(57)【要約】      （修正有）【課題】デジタルカメラにより撮影された画像を細工し、場所もとらず、かつ安価で、モアレ式体型観察装置で発生される等高線と同等の効果が期待できる等高線表示を発生させる方式、及びハードウエアの提供。【解決手段】色差信号を用いた表示系の輝度信号を取り出し、輝度信号に対して量子化を実施、及び量子化精度の切り替え、ユーザの指定した範囲の量子化精度を自由に切り替え手段、及び精度の高い等高線描画機能の提供により、モアレ式体型観察装置で発生される等高線と同等の効果が期待できる等高線表示を可能とした。【選択図】  図１
2007307123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体型観察装置の等高線発生方式において、色差情報を用いた表示系（例えば輝度信号（Ｙ）、輝度信号と赤色成分の差（Ｕ），輝度信号と青色成分の差（Ｖ）のＹＵＶ空間等）の輝度信号（Ｙ）を取り出し、輝度信号（Ｙ）に対して量子化処理を実施して複数段階に区分けし、輝度の変化に沿って等高線を描画した事を特徴とした体型観察装置の等高線発生方式
【請求項２】
請求項１記載の体型観察装置の等高線発生方式において、輝度信号（Ｙ）の量子化に関して、量子化精度を切り替えできる事を特徴とした体型観察装置の等高線発生方式。
【請求項３】
請求項２記載の体型観察装置の等高線発生方式において、ユーザの指定した範囲の量子化精度を自由に切り替えできる事を特徴とした体型観察装置の等高線発生方式。
【請求項４】
請求項１記載の体型観察装置の等高線発生方式における等高線描画において、輝度の変化のチエックに関して、対象ピクセルの隣り合うピクセルだけでは無く、周辺ピクセルもチエックした事を特徴とした体型観察装置の等高線発生方式。
【請求項５】
請求項１記載の体型観察装置の等高線発生方式における等高線描画において、輝度の変化のチエックに関して、１ピクセルのみ輝度が異なる箇所はノイズとみなした事を特徴とした体型観察装置の等高線発生方式。
【請求項６】
請求項１記載の体型観察装置の等高線発生方式を実現するハードウエア。
【請求項７】
請求項２記載の体型観察装置の等高線発生方式を実現するハードウエア。
【請求項８】
請求項３記載の体型観察装置の等高線発生方式を実現するハードウエア。
【請求項９】
請求項４記載の体型観察装置の等高線発生方式を実現するハードウエア。
【請求項１０】
請求項５記載の体型観察装置の等高線発生方式を実現するハードウエア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筋肉や骨格のゆがみ等の診断に使用される体型観察装置の等高線発生方式に関するものである。          
【背景技術】
【０００２】
体型観察装置としては、モアレ式体型観察装置があり、干渉模様（等高線）を読み取ることで、人体の姿勢・形態観察の一種として、単なる体系観測に比べて、微細な捻じれやユガミも観察可能で、また何回使用しても、Ｘ線のような危険性がなく、安心して使用でき、整体、整骨、東洋医学、美容、スポーツなど各方面で広く使用されている。
【０００３】
モアレ式体型観察装置は、暗所で対象物に投光して、光で生じる模様や縞状の波紋、即ち干渉模様（等高線）を発生させる装置で、黒い線を張ったモアレ面に投光して、その先にある物体表面の凹凸に応じた等高線を発生させる装置である。診断者は、物体表面をカメラで撮影したモアレ写真を観察して診断を実施する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
黒い線を張ったモアレ面を必要とするモアレ式体型観察装置は、モアレ格子及び架台を必要とし、場所をとりかつ価格も高価である。
【０００５】
また、デジタルカメラ等により撮影された画像であるＲＧＢに直接量子化処理を施し、等高線を発生させる方式もあるが、例として４ビットに量子化した場合を取り上げると、Ｒ，Ｇ，Ｂ各々のビット構成がＲ（１０１０１０１０＝１２８＋３２＋８＋２＝１７０）、Ｇ（０１０１０１０１＝６４＋１６＋４＋１＝８５），Ｂ（１００１１００１＝１２８＋１６＋８＋１＝１５３）の時、４ビットに量子化すると、各々ビット構成はＲ（１０１０００００＝１２８＋３２＝１６０），Ｇ（０１０１００００＝６４＋１６＝８０），Ｂ（１００１００００＝１２８＋１６＝１４４）となる。この時、輝度情報であるＹ信号は、下記の変換式が広く用いられている。
Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ
従って、Ｙ＝０．２９９＊１６０＋０．５８７＊８０＋０．１１４＊１４４＝４７．８４＋４６．９６＋１６．４１６＝１１１．２１６で，小数点以下を切り捨てビット構成としては（０１１０１１１１）の８ビットデータとなり、輝度としては８ビット段階に区分けされてしまい、期待した等高線表示が得られない。
【０００６】
本発明は、デジタルカメラ等により撮影された画像を細工し、場所もとらず、かつ安価で、モアレ式体型観察装置で発生される等高線と同等の効果が期待できる等高線を発生させる方式、及びハードウエアを提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
目的を達成する為に、色差情報を用いた表示系（例えば輝度信号（Ｙ）、輝度信号と赤色成分の差（Ｕ），輝度信号と青色成分の差（Ｖ）のＹＵＶ空間等）の輝度信号（Ｙ）を取り出し、輝度信号（Ｙ）に対して量子化処理を実施して複数段階に区分けし、輝度の変化に沿って等高線を描画する事により、モアレ式体型観察装置で発生される等高線と同等の効果が期待できる表示を可能とした事を特徴とする体型観察装置の等高線発生方式、及びハードウエアが提供される。
【０００８】
また、輝度信号（Ｙ）の量子化に関して、量子化精度を切り替え可能とした事により、最適な表示を可能とした事を特徴とする体型観察装置の等高線発生方式、及びハードウエアが提供される。
【０００９】
更に、ユーザの指定した範囲の量子化精度を自由に切り替え可能とした事により、最適な等高線描画を可能とした事を特徴とした等高線発生方式、及びハードウエアが提供される。
【００１０】
また、輝度の変化に沿った等高線描画において、輝度の変化のチエックに関して、対象ピクセルの隣り合うピクセルだけでは無く、周辺ピクセルもチエックした事
により、最適な等高線描画を可能とした事を特徴とする体型観察装置の等高線発生方式、及びハードウエアが提供される。
【００１１】
更に、輝度の変化に沿った等高線描画において、輝度の変化のチエックに関して、１ピクセルのみ輝度が異なる箇所はノイズとみなした事により、見易い等高線描画を可能とした事を特徴とする体型観察装置の等高線発生方式、及びハードウエアが提供される。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明した様に、本発明によれば輝度信号（Ｙ）に対して量子化処理を実施して複数段階に区分けし、輝度の変化に沿って等高線を描画する事により、輝度レベルに合致した複数段階に区分けされた等高線を描画、及び表示が可能となっている。また量子化精度を切り替え、及びユーザの指定した範囲の量子化精度を自由に切り替え可能とし、更に等高線描画における、輝度の変化のチエックに関して、対象ピクセルの隣り合うピクセルだけでは無く、周辺ピクセルもチエックし、１ピクセルのみ輝度が異なる箇所はノイズとみなした事により、モアレ式体型観察装置で発生される等高線と同等の効果が期待できる等高線表示を、場所もとらず、かつ安価なシステムで実現できる。    
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。  
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態における体型観測装置の概略回路ブロック図であって、一実施例である。なお、入力はデジタルカメラとして一般的なＪＰＥＧインターフェース、出力はＤＶＩインターフェースとする。
【００１５】
