(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測対象物を撮像する撮像手段を備えた電子内視鏡と、
該電子内視鏡に接続され、前記撮像手段からの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、
該画像処理手段で生成された映像信号を入力し、前記計測対象物の少なくとも欠損幅を計測する計測処理手段を備えた制御手段と、
該制御手段の指示に基づいて出力される出力画像を表示する表示手段とを有し、
前記計測処理手段は、
３点以上の基準点を基準点列として指定することにより、計測対象物の輪郭線の一部を基準エッジとして指定する基準エッジ指定手段と、
前記計測対象物上のある点を計測点として指定する計測点指定手段と、
前記基準点の空間座標を算出し、当該空間座標と、曲線の形状を指定する形状係数とに基づいて、前記基準エッジを仮想曲線として近似するエッジ近似手段と、
前記形状係数の入力を受け付け、前記エッジ近似手段における前記仮想曲線が前記基準点を通ることを維持したまま、当該入力を受け付けた前記形状係数に基づいて、当該仮想曲線の形状を変更する仮想曲線形状変更手段と、
前記エッジ近似手段により近似した前記仮想曲線上の特定の点である仮想点と、前記計測点指定手段で指定した計測点との距離を求める欠損幅演算手段と、
を有することを特徴とする計測用内視鏡装置。
【請求項２】
前記表示手段が、前記仮想曲線と前記仮想点とを、前記撮像手段において撮像された前記計測対象物の画像に重畳表示することを特徴とする請求項１に記載された計測用内視鏡装置。
【請求項３】
前記計測処理手段が、前記仮想曲線上の複数の点について前記計測点との距離を求め、前記仮想曲線上で前記計測点との距離が最小になる点を前記仮想点として求めることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載された計測用内視鏡装置。
【請求項４】
前記基準エッジ指定手段の前記基準点列の点数をひとつ増やしたときに、前記エッジ近似手段が、該加えられた点の座標と前記仮想曲線から前記仮想曲線の形状を修正することを特徴とする請求項１に記載された計測用内視鏡装置。
【請求項５】
前記仮想曲線を選択するための仮想曲線選択手段を有することを特徴とする請求項１に記載された計測用内視鏡装置。
【請求項６】
前記計測対象物のエッジを抽出するエッジ抽出手段を有し、
前記エッジ近似手段は、前記エッジ抽出手段によって抽出されたエッジを前記基準エッジとすることを特徴とする請求項１に記載された計測用内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器内の計測対象物を撮像した画像に基づいて、特に欠け部の深さを計測する計測用内視鏡装置に関する。
【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けが生じることがある。このブレードの欠けの深さの寸法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。
【０００３】
こうした状況に対して、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エッジの欠けの深さの計測に、直線と点との距離を求める計測方法が用いられており（例えば、特許文献１参照。）、こうした方法によって、エッジを直線で近似し、失われたエッジ上のから欠けの深さまでの距離を計測していた。
【特許文献１】特開平１０−２４８８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の方法は、あくまでも、エッジの欠けを直線で近似して失われたエッジから欠けの深さまでの距離を計測するものであるため、エッジが直線あるいは直線に近い場合には、ある程度の精度が期待できるが、近年増えつつある曲線エッジを持つブレードでは欠け量の計測誤差が大きくなるといった問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、失われたエッジを曲線で近似し、仮想的な曲線上の仮想点と指定した計測点との距離を求めることにより、曲線エッジのブレードの欠け量に対する計測精度を向上させる計測用内視鏡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】
