられる第２のゲインを小さくするように構成される
撮像装置。
【０２１２】
（１１）前記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記ゲインのユーザによる第１の設定情報を受け付ける第１の操作子と前記演算式のユーザによる第２の設定情報を受け付ける第２の操作子を含む複数の操作子群を有する操作入力部と、
撮影時、前記第１の操作子および前記第２の操作子の状態を検出し、前記第１の設定情報および前記第２の設定情報の少なくとも１つを前記第２の映像信号処理部の動作にリアルタイムで反映させる制御部と
をさらに具備する撮像装置。
【０２１３】
（１２）前記（１１）に記載の撮像装置であって、
前記設定情報は前記ゲインの情報または演算式の情報である
撮像装置。
【０２１４】
（１３）前記（１１）または（１２）に記載の撮像装置であって、
前記少なくとも１つ以上の操作子に対して、前記設定情報の種類の割り当てを設定可能なユーザインタフェースをさらに具備する
撮像装置。
【０２１５】
（１４）前記（１）ないし（１３）のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記第１の映像信号処理部が、
前記撮像部により得られた画素信号の補正を含む前処理を行って前記第１の映像信号を出力する補正回路である
撮像装置。
【０２１６】
（１５）前記（１）ないし（１４）のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記第１の映像信号の輝度信号から、所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、前記第１の映像信号から前記第１のダイナミックレンジより狭い第２のダイナミックレンジの輝度抑制映像信号を生成し、当該輝度抑制映像信号と前記輝度変化成分の情報信号とに基づいて第２の映像信号を生成する
撮像装置。
【０２１７】
（１６）前記（１）ないし（１４）のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記第１の映像信号の色成分毎の所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、当該色成分毎の情報信号と前記第２のダイナミックレンジの色成分毎の輝度抑制映像信号とに基づいて前記第２の映像信号を生成する
撮像装置。
【０２１８】
（１７）前記（１）ないし（１４）のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記第１の映像信号の輝度信号から、所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、前記第１の映像信号から前記第１のダイナミックレンジより狭い第２のダイナミックレンジの輝度抑制映像信号を生成し、当該輝度抑制映像信号と前記輝度変化成分の情報信号とに基づいて第２の映像信号を生成するか、前記第１の映像信号の色成分毎の所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、当該色成分毎の情報信号と前記第２のダイナミックレンジの色成分毎の輝度抑制映像信号とに基づいて前記第２の映像信号を生成するかを切り替え可能に構成された
撮像装置。
【０２１９】
（１８）撮像部により得られた画素信号から第１のダイナミックレンジの第１の映像信号を生成する第１の映像信号処理部と、
前記第１の映像信号から所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、前記第１の映像信号から前記第１のダイナミックレンジより狭い第２のダイナミックレンジの輝度抑制映像信号を生成し、当該輝度抑制映像信号と前記輝度変化成分の情報信号とに基づいて第２の映像信号を生成する第２の映像信号処理部と
を具備する映像信号処理装置。
【０２２０】
（１９）前記（１８）に記載の映像信号処理装置であって、
前記輝度領域は、所定の閾値を越える高輝度部分の領域である
映像信号処理装置
【０２２１】
（２０）前記（１８）または（１９）に記載の映像信号処理装置であって、
前記第２の映像信号を表示部に出力する第１の出力部
をさらに具備する映像信号処理装置。
【０２２２】
（２１）前記（１８）ないし（２０）のいずれかに記載の映像信号処理装置であって、
前記第１の映像信号を外部装置に出力する第２の出力部
をさらに具備する映像信号処理装置。
【０２２３】
（２２）前記（１８）ないし（２１）のいずれかに記載の映像信号処理装置であって、
前記第２の映像信号を出力するビューファインダー
をさらに具備する映像信号処理装置。
【０２２４】
（２３）前記（１８）ないし（２２）のいずれかに記載の映像信号処理装置であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記第１の映像信号に対してニー補正を行って前記輝度抑制映像信号を生成するように構成された
映像信号処理装置。
【０２２５】
（２４）前記（１８）ないし（２３）のいずれかに記載の映像信号処理装置であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記第１の映像信号からハイパスフィルターを使って前記高域の輝度変化成分を抽出するように構成された
映像信号処理装置。
【０２２６】
（２５）前記（１８）ないし（２４）のいずれかに記載の映像信号処理装置であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記抽出された高域の輝度変化成分に所定のゲインを乗じることによって、前記輝度変化成分の情報信号を生成するように構成された
映像信号処理装置。
【０２２７】
（２６）前記（１８）ないし（２５）のいずれかに記載の映像信号処理装置であって、
前記第１の映像信号がカラー映像信号であり、
