(57)【要約】  この装置は、リニア特性を有する入力映像信号に対してトーン調整のためのトーン・カーブ特性を付与するトーンコントロール部を含む第１の処理回路部と、第１の処理回路部によって処理された映像信号に対して第１の出力用のカーブ特性を付与して第１の出力映像信号を生成する第１のカーブ特性付与部を含む第２の処理回路部とを具備する。
2019167555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リニア特性を有する入力映像信号に対してトーン調整のためのトーン・カーブ特性を付与するトーンコントロール部を含む第１の処理回路部と、
前記第１の処理回路部によって処理された映像信号に対して第１の出力用のカーブ特性を付与して第１の出力映像信号を生成する第１のカーブ特性付与部を含む第２の処理回路部と
を具備する映像信号処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の映像信号処理装置であって、
前記第２の処理回路部は、
前記第１の処理回路部によって処理された映像信号に対して第２の出力用のカーブ特性を付与して第２の出力映像信号を生成する第２のカーブ特性付与部をさらに含む
映像信号処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の映像信号処理装置であって、
前記第１の出力用のカーブ特性がＯＥＴＦ（Optical-Electro Transfer Function）変換のためのカーブ特性およびディスプレイガンマ処理のためのカーブ特性のいずれか一方であり、
前記第２の出力用のカーブ特性がその他方である
映像信号処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の映像信号処理装置であって、
前記トーンコントロール部は、
設定情報に基づき前記トーン調整用のトーン・カーブ特性を作成する
映像信号処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の映像信号処理装置であって、
前記設定情報が、トーン・カーブ特性が与えられる入力信号レベルの範囲の中心を定義するパラメータを含む
映像信号処理装置。
【請求項６】
請求項４に記載の映像信号処理装置であって、
前記設定情報が、トーン・カーブ特性が与えられる入力信号レベルの範囲を定義するパラメータを含む
映像信号処理装置。
【請求項７】
請求項４に記載の映像信号処理装置であって、
前記設定情報が、トーン・カーブ特性のカーブ形状を定義するパラメータを含む
映像信号処理装置。
【請求項８】
請求項４に記載の映像信号処理装置であって、
前記設定情報が、トーン・カーブ特性が与えられる入力信号レベルの範囲の中心における出力信号レベルの変動量を定義するパラメータを含む
映像信号処理装置。
【請求項９】
請求項４に記載の映像信号処理装置であって、
前記トーンコントロール部は、
前記設定情報に基づき色成分毎の係数をそれぞれ作成し、これら色成分毎の係数と色成分毎に任意に与えられたゲイン調整値とに基づき前記トーン・カーブ特性を作成する
映像信号処理装置。
【請求項１０】
請求項４に記載の映像信号処理装置であって、
前記トーンコントロール部は、
前記設定情報に基づき複数の色成分に共通の係数を作成し、この係数と色成分毎に任意に与えられたゲイン調整値とに基づき前記トーン・カーブ特性を作成する
映像信号処理装置。
【請求項１１】
請求項４に記載の映像信号処理装置であって、
前記トーンコントロール部は、
前記設定情報に基づき色成分毎の係数をそれぞれ作成し、これら色成分毎の係数と色成分毎に任意に与えられたゲイン調整値とに基づき前記トーン・カーブ特性を作成する第１のトーンコントロール機能と、
前記設定情報に基づき複数の色成分に共通の係数を作成し、この係数と色成分毎に任意に与えられたゲイン調整値とに基づき前記トーン・カーブ特性を作成する第２のトーンコントロール機能とで、
実行させるトーンコントロール機能を切り替え可能に構成された
映像信号処理装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の映像信号処理装置であって、
前記第１の処理回路部は、
撮像素子により生成された信号に対して補正および色バランス調整を行う補正／色バランス調整部をさらに具備し、前記トーンコントロール部は、前記補正／色バランス調整回路より出力された信号を前記入力映像信号として処理する
映像信号処理装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の映像信号処理装置であって、
前記第２の処理回路部は、
少なくとも、前記トーン・カーブ特性が付与された映像信号に対してマトリクス処理を行ってカラー画像データを生成するマトリクス処理部と、前記生成されたカラー画像データのディテール処理およびニー処理を行うディテール・ニー処理部とを含み、前記第１のカーブ特性付与部は、前記ディテール・ニー処理部より出力されたカラー画像データに対して前記出力用のカーブ特性を付与する
映像信号処理装置。
【請求項１４】
請求項２に記載の映像信号処理装置であって、
前記第２の処理回路部は、
少なくとも、前記トーン・カーブ特性が付与された映像信号に対してマトリクス処理を行って第１の解像度の第１のカラー画像データを生成する第１のマトリクス処理部と、前記第１のカラー画像データのディテール処理およびニー処理を行う第１のディテール・ニー処理部と、前記トーン・カーブ特性が付与された映像信号に対してマトリクス処理を行って第２の解像度の第２のカラー画像データを生成する第２のマトリクス処理部と、前記生成された第２のカラー画像データのディテール処理およびニー処理を行う第２のディテール・ニー処理部とを含み、
前記第１のカーブ特性付与部は、前記第１のディテール・ニー処理部より出力された前記第１のカラー画像データに対して前記第１の出力用のカーブ特性を付与し、
前記第２のカーブ特性付与部は、前記第２のディテール・ニー処理部より出力された前記第２のカラー画像データに対して前記第２の出力用のカーブ特性を付与する
映像信号処理装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の映像信号処理装置であって、
前記第１のカラー画像データがＨＤＲ（High Dynamic Range）ビデオであり、
前記第２のカラー画像データがＳＤＲ（Standard Dynamic Range）ビデオである
映像信号処理装置。
【請求項１６】
リニア特性を有する入力映像信号を生成する撮像部と、
前記入力映像信号に対してトーン調整のためのトーン・カーブ特性を付与するトーンコントロール部を含む第１の処理回路部と、
第１の出力用のカーブ特性を付与して第１の出力映像信号を生成する第１のカーブ特性付与部を含む第２の処理回路部と
を具備する撮像装置。
【請求項１７】
第１の処理回路部が、リニア特性を有する入力映像信号に対してトーン調整のためのトーン・カーブ特性を付与し、
第２の処理回路部が、前記第１の処理回路部によって処理された映像信号に対して第１の出力用のカーブ特性を付与して第１の出力映像信号を生成する
映像信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、撮像部によって生成された映像信号を処理する映像信号処理装置、映像信号処理方法および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置により撮影された映像信号を、最終的にユーザが意図する画の見え方（トーン）に調整するために、ディスプレイガンマやＯＥＴＦ（Optical-Electro Transfer Function）変換等のための標準のガンマ処理に加え、トーン調整のための任意のカーブ特性を映像信号に付与する処理が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１５４３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、ディスプレイガンマやＯＥＴＦ（Optical-Electro Transfer Function）変換等のための標準のガンマ処理に加えて、トーン調整のための任意のカーブ特性を映像信号に付与する処理が行われる。そのため信号処理が複雑となり、最終的にユーザが意図する画の見え方（トーン）に調整することが難しい。【０００５】
本技術は、映像信号に付与される標準のカーブ特性に加えて、トーン調整のための任意のトーン・カーブ特性を付与する信号処理を容易化することのできる映像信号処理装置、映像信号処理方法および撮像装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本技術に係る一形態の映像信号処理装置は、リニア特性 を有する入力映像信号に対してトーン調整のためのトーン・カーブ特性を付与するトーンコントロール部を含む第１の処理回路部と、前記第１の処理回路部によって処理された映像信号に対して第１の出力用のカーブ特性を付与して第１の出力映像信号を生成する第１のカーブ特性付与部を含む第２の処理回路部とを具備する。【０００７】
上記の映像信号処理装置において、前記第２の処理回路部は、前記第１の処理回路部によって処理された映像信号に対して第２の出力用のカーブ特性を付与して第２の出力映像信号を生成する第２のカーブ特性付与部をさらに含むものであってよい。【０００８】
上記の映像信号処理装置において、前記第１の出力用のカーブ特性がＯＥＴＦ（Optical-Electro Transfer Function）変換のためのカーブ特性およびディスプレイガンマ処理のためのカーブ特性のいずれか一方であり、前記第２の出力用のカーブ特性がその他方であることとしてもよい。【０００９】
上記の映像信号処理装置において、前記トーンコントロール部は、設定情報に基づき前記トーン調整用のトーン・カーブ特性を作成するものであってよい。【００１０】
上記の映像信号処理装置において、前記設定情報は、トーン・カーブ特性が与えられる入力信号レベルの範囲の中心を定義するパラメータを含むものとしてよい。【００１１】
上記の映像信号処理装置において、前記設定情報は、トーン・カーブ特性が与えられる入力信号レベルの範囲を定義するパラメータを含むものとしてよい。【００１２】
上記の映像信号処理装置において、前記設定情報は、トーン・カーブ特性のカーブ形状を定義するパラメータを含むものとしてよい。【００１３】
上記の映像信号処理装置において、前記設定情報が、トーン・カーブ特性が与えられる入力信号レベルの範囲の中心における出力信号レベルの変動量を定義するパラメータを含むものとしてよい。【００１４】
上記の映像信号処理装置において、前記トーンコントロール部は、前記設定情報に基づき色成分毎の係数をそれぞれ作成し、これら色成分毎の係数と色成分毎に任意に与えられたゲイン調整値とに基づき前記トーン・カーブ特性を作成するものであってよい。【００１５】
上記の映像信号処理装置において、前記トーンコントロール部は、前記設定情報に基づき複数の色成分に共通の係数を作成し、この係数と色成分毎に任意に与えられたゲイン調整値とに基づき前記トーン・カーブ特性を作成するものであってよい。【００１６】
上記の映像信号処理装置において、前記トーンコントロール部は、前記設定情報に基づき色成分毎の係数をそれぞれ作成し、これら色成分毎の係数と色成分毎に任意に与えられたゲイン調整値とに基づき前記トーン・カーブ特性を作成する第１のトーンコントロール機能と、前記設定情報に基づき複数の色成分に共通の係数を作成し、この係数と色成分毎に任意に与えられたゲイン調整値とに基づき前記トーン・カーブ特性を作成する第２のトーンコントロール機能とで、実行させるトーンコントロール機能を切り替え可能に構成されたものであってよい。【００１７】
