(57)【要約】【課題】操作の煩わしさを低減し操作性を向上することができる計測用内視鏡装置およびプログラムを提供する。【解決手段】基準点指定部１８ｂは、計測対象物上の２つの基準点を指定する。基準曲線算出部１８ｃは、基準点に基づいて、計測対象物の輪郭を近似する基準曲線を算出する。欠損構成点算出部１８ｄは、基準点および基準曲線に基づいて、計測対象物に形成された欠損の輪郭を構成する欠損構成点を算出する。欠損サイズ算出部１８ｆは、欠損構成点に基づいて欠損のサイズを計測する。階調削減部１８ｈは、映像信号に基づいた画像の階調を削減する。【選択図】図２
2008295512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測対象物を撮像し撮像信号を生成する電子内視鏡と、前記撮像信号に基づいて映像信号を生成する画像処理手段と、前記映像信号に基づいて前記計測対象物の計測処理を行う計測処理手段と、前記映像信号に基づいた画像を表示する表示手段とを備えた計測用内視鏡装置において、
前記計測処理手段は、
前記計測対象物上の２つの基準点を指定する基準点指定手段と、
前記基準点に基づいて、前記計測対象物の輪郭を近似する輪郭近似線を算出する輪郭近似線算出手段と、
前記基準点および前記輪郭近似線に基づいて、前記計測対象物に形成された欠損の輪郭を構成する欠損構成点を算出する欠損構成点算出手段と、
前記欠損構成点に基づいて前記欠損のサイズを計測する欠損計測手段と、
前記映像信号に基づいた画像の階調を削減する階調削減手段と、
を備え、前記表示手段はさらに、前記階調削減手段によって階調の削減された画像を表示する
ことを特徴とする計測用内視鏡装置。
【請求項２】
前記輪郭近似線算出手段は、前記電子内視鏡の先端に設置された撮像光学系の歪みを補正した前記輪郭近似線を算出することを特徴とする請求項１に記載の計測用内視鏡装置。
【請求項３】
前記計測処理手段は、前記２つの基準点に対応した２本の前記輪郭近似線が形成する角度に応じて前記欠損の種類を判別する欠損種類判別手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の計測用内視鏡装置。
【請求項４】
前記欠損計測手段は、前記欠損のサイズを示すパラメータとして、前記欠損の種類に応じた前記パラメータを算出することを特徴とする請求項３に記載の計測用内視鏡装置。
【請求項５】
前記欠損構成点算出手段は、前記２つの基準点に対応した２本の前記輪郭近似線の交点を前記欠損構成点の１つとして算出することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の計測用内視鏡装置。
【請求項６】
前記欠損計測手段は、前記欠損のサイズを示すパラメータとして、少なくとも２種類の前記パラメータを算出することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の計測用内視鏡装置。
【請求項７】
前記輪郭近似線算出手段は、１つの前記基準点の周辺にある前記計測対象物の輪郭線上の少なくとも２つの特徴点を算出し、前記少なくとも２つの特徴点に基づいて前記輪郭近似線を算出することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の計測用内視鏡装置。
【請求項８】
前記階調削減手段は、前記映像信号に基づいた画像を、信号レベルを２値化した２値化画像に変換することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の計測用内視鏡装置。
【請求項９】
前記階調削減手段によって階調の削減された画像を少なくとも表示する第１の状態と、前記階調削減手段によって階調の削減された画像を表示せずに、前記階調削減手段によって階調の削減される前の画像を表示する第２の状態との間で表示状態を切り替える切替手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の計測用内視鏡装置。
【請求項１０】
前記表示状態を切り替えるタイミングをユーザが入力する入力手段をさらに備え、
前記切替手段は、前記入力手段に入力された前記タイミングで前記表示状態を切り替える
ことを特徴とする請求項９に記載の計測用内視鏡装置。
【請求項１１】
予め設定された時間を計測する時間計測手段をさらに備え、
前記切替手段は、前記表示状態を切り替えた第１のタイミングから、前記時間計測手段によって計測された時間が経過した第２のタイミングで前記表示状態を再度切り替える
ことを特徴とする請求項９に記載の計測用内視鏡装置。
【請求項１２】
前記表示手段は、画像を表示可能な第１および第２の画像表示領域を有しており、前記階調削減手段によって階調の削減された画像を前記第１および第２の画像表示領域の一方または両方に表示することを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の計測用内視鏡装置。
【請求項１３】
計測対象物を撮像し撮像信号を生成する電子内視鏡と、前記撮像信号に基づいて映像信号を生成する画像処理手段と、前記映像信号に基づいて前記計測対象物の計測処理を行う計測処理手段と、前記映像信号に基づいた画像を表示する表示手段とを備えた計測用内視鏡装置の動作を制御するためのプログラムにおいて、
前記計測処理手段は、
前記計測対象物上の２つの基準点を指定する基準点指定手段と、
前記基準点に基づいて、前記計測対象物の輪郭を近似する輪郭近似線を算出する輪郭近似線算出手段と、
前記基準点および前記輪郭近似線に基づいて、前記計測対象物に形成された欠損の輪郭を構成する欠損構成点を算出する欠損構成点算出手段と、
前記欠損構成点に基づいて前記欠損のサイズを計測する欠損計測手段と、
前記映像信号に基づいた画像の階調を削減する階調削減手段と、
を備え、前記表示手段は、前記階調削減手段によって階調の削減された画像を表示する
ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子内視鏡を用いて撮像した画像に基づいて計測対象物の計測処理を行う計測用内視鏡装置、およびその動作を制御するためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
主に航空機に使われるガスタービンでは、異物等の侵入により、タービンブレードあるいはコンプレッサブレードのエッジに欠損が生じることがある。このブレードの欠損サイズはブレードの交換を判断する条件のひとつであり、その検査は極めて重要なものである。このような状況に対して、従来の計測用内視鏡においては、タービンブレードあるいはコンプレッサブレードの欠損のエッジを仮想曲線および仮想点で近似し、それらを元に欠損サイズを計測していた（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２０４７２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の方法では、欠損のエッジをパラメトリック曲線で近似していたため、１つの仮想曲線を算出するために少なくとも３点の基準点を指定する必要があり、また、算出された仮想曲線を手動で調整してエッジの形状変更を行う必要があったため、操作が煩雑になるという問題があった。また、角の頂点を含む計測対象物の角に形成された欠損に対しては、角の欠損のエッジを、１つの仮想曲線とその曲線上の仮想点とで近似していたため、少なくとも４点の基準点を指定する必要があり、ここでも操作が煩雑になるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、操作の煩わしさを低減し操作性を向上することができる計測用内視鏡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】
