(57)【要約】【課題】計測処理時間を短縮することができる計測装置の作動方法、計測装置、計測システム、３次元形状復元装置、およびプログラムを提供する。【解決手段】計測装置において、画像取得部は、計測対象の物体を第１撮像状態で撮像することにより生成された第１画像を取得し、かつ第２撮像状態で前記物体を撮像することにより生成された第２画像を取得する。指定点設定部は、前記第１画像上に指定点を設定する。３次元形状復元部は、前記指定点に対応する点が含まれると判定された前記第２画像を含む複数の画像を使用して、前記物体の３次元形状を復元する。基準寸法設定部は、前記第１画像または前記３次元形状上に基準寸法を設定する。計測部は、前記３次元形状、前記指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の計測を行う。【選択図】図３
2018197674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測対象の物体を第１撮像状態で撮像することにより生成された第１画像を取得する第１画像取得処理と、
前記第１画像取得処理により取得された前記第１画像上に指定点を設定する指定点設定処理と、
１つ以上の第２撮像状態で前記物体を撮像することにより生成された、１枚以上の第２画像を取得する第２画像取得処理であって、前記第１撮像状態および前記第２撮像状態では撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、かつ２つ以上の前記第２撮像状態では前記撮像位置および前記撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なる前記第２画像取得処理と、
前記指定点に対応する点が前記１枚以上の前記第２画像に含まれるか否かを判定する画像判定処理と、
前記画像判定処理により前記指定点に対応する点が含まれると判定された前記第２画像を含む複数の画像を使用して、前記物体の３次元形状を復元する３次元形状復元処理と、
前記第１画像取得処理により取得された前記第１画像または前記３次元形状復元処理により復元された前記３次元形状上に基準寸法を設定する基準寸法設定処理と、
前記３次元形状、前記指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の計測を行う計測処理と、
を実行することを特徴とする計測装置の作動方法。
【請求項２】
前記第２画像取得処理が実行される前に前記指定点設定処理が実行される
ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置の作動方法。
【請求項３】
前記第２画像取得処理が実行された後に前記指定点設定処理が実行される
ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置の作動方法。
【請求項４】
前記第２画像取得処理および前記指定点設定処理は、並行的に実行される
ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置の作動方法。
【請求項５】
前記指定点設定処理により設定された前記指定点の位置に基づいて、前記第１画像取得処理により取得された前記第１画像上に部分領域を設定する部分領域設定処理をさらに有し、
前記画像判定処理は、前記部分領域に対応する領域が前記１枚以上の前記第２画像に含まれるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置の作動方法。
【請求項６】
前記３次元形状復元処理により復元された前記３次元形状のうち、前記部分領域に対応する部分を平滑化する平滑化処理をさらに有し、
前記計測処理は、前記平滑化処理により平滑化された前記３次元形状、前記指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の前記計測を行う
ことを特徴とする請求項５に記載の計測装置の作動方法。
【請求項７】
前記指定点設定処理により設定された前記指定点における計測信頼度の指標を算出する指標算出処理と、
前記指標算出処理により算出された前記指標と所定の閾値とを比較することにより前記計測信頼度を判定する計測信頼度判定処理と、
をさらに有し、
前記計測処理は、前記計測信頼度判定処理により前記計測信頼度が高いと判定された場合に前記物体の前記計測を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置の作動方法。
【請求項８】
前記指標算出処理は、前記３次元形状復元処理により復元された前記３次元形状において、前記指定点に対応する点における前記計測信頼度の前記指標を算出する
ことを特徴とする請求項７に記載の計測装置の作動方法。
【請求項９】
前記指標算出処理は、前記第２画像取得処理により取得された前記第２画像において、前記指定点に対応する点における前記計測信頼度の前記指標を算出する
ことを特徴とする請求項７に記載の計測装置の作動方法。
【請求項１０】
前記指定点は、計測位置を示す計測指定点であり、
前記基準寸法の位置を示す基準指定点は、前記基準寸法を計測する機器から入力され、
前記計測処理は、前記３次元形状、前記計測指定点、前記基準指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の計測を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置の作動方法。
【請求項１１】
前記指定点は、ユーザーにより入力される
ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置の作動方法。
【請求項１２】
計測対象の物体を第１撮像状態で撮像することにより生成された第１画像を取得し、かつ１つ以上の第２撮像状態で前記物体を撮像することにより生成された、１枚以上の第２画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部により取得された前記第１画像上に指定点を設定する指定点設定部と、
前記指定点に対応する点が前記１枚以上の前記第２画像に含まれるか否かを判定する画像判定部と、
前記画像判定部により前記指定点に対応する点が含まれると判定された前記第２画像を含む複数の画像を使用して、前記物体の３次元形状を復元する３次元形状復元部と、
前記画像取得部により取得された前記第１画像または前記３次元形状復元部により復元された前記３次元形状上に基準寸法を設定する基準寸法設定部と、
前記３次元形状、前記指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の計測を行う計測部と、
を有し、
前記第１撮像状態および前記第２撮像状態では撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、かつ２つ以上の前記第２撮像状態では前記撮像位置および前記撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なる
ことを特徴とする計測装置。
【請求項１３】
前記画像取得部が前記第２画像を取得する前に前記指定点設定部は前記指定点を設定する
ことを特徴とする請求項１２に記載の計測装置。
【請求項１４】
前記画像取得部が前記第２画像を取得した後に前記指定点設定部は前記指定点を設定する
ことを特徴とする請求項１２に記載の計測装置。
【請求項１５】
前記画像取得部による前記第２画像の取得と、前記指定点設定部による前記指定点の設定とは、並行的に実行される
ことを特徴とする請求項１２に記載の計測装置。
【請求項１６】
前記指定点設定部により設定された前記指定点の位置に基づいて、前記画像取得部により取得された前記第１画像上に部分領域を設定する部分領域設定部をさらに有し、
前記画像判定部は、前記部分領域に対応する領域が前記１枚以上の前記第２画像に含まれるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１２に記載の計測装置。
【請求項１７】
前記３次元形状復元部により復元された前記３次元形状のうち、前記部分領域に対応する部分を平滑化する平滑化部をさらに有し、
前記計測部は、前記平滑化部により平滑化された前記３次元形状、前記指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の前記計測を行う
ことを特徴とする請求項１６に記載の計測装置。
【請求項１８】
前記指定点設定部により設定された前記指定点における計測信頼度の指標を算出する信頼度算出部と、
前記信頼度算出部により算出された前記指標と所定の閾値とを比較することにより前記計測信頼度を判定する計測信頼度判定部と、
をさらに有し、
前記計測部は、前記計測信頼度判定部により前記計測信頼度が高いと判定された場合に前記物体の前記計測を行う
ことを特徴とする請求項１２に記載の計測装置。
【請求項１９】
前記信頼度算出部は、前記３次元形状復元部により復元された前記３次元形状において、前記指定点に対応する点における前記計測信頼度の前記指標を算出する
ことを特徴とする請求項１８に記載の計測装置。
【請求項２０】
前記信頼度算出部は、前記画像取得部により取得された前記第２画像において、前記指定点に対応する点における前記計測信頼度の前記指標を算出する
ことを特徴とする請求項１８に記載の計測装置。
【請求項２１】
前記指定点は、計測位置を示す計測指定点であり、
前記基準寸法の位置を示す基準指定点は、前記基準寸法を計測する機器から入力され、
前記計測部は、前記３次元形状、前記計測指定点、前記基準指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の計測を行う
ことを特徴とする請求項１２に記載の計測装置。
【請求項２２】
前記指定点は、ユーザーにより入力される
ことを特徴とする請求項１２に記載の計測装置。
【請求項２３】
計測対象の物体を第１撮像状態で撮像することにより生成された第１画像を取得する第１画像取得処理と、
前記第１画像取得処理により取得された前記第１画像上に指定点を設定する指定点設定処理と、
１つ以上の第２撮像状態で前記物体を撮像することにより生成された、１枚以上の第２画像を取得する第２画像取得処理であって、前記第１撮像状態および前記第２撮像状態では撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、２つ以上の前記第２撮像状態では前記撮像位置および前記撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、かつ１つ以上の前記第２撮像状態では、前記指定点設定処理により設定された前記指定点に対応する位置が撮像視野に含まれる前記第２画像取得処理と、
前記第２画像を含む複数の画像を使用して、前記物体の３次元形状を復元する３次元形状復元処理と、
前記第１画像取得処理により取得された前記第１画像または前記３次元形状復元処理により復元された前記３次元形状上に基準寸法を設定する基準寸法設定処理と、
前記３次元形状、前記指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の計測を行う計測処理と、
を実行することを特徴とする計測装置の作動方法。
【請求項２４】
前記３次元形状復元処理が実行される前に、前記第２画像が前記３次元形状復元処理に使用する画像として適切であるか否かを判定する画像判定処理をさらに有し、
前記画像判定処理により、前記第２画像が前記３次元形状復元処理に使用する前記画像として適切であると判定された場合に、前記３次元形状復元処理が実行される
ことを特徴とする請求項２３に記載の計測装置の作動方法。
【請求項２５】
前記画像判定処理により、前記第２画像が前記３次元形状復元処理に使用する画像として不適切であると判定された場合に、前記撮像位置および前記撮像姿勢の少なくとも１つを算出する撮像状態算出処理をさらに有し、
前記第２画像取得処理は、前記撮像状態算出処理により算出された前記撮像位置および前記撮像姿勢の少なくとも１つで前記物体を撮像することにより生成された前記第２画像を取得する
ことを特徴とする請求項２４に記載の計測装置の作動方法。
【請求項２６】
前記第２画像取得処理および前記基準寸法設定処理は、並行的に実行される
ことを特徴とする請求項２３に記載の計測装置の作動方法。
【請求項２７】
前記指定点は、計測位置を示す計測指定点であり、
前記基準寸法の位置を示す基準指定点は、前記基準寸法を計測する機器から入力され、
前記計測処理は、前記３次元形状、前記計測指定点、前記基準指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の計測を行う
ことを特徴とする請求項２３に記載の計測装置の作動方法。
【請求項２８】
前記指定点は、ユーザーにより入力される
ことを特徴とする請求項２３に記載の計測装置の作動方法。
【請求項２９】
前記第１撮像状態における撮像と前記第２撮像状態における撮像とが行われる間、または前記第２撮像状態における複数回の撮像が行われる間にユーザーにより撮像状態が変更される
ことを特徴とする請求項２３に記載の計測装置の作動方法。
【請求項３０】
前記計測装置は、前記物体の内部に挿入され、かつ屈曲可能な挿入部を有し、
前記第１画像および前記第２画像を生成する撮像部が前記挿入部に配置され、
前記第１撮像状態における撮像と前記第２撮像状態における撮像とが行われる間、または前記第２撮像状態における複数回の撮像が行われる間に前記挿入部が湾曲することにより撮像状態が変更される
ことを特徴とする請求項２３に記載の計測装置の作動方法。
【請求項３１】
計測対象の物体を第１撮像状態で撮像することにより生成された第１画像を取得する第１画像取得処理と、
前記第１画像取得処理により取得された前記第１画像上に仮指定点を設定する仮指定点設定処理と、
１つ以上の第２撮像状態で前記物体を撮像することにより生成された、１枚以上の第２画像を取得する第２画像取得処理であって、前記第１撮像状態および前記第２撮像状態では撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、２つ以上の前記第２撮像状態では前記撮像位置および前記撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、かつ１つ以上の前記第２撮像状態では、前記仮指定点設定処理により設定された前記仮指定点に対応する位置が撮像視野に含まれる前記第２画像取得処理と、
前記第２画像を含む複数の画像を使用して、前記物体の３次元形状を復元する３次元形状復元処理と、
前記３次元形状復元処理により復元された前記３次元形状または前記第１画像上に指定点を設定する指定点設定処理と、
前記３次元形状復元処理により復元された前記３次元形状または前記第１画像上に基準寸法を設定する基準寸法設定処理と、
前記３次元形状、前記指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の計測を行う計測処理と、
を実行することを特徴とする計測装置の作動方法。
【請求項３２】
前記指定点は、計測位置を示す計測指定点であり、
前記基準寸法の位置を示す基準指定点は、前記基準寸法を計測する機器から入力され、
前記計測処理は、前記３次元形状、前記計測指定点、前記基準指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の計測を行う
ことを特徴とする請求項３１に記載の計測装置の作動方法。
【請求項３３】
前記仮指定点は、ユーザーにより入力される
ことを特徴とする請求項３１に記載の計測装置の作動方法。
【請求項３４】
計測対象の物体を第１撮像状態で撮像することにより生成された第１画像を取得し、かつ１つ以上の第２撮像状態で前記物体を撮像することにより生成された、１枚以上の第２画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部により取得された前記第１画像上に指定点を設定する指定点設定部と、
前記第２画像を含む複数の画像を使用して、前記物体の３次元形状を復元する３次元形状復元部と、
前記画像取得部により取得された前記第１画像または前記３次元形状復元部により復元された前記３次元形状上に基準寸法を設定する基準寸法設定部と、
前記３次元形状、前記指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の計測を行う計測部と、
を有し、
前記第１撮像状態および前記第２撮像状態では撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、２つ以上の前記第２撮像状態では前記撮像位置および前記撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、かつ１つ以上の前記第２撮像状態では、前記指定点設定部により設定された前記指定点に対応する位置が撮像視野に含まれる
ことを特徴とする計測装置。
【請求項３５】
前記３次元形状復元部が前記３次元形状を復元する前に、前記第２画像が前記３次元形状の復元に使用する画像として適切であるか否かを判定する画像判定部をさらに有し、
前記画像判定部により、前記第２画像が前記３次元形状の復元に使用する前記画像として適切であると判定された場合に、前記３次元形状復元部は前記３次元形状を復元する
ことを特徴とする請求項３４に記載の計測装置。
【請求項３６】
前記画像判定部により、前記第２画像が前記３次元形状の復元に使用する画像として不適切であると判定された場合に、前記撮像位置および前記撮像姿勢の少なくとも１つを算出する撮像状態算出部をさらに有し、
前記画像取得部は、前記撮像状態算出部により算出された前記撮像位置および前記撮像姿勢の少なくとも１つで前記物体を撮像することにより生成された前記第２画像を取得する
ことを特徴とする請求項３５に記載の計測装置。
【請求項３７】
前記画像取得部による前記第２画像の取得と、前記基準寸法設定部による前記基準寸法の設定とは、並行的に実行される
ことを特徴とする請求項３４に記載の計測装置。
【請求項３８】
前記指定点は、計測位置を示す計測指定点であり、
前記基準寸法の位置を示す基準指定点は、前記基準寸法を計測する機器から入力され、
前記計測部は、前記３次元形状、前記計測指定点、前記基準指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の計測を行う
ことを特徴とする請求項３４に記載の計測装置。
【請求項３９】
前記指定点は、ユーザーにより入力される
ことを特徴とする請求項３４に記載の計測装置。
【請求項４０】
前記第１撮像状態における撮像と前記第２撮像状態における撮像とが行われる間、または前記第２撮像状態における複数回の撮像が行われる間にユーザーにより撮像状態が変更される
ことを特徴とする請求項３４に記載の計測装置。
【請求項４１】
前記物体の内部に挿入され、かつ屈曲可能な挿入部をさらに有し、
前記第１画像および前記第２画像を生成する撮像部が前記挿入部に配置され、
前記第１撮像状態における撮像と前記第２撮像状態における撮像とが行われる間、または前記第２撮像状態における複数回の撮像が行われる間に前記挿入部が湾曲することにより撮像状態が変更される
ことを特徴とする請求項３４に記載の計測装置。
【請求項４２】
計測対象の物体を第１撮像状態で撮像することにより生成された第１画像を取得し、かつ１つ以上の第２撮像状態で前記物体を撮像することにより生成された、１枚以上の第２画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部により取得された前記第１画像上に仮指定点を設定する仮指定点設定部と、
前記第２画像を含む複数の画像を使用して、前記物体の３次元形状を復元する３次元形状復元部と、
前記３次元形状復元部により復元された前記３次元形状または前記第１画像上に指定点を設定する指定点設定部と、
前記３次元形状復元部により復元された前記３次元形状または前記第１画像上に基準寸法を設定する基準寸法設定部と、
前記３次元形状、前記指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の計測を行う計測部と、
を有し、前記第１撮像状態および前記第２撮像状態では撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、２つ以上の前記第２撮像状態では前記撮像位置および前記撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、かつ１つ以上の前記第２撮像状態では、前記仮指定点設定部により設定された前記仮指定点に対応する位置が撮像視野に含まれる
ことを特徴とする計測装置。
【請求項４３】
前記指定点は、計測位置を示す計測指定点であり、
前記基準寸法の位置を示す基準指定点は、前記基準寸法を計測する機器から入力され、
前記計測部は、前記３次元形状、前記計測指定点、前記基準指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の計測を行う
ことを特徴とする請求項４２に記載の計測装置。
【請求項４４】
前記仮指定点は、ユーザーにより入力される
ことを特徴とする請求項４２に記載の計測装置。
【請求項４５】
画像取得装置と、３次元形状復元装置とを有する計測システムであって、
前記画像取得装置は、
計測対象の物体を第１撮像状態で撮像することにより生成された第１画像を取得し、かつ１つ以上の第２撮像状態で前記物体を撮像することにより生成された、１枚以上の第２画像を取得する画像取得部であって、前記第１撮像状態および前記第２撮像状態では撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、かつ２つ以上の前記第２撮像状態では前記撮像位置および前記撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なる前記画像取得部と、
前記画像取得部により取得された前記第１画像上に指定点を設定する指定点設定部と、
前記画像取得部により取得された前記第１画像上に基準寸法を設定する基準寸法設定部と、
前記第２画像を含む複数の画像と、前記指定点設定部によって設定された前記指定点の情報と、前記基準寸法設定部によって設定された前記基準寸法の情報と、を含む計測処理用情報を前記３次元形状復元装置に送信する通信制御部と、
を有し、
前記３次元形状復元装置は、
前記計測処理用情報を受信する通信部と、
受信された前記指定点の情報に基づいて、当該指定点に対応する点が、受信された前記第２画像に含まれるか否かを判定する画像判定部と、
前記画像判定部により前記指定点に対応する点が含まれると判定された前記第２画像を抽出する画像抽出部と、
抽出された前記第２画像を含む複数の画像を使用して、前記物体の３次元形状を復元する３次元形状復元部と、
復元された前記３次元形状、受信された前記指定点の情報、および受信された前記基準寸法の情報に基づいて、前記物体の計測を行う計測部と、
を有する
ことを特徴とする計測システム。
【請求項４６】
計測対象の物体が撮像されることにより生成された第２画像と、前記物体が撮像されることにより生成された第１画像上に設定された指定点の情報と、前記第１画像上に設定された基準寸法の情報と、を含む計測処理用情報を外部から受信する通信部と、
受信された前記指定点の情報に基づいて、当該指定点に対応する点が、受信された前記第２画像に含まれるか否かを判定する画像判定部と、
前記画像判定部により前記指定点に対応する点が含まれると判定された前記第２画像を抽出する画像抽出部と、