前記第２の映像信号処理部は、前記カラー映像信号から複数の演算式により複数の前記輝度信号を生成し、絶対値の最も大きい前記輝度信号を選択して前記高域の輝度変化成分を生成するように構成される
映像信号処理装置。
【０２２８】
（２７）前記（１８）ないし（２６）のいずれかに記載の映像信号処理装置であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記高域の輝度変化成分の値が正であるときと負であるときで異なるゲインを乗じるように構成され、前記高域の輝度変化成分の値が負であるときに用いられる第１のゲインに対して、前記高域の輝度変化成分の値が正であるときに用いられる第２のゲインを小さくするように構成される
映像信号処理装置。
【０２２９】
（２８）前記（１８）ないし（２７）のいずれかに記載の映像信号処理装置であって、
前記ゲインのユーザによる第１の設定情報を受け付ける第１の操作子と前記演算式のユーザによる第２の設定情報を受け付ける第２の操作子を含む複数の操作子群を有する操作入力部と、
撮影時、前記第１の操作子および前記第２の操作子の状態を検出し、前記第１の設定情報および前記第２の設定情報の少なくとも１つを前記第２の映像信号処理部の動作にリアルタイムで反映させる制御部と
をさらに具備する映像信号処理装置。
【０２３０】
（２９）前記（２８）に記載の映像信号処理装置であって、
前記設定情報は前記ゲインの情報または演算式の情報である
映像信号処理装置。
【０２３１】
（３０）前記（２８）または（２９）に記載の映像信号処理装置であって、
前記少なくとも１つ以上の操作子に対して、前記設定情報の種類の割り当てを設定可能なユーザインタフェースをさらに具備する
映像信号処理装置。
【０２３２】
（３１）前記（１８）ないし（３０）のいずれかに記載の映像信号処理装置であって、
前記第１の映像信号処理部が、
前記撮像部により得られた画素信号の補正を含む前処理を行って前記第１の映像信号を出力する補正回路である
映像信号処理装置。
【０２３３】
（３２）前記（１８）ないし（３１）のいずれかに記載の映像信号処理装置であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記第１の映像信号の輝度信号から、所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、前記第１の映像信号から前記第１のダイナミックレンジより狭い第２のダイナミックレンジの輝度抑制映像信号を生成し、当該輝度抑制映像信号と前記輝度変化成分の情報信号とに基づいて第２の映像信号を生成する
映像信号処理装置。
【０２３４】
（３３）前記（１８）ないし（３１）のいずれかに記載の映像信号処理装置であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記第１の映像信号の色成分毎の所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、当該色成分毎の情報信号と前記第２のダイナミックレンジの色成分毎の輝度抑制映像信号とに基づいて前記第２の映像信号を生成する
映像信号処理装置。
【０２３５】
（３４）前記（１８）ないし（３１）のいずれかに記載の映像信号処理装置であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記第１の映像信号の輝度信号から、所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、前記第１の映像信号から前記第１のダイナミックレンジより狭い第２のダイナミックレンジの輝度抑制映像信号を生成し、当該輝度抑制映像信号と前記輝度変化成分の情報信号とに基づいて第２の映像信号を生成するか、前記第１の映像信号の色成分毎の所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、当該色成分毎の情報信号と前記第２のダイナミックレンジの色成分毎の輝度抑制映像信号とに基づいて前記第２の映像信号を生成するかを切り替え可能に構成された
映像信号処理装置。
【０２３６】
（３５）第１の映像信号処理部が、撮像部により得られた画素信号から第１のダイナミックレンジの第１の映像信号を生成し、
第２の映像信号処理部が、前記第１の映像信号から所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、前記第１の映像信号から前記第１のダイナミックレンジより狭い第２のダイナミックレンジの輝度抑制映像信号を生成し、当該輝度抑制映像信号と前記輝度変化成分の情報信号とに基づいて第２の映像信号を生成する
映像信号処理方法。
【０２３７】
（３６）前記（３５）に記載の映像信号処理方法であって、
前記輝度領域は、所定の閾値を越える高輝度部分の領域である
映像信号処理方法
【０２３８】
（３７）前記（３５）または（３６）に記載の映像信号処理方法であって、
第１の出力部が、前記第２の映像信号を表示部に出力する
映像信号処理方法。
【０２３９】
（３８）前記（３５）ないし（３７）のいずれかに記載の映像信号処理方法であって、
第２の出力部が、前記第１の映像信号を外部装置に出力する
映像信号処理方法。
【０２４０】
（３９）前記（３５）ないし（３８）のいずれかに記載の映像信号処理方法であって、
前記第２の映像信号をビューファインダーに表示させる
映像信号処理方法。
【０２４１】
（４０）前記（３５）ないし（３９）のいずれかに記載の映像信号処理方法であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記第１の映像信号に対してニー補正を行って前記輝度抑制映像信号を生成する
映像信号処理方法。
【０２４２】
（４１）前記（３５）ないし（４０）のいずれかに記載の映像信号処理方法であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記第１の映像信号からハイパスフィルターを使って前記高域の輝度変化成分を抽出する