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、計測対象物を撮像し撮像信号を生成する電子内視鏡と、前記撮像信号に基づいて映像信号を生成する画像処理手段と、前記映像信号に基づいて前記計測対象物の計測処理を行う計測処理手段と、前記映像信号に基づいた画像を表示する表示手段とを備えた計測用内視鏡装置において、前記計測処理手段は、前記計測対象物上の２つの基準点を指定する基準点指定手段と、前記基準点に基づいて、前記計測対象物の輪郭を近似する輪郭近似線を算出する輪郭近似線算出手段と、前記基準点および前記輪郭近似線に基づいて、前記計測対象物に形成された欠損の輪郭を構成する欠損構成点を算出する欠損構成点算出手段と、前記欠損構成点に基づいて前記欠損のサイズを計測する欠損計測手段と、前記映像信号に基づいた画像の階調を削減する階調削減手段と、を備え、前記表示手段はさらに、前記階調削減手段によって階調の削減された画像を表示することを特徴とする計測用内視鏡装置である。
【０００６】
また、本発明の計測用内視鏡装置において、前記輪郭近似線算出手段は、前記電子内視鏡の先端に設置された撮像光学系の歪みを補正した前記輪郭近似線を算出することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の計測用内視鏡装置において、前記計測処理手段は、前記２つの基準点に対応した２本の前記輪郭近似線が形成する角度に応じて前記欠損の種類を判別する欠損種類判別手段をさらに備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の計測用内視鏡装置において、前記欠損計測手段は、前記欠損のサイズを示すパラメータとして、前記欠損の種類に応じた前記パラメータを算出することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の計測用内視鏡装置において、前記欠損構成点算出手段は、前記２つの基準点に対応した２本の前記輪郭近似線の交点を前記欠損構成点の１つとして算出することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の計測用内視鏡装置において、前記欠損計測手段は、前記欠損のサイズを示すパラメータとして、少なくとも２種類の前記パラメータを算出することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の計測用内視鏡装置において、前記輪郭近似線算出手段は、１つの前記基準点の周辺にある前記計測対象物の輪郭線上の少なくとも２つの特徴点を算出し、前記少なくとも２つの特徴点に基づいて前記輪郭近似線を算出することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の計測用内視鏡装置において、前記階調削減手段は、前記映像信号に基づいた画像を、信号レベルを２値化した２値化画像に変換することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の計測用内視鏡装置において、前記階調削減手段によって階調の削減された画像を少なくとも表示する第１の状態と、前記階調削減手段によって階調の削減された画像を表示せずに、前記階調削減手段によって階調の削減される前の画像を表示する第２の状態との間で表示状態を切り替える切替手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の計測用内視鏡装置は、前記表示状態を切り替えるタイミングをユーザが入力する入力手段をさらに備え、前記切替手段は、前記入力手段に入力された前記タイミングで前記表示状態を切り替えることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の計測用内視鏡装置は、予め設定された時間を計測する時間計測手段をさらに備え、前記切替手段は、前記表示状態を切り替えた第１のタイミングから、前記時間計測手段によって計測された時間が経過した第２のタイミングで前記表示状態を再度切り替えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の計測用内視鏡装置において、前記表示手段は、画像を表示可能な第１および第２の画像表示領域を有しており、前記階調削減手段によって階調の削減された画像を前記第１および第２の画像表示領域の一方または両方に表示することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の計測用内視鏡装置は、計測対象物を撮像し撮像信号を生成する電子内視鏡と、前記撮像信号に基づいて映像信号を生成する画像処理手段と、前記映像信号に基づいて前記計測対象物の計測処理を行う計測処理手段と、前記映像信号に基づいた画像を表示する表示手段とを備えた計測用内視鏡装置の動作を制御するためのプログラムにおいて、前記計測処理手段は、前記計測対象物上の２つの基準点を指定する基準点指定手段と、前記基準点に基づいて、前記計測対象物の輪郭を近似する輪郭近似線を算出する輪郭近似線算出手段と、前記基準点および前記輪郭近似線に基づいて、前記計測対象物に形成された欠損の輪郭を構成する欠損構成点を算出する欠損構成点算出手段と、前記欠損構成点に基づいて前記欠損のサイズを計測する欠損計測手段と、前記映像信号に基づいた画像の階調を削減する階調削減手段と、を備え、前記表示手段は、前記階調削減手段によって階調の削減された画像を表示することを特徴とするプログラムである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、２つの基準点を指定すれば欠損サイズの計測が可能となるので、操作の煩わしさを低減し操作性を向上することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置の構成を示している。図１に示すように、本実施形態による計測用内視鏡装置は、内視鏡２と、コントロールユニット３と、リモートコントローラ４（入力手段）と、液晶モニタ５と、フェイスマウントディスプレイ（ＦＭＤ）６と、ＦＭＤアダプタ６ａと、光学アダプタ７ａ，７ｂ，７ｃと、内視鏡ユニット８と、カメラコントロールユニット９と、制御ユニット１０とから構成されている。
【００２０】
計測対象物を撮像し撮像信号を生成する内視鏡２（電子内視鏡）は細長の挿入部２０を備えている。挿入部２０は、先端側から順に、硬質な先端部２１と、例えば上下左右に湾曲可能な湾曲部２２と、柔軟性を有する可撓管部２３とを連設して構成されている。挿入部２０の基端部は内視鏡ユニット８に接続されている。先端部２１は、観察視野を２つ有するステレオ用の光学アダプタ７ａ，７ｂあるいは観察視野が１つだけの通常観察光学アダプタ７ｃ等、各種の光学アダプタが例えば螺合によって着脱自在な構成になっている。
【００２１】
コントロールユニット３は、内視鏡ユニット８、画像処理手段であるカメラコントロールユニット（以下、ＣＣＵと記載する。）９、および制御装置である制御ユニット１０を内部に備えている。内視鏡ユニット８は、観察時に必要な照明光を供給する光源装置と、挿入部２０を構成する湾曲部２２を湾曲させる湾曲装置とを備えている。ＣＣＵ９は、挿入部２０の先端部２１に内蔵されている固体撮像素子２ａから出力された撮像信号を入力し、これをＮＴＳＣ信号等の映像信号に変換して制御ユニット１０に供給する。
【００２２】
制御ユニット１０は、音声信号処理回路１１と、映像信号処理回路１２と、ＲＯＭ１３と、ＲＡＭ１４と、ＰＣカードインターフェース（以下、ＰＣカードＩ／Ｆと記載する。）１５と、ＵＳＢインターフェース（以下、ＵＳＢ Ｉ／Ｆと記載する。）１６と、ＲＳ−２３２Ｃインターフェース（以下、ＲＳ−２３２Ｃ Ｉ／Ｆと記載する。）１７と、計測処理部１８とから構成されている。
【００２３】
マイク３４によって集音された音声信号や、メモリカード等の記録媒体を再生して得られる音声信号、あるいは計測処理部１８によって生成された音声信号が音声信号処理回路１１に供給される。映像信号処理回路１２は、ＣＣＵ９から供給された内視鏡画像とグラフィックによる操作メニューとを合成した合成画像を表示するために、ＣＣＵ９からの映像信号を、計測処理部１８の制御により生成される操作メニュー等のための表示信号と合成する処理を行う。また、映像信号処理回路１２は、液晶モニタ５の画面上に映像を表示するために合成後の映像信号に所定の処理を施して液晶モニタ５に供給する。
【００２４】