抽出された前記第２画像を含む複数の画像を使用して、前記物体の３次元形状を復元する３次元形状復元部と、
復元された前記３次元形状、受信された前記指定点の情報、および受信された前記基準寸法の情報に基づいて、前記物体の計測を行う計測部と、
を有する
ことを特徴とする３次元形状復元装置。
【請求項４７】
計測対象の物体が撮像されることにより生成された第１画像及び第２画像を画像取得装置から受信する受信部と、
受信された前記第１画像上に指定点を設定する指定点設定部と、
受信された前記第１画像上に基準寸法を設定する基準寸法設定部と、
前記第１画像および前記指定点に基づいて、前記指定点に対応する点が含まれる前記第２画像を撮像するための前記画像取得装置の撮像状態を算出する第２画像撮像状態算出部と、
算出された前記撮像状態を前記画像取得装置に送信する送信部と、
受信された前記第２画像を含む複数の画像に基づいて、前記物体の３次元形状を復元する３次元形状復元部と、
前記３次元形状、前記指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の計測を行う計測部と、
を有する
ことを特徴とする３次元形状復元装置。
【請求項４８】
コンピュータに、
計測対象の物体を第１撮像状態で撮像することにより生成された第１画像を取得する第１画像取得ステップと、
前記第１画像取得ステップにより取得された前記第１画像上に指定点を設定する指定点設定ステップと、
１つ以上の第２撮像状態で前記物体を撮像することにより生成された、１枚以上の第２画像を取得する第２画像取得ステップであって、前記第１撮像状態および前記第２撮像状態では撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、かつ２つ以上の前記第２撮像状態では前記撮像位置および前記撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なる前記第２画像取得ステップと、
前記指定点に対応する点が前記１枚以上の前記第２画像に含まれるか否かを判定する画像判定ステップと、
前記画像判定ステップにより前記指定点に対応する点が含まれると判定された前記第２画像を含む複数の画像を使用して、前記物体の３次元形状を復元する３次元形状復元ステップと、
前記第１画像取得ステップにより取得された前記第１画像または前記３次元形状復元ステップにより復元された前記３次元形状上に基準寸法を設定する基準寸法設定ステップと、
前記３次元形状、前記指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の計測を行う計測ステップと、
を実行させるためのプログラム。
【請求項４９】
コンピュータに、
計測対象の物体が撮像されることにより生成された第２画像と、前記物体が撮像されることにより生成された第１画像上に設定された指定点の情報と、前記第１画像上に設定された基準寸法の情報と、を含む計測処理用情報を外部から受信する受信ステップと、
受信された前記指定点の情報に基づいて、当該指定点に対応する点が、受信された前記第２画像に含まれるか否かを判定する画像判定ステップと、
前記画像判定ステップにより前記指定点に対応する点が含まれると判定された前記第２画像を抽出する画像抽出ステップと、
抽出された前記第２画像を含む複数の画像を使用して、前記物体の３次元形状を復元する３次元形状復元ステップと、
復元された前記３次元形状、受信された前記指定点の情報、および受信された前記基準寸法の情報に基づいて、前記物体の計測を行う計測ステップと、
を実行させるためのプログラム。
【請求項５０】
コンピュータに、
計測対象の物体が撮像されることにより生成された第１画像を画像取得装置から受信する第１受信ステップと、
受信された前記第１画像上に指定点を設定する指定点設定ステップと、
受信された前記第１画像上に基準寸法を設定する基準寸法設定ステップと、
前記第１画像および前記指定点に基づいて、前記指定点に対応する点が含まれる第２画像を撮像するための前記画像取得装置の撮像状態を算出する第２画像撮像状態算出ステップと、
算出された前記撮像状態を前記画像取得装置に送信する送信ステップと、
前記第２画像を前記画像取得装置から受信する第２受信ステップと、
受信された前記第２画像を含む複数の画像に基づいて、前記物体の３次元形状を復元する３次元形状復元ステップと、
前記３次元形状、前記指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の計測を行う計測ステップと、
を実行させるためのプログラム。
【請求項５１】
コンピュータに、
計測対象の物体を第１撮像状態で撮像することにより生成された第１画像を取得する第１画像取得ステップと、
前記第１画像取得ステップにより取得された前記第１画像上に指定点を設定する指定点設定ステップと、
１つ以上の第２撮像状態で前記物体を撮像することにより生成された、１枚以上の第２画像を取得する第２画像取得ステップであって、前記第１撮像状態および前記第２撮像状態では撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、２つ以上の前記第２撮像状態では前記撮像位置および前記撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、かつ１つ以上の前記第２撮像状態では、前記指定点設定ステップにより設定された前記指定点に対応する位置が撮像視野に含まれる前記第２画像取得ステップと、
前記第２画像を含む複数の画像を使用して、前記物体の３次元形状を復元する３次元形状復元ステップと、
前記第１画像取得ステップにより取得された前記第１画像または前記３次元形状復元ステップにより復元された前記３次元形状上に基準寸法を設定する基準寸法設定ステップと、
前記３次元形状、前記指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の計測を行う計測ステップと、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測装置の作動方法、計測装置、計測システム、３次元形状復元装置、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラー、タービン、エンジン、およびパイプ等の内部の傷および腐食等の観察および検査に工業用の内視鏡装置が使用されている。この内視鏡装置では、多様な観察物を観察および検査するための複数種類の光学アダプターが用意されている。光学アダプターは、内視鏡の先端部分に装着され、かつ交換可能である。このような内視鏡装置を使用した検査において、被写体の欠陥および傷の大きさを定量的に計測したいという要望がある。この要望に応えるため、３次元計測機能が搭載された内視鏡装置が存在する。
【０００３】
以下では、内視鏡装置を使用した検査において、ユーザーが計測を行う手順を簡単に示す。まず、ユーザーは、観察性能の高い単眼の光学アダプターを使用して、被写体内部に欠陥および傷があるかどうかを確認する。検査中に欠陥または傷が発見され、かつその欠陥または傷が計測対象であると判断された場合には、ユーザーは光学アダプターを単眼光学アダプターから計測用光学アダプターに交換する。計測用光学アダプターには、ステレオ光学系が搭載されている。ユーザーは、光学アダプターを交換するために、被写体の内部に挿入された内視鏡先端を手元に戻す。光学アダプターが単眼光学アダプターから計測用光学アダプターに交換された後、ユーザーは内視鏡先端を被写体の内部に再度挿入する。内視鏡先端が、単眼光学アダプターを使用した観察により発見された欠陥または傷の場所に到達した後、ユーザーは計測を行う。
【０００４】
計測を行うためにはこのような手順が必要である。このため、欠陥または傷が発見されてから計測が行われるまでの検査時間が長かった。つまり、検査効率が悪かった。これを解決するために、通常の内視鏡検査で使用される単眼光学アダプターに３次元計測機能を搭載したいという要望があった。単眼光学アダプターで３次元計測を行う技術として、例えば特許文献１に開示されている技術がある。特許文献１に開示されている技術は、Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｆｒｏｍ  Ｍｏｔｉｏｎ（以下ではＳｆＭと略す）と測距手段とを組み合わせて計測を行う。また、特許文献２にも特許文献１に開示された技術と似たような技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２６５４７号公報
【特許文献２】特開２００２−１０９５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１および特許文献２に開示されている計測方法によれば、３次元形状が復元された後にユーザーは計測指定点を指定する。この手順では、ユーザーによって被写体上のどの位置が指定された場合でも計測できるように、被写体全体を網羅するように被写体の３次元形状が復元されなければならない。さらに、それを可能とするために、被写体全体を網羅するように被写体の画像が取得されなければならない。これにより、３次元形状の復元処理時間が長くなり、ひいては計測処理時間が長くなる。この計測処理時間は、３次元形状の復元に使用される画像が取得されてからユーザーが計測結果を得るまでの一連の処理全体にかかる時間を指す。
【０００７】
本発明は、計測処理時間を短縮することができる計測装置の作動方法、計測装置、計測システム、３次元形状復元装置、および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】
本発明は、計測対象の物体を第１撮像状態で撮像することにより生成された第１画像を取得する第１画像取得処理と、前記第１画像取得処理により取得された前記第１画像上に指定点を設定する指定点設定処理と、１つ以上の第２撮像状態で前記物体を撮像することにより生成された、１枚以上の第２画像を取得する第２画像取得処理であって、前記第１撮像状態および前記第２撮像状態では撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、かつ２つ以上の前記第２撮像状態では前記撮像位置および前記撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なる前記第２画像取得処理と、前記指定点に対応する点が前記１枚以上の前記第２画像に含まれるか否かを判定する画像判定処理と、前記画像判定処理により前記指定点に対応する点が含まれると判定された前記第２画像を含む複数の画像を使用して、前記物体の３次元形状を復元する３次元形状復元処理と、前記第１画像取得処理により取得された前記第１画像または前記３次元形状復元処理により復元された前記３次元形状上に基準寸法を設定する基準寸法設定処理と、前記３次元形状、前記指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の計測を行う計測処理と、を実行することを特徴とする計測装置の作動方法である。
【０００９】
本発明は、計測対象の物体を第１撮像状態で撮像することにより生成された第１画像を取得し、かつ１つ以上の第２撮像状態で前記物体を撮像することにより生成された、１枚以上の第２画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部により取得された前記第１画像上に指定点を設定する指定点設定部と、前記指定点に対応する点が前記１枚以上の前記第２画像に含まれるか否かを判定する画像判定部と、前記画像判定部により前記指定点に対応する点が含まれると判定された前記第２画像を含む複数の画像を使用して、前記物体の３次元形状を復元する３次元形状復元部と、前記画像取得部により取得された前記第１画像または前記３次元形状復元部により復元された前記３次元形状上に基準寸法を設定する基準寸法設定部と、前記３次元形状、前記指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の計測を行う計測部と、を有し、前記第１撮像状態および前記第２撮像状態では撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、かつ２つ以上の前記第２撮像状態では前記撮像位置および前記撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なることを特徴とする計測装置である。
【００１０】
本発明は、計測対象の物体を第１撮像状態で撮像することにより生成された第１画像を取得する第１画像取得処理と、前記第１画像取得処理により取得された前記第１画像上に指定点を設定する指定点設定処理と、１つ以上の第２撮像状態で前記物体を撮像することにより生成された、１枚以上の第２画像を取得する第２画像取得処理であって、前記第１撮像状態および前記第２撮像状態では撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、２つ以上の前記第２撮像状態では前記撮像位置および前記撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、かつ１つ以上の前記第２撮像状態では、前記指定点設定処理により設定された前記指定点に対応する位置が撮像視野に含まれる前記第２画像取得処理と、前記第２画像を含む複数の画像を使用して、前記物体の３次元形状を復元する３次元形状復元処理と、前記第１画像取得処理により取得された前記第１画像または前記３次元形状復元処理により復元された前記３次元形状上に基準寸法を設定する基準寸法設定処理と、前記３次元形状、前記指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の計測を行う計測処理と、を実行することを特徴とする計測装置の作動方法である。
【００１１】
本発明は、計測対象の物体を第１撮像状態で撮像することにより生成された第１画像を取得する第１画像取得処理と、前記第１画像取得処理により取得された前記第１画像上に仮指定点を設定する仮指定点設定処理と、１つ以上の第２撮像状態で前記物体を撮像することにより生成された、１枚以上の第２画像を取得する第２画像取得処理であって、前記第１撮像状態および前記第２撮像状態では撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、２つ以上の前記第２撮像状態では前記撮像位置および前記撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、かつ１つ以上の前記第２撮像状態では、前記仮指定点設定処理により設定された前記仮指定点に対応する位置が撮像視野に含まれる前記第２画像取得処理と、前記第２画像を含む複数の画像を使用して、前記物体の３次元形状を復元する３次元形状復元処理と、前記３次元形状復元処理により復元された前記３次元形状または前記第１画像上に指定点を設定する指定点設定処理と、前記３次元形状復元処理により復元された前記３次元形状または前記第１画像上に基準寸法を設定する基準寸法設定処理と、前記３次元形状、前記指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の計測を行う計測処理と、を実行することを特徴とする計測装置の作動方法である。
【００１２】
本発明は、計測対象の物体を第１撮像状態で撮像することにより生成された第１画像を取得し、かつ１つ以上の第２撮像状態で前記物体を撮像することにより生成された、１枚以上の第２画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部により取得された前記第１画像上に指定点を設定する指定点設定部と、前記第２画像を含む複数の画像を使用して、前記物体の３次元形状を復元する３次元形状復元部と、前記画像取得部により取得された前記第１画像または前記３次元形状復元部により復元された前記３次元形状上に基準寸法を設定する基準寸法設定部と、前記３次元形状、前記指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の計測を行う計測部と、を有し、前記第１撮像状態および前記第２撮像状態では撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、２つ以上の前記第２撮像状態では前記撮像位置および前記撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、かつ１つ以上の前記第２撮像状態では、前記指定点設定部により設定された前記指定点に対応する位置が撮像視野に含まれることを特徴とする計測装置である。
【００１３】
本発明は、計測対象の物体を第１撮像状態で撮像することにより生成された第１画像を取得し、かつ１つ以上の第２撮像状態で前記物体を撮像することにより生成された、１枚以上の第２画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部により取得された前記第１画像上に仮指定点を設定する仮指定点設定部と、前記第２画像を含む複数の画像を使用して、前記物体の３次元形状を復元する３次元形状復元部と、前記３次元形状復元部により復元された前記３次元形状または前記第１画像上に指定点を設定する指定点設定部と、前記３次元形状復元部により復元された前記３次元形状または前記第１画像上に基準寸法を設定する基準寸法設定部と、前記３次元形状、前記指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の計測を行う計測部と、を有し、前記第１撮像状態および前記第２撮像状態では撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、２つ以上の前記第２撮像状態では前記撮像位置および前記撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、かつ１つ以上の前記第２撮像状態では、前記仮指定点設定部により設定された前記仮指定点に対応する位置が撮像視野に含まれることを特徴とする計測装置である。
【００１４】
本発明は、画像取得装置と、３次元形状復元装置とを有する計測システムであって、前記画像取得装置は、計測対象の物体を第１撮像状態で撮像することにより生成された第１画像を取得し、かつ１つ以上の第２撮像状態で前記物体を撮像することにより生成された、１枚以上の第２画像を取得する画像取得部であって、前記第１撮像状態および前記第２撮像状態では撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、かつ２つ以上の前記第２撮像状態では前記撮像位置および前記撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なる前記画像取得部と、前記画像取得部により取得された前記第１画像上に指定点を設定する指定点設定部と、前記画像取得部により取得された前記第１画像上に基準寸法を設定する基準寸法設定部と、前記第２画像を含む複数の画像と、前記指定点設定部によって設定された前記指定点の情報と、前記基準寸法設定部によって設定された前記基準寸法の情報と、を含む計測処理用情報を前記３次元形状復元装置に送信する通信制御部と、を有し、前記３次元形状復元装置は、前記計測処理用情報を受信する通信部と、受信された前記指定点の情報に基づいて、当該指定点に対応する点が、受信された前記第２画像に含まれるか否かを判定する画像判定部と、前記画像判定部により前記指定点に対応する点が含まれると判定された前記第２画像を抽出する画像抽出部と、抽出された前記第２画像を含む複数の画像を使用して、前記物体の３次元形状を復元する３次元形状復元部と、復元された前記３次元形状、受信された前記指定点の情報、および受信された前記基準寸法の情報に基づいて、前記物体の計測を行う計測部と、を有することを特徴とする計測システムである。
【００１５】
本発明は、計測対象の物体が撮像されることにより生成された第２画像と、前記物体が撮像されることにより生成された第１画像上に設定された指定点の情報と、前記第１画像上に設定された基準寸法の情報と、を含む計測処理用情報を外部から受信する通信部と、受信された前記指定点の情報に基づいて、当該指定点に対応する点が、受信された前記第２画像に含まれるか否かを判定する画像判定部と、前記画像判定部により前記指定点に対応する点が含まれると判定された前記第２画像を抽出する画像抽出部と、抽出された前記第２画像を含む複数の画像を使用して、前記物体の３次元形状を復元する３次元形状復元部と、復元された前記３次元形状、受信された前記指定点の情報、および受信された前記基準寸法の情報に基づいて、前記物体の計測を行う計測部と、を有することを特徴とする３次元形状復元装置である。
【００１６】
本発明は、計測対象の物体が撮像されることにより生成された第１画像及び第２画像を画像取得装置から受信する受信部と、受信された前記第１画像上に指定点を設定する指定点設定部と、受信された前記第１画像上に基準寸法を設定する基準寸法設定部と、前記第１画像および前記指定点に基づいて、前記指定点に対応する点が含まれる前記第２画像を撮像するための前記画像取得装置の撮像状態を算出する第２画像撮像状態算出部と、算出された前記撮像状態を前記画像取得装置に送信する送信部と、受信された前記第２画像を含む複数の画像に基づいて、前記物体の３次元形状を復元する３次元形状復元部と、前記３次元形状、前記指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の計測を行う計測部と、を有することを特徴とする３次元形状復元装置である。
【００１７】
本発明は、コンピュータに、計測対象の物体を第１撮像状態で撮像することにより生成された第１画像を取得する第１画像取得ステップと、前記第１画像取得ステップにより取得された前記第１画像上に指定点を設定する指定点設定ステップと、１つ以上の第２撮像状態で前記物体を撮像することにより生成された、１枚以上の第２画像を取得する第２画像取得処理であって、前記第１撮像状態および前記第２撮像状態では撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、かつ２つ以上の前記第２撮像状態では前記撮像位置および前記撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なる前記第２画像取得ステップと、前記指定点に対応する点が前記１枚以上の前記第２画像に含まれるか否かを判定する画像判定ステップと、前記画像判定ステップにより前記指定点に対応する点が含まれると判定された前記第２画像を含む複数の画像を使用して、前記物体の３次元形状を復元する３次元形状復元ステップと、前記第１画像取得ステップにより取得された前記第１画像または前記３次元形状復元ステップにより復元された前記３次元形状上に基準寸法を設定する基準寸法設定ステップと、前記３次元形状、前記指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の計測を行う計測ステップと、を実行させるためのプログラムである。
【００１８】
本発明は、コンピュータに、計測対象の物体が撮像されることにより生成された第２画像と、前記物体が撮像されることにより生成された第１画像上に設定された指定点の情報と、前記第１画像上に設定された基準寸法の情報と、を含む計測処理用情報を外部から受信する受信ステップと、受信された前記指定点の情報に基づいて、当該指定点に対応する点が、受信された前記第２画像に含まれるか否かを判定する画像判定ステップと、前記画像判定ステップにより前記指定点に対応する点が含まれると判定された前記第２画像を抽出する画像抽出ステップと、抽出された前記第２画像を含む複数の画像を使用して、前記物体の３次元形状を復元する３次元形状復元ステップと、復元された前記３次元形状、受信された前記指定点の情報、および受信された前記基準寸法の情報に基づいて、前記物体の計測を行う計測ステップと、を実行させるためのプログラムである。