上記の映像信号処理装置において、前記第１の処理回路部は、撮像素子により生成された信号に対して補正および色バランス調整を行う補正／色バランス調整部をさらに具備し、前記トーンコントロール部は、前記補正／色バランス調整回路より出力された信号を前記入力映像信号として処理するように構成されてよい。【００１８】
上記の映像信号処理装置において、前記第２の処理回路部は、少なくとも、前記トーン・カーブ特性が付与された映像信号に対してマトリクス処理を行ってカラー画像データを生成するマトリクス処理部と、前記生成されたカラー画像データのディテール処理およびニー処理を行うディテール・ニー処理部とを含み、前記第１のカーブ特性付与部は、前記ディテール・ニー処理部より出力されたカラー画像データに対して前記出力用のカーブ特性を付与するように構成されてよい。【００１９】
上記の映像信号処理装置において、前記第２の処理回路部は、少なくとも、前記トーン・カーブ特性が付与された映像信号に対してマトリクス処理を行って第１の解像度の第１のカラー画像データを生成する第１のマトリクス処理部と、前記第１のカラー画像データのディテール処理およびニー処理を行う第１のディテール・ニー処理部と、前記トーン・カーブ特性が付与された映像信号に対してマトリクス処理を行って第２の解像度の第２のカラー画像データを生成する第２のマトリクス処理部と、前記生成された第２のカラー画像データのディテール処理およびニー処理を行う第２のディテール・ニー処理部とを含み、前記第１のカーブ特性付与部は、前記第１のディテール・ニー処理部より出力された前記第１のカラー画像データに対して前記第１の出力用のカーブ特性を付与し、前記第２のカーブ特性付与部は、前記第２のディテール・ニー処理部より出力された前記第２のカラー画像データに対して前記第２の出力用のカーブ特性を付与するものであってよい。【００２０】
上記の映像信号処理装置において、前記第１のカラー画像データがＨＤＲ（High Dynamic Range）ビデオであり、前記第２のカラー画像データがＳＤＲ（Standard Dynamic Range）ビデオであってよい。【００２１】
本技術に係る別の形態の撮像装置は、リニア特性を有する入力映像信号を生成する撮像部と、前記入力映像信号に対してトーン調整のためのトーン・カーブ特性を付与するトーンコントロール部を含む第１の処理回路部と、第１の出力用のカーブ特性を付与して第１の出力映像信号を生成する第１のカーブ特性付与部を含む第２の処理回路部とを具備する。【００２２】
本技術に係る別の形態の映像信号処理方法は、第１の処理回路部が、リニア特性を有する入力映像信号に対してトーン調整のためのトーン・カーブ特性を付与し、第２の処理回路部が、前記第１の処理回路部によって処理された映像信号に対して第１の出力用のカーブ特性を付与して第１の出力映像信号を生成することに特徴を有する。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本技術によれば、最終的にユーザが意図する画の見え方（トーン）に調整することが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本技術に係る第１の実施形態の撮像装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】本技術に係る第２の実施形態の撮像装置１ａの構成を示すブロック図である。
【図３】本技術に係る第３の実施形態の撮像システム１００の構成を示すブロック図である。
【図４】トーンコントロール部の第１の構成例を示すブロック図である。
【図５】トーンコントロール部の第２の構成例を示すブロック図である。
【図６】トーンコントロール部の第３の構成例を示すブロック図である。
【図７】トーンコントロール部の第４の構成例を示すブロック図である。
【図８】トーンコントロール部の第５の構成例を示すブロック図である。
【図９】トーン・カーブ特性の設定情報である４つのパラメータを説明する図である。
【図１０】図９のトーン・カーブ特性６２に対して輝度中心を変化させたトーン・カーブ特性６３を示す図である。
【図１１】振幅を変化させたトーン・カーブ特性６４を示す図である。
【図１２】輝度幅を変化させたトーン・カーブ特性６５を示す図である。
【図１３】カーブ形状を変化させたトーン・カーブ特性６６を示す図である。
【図１４】ビデオ信号全体にカーブ特性を与えたトーン・カーブ特性６７の例を示す図である。
【図１５】複数のトーンコントロール部を用いた撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】複数のトーンコントロール部を用いた撮像装置の別の構成を示すブロック図である。
【図１７】手術室システムの全体構成を概略的に示す図である。
【図１８】集中操作パネルにおける操作画面の表示例を示す図である。
【図１９】手術室システムが適用された手術の様子の一例を示す図である。
【図２０】図１９に示すカメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本技術に係る実施の形態を説明する。
＜第１の実施形態＞
【００２６】
図１は、本技術に係る第１の実施形態の撮像装置１の構成を示すブロック図である。
本実施形態の撮像装置１は、リニア特性を有する入力映像信号に対してトーン調整のためのトーン・カーブ特性を付与するトーンコントロール部２３を含む第１の処理回路部と、前記第１の処理回路部によって処理された映像信号に対して第１の出力用のカーブ特性を付与して第１の出力映像信号を生成するカーブ特性付与部２６を含む第２の処理回路部とを具備する。ここで、リニア特性を有する入力映像信号は、入力光量に対して出力信号が略線形的に増大する特性を示すもので、少なくとも映像出力用のカーブ特性の付与を行う前の信号であり、欠陥補正、レンズ収差補正などの補正処理、ゲイン調整後の信号で、かつディテール・ニー処理を行う前の信号であることが好ましい。
【００２７】
また、本実施形態の撮像装置１において、第１の処理回路部は、撮像素子により生成された信号に対して補正および色バランス調整を行うプリプロセッサ２１とＲＧＢゲイン調整部２２をさらに具備し、トーンコントロール部２３は、プリプロセッサ２１とＲＧＢゲイン調整部２２により生成された信号を入力映像信号として処理するように構成される。
【００２８】
以下、本実施形態の撮像装置１をさらに詳しく説明する。
撮像装置１は、撮像のためのレンズ群を有する光学系１１と、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）素子、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）などの撮像素子を有する撮像部１２とを備える。撮像部１２は、光学系１１を通して入射した光を撮像素子において光強度に応じた電気的な画素信号に変換して映像信号処理部２０に供給する。
【００２９】
映像信号処理部２０は、プリプロセッサ２１、ＲＧＢゲイン調整部２２、トーンコントロール部２３、マトリクス処理部２４、ディテール・ニー処理部２５、カーブ特性付与部２６、フォーマッタ―２７を有する。
【００３０】
さらに、撮像装置１は、装置全体の制御を行うＣＰＵ２８を有する。ＣＰＵ２８は操作部４０との間で通信を行うことが可能である。操作部４０は、ディスプレイ４１および操作入力部４２を備える。ＣＰＵ２８は、操作部４０を用いてユーザより入力された指令に基づいて対応する制御を行ったり、操作部４０を用いてユーザより入力された、トーン・カーブ特性の設定情報などの各種パラメータの入力を受け付ける。操作入力部４２は、例えば操作キー、マウス、トラックボール、ダイヤル、レバー、タッチセンサーパネル、リモートコントローラーなどで構成されてよい。ディスプレイ４１はビューファインダーであってもよい。
【００３１】
映像信号処理部２０の構成の説明に戻る。
プリプロセッサ２１は、撮像部１２より供給された画素信号に対する欠陥補正、レンズ収差補正などの補正処理を行う。
【００３２】
ＲＧＢゲイン調整部２２は、マスターゲインの調整の他、ホワイトバランス調整のためのＲＧＢゲインの制御を行う。
【００３３】
トーンコントロール部２３は、プリプロセッサ２１およびＲＧＢゲイン調整部２２を通過した画素信号（入力映像信号）に対してトーン・カーブ特性を付与する。
【００３４】
マトリクス処理部２４は、トーンコントロール部２３を通過した画素信号に対するデベイヤー処理、リニアマトリクス処理などを行ってカラー画像データを生成する。
【００３５】
ディテール・ニー処理部２５は、カラー画像データに対するディテール処理およびニー（ＫＮＥＥ）補正を行う。
【００３６】
カーブ特性付与部２６は、ディテール・ニー処理部２５を通過したカラー画像データに対して、例えばＳＤＲのディスプレイガンマ処理、あるいはＨＤＲのＯＥＴＦ（Optical-Electro Transfer Function：光電気伝達関数）変換など、映像出力用のカーブ特性の付与を行う。
【００３７】
フォーマッタ―２７は、カラー画像データを出力用の伝送フォーマットに変換して出力映像信号を生成する。
【００３８】
本実施形態では、ＳＤＲのガンマ処理やＨＤＲのＯＥＴＦ変換などのための映像出力用のカーブ特性が付与される前の、光強度に対してリニア特性を有する画素信号（入力映像信号）に対して、トーンコントロール部２３にて、ユーザから与えられた設定情報に基づくトーン・カーブ特性が付与される。これにより、ユーザはＳＤＲのディスプレイガンマ特性やＨＤＲのＯＥＴＦ特性など、映像信号に対して付与される出力用のカーブ特性を意識せずにトーン・カーブ特性の設定情報を入力するだけで任意のトーン調整を行うことができ、ユーザの負荷を低減できる。このとき、まずはリニアな入力映像信号に対してトーン調整用のカーブ特性のみを付与すればよく、出力用のカーブ特性とトーン調整用のカーブ特性の付与をあわせて行う方式に比べ、より信号処理を簡素化することができる。
【００３９】
＜第２の実施形態＞
次に、リニア領域でトーン・カーブ特性が付与された入力映像信号から２系統の出力映像信号を同時に生成することが可能な撮像装置について説明する。ここで、２系統の出力映像信号として、第１のダイナミックレンジを有する第１のビデオと第１のビデオよりも広いダイナミックレンジである第２のダイナミックレンジを有する第２のビデオを想定する。以下、第１のダイナミックレンジを有する第１のビデオをＳＤＲビデオ、第２のダイナミックレンジを有する第２のビデオをＨＤＲビデオとして本技術に係る第２の実施形態を説明する。 
【００４０】
図２は本技術に係る第２の実施形態の撮像装置１ａの構成を示すブロック図である。
本実施形態の撮像装置１ａにおいて、第２の処理回路部は、第１の処理回路部によって処理された映像信号に対して第２の出力用のカーブ特性を付与して第２の出力映像信号を生成するＳＤＲガンマ処理部２６Ｂをさらに含む。
【００４１】
以下、本実施形態の撮像装置１ａをさらに詳しく説明する。
この撮像装置１ａにおける光学系１１および撮像部１２と、映像信号処理部２０ａにおけるプリプロセッサ２１、ＲＧＢゲイン調整部２２およびトーンコントロール部２３は、第１の実施形態の映像信号処理部２０の構成と同じである。
【００４２】
映像信号処理部２０ａは、トーンコントロール部２３の後段に、ＨＤＲプロセス部ＡおよびＳＤＲプロセス部Ｂを有する。
【００４３】
ＨＤＲプロセス部Ａは、トーンコントロール部２３にてトーン・カーブ特性が付与された映像信号からＨＤＲビデオを生成する処理を行う。ＨＤＲプロセス部Ａは、マトリクス処理部２４Ａ、ディテール・ニー処理部２５Ａ、ＨＤＲ−ＯＥＴＦ処理部２６Ａ、フォーマッタ―２７Ａを有する。
【００４４】
マトリクス処理部２４Ａは、トーンコントロール部２３より出力された画素信号に対するデベイヤー処理、リニアマトリクス処理などを行ってカラー画像データを生成する。
【００４５】
ディテール・ニー処理部２５Ａは、マトリクス処理部２４Ａにより生成されたカラー画像データのディテール処理およびニー処理を行う。