ＰＣカードＩ／Ｆ１５は、ＰＣＭＣＩＡメモリカード３２やフラッシュメモリカード３３等のメモリカード（記録媒体）を自由に着脱できるようになっている。メモリカードを装着することにより、計測処理部１８の制御に従って、このメモリカードに記憶されている制御処理情報や画像情報等を取り込んだり、制御処理情報や画像情報等をメモリカードに記録したりすることができる。
【００２５】
ＵＳＢ Ｉ／Ｆ１６は、コントロールユニット３とパーソナルコンピュータ３１（入力手段）とを電気的に接続するためのインターフェースである。このＵＳＢ Ｉ／Ｆ１６を介してコントロールユニット３とパーソナルコンピュータ３１とを電気的に接続することにより、パーソナルコンピュータ３１側で内視鏡画像の表示の指示や計測時における画像処理等の各種の制御指示を行うことが可能となる。また、コントロールユニット３とパーソナルコンピュータ３１との間で各種の処理情報やデータを入出力することが可能となる。
【００２６】
ＲＳ−２３２Ｃ  Ｉ／Ｆ１７には、ＣＣＵ９および内視鏡ユニット８が接続されると共に、これらＣＣＵ９や内視鏡ユニット８等の制御および動作指示を行うリモートコントローラ４が接続されている。ユーザがリモートコントローラ４を操作すると、その操作内容に基づいて、ＣＣＵ９および内視鏡ユニット８を動作制御する際に必要な通信が行われる。
【００２７】
図２は計測処理部１８の構成を示している。図２に示すように計測処理部１８は、制御部１８ａと、基準点指定部１８ｂと、基準曲線算出部１８ｃと、欠損構成点算出部１８ｄと、欠損種類判別部１８ｅと、欠損サイズ算出部１８ｆと、記憶部１８ｇと、階調削減部１８ｈと、時間計測部１８ｉとから構成されている。計測処理部１８内の各構成が計測処理専用のハードウェアとして構成されていてもよいし、ＲＯＭ１３に格納されているプログラムをＣＰＵが実行することによって、計測処理部１８内の各構成に相当する機能をＣＰＵが実行してもよい。
【００２８】
制御部１８ａ（制御手段、切替手段）は計測処理部１８内の各部を制御する。また、制御部１８ａは、液晶モニタ５またはフェイスマウントディスプレイ６（表示手段）に計測結果や操作メニュー等を表示させるための表示信号を生成して映像信号処理回路１２へ出力する機能も有している。
【００２９】
基準点指定部１８ｂ（基準点指定手段）は、リモートコントローラ４あるいはパーソナルコンピュータ３１から入力される信号に基づいて、計測対象物上の基準点（基準点の詳細は後述する）を指定する。ユーザが、液晶モニタ５あるいはフェイスマウントディスプレイ６に表示された計測対象物の画像を見ながら所望の基準点を２点入力すると、それらの座標が基準点指定部１８ｂによって算出される。
【００３０】
基準曲線算出部１８ｃ（輪郭近似線算出手段）は、基準点指定部１８ｂによって指定された基準点に基づいて、計測対象物の輪郭を近似する輪郭近似線に相当する基準曲線（基準曲線の詳細は後述する）を算出する。欠損構成点算出部１８ｄ（欠損構成点算出手段）は、基準点および基準曲線に基づいて、計測対象物に形成された欠損の輪郭（エッジ）を構成する欠損構成点（欠損構成点の詳細は後述する）を算出する。
【００３１】
欠損種類判別部１８ｅ（欠損種類判別手段）は、基準点指定部１８ｂによって指定された２つの基準点に対応した２本の基準曲線がなす角度を算出し、その角度に応じて欠損の種類を判別する。欠損サイズ算出部１８ｆ（欠損計測手段）は、欠損構成点に基づいて欠損のサイズを計測する。記憶部１８ｇは、計測処理部１８内で処理される各種情報を記憶する。記憶部１８ｇに格納された情報は、適宜制御部１８ａによって読み出されて各部へ出力される。
【００３２】
階調削減部１８ｈ（階調削減手段）は、映像信号に基づいた画像の階調を削減する処理を実行する。より具体的には、階調削減部１８ｈは画像から輝度データを取り出し、例えば２５６値の輝度からなるグレースケール画像を生成し、そのグレースケール画像を、２値、４値、あるいは８値等の輝度からなる画像に変換する。以下では、階調削減部１８ｈが、撮像した画像の信号レベルを２値化し、画像を２値化画像（白黒化画像）に変換するものとして説明を行う。時間計測部１８ｉ（時間計測手段）は、制御部１８ａからの指示に従って時間の計測を実行する。
【００３３】
次に、本実施形態で使用する用語の内容を説明する。まず、図３を参照し、基準点、基準曲線、および基準点エリアを説明する。基準点３０１，３０２は、表示される計測画面上においてユーザが実際に指定する点であり、図３のように欠損３００の両側に位置し、かつ欠損の存在しないエッジ上の点である。
【００３４】
基準曲線３１１，３１２は、計測対象物の輪郭（エッジ）を近似する曲線であり、２つの基準点３０１，３０２に基づいて算出される。本実施形態では特に、内視鏡２の先端（先端部２１内）に設置された撮像光学系、および内視鏡２の先端に別途装着される撮像光学系（光学アダプタ７ａ，７ｂ，７ｃ）の歪みを補正した歪補正曲線として基準曲線が算出される。
【００３５】
基準点エリア３２１，３２２は、基準曲線３１１，３１２を求める際に基準点周囲のエッジを抽出するための画像範囲である。基準点エリア３２１，３２２のサイズは、歪補正曲線の算出に適した値に設定するのが良い。
【００３６】
次に、図４〜図５を参照し、欠損の種類、欠損始点・終点・頂点、および欠損構成点を説明する。本実施形態で計測対象となる欠損には、辺の欠損と角の欠損の２種類がある。辺の欠損は図４の欠損４００のように計測対象のエッジの辺上に形成された欠損であり、角の欠損は図５の欠損５００のように計測対象のエッジの角に形成された欠損である。
【００３７】
欠損始点４０１，５０１は、表示される計測画面上において、後述する欠損計算で欠損を構成する点として最初に認識される点である。欠損終点４０２，５０２は、欠損を構成する点として最後に認識される点である。欠損頂点５０３は、角の欠損５００において、２つの基準曲線５２１，５２２の交点として認識される点である。欠損構成点４１０，５１０は、計測対象物に形成された欠損のエッジを構成する点であり、欠損始点・欠損終点・欠損頂点を含む。
【００３８】
次に、図６〜図７を参照し、欠損サイズを説明する。欠損サイズとは、検出された欠損の大きさを表すパラメータである。本実施形態で計算される欠損サイズは、辺の欠損では欠損の幅、深さ、面積であり、角の欠損では欠損の幅、辺の長さ、面積である。より具体的には、欠損の幅は欠損始点−欠損終点間の空間距離である。欠損の深さは、所定の欠損構成点から、欠損始点と欠損終点を結んだ直線までの空間距離である。欠損の辺は欠損頂点−欠損始点間の空間距離および欠損頂点−欠損終点間の空間距離である。欠損の面積は、全ての欠損構成点で囲まれた領域の空間面積である。
【００３９】
図６は辺の欠損サイズを示しており、欠損の幅６００は、後述する欠損計算で欠損始点６１１と欠損終点６１２の空間距離として算出される。欠損の深さ６０１は所定の欠損構成点６１３から、欠損始点６１１と欠損終点６１２を結んだ直線までの空間距離として算出される。欠損の面積は、図示していない欠損構成点を含む全ての欠損構成点で囲まれた領域６２０の空間面積として算出される。
【００４０】
図７は角の欠損サイズを示しており、欠損の幅７００は、後述する欠損計算で欠損始点７１１と欠損終点７１２の空間距離として算出される。欠損の辺７０１は欠損頂点７１３と欠損始点７１１の空間距離として算出され、欠損の辺７０２は欠損頂点７１３と欠損終点７１２の空間距離として算出される。欠損の面積は、図示していない欠損構成点を含む全ての欠損構成点で囲まれた領域７２０の空間面積として算出される。
【００４１】
次に、図８を参照し、計測点および計測点エリアを説明する。計測点８０１は、表示される計測画面上における計測対象物のエッジ上の点であり、後述する欠損計算で第１の基準点８０２から第２の基準点８０３に向かう方向（方向Ｔ８）に順次サーチ（探索）される。さらに、サーチされた計測点の一部は、欠損構成点として認識される。
【００４２】
計測点エリア８０４は、計測点８０１をサーチする際に、計測点周囲のエッジを抽出するための画像範囲である。計測点エリア８０４のサイズは、エッジ抽出を行うのに適した値に設定するのが良い。
【００４３】
次に、図９〜図１０を参照し、特徴点を説明する。特徴点９０１，９０２および特徴点１００１，１００２は、基準点９０３を含む基準点エリア９１０および計測点１００３を含む計測点エリア１０１０内で抽出されるエッジ上の特徴的な点である。基準点エリア９１０内で抽出された特徴点９０１，９０２は、後述する欠損計算で基準曲線を算出するために用いられる。また、計測点エリア１０１０等で抽出された特徴点の一部は、欠損計算で計測点として選択される。