【００１９】
本発明は、コンピュータに、計測対象の物体が撮像されることにより生成された第１画像を画像取得装置から受信する第１受信ステップと、受信された前記第１画像上に指定点を設定する指定点設定ステップと、受信された前記第１画像上に基準寸法を設定する基準寸法設定ステップと、前記第１画像および前記指定点に基づいて、前記指定点に対応する点が含まれる第２画像を撮像するための前記画像取得装置の撮像状態を算出する第２画像撮像状態算出ステップと、算出された前記撮像状態を前記画像取得装置に送信する送信ステップと、前記第２画像を前記画像取得装置から受信する第２受信ステップと、受信された前記第２画像を含む複数の画像に基づいて、前記物体の３次元形状を復元する３次元形状復元ステップと、前記３次元形状、前記指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の計測を行う計測ステップと、を実行させるためのプログラムである。
【００２０】
本発明は、コンピュータに、計測対象の物体を第１撮像状態で撮像することにより生成された第１画像を取得する第１画像取得ステップと、前記第１画像取得ステップにより取得された前記第１画像上に指定点を設定する指定点設定ステップと、１つ以上の第２撮像状態で前記物体を撮像することにより生成された、１枚以上の第２画像を取得する第２画像取得ステップであって、前記第１撮像状態および前記第２撮像状態では撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、２つ以上の前記第２撮像状態では前記撮像位置および前記撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なり、かつ１つ以上の前記第２撮像状態では、前記指定点設定ステップにより設定された前記指定点に対応する位置が撮像視野に含まれる前記第２画像取得ステップと、前記第２画像を含む複数の画像を使用して、前記物体の３次元形状を復元する３次元形状復元ステップと、前記第１画像取得ステップにより取得された前記第１画像または前記３次元形状復元ステップにより復元された前記３次元形状上に基準寸法を設定する基準寸法設定ステップと、前記３次元形状、前記指定点、および前記基準寸法に基づいて、前記物体の計測を行う計測ステップと、を実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、計測装置の作動方法、計測装置、計測システム、３次元形状復元装置、およびプログラムは、計測処理時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態による内視鏡装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による内視鏡装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態によるＣＰＵの機能構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における画像取得の状況を示す模式図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による３次元形状復元および計測のための処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態における３次元計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施形態による表示部の画面を示す参考図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の変形例によるＣＰＵの機能構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の変形例における３次元計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施形態における３次元計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施形態における３次元計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第４の実施形態によるＣＰＵの機能構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態における３次元計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第４の実施形態による表示部の画面を示す参考図である。
【図１５】本発明の第５の実施形態によるＣＰＵの機能構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第５の実施形態における３次元計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第６の実施形態における３次元計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の第６の実施形態における３次元計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の第７の実施形態によるＣＰＵの機能構成を示すブロック図である。
【図２０】本発明の第７の実施形態における３次元計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図２１】本発明の第７の実施形態による表示部の画面を示す参考図である。
【図２２】本発明の第８の実施形態によるＣＰＵの機能構成を示すブロック図である。
【図２３】本発明の第８の実施形態における３次元計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図２４】本発明の第８の実施形態における３次元計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図２５】本発明の第９の実施形態における３次元計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図２６】本発明の第１０の実施形態における３次元計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図２７】本発明の第１１の実施形態によるＣＰＵの機能構成を示すブロック図である。
【図２８】本発明の第１１の実施形態における３次元計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図２９】本発明の第１１の実施形態による表示部の画面を示す参考図である。
【図３０】本発明の第１２の実施形態による内視鏡システムの全体構成を示す斜視図である。
【図３１】本発明の第１２の実施形態によるＣＰＵの機能構成を示すブロック図である。
【図３２】本発明の第１２の実施形態による外部端末装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３３】本発明の第１２の実施形態による内視鏡装置および外部端末装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。
【図３４】本発明の第１３の実施形態によるＣＰＵの機能構成を示すブロック図である。
【図３５】本発明の第１３の実施形態による外部端末装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３６】本発明の第１３の実施形態による内視鏡装置および外部端末装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の内視鏡装置１（計測装置）の外観を示す。内視鏡装置１は、被写体を撮像し、画像から被写体の幾何学的特徴を計測する。検査者は、種々の被写体の観察と計測とを行うために、挿入部２の先端に装着される光学アダプターの交換と、内蔵された計測処理プログラムの選択と、計測処理プログラムの追加とを行うことが可能である。以下では、計測の一例として、ＳｆＭによる３次元形状復元とユーザーによる基準距離入力とを組み合わせた計測を行う場合について説明する。
【００２５】
図１に示すように、内視鏡装置１は、挿入部２と、コントロールユニット３と、操作部４と、表示部５とを有する。
【００２６】
挿入部２は、被写体の内部に挿入される。挿入部２は、先端２０から基端部にわたって屈曲可能な細長い管状である。挿入部２は、計測部分を撮像し、かつ撮像信号をコントロールユニット３に出力する。挿入部２の先端２０には、光学アダプターが装着される。例えば、単眼の光学アダプターが挿入部２の先端２０に装着される。コントロールユニット３は、挿入部２を収納する収納部を備えた制御装置である。操作部４は、内視鏡装置１に対するユーザーの操作を受ける。表示部５は、表示画面を有し、かつ挿入部２で撮像された被写体の画像および操作メニュー等を表示画面に表示する。
【００２７】
操作部４は、ユーザーインタフェースである。例えば、ユーザーインタフェースは、ボタン、スイッチ、キー、マウス、ジョイスティック、タッチパッド、トラックボール、およびタッチパネルの少なくとも１つである。表示部５は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等のモニタ（ディスプレイ）である。
【００２８】
図２に示すように、コントロールユニット３は、内視鏡ユニット８と、ＣＣＵ（Ｃａｍｅｒａ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）９と、制御ユニット１０とを有する。内視鏡ユニット８は、図示していない光源装置および湾曲装置を有する。光源装置は、観察に必要な照明光を供給する。湾曲装置は、図示していない湾曲機構を湾曲させる。挿入部２の先端２０には撮像素子２８が内蔵されている。撮像素子２８は、イメージセンサである。撮像素子２８は、光学アダプターを介して結像された被写体像を光電変換し、かつ撮像信号を生成する。ＣＣＵ９は、撮像素子２８を駆動する。撮像素子２８から出力された撮像信号がＣＣＵ９に入力される。ＣＣＵ９は、撮像素子２８により取得された撮像信号に対して、増幅およびノイズ除去等を含む前処理を行う。ＣＣＵ９は、前処理が行われた撮像信号をＮＴＳＣ信号等の映像信号に変換する。
【００２９】
制御ユニット１０は、映像信号処理回路１２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１３と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１４と、カードインタフェース１５と、外部機器インタフェース１６と、制御インタフェース１７と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１８ａとを有する。
【００３０】
映像信号処理回路１２は、ＣＣＵ９から出力された映像信号に対して、所定の映像処理を施す。例えば、映像信号処理回路１２は、視認性向上に関わる映像処理を行う。例えば、その映像処理は、色再現、階調補正、ノイズ抑制、および輪郭強調などである。映像信号処理回路１２は、計測実行時には、計測性能を向上させるための処理も行う。また、映像信号処理回路１２は、ＣＣＵ９から出力された映像信号と、ＣＰＵ１８ａによって生成されるグラフィック画像信号とを合成する。グラフィック画像信号は、操作画面の画像および計測情報等を含む。計測情報は、カーソルの画像、指定点の画像、および計測結果等を含む。映像信号処理回路１２は、合成された映像信号を表示部５に出力する。
【００３１】
ＲＯＭ１３は、ＣＰＵ１８ａが内視鏡装置１の動作を制御するためのプログラムが記録された不揮発性の記録媒体である。ＲＡＭ１４は、ＣＰＵ１８ａが内視鏡装置１の制御のために使用する情報を一時的に記憶する揮発性の記録媒体である。ＣＰＵ１８ａは、ＲＯＭ１３に記録されたプログラムに基づいて内視鏡装置１の動作を制御する。
【００３２】
着脱可能な記録媒体であるメモリカード４２がカードインタフェース１５に接続される。カードインタフェース１５は、メモリカード４２に記憶されている制御処理情報および画像情報等を制御ユニット１０に取り込む。また、カードインタフェース１５は、内視鏡装置１によって生成された制御処理情報および画像情報等をメモリカード４２に記録する。
【００３３】
ＵＳＢ機器等の外部機器が外部機器インタフェース１６に接続される。例えば、パーソナルコンピュータ４１が外部機器インタフェース１６に接続される。外部機器インタフェース１６は、パーソナルコンピュータ４１への情報の送信とパーソナルコンピュータ４１からの情報の受信とを行う。これによって、パーソナルコンピュータ４１のモニタが情報を表示することができる。また、ユーザーがパーソナルコンピュータ４１を介して、内視鏡装置１の制御に関する操作を行うことができる。
【００３４】
制御インタフェース１７は、操作部４、内視鏡ユニット８、およびＣＣＵ９と動作制御のための通信を行う。制御インタフェース１７は、操作部４を介してユーザーによって入力された指示をＣＰＵ１８ａに通知する。制御インタフェース１７は、光源装置および湾曲装置の制御のための制御信号を内視鏡ユニット８に出力する。制御インタフェース１７は、撮像素子２８の制御のための制御信号をＣＣＵ９に出力する。
【００３５】
ＣＰＵ１８ａが実行するプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。この記録媒体に記録されたプログラムを内視鏡装置１以外のコンピュータが読み込み、かつ実行してもよい。例えば、パーソナルコンピュータ４１がプログラムを読み込んで実行してもよい。パーソナルコンピュータ４１は、プログラムに従って、内視鏡装置１を制御するための制御情報を内視鏡装置１に送信することにより内視鏡装置１を制御してもよい。あるいは、パーソナルコンピュータ４１は、内視鏡装置１から映像信号を取得し、かつ取得された映像信号を使用して計測を行ってもよい。
【００３６】
上述したプログラムは、このプログラムが保存された記憶装置等を有するコンピュータから、伝送媒体を介して、あるいは伝送媒体中の伝送波により内視鏡装置１に伝送されてもよい。プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように、情報を伝送する機能を有する媒体である。また、上述したプログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上述したプログラムは、前述した機能をコンピュータに既に記録されているプログラムとの組合せで実現できる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【００３７】
上記のように、内視鏡装置１は、撮像素子２８（撮像部）、ＣＣＵ９（画像取得部）、およびＣＰＵ１８ａを有する。撮像素子２８は、被写体を撮像し、かつ撮像信号を生成する。これにより、撮像素子２８は、計測対象の物体の画像を生成する。ＣＣＵ９は、撮像信号に基づいて映像信号を生成する。映像信号は、被写体の画像を含む。したがって、ＣＣＵ９は、計測対象の物体を撮像することにより生成された、その物体の画像を取得する。ＣＣＵ９により取得された画像はＣＰＵ１８ａに入力される。
【００３８】
ＣＣＵ９は、第１画像取得処理を実行する。ＣＣＵ９は、第１画像取得処理において、計測対象の物体の第１画像を取得する。第１画像は、計測対象の物体を第１撮像状態で撮像することにより生成される。また、ＣＣＵ９は、第２画像取得処理を実行する。ＣＣＵ９は、第２画像取得処理において、１枚以上の第２画像を取得する。第２画像は、１つ以上の第２撮像状態で計測対象の物体を撮像することにより生成される。第１撮像状態および第２撮像状態では撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なる。２つ以上の第２撮像状態では撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なる。第１撮像状態での撮像は、１回または複数回実行される。第２撮像状態での撮像は、１回または複数回実行される。
【００３９】
図３は、ＣＰＵ１８ａの機能構成を示す。制御部１８０、画像表示制御部１８１、カーソル表示制御部１８２、指定点設定部１８３、基準寸法設定部１８４、画像判定部１８５、３次元形状復元部１８６、計測部１８７、および湾曲制御部１８８によってＣＰＵ１８ａの機能が構成されている。図３に示すブロックの少なくとも１つがＣＰＵ１８ａとは別の回路で構成されてもよい。
【００４０】
図３に示す各部は、プロセッサおよび論理回路の少なくとも１つで構成されてもよい。例えば、プロセッサは、ＣＰＵ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、およびＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）の少なくとも１つである。例えば、論理回路は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）およびＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）の少なくとも１つである。図３に示す各部は、１つまたは複数のプロセッサを含むことができる。図３に示す各部は、１つまたは複数の論理回路を含むことができる。
【００４１】
制御部１８０は、各部が行う処理を制御する。画像表示制御部１８１は、画像表示処理を実行することにより、第１画像取得処理により取得された第１画像を表示部５に表示させる。例えば、画像表示制御部１８１は、映像信号処理回路１２による第１画像の処理を制御する。画像表示制御部１８１は、映像信号処理回路１２により処理された第１画像を表示部５に出力させる。表示部５は、第１画像を表示する。
【００４２】
カーソル表示制御部１８２は、カーソル表示処理を実行する。カーソル表示制御部１８２は、カーソル表示処理において、ユーザーが指定点を指定するためのカーソルを第１画像上に表示させる。例えば、カーソル表示制御部１８２は、カーソルのグラフィック画像信号を生成する。カーソル表示制御部１８２は、生成されたグラフィック画像信号を映像信号処理回路１２に出力する。映像信号処理回路１２は、ＣＣＵ９から出力された映像信号と、ＣＰＵ１８ａから出力されたグラフィック画像信号とを合成する。これにより、カーソルが第１画像に重畳される。映像信号処理回路１２は、合成された映像信号を表示部５に出力する。表示部５は、カーソルが重畳された第１画像を表示する。カーソル表示制御部１８２は、ユーザーが操作部４を操作することにより入力したカーソル移動指示を検出し、かつカーソル移動指示に基づいてカーソルの位置を逐次更新する。
【００４３】
第１画像上に表示されるマークはカーソルに限らない。例えば、アイコンまたはポインター等が表示されてもよい。指定点をユーザーに知らせることができる限り、カーソル等のマークの形状および大きさは問わない。また、本明細書では、便宜上、「点」という言葉を使っているが、指定点は画面上の１ピクセルに対応する１点である必要はない。指定点は、任意の大きさの領域を含んでもよい。また、指定点はサブピクセル単位で指定できても良い。
【００４４】
指定点設定部１８３は、指定点設定処理を実行する。指定点設定部１８３は、指定点設定処理において、ＣＣＵ９により取得された第１画像上に指定点を設定する。指定点は、計測位置を示す計測指定点と基準寸法の位置を示す基準指定点との少なくとも１つである。例えば、指定点は、ユーザーにより入力される。指定点設定部１８３は、１つ以上の計測指定点および１つ以上の基準指定点を設定する。しかし、指定点設定部１８３は、第１画像上に計測指定点または基準指定点のいずれか一方のみを設定しても構わない。
【００４５】
たとえば、計測指定点のみが第１画像上に設定された場合に、指定点設定部１８３は、第２指定点設定処理を実行する。指定点設定部１８３は、第２指定点設定処理において、３次元形状復元部１８６により復元された３次元形状上に基準指定点を設定してもよい。また、基準指定点のみが第１画像上に設定された場合に、指定点設定部１８３は、第３指定点設定処理を実行する。指定点設定部１８３は、第３指定点設定処理において、３次元形状復元部１８６により復元された３次元形状上に計測指定点を設定してもよい。
【００４６】
操作部４は、ユーザーが操作部４を操作することにより入力した計測指定点および基準指定点を受け付ける。操作部４は、計測指定点および基準指定点の位置を示す情報を出力する。操作部４から出力されたその情報は、入力部である制御インタフェース１７に入力される。制御インタフェース１７に入力されたその情報は、ＣＰＵ１８ａに入力される。指定点設定部１８３は、ＣＰＵ１８ａに入力されたその情報に基づいて計測指定点および基準指定点を設定する。指定点設定部１８３により設定された計測指定点および基準指定点の情報は、ＲＡＭ１４に保持される。計測指定点および基準指定点が特定の第１画像に関連付けられることにより、計測指定点および基準指定点が設定される。
【００４７】
指定点は、ユーザーの指示により決定された画像における注目位置の座標情報である。上記のように、指定点は、計測指定点および基準指定点を含む。指定点は、計測位置および基準寸法の位置を指定するための点であることを想定している。しかし、指定点は、これらの目的のための点に限定されない。また、指定点を決定するための手段は、ユーザーによる入力に限定されない。例えば、内視鏡装置１に予め登録された情報に基づいて、指定点設定部１８３が自動的に指定点を決定してもよい。例えば、指定点が予め設定された参照画像がパーソナルコンピュータ４１またはメモリカード４２から内視鏡装置１に取り込まれる。指定点設定部１８３は、参照画像上に設定された指定点と類似する点をパターンマッチングにより第１画像から検出し、かつ検出された点を指定点として設定してもよい。
【００４８】
基準寸法設定部１８４は、基準寸法設定処理を実行する。基準寸法設定部１８４は、基準寸法設定処理において、ＣＣＵ９により取得された第１画像または３次元形状復元部１８６により復元された３次元形状上に基準寸法を設定する。例えば、操作部４は、ユーザーが操作部４を操作することにより入力した基準寸法を受け付ける。操作部４は、基準寸法を示す情報を出力する。操作部４から出力されたその情報は、入力部である制御インタフェース１７に入力される。制御インタフェース１７に入力されたその情報は、ＣＰＵ１８ａに入力される。基準寸法設定部１８４は、ＣＰＵ１８ａに入力されたその情報に基づいて基準寸法を設定する。基準寸法設定部１８４により設定された基準寸法は、ＲＡＭ１４に保持される。基準寸法が特定の第１画像において特定の基準指定点と関連付けられることにより、基準寸法が設定される。あるいは、基準寸法が、特定の３次元形状において特定の基準指定点に対応する点と関連付けられることにより、基準寸法が設定される。
【００４９】
以下の例では、基準寸法は２点間の基準距離である。上記のように、基準距離はユーザーによって与えられる。例えば、ユーザーは、２つの基準指定点を指定し、かつそれらの距離を基準距離として指定する。ユーザーにより指定される基準距離は既知である。例えば、被写体上の既知の構造における基準距離がユーザーにより指定される。
【００５０】