【００４６】
ＨＤＲ−ＯＥＴＦ処理部２６Ａは、ディテール・ニー処理部２５Ａを通過したカラー画像データに対してＨＤＲ用のＯＥＴＦ（Optical-Electro Transfer Function：光電気伝達関数）変換のためのカーブ特性を付与する。
【００４７】
フォーマッタ―２７Ａは、ＨＤＲ−ＯＥＴＦ処理部２６Ａによって生成されたカラー画像データをＨＤＲビデオの伝送フォーマットに変換する。
【００４８】
一方、ＳＤＲプロセス部Ｂは、解像度変換部２９Ｂ、リレイティブゲイン調整部３０Ｂ、マトリクス処理部２４Ｂ、ディテール・ニー処理部２５Ｂ、ＳＤＲガンマ処理部２６Ｂ、フォーマッタ―２７Ｂを有する。
【００４９】
解像度変換部２９Ｂは、トーンコントロール部２３より供給された画素信号の解像度（例えば４Ｋ解像度）を、この供給された画素信号の解像度よりも低い解像度、例えばＨＤなどの解像度に変換する。
【００５０】
リレイティブゲイン調整部３０Ｂは、リレイティブゲインに基づくマスターゲインの制御、ホワイトバランス調整のためのＲＧＢゲインの制御を行う。ここで、リレイティブゲインとは、ＳＤＲビデオのダイナミックレンジとＨＤＲビデオのダイナミックレンジとの相関を設定する情報である。リレイティブゲインはＣＰＵ２８によって設定およびその変更などが可能である。
【００５１】
マトリクス処理部２４Ｂは、リレイティブゲイン調整部３０Ｂを通過した画素信号に対するデベイヤー処理、リニアマトリクス処理などを行ってカラー画像データを得る。
【００５２】
ディテール・ニー処理部２５Ｂは、カラー画像データに対するディテールの処理およびニー（ＫＮＥＥ）補正を行う。
【００５３】
ＳＤＲガンマ処理部２６Ｂは、ディテール・ニー処理部２５Ｂを通過したカラー画像データに対してＳＤＲ用のガンマ処理のためのカーブ特性の付与および出力先のディスプレイ用のガンマ処理のためのカーブ特性の付与などを行う。
【００５４】
フォーマッタ―２７Ｂは、カラー画像データをＳＤＲビデオの伝送フォーマットに変換する。
【００５５】
なお、ＨＤＲビデオのダイナミックレンジはＳＤＲビデオのダイナミックレンジよりも広い。例として、ＳＤＲビデオのダイナミックレンジを０〜１００％とすると、ＨＤＲビデオの輝度ダイナミックレンジは例えばHLG（ハイブリッドログガンマ）方式では、０％〜１２００％などである。撮像部１２の出力の輝度レンジは０〜１３００％などである。
【００５６】
以上のように構成された撮像装置１ａでは、リニア特性を有する画素信号（入力信号）に対してトーンコントロール部２３にて任意のトーン・カーブ特性が付与された映像信号が、ＨＤＲプロセス部ＡおよびＳＤＲプロセス部Ｂに供給される。そしてＨＤＲプロセス部ＡにてＯＥＴＦ変換のためのカーブ特性の付与が行われるとともに、ＳＤＲプロセス部Ｂにてガンマ処理のためのカーブ特性の付与が行われる。これにより、ＳＤＲのガンマ特性と、ＨＤＲのＯＥＴＦ特性が大きく異なる場合であっても、リニアな入力信号に対してトーン調整用のカーブ特性を付与した後の信号を、あたかも撮影時にそのような照明環境であったかのような基準信号として取り扱うことができ、ＨＤＲプロセス部ＡおよびＳＤＲプロセス部Ｂにおいては、この基準信号に対してそれぞれＳＤＲのガンマ特性と、ＨＤＲのＯＥＴＦ特性を付与することができるために、ユーザの意図するトーン調整が同等に施されたＨＤＲビデオとＳＤＲビデオを比較的容易な信号処理でリアルタイムで並列（例えば同時）に生成することができる。さらに、ＳＤＲのガンマ処理後の映像信号とＨＤＲのＯＥＴＦ変換後の映像信号がユーザの意図する画の見え方（トーン）になるよう、それぞれの映像信号を個別にトーン調整する必要がなくなり、トーン調整のユーザの負荷を低減できる。
【００５７】
＜第３の実施形態＞
図３は、本技術に係る第３の実施形態の撮像システム１００の構成を示すブロック図である。
この撮像システム１００は、撮像装置１ｂとカメラ信号処理ユニット１２０とで構成される。撮像装置１ｂは、光学系１１、撮像部１２、プリプロセッサ２１、ＲＧＢゲイン調整部２２、トーンコントロール部２３および伝送部３１を有する。カメラ信号処理ユニット１２０は、伝送部３２、ＨＤＲプロセス部Ａ、ＳＤＲプロセス部Ｂを有する。ここで、撮像装置１ｂとカメラ信号処理ユニット１２０は互いの伝送部３１，３２によって光ケーブルなどのカメラケーブル３３を通じて接続される。
【００５８】
この撮像システム１００では、撮像装置１ｂのトーンコントロール部２３にてトーン・カーブ特性が付与された映像信号が、伝送部３１によってカメラケーブル３３を通じて接続されたカメラ信号処理ユニット１２０に伝送される。カメラ信号処理ユニット１２０では、カメラケーブル３３を通じて撮像装置１ｂより伝送されてきた映像信号が伝送部３２にて受信され、ＨＤＲプロセス部ＡとＳＤＲプロセス部Ｂに供給されてＨＤＲビデオとＳＤＲビデオがリアルタイムで並列（例えば同時）に生成される。
【００５９】
また、トーンコントロール部は、撮像装置１ｂから、信号処理ユニット１２０の伝送部の後段側に移して、構成しても良い。
【００６０】
［トーンコントロール部の構成］
次に、本技術に係る各実施形態におけるトーンコントロール部２３の構成を説明する。
（第１の構成例）
図４はトーンコントロール部の第１の構成例を示すブロック図である。
このトーンコントロール部２３ａは、ＲＧＢなどの色成分毎のＬＵＴ（Look Up Table）５１、５２、５３を有する。ＬＵＴ（Look Up Table）５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂには、色成分毎の入力映像信号の値に対してトーン・カーブ特性の付与された値がテーブル構造で登録されている。あるいは、トーンコントロール部２３ａは、色成分毎に折れ線近似カーブを付与する構成によっても実現可能である。すなわち、このトーンコントロール部２３ａは、色成分毎の入力映像信号に対して色成分毎のＬＵＴ（Look Up Table）５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂからそれぞれトーン・カーブ特性の付与された映像信号が読み出されることによって、任意のトーン・カーブ特性の付与された映像信号が生成される。
【００６１】
（第２の構成例）
図５はトーンコントロール部の第２の構成例を示すブロック図である。
このトーンコントロール部２３ｂは、色成分毎の入力映像信号の値に対してトーン・カーブ特性の付与された変動分（差分）の値が、色成分毎のＬＵＴ（Look Up Table）５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂから読み出される。色成分毎のＬＵＴ（Look Up Table）５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂからそれぞれ読み出された値は、色成分毎に任意に与えられたゲイン調整値Ｃｒ、Ｃｇ、Ｃｂと乗算されることによって任意の調整がなされ、それぞれ色成分毎の入力映像信号に加算される。これにより、入力映像信号に対して任意のトーン・カーブ特性が付与された映像信号が得られる。
【００６２】
（第３の構成例）
図６はトーンコントロール部の第３の構成例を示すブロック図である。
このトーンコントロール部２３ｃは、トーン・カーブ特性の設定情報に基づきトーン調整用のトーン・カーブ特性を作成する。
すなわち、トーンコントロール部２３ｃは、まず、色成分毎の入力映像信号の値に対して、トーン・カーブ特性の設定情報に基づき色成分毎の係数５３Ｒ、５３Ｇ、５３Ｂをそれぞれ作成する。ここでトーン・カーブ特性の設定情報は、全ての色成分について共通の設定であってもよいし、色成分毎に別々の設定であってもよい。各係数５３Ｒ、５３Ｇ、５３Ｂは、色成分毎に任意に与えられたゲイン調整値Ｃｒ、Ｃｇ、Ｃｂと乗算されることよって調整がなされ、それぞれに"１"が加算される。このように各色成分について生成された値が、トーン・カーブ特性の設定結果である。トーン・カーブ特性の設定結果として色成分毎に生成された値は、それぞれ対応する色成分の入力映像信号に乗算される。これにより、入力映像信号に対して任意のトーン・カーブ特性が付与される。
【００６３】
（第４の構成例）
図７はトーンコントロール部の第４の構成例を示すブロック図である。
このトーンコントロール部２３ｄは、入力映像信号の輝度信号（Ｙ）を生成し、この輝度信号（Ｙ）に対して、トーン・カーブ特性の設定情報に基づき係数５５を作成する。作成された係数５５は、色成分毎に任意に与えられたゲイン調整値Ｃｒ、Ｃｇ、Ｃｂと乗算されることよって色成分毎の係数とされ、それぞれに"１"が加算される。このように各色成分について生成された値が、トーン・カーブ特性の設定結果である。トーン・カーブ特性の設定結果として色成分毎に生成された値は、それぞれ対応する色成分の入力映像信号に乗算される。これにより、入力映像信号に対して任意のトーン・カーブ特性が付与される。
【００６４】
（第５の構成例）
図８はトーンコントロール部の第５の構成例を示すブロック図である。
このトーンコントロール部２３ｅは、第３の構成例であるトーンコントロール部２３ｃの機能と第４の構成例であるトーンコントロール部２３ｄの機能とを複数のスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３により切り替え可能なように構成されたものである。複数のスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３は操作部４０を使ってユーザから与えられた命令を受けたＣＰＵ２８によって切り替えられる。複数のスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３は各々同期してＡ側とＢ側とに切り替えられる。
【００６５】
各スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３がＡ側に切り替えられているとき、入力映像信号の輝度信号（Ｙ）に対して、トーン・カーブ特性の設定情報に基づき係数が作成される。作成された係数は、色成分毎に任意に与えられたゲイン調整値Ｃｒ、Ｃｇ、Ｃｂと乗算されることよって色成分毎の係数とされ、それぞれに"１"が加算され、それぞれ対応する色成分の入力映像信号に乗算される。このように、各スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３がＡ側に切り替えられているとき、トーンコントロール部２３ｅは第４の構成例のトーンコントロール部２３ｄと同様に動作する。
【００６６】
一方、各スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３がＢ側に切り替えられているとき、色成分毎の入力映像信号に対して、トーン・カーブ特性の設定情報に基づき色成分毎の係数がそれぞれ作成される。各係数は、色成分毎に任意に与えられたゲイン調整値Ｃｒ、Ｃｇ、Ｃｂと乗算されることよって調整がなされ、それぞれに"１"が加算され、それぞれ対応する色の入力映像信号に乗算される。これにより、トーンコントロール部２３ｅは第３の構成例のトーンコントロール部２３ｃと同様に動作する。
【００６７】
これにより、入力映像信号に対して、色成分毎の値に基づくトーンコントロールと、輝度成分の値に基づくトーンコントロールの２種類のトーンコントロールを適宜切り替えて行うことができ、映像の見え方を切り替えることができる。
【００６８】
なお、ゲイン調整値Ｃｒ、Ｃｇ、Ｃｂは、トーン・カーブ特性とは別に色成分毎にユーザが適宜リアルタイムに設定することのできるパラメータである。ユーザは調整の結果である出力映像を見ながら、色成分毎のゲイン調整値Ｃｒ、Ｃｇ、Ｃｂを任意に設定することができる。
【００６９】