【００４４】
次に、本実施形態における欠損計測の手順を説明する。まず、図１１〜図１２を参照し、欠損計測の手順と計測画面を説明する。図１１は欠損計測の手順を示し、図１２は計測画面を示している。以後の説明に用いる図１２等の計測画面では、操作メニュー等が説明に不要な場合、その図示を省略することがある。図１２において、計測画面１２００，１２１０，１２２０は、辺の欠損を計測対象としたときの計測画面であり、計測画面１２３０，１２４０，１２５０は、角の欠損を計測対象としたときの計測画面である。
【００４５】
本実施形態では、ステレオ計測による欠損計測が行われる。ステレオ計測においては、ステレオ光学アダプタを内視鏡２の先端部２１に装着した状態で計測対象物を撮像するため、計測画面では計測対象物の画像が左右１対で表示される。
【００４６】
欠損計測では、まず、液晶モニタ５またはフェイスマウントディスプレイ６に表示された計測画面上において、リモートコントローラ４あるいはパーソナルコンピュータ３１の操作により、ユーザが基準点を２つ指定すると、指定された基準点の情報が計測処理部１８に入力される（ステップＳＡ）。このとき、ユーザは、欠損の両側に位置する点であって欠損の存在しないエッジ上の点を基準点として選択することが望ましい。図１２において、左画像内の基準点１２０１，１２０２と基準点１２３１，１２３２が指定されている。
【００４７】
続いて、指定された基準点の座標に基づいて、計測処理部１８が欠損計算を行う（ステップＳＢ）。欠損計算では、欠損構成点の座標や欠損サイズの算出、欠損の種類の判別が行われる。計測画面１２１０，１２４０は計算中の計測画面である。欠損計算の詳細については後述する。
【００４８】
欠損計算が終了すると、計測処理部１８の指示により、検出された欠損領域が計測画面上に表示される（ステップＳＣ）と共に、欠損の種類および欠損サイズが表示される（ステップＳＤ〜ＳＥ）。図１２に示すように、欠損領域は計測画面１２２０の左画面１２２１上および計測画面１２５０上の左画面１２５１上に表示される。より具体的には、算出された欠損構成点が線で結ばれて表示される。さらに、欠損構成点の中で、欠損始点・終点・頂点が、それぞれ○・＊・□のカーソルで表示される。
【００４９】
また、検出された欠損の種類は計測画面１２２０，１２５０の右画面１２２２，１２５２上の結果ウィンドウ１２２３，１２５３の上部にイメージで表示される。さらに、検出された欠損のサイズが計測画面１２２０，１２５０の右画面１２２２，１２５２上の結果ウィンドウ１２２３，１２５３の下部に文字で表示される。
【００５０】
次に、図１３を参照し、図１１のステップＳＢにおける欠損計算の手順を説明する。ユーザによって指定された左画面内の２つの基準点の位置情報が計測処理部１８に入力されると、基準点指定部１８ｂは２つの基準点の画像座標（液晶モニタ５またはフェイスマウントディスプレイ６に表示される画像上の２次元座標）を算出する（ステップＳＢ１）。続いて、基準曲線算出部１８ｃは、２つの基準点の画像座標に基づいて、２つの基準曲線を算出する（ステップＳＢ２）。
【００５１】
続いて、欠損種類判別部１８ｅは、２本の基準曲線がなす角度を算出し、その角度に応じて欠損の種類を判別する（ステップＳＢ３）。続いて、欠損構成点算出部１８ｄは、２つの基準点の画像座標に基づいて（角の欠損の場合には基準曲線も用いて）欠損構成点の画像座標を算出する（ステップＳＢ４）。
【００５２】
続いて、欠損構成点算出部１８ｄは、算出した左画面内の各欠損構成点に対応した右画面内のマッチング点の画像座標を算出し（ステップＳＢ５）、算出された欠損構成点およびそのマッチング点の画像座標に基づいて各欠損構成点の空間座標（現実の空間上の３次元座標）を算出する（ステップＳＢ６）。
【００５３】
空間座標の計算方法は、特開２００４−４９６３８号公報に記載されているものと同様である。最後に、欠損サイズ算出部１８ｆは、算出された欠損構成点の空間座標に基づいて、欠損の種類に応じた欠損サイズを算出する（ステップＳＢ７）。
【００５４】
次に、図１４を参照し、図１２のステップＳＢ２における基準曲線の算出処理の手順を説明する。基準点指定部１８ｂによって算出された２つの基準点の画像座標が入力される（ステップＳＢ２１）と、基準曲線算出部１８ｃは、入力された基準点の画像座標に基づいて、各基準点について特徴点を２つずつ算出する（ステップＳＢ２２）。
【００５５】
続いて、基準曲線算出部１８ｃは、２つの特徴点に基づいて、撮像光学系の歪みを補正した歪補正曲線を算出する（ステップＳＢ２３）。基準点が２つであるので、２本の歪補正曲線が算出される。最後に、基準曲線算出部１８ｃは、この歪補正曲線の情報（曲線を構成する点の画像座標または曲線の式）を基準曲線の情報として制御部１８ａへ出力する（ステップＳＢ２４）。
【００５６】
以下、図１５を参照し、上記のステップＳＢ２２における特徴点の算出処理の手順を説明する。特徴点の算出処理は基準曲線の算出時だけでなく欠損構成点の算出時にも行われる。欠損構成点の算出処理については後述するが、ここでは特徴点の算出処理をまとめて説明する。
【００５７】
また、図１６〜図１７は特徴点の算出処理の手順を模式的に示しており、適宜図１６〜図１７も参照する。図１６は基準点周囲の特徴点を算出する場合の手順を示し、図１７は計測点周囲の特徴点を算出する場合の手順を示している。
【００５８】
基準点の画像座標もしくは計測点の画像座標が入力される（ステップＳＦ１）と、入力された基準点の画像座標もしくは計測点の画像座標に基づいて、基準点エリア内もしくは計測点エリア内のエリア画像が抽出される（ステップＳＦ２）。これによって、基準点１６００を含む基準点エリア内のエリア画像１６０１、もしくは計測点１７００を含む計測点エリア内のエリア画像１７０１が抽出される。
【００５９】
続いて、抽出されたエリア画像がグレースケール化され（ステップＳＦ３）、グレースケール化された画像に対してエッジ抽出が行われる（ステップＳＦ４）。続いて、抽出されたエッジの近似直線が算出され（ステップＳＦ５）、算出されたエッジ近似直線とエリア境界線との２つの交点が算出される（ステップＳＦ６）。これによって、エッジ近似直線１６０２もしくはエッジ近似直線１７０２が算出され、エッジ近似直線１６０２とエリア境界線との交点１６０３，１６０４もしくはエッジ近似直線１７０２とエリア境界線との交点１７０３，１７０４が算出される。
【００６０】
最後に、算出された各交点と抽出されたエッジとの最近傍点が算出され（ステップＳＦ７）、算出された２つの最近傍点が特徴点として制御部１８ａへ出力される（ステップＳＦ８）。これによって、交点１６０３，１６０４に対応した最近傍点１６０５，１６０６、もしくは交点１７０３，１７０４に対応した最近傍点１７０５，１７０６が特徴点として出力される。
【００６１】
ステップＳＦ４のエッジ抽出後にエッジ近似直線の算出を行うため、エッジ抽出には、抽出後の画像にできるだけノイズが発生しない処理を用いるのが良い。例えばSobel・Prewitt・Gradientフィルタ等の１次微分フィルタやLaplacianフィルタ等の２次微分フィルタを用いると良い。
【００６２】
また、膨張・収縮・差分処理およびノイズ低減フィルタ等を組み合わせた処理を用いてエッジ抽出を行っても良い。このとき、グレースケール画像を２値化する必要があるが、２値化閾値には固定値を用いても良いし、Ｐ−タイル法、モード法、判別分析法など、グレースケール画像の輝度に基づいて閾値を変更する方法を用いても良い。
【００６３】
また、ステップＳＦ５のエッジ近似直線の算出では、ステップＳＦ４で抽出されたエッジの情報に基づいて、例えば最小２乗法を用いて近似直線を算出する。なお、上記では、エッジの形状に対して直線近似を行っているが、２次以上の関数を使って曲線近似を行っても良い。エッジの形状が直線よりも曲線に近い場合には、曲線近似を行った方がより精度の良い特徴点算出が可能となる。
【００６４】
次に、図１４のステップＳＢ２３における歪補正曲線の算出処理の手順を説明する。本実施形態による計測用内視鏡装置１に適用される内視鏡２では、各内視鏡２特有の撮像光学系の光学データが測定される。測定された光学データは例えばメモリカード３３に記録される。この光学データを用いることにより、計測画像を、撮像光学系の歪みを補正した歪補正画像に変換することができる。