基準距離は、図示していない距離取得部から内視鏡装置１に入力されてもよい。例えば、距離取得部は、アクティブ投影系および３次元計測部を有する。アクティブ投影系は、点、線、および縞等の形状を持つ光を被写体に投影する。３次元計測部は、その光が投影された被写体の画像に基づいて基準距離を算出する。３次元計測部は、基準距離が算出された位置に基づいて基準指定点を取得してもよい。基準寸法の位置を示す基準指定点は、基準寸法を計測する機器から入力されてもよい。例えば、基準指定点が３次元計測部または距離取得部から内視鏡装置１に入力されてもよい。距離取得部は、飛行時間測定法（Ｔｉｍｅ  Ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）により基準距離を算出してもよい。距離取得部は、３次元加速度センサー、ジャイロセンサー、および電波センサー等のセンサーを使用するセンシング手段であってもよい。
【００５１】
例えば、外部機器インタフェース１６は、基準指定点および基準距離を距離取得部から取得してもよい。上記のように、１つの例では、距離取得部は、アクティブ投影系および３次元計測部を有する。距離取得部から出力された基準指定点および基準距離が外部機器インタフェース１６に入力される。外部機器インタフェース１６に入力された基準指定点および基準距離は、ＣＰＵ１８ａに入力される。指定点設定部１８３は、距離取得部から出力された基準指定点を第１画像または３次元形状に設定する。基準寸法設定部１８４は、距離取得部から出力された基準距離を第１画像または３次元形状に設定する。この場合、基準指定点および基準距離が自動的に決定されるため、ユーザーの手間がかからない。
【００５２】
内視鏡装置１は、予め算出された基準寸法を記憶するメモリを有してもよい。基準寸法設定部１８４は、指定点設定部１８３により設定された基準指定点に対応する基準寸法をメモリから読み出し、かつ読み出された基準寸法を第１画像または３次元形状に設定してもよい。
【００５３】
画像判定部１８５は、画像判定処理を実行する。画像判定部１８５は、画像判定処理において、指定点に対応する点が１枚以上の第２画像に含まれるか否かを判定する。第１の実施形態の画像判定部１８５は、画像判定処理を実行することにより、計測指定点および基準指定点の各々に対応する点が１枚以上の第２画像に含まれるか否かを判定する。画像判定部１８５は、ＣＣＵ９により取得された第２画像のうち、計測指定点および基準指定点の各々に対応する点を含む第２画像を抽出または選択する。
【００５４】
３次元形状復元部１８６は、３次元形状復元処理を実行する。３次元形状復元部１８６は、３次元形状復元処理において、画像判定部１８５により指定点に対応する点が含まれると判定された第２画像を含む複数の画像を使用して、計測対象の物体の３次元形状を復元する。例えば、３次元形状復元部１８６は、１枚の第１画像および１枚以上の第２画像を使用する。あるいは、３次元形状復元部１８６は、複数枚の第２画像を使用する。複数枚の第２画像が使用される場合、３次元形状復元部１８６は、第１画像を使用しなくてもよい。但し、複数枚の第２画像の撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なっている必要がある。３次元形状の復元方法については後述する。
【００５５】
計測部１８７は、計測処理を実行する。計測部１８７は、計測処理において、３次元形状、指定点、および基準寸法に基づいて、計測対象の物体の計測を行う。３次元形状は、３次元形状復元部１８６により復元される。指定点は、計測指定点および基準指定点である。指定点は、指定点設定部１８３により設定される。基準寸法は、基準寸法設定部１８４により設定される。計測部１８７は、計測指定点および基準指定点の２次元座標と、基準距離とを使用して、計測指定点に対応する３次元座標を算出する。計測部１８７は、計測指定点に対応する３次元座標に基づいて被写体の３次元での寸法を計測する。
【００５６】
湾曲制御部１８８は、湾曲制御処理を実行する。湾曲制御部１８８は、湾曲制御処理において、挿入部２の先端２０を湾曲させるための湾曲機構を制御する。例えば、湾曲制御部１８８は、制御部１８０からの指示に基づいて、挿入部２の先端２０を上、下、左、および右のいずれか１つの方向に湾曲させるための命令を生成する。湾曲制御部１８８により生成された命令は、制御インタフェース１７を介して内視鏡ユニット８に出力される。内視鏡ユニット８は、その命令に基づいて湾曲機構を駆動することにより、挿入部２の先端２０を湾曲させる。
【００５７】
３次元形状復元部１８６および計測部１８７が実行する具体的な処理の手順について説明する。３次元形状復元部１８６は、映像信号処理回路１２から出力された複数枚の画像と、ＲＡＭ１４に保持されている指定点の座標情報とを受け取る。以下では、３次元形状復元部１８６が映像信号処理回路１２から２枚の画像を受け取る例について説明する。３枚以上の画像が使用される場合でも、基本原理は、２枚の画像が使用される場合と変わらない。以下で説明される方法は、３枚以上の画像が使用される場合にも適用できる。
【００５８】
図４は、計測対象の被写体の２枚の画像が取得される場合の画像取得の状況を模式的に示す。以下の説明では、広義のカメラという表現を使用する。以下の説明におけるカメラは、具体的には内視鏡先端（挿入部２の先端２０）の観察光学系を指す。
【００５９】
図４に示すように、最初にカメラの撮像状態ｃ１において画像Ｉ１が取得される。次に、カメラの撮像状態ｃ２において画像Ｉ２が取得される。撮像状態ｃ１と撮像状態ｃ２とでは、撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つが異なる。図４において、撮像状態ｃ１と撮像状態ｃ２とでは、撮像位置および撮像姿勢の両方が異なる。
【００６０】
本発明の各実施形態では、画像Ｉ１および画像Ｉ２は同じ内視鏡で取得されることを想定している。また、本発明の各実施形態では、内視鏡の対物光学系のパラメーターが変化しないことを想定している。対物光学系のパラメーターは、焦点距離、歪曲収差、およびイメージセンサのピクセルサイズ等である。以下では、対物光学系のパラメーターを便宜上、内部パラメーターと略す。このような条件を仮定したとき、内視鏡の光学系の特性が記述された内部パラメーターは、内視鏡先端のカメラの位置および姿勢に関わらず共通に使用できる。本発明の各実施形態では、内部パラメーターは工場出荷時に取得されており、かつ計測時には内部パラメーターは既知であることを想定している。
【００６１】
異なる内視鏡装置を使って画像Ｉ１および画像Ｉ２を取得する場合、共通の内部パラメーターは使用できない。また、同じ内視鏡装置を使って画像Ｉ１および画像Ｉ２を取得する際に内部パラメーターが画像毎に異なる場合には共通の内部パラメーターは使用できない。しかしながら、内部パラメーターを未知数として計算を行うことはできるので、内部パラメーターが既知であるか否かにより以後の手順が大きく変わることはない。前者の場合、それぞれの内視鏡装置が個別の内部パラメーターを予め保持してもよい。
【００６２】
図５を参照し、取得された被写体画像に基づいて被写体の３次元座標を計算するための手順について説明する。図５は、３次元形状復元および計測のための処理の手順を示す。
【００６３】
まず、３次元形状復元部１８６は、特徴点検出処理を実行する（ステップＳＡ）。３次元形状復元部１８６は、特徴点検出処理において、取得された２枚の画像から特徴点を検出する。特徴点とは、画像に写っている被写体情報のうち、画像輝度勾配の大きいコーナーおよびエッジ等を指す。この特徴点を検出する方法として、ＳＩＦＴ（Ｓｃａｌｅ−ｉｎｖａｒｉａｎｔ Ｆｅａｔｕｒｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）およびＦＡＳＴ（Ｆｅａｔｕｒｅｓ ｆｒｏｍ  Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ  Ｓｅｇｍｅｎｔ  Ｔｅｓｔ）等が使用される。このような方法を用いることにより画像内の特徴点を検出することができる。
【００６４】
図４は、画像Ｉ１から特徴点ｍ１が検出され、かつ画像Ｉ２から特徴点ｍ２が検出された例を示す。図４では各画像の１つの特徴点のみが表示されているが、実際には各画像に対して、複数の特徴点が検出される。各画像で検出される特徴点の数は異なる可能性がある。各画像から検出された各特徴点は特徴量というデータに変換される。特徴量は、特徴点の特徴を表すデータである。
【００６５】
ステップＳＡの後、３次元形状復元部１８６は、特徴点対応付け処理を実行する（ステップＳＢ）。３次元形状復元部１８６は、特徴点対応付け処理において、ステップＳＡにおける特徴点検出処理により検出された各特徴点に対して、画像間で特徴量の相関を比較する。特徴量の相関が比較された結果、各画像において特徴量が近い特徴点が見つかった場合、３次元形状復元部１８６は、その情報をＲＡＭ１４に保持する。一方、特徴量が近い特徴点が見つからなかった場合には、３次元形状復元部１８６は、その特徴点の情報を破棄する。
【００６６】
ステップＳＢの後、３次元形状復元部１８６は、互いに対応付けられた２枚の画像の特徴点（特徴点ペア）の座標をＲＡＭ１４から読み出す。３次元形状復元部１８６は、読み出された座標に基づいて、位置および姿勢の算出処理を実行する（ステップＳＣ）。３次元形状復元部１８６は、位置および姿勢の算出処理において、画像Ｉ１を取得したカメラの撮像状態ｃ１と画像Ｉ２を取得したカメラの撮像状態ｃ２との間の相対的な位置および姿勢を算出する。より具体的には、３次元形状復元部１８６は、エピポーラ制約を利用した以下の方程式（１）を解くことにより、行列Ｅを算出する。
【００６７】
【数１】
2018197674.tif 000003
【００６８】
Ｅは基本行列と呼ばれる。基本行列Ｅは、画像Ｉ１を取得したカメラの撮像状態ｃ１と画像Ｉ２を取得したカメラの撮像状態ｃ２との相対的な位置および姿勢を保持する行列である。方程式（１）において、ｐ１は、画像Ｉ１から検出された特徴点の座標を含む行列である。ｐ２は、画像Ｉ２から検出された特徴点の座標を含む行列である。基本行列Ｅは、カメラの相対的な位置および姿勢に関する情報を含んでいるため、カメラの外部パラメーターに相当する。基本行列Ｅは、公知のアルゴリズムを使用して解くことができる。
【００６９】
図４に示すように、カメラの位置変化量がｔであり、かつカメラの姿勢変化量がＲである場合、式（２）および式（３）が成り立つ。
【００７０】
【数２】
2018197674.tif 000004
【００７１】
式（２）において、ｔｘはｘ軸方向の移動量であり、ｔｙはｙ軸方向の移動量であり、かつｔｚはｚ軸方向の移動量である。式（３）において、Ｒｘ（α）はｘ軸周りの回転量αであり、Ｒｙ（β）はｙ軸周りの回転量βであり、かつＲｚ（γ）はｚ軸周りの回転量γである。基本行列Ｅが算出された後、３次元座標の復元精度を高めるためにバンドル調整という最適化処理が実行されてもよい。
【００７２】
ステップＳＣの後、３次元形状復元部１８６は、ステップＳＣにおいて算出されたカメラの相対的な位置および姿勢（位置変化量ｔおよび姿勢変化量Ｒ）に基づいて、被写体の３次元形状の復元処理を実行する（ステップＳＤ）。被写体の３次元形状を復元する手法としては、ＰＭＶＳ（Ｐａｔｃｈ−ｂａｓｅｄ  Ｍｕｌｔｉ−ｖｉｅｗ Ｓｔｅｒｅｏ）、および平行化ステレオによるマッチング処理等が挙げられる。しかし、特に手段を限定する訳ではない。
【００７３】
ステップＳＤの後、計測部１８７は、ステップＳＤにおける３次元形状復元処理により算出された被写体の３次元形状データと、ＲＡＭ１４から読み出された基準距離の情報とに基づいて３次元座標変換処理を実行する。計測部１８７は、３次元座標変換処理において、被写体の３次元形状データを、長さの次元を持つ３次元座標データへと変換する（ステップＳＥ）。
【００７４】
ステップＳＥの後、計測部１８７は、被写体の３次元座標データに基づいて寸法計測処理を実行する（ステップＳＦ）。寸法計測処理は、従来の工業用内視鏡に搭載されている計測処理と変わらないので、その詳細な説明を割愛する。例えば、計測部１８７は、ユーザーにより選択された計測モードに従って、２点間距離計測および面基準計測などの寸法計測を行う。
【００７５】
上記は、３次元座標を得る一般的な処理手順である。上記の説明では、指定点に関する情報は使用されていない。本発明の各実施形態の最大の特徴は、上記処理手順に加えて、指定点の情報を使用することである。以下では、その詳細を説明する。
【００７６】
図６を使用して、第１の実施形態における３次元計測処理について説明する。図６は、３次元計測処理の手順を示す。以下では、計測部１８７が２点間距離を計測する例について説明する。
【００７７】
内視鏡による検査では、ユーザーは、ライブ画像で被写体の状況を確認することにより、欠陥および傷が存在するか否かを検査する。このときの内視鏡装置１のモードは検査モードと呼ばれる。検査中において、被写体に計測対象である欠陥または傷が発見された場合などにユーザーは計測の実行を所望する。そのとき、ユーザーは、内視鏡装置１のモードを計測モードに移行させるために操作部４を操作する（ステップＳ１０１）。例えば、ユーザーが表示部５に表示されているアイコンをタップすることにより、内視鏡装置１のモードが検査モードから計測モードへ移行する。あるいは、ユーザーがリモートコントローラー等の入力装置を使用して計測モード移行ボタンを押下してもよい。内視鏡装置１のモードを検査モードから計測モードへ移行させるための操作は、上記の例に限らない。
【００７８】
ステップＳ１０１において内視鏡装置１のモードが検査モードから計測モードに切り替わった後、指定点入力のための１枚の画像が取得される。つまり、撮像素子２８は、被写体を第１撮像状態で１回撮像することにより１枚の第１画像を生成する。ＣＣＵ９は、生成された１枚の第１画像を取得する（ステップＳ１０２）。
【００７９】
ステップＳ１０２において第１画像が取得された後、画像表示制御部１８１は、取得された第１画像を表示部５に表示させる（ステップＳ１０３）。複数の第１撮像状態で複数枚の第１画像が取得されてもよい。複数の第１撮像状態では撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つが互いに異なる。複数枚の第１画像が取得された場合、各第１画像がサムネイルとして表示部５に表示され、ユーザーにより最適な１枚の第１画像が選択されてもよい。あるいは、画像表示制御部１８１が、ユーザーが指定点を入力するための最適な１枚の画像を自動で抽出し、かつその画像を表示部５に表示させてもよい。
【００８０】
ステップＳ１０３において第１画像が表示部５に表示された後、ユーザーは、操作部４を操作することにより、表示された第１画像上に指定点を指定する。操作部４は、ユーザーにより指定された計測指定点および基準指定点を受け付ける。指定点設定部１８３は、表示された第１画像上に、ユーザーにより指定された基準指定点および計測指定点を設定する（ステップＳ１０４）。
【００８１】
図７は、表示部５の画面を示す。図７に示すように、第１画像５０１が表示される。この例では、表示部５に表示された第１画像５０１上に２つの基準指定点Ｐ１，Ｐ２および２つの計測指定点Ｐ３，Ｐ４が設定される。
【００８２】
ユーザーは、表示部５上に表示された第１画像上で基準距離を規定するために、既知である基準距離を構成する２つの基準指定点Ｐ１および基準指定点Ｐ２を指定する。基準指定点Ｐ１と基準指定点Ｐ２との距離Ｌ１は基準距離である。さらに、ユーザーは、ユーザー自身が計測したいと所望する２点間距離を規定するために、計測指定点Ｐ３および計測指定点Ｐ４を指定する。計測指定点Ｐ３と計測指定点Ｐ４との距離Ｌ２は、計測対象の２点間距離である。
【００８３】
図７に示す例において、表示部５は、タッチパネルとして構成されている。ボタンＢＴ１、ボタンＢＴ２、およびボタンＢＴ３は、タッチパネルとしての操作部４を構成する。ユーザーは、ボタンＢＴ１を操作することにより、図示していないカーソルを移動させる。ユーザーがボタンＢＴ２を押したとき、カーソルの位置に指定点が指定される。ユーザーがボタンＢＴ３を押したとき、指定された指定点がキャンセルされる。ユーザーの操作により各指定点が指定されたとき、指定点設定部１８３は、指定された各指定点の各位置（座標）を算出する。４つの指定点の位置情報（座標情報）は、ＲＡＭ１４に保持される。
【００８４】
指定された２つの基準指定点Ｐ１，Ｐ２および２つの計測指定点Ｐ３，Ｐ４は、表示部５に表示される。画像表示制御部１８１は、計測指定点および基準指定点を表示部５に表示させる。具体的には、画像表示制御部１８１は、各指定点のグラフィック画像信号を生成する。画像表示制御部１８１は、生成されたグラフィック画像信号を映像信号処理回路１２に出力する。映像信号処理回路１２は、ＣＣＵ９から出力された映像信号と、ＣＰＵ１８ａから出力されたグラフィック画像信号とを合成する。これにより、各指定点が第１画像に重畳される。映像信号処理回路１２は、合成された映像信号を表示部５に出力する。表示部５は、各指定点が重畳された第１画像を表示する。これにより、ユーザーは、各指定点の位置を認識することができる。
【００８５】
ステップＳ１０４において指定点が設定された後、ユーザーは、操作部４を操作することにより、基準距離を指定する。ユーザーは、自身が既に把握している基準距離の長さを数値として指定する。操作部４は、ユーザーにより指定された基準距離を受け付ける。基準寸法設定部１８４は、取得された第１画像上に基準距離を設定する（ステップＳ１０５）。
【００８６】
この例では、基準距離は被写体面上に設定された２つの基準指定点間の距離であり、２点で規定される。しかし、基準距離は２点で規定される距離に限定されない。例えば、被写体上に基準指定点が１点だけ設定され、当該基準指定点から内視鏡先端までの距離（物体距離）が基準距離に設定されてもよい。この場合、基準距離は１点だけで規定される。
【００８７】
ステップＳ１０５において基準距離が設定された後、３次元形状復元のための画像が取得される。つまり、撮像素子２８は、被写体を第２撮像状態で１回以上撮像することにより１枚以上の第２画像を生成する。ＣＣＵ９は、生成された１枚以上の第２画像を取得する（ステップＳ１０６）。第２画像が１枚である場合は、ステップＳ１０２で被写体が撮像されたときのカメラの第１撮像状態とは異なる第２撮像状態での撮像により生成される。また、第２画像が複数枚である場合は、撮像位置および撮像姿勢が互いに異なる複数の第２撮像状態での撮像により生成される。
【００８８】
内視鏡装置１は、計測対象の物体の内部に挿入され、かつ屈曲可能な挿入部２を有する。第１画像および第２画像を生成する撮像素子２８が挿入部２に配置されている。第１撮像状態における撮像と第２撮像状態における撮像とが行われる間、または第２撮像状態における複数回の撮像が行われる間に挿入部２が湾曲することにより撮像状態が変更される。カメラの先端の撮像状態を変化させるために、湾曲制御部１８８は、第１撮像状態における撮像と第２撮像状態における撮像とが行われる間に、湾曲機構を駆動することにより内視鏡先端を湾曲させる。また、湾曲制御部１８８は、複数の第２撮像状態における撮像が行われる間に、湾曲機構を駆動することにより内視鏡先端を湾曲させる。
【００８９】
湾曲機構の駆動による湾曲制御以外の方法によりカメラの撮像状態が変化してもよい。例えば、第１撮像状態における撮像と第２撮像状態における撮像とが行われる間に、第１の操作、第２の操作、および第３の操作の少なくとも１つがユーザーにより行われてもよい。第１の操作は、ユーザーが挿入部２を被写体の内部に向かって押す操作である。第２の操作は、ユーザーが挿入部２を手元側に引く操作である。第３の操作は、ユーザーが挿入部２を捩じる操作である。複数の第２撮像状態における撮像が行われる間に、第１の操作、第２の操作、および第３の操作の少なくとも１つがユーザーにより行われてもよい。上記のように、第１撮像状態における撮像と第２撮像状態における撮像とが行われる間、または第２撮像状態における複数回の撮像が行われる間にユーザーにより撮像状態が変更されてもよい。
【００９０】
１枚以上の第２画像が取得された後、画像判定部１８５は、第１画像上に設定された４つの指定点の各々に対応する点が、取得された１枚以上の第２画像に含まれるか否かを判定する。画像判定部１８５は、ＣＣＵ９により取得された第２画像のうち、４つの指定点の各々に対応する点が含まれている第２画像のみを抽出する（ステップＳ１０７）。
【００９１】
この処理において、画像判定部１８５は、４つの指定点の各々の座標情報をＲＡＭ１４から読み出す。画像判定部１８５は、複数枚の第２画像の各々において、４つの座標情報に対応する４つの対応点を探索する。画像判定部１８５は、４つの対応点の全てが存在する第２画像のみを抽出し、かつ抽出された第２画像をＲＡＭ１４に保持する。４つの対応点のうち１つでも存在しない第２画像は破棄され、かつ３次元形状復元処理に使用されない。
【００９２】
取得された第１画像が３次元形状復元処理に使用されない場合、画像判定部１８５は、ステップＳ１０７において複数枚の第２画像を抽出する。取得された第１画像が３次元形状復元処理に使用される場合、画像判定部１８５は、ステップＳ１０７において１枚のみの第２画像を抽出してもよい。
【００９３】
対応点が第２画像に含まれ、かつその対応点が第２画像の画像端にある場合、３次元形状復元の精度が悪化する可能性がある。このため、画像判定部１８５は、対応点が、第２画像において第２画像の中心を含む所定領域の内側にあるか否かを判定してもよい。画像判定部１８５は、対応点が、第２画像において第２画像の中心を含む所定領域の内側にある第２画像のみを抽出してもよい。対応点が、第２画像において第２画像の中心を含む所定領域の外側にある場合、画像判定部１８５は、対応点が第２画像の撮像視野内に写っていないと判断し、その第２画像を３次元形状復元処理の対象から除外してもよい。取得された第１画像が３次元形状復元処理に使用される場合、画像判定部１８５は、第１画像に対して、上記の判定と同様の判定を行ってもよい。
【００９４】
ステップＳ１０７において対応点を含む第２画像が抽出された後、３次元形状復元部１８６は、抽出された第２画像のみを使用して被写体の３次元形状を復元する（ステップＳ１０８）。３次元形状復元処理に関する技術的な処理手順は、前述したとおりである。
【００９５】
ステップＳ１０８において被写体の３次元形状が復元された後、計測部１８７は、被写体の３次元形状データを、長さの次元を持つ３次元座標データに変換する（ステップＳ１０９）。このとき、計測部１８７は、ステップＳ１０４において設定された２つの基準指定点と、ステップＳ１０５において設定された基準距離とを使用する。
【００９６】
ステップＳ１０９の後、計測部１８７は、ステップＳ１０９において得られた３次元座標データに基づいて、公知の計測方法で、２つの計測指定点Ｐ３，Ｐ４で規定される２点間距離を計測する（ステップＳ１１０）。
【００９７】
２点間距離の長さが計測された後、画像表示制御部１８１は、計測結果を第１画像上に表示させる。例えば、画像表示制御部１８１は、計測結果のグラフィック画像信号を生成する。画像表示制御部１８１は、生成されたグラフィック画像信号を映像信号処理回路１２に出力する。映像信号処理回路１２は、ＣＣＵ９から出力された映像信号と、ＣＰＵ１８ａから出力されたグラフィック画像信号とを合成する。これにより、計測結果が第１画像に重畳される。映像信号処理回路１２は、合成された映像信号を表示部５に出力する。表示部５は、計測結果が重畳された第１画像を表示する（ステップＳ１１１）。計測結果は、メモリカード４２等の外部メディアに記録されてもよい。ステップＳ１１１における処理が実行されることにより、３次元計測処理が終了する。
【００９８】