上記第３の構成例のトーンコントロール部２３ｃおよび上記第４の構成例のトーンコントロール部２３ｄは、トーン・カーブ特性の設定情報をもとに入力映像信号に乗じるゲインを生成する。このように算術的にトーンコントロールを行うトーンコントロール部２３ｃ、トーンコントロール部２３ｄなどのトーンコントロール部２３は、例えば、図１５に示すように、第１のトーンコントロール部２３Ａ、第２のトーンコントロール部２３Ｂとして直列に設けることが可能である。ここで、第１のトーンコントロール部２３Ａ、第２のトーンコントロール部２３Ｂはいずれも第３の構成例のトーンコントロール部２３ｃであってもよいし、第４の構成例のトーンコントロール部２３ｄであってもよい。あるいは、第３の構成例のトーンコントロール部２３ｃと第４の構成例のトーンコントロール部２３ｄとの組み合わせであってもよい。
【００７０】
さらに、図１６に示すように、複数のトーンコントロール部２３Ａ、２３Ｂのそれぞれによって生成されるゲインを合成した結果を、入力映像信号に乗じる構成を採ることも可能である。
【００７１】
（トーン・カーブ特性の設定情報について）
本実施形態では、トーン・カーブ特性の設定情報であるパラメータとして、輝度中心、輝度幅、カーブ形状および振幅が、操作部４０を使ってユーザより与えられる。
【００７２】
図９は、トーン・カーブ特性の設定情報のための４つのパラメータを説明する図である。
ここで、横軸はトーンコントロール部２３への入力信号レベル、縦軸はトーンコントロール部２３からの出力信号レベルである。入力信号レベルおよび出力信号レベルの各値はＳＤＲビデオのダイナミックレンジを０−１００％とした場合の％値によって与えられる。
【００７３】
同図において、実線の直線６１は、トーン・カーブ特性が与えられる前のリニア特性を示す。点線６２は与えられたトーン・カーブ特性を示す。輝度中心は、トーン・カーブ特性が与えられる入力信号レベルの範囲の中心である。例えば、図９の例では、９０％の入力信号レベルが輝度中心として設定された場合を示している。輝度幅は、トーン・カーブ特性が与えられる入力信号レベルの範囲を示す。カーブ形状はトーン・カーブ特性のカーブ形状を定義するパラメータである。例えば、高輝度側のトーンを強める、低輝度側のトーンを弱めるといった非対称のトーン・カーブ特性などを定義することが可能である。振幅は輝度中心での出力レベルの変動量によって与えられる。
【００７４】
図１０は、図９のトーン・カーブ特性６２に対して輝度中心を９０％位置から１０５％位置に変化させたときのトーン・カーブ特性６３を示す図である。
【００７５】
図１１は、図９のトーン・カーブ特性６２に対して振幅をｈ１からｈ２に拡げたトーン・カーブ特性６４を示す図である。
【００７６】
図１２は、図９のトーン・カーブ特性６２に対して輝度幅をｗ１からｗ２に拡げたトーン・カーブ特性６５を示す図である。
【００７７】
図１３は、図９のトーン・カーブ特性６２に対して高輝度側のトーンを弱め、低輝度側のトーンを強めたカーブ形状に変更したトーン・カーブ特性６６を示す図である。
【００７８】
さらに、図１４は、輝度中心を入力信号のレンジ（１３００％）を越えた範囲に設定するとともに、輝度幅を１．０倍以上の値に設定することによって、ビデオ信号全体にカーブ特性を与えたトーン・カーブ特性６７の例である。
【００７９】
以上のように、本実施形態では、輝度中心、輝度幅、カーブ形状および振幅などの各パラメータを用いて、ユーザが意図する様々なトーン・カーブ特性を高い自由度で設定することができる。
【００８０】
これらトーン・カーブ特性の設定情報である各パラメータの設定、さらには、ゲイン調整値Ｃｒ、Ｃｇ、Ｃｂの設定は、操作部４０のディスプレイ４１に設定用のＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示させ、このＧＵＩに対してユーザが操作入力部４２を操作することなどによって行うことが可能である。撮像装置の本体に設けられた操作入力パネルに対する操作入力によって各パラメータの設定が行われてもよい。
【００８１】
＜＜応用例＞＞
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、手術室システムに適用されてもよい。
【００８２】
図１７は、本開示に係る技術が適用され得る手術室システム５１００の全体構成を概略的に示す図である。図１７を参照すると、手術室システム５１００は、手術室内に設置される装置群が視聴覚コントローラ（AV  Controller）５１０７及び手術室制御装置５１０９を介して互いに連携可能に接続されることにより構成される。
【００８３】
手術室には、様々な装置が設置され得る。図１７では、一例として、内視鏡下手術のための各種の装置群５１０１と、手術室の天井に設けられ術者の手元を撮像するシーリングカメラ５１８７と、手術室の天井に設けられ手術室全体の様子を撮像する術場カメラ５１８９と、複数の表示装置５１０３Ａ〜５１０３Ｄと、レコーダ５１０５と、患者ベッド５１８３と、照明５１９１と、を図示している。
【００８４】
ここで、これらの装置のうち、装置群５１０１は、後述する内視鏡手術システム５１１３に属するものであり、内視鏡や当該内視鏡によって撮像された画像を表示する表示装置等からなる。内視鏡手術システム５１１３に属する各装置は医療用機器とも呼称される。一方、表示装置５１０３Ａ〜５１０３Ｄ、レコーダ５１０５、患者ベッド５１８３及び照明５１９１は、内視鏡手術システム５１１３とは別個に、例えば手術室に備え付けられている装置である。これらの内視鏡手術システム５１１３に属さない各装置は非医療用機器とも呼称される。視聴覚コントローラ５１０７及び／又は手術室制御装置５１０９は、これら医療機器及び非医療機器の動作を互いに連携して制御する。
【００８５】
視聴覚コントローラ５１０７は、医療機器及び非医療機器における画像表示に関する処理を、統括的に制御する。具体的には、手術室システム５１００が備える装置のうち、装置群５１０１、シーリングカメラ５１８７及び術場カメラ５１８９は、手術中に表示すべき情報（以下、表示情報ともいう）を発信する機能を有する装置（以下、発信元の装置とも呼称する）であり得る。また、表示装置５１０３Ａ〜５１０３Ｄは、表示情報が出力される装置（以下、出力先の装置とも呼称する）であり得る。また、レコーダ５１０５は、発信元の装置及び出力先の装置の双方に該当する装置であり得る。視聴覚コントローラ５１０７は、発信元の装置及び出力先の装置の動作を制御し、発信元の装置から表示情報を取得するとともに、当該表示情報を出力先の装置に送信し、表示又は記録させる機能を有する。なお、表示情報とは、手術中に撮像された各種の画像や、手術に関する各種の情報（例えば、患者の身体情報や、過去の検査結果、術式についての情報等）等である。
【００８６】
具体的には、視聴覚コントローラ５１０７には、装置群５１０１から、表示情報として、内視鏡によって撮像された患者の体腔内の術部の画像についての情報が送信され得る。また、シーリングカメラ５１８７から、表示情報として、当該シーリングカメラ５１８７によって撮像された術者の手元の画像についての情報が送信され得る。また、術場カメラ５１８９から、表示情報として、当該術場カメラ５１８９によって撮像された手術室全体の様子を示す画像についての情報が送信され得る。なお、手術室システム５１００に撮像機能を有する他の装置が存在する場合には、視聴覚コントローラ５１０７は、表示情報として、当該他の装置からも当該他の装置によって撮像された画像についての情報を取得してもよい。
【００８７】
あるいは、例えば、レコーダ５１０５には、過去に撮像されたこれらの画像についての情報が視聴覚コントローラ５１０７によって記録されている。視聴覚コントローラ５１０７は、表示情報として、レコーダ５１０５から当該過去に撮像された画像についての情報を取得することができる。なお、レコーダ５１０５には、手術に関する各種の情報も事前に記録されていてもよい。
【００８８】
視聴覚コントローラ５１０７は、出力先の装置である表示装置５１０３Ａ〜５１０３Ｄの少なくともいずれかに、取得した表示情報（すなわち、手術中に撮影された画像や、手術に関する各種の情報）を表示させる。図示する例では、表示装置５１０３Ａは手術室の天井から吊り下げられて設置される表示装置であり、表示装置５１０３Ｂは手術室の壁面に設置される表示装置であり、表示装置５１０３Ｃは手術室内の机上に設置される表示装置であり、表示装置５１０３Ｄは表示機能を有するモバイル機器（例えば、タブレットＰＣ（Personal  Computer））である。
【００８９】
また、図１７では図示を省略しているが、手術室システム５１００には、手術室の外部の装置が含まれてもよい。手術室の外部の装置は、例えば、病院内外に構築されたネットワークに接続されるサーバや、医療スタッフが用いるＰＣ、病院の会議室に設置されるプロジェクタ等であり得る。このような外部装置が病院外にある場合には、視聴覚コントローラ５１０７は、遠隔医療のために、テレビ会議システム等を介して、他の病院の表示装置に表示情報を表示させることもできる。
【００９０】
手術室制御装置５１０９は、非医療機器における画像表示に関する処理以外の処理を、統括的に制御する。例えば、手術室制御装置５１０９は、患者ベッド５１８３、シーリングカメラ５１８７、術場カメラ５１８９及び照明５１９１の駆動を制御する。
【００９１】
手術室システム５１００には、集中操作パネル５１１１が設けられており、ユーザは、当該集中操作パネル５１１１を介して、視聴覚コントローラ５１０７に対して画像表示についての指示を与えたり、手術室制御装置５１０９に対して非医療機器の動作についての指示を与えることができる。集中操作パネル５１１１は、表示装置の表示面上にタッチパネルが設けられて構成される。
【００９２】
図１８は、集中操作パネル５１１１における操作画面の表示例を示す図である。図１８では、一例として、手術室システム５１００に、出力先の装置として、２つの表示装置が設けられている場合に対応する操作画面を示している。図１８を参照すると、操作画面５１９３には、発信元選択領域５１９５と、プレビュー領域５１９７と、コントロール領域５２０１と、が設けられる。
【００９３】
発信元選択領域５１９５には、手術室システム５１００に備えられる発信元装置と、当該発信元装置が有する表示情報を表すサムネイル画面と、が紐付けられて表示される。ユーザは、表示装置に表示させたい表示情報を、発信元選択領域５１９５に表示されているいずれかの発信元装置から選択することができる。
【００９４】
プレビュー領域５１９７には、出力先の装置である２つの表示装置（Monitor1、Monitor2）に表示される画面のプレビューが表示される。図示する例では、１つの表示装置において４つの画像がＰｉｎＰ表示されている。当該４つの画像は、発信元選択領域５１９５において選択された発信元装置から発信された表示情報に対応するものである。４つの画像のうち、１つはメイン画像として比較的大きく表示され、残りの３つはサブ画像として比較的小さく表示される。ユーザは、４つの画像が表示された領域を適宜選択することにより、メイン画像とサブ画像を入れ替えることができる。また、４つの画像が表示される領域の下部には、ステータス表示領域５１９９が設けられており、当該領域に手術に関するステータス（例えば、手術の経過時間や、患者の身体情報等）が適宜表示され得る。
【００９５】
コントロール領域５２０１には、発信元の装置に対して操作を行うためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）部品が表示される発信元操作領域５２０３と、出力先の装置に対して操作を行うためのＧＵＩ部品が表示される出力先操作領域５２０５と、が設けられる。図示する例では、発信元操作領域５２０３には、撮像機能を有する発信元の装置におけるカメラに対して各種の操作（パン、チルト及びズーム）を行うためのＧＵＩ部品が設けられている。ユーザは、これらのＧＵＩ部品を適宜選択することにより、発信元の装置におけるカメラの動作を操作することができる。なお、図示は省略しているが、発信元選択領域５１９５において選択されている発信元の装置がレコーダである場合（すなわち、プレビュー領域５１９７において、レコーダに過去に記録された画像が表示されている場合）には、発信元操作領域５２０３には、当該画像の再生、再生停止、巻き戻し、早送り等の操作を行うためのＧＵＩ部品が設けられ得る。