【００６５】
以下、図１８を参照し、歪補正曲線の算出方法を説明する。原画像１８００は計測対象物の画像であり、点Ｐ１，Ｐ２は、図１４のステップＳＢ２２で算出された２つの特徴点である。光学データを用いて原画像１８００を変換すると歪補正画像１８０１となる。点Ｐ１’，Ｐ２’はそれぞれ点Ｐ１，Ｐ２の変換後の点である。
【００６６】
この点Ｐ１’，Ｐ２’を歪補正画像１８０１上で結んだ直線を直線Ｌとし、光学データを用いて直線Ｌ上の各画素点を逆変換すると、直線Ｌは原画像１８０２上において曲線Ｌ’に変換される。この曲線Ｌ’の情報が、点Ｐ１，Ｐ２を通る歪曲線の情報として制御部１８ａへ出力される。光学データの内容およびその作成方法、歪補正方法に関しては、特開２００４−４９６３８号公報に記載された内容と同じである。
【００６７】
次に、図１９を参照し、図１３のステップＳＢ３における欠損種類の判別処理の手順を説明する。２本の基準曲線の情報が制御部１８ａから入力される（ステップＳＢ３１）と、欠損種類判別部１８ｅは２本の基準曲線がなす角度を算出する（ステップＳＢ３２）。続いて、欠損種類判別部１８ｅは、２本の基準曲線のなす角度が所定の範囲であるか否かを判定する（ステップＳＢ３３）。
【００６８】
２本の基準曲線のなす角度が所定の範囲であった場合（例えば角度が１８０°に近い値の場合）、欠損種類判別部１８ｅは、欠損が辺の欠損であると判断し、欠損の判別結果を制御部１８ａへ出力する。制御部１８ａは欠損の判別結果を記憶部１８ｇに格納する（ステップＳＢ３４）。また、２本の基準曲線のなす角度が所定の範囲でなかった場合（例えば角度が９０°に近い値の場合）、欠損種類判別部１８ｅは、欠損が角の欠損であると判断し、欠損の判別結果を制御部１８ａへ出力する。制御部１８ａは欠損の判別結果を記憶部１８ｇに格納する（ステップＳＢ３５）。
【００６９】
次に、図１３のステップＳＢ４における欠損構成点の算出処理の手順を説明する。欠損構成点の算出処理は、欠損頂点算出処理、欠損始点算出処理、２種類の計測点算出処理、および欠損終点算出処理で構成される。まず、図２０を参照し、欠損頂点算出処理の手順を説明する。
【００７０】
制御部１８ａから欠損の判別結果が入力される（ステップＳＢ４１１ａ）と、欠損構成点算出部１８ｄは、判別結果に基づいて欠損の種類を判別する（ステップＳＢ４１１ｂ）。欠損の種類が角の欠損であった場合、制御部１８ａから２本の基準曲線の情報が入力される（ステップＳＢ４１１ｃ）。
【００７１】
欠損構成点算出部１８ｄは、入力された情報に基づいて２本の基準曲線の交点を算出し（ステップＳＢ４１１ｄ）、算出した交点の画像座標を制御部１８ａへ出力する。制御部１８ａは２本の基準曲線の交点の画像座標を欠損構成点（欠損頂点）の画像座標として記憶部１８ｇに格納する（ステップＳＢ４１１ｅ）。続いて、図２１に示す第１の計測点算出処理へ処理が移行する。また、欠損の種類が辺の欠損であった場合、ステップＳＢ４１１ｂに続いて、図２１に示す第１の計測点算出処理へ処理が移行する。
【００７２】
次に、図２１を参照し、第１の計測点算出処理の手順を説明する。また、図２２は第１の計測点算出処理の手順を模式的に示しており、適宜図２２も参照する。ユーザによって指定された２つの基準点のうち、最初に指定された第１の基準点の画像座標が制御部１８ａから入力される（ステップＳＢ４１２ａ）と、欠損構成点算出部１８ｄは図１５に示した特徴点の算出処理を実行し、２つの特徴点を算出する（ステップＳＢ４１２ｂ）。これによって、第１の基準点２２００に対応した２つの特徴点２２０１，２２０２が算出される。
【００７３】
続いて、第２の基準点の画像座標が制御部１８ａから入力される（ステップＳＢ４１２ｃ）。欠損構成点算出部１８ｄは２つの特徴点と第２の基準点の２次元距離を算出し、２つの特徴点のうち第２の基準点に近い方を次の計測点とする（ステップＳＢ４１２ｄ）。第２の基準点のある方向が図２２の方向Ｔ２２である場合、特徴点２２０１，２２０２のうち特徴点２２０２が次の計測点２２０３となる。
【００７４】
続いて、欠損構成点算出部１８ｄは、算出した計測点の画像座標を制御部１８ａへ出力する。制御部１８ａは計測点の画像座標を記憶部１８ｇに格納する（ステップＳＢ４１２ｅ）。続いて、図２３に示す欠損始点算出処理へ処理が移行する。
【００７５】
次に、図２３を参照し、欠損始点算出処理の手順を説明する。また、図２４は欠損始点算出処理の手順を模式的に示しており、適宜図２４も参照する。まず、前回求めた計測点の画像座標が制御部１８ａから入力され（ステップＳＢ４１３ａ）、２本の基準曲線のうち第１の基準点から算出された第１の基準曲線の情報が制御部１８ａから入力される（ステップＳＢ４１３ｂ）。
【００７６】
続いて、欠損構成点算出部１８ｄは第１の基準曲線と計測点の２次元距離を算出し（ステップＳＢ４１３ｃ）、算出した２次元距離が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳＢ４１３ｄ）。算出した２次元距離が所定値以上であった場合、欠損構成点算出部１８ｄは、計測対象物のエッジを近似する直線であるエッジ近似直線を算出する（ステップＳＢ４１３ｅ）。例えば図２４に示すように、第１の基準点２４０１から算出された第１の基準曲線２４１０と計測点２４０２の２次元距離Ｄ２４が所定値以上であった場合、エッジ近似直線２４１１が算出される。
【００７７】
続いて、欠損構成点算出部１８ｄは第１の基準曲線とエッジ近似直線の交点を算出する（ステップＳＢ４１３ｆ）。これによって、第１の基準曲線２４１０とエッジ近似直線２４１１の交点２４０３が算出される。
【００７８】
続いて、欠損構成点算出部１８ｄは、算出した交点の画像座標を制御部１８ａへ出力する。制御部１８ａは交点の画像座標を欠損構成点（欠損始点）の画像座標として記憶部１８ｇに格納する（ステップＳＢ４１３ｇ）。続いて、図２５に示す第２の計測点算出処理へ処理が移行する。また、ステップＳＢ４１３ｃで算出した２次元距離が所定値未満であった場合、ステップＳＢ４１３ｄに続いて、図２５に示す第２の計測点算出処理へ処理が移行する。
【００７９】
次に、図２５を参照し、第２の計測点算出処理の手順を説明する。また、図２６は第２の計測点算出処理の手順を模式的に示しており、適宜図２６も参照する。前回求めた計測点の画像座標が制御部１８ａから入力される（ステップＳＢ４１４ａ）と、欠損構成点算出部１８ｄは図１５に示した特徴点の算出処理を実行し、２つの特徴点を算出する（ステップＳＢ４１４ｂ）。これによって、計測点２６００に対応した２つの特徴点２６０１，２６０２が算出される。
【００８０】
続いて、欠損構成点算出部１８ｄは、前回求めた計測点と２つの特徴点のそれぞれとの２次元距離を算出し、２つの特徴点のうち、前回求めた計測点から遠い方を次の計測点とする（ステップＳＢ４１４ｃ）。前回求めた計測点のある方向が図２６の方向Ｔ２６である場合、特徴点２６０１，２６０２のうち特徴点２６０２が次の計測点２６０３となる。
【００８１】
続いて、欠損構成点算出部１８ｄは、欠損始点の画像座標が既に記憶部１８ｇに格納されているか否かを判定する（ステップＳＢ４１４ｄ）。欠損始点の画像座標が既に記憶部１８ｇに格納されている場合、欠損構成点算出部１８ｄは、算出した計測点の画像座標を制御部１８ａへ出力する。制御部１８ａは計測点の画像座標を欠損構成点の画像座標として記憶部１８ｇに格納する（ステップＳＢ４１４ｅ）。続いて、図２７に示す欠損終点算出処理へ処理が移行する。また、欠損始点の画像座標が記憶部１８ｇにまだ格納されていない場合、図２３に示す欠損始点算出処理へ処理が再度移行する。
【００８２】
次に、図２７を参照し、欠損終点算出処理の手順を説明する。また、図２８は欠損終点算出処理の手順を模式的に示しており、適宜図２８も参照する。まず、前回求めた計測点の画像座標が制御部１８ａから入力され（ステップＳＢ４１５ａ）、２本の基準曲線のうち第２の基準点から算出された第２の基準曲線の情報が制御部１８ａから入力される（ステップＳＢ４１５ｂ）。
【００８３】
