JP2012157416A - 制御装置、内視鏡装置、絞り制御方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御装置は、内視鏡装置の撮像光学系により撮像された被写体画像を取得する画像取得部320と、被写体画像内の画素の画素値に基づいて、被写体画像内において観察対象となる領域である観察領域の合焦・非合焦を判定する判定部330と、その判定の結果に基づいて、撮像光学系の絞りを制御する絞り制御部340と、を含む。
【選択図】図1
Description
まず本実施形態の概要について説明する。上述のように、画素ピッチの減少に伴って、解像度を確保しつつパンフォーカスを実現することが困難となっている。
2.1.内視鏡装置
図1に本実施形態の内視鏡装置の構成例を示す。この内視鏡装置は、光源部100と、撮像部200(挿入部)と、制御装置300(信号処理部)と、表示部400と、外部I/F部500を含む。なお、本実施形態は図1の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加したりする等の種々の変形実施が可能である。
図2に判定部330の詳細な構成例を示す。図2に示すように、判定部330は、観察領域設定部331と、分割部332と、合焦判定部333を含む。
図4に判定部330の変形例を示す。図4に示すように、判定部330は、観察領域設定部331と、分割部332と、合焦判定部333と、受付部334を含む。観察領域設定部331と受付部334以外の構成要素は、上述の構成例と同様である。
次に、絞り制御部340について詳細に説明する。絞り制御部340は、観察領域設定部331により判別された被写体の形状、及び、合焦判定部333からの各分割観察領域における代表信号値と合焦判定結果に基づいて、可変絞り240の絞り値を制御する。
第2の実施形態では、絞り値だけでなく焦点位置の制御を行うことで、解像度の低下をより抑制しながらパンフォーカスを実現する。この第2の実施形態について説明する。
上記の本実施形態では、制御装置300を構成する各部をハードウェアで構成することとしたが、これに限定されるものではない。例えば、撮像部により取得された画像に対してCPUが各部の処理を行う構成とし、CPUがプログラムを実行することによってソフトウェアとして実現することとしてもよい。あるいは、各部が行う処理の一部をソフトウェアで構成することとしてもよい。
210 ライトガイドファイバ、220 照明レンズ、230 対物レンズ、
240 可変絞り、250 撮像素子、300 制御装置、310 A/D変換部、
320 画像取得部、330 判定部、331 観察領域設定部、332 分割部、
333 合焦判定部、334 受付部、340 絞り制御部、350 制御部、
360 調光部、370 距離推定部、380 制御値算出部、
390 焦点位置制御部、400 表示部、500 外部I/F部、
600 コンピュータシステム、610 本体部、
611 CPU、612 RAM、613 ROM、614 HDD、
615 CD−ROMドライブ、616 USBポート、
617 I/Oインターフェース、618 LANインターフェース、
620 ディスプレイ、621 表示画面、630 キーボード、640 マウス、
650 モデム、660 CD−ROM、670 USBメモリ、681 PC、
682 サーバ、683 プリンタ、
A1〜A5 分割観察領域、Dad 被写界深度、Dtg 目標被写界深度、
F F値、Kb 後方被写界深度、Kf 前方被写界深度、L 焦点位置、
N1 広域エリアネットワーク、N3 公衆回線、Ob 後方目標被写界深度、
Of 前方目標被写界深度、Vt1 第1の閾値、Vt2 第2の閾値、
Z1〜Z5 区間、d レンズ有効口径、f 焦点距離、r 許容錯乱円
Claims (25)
- 内視鏡装置の撮像光学系により撮像された被写体画像を取得する画像取得部と、
前記被写体画像内の画素の画素値に基づいて、前記被写体画像内において観察対象となる領域である観察領域の合焦・非合焦を判定する判定部と、
前記判定の結果に基づいて、前記撮像光学系の絞りを制御する絞り制御部と、
を含むことを特徴とする制御装置。 - 請求項1において、
前記判定部は、
前記観察領域を複数の分割観察領域に分割する分割部を有し、
前記判定部は、
前記分割された各分割観察領域の合焦・非合焦を判定し、
前記絞り制御部は、
前記各分割観察領域の判定結果に基づいて、前記撮像光学系の絞りを制御することを特徴とする制御装置。 - 請求項2において、
前記絞り制御部は、
前記判定部により前記複数の分割観察領域の全てが合焦であると判定された場合、前記絞りの絞り値を小さくする制御を行うことを特徴とする制御装置。 - 請求項2において、
前記絞り制御部は、
前記判定部により少なくとも一つ以上の分割観察領域が非合焦であると判定された場合、前記絞りの絞り値を大きくする制御を行うことを特徴とする制御装置。 - 請求項2において、
前記絞り制御部は、
前記判定部により少なくとも一つ以上の分割観察領域が非合焦であると判定された場合、前記各分割観察領域に対応する実空間上の対応点が、前記撮像光学系の被写界深度の範囲に含まれるように前記撮像光学系の絞りを制御することを特徴とする制御装置。 - 請求項5において、
前記絞り制御部は、
前記各分割観察領域に対応する実空間上の対応点のうちの最遠点及び最近点が、少なくとも前記撮像光学系の被写界深度の範囲に含まれるように前記撮像光学系の絞りを制御することを特徴とする制御装置。 - 請求項6において、
前記絞り制御部は、
前記最遠点と前記被写界深度の遠点とが一致するように、又は、前記最近点と前記被写界深度の近点とが一致するように前記撮像光学系の絞りを制御することを特徴とする制御装置。 - 請求項6において、