図１において、１は外部のデジタルカメラからＪＰＥＧフォーマット信号を受信し、ビットマップフォーマット信号に変換するＪＰＥＧ／ビットマップ変換回路、２はビットマップフォーマットから、ＲＧＢ信号を取り出す等の制御をするビットマップ制御回路、３はＲＧＢ信号からＹＵＶ信号に変換するＲＧＢ／ＹＵＶ変換回路、４はＹ、Ｕ、Ｖ信号を１画面分貯える画面メモリ、５は画面メモリを制御するメモリ１制御回路、６はドット単位のタイミングをコントロールするドットマトリックスタイミングコントローラ回路、７は外部入力である設定板により量子化レベルが決定可能な量子化レベル設定回路、８は外部の操作板により設定された量子化レベルの領域が決定可能な領域設定回路、９は輝度信号であるＹ信号に対して量子化処理を実施する量子化処理回路、１０は量子化されたＹ信号、及び量子化されていない色差信号Ｕ、ＶのＹＵＶ信号からＲＧＢ信号に変換するＹＵＶ／ＲＧＢ変換回路、１１は量子化処理された輝度信号Ｙを１画面分貯えるＹ信号メモリ、１２はＹ信号メモリを制御するメモリ２制御回路、１３は等高線を描画する等高線描画回路、１４は等高線情報を１画面分貯える等高線メモリ、１５は等高線メモリを制御するメモリ３制御回路、１６は画面情報に等高線を追加する等高線追加回路、１７はＲ、Ｇ、Ｂ情報をモニタに出力するＤＶＩインターフェース回路、１８は外部入力である設定板により等高線の色が決定可能な色設定回路、１９は発振回路。
【００１６】
次に、図１の体型観測装置の概略回路ブロック図を用いて、本発明の動作を説明する。
【００１７】
まず、デジタルカメラのＪＰＥＧ出力端子よりＪＰＥＧフォーマット信号をＪＰＥＧ／ビットマップ変換回路１で受信してビットマップフォーマット信号に変換し、ビットマップ制御回路２でＲＧＢ信号が取り出される。
【００１８】
取り出されたＲＧＢ信号は、ＲＧＢ／ＹＵＶ変換回路３で輝度信号であるＹ信号、色差信号Ｕ，Ｖに変換される。変換式としては、一般的に広く用いられている下記の変換式を用いる。
Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ
Ｕ＝−０．１６９Ｒ−０．３３２Ｇ＋０．５００Ｂ
Ｖ＝０．５００Ｒ−０．４１９Ｇ−０．０８１Ｂ
変換されたＹＵＶ信号は、ビットマップ制御回路２からの情報に基づいたタイミング制御をするメモリ１制御回路５の制御のもと、画面メモリ４に書き込まれる。
【００１９】
画面メモリに貯えられたＹ、Ｕ、Ｖデータは、ドットマトリクスタイミングコントローラ６に合わせたタイミング制御をするメモリ１制御回路５の制御のもと読み出され、輝度信号であるＹ信号は、量子化処理回路９で、量子化処理される。なお、量子化処理は、量子化レベル設定回路７により、画像に合わせた最適な量子化を選択可能である。具体的には、量子化レベルとしては、通常は４ビット設定が最適であるが、４ビットでは階調差が少ない（等高線間隔が粗い）画像に対しては５ビットに設定し、逆に４ビットでは階調差が多すぎ（等高線間隔が密）見難くなる画像では３ビットに設定する。更に、領域設定回路８により、画像の指定された領域の量子化レベルが設定される。具体的には、画像のある部分の階調差が少ない（等高線間隔が粗い）画像に対しては、外部の操作板より、階調差が少ない箇所の２点の座標を入力し、２点で囲まれた矩形部分の量子化レベルのビットを１ビット多く設定する事により、画面全体で最適な階調差（等高線表示）が可能となる。次に、量子化処理されたＹ信号は、ＹＵＶ／ＲＧＢ変換回路１０で、量子化されていない色差信号Ｕ、Ｖを加えたＹＵＶ信号からＲＧＢ信号に変換される。変換式としては、一般的に広く用いられている下記の変換式を用いる。
Ｒ＝Ｙ＋１．４０２Ｖ
Ｇ＝Ｙ−０．３４４Ｕ−０．７１４Ｖ
Ｂ＝Ｙ＋１．７７２Ｕ
変換されたＲＧＢ信号は、等高線追加回路１６、ＤＶＩインターフェース回路１７を経由して、モニタに出力され、モニタ画面に表示される。
【００２０】
Ｙを量子化してＹＵＶ／ＲＧＢ変換を実施する事により、輝度レベルに合致した複数段階に区分けされた最適な階調差（等高線表示）が可能となっている。
【００２１】
次に、等高線描画動作について説明する。量子化処理された輝度信号Ｙは、ドットマトリクスタイミングコントローラ７に合わせたタイミング制御をするメモリ２制御回路１２の制御のもと、Ｙ信号メモリ１１に一旦貯えられる。Ｙ信号メモリに１画面分のデータが貯えらると、メモリ２制御回路１２の制御のもと、読み出された輝度信号Ｙは、等高線描画回路１３により等高線が描画され、メモリ３制御回路１５の制御のもと、等高線メモリ１４に貯えられる。