続いて、欠損構成点算出部１８ｄは第２の基準曲線と計測点の２次元距離を算出し（ステップＳＢ４１５ｃ）、算出した２次元距離が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳＢ４１５ｄ）。算出した２次元距離が所定値以下であった場合、欠損構成点算出部１８ｄは、計測対象物のエッジを近似する直線であるエッジ近似直線を算出する（ステップＳＢ４１５ｅ）。例えば図２８に示すように、第２の基準点２８００から算出された第２の基準曲線２８１０と計測点２８０１の２次元距離Ｄ２８が所定値以下であった場合、エッジ近似直線２８１１が算出される。
【００８４】
続いて、欠損構成点算出部１８ｄは第２の基準曲線とエッジ近似直線の交点を算出する（ステップＳＢ４１５ｆ）。これによって、第２の基準曲線２８１０とエッジ近似直線２８１１の交点２８０３が算出される。
【００８５】
続いて、欠損構成点算出部１８ｄは、算出した交点の画像座標を制御部１８ａへ出力する。制御部１８ａは交点の画像座標を欠損構成点（欠損終点）の画像座標として記憶部１８ｇに格納する（ステップＳＢ４１５ｇ）。この処理によって、上述した欠損構成点の算出処理の全体が終了する。また、ステップＳＢ４１５ｃで算出した２次元距離が所定値を超えた場合、ステップＳＢ４１５ｄに続いて、図２５に示した第２の計測点算出処理へ処理が再度移行する。
【００８６】
次に、図２９を参照し、図２３のステップＳＢ４１３ｅおよび図２７のステップＳＢ４１５ｅにおけるエッジ近似直線の算出処理の手順を説明する。計測点の画像座標が入力される（ステップＳＧ１）と、欠損構成点算出部１８ｄは、入力された計測点の画像座標に基づいて、計測点エリア内のエリア画像を抽出する（ステップＳＧ２）。
【００８７】
続いて、欠損構成点算出部１８ｄは、抽出したエリア画像をグレースケール化し（ステップＳＧ３）、グレースケール化した画像に対してエッジ抽出を行う（ステップＳＧ４）。続いて、欠損構成点算出部１８ｄは、抽出したエッジの近似直線を算出し（ステップＳＧ５）、算出したエッジ近似直線の情報を制御部１８ａへ出力する（ステップＳＧ６）。上記のステップＳＧ１〜ＳＧ５の処理は図１５のステップＳＦ１〜ＳＦ５の処理と同様である。
【００８８】
次に、図１３のステップＳＢ５におけるマッチング点の算出方法を説明する。欠損構成点算出部１８ｄは、上述した欠損計算で算出した欠損構成点に基づいてパターンマッチング処理を実行し、左右２画像の対応点であるマッチング点を算出する。このパターンマッチング処理の方法は特開２００４−４９６３８号公報に記載されたものと同じである。
【００８９】
しかし、欠損の種類が角の欠損であった場合、欠損頂点は計測対象物の背景に位置しており、画像上ではエッジ等の特徴的なパターンが存在しないので、パターンマッチング処理がうまく機能せず、マッチング点を算出できないことがある。そこで、本実施形態では、欠損の種類が角の欠損であった場合、欠損頂点のマッチング点の算出は以下のようにして行われる。
【００９０】
図３０（ａ）に示すように、まず、左画像３０００の基準点３００１，３００２に対応した右画像３０２０のマッチング点３０２１，３０２２が算出される。続いて、基準点３００１，３００２のそれぞれを通る基準曲線３０１０，３０１１と、マッチング点３０２１，３０２２のそれぞれを通る基準曲線３０３０，３０３１とが算出される。
【００９１】
続いて、図３０（ｂ）に示すように、左画像３０００の基準曲線３０１０，３０１１の交点３００３が欠損頂点として算出される。また、右画像３０２０の基準曲線３０３０，３０３１の交点３０２３が算出され、欠損頂点のマッチング点とみなされる。
【００９２】
次に、図３１を参照し、図１３のステップＳＢ７における欠損サイズの算出処理の手順を説明する。欠損構成点の空間座標（３次元座標）および欠損の判別結果が制御部１８ａから入力される（ステップＳＢ７１）と、欠損サイズ算出部１８ｆは欠損の幅（欠損始点−欠損終点間の空間距離）を算出する（ステップＳＢ７２）。
【００９３】
続いて、欠損サイズ算出部１８ｆは、欠損の判別結果に基づいて欠損の種類を判定する（ステップＳＢ７３）。欠損の種類が辺の欠損であった場合、欠損サイズ算出部１８ｆは欠損の深さ（所定の欠損構成点から、欠損始点と欠損終点を結んだ直線までの空間距離）を算出する（ステップＳＢ７４）。さらに、欠損サイズ算出部１８ｆは欠損の面積（全ての欠損構成点で囲まれた領域の空間面積）を算出する（ステップＳＢ７５）。
【００９４】
続いて、欠損サイズ算出部１８ｆは、算出した欠損サイズを制御部１８ａへ出力する。制御部１８ａは欠損サイズを記憶部１８ｇに格納する（ステップＳＢ７６）。また、欠損の種類が角の欠損であった場合には、欠損サイズ算出部１８ｆは欠損の辺（欠損頂点−欠損始点間の空間距離および欠損頂点−欠損終点間の空間距離）を算出する（ステップＳＢ７７）。これに続いて、処理はステップＳＢ７５に移行する。以上が、特願２００７−２０９０６に開示された欠損計測の内容と同様の内容である。
【００９５】
次に、本実施形態で新たに開示する処理の内容を説明する。上記の基準曲線の算出処理（図１３のステップＳＢ２）および欠損構成点の算出処理（図１３のステップＳＢ４）には、画像をグレースケール化する処理が含まれているため、前述したように画像内の背景部分に、反射等による明るい部分が存在すると、その部分がノイズとなり被写体の一部として誤認識され、計測精度が悪くなる場合がある。
【００９６】
図３２（ａ）に示すように、撮像された画像において、背景３２００と被写体３２０１のコントラストがはっきりしている場合には、図３２（ｂ）に示すように、２値化画像においてもノイズの発生はない。この場合には、本来の欠損始点３２１０および欠損終点３２１１が高精度に認識され、計測精度は高い。
【００９７】
一方、図３３（ａ）に示すように、撮像された画像において、背景３３００に反射等による高輝度領域３３００ａが存在する場合には、図３３（ｂ）に示すように、２値化画像において、高輝度領域３３００ａに対応する領域３３０１がノイズとして現れる。この２値化画像を用いて欠損計測を実行すると、図３３（ｃ）のように点３３２０，３３２１，３３２２がそれぞれ欠損始点、欠損終点、欠損頂点となり、欠損部が誤認識されるため、計測精度が悪化する。
【００９８】
そこで、本実施形態では、液晶モニタ５またはフェイスマウントディスプレイ６が２値化画像を表示することによって、被写体の一部として誤認識されるノイズの有無をユーザが確認することができるようになっている。図３４および図３５は２値化画像の表示例を示している。
【００９９】
図３４は基準点の指定前の表示例を示しており、図１２の計測画面１２３０の前に表示される計測画面を示している。基準点の指定前に２値化画像が表示される場合、ユーザは欠損計測の開始前に計測精度を予めイメージすることができる。図３４（ａ）では左画像３４００が２値化画像となっており、図３４（ｂ）では左画像３４１０と右画像３４２０が共に２値化画像となっている。
【０１００】
図３５は計測結果出力時の表示例を示しており、図１２の計測画面１２５０の後に表示される計測画面を示している。図３５では、左画像３５００のみが２値化画像となっているが、左画像３５００と右画像３５１０が共に２値化画像となっていてもよい。計測結果出力時に２値化画像が表示される場合、ユーザは、ノイズによる誤認識がなく、計測が狙い通りに実行されたか否かを欠損計測の終了後に確認することができる。
【０１０１】
次に、２値化画像の表示処理の手順を説明する。図３６〜図３９に示す処理は、図１１に示した処理に対応しており、既に説明した処理の内容については説明を省略する。図３６は、基準点の指定前に２値化画像を表示する場合の処理手順を示している。まず、制御部１８ａは、リモートコントローラ４あるいはパーソナルコンピュータ３１の操作を監視し、計測精度の確認用画像である２値化画像の出力が設定されたか否かを判定する（ステップＳＧ１）。
【０１０２】
２値化画像の出力が設定されなかった場合には、処理がステップＳＡに進む。また、２値化画像の出力が設定された場合には、２値化画像が表示される（ステップＳＧ２）。続いて、処理がステップＳＡに進み、前述したステップＳＡ〜ＳＥの処理が順に実行される。
【０１０３】