前記撮像光学系の焦点位置を制御する焦点位置制御部をさらに含み、
前記絞り制御部は、
前記最遠点と前記被写界深度の遠点とが一致するとともに、前記最近点と前記被写界深度の近点とが一致するように、前記撮像光学系の絞りを制御し、
前記焦点位置制御部は、
前記最遠点と前記被写界深度の遠点とが一致するとともに、前記最近点と前記被写界深度の近点とが一致するように、前記撮像光学系の焦点位置を制御することを特徴とする制御装置。 - 請求項8において、
前記被写体画像内の画素の画素値に基づいて、前記撮像光学系から前記最遠点までの第1距離と前記撮像光学系から前記最近点までの第2距離を推定する距離推定部をさらに含み、
前記絞り制御部は、
前記最遠点と前記被写界深度の遠点とが一致するとともに、前記最近点と前記被写界深度の近点とが一致する場合の前記撮像光学系の絞り値を、前記第1距離と前記第2距離に基づいて算出し、
前記焦点位置制御部は、
前記最遠点と前記被写界深度の遠点とが一致するとともに、前記最近点と前記被写界深度の近点とが一致する場合の前記撮像光学系の焦点位置を、前記第1距離と前記第2距離に基づいて算出することを特徴とする制御装置。 - 請求項2において、
前記絞り制御部は、
前記判定部により少なくとも一つ以上の分割観察領域が非合焦であると判定された場合、前記撮像光学系の被写界深度が、前記各分割観察領域に対応する実空間上の対応点のうちの最近点から最遠点までの距離以上となるように前記撮像光学系の絞りを制御することを特徴とする制御装置。 - 請求項2において、
前記絞り制御部は、
前記判定部による前回の判定において、前記複数の分割観察領域の全てが合焦であると判定され、前記判定部による今回の判定において、前記複数の分割観察領域のうちの所定数以上の分割領域が非合焦であると判定された場合、前記絞り値の変更を禁止する変更禁止期間を設定し、
前記絞り制御部は、
前記変更禁止期間が経過するまで前記絞り値を変更しないことを特徴とする制御装置。 - 請求項1において、
前記絞り制御部は、
前記判定部により前記観察領域が非合焦であると判定された場合、前記撮像光学系の絞りの絞り値を大きくすることを特徴とする制御装置。 - 請求項1において、
前記判定部は、
前記被写体画像上において前記観察領域を設定する観察領域設定部を有し、
前記判定部は、
前記設定された観察領域内の画素の画素値に基づいて、前記観察領域の合焦・非合焦を判定することを特徴とする制御装置。 - 請求項13において、
前記観察領域設定部は、
前記被写体画像内の画素の画素値に基づいて、前記観察領域を設定することを特徴とする制御装置。 - 請求項13において、
前記被写体画像上における前記観察領域を特定するための情報をユーザから受け付ける受付部をさらに含み、
前記観察領域設定部は、
前記受け付けた情報に基づいて、前記観察領域を設定することを特徴とする制御装置。 - 請求項1において、
前記被写体画像は、
RGBのチャンネルを有するカラー画像であり、
前記判定部は、
前記Gチャンネル及びBチャンネルの少なくとも一方のコントラストを算出するコントラスト算出部を有し、
前記判定部は、
前記算出されたコントラストに基づいて前記観察領域の合焦・非合焦を判定することを特徴とする制御装置。 - 請求項9において、
前記被写体画像は、
RGBのチャンネルを有するカラー画像であり、
前記距離推定部は、
前記Rチャンネル内の画素の画素値に基づいて前記第1距離と前記第2距離を推定することを特徴とする制御装置。 - 請求項1において、
前記撮像光学系は、
被写体の撮像倍率を可変に設定可能であり、
前記絞り制御部は、
前記撮像倍率に応じて前記絞りの絞り値を制御することを特徴とする制御装置。 - 請求項18において、
前記絞り制御部は、
前記撮像倍率に伴って変化した前記撮像光学系の焦点距離又は焦点位置に基づいて、前記撮像光学系の被写界深度が所定の被写界深度となるように前記絞り値を制御することを特徴とする制御装置。 - 請求項1において、
被写体に照射する光量を制御する調光部をさらに含み、
前記調光部は、
前記絞りの絞り値に基づいて前記光量を制御することを特徴とする記載の制御装置。 - 請求項1乃至20のいずれかに記載された制御装置を含むことを特徴とする内視鏡装置。
- 撮像光学系により撮像された被写体画像を取得し、
前記被写体画像内の画素の画素値に基づいて、前記被写体画像内において観察すべき領域である観察領域の合焦・非合焦を判定し、
前記判定の結果に基づいて、前記撮像光学系の絞りを制御することを特徴とする絞り制御方法。 - 請求項22において、
前記観察領域を複数の分割観察領域に分割し、
前記分割された各分割観察領域の合焦・非合焦を判定し、
前記各分割観察領域の判定結果に基づいて、前記撮像光学系の絞りを制御することを特徴とする絞り制御方法。 - 撮像光学系により撮像された被写体画像を取得する画像取得部と、
前記被写体画像内の画素の画素値に基づいて、前記被写体画像内において観察すべき領域である観察領域の合焦・非合焦を判定する判定部と、
前記判定の結果に基づいて、前記撮像光学系の絞りを制御する絞り制御部として、
コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。 - 請求項24において、
前記判定部は、
前記観察領域を複数の分割観察領域に分割する分割部を有し、
前記判定部は、
前記分割された各分割観察領域の合焦・非合焦を判定し、
前記絞り制御部は、
前記各分割観察領域の判定結果に基づいて、前記撮像光学系の絞りを制御することを特徴とするプログラム。
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