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するために、以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、計測対象物を撮像する撮像手段を備えた電子内視鏡と、該電子内視鏡に接続され、前記撮像手段からの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、該画像処理手段で生成された映像信号を入力し、前記計測対象物の少なくとも欠損幅を計測する計測処理手段を備えた制御手段と、該制御手段の指示に基づいて出力される出力画像を表示する表示手段とを有し、前記計測処理手段は、３点以上の基準点を基準点列として指定することにより、計測対象物の輪郭線の一部を基準エッジとして指定する基準エッジ指定手段と、前記計測対象物上のある点を計測点として指定する計測点指定手段と、前記基準点の空間座標を算出し、当該空間座標と、曲線の形状を指定する形状係数とに基づいて、前記基準エッジを仮想曲線として近似するエッジ近似手段と、前記形状係数の入力を受け付け、前記エッジ近似手段における前記仮想曲線が前記基準点を通ることを維持したまま、当該入力を受け付けた前記形状係数に基づいて、当該仮想曲線の形状を変更する仮想曲線形状変更手段と、前記エッジ近似手段により近似した前記仮想曲線上の特定の点である仮想点と、前記計測点指定手段で指定した計測点との距離を求める欠損幅演算手段と、を有することを特徴とする計測用内視鏡装置を提案している。
【０００７】
この発明によれば、基準エッジ指定手段の作動により、計測対象物の輪郭線の一部を基準エッジとして指定され、計測点指定手段の作動により、計測対象物上のある点が計測点として指定される。そして、エッジ近似手段の作動により、指定された基準エッジをパラメトリック曲線で補間した仮想曲線として近似し、欠損幅演算手段の作動により、近似された仮想曲線上の特定の点である仮想点と、計測点との距離が求められる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載された計測用内視鏡装置について、前記表示手段が、前記仮想曲線と前記仮想点とを、前記撮像手段において撮像された前記計測対象物の画像に重畳表示することを特徴とする計測用内視鏡装置を提案している。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２のいずれかに記載された計測用内視鏡装置について、前記計測処理手段が、前記仮想曲線上の複数の点について前記計測点との距離を求め、前記仮想曲線上で前記計測点との距離が最小になる点を前記仮想点として求めることを特徴とする計測用内視鏡装置を提案している。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載された計測用内視鏡装置について、前記基準エッジ指定手段の前記基準点列の点数をひとつ増やしたときに、前記エッジ近似手段が、該加えられた点の座標と前記仮想曲線から前記仮想曲線の形状を修正することを特徴とする計測用内視鏡装置を提案している。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項１に記載された計測用内視鏡装置について、前記仮想曲線を選択するための仮想曲線選択手段を有することを特徴とする計測用内視鏡装置を提案している。
【００１４】
請求項６に係る発明は、請求項１に記載された計測用内視鏡装置について、前記計測対象物のエッジを抽出するエッジ抽出手段を有し、前記エッジ近似手段は、前記エッジ抽出手段によって抽出されたエッジを前記基準エッジとすることを特徴とする計測用内視鏡装置を提案している。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、失われたエッジを曲線で近似し、仮想的な曲線上の仮想点と指定した計測点との距離を求めることにより、曲線エッジのブレードの欠け量に対する計測精度を向上させることができるという効果がある。
また、エッジ部を撮像した画像と仮想曲線とを重畳して表示させながら、仮想曲線の形状を変更することができるため、計測精度を視覚による調整によって、向上させることができるという効果がある。
さらに、用いる仮想曲線を選択できる手段を備えたことから、計測対象のエッジの形状に対応した的確な仮想曲線を用いることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例に係る計測用内視鏡装置について、図１から図１９を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
本発明の実施形態に係る計測用内視鏡装置は、図１に示すように、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、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。