図４０はステップＳＧ２の処理の手順を示している。まず、制御部１８ａは、映像信号を構成する画像データを映像信号処理回路１２から取得し、階調削減部１８ｈへ出力する（ステップＳＧ２１）。階調削減部１８ｈは画像データから輝度データ（信号レベル）を取り出すことによって画像をグレースケール化し（ステップＳＧ２２）、さらに所定の輝度を閾値として輝度データを２値に変換することによって２値化画像を生成する（ステップＳＧ２３）。ステップＳＧ２３では、例えば各画素の輝度値が０〜２５５のいずれかの値をとる場合、１２８を閾値として輝度値が０または２５５に変換される。
【０１０４】
続いて、制御部１８ａは、階調削減部１８ｈから２値化画像を取得し、映像信号処理回路１２へ出力する。映像信号処理回路１２によって、２値化画像と操作メニュー等を合成する処理が実行された後、液晶モニタ５またはフェイスマウントディスプレイ６によって２値化画像が表示される（ステップＳＧ２４）。これによって、２値化画像が少なくとも表示されるが、図３４（ａ）に示したように左画像のみを２値化画像として表示してもよいし、図３４（ｂ）に示したように左画像と右画像の両方を２値化画像として表示してもよい。
【０１０５】
図３７は、計測結果出力時に２値化画像を表示する場合の処理手順を示している。まず、前述したステップＳＡ〜ＳＥの処理が順に実行される。続いて、図３６に示したステップＳＧ１〜ＳＧ２の処理が順に実行され、２値化画像の出力が設定された場合には、２値化画像が表示される。
【０１０６】
図３８は、基準点の指定前に２値化画像と通常の画像を交互に表示する場合の処理手順を示している。まず、制御部１８ａは、画像の表示形態を判定するのに使用するフラグを０に設定する（ステップＳＧ１０１）。続いて、制御部１８ａはフラグの値を判定する（ステップＳＧ１０２）。この判定結果に応じて、以降の処理内容が変わる。また、この判定と並行して、制御部１８ａは、映像信号を構成する画像データを映像信号処理回路１２から取得する。
【０１０７】
フラグの値が０であった場合、制御部１８ａは、画像データを階調削減部１８ｈへ出力し、階調削減処理を階調削減部１８ｈに実行させると共に、２値化画像を表示するための処理を実行する（ステップＳＧ１０３）。ステップＳＧ１０３の処理は、図４０に示した処理と同様である。
【０１０８】
ステップＳＧ１０３の処理の終了後、制御部１８ａはフラグを１に設定し（ステップＳＧ１０４）、さらに時間の計測開始を時間計測部１８ｉに指示する（ステップＳＧ１０５）。制御部１８ａは、計測時間を監視し、予め設定されている所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳＧ１０６）。所定時間が経過していない場合には、処理がステップＳＧ１０６に戻り、計測時間の監視が続行される。また、所定時間が経過した場合には、処理がステップＳＧ１１１に進む。この場合、制御部１８ａの指示により、時間計測部１８ｉは時間の計測を終了する。
【０１０９】
一方、ステップＳＧ１０２において、フラグの値が１であった場合、制御部１８ａは、通常の画像を表示するための処理を実行する（ステップＳＧ１０７）。このとき、液晶モニタ５またはフェイスマウントディスプレイ６によって通常の画像が表示され、２値化画像は表示されない。ステップＳＧ１０８の処理の終了後、制御部１８ａはフラグを０に設定し（ステップＳＧ１０８）、さらに時間の計測開始を時間計測部１８ｉに指示する（ステップＳＧ１０９）。制御部１８ａは、計測時間を監視し、予め設定されている所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳＧ１１０）。所定時間が経過していない場合には、処理がステップＳＧ１１０に戻り、計測時間の監視が続行される。また、所定時間が経過した場合には、処理がステップＳＧ１１１に進む。この場合、制御部１８ａの指示により、時間計測部１８ｉは時間の計測を終了する。
【０１１０】
図３８には示していないが、上記のステップＳ１０１〜Ｓ１１０の処理と並行して、基準点の指定に係る処理も実行されている。ステップＳ１１１では、制御部１８ａは、基準点の指定が終了したか否かを判定する（ステップＳＧ１１１）。基準点の指定が終了していない場合には、処理がステップＳＧ１０２に戻る。また、基準点の指定が終了した場合には、前述したステップＳＢ〜ＳＥの処理が順に実行される。
【０１１１】
図３９は、計測結果出力時に２値化画像と通常の画像を交互に表示する場合の処理手順を示している。まず、前述したステップＳＡ〜ＳＥの処理が順に実行される。続いて、２値化画像または通常の画像の表示に係る処理が実行される（ステップＳＧ１０１〜ＳＧ１１０）。ステップＳＧ１０１〜ＳＧ１１０の処理は上記と同様であるので説明を省略する。ステップＳＧ１１２では、制御部１８ａはリモートコントローラ４あるいはパーソナルコンピュータ３１の操作を監視し、処理の終了が指示されたか否かを判定する（ステップＳＧ１１２）。処理の終了が指示されていない場合には、処理がステップＳＧ１０２に戻る。また、処理の終了が指示された場合には、処理が終了する。
【０１１２】
図３８および図３９に示した処理では、２値化画像を表示する状態と、通常の画像を表示する状態とが所定時間間隔で自動的に切り替わる。この他に、制御部１８ａがリモートコントローラ４あるいはパーソナルコンピュータ３１の操作を監視し、その操作状態に応じて表示状態を切り替えることにより、ユーザが希望する任意のタイミングで２値化画像と通常の画像を交互に表示するようにしてもよい。
【０１１３】
上述したように、本実施形態によれば、２つの基準点を指定すれば欠損サイズの計測が可能となるので、従来のように３点あるいは４点以上の基準点を指定する場合と比較して、操作の煩わしさを低減し操作性を向上することができる。また、階調の削減された２値化画像等が表示されるので、被写体の一部として誤認識されるノイズの有無をユーザが確認することが可能となり、計測が狙い通りに実行されているか否かをユーザが確認することができる。
【０１１４】
図１２に示した計測画面１２２０，１２５０の結果ウィンドウ１２２３，１２５３に表示される計測結果から計測精度を確認することも可能であるが、計測精度の確認には必要でない情報も表示されることや、計測精度の確認に必要な情報の表示スペースが限られることから、ユーザが計測精度を直感的に理解することができるとは限らない。これに対して、階調の削減された画像を表示することによって、その画像からユーザが計測精度をより直感的に理解することができる。
【０１１５】
また、前述したように、計測精度の確認用に表示される画像は２値化画像に限らず、４値化画像や８値化画像等でもよいが、リアルタイム性の観点からは、より軽い処理負荷で生成することができる２値化画像を表示することが望ましい。
【０１１６】
また、２値化画像等と通常の画像との表示の切替を可能とすることによって、ユーザが計測用の画像と実際の被写体の画像とを見比べて、計測精度をより詳細に確認することが可能となり、計測作業を効率良く進めることができる。さらに、リモートコントローラ４あるいはパーソナルコンピュータ３１に入力されたユーザの指定タイミングで上記の２種類の表示状態を切り替えることによって、ユーザが希望する任意のタイミングで計測精度を確認することができる。さらに、一旦表示状態を切り替えたタイミングから所定時間が経過したタイミングで表示状態を自動的に再度切り替えることによって、ユーザの操作負担を軽減することができる。
【０１１７】
また、電子内視鏡の先端に設置される撮像光学系の歪みを補正した歪補正曲線を基準曲線として算出することによって、欠損サイズの計測精度を向上することができる。
【０１１８】
また、２つの基準点に対応した２本の基準曲線が形成する角度に応じて欠損の種類を判別することによって、欠損の種類に応じた自動計測を行うことが可能となるので、操作の煩わしさを低減し操作性を向上することができる。特に、欠損のサイズを示すパラメータとして、欠損の種類に応じたパラメータを自動的に選択して算出することによって、ユーザが欠損の種類を特に意識しなくても最適な自動計測を行うことが可能となるので、操作の煩わしさを低減し操作性を向上することができる。
【０１１９】
また、従来の計測用内視鏡装置では、角の頂点を含む計測対象物の角に形成された角の欠損のエッジを、１つの仮想曲線とその曲線上の仮想点とで近似しており、角の欠損の頂点に相当する上記の仮想点の選択が手動で行われていたため、欠損サイズの計測精度を低下させるおそれがあるという問題があった。これに対して、本実施形態のように、２つの基準点に対応した２本の基準曲線の交点を欠損構成点の１つ（欠損頂点）として算出することによって、欠損サイズの計測精度を向上することができる。