【００９６】
また、出力先操作領域５２０５には、出力先の装置である表示装置における表示に対する各種の操作（スワップ、フリップ、色調整、コントラスト調整、２Ｄ表示と３Ｄ表示の切り替え）を行うためのＧＵＩ部品が設けられている。ユーザは、これらのＧＵＩ部品を適宜選択することにより、表示装置における表示を操作することができる。
【００９７】
なお、集中操作パネル５１１１に表示される操作画面は図示する例に限定されず、ユーザは、集中操作パネル５１１１を介して、手術室システム５１００に備えられる、視聴覚コントローラ５１０７及び手術室制御装置５１０９によって制御され得る各装置に対する操作入力が可能であってよい。
【００９８】
図１９は、以上説明した手術室システムが適用された手術の様子の一例を示す図である。シーリングカメラ５１８７及び術場カメラ５１８９は、手術室の天井に設けられ、患者ベッド５１８３上の患者５１８５の患部に対して処置を行う術者（医者）５１８１の手元及び手術室全体の様子を撮影可能である。シーリングカメラ５１８７及び術場カメラ５１８９には、倍率調整機能、焦点距離調整機能、撮影方向調整機能等が設けられ得る。照明５１９１は、手術室の天井に設けられ、少なくとも術者５１８１の手元を照射する。照明５１９１は、その照射光量、照射光の波長（色）及び光の照射方向等を適宜調整可能であってよい。
【００９９】
内視鏡手術システム５１１３、患者ベッド５１８３、シーリングカメラ５１８７、術場カメラ５１８９及び照明５１９１は、図１７に示すように、視聴覚コントローラ５１０７及び手術室制御装置５１０９（図１９では図示せず）を介して互いに連携可能に接続されている。手術室内には、集中操作パネル５１１１が設けられており、上述したように、ユーザは、当該集中操作パネル５１１１を介して、手術室内に存在するこれらの装置を適宜操作することが可能である。
【０１００】
以下、内視鏡手術システム５１１３の構成について詳細に説明する。図示するように、内視鏡手術システム５１１３は、内視鏡５１１５と、その他の術具５１３１と、内視鏡５１１５を支持する支持アーム装置５１４１と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート５１５１と、から構成される。
【０１０１】
内視鏡手術では、腹壁を切って開腹する代わりに、トロッカ５１３９ａ〜５１３９ｄと呼ばれる筒状の開孔器具が腹壁に複数穿刺される。そして、トロッカ５１３９ａ〜５１３９ｄから、内視鏡５１１５の鏡筒５１１７や、その他の術具５１３１が患者５１８５の体腔内に挿入される。図示する例では、その他の術具５１３１として、気腹チューブ５１３３、エネルギー処置具５１３５及び鉗子５１３７が、患者５１８５の体腔内に挿入されている。また、エネルギー処置具５１３５は、高周波電流や超音波振動により、組織の切開及び剥離、又は血管の封止等を行う処置具である。ただし、図示する術具５１３１はあくまで一例であり、術具５１３１としては、例えば攝子、レトラクタ等、一般的に内視鏡下手術において用いられる各種の術具が用いられてよい。
【０１０２】
内視鏡５１１５によって撮影された患者５１８５の体腔内の術部の画像が、表示装置５１５５に表示される。術者５１８１は、表示装置５１５５に表示された術部の画像をリアルタイムで見ながら、エネルギー処置具５１３５や鉗子５１３７を用いて、例えば患部を切除する等の処置を行う。なお、図示は省略しているが、気腹チューブ５１３３、エネルギー処置具５１３５及び鉗子５１３７は、手術中に、術者５１８１又は助手等によって支持される。
【０１０３】
（支持アーム装置）
支持アーム装置５１４１は、ベース部５１４３から延伸するアーム部５１４５を備える。図示する例では、アーム部５１４５は、関節部５１４７ａ、５１４７ｂ、５１４７ｃ、及びリンク５１４９ａ、５１４９ｂから構成されており、アーム制御装置５１５９からの制御により駆動される。アーム部５１４５によって内視鏡５１１５が支持され、その位置及び姿勢が制御される。これにより、内視鏡５１１５の安定的な位置の固定が実現され得る。
【０１０４】
（内視鏡）
内視鏡５１１５は、先端から所定の長さの領域が患者５１８５の体腔内に挿入される鏡筒５１１７と、鏡筒５１１７の基端に接続されるカメラヘッド５１１９と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒５１１７を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡５１１５を図示しているが、内視鏡５１１５は、軟性の鏡筒５１１７を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
【０１０５】
鏡筒５１１７の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡５１１５には光源装置５１５７が接続されており、当該光源装置５１５７によって生成された光が、鏡筒５１１７の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者５１８５の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡５１１５は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
【０１０６】
カメラヘッド５１１９の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：Camera  Control  Unit）５１５３に送信される。なお、カメラヘッド５１１９には、その光学系を適宜駆動させることにより、倍率及び焦点距離を調整する機能が搭載される。
【０１０７】
なお、例えば立体視（３Ｄ表示）等に対応するために、カメラヘッド５１１９には撮像素子が複数設けられてもよい。この場合、鏡筒５１１７の内部には、当該複数の撮像素子のそれぞれに観察光を導光するために、リレー光学系が複数系統設けられる。
【０１０８】
（カートに搭載される各種の装置）
ＣＣＵ５１５３は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）やＧＰＵ（Graphics  Processing  Unit）等によって構成され、内視鏡５１１５及び表示装置５１５５の動作を統括的に制御する。具体的には、ＣＣＵ５１５３は、カメラヘッド５１１９から受け取った画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。ＣＣＵ５１５３は、当該画像処理を施した画像信号を表示装置５１５５に提供する。また、ＣＣＵ５１５３には、図１７に示す視聴覚コントローラ５１０７が接続される。ＣＣＵ５１５３は、画像処理を施した画像信号を視聴覚コントローラ５１０７にも提供する。また、ＣＣＵ５１５３は、カメラヘッド５１１９に対して制御信号を送信し、その駆動を制御する。当該制御信号には、倍率や焦点距離等、撮像条件に関する情報が含まれ得る。当該撮像条件に関する情報は、入力装置５１６１を介して入力されてもよいし、上述した集中操作パネル５１１１を介して入力されてもよい。
【０１０９】
表示装置５１５５は、ＣＣＵ５１５３からの制御により、当該ＣＣＵ５１５３によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。内視鏡５１１５が例えば４Ｋ（水平画素数３８４０×垂直画素数２１６０）又は８Ｋ（水平画素数７６８０×垂直画素数４３２０）等の高解像度の撮影に対応したものである場合、及び／又は３Ｄ表示に対応したものである場合には、表示装置５１５５としては、それぞれに対応して、高解像度の表示が可能なもの、及び／又は３Ｄ表示可能なものが用いられ得る。４Ｋ又は８Ｋ等の高解像度の撮影に対応したものである場合、表示装置５１５５として５５インチ以上のサイズのものを用いることで一層の没入感が得られる。また、用途に応じて、解像度、サイズが異なる複数の表示装置５１５５が設けられてもよい。
【０１１０】
光源装置５１５７は、例えばＬＥＤ（light  emitting  diode）等の光源から構成され、術部を撮影する際の照射光を内視鏡５１１５に供給する。
【０１１１】
アーム制御装置５１５９は、例えばＣＰＵ等のプロセッサによって構成され、所定のプログラムに従って動作することにより、所定の制御方式に従って支持アーム装置５１４１のアーム部５１４５の駆動を制御する。
【０１１２】
入力装置５１６１は、内視鏡手術システム５１１３に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置５１６１を介して、内視鏡手術システム５１１３に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、入力装置５１６１を介して、患者の身体情報や、手術の術式についての情報等、手術に関する各種の情報を入力する。また、例えば、ユーザは、入力装置５１６１を介して、アーム部５１４５を駆動させる旨の指示や、内視鏡５１１５による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示、エネルギー処置具５１３５を駆動させる旨の指示等を入力する。
【０１１３】
入力装置５１６１の種類は限定されず、入力装置５１６１は各種の公知の入力装置であってよい。入力装置５１６１としては、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、スイッチ、フットスイッチ５１７１及び／又はレバー等が適用され得る。入力装置５１６１としてタッチパネルが用いられる場合には、当該タッチパネルは表示装置５１５５の表示面上に設けられてもよい。
【０１１４】
あるいは、入力装置５１６１は、例えばメガネ型のウェアラブルデバイスやＨＭＤ（Head  Mounted  Display）等の、ユーザによって装着されるデバイスであり、これらのデバイスによって検出されるユーザのジェスチャや視線に応じて各種の入力が行われる。また、入力装置５１６１は、ユーザの動きを検出可能なカメラを含み、当該カメラによって撮像された映像から検出されるユーザのジェスチャや視線に応じて各種の入力が行われる。更に、入力装置５１６１は、ユーザの声を収音可能なマイクロフォンを含み、当該マイクロフォンを介して音声によって各種の入力が行われる。このように、入力装置５１６１が非接触で各種の情報を入力可能に構成されることにより、特に清潔域に属するユーザ（例えば術者５１８１）が、不潔域に属する機器を非接触で操作することが可能となる。また、ユーザは、所持している術具から手を離すことなく機器を操作することが可能となるため、ユーザの利便性が向上する。
【０１１５】
処置具制御装置５１６３は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具５１３５の駆動を制御する。気腹装置５１６５は、内視鏡５１１５による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者５１８５の体腔を膨らめるために、気腹チューブ５１３３を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ５１６７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ５１６９は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
【０１１６】