映像信号処理方法。
【０２４３】
（４２）前記（３５）ないし（４１）のいずれかに記載の映像信号処理方法であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記抽出された高域の輝度変化成分に所定のゲインを乗じることによって、前記輝度変化成分の情報信号を生成する
映像信号処理方法。
【０２４４】
（４３）前記（３５）ないし（４２）のいずれかに記載の映像信号処理方法であって、
前記第１の映像信号がカラー映像信号であり、
前記第２の映像信号処理部は、前記カラー映像信号から複数の演算式により複数の前記輝度信号を生成し、絶対値の最も大きい前記輝度信号を選択して前記高域の輝度変化成分を生成する
映像信号処理方法。
【０２４５】
（４４）前記（３５）ないし（４３）のいずれかに記載の映像信号処理方法であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記高域の輝度変化成分の値が正であるときと負であるときで異なるゲインを乗じ、前記高域の輝度変化成分の値が負であるときに用いられる第１のゲインに対して、前記高域の輝度変化成分の値が正であるときに用いられる第２のゲインを小さくする
映像信号処理方法。
【０２４６】
（４５）前記（３５）ないし（４４）のいずれかに記載の映像信号処理方法であって、
制御部が、撮影時、前記ゲインのユーザによる第１の設定情報を受け付ける第１の操作子と前記演算式のユーザによる第２の設定情報を受け付ける第２の操作子の状態を検出し、前記第１の設定情報および前記第２の設定情報の少なくとも１つを前記第２の映像信号処理部の動作にリアルタイムで反映させる
映像信号処理方法。
【０２４７】
（４６）前記（４５）に記載の映像信号処理方法であって、
前記設定情報は前記ゲインの情報または演算式の情報である
映像信号処理方法。
【０２４８】
（４７）前記（４５）または（４６）に記載の映像信号処理方法であって、
前記少なくとも１つ以上の操作子に対して、前記設定情報の種類の割り当てを設定する
映像信号処理方法。
【０２４９】
（４８）前記（３５）ないし（４７）のいずれかに記載の映像信号処理方法であって、
前記第１の映像信号処理部が、
前記撮像部により得られた画素信号の補正を含む前処理を行って前記第１の映像信号を出力する
映像信号処理方法。
【０２５０】
（４９）前記（３５）ないし（４８）のいずれかに記載の映像信号処理方法であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記第１の映像信号の輝度信号から、所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、前記第１の映像信号から前記第１のダイナミックレンジより狭い第２のダイナミックレンジの輝度抑制映像信号を生成し、当該輝度抑制映像信号と前記輝度変化成分の情報信号とに基づいて第２の映像信号を生成する
映像信号処理方法。
【０２５１】
（５０）前記（３５）ないし（４８）のいずれかに記載の映像信号処理方法であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記第１の映像信号の色成分毎の所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、当該色成分毎の情報信号と前記第２のダイナミックレンジの色成分毎の輝度抑制映像信号とに基づいて前記第２の映像信号を生成する
映像信号処理方法。
【０２５２】
（５１）前記（３５）ないし（４８）のいずれかに記載の映像信号処理方法であって、
前記第２の映像信号処理部は、前記第１の映像信号の輝度信号から、所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、前記第１の映像信号から前記第１のダイナミックレンジより狭い第２のダイナミックレンジの輝度抑制映像信号を生成し、当該輝度抑制映像信号と前記輝度変化成分の情報信号とに基づいて第２の映像信号を生成するか、前記第１の映像信号の色成分毎の所定の輝度領域における輝度変化成分の情報信号を生成し、当該色成分毎の情報信号と前記第２のダイナミックレンジの色成分毎の輝度抑制映像信号とに基づいて前記第２の映像信号を生成するかを切り替える
映像信号処理方法。
【符号の説明】
【０２５３】
１…映像信号処理装置
１１…光学ブロック
１２…撮像部
１３…本線映像信号処理部
１４…伝送部
１５…コントラスト強調信号生成部
１６…ＶＦ信号処理部
１７…ＶＦ
１８…制御ユニット
１９…操作入力部
【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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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図Ｂ１】
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【図Ｂ２】
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【図Ｂ３】
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【図Ｂ４】
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【図１０２１】
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【図１０２２】
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【国際調査報告】
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