【０１２０】
また、欠損のサイズを示すパラメータとして、少なくとも２種類のパラメータを算出することによって、欠損のサイズを詳細に知ることができる。
【０１２１】
また、１つの基準点について計測対象物のエッジ上の少なくとも２つの特徴点を算出し、それらの特徴点に基づいて基準曲線を算出することによって、基準曲線の算出精度を向上し、ひいては欠損サイズの計測精度を向上することができる。
【０１２２】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置が備える計測処理部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態における基準点、基準曲線、基準点エリアを示す参考図である。
【図４】本発明の一実施形態における辺の欠損の欠損始点・終点、欠損構成点を示す参考図である。
【図５】本発明の一実施形態における角の欠損の欠損始点・終点・頂点、欠損構成点を示す参考図である。
【図６】本発明の一実施形態における辺の欠損の幅、深さ、面積を示す参考図である。
【図７】本発明の一実施形態における角の欠損の幅、辺の長さ、面積を示す参考図である。
【図８】本発明の一実施形態における計測点および計測点エリアを示す参考図である。
【図９】本発明の一実施形態における特徴点を示す参考図である。
【図１０】本発明の一実施形態における特徴点を示す参考図である。
【図１１】本発明の一実施形態における欠損計測の手順を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の一実施形態における欠損計測時に表示される計測画面を示す参考図である。
【図１３】本発明の一実施形態における欠損計算の手順を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の一実施形態における基準曲線算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の一実施形態における特徴点算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の一実施形態における特徴点算出処理の手順を示す参考図である。
【図１７】本発明の一実施形態における特徴点算出処理の手順を示す参考図である。
【図１８】本発明の一実施形態における歪補正曲線の算出方法を示す参考図である。
【図１９】本発明の一実施形態における欠損種類判別処理の手順を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の一実施形態における欠損頂点算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図２１】本発明の一実施形態における第１の計測点算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図２２】本発明の一実施形態における第１の計測点算出処理の手順を示す参考図である。
【図２３】本発明の一実施形態における欠損始点算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図２４】本発明の一実施形態における欠損始点算出処理の手順を示す参考図である。
【図２５】本発明の一実施形態における第２の計測点算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図２６】本発明の一実施形態における第２の計測点算出処理の手順を示す参考図である。
【図２７】本発明の一実施形態における欠損終点算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図２８】本発明の一実施形態における欠損終点算出処理の手順を示す参考図である。
【図２９】本発明の一実施形態におけるエッジ近似直線算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図３０】本発明の一実施形態におけるマッチング点の算出方法を示す参考図である。
【図３１】本発明の一実施形態における欠損サイズ算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図３２】本発明の一実施形態において、計測精度を説明するための参考図である。
【図３３】本発明の一実施形態において、計測精度を説明するための参考図である。
【図３４】本発明の一実施形態における計測画面（２値化画像の表示時）を示す参考図である。
【図３５】本発明の一実施形態における計測画面（２値化画像の表示時）を示す参考図である。
【図３６】本発明の一実施形態における欠損計測の手順を示すフローチャートである。
【図３７】本発明の一実施形態における欠損計測の手順を示すフローチャートである。
【図３８】本発明の一実施形態における欠損計測の手順を示すフローチャートである。
【図３９】本発明の一実施形態における欠損計測の手順を示すフローチャートである。
【図４０】本発明の一実施形態における２値化画像の表示の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２４】
１・・・計測用内視鏡装置、１８・・・計測処理部、１８ａ・・・制御部、１８ｂ・・・基準点指定部、１８ｃ・・・基準曲線算出部、１８ｄ・・・欠損構成点算出部、１８ｅ・・・欠損種類判別部、１８ｆ・・・欠損サイズ算出部、１８ｇ・・・記憶部、１８ｈ・・・階調削減部、１８ｉ・・・時間計測部
【図１】
2008295512.tif 000003
【図２】
2008295512.tif 000004
【図３】
2008295512.tif 000005
【図４】
2008295512.tif 000006
【図５】
2008295512.tif 000007
【図６】
2008295512.tif 000008
【図７】
2008295512.tif 000009
【図８】
2008295512.tif 000010
【図９】
2008295512.tif 000011
【図１０】
2008295512.tif 000012
【図１１】
2008295512.tif 000013
【図１２】
2008295512.tif 000014
【図１３】
2008295512.tif 000015
【図１４】
2008295512.tif 000016
【図１５】
2008295512.tif 000017
【図１６】
2008295512.tif 000018
【図１７】
2008295512.tif 000019
【図１８】
2008295512.tif 000020
【図１９】
2008295512.tif 000021
【図２０】
2008295512.tif 000022
【図２１】
2008295512.tif 000023
【図２２】
2008295512.tif 000024
【図２３】
2008295512.tif 000025
【図２４】
2008295512.tif 000026
【図２５】
2008295512.tif 000027
【図２６】
2008295512.tif 000028
【図２７】
2008295512.tif 000029
【図２８】
2008295512.tif 000030
【図２９】
2008295512.tif 000031
【図３０】
2008295512.tif 000032
【図３１】
2008295512.tif 000033
【図３２】
2008295512.tif 000034
【図３３】
2008295512.tif 000035
【図３４】
2008295512.tif 000036
【図３５】
2008295512.tif 000037
【図３６】
2008295512.tif 000038
【図３７】
2008295512.tif 000039
【図３８】
2008295512.tif 000040
【図３９】
2008295512.tif 000041
【図４０】
2008295512.tif 000042