以下、内視鏡手術システム５１１３において特に特徴的な構成について、更に詳細に説明する。
【０１１７】
（支持アーム装置）
支持アーム装置５１４１は、基台であるベース部５１４３と、ベース部５１４３から延伸するアーム部５１４５と、を備える。図示する例では、アーム部５１４５は、複数の関節部５１４７ａ、５１４７ｂ、５１４７ｃと、関節部５１４７ｂによって連結される複数のリンク５１４９ａ、５１４９ｂと、から構成されているが、図１９では、簡単のため、アーム部５１４５の構成を簡略化して図示している。実際には、アーム部５１４５が所望の自由度を有するように、関節部５１４７ａ〜５１４７ｃ及びリンク５１４９ａ、５１４９ｂの形状、数及び配置、並びに関節部５１４７ａ〜５１４７ｃの回転軸の方向等が適宜設定され得る。例えば、アーム部５１４５は、好適に、６自由度以上の自由度を有するように構成され得る。これにより、アーム部５１４５の可動範囲内において内視鏡５１１５を自由に移動させることが可能になるため、所望の方向から内視鏡５１１５の鏡筒５１１７を患者５１８５の体腔内に挿入することが可能になる。
【０１１８】
関節部５１４７ａ〜５１４７ｃにはアクチュエータが設けられており、関節部５１４７ａ〜５１４７ｃは当該アクチュエータの駆動により所定の回転軸まわりに回転可能に構成されている。当該アクチュエータの駆動がアーム制御装置５１５９によって制御されることにより、各関節部５１４７ａ〜５１４７ｃの回転角度が制御され、アーム部５１４５の駆動が制御される。これにより、内視鏡５１１５の位置及び姿勢の制御が実現され得る。この際、アーム制御装置５１５９は、力制御又は位置制御等、各種の公知の制御方式によってアーム部５１４５の駆動を制御することができる。
【０１１９】
例えば、術者５１８１が、入力装置５１６１（フットスイッチ５１７１を含む）を介して適宜操作入力を行うことにより、当該操作入力に応じてアーム制御装置５１５９によってアーム部５１４５の駆動が適宜制御され、内視鏡５１１５の位置及び姿勢が制御されてよい。当該制御により、アーム部５１４５の先端の内視鏡５１１５を任意の位置から任意の位置まで移動させた後、その移動後の位置で固定的に支持することができる。なお、アーム部５１４５は、いわゆるマスタースレイブ方式で操作されてもよい。この場合、アーム部５１４５は、手術室から離れた場所に設置される入力装置５１６１を介してユーザによって遠隔操作され得る。
【０１２０】
また、力制御が適用される場合には、アーム制御装置５１５９は、ユーザからの外力を受け、その外力にならってスムーズにアーム部５１４５が移動するように、各関節部５１４７ａ〜５１４７ｃのアクチュエータを駆動させる、いわゆるパワーアシスト制御を行ってもよい。これにより、ユーザが直接アーム部５１４５に触れながらアーム部５１４５を移動させる際に、比較的軽い力で当該アーム部５１４５を移動させることができる。従って、より直感的に、より簡易な操作で内視鏡５１１５を移動させることが可能となり、ユーザの利便性を向上させることができる。
【０１２１】
ここで、一般的に、内視鏡下手術では、スコピストと呼ばれる医師によって内視鏡５１１５が支持されていた。これに対して、支持アーム装置５１４１を用いることにより、人手によらずに内視鏡５１１５の位置をより確実に固定することが可能になるため、術部の画像を安定的に得ることができ、手術を円滑に行うことが可能になる。
【０１２２】
なお、アーム制御装置５１５９は必ずしもカート５１５１に設けられなくてもよい。また、アーム制御装置５１５９は必ずしも１つの装置でなくてもよい。例えば、アーム制御装置５１５９は、支持アーム装置５１４１のアーム部５１４５の各関節部５１４７ａ〜５１４７ｃにそれぞれ設けられてもよく、複数のアーム制御装置５１５９が互いに協働することにより、アーム部５１４５の駆動制御が実現されてもよい。
【０１２３】
（光源装置）
光源装置５１５７は、内視鏡５１１５に術部を撮影する際の照射光を供給する。光源装置５１５７は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成される。このとき、ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置５１５７において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド５１１９の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
【０１２４】
また、光源装置５１５７は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド５１１９の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
【０１２５】
また、光源装置５１５７は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Narrow  Band  Imaging）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察するもの（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ICG）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得るもの等が行われ得る。光源装置５１５７は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
【０１２６】
（カメラヘッド及びＣＣＵ）
図２０を参照して、内視鏡５１１５のカメラヘッド５１１９及びＣＣＵ５１５３の機能についてより詳細に説明する。図２０は、図１９に示すカメラヘッド５１１９及びＣＣＵ５１５３の機能構成の一例を示すブロック図である。
【０１２７】
図２０を参照すると、カメラヘッド５１１９は、その機能として、レンズユニット５１２１と、撮像部５１２３と、駆動部５１２５と、通信部５１２７と、カメラヘッド制御部５１２９と、を有する。また、ＣＣＵ５１５３は、その機能として、通信部５１７３と、画像処理部５１７５と、制御部５１７７と、を有する。カメラヘッド５１１９とＣＣＵ５１５３とは、伝送ケーブル５１７９によって双方向に通信可能に接続されている。
【０１２８】
まず、カメラヘッド５１１９の機能構成について説明する。レンズユニット５１２１は、鏡筒５１１７との接続部に設けられる光学系である。鏡筒５１１７の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド５１１９まで導光され、当該レンズユニット５１２１に入射する。レンズユニット５１２１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。レンズユニット５１２１は、撮像部５１２３の撮像素子の受光面上に観察光を集光するように、その光学特性が調整されている。また、ズームレンズ及びフォーカスレンズは、撮像画像の倍率及び焦点の調整のため、その光軸上の位置が移動可能に構成される。
【０１２９】
撮像部５１２３は撮像素子によって構成され、レンズユニット５１２１の後段に配置される。レンズユニット５１２１を通過した観察光は、当該撮像素子の受光面に集光され、光電変換によって、観察像に対応した画像信号が生成される。撮像部５１２３によって生成された画像信号は、通信部５１２７に提供される。
【０１３０】
撮像部５１２３を構成する撮像素子としては、例えばＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）タイプのイメージセンサであり、Ｂａｙｅｒ配列を有するカラー撮影可能なものが用いられる。なお、当該撮像素子としては、例えば４Ｋ以上の高解像度の画像の撮影に対応可能なものが用いられてもよい。術部の画像が高解像度で得られることにより、術者５１８１は、当該術部の様子をより詳細に把握することができ、手術をより円滑に進行することが可能となる。
【０１３１】
また、撮像部５１２３を構成する撮像素子は、３Ｄ表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成される。３Ｄ表示が行われることにより、術者５１８１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部５１２３が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット５１２１も複数系統設けられる。
【０１３２】
また、撮像部５１２３は、必ずしもカメラヘッド５１１９に設けられなくてもよい。例えば、撮像部５１２３は、鏡筒５１１７の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
【０１３３】
駆動部５１２５は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部５１２９からの制御により、レンズユニット５１２１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部５１２３による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
【０１３４】
通信部５１２７は、ＣＣＵ５１５３との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部５１２７は、撮像部５１２３から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル５１７９を介してＣＣＵ５１５３に送信する。この際、術部の撮像画像を低レイテンシで表示するために、当該画像信号は光通信によって送信されることが好ましい。手術の際には、術者５１８１が撮像画像によって患部の状態を観察しながら手術を行うため、より安全で確実な手術のためには、術部の動画像が可能な限りリアルタイムに表示されることが求められるからである。光通信が行われる場合には、通信部５１２７には、電気信号を光信号に変換する光電変換モジュールが設けられる。画像信号は当該光電変換モジュールによって光信号に変換された後、伝送ケーブル５１７９を介してＣＣＵ５１５３に送信される。
【０１３５】
また、通信部５１２７は、ＣＣＵ５１５３から、カメラヘッド５１１９の駆動を制御するための制御信号を受信する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。通信部５１２７は、受信した制御信号をカメラヘッド制御部５１２９に提供する。なお、ＣＣＵ５１５３からの制御信号も、光通信によって伝送されてもよい。この場合、通信部５１２７には、光信号を電気信号に変換する光電変換モジュールが設けられ、制御信号は当該光電変換モジュールによって電気信号に変換された後、カメラヘッド制御部５１２９に提供される。
【０１３６】
なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ５１５３の制御部５１７７によって自動的に設定される。つまり、いわゆるＡＥ（Auto  Exposure）機能、ＡＦ（Auto  Focus）機能及びＡＷＢ（Auto  White  Balance）機能が内視鏡５１１５に搭載される。
【０１３７】
カメラヘッド制御部５１２９は、通信部５１２７を介して受信したＣＣＵ５１５３からの制御信号に基づいて、カメラヘッド５１１９の駆動を制御する。例えば、カメラヘッド制御部５１２９は、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報及び／又は撮像時の露光を指定する旨の情報に基づいて、撮像部５１２３の撮像素子の駆動を制御する。また、例えば、カメラヘッド制御部５１２９は、撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報に基づいて、駆動部５１２５を介してレンズユニット５１２１のズームレンズ及びフォーカスレンズを適宜移動させる。カメラヘッド制御部５１２９は、更に、鏡筒５１１７やカメラヘッド５１１９を識別するための情報を記憶する機能を備えてもよい。