【００１８】
内視鏡２は細長の挿入部２０を備え、挿入部２０は、先端側から順に硬質な先端部２１、例えば、上下左右に湾曲可能な湾曲部２２、柔軟性を有する可撓管部２３を連設して構成され、先端部２１には観察視野を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つの通常観察光学アダプタ７ｃ等、各種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。
【００１９】
コントロールユニット３は、内部に、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及び制御装置である制御ユニット１０が設けられており、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。
【００２０】
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、例えば、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。
【００２１】
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等と、計測処理部１８とから構成されている。
【００２２】
音声信号処理回路１１は、マイク３４によって集音され、生成されたメモリカード等の記録媒体に記録された音声信号、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の制御により生成する操作メニューに基づく表示信号とを合成する処理や、ＬＣＤ５の画面上に表示するための所定の処理を施してＬＣＤ５に供給する。
【００２３】
ＰＣカードＩ／Ｆ１５は、ＰＣＭＣＩＡメモリカード３２やコンパクトフラッシュ（登録商標）メモリカード３３等の記録媒体であるメモリカード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の制御によって、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のデータを取り込み、あるいは制御処理情報や画像情報等のデータをメモリカードに記録することができる。
【００２４】
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指示制御を行うことが可能となり、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との間での各種の処理情報やデータを入出力することができる。
【００２５】
ＲＳ−２３２Ｃ  Ｉ／Ｆ１７は、ＣＣＵ９、内視鏡ユニット８及びこれらの制御および動作指示を行うリモートコントローラ４と接続されており、リモートコントローラ４の操作によって、ＣＣＵ９、内視鏡ユニット８の動作を制御するための通信を行う。
【００２６】
また、計測処理部１８は、図２に示すように、基準エッジ指定部４１と、計測点指定部４２と、制御部４３と、エッジ近似部４４と、仮想曲線形状変更部４５と、欠損幅演算部４６と、パラメトリック曲線選択部４７と、エッジ抽出部４８と、射影処理部４９とから構成されている。
基準エッジ指定部４１は、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上に、リモートコントローラ４等を用いて、エッジ部に指示された３点以上の基準点を入力し、これらの基準点の空間座標を制御部４３に出力する。
【００２７】
計測点指定部４２は、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上に、リモートコントローラ４等を用いて、指示された計測点を入力し、この計測点の空間座標を制御部４３に出力する。
【００２８】
制御部４３は、図示しない記憶部を有し、基準エッジ指定部４１あるいは計測点指定部４２から入力した基準点、計測点の画像座標を空間座標に変換して格納する。また、仮想曲線形状変更部４５やパラメトリック曲線選択部４７からの指示により、所望の仮想曲線をエッジ近似部４４に出力し、仮想曲線の形状変更情報を入力する。さらに、欠損幅演算部４６から演算結果を入力し、そうした情報や仮想曲線の形状等を映像信号処理回路１２に出力する。
【００２９】
エッジ近似部４４は、基準エッジを選択された所望の仮想曲線により近似する。具体的には、制御部４３から与えられるパラメータにより、所定の演算を行い、その結果を仮想曲線の係数として制御部４３に出力する。