上記の説明では、３次元形状復元のための複数枚の第２画像のうち、４つの指定点に対応する４つの対応点の全てが含まれる第２画像のみが抽出され、抽出された第２画像に基づいて３次元形状が復元される。しかし、４つの指定点に対応する４つの対応点の全てを含む第２画像を抽出することは必須ではない。例えば、４つの指定点のうちの少なくとも１つに対応する対応点が含まれている第２画像が抽出されてもよい。この場合、対応点は、４つの指定点のいずれに対応する点であっても構わない。また、第２画像が複数ある場合には、抽出される複数の第２画像の全てに、共通の指定点に対応する対応点が含まれるように、第２画像が抽出されても良い。この場合、４つの指定点のうち少なくとも１つが共通の指定点として予め特定され、その共通の指定点に対応する対応点が含まれる第２画像が抽出される。
【００９９】
４つの指定点に対応する４つの対応点が含まれる第２画像の全ての抽出は必須ではない。４つの対応点が含まれる複数枚の第２画像のうちの一部のみが抽出されてもよい。つまり、抽出する第２画像が間引きされてもよい。３次元形状復元処理の精度が許容できる範囲内で、３次元形状復元処理に使用される画像の枚数が減ることにより、処理時間をより短縮することができる。
【０１００】
第１の実施形態では、基準距離の設定（ステップＳ１０５）が実行された後、３次元形状の復元（ステップＳ１０８）が実行される。つまり、３次元形状復元処理が実行される前に基準寸法設定処理が実行される。言い換えると、３次元形状復元部１８６が３次元形状を復元する前に、基準寸法設定部１８４は、ＣＣＵ９により取得された第１画像上に基準寸法を設定する。基準距離の設定（ステップＳ１０５）が実行されるタイミングは、長さの次元を持つ３次元座標データへの変換処理（ステップＳ１０９）が実行されるタイミングの前であればいつでもよい。例えば、３次元形状の復元（ステップＳ１０８）が実行された後、基準距離の設定（ステップＳ１０５）が実行されてもよい。つまり、３次元形状復元処理が実行された後に基準寸法設定処理が実行されてもよい。言い換えると、３次元形状復元部１８６が３次元形状を復元した後に、基準寸法設定部１８４は、３次元形状復元部１８６により復元された３次元形状上に基準寸法を設定してもよい。
【０１０１】
指定点および基準距離は、ユーザーの指示により決定されるとは限らない。内視鏡装置１が指定点および基準距離の少なくとも１つを決定するための支援機能を有し、かつユーザーが指定点および基準距離の少なくとも１つの最終決定を行ってもよい。あるいは、内視鏡装置１が指定点および基準距離の少なくとも１つの最終決定を行ってもよい。本発明の各実施形態では、分かりやすさを重視するため、ユーザーにより指定点および基準距離が指定される場合を想定している。
【０１０２】
本発明の各実施形態では、２点間計測が行われる場合を想定しているので、計測指定点として２点が指定される。しかし、２点間計測以外の計測、例えば面基準計測が行われる場合には、５つの基準指定点および１つの計測指定点が指定される。このように、ユーザーが指定する点の数が変化する可能性がある。
【０１０３】
第１の実施形態では、指定点の設定（ステップＳ１０４）が実行された後、第２画像の取得（ステップＳ１０６）が実行される。つまり、第２画像取得処理が実行される前に指定点設定処理が実行される。言い換えると、ＣＣＵ９が第２画像を取得する前に、指定点設定部１８３は、ＣＣＵ９により取得された第１画像上に指定点を設定している。しかしながら、指定点の設定のタイミングはこれに限られない。指定点の設定は、少なくとも３次元形状の復元に使われる画像の抽出（ステップＳ１０７）が実行される前に実行されればよい。
【０１０４】
例えば、第２画像の取得（ステップＳ１０６）が実行された後、指定点の設定（ステップＳ１０４）が実行されてもよい。つまり、第２画像取得処理が実行された後に指定点設定処理が実行されてもよい。言い換えると、ＣＣＵ９が第２画像を取得した後に指定点設定部１８３は指定点を設定してもよい。
【０１０５】
ＣＰＵ１８ａは、画像表示制御部１８１、カーソル表示制御部１８２、および湾曲制御部１８８の少なくとも１つを有していなくてもよい。これらは、本発明の必須構成ではない。
【０１０６】
図６に示す処理において、ステップＳ１０１、ステップＳ１０３、およびステップＳ１１１の少なくとも１つにおける処理が実行されなくてもよい。これらは、本発明の必須処理ではない。
【０１０７】
上記のように、第１画像上に設定された指定点に対応する対応点を含む第２画像のみに基づいて３次元形状の復元が実行される。対応点を含まない第２画像に対しては３次元形状の復元が実行されない。これにより、従来の構成と比較して、３次元形状復元処理の時間が短縮される。このため、内視鏡装置１は、計測結果が表示部５に表示されることによりユーザーが計測結果を得るまでの計測処理時間を大幅に短縮することができる。このため、検査効率が向上する。
【０１０８】
（第１の実施形態の変形例）
本発明の第１の実施形態の変形例において、指定点の設定処理は、計測指定点の設定処理および基準指定点の設定処理に分割される。３次元形状復元処理が実行される前に計測指定点の設定処理が実行される。つまり、３次元形状復元部１８６が３次元形状を復元する前に指定点設定部１８３は、ＣＣＵ９により取得された第１画像上に計測指定点を設定する。また、３次元形状復元処理が実行された後に基準指定点の設定処理が実行される。つまり、指定点設定部１８３は、３次元形状復元部１８６により復元された３次元形状上に基準指定点を設定する。
【０１０９】
第１の実施形態の変形例において、第１の実施形態におけるＣＰＵ１８ａは、図８に示すＣＰＵ１８ｂに変更される。図８は、ＣＰＵ１８ｂの機能構成を示す。図８に示す構成について、図３に示す構成と異なる点を説明する。
【０１１０】
ＣＰＵ１８ｂは、図３に示す構成に加えて、３次元形状表示制御部１８９を有する。３次元形状表示制御部１８９は、３次元形状表示処理を実行する。３次元形状表示制御部１８９は、３次元形状表示処理において、ユーザーが指定点を指定するための３次元形状を表示部５に表示させる。例えば、３次元形状表示制御部１８９は、３次元形状復元部１８６により復元された３次元形状のグラフィック画像信号を生成する。３次元形状表示制御部１８９は、生成されたグラフィック画像信号を映像信号処理回路１２に出力する。映像信号処理回路１２は、ＣＣＵ９から出力された映像信号を表示部５に出力する。表示部５は、３次元形状を表示する。
【０１１１】
指定点設定部１８３は、ＣＣＵ９により取得された第１画像上に計測指定点を設定する。指定点設定部１８３により計測指定点が設定された後、画像判定部１８５は、計測指定点に対応する点が１枚以上の第２画像に含まれるか否かを判定する。３次元形状復元部１８６は、画像判定処理により計測指定点に対応する点が含まれると判定された第２画像を含む複数の画像を用いて、計測対象の物体の３次元形状を復元する。指定点設定部１８３は、３次元形状復元部１８６により復元された３次元形状上に基準指定点を設定する。
【０１１２】
上記以外の点について、図８に示す構成は、図３に示す構成と同様である。
【０１１３】
図９を使用して、第１の実施形態の変形例における３次元計測処理について説明する。図９は、３次元計測処理の手順を示す。図９に示す処理について、図６に示す処理と異なる点を説明する。
【０１１４】
ステップＳ１０３において第１画像が表示部５に表示された後、ユーザーは、操作部４を操作することにより、表示された第１画像上に２つの計測指定点を指定する。操作部４は、ユーザーにより指定された２つの計測指定点を受け付ける。指定点設定部１８３は、取得された第１画像上に２つの計測指定点を設定する（ステップＳ１０４１）。ステップＳ１０４１において２つの計測指定点が設定された後、ステップＳ１０６における処理が実行される。
【０１１５】
ステップＳ１０６において第２画像が取得された後、画像判定部１８５は、設定された２つの計測指定点の各々に対応する点が、取得された１枚以上の第２画像に含まれるか否かを判定する。画像判定部１８５は、ＣＣＵ９により取得された第２画像のうち、２つの計測指定点の各々に対応する点を含む第２画像のみを抽出する。このとき、画像判定部１８５は、２つの計測指定点に対応する２つの点の全てが存在する第２画像のみを抽出する（ステップＳ１０７１）。ステップＳ１０７１において第２画像が抽出された後、ステップＳ１０８における処理が実行される。
【０１１６】
ステップＳ１０８において３次元形状が復元された後、３次元形状表示制御部１８９は、３次元形状復元部１８６により復元された３次元形状を表示部５に表示させる（ステップＳ１２１）。ステップＳ１２１において３次元形状が表示された後、ユーザーは、操作部４を操作することにより、表示された３次元形状上に２つの基準指定点を指定する。操作部４は、ユーザーにより指定された２つの基準指定点を受け付ける。指定点設定部１８３は、復元された３次元形状上に２つの基準指定点を設定する（ステップＳ１０４２）。
【０１１７】
ステップＳ１０４２において２つの基準指定点が設定された後、ステップＳ１０５における処理が実行される。ステップＳ１０５において基準寸法設定部１８４は、復元された３次元形状上に基準距離を設定する。基準距離が設定された後、ステップＳ１０９における処理が実行される。なお、基準距離の設定は、３次元形状復元処理よりも前に行われてもよい。
【０１１８】
また、３次元形状復元処理が実行される前に基準指定点の設定処理が実行され、かつ３次元形状復元処理が実行された後に計測指定点の設定処理が実行されてもよい。つまり、指定点設定部１８３は、ＣＣＵ９により取得された第１画像上に２つの基準指定点を設定し、復元された３次元形状上に２つの計測指定点を設定してもよい。
【０１１９】
上記以外の点について、図９に示す処理は、図６に示す処理と同様である。
【０１２０】
このように、３次元形状復元のための第２画像が取得される前に、いずれか一方の指定点（計測指定点もしくは基準指定点）のみの設定が実行されることにより、ユーザーによる指定点の入力にかかる時間が短縮される。このため、内視鏡装置１は、第２画像の取得に速やかに移行することができる。
【０１２１】
（第２の実施形態）
図３に示すＣＰＵ１８ａを使用して、本発明の第２の実施形態を説明する。
【０１２２】
第２の実施形態において、ＣＣＵ９が第２画像を取得した後に指定点設定部１８３は、ＣＣＵ９により取得された第１画像上に指定点を設定する。つまり、第２画像取得処理が実行された後に指定点設定処理が実行される。
【０１２３】
図１０を使用して、第２の実施形態における３次元計測処理について説明する。図１０は、３次元計測処理の手順を示す。図１０に示す処理について、図６に示す処理と異なる点を説明する。
【０１２４】
ステップＳ１０３において第１画像が表示部５に表示された後、ステップＳ１０６における第２画像取得処理が実行される。第２画像が取得された後、ステップＳ１０４における指定点設定処理が実行される。指定点は、表示部５に表示されている第１画像上に設定される。指定点が設定された後、ステップＳ１０７における処理が実行される。
【０１２５】
ステップＳ１０８において３次元形状が復元された後、ステップＳ１０５における基準距離設定処理が実行される。基準寸法設定部１８４は、復元された３次元形状上に基準距離を設定する。基準距離が設定された後、ステップＳ１０９における処理が実行される。なお、基準距離の設定は、３次元形状が復元される前に、行われてもよい。
【０１２６】
上記以外の点について、図１０に示す処理は、図６に示す処理と同様である。
【０１２７】
第１の実施形態では、２つの計測指定点および２つの基準指定点を含む４つの指定点が設定された後、３次元形状復元のための第２画像が取得される。ユーザーにより４つの指定点が決定されるまでに時間が長くかかる場合がある。このため、第２画像が取得されるとき、計測モード移行時にユーザーが決定した構図から被写体が外れる可能性がある。被写体が構図から外れることにより、注目領域がフレームアウトする可能がある。その場合、ユーザーは構図を再度決定する必要がある。ユーザーが構図を再度決定するためには、ユーザーは内視鏡装置１のモードを計測モードから検査モードに戻す必要がある。このため、使い勝手が悪い場合がある。
【０１２８】
第２の実施形態では、指定点入力のための第１画像が取得された直後に３次元形状復元のための第２画像が取得される。第２画像が取得された後に指定点が設定される。このため、ユーザーが指定点を指定する前に、第２画像の取得が完了している。これにより、指定点入力のための第１画像が取得されてから、もしくは第１画像が表示されてから、３次元形状復元のための第２画像が取得するまでの時間が短縮される。このため、ユーザーによる指定点の入力に時間がかかった場合であっても、第２画像における構図が、ユーザーが所望する構図からずれることを抑制することができる。ユーザーが所望する構図は、指定点入力のための第１画像が取得されたときの構図である。
【０１２９】
（第３の実施形態）
図３に示すＣＰＵ１８ａを使用して、本発明の第３の実施形態を説明する。
【０１３０】
第３の実施形態において、第２画像取得処理および指定点設定処理は、並行的に実行される。言い換えると、ＣＣＵ９による第２画像の取得と、指定点設定部１８３による指定点の設定とは、並行的に実行される。また、第２画像取得処理および基準寸法設定処理は、並行的に実行される。言い換えると、ＣＣＵ９による第２画像の取得と、基準寸法設定部１８４による基準寸法の設定とは、並行的に実行される。
【０１３１】
図１１を使用して、第３の実施形態における３次元計測処理について説明する。図１１は、３次元計測処理の手順を示す。図１１に示す処理について、図６に示す処理と異なる点を説明する。
【０１３２】
ステップＳ１０２において第１画像が取得された後、ステップＳ１０３およびステップＳ１０６における処理が実行される。つまり、３次元形状復元のための第２画像の取得と指定点入力のための第１画像の表示とが並行的に実行される。ステップＳ１０６における処理は、バックグラウンド処理として実行される。
【０１３３】
ステップＳ１０３において第１画像が表示部５に表示された後、ステップＳ１０４およびステップＳ１０５における処理が実行される。つまり、第２画像の取得と指定点の設定とが並行的に実行される。また、第２画像の取得と基準距離の設定とが並行的に実行される。ステップＳ１０５において基準距離が設定され、かつステップＳ１０６において第２画像が取得された後、ステップＳ１０７における処理が実行される。
【０１３４】
指定点設定部１８３は、第２画像の取得開始タイミングから第２画像の取得終了タイミングまでの期間において、指定点を設定する。第２画像の取得開始タイミングにおいて、撮像素子２８による第２撮像状態における撮像と、ＣＣＵ９による第２画像の取得とが開始される。第２画像の取得終了タイミングにおいて、撮像素子２８による第２撮像状態における撮像と、ＣＣＵ９による第２画像の取得とが終了する。基準寸法設定部１８４は、第２画像の取得開始タイミングから第２画像の取得終了タイミングまでの期間において、基準寸法を設定する。
【０１３５】
上記以外の点について、図１１に示す処理は、図６に示す処理と同様である。
【０１３６】
ステップＳ１０４およびステップＳ１０５における処理では、ユーザーによる操作が行われる。そしてこのユーザーによる操作には、ある程度の時間を要することが予め想定される。この時間が、３次元形状復元のための第２画像の取得に利用される。ステップＳ１０５において基準距離が設定されたときには、第２画像の取得が既に完了している可能性がある。その結果、ステップＳ１０７における第２画像の抽出処理を速やかに開始できる可能性がある。少なくとも、基準距離の設定が完了した後に第２画像の取得が開始される第１の実施形態と比較して、ユーザーは明らかに画像取得時間が短いと感じることができる。
【０１３７】
上記のように、ユーザーによる操作が必要である処理と、３次元形状復元のための第２画像の取得とが並行的に実行される。これにより、ユーザーが計測結果を受け取るまでの時間が大幅に短縮され、かつ検査効率が向上する。
【０１３８】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態において、第１の実施形態におけるＣＰＵ１８ａは、図１２に示すＣＰＵ１８ｃに変更される。図１２は、ＣＰＵ１８ｃの機能構成を示す。図１２に示す構成について、図３に示す構成と異なる点を説明する。
【０１３９】
ＣＰＵ１８ｃは、図３に示す構成に加えて、部分領域設定部１９０および平滑化部１９１を有する。部分領域設定部１９０は、部分領域設定処理を実行する。部分領域設定部１９０は、部分領域設定処理において、指定点設定部１８３により設定された指定点の位置に基づいて、ＣＣＵ９により取得された第１画像上に部分領域を設定する。画像判定部１８５は、部分領域に対応する領域が１枚以上の第２画像に含まれるか否かを判定する。画像判定部１８５は、ＣＣＵ９により取得された第２画像のうち、部分領域に対応する領域を含む第２画像を抽出または選択する。このとき、画像判定部１８５は、部分領域に対応する領域の全体を含む第２画像を抽出または選択する。
【０１４０】
平滑化部１９１は、平滑化処理を実行する。平滑化部１９１は、平滑化処理において、３次元形状復元部１８６により復元された３次元形状のうち、部分領域に対応する部分を平滑化する。計測部１８７は、平滑化部１９１により平滑化された３次元形状、指定点、および基準寸法に基づいて、計測対象の物体の計測を行う。
【０１４１】
上記以外の点について、図１２に示す構成は、図３に示す構成と同様である。
【０１４２】
図１３を使用して、第４の実施形態における３次元計測処理について説明する。図１３は、３次元計測処理の手順を示す。図１３に示す処理について、図６に示す処理と異なる点を説明する。
【０１４３】
ステップＳ１０４において指定点が設定された後、部分領域設定部１９０は、設定された指定点の位置に基づいて、ＣＣＵ９により取得された第１画像上に部分領域を設定する（ステップＳ２０１）。
【０１４４】
ステップＳ２０１における処理の詳細を説明する。部分領域設定部１９０は、ユーザーにより指定された２つの基準指定点および２つの計測指定点の各々に対して、各指定点を含む部分領域を設定する。図１４は、表示部５の画面を示す。図１４に示すように、第１画像５０２が表示される。この例では、表示部５に表示された第１画像５０２上に２つの基準指定点Ｐ１，Ｐ２および２つの計測指定点Ｐ３，Ｐ４が設定される。
【０１４５】
さらに、基準指定点Ｐ１に対して部分領域Ａ１が設定され、基準指定点Ｐ２に対して部分領域Ａ２が設定され、計測指定点Ｐ３に対して部分領域Ａ３が設定され、かつ計測指定点Ｐ４に対して部分領域Ａ４が設定される。各部分領域Ａ１からＡ４は、各指定点を領域の中心にもつ矩形状の領域である。全ての部分領域Ａ１からＡ４は、同じ形状および同じ大きさをもつように設定されている。部分領域設定部１９０は、各部分領域Ａ１からＡ４の各位置（座標）を算出する。４つの部分領域の位置情報（座標情報）は、ＲＡＭ１４に保持される。例えば、部分領域の位置情報は、部分領域の代表点の位置情報（座標情報）と部分領域の大きさ情報とを含む。部分領域が特定の第１画像に関連付けられることにより、部分領域が設定される。
【０１４６】
４つの部分領域Ａ１からＡ４は、表示部５に表示される。画像表示制御部１８１は、部分領域Ａ１からＡ４を表示部５に表示させる。具体的には、画像表示制御部１８１は、各部分領域のグラフィック画像信号を生成する。画像表示制御部１８１は、生成されたグラフィック画像信号を映像信号処理回路１２に出力する。映像信号処理回路１２は、ＣＣＵ９から出力された映像信号と、ＣＰＵ１８ｃから出力されたグラフィック画像信号とを合成する。これにより、各部分領域が第１画像に重畳される。映像信号処理回路１２は、合成された映像信号を表示部５に出力する。表示部５は、各部分領域が重畳された第１画像を表示する。例えば、各部分領域は線で表示される。これにより、ユーザーは、部分領域の位置を認識することができる。
【０１４７】
ステップＳ２０１において部分領域が設定された後、ステップＳ１０５における処理が実行される。ステップＳ１０６において第２画像が取得された後、画像判定部１８５は、４つの部分領域の各々に対応する領域が、取得された１枚以上の第２画像に含まれるか否かを判定する。画像判定部１８５は、ＣＣＵ９により取得された第２画像のうち、４つの部分領域の各々に対応する領域を含む第２画像のみを抽出する（ステップＳ２０２）。
【０１４８】
この処理において、画像判定部１８５は、４つの部分領域の各々の座標情報をＲＡＭ１４から読み出す。画像判定部１８５は、複数枚の第２画像の各々において、４つの座標情報に対応する４つの対応領域を探索する。画像判定部１８５は、４つの対応領域の全てが存在する第２画像のみを抽出し、かつ抽出された第２画像をＲＡＭ１４に保持する。４つの対応領域の少なくとも１つが存在しない第２画像は破棄され、かつ３次元形状復元処理に使用されない。
【０１４９】
ステップＳ２０２において部分領域を含む第２画像が抽出された後、ステップＳ１０８における処理が実行される。ステップＳ１０８において被写体の３次元形状が復元された後、平滑化部１９１は、復元された３次元形状のうち、部分領域に対応する部分を平滑化する（ステップＳ２０３）。平滑化処理の具体例として、ガウシアンフィルターおよびメディアンフィルター等の公知技術がある。
【０１５０】
ステップＳ２０３において平滑化処理が実行された後、ステップＳ１０９における処理が実行される。ステップＳ１０９において計測部１８７は、平滑化された３次元形状データを、長さの次元を持つ３次元座標データに変換する。ステップ１０９における処理が実行された後、ステップＳ１１０における処理が実行される。ステップＳ１１０において計測部１８７は、平滑化された３次元形状データから得られた３次元座標データに基づいて、公知の計測方法で、２つの計測指定点Ｐ３，Ｐ４で規定される２点間距離の長さを計測する。
【０１５１】
上記以外の点について、図１３に示す処理は、図６に示す処理と同様である。
【０１５２】
上記の例では、矩形状の部分領域が設定される。部分領域の形状は矩形に限らない。部分領域の形状は、円、楕円、および多角形のような形状であってもよい。また、部分領域の大きさも制限されない。
【０１５３】
上記の例では、部分領域は、ユーザーにより指定された指定点が部分領域の中央に位置するように設定される。ただし、指定点の位置に対して設定される部分領域の位置は、これに限られない。部分領域は、指定点の位置から特定の距離および方向に離間した位置に設定されてもよい。
【０１５４】
ステップＳ２０３において平滑化処理が実行されなくてもよい。したがって、ＣＰＵ１８ｃが平滑化部１９１を有していなくてもよい。
【０１５５】
上記のように、第１画像上に設定された部分領域を含む第２画像のみに基づいて３次元形状の復元が実行される。部分領域を含まない第２画像に対しては３次元形状の復元が実行されない。これにより、従来の構成と比較して、３次元形状復元処理の時間が短縮される。このため、内視鏡装置１は、計測結果が表示部５に表示されることによりユーザーが計測結果を得るまでの計測処理時間を大幅に短縮することができる。このため、検査効率が向上する。
【０１５６】
また、部分領域のみを含む第２画像を３次元形状復元処理に使用することにより、処理時間に影響のない範囲において、部分領域を含む注目領域に平滑化処理を実行することができる。これにより、部分領域の３次元形状のばらつきが抑制される。その結果、計測精度が向上する。
【０１５７】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態において、第１の実施形態におけるＣＰＵ１８ａは、図１５に示すＣＰＵ１８ｄに変更される。図１５は、ＣＰＵ１８ｄの機能構成を示す。図１５に示す構成について、図３に示す構成と異なる点を説明する。