【０１３８】
なお、レンズユニット５１２１や撮像部５１２３等の構成を、気密性及び防水性が高い密閉構造内に配置することで、カメラヘッド５１１９について、オートクレーブ滅菌処理に対する耐性を持たせることができる。
【０１３９】
次に、ＣＣＵ５１５３の機能構成について説明する。通信部５１７３は、カメラヘッド５１１９との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部５１７３は、カメラヘッド５１１９から、伝送ケーブル５１７９を介して送信される画像信号を受信する。この際、上記のように、当該画像信号は好適に光通信によって送信され得る。この場合、光通信に対応して、通信部５１７３には、光信号を電気信号に変換する光電変換モジュールが設けられる。通信部５１７３は、電気信号に変換した画像信号を画像処理部５１７５に提供する。
【０１４０】
また、通信部５１７３は、カメラヘッド５１１９に対して、カメラヘッド５１１９の駆動を制御するための制御信号を送信する。当該制御信号も光通信によって送信されてよい。
【０１４１】
画像処理部５１７５は、カメラヘッド５１１９から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。当該画像処理としては、例えば現像処理、高画質化処理（帯域強調処理、超解像処理、ＮＲ（Noise  reduction）処理及び／又は手ブレ補正処理等）、並びに／又は拡大処理（電子ズーム処理）等、各種の公知の信号処理が含まれる。また、画像処理部５１７５は、ＡＥ、ＡＦ及びＡＷＢを行うための、画像信号に対する検波処理を行う。
【０１４２】
画像処理部５１７５は、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサによって構成され、当該プロセッサが所定のプログラムに従って動作することにより、上述した画像処理や検波処理が行われ得る。なお、画像処理部５１７５が複数のＧＰＵによって構成される場合には、画像処理部５１７５は、画像信号に係る情報を適宜分割し、これら複数のＧＰＵによって並列的に画像処理を行う。
【０１４３】
制御部５１７７は、内視鏡５１１５による術部の撮像、及びその撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部５１７７は、カメラヘッド５１１９の駆動を制御するための制御信号を生成する。この際、撮像条件がユーザによって入力されている場合には、制御部５１７７は、当該ユーザによる入力に基づいて制御信号を生成する。あるいは、内視鏡５１１５にＡＥ機能、ＡＦ機能及びＡＷＢ機能が搭載されている場合には、制御部５１７７は、画像処理部５１７５による検波処理の結果に応じて、最適な露出値、焦点距離及びホワイトバランスを適宜算出し、制御信号を生成する。
【０１４４】
また、制御部５１７７は、画像処理部５１７５によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部の画像を表示装置５１５５に表示させる。この際、制御部５１７７は、各種の画像認識技術を用いて術部画像内における各種の物体を認識する。例えば、制御部５１７７は、術部画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具５１３５使用時のミスト等を認識することができる。制御部５１７７は、表示装置５１５５に術部の画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させる。手術支援情報が重畳表示され、術者５１８１に提示されることにより、より安全かつ確実に手術を進めることが可能になる。
【０１４５】
カメラヘッド５１１９及びＣＣＵ５１５３を接続する伝送ケーブル５１７９は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
【０１４６】
ここで、図示する例では、伝送ケーブル５１７９を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド５１１９とＣＣＵ５１５３との間の通信は無線で行われてもよい。両者の間の通信が無線で行われる場合には、伝送ケーブル５１７９を手術室内に敷設する必要がなくなるため、手術室内における医療スタッフの移動が当該伝送ケーブル５１７９によって妨げられる事態が解消され得る。
【０１４７】
以上、本開示に係る技術が適用され得る手術室システム５１００の一例について説明した。なお、ここでは、一例として手術室システム５１００が適用される医療用システムが内視鏡手術システム５１１３である場合について説明したが、手術室システム５１００の構成はかかる例に限定されない。例えば、手術室システム５１００は、内視鏡手術システム５１１３に代えて、検査用軟性内視鏡システムや顕微鏡手術システムに適用されてもよい。
【０１４８】
本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、内視鏡によって撮像された患者の体腔内の術部の画像のトーン調整に好適に適用され得る。具体的には、診断領域（消化器、循環器など）の特性に応じて最適なパラメータを設定することによって、診断領域毎に最適なトーンの画像を得ることができ、観察精度の向上を図ることができる。
また、本開示に係る技術は、内視鏡のメーカ、機種による特性の違いに対して、ユーザが意図するトーンを設定する場合に用いられる。
以上のトーンコントロールは、ユーザがマニュアル操作で行われてもよいし、自動で行われてもよい。
【０１４９】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）リニア特性 を有する入力映像信号に対してトーン調整のためのトーン・カーブ特性を付与するトーンコントロール部を含む第１の処理回路部と、
前記第１の処理回路部によって処理された映像信号に対して第１の出力用のカーブ特性を付与して第１の出力映像信号を生成する第１のカーブ特性付与部を含む第２の処理回路部と
を具備する映像信号処理装置。
【０１５０】
（２）上記（１）に記載の映像信号処理装置であって、
前記第２の処理回路部は、
前記第１の処理回路部によって処理された映像信号に対して第２の出力用のカーブ特性を付与して第２の出力映像信号を生成する第２のカーブ特性付与部をさらに含む
映像信号処理装置。
【０１５１】
（３）上記（２）に記載の映像信号処理装置であって、
前記第１の出力用のカーブ特性がＯＥＴＦ（Optical-Electro Transfer Function）変換のためのカーブ特性およびディスプレイガンマ処理のためのカーブ特性のいずれか一方であり、
前記第２の出力用のカーブ特性がその他方である
映像信号処理装置。
【０１５２】
（４）上記（１）から（３）のいずれかに記載の映像信号処理装置であって、
前記トーンコントロール部は、
設定情報に基づき前記トーン調整用のトーン・カーブ特性を作成する
映像信号処理装置。
【０１５３】
（５）上記（４）に記載の映像信号処理装置であって、
前記設定情報が、トーン・カーブ特性が与えられる入力信号レベルの範囲の中心を定義するパラメータを含む
映像信号処理装置。
【０１５４】
（６）上記（４）に記載の映像信号処理装置であって、
前記設定情報が、トーン・カーブ特性が与えられる入力信号レベルの範囲を定義するパラメータを含む
映像信号処理装置。
【０１５５】
（７）上記（４）に記載の映像信号処理装置であって、
前記設定情報が、トーン・カーブ特性のカーブ形状を定義するパラメータを含む
映像信号処理装置。
【０１５６】
（８）上記（４）に記載の映像信号処理装置であって、
前記設定情報が、トーン・カーブ特性が与えられる入力信号レベルの範囲の中心における出力信号レベルの変動量を定義するパラメータを含む
映像信号処理装置。
【０１５７】
（９）上記（４）から（８）のいずれかに記載の映像信号処理装置であって、
前記トーンコントロール部は、
前記設定情報に基づき色成分毎の係数をそれぞれ作成し、これら色成分毎の係数と色成分毎に任意に与えられたゲイン調整値とに基づき前記トーン・カーブ特性を作成する
映像信号処理装置。
【０１５８】
（１０）上記（４）から（８）のいずれかに記載の映像信号処理装置であって、
前記トーンコントロール部は、
前記設定情報に基づき複数の色成分に共通の係数を作成し、この係数と色成分毎に任意に与えられたゲイン調整値とに基づき前記トーン・カーブ特性を作成する
映像信号処理装置。
【０１５９】
（１１）上記（４）から（８）のいずれかに記載の映像信号処理装置であって、
前記トーンコントロール部は、
前記設定情報に基づき色成分毎の係数をそれぞれ作成し、これら色成分毎の係数と色成分毎に任意に与えられたゲイン調整値とに基づき前記トーン・カーブ特性を作成する第１のトーンコントロール機能と、
前記設定情報に基づき複数の色成分に共通の係数を作成し、この係数と色成分毎に任意に与えられたゲイン調整値とに基づき前記トーン・カーブ特性を作成する第２のトーンコントロール機能とで、
実行させるトーンコントロール機能を切り替え可能に構成された
映像信号処理装置。
【０１６０】
（１２）上記（１）から（１１）のいずれかに記載の映像信号処理装置であって、
前記第１の処理回路部は、
撮像素子により生成された信号に対して補正および色バランス調整を行う補正／色バランス調整部をさらに具備し、前記トーンコントロール部は、前記補正／色バランス調整回路より出力された信号を前記入力映像信号として処理する
映像信号処理装置。
【０１６１】
（１３）上記（１）から（１２）のいずれかに記載の映像信号処理装置であって、
前記第２の処理回路部は、
少なくとも、前記トーン・カーブ特性が付与された映像信号に対してマトリクス処理を行ってカラー画像データを生成するマトリクス処理部と、前記生成されたカラー画像データのディテール処理およびニー処理を行うディテール・ニー処理部とを含み、前記第１のカーブ特性付与部は、前記ディテール・ニー処理部より出力されたカラー画像データに対して前記出力用のカーブ特性を付与する
映像信号処理装置。
【０１６２】
（１４）上記（１）から（１２）のいずれかに記載の映像信号処理装置であって、
前記第２の処理回路部は、
少なくとも、前記トーン・カーブ特性が付与された映像信号に対してマトリクス処理を行って第１の解像度の第１のカラー画像データを生成する第１のマトリクス処理部と、前記第１のカラー画像データのディテール処理およびニー処理を行う第１のディテール・ニー処理部と、前記トーン・カーブ特性が付与された映像信号に対してマトリクス処理を行って第２の解像度の第２のカラー画像データを生成する第２のマトリクス処理部と、前記生成された第２のカラー画像データのディテール処理およびニー処理を行う第２のディテール・ニー処理部とを含み、
前記第１のカーブ特性付与部は、前記第１のディテール・ニー処理部より出力された前記第１のカラー画像データに対して前記第１の出力用のカーブ特性を付与し、
前記第２のカーブ特性付与部は、前記第２のディテール・ニー処理部より出力された前記第２のカラー画像データに対して前記第２の出力用のカーブ特性を付与する
映像信号処理装置。
【０１６３】
（１５）上記（１）から（１４）のいずれかに記載の映像信号処理装置であって、
前記第１のカラー画像データがＨＤＲ（High Dynamic Range）ビデオであり、
前記第２のカラー画像データがＳＤＲ（Standard Dynamic Range）ビデオである
映像信号処理装置。
【０１６４】
（１６）リニア特性を有する入力映像信号を生成する撮像部と、
前記入力映像信号に対してトーン調整のためのトーン・カーブ特性を付与するトーンコントロール部を含む第１の処理回路部と、