【００３０】
仮想曲線形状変更部４５は、ユーザの選択に応じて、選択された仮想曲線形状の変更情報を制御部４３に出力する。
欠損幅演算部４６は、仮想曲線上で、定められた計測点の空間座標から計測点との距離が最小となる仮想点を求め、計測対象物の欠損幅を演算し、その結果を制御部４３に出力する。
【００３１】
パラメトリック曲線選択部４７は、ユーザの選択に応じて、選択されたパラメトリック曲線情報を制御部４３に出力する。
射影処理部４９は、基準点や計測点、仮想点および仮想曲線の空間座標を画像座標に変換し、この情報を制御部４３に出力する。
【００３２】
次に、図４から図１９を用いて、実施例１に係る計測用内視鏡装置における処理手順を説明する。
本実施例において、対象となる計測対象物は、図４に示されるように、欠けが発生した部位の形状が本来曲線であるものである。こうした計測対象物の欠けの深さを計測するには、図５に示すように、まず、内視鏡２の先端部２１を液晶モニタ５あるいは、フェイスマウントディスプレイ６の表示を見ながら操作して、計測対象物の欠けの部分を表示させる。
【００３３】
次に、計測対象物の欠け部分を表示させた状態で、図４に示すように、エッジの両端に３点の基準点（図中のＲ[0]、Ｒ[1]、Ｒ[2]）を指定する（ステップ１０１）。３点の基準点が指定されると（ステップ２０１）、図１３に示すように、基準エッジ指定部４１が指定された３点の空間座標を算出して、その算出結果を制御部４３に出力する（ステップ２０２）。なお、算出した空間座標は、制御部４３を介さずに、射影処理部４９に直接出力してもよい。
【００３４】
空間座標の算出は、指定された基準点に対応する点を液晶モニタ５あるいは、フェイスマウントディスプレイ６に表示された参照画像上で探索し、三角測量の原理を用いて、数１のような空間座標を計算することにより行う。なお、この計算方法は、特許文献１に記載されているものと同様である。
【００３５】
【数１】
0004790223.tif 000002
【００３６】
次に、エッジ近似部４４は、制御部４３から算出された３つの基準点の空間座標を入力し、図１４の手順にしたがって、この３点を通る２次曲線を仮想曲線として求める。仮想曲線の式はｔをパラメータとして、数２のようになる。
【００３７】
【数２】
0004790223.tif 000003
【００３８】
この数２に、数１のＲ[0]から[2]の３点の座標を代入し、Ｒ[0]でのｔを０、Ｒ[1]でのｔをｐ(ただし０＜ｐ＜１)、Ｒ2でのｔを１として数２の連立方程式の係数a[0]からａ[2]，ｂ[0]からｂ[2]，ｃ[0]からｃ[2]を求める（ステップ３０１からステップ３０３）。
ここで、ｐは形状係数であり初期値はｐ＝０．５として計算を行う。
【００３９】
具体的に、連立方程式の係数の算出は、xを例にとり、図１５を参照しつつ説明すると、以下のようになる。
すなわち、連立方程式を以下、数３から数５に示す行列に置き換え、数６の３元連立方程式を解く。
【００４０】
【数３】
0004790223.tif 000004
【００４１】
【数４】
0004790223.tif 000005
【００４２】
【数５】
0004790223.tif 000006
【００４３】
【数６】
0004790223.tif 000007
【００４４】
そして、Ｔの逆行列をＴ’としてＡを求める（ステップ４０１から４０４）。同様の手順によりｂ[0]からｂ[2]，ｃ[0]からｃ[2]を求めることができる。
【００４５】
求めた曲線に基づいて、入力画像への射影が射影処理部４９において求められ、求められた画像座標が制御部４３を介して、画像情報として液晶モニタ５あるいは、フェイスマウントディスプレイ６に出力される。そして、これが計測対象物の入力面像に重畳して表示される。
【００４６】
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に出力された仮想曲線の形状が適切でない場合（ステップ１０３）には、基準点の修正や形状係数の変更を行うことができる。すなわち、図５に示すように、メニューから修正機能が選択された場合には、形状係数の変更かあるいは基準点位置の修正かを操作者に選択させる。
【００４７】
操作者が形状係数変更を選択した場合（ステップ１０５）、値の直接入力あるいは画面に表示されたスライドバーの移動により形状係数の変更を０から１の間で行い、ステップ１０２の処理に戻る。また、基準点位置の修正が選択された場合は（ステップ１０４）、基準点の移動ができる状態になり、基準点位置の修正が完了したら、ステップ１０１の処理へ戻る。これらの処理は、仮想曲線形状変更部４５および制御部４３によって実行される。