【０１５８】
ＣＰＵ１８ｄは、図３に示す構成に加えて、指標算出部１９２（計測信頼度算出部）、計測信頼度判定部１９３、および通知制御部１９４を有する。指標算出部１９２は、指標算出処理を実行する。指標算出部１９２は、指標算出処理において、復元された３次元形状に基づいて、設定された指定点に対応する点の計測信頼度の指標を算出する。計測信頼度判定部１９３は、計測信頼度判定処理を実行する。計測信頼度判定部１９３は、計測信頼度判定処理において、指標算出部１９２により算出された指標と所定の閾値とを比較することにより、計測信頼度を判定する。計測部１８７は、計測信頼度判定部１９３により計測信頼度が高いと判定された場合に計測対象の物体の計測を行う。つまり、計測部１８７は、ＣＣＵ９により取得された第２画像のうち、計測信頼度判定部１９３により計測信頼度が高いと判定された第２画像を使用して計測を行う。
【０１５９】
通知制御部１９４は、計測信頼度通知処理を実行する。通知制御部１９４は、計測信頼度通知処理において、計測信頼度判定部１９３により判定された計測信頼度をユーザーに通知する。具体的には、通知制御部１９４は、計測信頼度判定部１９３により判定された計測信頼度を示すメッセージを第１画像上に表示させる。例えば、通知制御部１９４は、メッセージのグラフィック画像信号を生成する。通知制御部１９４は、生成されたグラフィック画像信号を映像信号処理回路１２に出力する。映像信号処理回路１２は、ＣＣＵ９から出力された映像信号と、ＣＰＵ１８ｄから出力されたグラフィック画像信号とを合成する。これにより、メッセージが第１画像に重畳される。映像信号処理回路１２は、合成された映像信号を表示部５に出力する。表示部５は、メッセージが重畳された第１画像を表示する。メッセージは、計測信頼度判定部１９３による判定の結果を示す。
【０１６０】
上記以外の点について、図１５に示す構成は、図３に示す構成と同様である。
【０１６１】
図１６を使用して、第５の実施形態における３次元計測処理について説明する。図１６は、３次元計測処理の手順を示す。図１６に示す処理について、図６に示す処理と異なる点を説明する。
【０１６２】
ステップＳ１０８において被写体の３次元形状が復元された後、指標算出部１９２は、設定された指定点における計測信頼度の指標を算出する。具体的には、指標算出部１９２は、復元された３次元形状において、指定点に対応する点における計測信頼度の指標を算出する（ステップＳ３０１）。
【０１６３】
ステップＳ３０１における処理の詳細を説明する。指標算出部１９２は、第１画像上にて設定された４つの指定点と、復元された被写体の３次元形状とに基づいて、各指定点における計測信頼度の指標を計算する。第５の実施形態における計測信頼度は、復元された３次元形状が計測（または基準）に適しているか否かを示す。指標算出部１９２は、３次元形状復元処理において生成される様々な要因に基づく指標を、４つの指定点の各々に対して算出する。例えば、計測信頼度の指標は、３次元形状復元処理におけるマッチング処理時に算出される相関値および物体距離等の値である。指標算出部１９２は、算出された各指標の各値を適宜組み合わせることにより、各指定点における計測信頼度の指標を算出する。第５の実施形態では４つの指定点に対応する４つの計測信頼度に関する指標が算出される。
【０１６４】
ステップＳ３０１において計測信頼度の指標が算出された後、計測信頼度判定部１９３は、ステップＳ３０１において算出された４つの指標のそれぞれと所定の閾値とを比較することにより計測信頼度を判定する（ステップＳ３０２）。４つの指定点に対応する４つの指標の全てが所定の閾値以上である場合、計測信頼度判定部１９３は、計測信頼度が高い、すなわち３次元形状が計測に適していると判定する。４つの指定点に対応する４つの指標のうち、少なくとも１つが所定の閾値よりも小さい場合、計測信頼度判定部１９３は、計測信頼度が低い、すなわち３次元形状が計測に適していないと判定する。
【０１６５】
ステップＳ３０２において計測信頼度が高いと計測信頼度判定部１９３が判定した場合、ステップＳ１０９における処理が実行される。ステップＳ３０２において計測信頼度が低いと計測信頼度判定部１９３が判定した場合、通知制御部１９４は、計測信頼度判定部１９３により判定された計測信頼度を示すメッセージを第１画像上に表示させる。これにより、通知制御部１９４は、３次元形状が計測に適していないことをユーザーに通知する（ステップＳ３０３）。通知制御部１９４は、計測信頼度の判定結果に加えて、その判定結果に至った理由および解決策を第１画像上に表示させてもよい。
【０１６６】
ステップＳ３０３における処理が実行されることにより、３次元計測処理が終了する。ステップＳ３０２において計測信頼度が低いと計測信頼度判定部１９３が判定した場合、ステップＳ１０６において第２画像が取得されてもよい。あるいは、内視鏡装置１のモードが計測モードから検査モードへと移行してもよい。
【０１６７】
上記以外の点について、図１６に示す処理は、図６に示す処理と同様である。
【０１６８】
なお、第４の実施形態のように部分領域Ａ１からＡ４が設定される場合、ステップＳ３０１において指標算出部１９２は、復元された被写体の３次元形状と、設定された４つの部分領域Ａ１からＡ４とに基づいて、４つの部分領域Ａ１からＡ４の各々に対してそれぞれ指標を算出する。例えば、指標算出部１９２は、各種要因から算出される指標に対して、式（４）に示すような重み付き線形和により最終的な指標Ｅを算出する。
【０１６９】
【数３】
2018197674.tif 000005
【０１７０】
式（４）は、部分領域Ａ１における指標Ｅを示す。式（４）におけるｅｉは、各要因の指標を示す。式（４）におけるｗｉは、各要因の重み量を示す。式（４）におけるＮは、想定される要因の数を示す。部分領域Ａ２からＡ４における指標Ｅも、式（４）と同様の演算により算出される。指標算出部１９２は、部分領域Ａ１からＡ４の全ての指標を合計することにより最終的な指標を算出してもよい。
【０１７１】
計測信頼度の指標の算出方法は、上記の方法に限らない。例えば、計測信頼度の指標は複数種類あってもよい。指標の算出方法は、各要因の指標の論理演算であってもよい。
【０１７２】
通知制御部１９４は、計測信頼度を示すマーク等を第１画像上に表示させてもよい。ステップＳ３０２において計測信頼度が高いと計測信頼度判定部１９３が判定した場合も、通知制御部１９４は計測信頼度をユーザーに通知してもよい。ユーザーへの計測信頼度の通知方法は、表示部５による情報の表示に限らない。例えば、計測信頼度を示す音声が出力されてもよい。
【０１７３】
ステップＳ３０３においてユーザーに対する通知が実行されなくてもよい。したがって、ＣＰＵ１８ｄが通知制御部１９４を有していなくてもよい。
【０１７４】
上記のように、復元された３次元形状に基づいて計測信頼度の指標が算出され、かつその指標に基づいて計測信頼度が判定される。これにより、計測結果の精度が低くなりそうだと判断されているにもかかわらず寸法計測処理が実行されるという状況を回避することができる。このため、検査効率が向上する。
【０１７５】
（第６の実施形態）
図１５に示すＣＰＵ１８ｄを使用して、本発明の第６の実施形態を説明する。
【０１７６】
第６の実施形態において、指標算出部１９２は、指定点設定部１８３により設定された指定点における計測信頼度の指標を算出する。指標算出部１９２は、ＣＣＵ９により取得された第２画像において、指定点に対応する点における計測信頼度の指標を算出する。
【０１７７】
図１７および図１８を使用して、第６の実施形態における３次元計測処理について説明する。図１７および図１８は、３次元計測処理の手順を示す。図１７および図１８に示す処理について、図１６に示す処理と異なる点を説明する。
【０１７８】
ステップＳ１０５において基準距離が設定された後、撮像素子２８は、被写体を第２撮像状態で１回撮像することにより１枚の第２画像を生成する。ＣＣＵ９は、生成された１枚の第２画像を取得する（ステップＳ３１１）。
【０１７９】
ステップＳ３１１において１枚の第２画像が取得された後、画像判定部１８５は、ステップＳ１０４において第１画像上に設定された４つの指定点の各々に対応する点が、ステップＳ３１１において取得された１枚の第２画像に含まれるか否かを判定する（ステップＳ３１２）。
【０１８０】
この処理において、画像判定部１８５は、４つの指定点の各々の、第１画像上の座標情報をＲＡＭ１４から読み出す。画像判定部１８５は、読み出した４つの座標情報に対応する４つの対応点を、１枚の第２画像から探索する。４つの対応点の少なくとも１つが第２画像に含まれないと画像判定部１８５が判定した場合、ステップＳ３１１における処理が実行される。このとき、ステップＳ３１１において前回被写体が撮像されたときのカメラの第２撮像状態とは異なる第２撮像状態での撮像が実行される。
【０１８１】
４つの対応点の全てが第２画像に含まれると画像判定部１８５が判定した場合、指標算出部１９２は、ステップＳ１０４において設定された指定点における計測信頼度の指標を算出する。具体的には、指標算出部１９２は、ステップＳ１０６において取得された第２画像において、指定点に対応する点における計測信頼度の指標を算出する（ステップＳ３１３）。
【０１８２】
ステップＳ３１３における処理の詳細を説明する。指標算出部１９２は、ステップＳ３１１において取得された第２画像と、ステップＳ１０４において第１画像上に設定された４つの指定点とに基づいて、各指定点における計測信頼度の指標を計算する。第６の実施形態における計測信頼度は、３次元形状復元のための第２画像が計測（または基準）に適しているか否かを示す。指標算出部１９２は、４つの指定点の各々に対して指標を算出する。例えば、計測信頼度の指標は、様々なマッチング阻害要因による計測への影響度である。複数のマッチング阻害要因が存在しうる。例えば、マッチング阻害要因は、ハレーションおよびオクルージョンである。あるいは、計測信頼度の指標は、内視鏡先端のブレの発生量である。複数枚の第２画像が取得される場合、計測信頼度の指標は、第２画像における指定点の移動量であってもよい。指標算出部１９２は、算出された各値を適宜組み合わせることにより、各指定点における計測信頼度の指標を算出する。第６の実施形態では４つの指定点に対応する４つの指標が算出される。
【０１８３】
ステップＳ３１３において計測信頼度の指標が算出された後、ステップＳ３０２における計測信頼度判定処理が実行される。計測信頼度が低いと計測信頼度判定部１９３が判定した場合、第２画像は破棄され、３次元形状復元処理に使用されない。計測信頼度が高いと計測信頼度判定部１９３が判定した場合、画像判定部１８５は、第２画像をＲＡＭ１４に保持する（ステップＳ３１４）。
【０１８４】
ステップＳ３１４において第２画像がＲＡＭ１４に保持された後、画像判定部１８５は、ＲＡＭ１４に所定枚数の第２画像が保持されたか否かを判定する（ステップＳ３１５）。所定枚数は、２以上の整数である。
【０１８５】
所定枚数の第２画像が保持されていないと画像判定部１８５が判定した場合、ステップＳ３１１における処理が実行される。このとき、ステップＳ３１１において前回被写体が撮像されたときのカメラの第２撮像状態とは異なる第２撮像状態での撮像が実行される。
【０１８６】
所定枚数の第２画像が保持されたと画像判定部１８５が判定した場合、３次元形状復元部１８６は、ＲＡＭ１４に保持されている所定枚数の第２画像のみを使用して、被写体の３次元形状を復元する（ステップＳ３１６）。ステップＳ３１６における処理が実行された後、ステップＳ１０９における処理が実行される。
【０１８７】
上記以外の点について、図１７および図１８に示す処理は、図１６に示す処理と同様である。
【０１８８】
上記のように、３次元形状が復元される前に取得された第２画像に基づいて計測信頼度の指標が算出され、かつその指標に基づいて計測信頼度が判定される。これにより、計測結果の精度が低くなりそうだと判断されているにもかかわらず寸法計測処理が実行されるという状況を回避することができる。このため、検査効率が向上する。
【０１８９】
（第７の実施形態）
本発明の第１から第６の実施形態の内視鏡装置１は、指定点の位置に基づいて効率的に３次元形状復元処理を実行する特徴を有する。本発明の第７から第１１の実施形態の内視鏡装置１は、指定点の位置に基づいて効率的に第２画像を取得する特徴を有する。本発明の第７の実施形態の内視鏡装置１は、指定点の位置に基づいて、第２画像を取得するカメラの第２撮像状態を自動的に算出する特徴がある。
【０１９０】
本発明の第７の実施形態において、第１の実施形態におけるＣＰＵ１８ａは、図１９に示すＣＰＵ１８ｅに変更される。図１９は、ＣＰＵ１８ｅの機能構成を示す。図１９に示す構成について、図３に示す構成と異なる点を説明する。
【０１９１】
ＣＰＵ１８ｅは、図３に示す構成のうち画像判定部１８５を除く構成を有する。１つ以上の第２撮像状態では、指定点設定部１８３により設定された指定点に対応する位置が撮像視野に含まれる。つまり、指定点に対応する位置が撮像視野に含まれるとき、撮像素子２８は被写体を第２撮像状態で撮像する。
【０１９２】
上記以外の点について、図１９に示す構成は、図３に示す構成と同様である。
【０１９３】
図２０を使用して、第７の実施形態における３次元計測処理について説明する。図２０は、３次元計測処理の手順を示す。図２０に示す処理について、図６に示す処理と異なる点を説明する。
【０１９４】
第７の実施形態において、指定点入力のための１枚の第１画像が３次元形状復元のための画像として使用されることを想定している。３次元形状復元部１８６は、１枚の第１画像および１枚の第２画像を使用して、３次元形状を復元する。
【０１９５】
ステップＳ１０５において基準距離が設定された後、３次元形状復元のための第２画像を取得するための準備が行われる。その準備として、指定点入力のための第１画像が取得されたときの第１撮像状態から、第２画像が取得されるときの第２撮像状態へと撮像状態を変化させるための変化量が算出される。具体的には、湾曲制御部１８８は、第１画像と、ステップＳ１０２において取得された第１画像における指定点の位置とに基づいて、内視鏡先端の湾曲駆動方向を算出する（ステップＳ４０１）。
【０１９６】
ステップＳ４０１における処理の詳細を説明する。図２１は、表示部５の画面を示す。図２１に示すように、第１画像５０３が表示される。この例では、表示部５に表示された第１画像５０３上に２つの基準指定点Ｐ１，Ｐ２および２つの計測指定点Ｐ３，Ｐ４が設定される。湾曲制御部１８８は、撮像視野（第１画像５０３）の中心位置Ｃ１と、４つの指定点の重心位置Ｇ１とを算出する。重心位置Ｇ１は４つの指定点の位置に基づいて算出される。湾曲制御部１８８は、４つの指定点の重心位置Ｇ１から撮像視野の中心位置Ｃ１に向かう方向Ｄ１を算出する。そして湾曲制御部１８８は、４つの指定点の重心位置Ｇ１が撮像視野の中心位置Ｃ１に向かって方向Ｄ１に沿って移動するような、挿入部２の先端２０の湾曲駆動方向を求める。湾曲駆動方向は方向Ｄ１とは正反対である。湾曲駆動方向は、算出した方向Ｄ１に基づいて算出される。
【０１９７】
ステップＳ４０１において湾曲駆動方向が算出された後、湾曲制御部１８８は、メモリに予め記憶されている湾曲駆動量を読み出す（ステップＳ４０２）。例えば、湾曲駆動量はＲＯＭ１３に記憶されている。この湾曲駆動量は、指定点位置、重心位置Ｇ１、および湾曲駆動方向に関わらず一定値（固定値）である。
【０１９８】
ステップＳ４０２において湾曲駆動量が読み出された後、湾曲制御部１８８は、湾曲駆動方向および湾曲駆動量に基づいて、挿入部２の先端２０を湾曲させるための命令を生成する。湾曲制御部１８８により生成された命令は、制御インタフェース１７を介して内視鏡ユニット８に出力される。内視鏡ユニット８は、その命令に基づいて挿入部２の先端２０を湾曲させる（ステップＳ４０３）。これにより、指定点に対応する位置が撮像視野に含まれ、かつ指定点に対応する位置が撮像視野の中心に近づくように挿入部２の先端２０が湾曲する。その結果、第２画像が取得されるとき、指定点に対応する点が撮像視野から外れる可能性が低減する。
【０１９９】
ステップＳ４０３において湾曲駆動が実行された後、撮像素子２８は、被写体を第２撮像状態で１回撮像することにより１枚の第２画像を生成する。ＣＣＵ９は、生成された１枚の第２画像を取得する（ステップＳ４０４）。
【０２００】
ステップＳ４０４において１枚の第２画像が取得された後、３次元形状復元部１８６は、取得された第１画像と第２画像とを使用して被写体の３次元形状を復元する（ステップＳ４０５）。ステップＳ４０５において被写体の３次元形状が復元された後、ステップＳ１０９における処理が実行される。
【０２０１】
上記以外の点について、図２０に示す処理は、図６に示す処理と同様である。
【０２０２】
上記の例では、湾曲駆動方向を算出するために４つの指定点の重心位置が算出される。湾曲駆動方向の算出方法は、上記の方法に限らない。例えば、２つの計測指定点のみ、あるいは２つの基準指定点のみの重心位置が算出されてもよい。あるいは、最初に指定された１つの指定点から撮像視野の中心位置Ｃ１に向かう方向が湾曲駆動方向として算出されてもよい。また、画面の横方向が湾曲駆動方向として算出されてもよい。
【０２０３】
第７の実施形態では、基準距離の設定（ステップＳ１０５）が実行された後、３次元形状の復元（ステップＳ４０５）が実行される。つまり、３次元形状復元部１８６が３次元形状を復元する前に、基準寸法設定部１８４は、ＣＣＵ９により取得された第１画像上に基準寸法を設定する。しかしながら、基準距離の設定が実行されるタイミングは、ステップＳ１０９における処理が実行されるタイミングの前であればいつでもよい。例えば、３次元形状の復元が実行された後、基準距離の設定が実行されてもよい。つまり、３次元形状復元部１８６が３次元形状を復元した後に、基準寸法設定部１８４は、３次元形状復元部１８６により復元された３次元形状上に基準寸法を設定してもよい。
【０２０４】
第１の実施形態の変形例と同様に、指定点の設定処理は、計測指定点の設定処理および基準指定点の設定処理に分割されてもよい。例えば、３次元形状復元処理が実行される前に計測指定点の設定処理が実行される。つまり、３次元形状復元部１８６が３次元形状を復元する前に指定点設定部１８３は、ＣＣＵ９により取得された第１画像上に計測指定点を設定する。また、３次元形状復元処理が実行された後に基準指定点の設定処理が実行される。つまり、指定点設定部１８３は、３次元形状復元部１８６により復元された３次元形状上に基準指定点を設定する。
【０２０５】
３次元形状復元処理が実行される前に基準指定点の設定処理が実行され、かつ３次元形状復元処理が実行された後に計測指定点の設定処理が実行されてもよい。つまり、３次元形状復元部１８６が３次元形状を復元する前に指定点設定部１８３は、ＣＣＵ９により取得された第１画像上に基準指定点を設定してもよい。指定点設定部１８３は、３次元形状復元部１８６により復元された３次元形状上に計測指定点を設定してもよい。
【０２０６】
上記のように、第１画像上に設定された指定点に基づいて第２画像が取得される。このため、３次元形状復元処理に使用される第２画像の抽出（選択）処理を省略することができる。これにより、内視鏡装置１は、計測結果が表示部５に表示されることによりユーザーが計測結果を得るまでの計測処理時間を大幅に短縮することができる。このため、検査効率が向上する。
【０２０７】
（第８の実施形態）
本発明の第８の実施形態において、第１の実施形態におけるＣＰＵ１８ａは、図２２に示すＣＰＵ１８ｆに変更される。図２２は、ＣＰＵ１８ｆの機能構成を示す。図２２に示す構成について、図３に示す構成と異なる点を説明する。
【０２０８】
ＣＰＵ１８ｆは、図３に示す構成に加えて、撮像状態算出部１９５を有する。３次元形状復元部１８６が３次元形状を復元する前に、画像判定部１８５は、第２画像が３次元形状の復元に使用する画像として適切であるか否かを判定する。画像判定部１８５により、第２画像が３次元形状の復元に使用する画像として適切であると判定された場合に、３次元形状復元部１８６は３次元形状を復元する。
【０２０９】
画像判定部１８５により、第２画像が３次元形状の復元に使用する画像として不適切であると判定された場合に、撮像状態算出部１９５は、撮像状態算出処理を実行する。撮像状態算出部１９５は、撮像状態算出処理において、撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つを算出する。撮像素子２８は、撮像状態算出部１９５により算出された撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つで計測対象の物体を撮像することにより第２画像を生成する。ＣＣＵ９は、撮像状態算出部１９５により算出された撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つで計測対象の物体を撮像することにより生成された第２画像を取得する。
【０２１０】
上記以外の点について、図２２に示す構成は、図３に示す構成と同様である。
【０２１１】
図２３および図２４を使用して、第８の実施形態における３次元計測処理について説明する。図２３および図２４は、３次元計測処理の手順を示す。図２３および図２４に示す処理について、図２０に示す処理と異なる点を説明する。
【０２１２】
ステップＳ１０５において基準距離が設定された後、湾曲制御部１８８は、メモリに予め記憶されている湾曲駆動方向および湾曲駆動量を読み出す（ステップＳ４１１）。例えば、湾曲駆動方向および湾曲駆動量はＲＯＭ１３に記憶されている。湾曲駆動方向は、一定方向（固定方向）である。湾曲駆動量は、一定値（固定値）である。ステップＳ４１１において湾曲駆動方向および湾曲駆動量が読み出された後、ステップＳ４０３における処理が実行される。ステップＳ４０３において挿入部２の先端２０は所定方向に湾曲する。
【０２１３】
ステップＳ４０４において１枚の第２画像が取得された後、画像判定部１８５は、ステップＳ１０４においてＲＡＭ１４に保持された指定点の座標情報をＲＡＭ１４から読み出す。画像判定部１８５は、ステップＳ４０４において取得された第２画像から、指定点に最も類似する類似点を検出する（ステップＳ４１２）。この例では第１画像上に４つの指定点が設定されているため、画像判定部１８５は、４つの指定点に対応する４つの類似点を第２画像から検出する。
【０２１４】
ステップＳ４１２において類似点が検出された後、画像判定部１８５は、第１画像における指定点と、第２画像における類似点との距離すなわち変位量を算出する（ステップＳ４１３）。この例では４つの指定点とそれらに対応する４つの類似点とがあるため、４つの変位量が算出される。
【０２１５】
ステップＳ４１３において変位量が算出された後、画像判定部１８５は、ステップＳ４１３において算出された４つの変位量の各々が所定範囲内であるか否かを判定する。これにより、画像判定部１８５は、第２画像が３次元形状の復元に使用する画像として適切であるか否かを判定する（ステップＳ４１４）。
【０２１６】
４つの変位量の全てが所定範囲内であると画像判定部１８５が判定した場合、ステップＳ４０５における処理が実行される。つまり、第２画像が３次元形状の復元に使用する画像として適切であると判定された場合に、ステップＳ４０５において３次元形状復元部１８６は３次元形状を復元する。
【０２１７】
４つの変位量の少なくとも１つが所定範囲内でない、言い換えると、第２画像が３次元形状の復元に使用する画像として適切でない、と画像判定部１８５が判定した場合、その第２画像は破棄され、３次元形状復元処理に使用されない（ステップＳ４１５）。
【０２１８】