【００２２】
等高線描画回路１３では、輝度の変化のチエックに関しては、対象となるピクセルの隣り合うピクセルだけでは、連続して変化した箇所では太い線となってしまう為、周辺ピクセルもチエックする事により、連続して変化した箇所でも等高線の識別が可能となっている。更に、１ピクセルのみ輝度が異なる箇所はノイズとみなし描画しない様にする事により見易い等高線描画が可能となっている。
【００２３】
等高線描画回路１３に関して、輝度信号（Ｙ）を配列ｙに格納し、ある一点を注目ピクセルｙ［ｉ］［ｊ］として詳細説明する。
まず、横方向の隣り合うピクセルの輝度信号（Ｙ）の差異を検出し、しきい値以上異なる場合は等高線とみなす。即ち、下記の条件式が真となる場合。（横方向のしきい値をＸｄｉｆとする）（図２参照）
（ｙ［ｉ］［ｊ］  ｘｏｒ  ｙ［ｉ＋１］［ｊ］＞  Ｘｄｉｆ
次に、注目ピクセルの周辺ピクセルもチェックすることにより、輝度信号（Ｙ）の変化が激しい箇所でも最適な等高線を描画する。即ち、下記の条件式が真となる場合。（図３参照）
（ｙ［ｉ−１］［ｊ］＝ｙ［ｉ］［ｊ］）and（ｙ［ｉ＋１］［ｊ］＝ｙ［ｉ＋２］［ｊ］）
さらに、周辺ピクセルと比べて輝度が異なる箇所をノイズとみなし、さらに広い範囲でも比較を行うことにより最適な等高線を描画する。下記の条件式が真となる場合。（図４参照）
ｙ［ｉ＋１］［ｊ］＝ｙ［ｉ＋３］［ｊ］
上記、動作を横方向だけではなく、縦方向にも適用する事で最適な等高線を描画する事が可能となっている。
【００２４】
等高線メモリに貯えられている情報が、ドットマトリクスタイミングコントローラ７に合わせたタイミング制御をするメモリ３制御回路１５の制御のもと、読み出され、外部入力である設定板により等高線の色が決定可能な色設定回路１８で、希望の色に選択され、等高線追加回路１６で、等高線が追加される。等高線追加回路では、等高線描画が優先され、等高線の描画されていない箇所のみ画面情報が有効となる。等高線追加回路出力は、ＤＶＩインターフェース回路１７を経由して、モニタに出力され、モニタ画面に等高線を含んだ画像が表示される。
【００２５】
なお、上記実施例では、画面メモリ４は１画面分の容量としたが、複数画面分の容量を備えても良く、その時はデジタルカメラより一度に複数画面分のデータを取り込め、適宜所望の画像の等高線表示が可能となる。
【００２６】
また、ＪＰＥＧデータを解凍する経過で、ＹＵＶ信号を取り出す事が可能である為、ＪＰＥＧ入力をビットマップフォーマットに変換しないで、ＹＵＶ信号を直接画面メモリ４に貯える事も可能である。
【００２７】
また、入力をＪＰＥＧデータとしたが、ビットマップデータを直接受ける事も可能で、その時はＪＰＥＧ／ビットマップ変換１を経由せず、直接ビットマップ制御に入力される。
【００２８】
さらに、入力は上記には限定されず、入力に適応したインターフェース回路を追加して、ＹＵＶ信号を取り出す、またはＹＵＶ信号に変換する事により対応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態における体型観測装置の概略回路ブロック図である
【図２】等高線描画ピクセルの説明図である
【図３】等高線描画、最適化の説明図である
【図４】等高線描画、ノイズ処理の説明図である
【符号の説明】
【００３０】
１．ＪＰＥＧ／ビットマップ変換回路
２．ビットマップ制御回路
３．ＲＧＢ  ／ＹＵＶ変換回路
４．画面メモリ
５．メモリ１制御回路
６．ドットマトリックスタイミングコントローラ
７．量子化レベル設定回路
８．領域設定回路
９．  量子化処理回路
１０．ＹＵＶ／ＲＧＢ変換回路
１１．Ｙ信号メモリ
１２．メモリ２制御回路
１３．等高線描画回路
１４．等高線メモリ
１５．メモリ３制御回路
１６．等高線追加回路
１７．ＤＶＩインターフェース回路
１８．色設定回路
１９．発振回路
【図１】
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【図２】
2007307123.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007307123.tif 000006