【００４８】
なお、形状係数の変更に伴う放物線の形状の変化は、図７から図１１に示すようになる。ここで、図７はｐ＝０．２の場合の放物線の形状を、図８はｐ＝０．３の場合の放物線の形状を、図９はｐ＝０．４の場合の放物線の形状を、図１０はｐ＝０．５の場合の放物線の形状を、図１１はｐ＝０．６の場合の放物線の形状を示したものである。
【００４９】
この例によれば、ｐの値を１に近づけると、３点ある基準点のうちの上から２点の間の曲線形状が直線に近づき、下から２点の間の曲線の曲率が大きくなるのがわかる。
したがって、計測対象物のエッジ形状を画像で確認しながら、ｐの値を操作すれば、エッジ形状に近似した仮想曲線を設定することができる。
【００５０】
次に、計測点指定部４２が計測点の情報を入力すると（ステップ３０１）、計測点の対応点を計測対象物の画像上で探索し、三角測量の原理で計測点の空間座標を数７のように計算して制御部４３に出力する（ステップ１０６、ステップ５０２）。
【００５１】
【数７】
0004790223.tif 000008
【００５２】
欠損幅検出部４６は、制御部４３から仮想曲線に関する情報と、計測点の空間座標とを入力し、仮想曲線上の点で計測点との距離を求め（ステップ６０１）、ついで、その距離が最小となる仮想点を数８の範囲で求める（ステップ６０２）。求めた仮想点の空間座標は、射影処理部４９に入力され、画像への射影が計算される（ステップ６０３）。そして、求めた仮想点の射影を画像上に描画する（ステップ６０４）。
なお、Ｔ＿ＭＩＮ、Ｔ＿ＭＡＸはあらかじめ設定したｔの最大、最小値である。
【００５３】
【数８】
0004790223.tif 000009
【００５４】
次に、求めた仮想点を数９とする。
【００５５】
【数９】
0004790223.tif 000010
【００５６】
そして、求めた仮想点と計測点の距離を数１０により求める（ステップ１０７）。
【００５７】
【数１０】
0004790223.tif 000011
【００５８】
さらに、求めた距離を計測結果として液晶モニタ５あるいは、フェイスマウントディスプレイ６に表示する（ステップ１０８）。
【実施例２】
【００５９】
本実施例は、実施例１に対して、基準点列の数を４点としたものである。本実施例においては、この４点目の空間座標を用い、ｐ値の最適化を行う。これにより仮想曲線の修正は基準点位置の修正を行うのみで十分となる。
【００６０】
最適化は次のように行う。まず、実施例１での仮想点入力処理と同様に、仮想曲線上の点で４点目の基準点との距離Ｌが最小となる点を求める。次に、その点でのｔの値であるｔ’を使い、ｐ＝ｔ'とすることで、ｐの最適化を行う。
【００６１】
ここで、Ｌが所定の値Ｌ_ＴＯＬよりも小さくならない場合は、すべての基準点を滑らかにつなぐ仮想曲線が求まらず、定られた基準点列に仮想曲線を求める上で、不適切な点が含まれていることを意味する。従ってこの場合は、「基準点位置を修正してください。」という警告表示を液晶モニタ５あるいは、フェイスマウントディスプレイ６に行い、操作者に基準点位置の修正を促す。
これによって、基準点の位置が適切に指定されていれば、形状係数を操作者が変更する手間をかけることなく、適した仮想曲線を求めることができる。
【実施例３】
【００６２】
本実施例は、あらかじめメニューからの設定により、どの仮想曲線で計測対象物のエッジを近似するかを選択する選択手段を備えている。これにより、計測対象物のエッジ形状が特定の曲線で設定されているかが判明している場合、より正確にエッジ形状を推定することができる。
【００６３】
ここで、選択された仮想曲線が２次式であるなら、実施例１と同様の処理になる。選択された仮想曲線が３次式なら、その処理は、以下のようになる。
すなわち、この場合、基準点列は、数１１のように４点となる。
【００６４】
【数１１】
0004790223.tif 000012
【００６５】
このとき、仮想曲線の式はｔをパラメータとして、数１２のようになる。
【００６６】
【数１２】
0004790223.tif 000013
【００６７】
そこで、この式にＲ[0]からＲ[3]の４点の座標を代入し、Ｒ[0]でのｔを０、Ｒ[1]でのｔをｐ１（ただし０＜ｐ１＜１）、Ｒ[2]でのｔを、ｐ１＋（１−ｐ１）*ｐ2（ただし０＜ｐ２＜１）、Ｒ[3]でのｔを１として連立方程式を解き、ａ[0]からａ[3]，ｂ[0]からｂ[3],ｃ[0]からｃ[3]を求める。
ここで、ｐ１，ｐ２は形状係数であり初期値はｐ１＝０．３、ｐ２＝０．５として計算を行う。
【００６８】