変位量が小さすぎる場合、視差量が小さく、かつ３次元形状の復元に失敗する（正確な３次元形状が復元されない）可能性がある。変位量が大きすぎる場合、取得された複数の画像間で視野の重なる領域が小さくなる。これらの問題が生じるため、変化量が適切な範囲に収まることが重要である。
【０２１９】
ステップＳ４１５において第２画像が破棄された後、３次元形状復元のための新たな第２画像すなわち２枚目の第２画像を取得するための準備が行われる。具体的には、撮像状態算出部１９５は、次に取得される第２画像における類似点がその第２画像の撮像視野内に収まるような第２撮像状態を算出する。撮像状態算出部１９５は、類似点が第２画像の撮像視野内のあらかじめ決められた所定範囲内（第８の実施形態では撮像視野の視野中心を含む所定の範囲内）に収まるような第２撮像状態を算出してもよい。より具体的には、撮像状態算出部１９５は、類似点が視差方向に一定量変位するために必要な内視鏡先端の湾曲駆動方向および湾曲駆動量を算出する（ステップＳ４１６）。このとき、撮像状態算出部１９５は、ステップＳ４１１において読み出された湾曲駆動量と、ステップＳ４１３において算出された変位量とを使用する。
【０２２０】
つまり、ステップＳ４１４において第２画像が３次元形状の復元に使用する画像として不適切であると判定された場合に、ステップＳ４１６において撮像状態算出部１９５は、第２画像を取得するための撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つを算出する。ステップＳ４１６において湾曲駆動方向および湾曲駆動量が算出された後、ステップＳ４０３における処理が実行される。ステップＳ４０３において湾曲駆動が実行された後、ステップＳ４０４における処理が実行される。このとき、撮像素子２８は、撮像状態算出部１９５により算出された撮像位置および撮像姿勢の少なくとも１つで被写体を撮像することにより第２画像を生成する。ＣＣＵ９は、撮像素子２８により生成された第２画像を取得する。
【０２２１】
撮像素子２８が新たな第２画像のための撮像を実行できない場合、あるいは、ステップＳ４１４において変位量が所定範囲内にないと判定された場合、内視鏡装置１のモードが検査モードに戻ってもよい。
【０２２２】
上記以外の点について、図２３および図２４に示す処理は、図２０に示す処理と同様である。
【０２２３】
ＣＰＵ１８ｆは、図１５に示すＣＰＵ１８ｄにおける通知制御部１９４を有してもよい。通知制御部１９４は、指示通知処理を実行してもよい。通知制御部１９４は、指示通知処理において、内視鏡先端の移動のための操作の指示をユーザーに通知する。例えば、通知制御部１９４は、ステップＳ４１６において算出された湾曲駆動方向における湾曲操作の指示をユーザーに通知する。通知制御部１９４は、第１の操作、第２の操作、および第３の操作の少なくとも１つの指示をユーザーに通知してもよい。第１の操作は、ユーザーが挿入部２を被写体の内部に向かって押す操作である。第２の操作は、ユーザーが挿入部２を手元側に引く操作である。第３の操作は、ユーザーが挿入部２を捩じる操作である。
【０２２４】
第５の実施形態における図１６に示すステップＳ３０２における判定には、３次元形状復元処理で生成される各種情報が使用される。一方、図２４に示すステップＳ４１４における判定では、２次元の画像から得られた情報が使用される。このため、計算負荷の高い３次元形状復元処理が実行される前に判定を行うことができる。その結果、内視鏡装置１は、早い段階でユーザーに結果を通知することができる。
【０２２５】
（第９の実施形態）
図２２に示すＣＰＵ１８ｆを使用して、本発明の第９の実施形態を説明する。
【０２２６】
第８の実施形態では１枚の第２画像が３次元形状復元に使用されるが、第９の実施形態では複数枚の第２画像が３次元形状復元に使用される。
【０２２７】
図２５を使用して、第９の実施形態における３次元計測処理について説明する。図２５は、３次元計測処理の手順を示す。第８の実施形態における図２４に示す処理（ステップＳ４１２の類似点検出処理以降の処理）が、図２５に示す処理に変更される。図２５に示す処理について、図２４に示す処理と異なる点を説明する。
【０２２８】
ステップＳ４１４において、４つの変位量の全てが所定範囲内であると画像判定部１８５が判定した場合、画像判定部１８５は、判定に使用された第２画像をＲＡＭ１４に保持する（ステップＳ４２１）。ステップＳ４２１において第２画像がＲＡＭ１４に保持された後、画像判定部１８５は、ＲＡＭ１４内に保持された第２画像の枚数が所定枚数に達したか否かを判定する。（ステップＳ４２２）。所定枚数は、１以上の整数である。
【０２２９】
ステップＳ４２２において、所定枚数の第２画像が取得されたと画像判定部１８５が判定した場合、ステップＳ４０５における処理が実行される。ステップＳ４２２において、所定枚数の第２画像が取得されていないと画像判定部１８５が判定した場合、ステップＳ４１２において検出された類似点は指定点に置換される（ステップＳ４２３）。ステップＳ４２３において類似点が指定点に置換された後、ステップＳ４１６における処理が実行される。
【０２３０】
上記以外の点について、図２５に示す処理は、図２４に示す処理と同様である。
【０２３１】
第９の実施形態では、内視鏡装置１は、第８の実施形態と比較して、計測精度を向上させることができる。
【０２３２】
（第１０の実施形態）
図２２に示すＣＰＵ１８ｆを使用して、本発明の第１０の実施形態を説明する。
【０２３３】
第１０の実施形態において、第２画像取得処理および指定点設定処理は、並行的に実行される。言い換えると、ＣＣＵ９による第２画像の取得と、指定点設定部１８３による指定点の設定とは、並行的に実行される。また、第２画像取得処理および基準寸法設定処理は、並行的に実行される。言い換えると、ＣＣＵ９による第２画像の取得と、基準寸法設定部１８４による基準寸法の設定とは、並行的に実行される。
【０２３４】
第１０の実施形態において、撮像状態算出処理および指定点設定処理は、並行的に実行される。言い換えると、撮像状態算出部１９５による撮像状態の算出と、指定点設定部１８３による指定点の設定とは、並行的に実行される。また、撮像状態算出処理および基準寸法設定処理は、並行的に実行される。言い換えると、撮像状態算出部１９５による撮像状態の算出と、基準寸法設定部１８４による基準寸法の設定とは、並行的に実行される。
【０２３５】
第１０の実施形態において、湾曲制御処理および指定点設定処理は、並行的に実行される。言い換えると、湾曲制御部１８８による湾曲機構の制御と、指定点設定部１８３による指定点の設定とは、並行的に実行される。また、湾曲制御処理および基準寸法設定処理は、並行的に実行される。言い換えると、湾曲制御部１８８による湾曲機構の制御と、基準寸法設定部１８４による基準寸法の設定とは、並行的に実行される。
【０２３６】
図２６を使用して、第１０の実施形態における３次元計測処理について説明する。図２６は、３次元計測処理の手順を示す。図２６に示す処理について、図２０に示す処理と異なる点を説明する。
【０２３７】
ステップＳ１０２において第１画像が取得された後、ステップＳ１０３からステップＳ１０５における処理が実行される。また、ステップＳ１０２において第１画像が取得された後、制御部１８０は、ユーザーにより指定された指定点を操作部４が受け付けたか否かを判定する（ステップＳ５０１）。ステップＳ５０１における判定は、ステップＳ１０４において受け付けられた複数の指定点のうち少なくとも１つに対して行われればよい。
【０２３８】
ステップＳ５０１において、指定点を操作部４が受け付けていないと制御部１８０が判定した場合、ステップＳ５０１における処理が再度実行される。つまり、操作部４が指定点を受け付けるまで、ステップＳ５０１における処理が繰り返される。
【０２３９】
ステップＳ５０１において、指定点を操作部４が受け付けたと制御部１８０が判定した場合、ステップＳ４０１からステップＳ４０４における処理が実行される。つまり、撮像状態の算出（ステップＳ４０１からステップＳ４０２）と指定点の設定（ステップＳ１０４）とが並行的に実行される。あるいは、撮像状態の算出（ステップＳ４０１からステップＳ４０２）と基準距離の設定（ステップＳ１０５）とが並行的に実行される。あるいは、湾曲制御（ステップＳ４０３）と指定点の設定（ステップＳ１０４）とが並行的に実行される。あるいは、湾曲制御（ステップＳ４０３）と基準距離の設定（ステップＳ１０５）とが並行的に実行される。あるいは、第２画像の取得（ステップＳ４０４）と指定点の設定（ステップＳ１０４）とが並行的に実行される。あるいは、第２画像の取得（ステップＳ４０４）と基準距離の設定（ステップＳ１０５）とが並行的に実行される。ステップＳ４０１からステップＳ４０４における処理は、バックグラウンド処理として実行される。ステップＳ１０５において基準距離が設定され、かつステップＳ４０４において第２画像が取得された後、ステップＳ４０５における３次元形状復元処理が実行される。
【０２４０】
撮像状態算出部１９５は、指定点の設定開始タイミングから指定点の設定終了タイミングまでの期間において、撮像状態を算出する。指定点の設定開始タイミングにおいて、指定点設定部１８３による指定点の設定が開始される。指定点の設定終了タイミングにおいて、指定点設定部１８３による指定点の設定が終了する。あるいは、撮像状態算出部１９５は、基準寸法の設定開始タイミングから基準寸法の設定終了タイミングまでの期間において、撮像状態を算出する。基準寸法の設定開始タイミングにおいて、基準寸法設定部１８４による基準寸法の設定が開始される。基準寸法の設定終了タイミングにおいて、基準寸法設定部１８４による基準寸法の設定が終了する。
【０２４１】
あるいは、指定点設定部１８３は、湾曲開始タイミングから湾曲終了タイミングまでの期間において、指定点を設定する。湾曲開始タイミングにおいて、湾曲制御部１８８による湾曲制御に基づく内視鏡先端の湾曲が開始される。湾曲終了タイミングにおいて、湾曲制御部１８８による湾曲制御に基づく内視鏡先端の湾曲が終了する。あるいは、基準寸法設定部１８４は、湾曲開始タイミングから湾曲終了タイミングまでの期間において、基準寸法を設定する。
【０２４２】
あるいは、指定点設定部１８３は、第２画像の取得開始タイミングから第２画像の取得終了タイミングまでの期間において、指定点を設定する。第２画像の取得開始タイミングにおいて、撮像素子２８による第２撮像状態における撮像と、ＣＣＵ９による第２画像の取得とが開始される。第２画像の取得終了タイミングにおいて、撮像素子２８による第２撮像状態における撮像と、ＣＣＵ９による第２画像の取得とが終了する。あるいは、基準寸法設定部１８４は、第２画像の取得開始タイミングから第２画像の取得終了タイミングまでの期間において、基準寸法を設定する。
【０２４３】
上記以外の点について、図２６に示す処理は、図２０に示す処理と同様である。
【０２４４】
ユーザーによる操作が行われるステップＳ１０４およびステップＳ１０５における処理にある程度の時間を要することが予め想定される。この時間が、撮像状態の算出、湾曲制御、および第２画像の取得に利用される。ステップＳ１０５において基準距離が設定されたときには、第２画像の取得が既に完了している可能性がある。その結果、ステップＳ４０５における３次元形状復元処理を速やかに開始できる可能性がある。少なくとも、基準距離の設定が完了した後に第２画像の取得が開始される第７の実施形態と比較して、ユーザーは明らかに画像取得時間が短いと感じることができる。
【０２４５】
上記のように、ユーザーによる操作が必要である処理と、３次元形状復元のための第２画像の取得に関する処理とが並行的に実行される。これにより、ユーザーが計測結果を受け取るまでの時間が大幅に短縮され、かつ検査効率が向上する。
【０２４６】
（第１１の実施形態）
本発明の第１１の実施形態において、第１の実施形態におけるＣＰＵ１８ａは、図２７に示すＣＰＵ１８ｇに変更される。図２７は、ＣＰＵ１８ｇの機能構成を示す。図２７に示す構成について、図３に示す構成と異なる点を説明する。
【０２４７】
ＣＰＵ１８ｇは、図３に示す構成に加えて、３次元形状表示制御部１８９、仮指定点設定部１９６、および注目領域設定部１９７を有する。３次元形状表示制御部１８９は、３次元形状表示処理を実行する。３次元形状表示制御部１８９は、３次元形状表示処理において、ユーザーが指定点を指定するための３次元形状を表示部５に表示させる。
【０２４８】
仮指定点設定部１９６は、仮指定点設定処理を実行する。仮指定点設定部１９６は、仮指定点設定処理において、ＣＣＵ９により取得された第１画像上に仮指定点を設定する。仮指定点は、第２画像を取得するための基準位置を示す。例えば、仮指定点は、ユーザーにより入力される。仮指定点設定部１９６は、１つ以上の仮指定点を設定する。１つ以上の第２撮像状態では、仮指定点設定部１９６により設定された仮指定点に対応する位置が撮像視野に含まれる。指定点設定部１８３は、３次元形状復元部１８６により復元された３次元形状または第１画像上に指定点を設定する。基準寸法設定部１８４は、３次元形状復元部１８６により復元された３次元形状上に基準寸法を設定する。
【０２４９】
注目領域設定部１９７は、注目領域設定処理を実行する。注目領域設定部１９７は、注目領域設定処理において、仮指定点設定部１９６により設定された仮指定点の位置に基づいて、ＣＣＵ９により取得された第１画像上に注目領域を設定する。
【０２５０】
上記以外の点について、図２７に示す構成は、図３に示す構成と同様である。
【０２５１】
図２８を使用して、第１１の実施形態における３次元計測処理について説明する。図２８は、３次元計測処理の手順を示す。図２８に示す処理について、図２０に示す処理と異なる点を説明する。
【０２５２】
ステップＳ１０３において第１画像が表示部５に表示された後、ユーザーは、操作部４を操作することにより、表示された第１画像上に仮指定点を指定する。操作部４は、ユーザーにより指定された仮指定点を受け付ける。仮指定点設定部１９６は、ステップＳ１０２において取得された第１画像上に仮指定点を設定する（ステップＳ６０１）。
【０２５３】
図２９は、表示部５の画面を示す。図２９に示すように、第１画像５０４が表示される。この例では、表示部５に表示された第１画像５０４上に２つの仮指定点Ｑ１およびＱ２が設定される。仮指定点Ｑ１は仮計測指定点であり、かつ仮指定点Ｑ２は仮基準指定点である。
【０２５４】
図２９に示す例において、ユーザーによる仮指定点の指定方法は、指定点の指定方法と同様である。ユーザーは、ボタンＢＴ１を操作することにより、図示していないカーソルを移動させる。ユーザーがボタンＢＴ２を押したとき、カーソルの位置に仮指定点が指定される。ユーザーがボタンＢＴ３を押したとき、指定された仮指定点がキャンセルされる。ユーザーの操作により各仮指定点が指定されたとき、仮指定点設定部１９６は、指定された各仮指定点の各位置（座標）を算出する。２つの仮指定点の位置情報（座標情報）は、ＲＡＭ１４に保持される。仮指定点の位置は、時間をかけて決定された正確な座標位置である必要はない。
【０２５５】
例えば、ユーザーは、計測指定点が設定されると想定される領域において仮指定点を指定し、かつ基準指定点が設定されると想定される領域において他の仮指定点を指定する。ユーザーが簡易的に（素早く）仮指定点を設定できることが重要である。
【０２５６】
指定された２つの仮指定点Ｑ１およびＱ２は、表示部５に表示される。画像表示制御部１８１は、仮指定点を表示部５に表示させる。具体的には、画像表示制御部１８１は、各仮指定点のグラフィック画像信号を生成する。画像表示制御部１８１は、生成されたグラフィック画像信号を映像信号処理回路１２に出力する。映像信号処理回路１２は、ＣＣＵ９から出力された映像信号と、ＣＰＵ１８ｇから出力されたグラフィック画像信号とを合成する。これにより、各仮指定点が第１画像に重畳される。映像信号処理回路１２は、合成された映像信号を表示部５に出力する。表示部５は、各仮指定点が重畳された第１画像を表示する。これにより、ユーザーは、仮指定点の位置を認識することができる。
【０２５７】
ステップＳ６０１において仮指定点が設定された後、注目領域設定部１９７は、ステップＳ６０１において設定された仮指定点の位置に基づいて、ＣＣＵ９により取得された第１画像上に注目領域を設定する（ステップＳ６０２）。
【０２５８】
ステップＳ６０２における処理の詳細を説明する。注目領域設定部１９７は、ユーザーにより指定された２つの仮指定点の各々に対して、各仮指定点を含む注目領域を設定する。図２９に示す例では、仮指定点Ｑ１に対して注目領域Ｂ１が設定され、かつ仮指定点Ｑ２に対して注目領域Ｂ２が設定される。各注目領域Ｂ１およびＢ２は、各仮指定点を領域の中心にもつ矩形状の領域である。注目領域設定部１９７は、各注目領域Ｂ１およびＢ２の各位置（座標）を算出する。２つの注目領域Ｂ１および注目領域Ｂ２の位置情報（座標情報）は、ＲＡＭ１４に保持される。例えば、注目領域の位置情報は、注目領域の代表点の位置情報（座標情報）と注目領域の大きさ情報とを含む。注目領域が特定の第１画像に関連付けられることにより、注目領域が設定される。
【０２５９】
２つの注目領域Ｂ１およびＢ２は、表示部５に表示される。画像表示制御部１８１は、注目領域Ｂ１およびＢ２を表示部５に表示させる。具体的には、画像表示制御部１８１は、各注目領域のグラフィック画像信号を生成する。画像表示制御部１８１は、生成されたグラフィック画像信号を映像信号処理回路１２に出力する。映像信号処理回路１２は、ＣＣＵ９から出力された映像信号と、ＣＰＵ１８ｇから出力されたグラフィック画像信号とを合成する。これにより、各注目領域が第１画像に重畳される。映像信号処理回路１２は、合成された映像信号を表示部５に出力する。表示部５は、各注目領域が重畳された第１画像を表示する。例えば、各注目領域は線で表示される。これにより、ユーザーは、注目領域の位置を認識することができる。
【０２６０】
仮指定点を決定するための手段は、ユーザーによる入力に限定されない。例えば、内視鏡装置１に予め登録された情報に基づいて、仮指定点設定部１９６が自動的に仮指定点を決定してもよい。例えば、仮指定点が予め設定された参照画像がパーソナルコンピュータ４１またはメモリカード４２から内視鏡装置１に取り込まれる。仮指定点設定部１９６は、参照画像上に設定された仮指定点と類似する点をパターンマッチングにより第１画像から検出し、かつ検出された点を仮指定点として設定してもよい。
【０２６１】
仮指定点としてメモリに予め登録された座標情報が表示部５に表示されてもよい。ユーザーが仮指定点を指定するとき、ユーザーは、表示部５に表示された座標情報を参考にすることができる。
【０２６２】
上記の例では、矩形状の注目領域が設定される。注目領域の形状は矩形に限らない。注目領域の形状は、円、楕円、および多角形のような形状であってもよい。また、注目領域の大きさも制限されない。
【０２６３】
上記の例では、注目領域は、ユーザーにより指定された仮指定点が注目領域の中央に位置するように設定される。注目領域の位置は、これに限られない。注目領域は、仮指定点の位置から特定の距離および方向に離間した位置に設定されてもよい。
【０２６４】
注目領域の大きさは、内視鏡装置１により自動的に設定されてもよい。あるいは、ユーザーが注目領域の大きさを決定してもよい。また、仮指定点の数に限定はない。例えば、上記の例のように、複数の計測指定点を代表する１つの仮指定点および複数の基準指定点を代表する１つの仮指定点が設定される。複数の計測指定点および複数の基準指定点の各々に対して１つずつ仮指定点が設定されてもよい。第１画像における視野範囲内の狭い領域において計測指定点および基準指定点の候補点が重なる場合、１つのみの仮指定点が設定されてもよい。
【０２６５】
ステップＳ６０２において注目領域が設定された後、ステップＳ４０１における処理が実行される。ステップＳ４０１において湾曲制御部１８８は、ステップＳ１０２において取得された第１画像における注目領域の位置に基づいて、内視鏡先端の湾曲駆動方向を算出する。
【０２６６】
ステップＳ４０５において３次元形状が復元された後、３次元形状表示制御部１８９は、３次元形状復元部１８６により復元された３次元形状を表示部５に表示させる（ステップＳ６０３）。ステップＳ６０３において３次元形状が表示された後、ユーザーは、操作部４を操作することにより、表示された３次元形状上に指定点を指定する。操作部４は、ユーザーにより指定された計測指定点および基準指定点を受け付ける。指定点設定部１８３は、復元された３次元形状上に計測指定点および基準指定点を設定する（ステップＳ６０４）。
【０２６７】
なお、３次元形状表示制御部１８９は、３次元形状復元部１８６により復元された３次元形状だけでなく、第１画像も表示部５に表示させても良い。その場合、指定点設定部１８３は、第１画像または３次元形状上に計測指定点及び基準指定点を設定する。指定点設定部１８３は、第１画像上に計測指定点を設定し、かつ３次元形状上に基準指定点を設定してもよい。あるいは、指定点設定部１８３は、第１画像上に基準指定点を設定し、かつ３次元形状上に計測指定点を設定してもよい。
【０２６８】
３次元形状表示制御部１８９は、３次元形状復元部１８６により復元された３次元形状を表示させずに、第１画像を表示部５に表示させても良い。その場合、指定点設定部１８３は、第１画像上に計測指定点および基準指定点を設定する。上記のように、指定点設定部１８３は、第１画像および３次元形状の少なくとも１つに指定点を設定してもよい。
【０２６９】
ステップＳ６０４において指定点が設定された後、ステップＳ１０５における処理が実行される。ステップＳ１０５において基準寸法設定部１８４は、復元された３次元形状上に基準距離を設定する。ステップＳ１０５において基準距離が設定された後、ステップＳ１０９における処理が実行される。
【０２７０】
図２８に示す処理において、図６に示すステップＳ１０７に相当する処理は含まれない。つまり、ＣＣＵ９により取得された第２画像のうち、仮指定点に対応する点を含む第２画像のみを抽出する処理は図２８に示す処理に含まれない。しかし、仮指定点の座標を使用することにより、注目領域が含まれてない第２画像を、３次元形状復元処理の対象から外すことができる。その結果、３次元形状復元処理の処理時間を短縮することができる。
【０２７１】
上記以外の点について、図２８に示す処理は、図２０に示す処理と同様である。
【０２７２】
ステップＳ６０２において注目領域が設定されなくてもよい。ステップＳ４０１において湾曲制御部１８８は、設定された仮指定点の位置に基づいて、内視鏡先端の湾曲駆動方向を算出してもよい。したがって、ＣＰＵ１８ｇが注目領域設定部１９７を有していなくてもよい。
【０２７３】
第１の実施形態では、２つの計測指定点および２つの基準指定点を含む４つの指定点が設定された後、３次元形状復元のための第２画像が取得される。指定点の正確な位置の決定のためにユーザーにより４つの指定点が決定されるまでに時間が長くかかる場合がある。このため、第２画像が取得されるとき、計測モード移行時にユーザーが決定した構図から被写体が外れる可能性がある。被写体が構図から外れることにより、注目領域がフレームアウトする可能がある。その場合、ユーザーは構図を再度決定する必要がある。ユーザーが構図を再度決定するためには、ユーザーは内視鏡装置１のモードを計測モードから検査モードに戻す必要がある。このため、使い勝手が悪い場合がある。
【０２７４】
これに対して、第１１の実施形態では、指定点入力のための第１画像が取得された直後に仮指定点が簡易的に設定される。仮指定点に基づいて、３次元形状復元のための第２画像が取得される。第２画像が取得された後に指定点が設定される。ユーザーが指定点を指定する前に、第２画像の取得が完了している。これにより、指定点入力のための第１画像が取得されてから、もしくは第１画像が表示されてから、３次元形状復元のための第２画像が取得されるまでの時間が短縮される。このため、ユーザーによる指定点の入力に時間がかかった場合であっても、第２画像における構図が、ユーザーが所望する構図からずれることを抑制することができる。ユーザーが所望する構図は、指定点入力のための第１画像が取得されたときの構図である。したがって、検査効率の向上と使い勝手の向上とを両立することができる。