第１の出力用のカーブ特性を付与して第１の出力映像信号を生成する第１のカーブ特性付与部を含む第２の処理回路部と
を具備する撮像装置。
【０１６５】
（１７）上記（１６）に記載の撮像装置であって、
前記第２の処理回路部は、
前記第１の処理回路部によって処理された映像信号に対して第２の出力用のカーブ特性を付与して第２の出力映像信号を生成する第２のカーブ特性付与部をさらに含む
撮像装置。
【０１６６】
（１８）上記（１７）に記載の撮像装置であって、
前記第１の出力用のカーブ特性がＯＥＴＦ（Optical-Electro Transfer Function）変換のためのカーブ特性およびディスプレイガンマ処理のためのカーブ特性のいずれか一方であり、
前記第２の出力用のカーブ特性がその他方である
撮像装置。
【０１６７】
（１９）上記（１６）から（１８）のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記トーンコントロール部は、
前記トーンコントロール部は、
設定情報に基づき前記トーン調整用のトーン・カーブ特性を作成する
撮像装置。
【０１６８】
（２０）上記（１９）に記載の撮像装置であって、
前記設定情報が、トーン・カーブ特性が与えられる入力信号レベルの範囲の中心を定義するパラメータを含む
撮像装置。
【０１６９】
（２１）上記（１９）に記載の撮像装置であって、
前記設定情報が、トーン・カーブ特性が与えられる入力信号レベルの範囲を定義するパラメータを含む
撮像装置。
【０１７０】
（２２）上記（１９）に記載の撮像装置であって、
前記設定情報が、トーン・カーブ特性のカーブ形状を定義するパラメータを含む
撮像装置。
【０１７１】
（２３）上記（１９）に記載の撮像装置であって、
前記設定情報が、トーン・カーブ特性が与えられる入力信号レベルの範囲の中心における出力信号レベルの変動量を定義するパラメータを含む
撮像装置。
【０１７２】
（２４）上記（１９）から（２３）のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記トーンコントロール部は、
前記設定情報に基づき色成分毎の係数をそれぞれ作成し、これら色成分毎の係数と色成分毎に任意に与えられたゲイン調整値とに基づき前記トーン・カーブ特性を作成する
撮像装置。
【０１７３】
（２５）上記（１９）から（２３）のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記トーンコントロール部は、
前記設定情報に基づき複数の色成分に共通の係数を作成し、この係数と色成分毎に任意に与えられたゲイン調整値とに基づき前記トーン・カーブ特性を作成する
撮像装置。
【０１７４】
（２６）上記（１９）から（２３）のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記トーンコントロール部は、
前記設定情報に基づき色成分毎の係数をそれぞれ作成し、これら色成分毎の係数と色成分毎に任意に与えられたゲイン調整値とに基づき前記トーン・カーブ特性を作成する第１のトーンコントロール機能と、
前記設定情報に基づき複数の色成分に共通の係数を作成し、この係数と色成分毎に任意に与えられたゲイン調整値とに基づき前記トーン・カーブ特性を作成する第２のトーンコントロール機能とで、
実行させるトーンコントロール機能を切り替え可能に構成された
撮像装置。
【０１７５】
（２７）上記（１９）から（２３）のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記第１の処理回路部は、
撮像素子により生成された信号に対して補正および色バランス調整を行う補正／色バランス調整部をさらに具備し、前記トーンコントロール部は、前記補正／色バランス調整回路より出力された信号を前記入力映像信号として処理する
撮像装置。
【０１７６】
（２８）上記（１６）から（２７）のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記第２の処理回路部は、
少なくとも、前記トーン・カーブ特性が付与された映像信号に対してマトリクス処理を行ってカラー画像データを生成するマトリクス処理部と、前記生成されたカラー画像データのディテール処理およびニー処理を行うディテール・ニー処理部とを含み、前記第１のカーブ特性付与部は、前記ディテール・ニー処理部より出力されたカラー画像データに対して前記出力用のカーブ特性を付与する
撮像装置。
【０１７７】
（２９）上記（１６）から（２８）のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記第２の処理回路部は、
少なくとも、前記トーン・カーブ特性が付与された映像信号に対してマトリクス処理を行って第１の解像度の第１のカラー画像データを生成する第１のマトリクス処理部と、前記第１のカラー画像データのディテール処理およびニー処理を行う第１のディテール・ニー処理部と、前記トーン・カーブ特性が付与された映像信号に対してマトリクス処理を行って第２の解像度の第２のカラー画像データを生成する第２のマトリクス処理部と、前記生成された第２のカラー画像データのディテール処理およびニー処理を行う第２のディテール・ニー処理部とを含み、
前記第１のカーブ特性付与部は、前記第１のディテール・ニー処理部より出力された前記第１のカラー画像データに対して前記第１の出力用のカーブ特性を付与し、
前記第２のカーブ特性付与部は、前記第２のディテール・ニー処理部より出力された前記第２のカラー画像データに対して前記第２の出力用のカーブ特性を付与する
撮像装置。
【０１７８】
（３０）上記（１６）から（２９）のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記第１のカラー画像データがＨＤＲ（High Dynamic Range）ビデオであり、
前記第２のカラー画像データがＳＤＲ（Standard Dynamic Range）ビデオである
撮像装置。
【０１７９】
（３１）第１の処理回路部が、リニア特性を有する入力映像信号に対してトーン調整のためのトーン・カーブ特性を付与し、
第２の処理回路部が、前記第１の処理回路部によって処理された映像信号に対して第１の出力用のカーブ特性を付与して第１の出力映像信号を生成する
映像信号処理方法。
【０１８０】
（３２）上記（３１）に記載の映像信号処理方法であって、
前記第２の処理回路部が、
前記第１の処理回路部によって処理された映像信号に対して第２の出力用のカーブ特性を付与して第２の出力映像信号を生成する
映像信号処理方法。
【０１８１】
（３３）上記（３２）に記載の映像信号処理方法であって、
前記第１の出力用のカーブ特性がＯＥＴＦ（Optical-Electro Transfer Function）変換のためのカーブ特性およびディスプレイガンマ処理のためのカーブ特性のいずれか一方であり、
前記第２の出力用のカーブ特性がその他方である
映像信号処理方法。
【０１８２】
（３４）上記（３１）から（３３）のいずれかに記載の映像信号処理方法であって、
前記第１の処理回路部は、
設定情報に基づき前記トーン調整用のトーン・カーブ特性を作成する
映像信号処理方法。
【０１８３】
（３５）上記（３４）に記載の映像信号処理方法であって、
前記設定情報が、トーン・カーブ特性が与えられる入力信号レベルの範囲の中心を定義するパラメータを含む
映像信号処理方法。
【０１８４】
（３６）上記（３４）に記載の映像信号処理方法であって、
前記設定情報が、トーン・カーブ特性が与えられる入力信号レベルの範囲を定義するパラメータを含む
映像信号処理方法。
【０１８５】
（３７）上記（３４）に記載の映像信号処理方法であって、
前記設定情報が、トーン・カーブ特性のカーブ形状を定義するパラメータを含む
映像信号処理方法。
【０１８６】
（３８）上記（３４）に記載の映像信号処理方法であって、
前記設定情報が、トーン・カーブ特性が与えられる入力信号レベルの範囲の中心における出力信号レベルの変動量を定義するパラメータを含む
映像信号処理方法。
【０１８７】
（３９）上記（３４）から（３８）のいずれかに記載の映像信号処理方法であって、
前記第１の処理回路部は、
前記設定情報に基づき色成分毎の係数をそれぞれ作成し、これら色成分毎の係数と色成分毎に任意に与えられたゲイン調整値とに基づき前記トーン・カーブ特性を作成する
映像信号処理方法。
【０１８８】
（４０）上記（３４）から（３８）のいずれかに記載の映像信号処理方法であって、
前記第１の処理回路部は、
前記設定情報に基づき複数の色成分に共通の係数を作成し、この係数と色成分毎に任意に与えられたゲイン調整値とに基づき前記トーン・カーブ特性を作成する
映像信号処理方法。
【０１８９】
（４１）上記（３４）から（３８）のいずれかに記載の映像信号処理方法であって、
前記第１の処理回路部は、
前記設定情報に基づき色成分毎の係数をそれぞれ作成し、これら色成分毎の係数と色成分毎に任意に与えられたゲイン調整値とに基づき前記トーン・カーブ特性を作成する第１のトーンコントロール機能と、
前記設定情報に基づき複数の色成分に共通の係数を作成し、この係数と色成分毎に任意に与えられたゲイン調整値とに基づき前記トーン・カーブ特性を作成する第２のトーンコントロール機能とで、
実行させるトーンコントロール機能を切り替える
映像信号処理方法。
【０１９０】
（４２）上記（３１）から（４１）のいずれかに記載の映像信号処理方法であって、
前記第１の処理回路部は、
撮像素子により生成された信号に対して補正および色バランス調整を行い、この結果得た信号を前記入力映像信号として処理する
映像信号処理方法。
【０１９１】
（４３）上記（３１）から（４２）のいずれかに記載の映像信号処理方法であって、
前記第２の処理回路部は、
少なくとも、前記トーン・カーブ特性が付与された映像信号に対してマトリクス処理を行ってカラー画像データを生成し、前記生成されたカラー画像データのディテール処理およびニー処理を行い、この結果得たカラー画像データに対して前記出力用のカーブ特性を付与する
映像信号処理方法。
【０１９２】
（４４）上記（３１）から（４２）のいずれかに記載の映像信号処理装置であって、
前記第２の処理回路部は、
少なくとも、前記トーン・カーブ特性が付与された映像信号に対してマトリクス処理を行って第１の解像度の第１のカラー画像データを生成し、前記第１のカラー画像データのディテール処理およびニー処理を行った後、前記第１のカラー画像データに対して前記第１の出力用のカーブ特性を付与し、
一方、前記トーン・カーブ特性が付与された映像信号に対してマトリクス処理を行って第２の解像度の第２のカラー画像データを生成し、前記生成された第２のカラー画像データのディテール処理およびニー処理を行った後、前記第２のカラー画像データに対して前記第２の出力用のカーブ特性を付与する
映像信号処理方法。
【０１９３】
（４５）上記（３１）から（４４）のいずれかに記載の映像信号処理方法であって、
前記第１のカラー画像データがＨＤＲ（High Dynamic Range）ビデオであり、
前記第２のカラー画像データがＳＤＲ（Standard Dynamic Range）ビデオである
映像信号処理方法。
【符号の説明】
【０１９４】
Ａ…ＨＤＲプロセス部
Ｂ…ＳＤＲプロセス部
１…撮像装置
１１…光学系
１２…撮像部
２０…映像信号処理部
２１…プリプロセッサ
２２…ＲＧＢゲイン調整部
２３…トーンコントロール部
２４…マトリクス処理部
２５…ディテール・ニー処理部
２６…カーブ特性付与部
２８…ＣＰＵ
【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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【国際調査報告】
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