形状係数の変更は２つの数字の入力を行うか、２つのスライドバーの移動によって指定する（図５参照）。選択された式が３次スプラインの場合はＮ点(Ｎ ＞３)の基準点を指定する。
ｉ＝０．１，・・・，Ｎ−１について、基準点Ｒ[j]でのパラメータt[j]は、基準点間の距離を用い、数１３のようになり、数１４の関数のI＝０、・・・Ｎ−１の組が与えられた場合、数１５の区間を、数１６のように表す。
【００６９】
【数１３】
0004790223.tif 000014
【００７０】
【数１４】
0004790223.tif 000015
【００７１】
【数１５】
0004790223.tif 000016
【００７２】
【数１６】
0004790223.tif 000017
【００７３】
ただし、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、数１７であり、ｙ2［j］は、数１８の連立方程式の解である。なお、ｔａｎ（ａ）はａの正接を表し、ＰＩは円周率を表す。また、ｐｌ，ｐ２は形状係数であり、−１＜ｐ１＜１，−１＜ｐ２＜１  である。２つの形状係数の初期値は０とし、形状係数の変更は２つの数字の入力か、２つのスライドバーの移動によって指定する。そして、ｘ，  ｙ，  ｚそれぞれについて、Ｒ[0]〜Ｒ[N-1]を用いてｆを求め、仮想曲線の式とする。
【００７４】
【数１７】
0004790223.tif 000018
【００７５】
【数１８】
0004790223.tif 000019
【実施例４】
【００７６】
本実施例においては、仮想点位置修正機能が付加されている。メニューから、この機能が選択されると形状係数変更と同様のスライドバーが表示され、このスライドバーの操作に運動して仮想点が仮想曲線上を移動する。計測結果はこの変更された仮想点の座標と計測点の座標から求めて表示される。
【００７７】
ここまでに説明してきた上記の実施例においては、欠け部分の両側にエッジが残っている場合には、正確な計測を行うことができるが、仮想点を計測点に最も近い仮想曲線上の点としているため、図６に示すような角が欠けた計測対象物に適用すると、結果が不正確になる場合がある。
しかし、本実施例によれば、角が欠けた計測対象物に適用しても、正確な結果を得ることができる。
【実施例５】
【００７８】
本実施例は、図３に示すように、図２に対して、エッジ抽出部４８、エッジ選択部５０、微分フィルタ選択部５１、エッジ検出閾値変更部５２が付加された構成となっている。本実施例は、エッジ抽出部４８により抽出されたエッジ、あるいは複数のエッジが抽出された場合に、その中から選択されたエッジに対して仮想曲線の当てはめを行い、仮想曲線を求めるものである。
【００７９】
以下、図１８および図１９を用いて、具体的な処理について説明する。
まず、計測対象物を捉えた観察画像に微分フィルタを適用し（ステップ８０１）、微分値が閾値以上の画素を抽出する（ステップ８０２）。適用するフィルタはSobelフィルタ、Rovertsフィルタ、Prewlttフィルタなどの複数のフィルタから選択できるようになっている。微分フィルタ適用時には、同時にエッジ方向も計算する。
【００８０】
例えば、Sobelフィルタを用いる場合、座標i，jの微分値g(i,j)は画素値をｆとして、数１９のようになり、エッジ方向ｔは、数２０となる。ただし、aｔａｎ（ａ）はａの正接の逆関数（アークタンジェント）を表す。
【００８１】
【数１９】
0004790223.tif 000020
【００８２】
【数２０】
0004790223.tif 000021
【００８３】
次に、細線化処理を行い、ノイズを除去する（ステップ８０３）。このとき、通常、複数のエッジが検出されるため、検出したそれぞれのエッジにラベリングを行う（ステップ８０４）。各エッジ上の点についてエッジ方向の変化量を求め、２階微分が０となる点、すなわち変曲点でエッジを分割し、別のラベルをつける（ステップ７０１、８０５）。
【００８４】
そして、エッジの選択を行って（ステップ７０２）、エッジ上の点の空間座標を求める（ステップ７０３）。次に、選択されたエッジについてハフ変換を適用し、２次曲線を当てはめる（ステップ７０４）。求めた曲線の入力画像への射影を求め、入力画像に重畳して表示する。表示された曲線に問題がないと操作者が判断すれば計測点入力へ、問題があれば微分フィルタの種類、あるいはエッジ検出の閾値を変更して再度エッジ抽出（ステップ７０１）を行う（ステップ７０５）。
【００８５】
基準画像上で計測点が入力されると、計測点の対応点を参照画像上で探索し、三角測量の原理で計測点の空間座標を数２１のように計算する（ステップ７０６）。
【００８６】
【数２１】
0004790223.tif 000022
【００８７】