【０２７５】
（第１２の実施形態）
本発明の第１２の実施形態では、３次元形状復元のための第２画像を取得する装置と、３次元形状復元機能が搭載されている装置とが異なる。図３０は、第１２の実施形態の内視鏡システム１００（計測システム）の構成を示す。図３０に示すように、内視鏡システム１００は、内視鏡装置１（画像取得装置）および外部端末装置６（３次元形状復元装置）を有する。内視鏡装置１は、画像取得装置を構成する。外部端末装置６は、３次元形状復元装置を構成する。
【０２７６】
ＣＰＵ１８ａが、図３１に示すＣＰＵ１８ｈに変更される点を除いて、内視鏡装置１の構成は、図２に示す構成と同様である。内視鏡装置１において、外部機器インタフェース１６（データ通信部）は、外部端末装置６と通信を行う。具体的には、外部機器インタフェース１６は、取得された第２画像を外部端末装置６に送信する。
【０２７７】
また、外部機器インタフェース１６は、指定点情報および基準寸法情報を外部端末装置６に送信する。指定点情報は、指定点設定部１８３によって設定された指定点の位置（座標）を示す。基準寸法情報は、基準寸法設定部１８４によって設定された基準寸法（基準距離）を示す。したがって、外部機器インタフェース１６は、少なくとも第２画像を含む複数の画像と、指定点設定部１８３によって設定された指定点の情報と、基準寸法設定部１８４によって設定された基準寸法の情報と、を含む計測処理用情報を外部端末装置６に送信する。例えば、複数の画像は、複数枚の第２画像で構成される。あるいは、複数の画像は、１枚の第１画像および１枚以上の第２画像で構成される。また、外部機器インタフェース１６は、内視鏡の対物光学系のパラメーター、すなわち内部パラメーターを外部端末装置６に送信する。
【０２７８】
例えば、外部機器インタフェース１６は、無線モジュールであり、外部端末装置６と無線通信を行う。内視鏡装置１および外部端末装置６がＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）ケーブル等のケーブルで接続され、かつ外部機器インタフェース１６はケーブルを介して外部端末装置６と通信を行ってもよい。
【０２７９】
外部端末装置６は、計測処理用情報および内部パラメーターを内視鏡装置１から受信する。つまり、外部端末装置６は、第２画像を含む複数の画像、指定点情報、基準寸法情報、および内部パラメーターを内視鏡装置１から受信する。外部端末装置６は、受信された複数枚の第２画像の中から、指定点情報に基づく指定点が含まれる第２画像を抽出し、抽出された第２画像、指定点情報、基準寸法情報、および内部パラメーターに基づいて３次元形状復元処理を実行する。
【０２８０】
例えば、外部端末装置６はモバイル端末である。外部端末装置６は、固定型端末であってもよい。外部端末装置６の形態は、これらに限らない。
【０２８１】
第１２の実施形態において、第１の実施形態におけるＣＰＵ１８ａは、図３１に示すＣＰＵ１８ｈに変更される。図３１は、ＣＰＵ１８ｈの機能構成を示す。図３１に示す構成について、図３に示す構成と異なる点を説明する。
【０２８２】
ＣＰＵ１８ｈは、図３に示す構成のうち画像判定部１８５、３次元形状復元部１８６、および計測部１８７を除く構成を有する。また、ＣＰＵ１８ｈは、データ通信制御部１９８を有する。データ通信制御部１９８は、外部機器インタフェース１６が外部端末装置６と行う通信を制御する。つまり、データ通信制御部１９８は、外部機器インタフェース１６に対して、取得された第２画像、指定点情報、基準寸法情報、および内部パラメーターを外部端末装置６へと送信させる。
【０２８３】
上記以外の点について、図３１に示す構成は、図３に示す構成と同様である。
【０２８４】
図３２は、外部端末装置６の機能構成を示す。図３２に示すように、外部端末装置６は、データ通信部６０、ＣＰＵ６１、および表示部６２を有する。
【０２８５】
データ通信部６０は、取得された第２画像、指定点情報、基準寸法情報、および内部パラメーターを内視鏡装置１から受信する。例えば、データ通信部６０は、無線モジュールであり、内視鏡装置１と無線通信を行う。データ通信部６０はケーブルを介して内視鏡装置１と通信を行ってもよい。
【０２８６】
画像判定部６１１、３次元形状復元部６１２、計測部６１３、およびデータ通信制御部６１４によってＣＰＵ６１の機能が構成されている。ＣＰＵ６１を構成するブロックの少なくとも１つがＣＰＵ６１とは別の回路で構成されてもよい。
【０２８７】
画像判定部６１１、３次元形状復元部６１２、計測部６１３、およびデータ通信制御部６１４は、プロセッサおよび論理回路の少なくとも１つで構成されてもよい。例えば、プロセッサは、ＣＰＵ、ＤＳＰ、およびＧＰＵの少なくとも１つである。例えば、論理回路は、ＡＳＩＣおよびＦＰＧＡの少なくとも１つである。画像判定部６１１、３次元形状復元部６１２、計測部６１３、およびデータ通信制御部６１４は、１つまたは複数のプロセッサを含むことができる。画像判定部６１１、３次元形状復元部６１２、計測部６１３、およびデータ通信制御部６１４は、１つまたは複数の論理回路を含むことができる。
【０２８８】
画像判定部６１１は、図３に示す画像判定部１８５と同様に構成されている。画像判定部６１１は、受信された指定点の情報に基づいて、当該指定点に対応する点が、受信された第２画像に含まれるか否かを判定する。画像判定部６１１（画像抽出部）は、指定点に対応する点が含まれると判定された第２画像を抽出する。３次元形状復元部６１２は、図３に示す３次元形状復元部１８６と同様に構成されている。３次元形状復元部６１２は、抽出された第２画像を含む複数の画像を使用して、物体の３次元形状を復元する。計測部６１３は、図３に示す計測部１８７と同様に構成されている。計測部６１３は、復元された３次元形状、受信された指定点の情報、および受信された基準寸法の情報に基づいて、物体の計測を行う。データ通信制御部６１４は、データ通信部６０が内視鏡装置１と行う通信を制御する。つまり、データ通信制御部６１４は、データ通信部６０に対して、第２画像、指定点情報、基準寸法情報、および内部パラメーターを内視鏡装置１から受信させる。
【０２８９】
ＣＰＵ６１は、ＣＰＵ６１の動作を規定する命令を含むプログラムを読み込み、かつ読み込まれたプログラムを実行してもよい。つまり、ＣＰＵ６１の機能はソフトウェアにより実現されてもよい。このプログラムの実現形態は、内視鏡装置１の機能を実現するプログラムの実現形態と同様である。
【０２９０】
表示部６２は、表示画面を有し、かつ操作メニュー等を表示画面に表示する。表示部６２は、ＬＣＤ等のモニタ（ディスプレイ）である。
【０２９１】
図３３を使用して、第１２の実施形態における３次元計測処理について説明する。図３３は、内視鏡装置１および外部端末装置６が実行する処理の手順を示す。３次元計測処理は、内視鏡装置１における処理ＳＧ１０と、外部端末装置６における処理ＳＧ２０とに分割されている。内視鏡装置１が実行する処理について、図６に示す処理と異なる点を説明する。
【０２９２】
ステップＳ１０６において複数枚の第２画像が取得された後、データ通信制御部１９８は、外部機器インタフェース１６に対して、複数枚の第２画像、指定点情報、基準寸法情報、および内部パラメーターを外部端末装置６へ送信する命令を出す。これにより、外部機器インタフェース１６は、第２画像、指定点情報、基準寸法情報、および内部パラメーターを外部端末装置６に送信する（ステップＳ７０１）。ステップＳ７０１における処理が実行されることにより、内視鏡装置１における処理が終了する。
【０２９３】
外部端末装置６が実行する処理について説明する。データ通信制御部６１４は、データ通信部６０に対して、第２画像、指定点情報、基準寸法情報、および内部パラメーターを内視鏡装置１から受信させる。これにより、データ通信部６０は、第２画像、指定点情報、基準寸法情報、および内部パラメーターを内視鏡装置１から受信する（ステップＳ８０１）。
【０２９４】
ステップＳ８０１において、第２画像、指定点情報、基準寸法情報、および内部パラメーターが受信された後、画像判定部６１１は、受信された複数枚の第２画像の中から、指定点に対応する対応点を含む第２画像を抽出する（ステップＳ８０２）。ステップＳ８０２における処理は、図６に示すステップＳ１０７における処理と同様である。ステップＳ８０２において対応点を含む第２画像が抽出された後、３次元形状復元部６１２は、抽出された第２画像のみを使用して被写体の３次元形状を復元する（ステップＳ８０３）。ステップＳ８０３における処理は、図６に示すステップＳ１０８における処理と同様である。
【０２９５】
ステップＳ８０３において被写体の３次元形状が復元された後、計測部６１３は、被写体の３次元形状データを、長さの次元を持つ３次元座標データに変換する（ステップＳ８０４）。ステップＳ８０４における処理は、図６に示すステップＳ１０９における処理と同様である。
【０２９６】
ステップＳ８０４の後、計測部６１３は、得られた３次元座標データに基づいて、公知の計測方法で、２つの計測指定点で規定される２点間距離の長さを計測する（ステップＳ８０５）。ステップＳ８０５における処理は、図６に示すステップＳ１１０における処理と同様である。
【０２９７】
ステップＳ８０５において２点間距離の長さが計測された後、計測結果が表示部６２に表示される（ステップＳ８０６）。ステップＳ８０６における処理が実行されることにより、外部端末装置６における処理が終了する。
【０２９８】
なお、第１２の実施形態では、指定点の受け付け、指定点設定処理、基準寸法の受け付け、及び基準寸法設定処理を内視鏡装置１が行っているが、これらの処理を外部端末装置６が行っても良い。この場合、内視鏡装置１からは、第１画像、第２画像、及び内部パラメーターが送信され、外部端末装置６によってそれらが受信される。そして、外部端末装置６では、受信された第１画像が表示され、第１画像上の指定点の受け付け及び指定点設定処理が行われる。さらに基準寸法の受け付け及び基準寸法設定処理が行われる。そして複数枚の第２画像の中から指定点に対応する対応点が含まれる第２画像が抽出され、抽出された第２画像を用いて３次元形状復元処理が行われる。その後、ステップＳ８０４からステップＳ８０６における処理が行われる。
【０２９９】
また、第１２の実施形態では、３次元形状復元処理が第２画像のみを用いて行われているが、第１画像および第２画像を用いて３次元形状復元処理が行われても良い。この場合、内視鏡装置１からは、第１画像、第２画像、及び内部パラメーターが送信され、外部端末装置６によってそれらが受信される。そして、複数枚の第２画像の中から指定点に対応する対応点が含まれる第２画像が抽出され、抽出された第２画像と、受信された第１の画像とを用いて３次元形状復元処理が行われる。
【０３００】
上記のように、計算負荷が高い３次元形状復元処理は、３次元形状復元のための第２画像を取得する内視鏡装置１とは異なる外部端末装置６により実行される。外部端末装置６の処理性能が内視鏡装置１の処理性能よりも高い場合、処理時間を短縮することができる。また、内視鏡装置１が使用される現場以外の場所でユーザーは計測結果を確認することができる。外部端末装置６がモバイル端末である場合、ユーザーは、計測結果をどこでも確認することができる。このため、ユーザーの作業場所が固定されない。その結果、検査効率が向上する。
【０３０１】
（第１３の実施形態）
本発明の第１３の実施形態は、第１２の実施形態と同様に、内視鏡装置１および外部端末装置６とからなる内視鏡システム１００に関する。
【０３０２】
第１３の実施形態における内視鏡システム１００における外部端末装置６は、内視鏡装置１から受信した第１画像に基づいて指定点を指定すると共に基準寸法を設定する。さらに外部端末装置６は、第２画像取得時の撮像位置及び撮像姿勢に到達するための、内視鏡先端の湾曲駆動方向及び湾曲駆動量を算出し、算出した湾曲駆動方向及び湾曲駆動量を内視鏡装置１に送信する。第１３の実施形態における内視鏡システム１００における内視鏡装置１は、受信した湾曲駆動方向及び湾曲駆動量に基づいて、内視鏡先端を湾曲させる。その後、内視鏡装置１は、第２画像を取得する。
【０３０３】
第１３の実施形態において、第１２の実施形態におけるＣＰＵ１８ｈは、図３４に示すＣＰＵ１８ｉに変更される。図３４は、ＣＰＵ１８ｉの機能構成を示す。図３４に示す構成について、図３１に示す構成と異なる点を説明する。
【０３０４】
ＣＰＵ１８ｉは、図３１に示す構成のうち指定点設定部１８３および基準寸法設定部１８４を除く構成を有する。データ通信制御部１９８は、外部機器インタフェース１６に対して、取得された第１画像、第２画像、および内部パラメーターを外部端末装置６へと送信させる。また、データ通信制御部１９８は、外部機器インタフェース１６に対して、外部端末装置６から送信される、内視鏡先端の湾曲駆動に関する湾曲情報（湾曲駆動方向及び湾曲駆動量）を受信させる。湾曲情報は、指定点に対応する点が含まれる第２画像を撮像するための内視鏡装置１（撮像素子２８）の撮像状態を示す。
【０３０５】
上記以外の点について、図３４に示す構成は、図３１に示す構成と同様である。
【０３０６】
図３５は外部端末装置６の構成を示す。図３５に示す構成について、図３２に示す構成と異なる点を説明する。
【０３０７】
外部端末装置６において、操作部６３が追加されている。操作部６３は、ユーザーインタフェースである。操作部６３は、ユーザーが操作部６３を操作することにより入力した計測指定点および基準指定点を受け付ける。操作部６３は、計測指定点および基準指定点の位置を示す情報をＣＰＵ６１ａに出力する。また、操作部６３は、ユーザーが操作部６３を操作することにより入力した基準寸法を受け付ける。操作部６３は、基準寸法を示す情報をＣＰＵ６１ａに出力する。
【０３０８】
第１３の実施形態において、第１２の実施形態におけるＣＰＵ６１は、図３５に示すＣＰＵ６１ａに変更される。ＣＰＵ６１ａは、図３２に示す画像判定部６１１、３次元形状復元部６１２、計測部６１３、およびデータ通信制御部６１４を有する。また、ＣＰＵ６１ａは、カーソル表示制御部６１５、指定点設定部６１６、基準寸法設定部６１７、撮像状態算出部６１８（第２画像撮像状態算出部）、および画像表示制御部６１９を有する。なお、カーソル表示制御部６１５、指定点設定部６１６、および基準寸法設定部６１７はそれぞれ、図３１のカーソル表示制御部１８２、指定点設定部１８３、および基準寸法設定部１８４と同じ機能を有する。また、撮像状態算出部６１８および画像表示制御部６１９はそれぞれ、図２２の撮像状態算出部１９５および画像表示制御部１８１と同じ機能を有する。
【０３０９】
データ通信制御部６１４は、データ通信部６０に対して、第１画像、第２画像、および内部パラメーターを内視鏡装置１から受信させる。これにより、データ通信部６０（受信部）は、第１画像、第２画像、および内部パラメーターを内視鏡装置１から受信する。また、データ通信制御部６１４は、データ通信部６０に対して、内視鏡先端の湾曲駆動に関する湾曲情報を内視鏡装置１に送信させる。これにより、データ通信部６０（送信部）は、湾曲情報を内視鏡装置１に送信する。つまり、データ通信部６０は、指定点に対応する点が含まれる第２画像を撮像するための内視鏡装置１の撮像状態を内視鏡装置１に送信する。撮像状態算出部６１８は、第１画像および指定点に基づいて、指定点に対応する点が含まれる第２画像を撮像するための内視鏡装置１の撮像状態を算出する。３次元形状復元部６１２は、受信された第２画像を含む複数の画像に基づいて、物体の３次元形状を復元する。計測部６１３は、３次元形状、指定点、および基準寸法に基づいて、物体の計測を行う。
【０３１０】
図３６を使用して、第１３の実施形態における３次元計測処理について説明する。３次元計測処理は、内視鏡装置１における処理ＳＧ１１と、外部端末装置６における処理ＳＧ２１とに分割されている。内視鏡装置１および外部端末装置６が実行する処理について、図３３に示す処理と異なる点を説明する。
【０３１１】
ステップＳ１０２において第１画像が取得された後、データ通信制御部１９８は、外部機器インタフェース１６に対して、取得した第１画像を外部端末装置６へ送信させる命令を出す。これにより、外部機器インタフェース１６は、第１画像を外部端末装置６に送信する（ステップＳ９０１）。ステップＳ９０１における処理が実行されることにより、内視鏡装置１における処理が一旦終了する。
【０３１２】
外部端末装置６のデータ通信制御部６１４は、データ通信部６０（受信部）に対して、内視鏡装置１から送信される第１画像を受信させる。これにより、データ通信部６０は、第１画像を内視鏡装置１から受信する（ステップＳ１００１）。
【０３１３】
ステップＳ１００１において第１画像が受信された後、画像表示制御部６１９は、受信された第１画像を表示部５に表示させる（ステップＳ１００２）。
【０３１４】
ステップＳ１００２において第１画像が表示部５に表示された後、ユーザーは、操作部６３を操作することにより、表示された第１画像上に指定点を指定する。操作部６３は、ユーザーにより指定された計測指定点および基準指定点を受け付ける。指定点設定部６１６は、表示された第１画像上に、ユーザーにより指定された基準指定点および計測指定点を設定する（ステップＳ１００３）。
【０３１５】
ステップＳ１００３において指定点が設定された後、ユーザーは、操作部６３を操作することにより、基準距離を指定する。操作部６３は、ユーザーにより指定された基準距離を受け付ける。基準寸法設定部１８４は、取得された第１画像上に基準距離を設定する（ステップＳ１００４）。
【０３１６】
指定点設定処理（ステップＳ１００３）及び基準寸法設定処理（ステップＳ１００４）が終わった後に、撮像状態算出部６１８は、第１画像が取得されたときの第１撮像状態から、第２画像が取得されるときの第２撮像状態へと撮像状態を変化させるための内視鏡先端の変化量を算出する。まず、撮像状態算出部６１８は、内視鏡先端を第１撮像状態から第２撮像状態にするための、内視鏡先端の撮像条件としての湾曲駆動方向を、第１画像及び指定点位置情報に基づいて算出する（ステップＳ１００５）。湾曲駆動方向の算出処理に関しては、第７の実施形態を参照されたい。その後、撮像状態算出部６１８は、内視鏡先端を第１撮像状態から第２撮像状態にするための、内視鏡先端の撮像条件としての湾曲駆動量を、第１画像及び指定点位置情報に基づいて算出する（ステップＳ１００６）。
【０３１７】
ステップＳ１００６において湾曲駆動量が算出された後、データ通信制御部６１４は、データ通信部６０（送信部）に対して、撮像条件としての湾曲駆動に関する情報、即ち、湾曲駆動方向及び湾曲駆動量を、内視鏡装置１に向けて送信させる命令を出す。これにより、データ通信部６０は、湾曲駆動方向及び湾曲駆動量を内視鏡装置１に送信する（ステップＳ１００７）。ステップＳ１００７における処理が実行されることにより、外部端末装置６における処理が一旦終了する。
【０３１８】
内視鏡装置１のデータ通信制御部１９８は、外部機器インタフェース１６に対して、外部端末装置６から送信される湾曲駆動方向及び湾曲駆動量を受信するように命令を出す。これにより、外部機器インタフェース１６は、湾曲駆動方向及び湾曲駆動量を受信する（ステップＳ９０２）。
【０３１９】
ステップＳ９０２において、湾曲駆動方向及び湾曲駆動量が受信された後、湾曲制御部１８８は、受信された湾曲駆動方向および湾曲駆動量に基づいて、挿入部２の先端２０を湾曲させるための命令を生成する。湾曲制御部１８８により生成された命令は、制御インタフェース１７を介して内視鏡ユニット８に出力される。内視鏡ユニット８は、その命令に基づいて挿入部２の先端２０を湾曲させる（ステップＳ４０３）。
【０３２０】
ステップＳ４０３において湾曲駆動が実行された後、撮像素子２８は、被写体を第２撮像状態で１回撮像することにより１枚の第２画像を生成する。ＣＣＵ９は、生成された１枚の第２画像を取得する（ステップＳ４０４）。
【０３２１】
ステップＳ４０４において１枚の第２画像が取得された後、データ通信制御部１９８は、外部機器インタフェース１６に対して、取得した第２画像及び３次元形状復元に必要な情報、例えば内部パラメーターを外部端末装置６へ送信させる命令を出す。これにより、外部機器インタフェース１６は、第２画像および内部パラメーターを外部端末装置６に送信する（ステップＳ９０３）。ステップＳ９０３における処理が実行されることにより、内視鏡装置１における処理が終了する。
【０３２２】
外部端末装置６のデータ通信制御部６１４は、データ通信部６０に対して、内視鏡装置１から送信される第２画像及び内部パラメーターを受信させる。これにより、データ通信部６０は、第２画像及び内部パラメーターを内視鏡装置１から受信する（ステップＳ１００８）。
【０３２３】
ステップＳ１００８において第２画像および内部パラメーターが受信された後、３次元形状復元部６１２は、ステップＳ１００１で受信された第１画像と、ステップＳ１００８で受信された第２画像とを用いて被写体の３次元形状を復元する（ステップＳ１００９）。ステップＳ１００９の後、ステップＳ８０４からステップＳ８０６における処理が実行される。
【０３２４】
上記のように、計算負荷が高い３次元形状復元処理は、３次元形状復元のための第２画像を取得する内視鏡装置１とは異なる外部端末装置６により実行される。外部端末装置６の処理性能が内視鏡装置１の処理性能よりも高い場合、処理時間を短縮することができる。また、内視鏡装置１が使用される現場以外の場所でユーザーは計測結果を確認することができる。外部端末装置６がモバイル端末である場合、ユーザーは、計測結果をどこでも確認することができる。このため、ユーザーの作業場所が固定されない。その結果、検査効率が向上する。
【０３２５】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態およびその変形例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【０３２６】
１  内視鏡装置
２  挿入部
３  コントロールユニット
４，６３  操作部
５，６２  表示部
６  外部端末装置
８  内視鏡ユニット
９  ＣＣＵ
１０  制御ユニット
１２  映像信号処理回路
１３  ＲＯＭ
１４  ＲＡＭ
１５  カードインタフェース
１６  外部機器インタフェース
１７  制御インタフェース
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ，１８ｈ，１８ｉ，６１，６１ａ  ＣＰＵ
２０  先端
２８  撮像素子
６０  データ通信部
１００  内視鏡システム
１８０  制御部
１８１，６１９  画像表示制御部
１８２，６１５  カーソル表示制御部
１８３，６１６  指定点設定部
１８４，６１７  基準寸法設定部
１８５，６１１  画像判定部
１８６，６１２  ３次元形状復元部
１８７，６１３  計測部
１８８  湾曲制御部
１８９  ３次元形状表示制御部
１９０  部分領域設定部
１９１  平滑化部
１９２  指標算出部
１９３  計測信頼度判定部
１９４  通知制御部
１９５，６１８  撮像状態算出部
１９６  仮指定点設定部
１９７  注目領域設定部
１９８，６１４  データ通信制御部
【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２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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