計測点の空間座標が算出されると、仮想曲線上の点で計測点との距離が最小となる仮想点を求める（ステップ７０７）。そして、求めた仮想点を数２２とする。
【００８８】
【数２２】
0004790223.tif 000023
【００８９】
次に、求めた仮想点と計測点の距離を数２３に基づいて求める（ステップ７０８）。そして、仮想点の入力画像上への射影を求め、観察画像に重畳して表示するとともに、求めた距離を計測結果として表示する（ステップ７０９）。
【００９０】
【数２３】
0004790223.tif 000024
【００９１】
したがって、これまで説明してきた上記の実施例においては、基準点の入力が不正確な場合には計測結果も不正確になるという問題があるが、本実施例においては、エッジの検出を自動的に行うため、精密に基準点を指定する必要なく、操作者の負荷が大幅に軽減される。また、操作者の誤操作による精度の低下の可能性を減らすことができる。
【００９２】
以上、図面を参照して本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、この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】
【００９３】
【図１】本発明に係る計測用内視鏡装置の構成図である。
【図２】計測処理部の構成図である。
【図３】計測処理部の構成図である。
【図４】計測対象物の欠け部分と基準点、計測点、仮想点との関係を示した図である。
【図５】表示部に表示される計測対象物およびメニュー等を示した図である。
【図６】計測対象物の角に欠けがある場合の計測対象物の欠け部分と基準点、計測点、仮想点との関係を示した図である。
【図７】形状変更係数を操作したときの仮想曲線の形状を示した図である。
【図８】形状変更係数を操作したときの仮想曲線の形状を示した図である。
【図９】形状変更係数を操作したときの仮想曲線の形状を示した図である。
【図１０】形状変更係数を操作したときの仮想曲線の形状を示した図である。
【図１１】形状変更係数を操作したときの仮想曲線の形状を示した図である。
【図１２】実施例１の処理フローを示した図である。
【図１３】基準点が入力された際の処理フロー図である。
【図１４】計測点が入力された際の処理フロー図である。
【図１５】仮想曲線を算出する際の処理フロー図である。
【図１６】係数を算出する際の処理フロー図である。
【図１７】基準点が入力された際の処理フロー図である。
【図１８】実施例５の処理フローを示した図である。
【図１９】エッジ抽出を行う際の処理フロー図である。
【符号の説明】
【００９４】
２・・・内視鏡、３・・・コントロールユニット、４・・・リモートコントローラ、５・・・液晶モニタ、６・・・フェイスマウントディスプレイ（ＦＭＤ）、６ａ・・・ＦＭＤアダプタ、７ａ、７ｂ、７ｃ・・・光学アダプタ、８・・・内視鏡ユニット、９・・・カメラコントロールユニット、１０・・・制御ユニット、１１・・・音声信号処理回路、１２・・・映像信号処理回路、１３・・・ＲＯＭ、１４・・・ＲＡＭ、１５・・・ＰＣカードインターフェース、１６・・・ＵＳＢインターフェース、１７・・・ＲＳ−２３２Ｃインターフェース、１８・・・計測処理部、４１・・・基準エッジ指定部、４２・・・計測点指定部、４３・・・制御部、４４・・・エッジ近似部、４５・・・仮想曲線形状変更部、４６・・・欠損幅演算部、４７・・・パラメトリック曲線選択部、４８・・・エッジ抽出部、４９・・・射影処理部、
【図１】
0004790223.tif 000025
【図２】
0004790223.tif 000026
【図３】
0004790223.tif 000027
【図４】
0004790223.tif 000028
【図５】
0004790223.tif 000029
【図６】
0004790223.tif 000030
【図７】
0004790223.tif 000031
【図８】
0004790223.tif 000032
【図９】
0004790223.tif 000033
【図１０】
0004790223.tif 000034
【図１１】
0004790223.tif 000035
【図１２】
0004790223.tif 000036
【図１３】
0004790223.tif 000037
【図１４】
0004790223.tif 000038
【図１５】
0004790223.tif 000039
【図１６】
0004790223.tif 000040
【図１７】
0004790223.tif 000041
【図１８】
0004790223.tif 000042
【図１９】
0004790223.tif 000043