JP2014207645A - 画像処理装置、画像処理方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
まず本実施形態の手法について説明する。本実施形態の画像処理装置は、図19に示したように、撮像部(後述する図1の撮像部200等)の撮像により対象となる被写体を含む画像を時系列に取得する画像取得部319(後述する図5の同時化処理部311、画像構成処理部312に相当)と、撮像部から被写体までの距離に基づく距離情報を、画像に対応付けて取得する距離取得部313と、電子ズーム処理の条件として、少なくとも電子ズーム倍率を設定する電子ズーム条件設定部314と、設定された電子ズーム条件に基づいて、画像に対して電子ズーム処理を施す電子ズーム処理部315と、を含み、電子ズーム条件設定部314は、距離情報により表される距離が近いほど、電子ズーム倍率を大きく設定するする。
第1の実施形態について説明する。具体的には、本実施形態のシステム構成例を説明した後、各部の処理の詳細について説明する。さらにフローチャートを用いて処理の流れを説明し、最後に変形例についても述べる。
第1の実施形態に係る画像処理装置を含む内視鏡装置について図1を用いて説明する。本実施形態に係る画像処理装置を含む内視鏡装置は、図1に示すように光源部100と、撮像部200と、プロセッサー部300(画像処理装置に対応)と、表示部400と、
外部I/F部500で構成される。
距離取得部313の詳細を図6に示す。距離取得部313は、距離マップ取得部3130と、有効ブロック判定部3131と、距離変換部3132を備えている。
信頼性判定部318の詳細を図9に示す。信頼性判定部318は、距離変動量算出部3181と、動きベクトル算出部3183と、判定処理部3185を備えている。
電子ズーム条件設定部314の詳細を図7に示す。電子ズーム条件設定部314は、電子ズーム倍率設定部3141と、中心座標設定部3142と、中心座標記憶部3144を備えている。
電子ズーム倍率設定部3141は、信頼性判定部318での判定結果に基づいて、電子ズーム倍率Zを算出する為の距離Dist(図10(A)や図10(B)の横軸)を算出し、電子ズーム倍率を決定する。
Dist=Dist_Pre ・・・・・(1)
Dist=Co_Z×Dist_Now+(1-Co_Z)×Dist_Pre ・・・・・(2)
上述のように内視鏡診断においては、注目領域が常に画像中心部にあるとは限らないため、中心座標を適応的に制御する必要がある。そのため、中心座標設定部3142は、距離取得部313から出力される距離マップ、及び同時化処理部311から出力される画像に基づいて、電子ズーム処理後画像の中心座標(PX,PY)を設定する。
PX=PX_Pre
PY=PY_Pre ・・・・・(4)
PX=Co_P*PX_Now+(1-Co_P)*PX_Pre
PY=Co_P*PY_Now+(1-Co_P)*PY_Pre ・・・・・(5)
以上の処理により電子ズーム条件が設定されたら、当該電子ズーム条件を用いて電子ズーム処理及び強調処理が行われる。
図11に本実施形態の処理を説明するフローチャートを示す。この処理が開始されると、まず合焦物***置が近点か遠点かを判定する(S101)。本実施形態の手法は、撮像部200を被写体に近づけることで拡大を行う場合、すなわち合焦物***置及び被写界深度範囲が撮像部200に近い位置にある場合に効果的であることから、上述した処理は近点の場合に行い、遠点においてはスキップすることが可能となるためである。
(上記距離マップ等も本実施形態の距離情報に含まれるが、ここでは狭義にはDist_Now)を取得する。その上で、取得した距離情報の信頼性の判定を行う(S103)。具体的には、上述したように距離変動Dist_Diff、動きベクトルVector、及び有効ブロック情報のいずれか、或いはその組み合わせに基づいて判定を行う。
なお、本実施形態では、距離に応じて電子ズーム条件(電子ズーム倍率、ズーム中心位置)を自動制御する例を示したが、常に自動制御とする必要はない。外部I/F部500を介してドクターが電子ズーム条件の自動制御/手動制御を切り換える構成としてもよい。これにより、電子ズームを必要としない場合には、自動制御をオフにすることができる。また、ズーム中心位置の適応制御をオフとし、電子ズーム倍率のみを自動制御する構成としてもよい(この場合、ズーム中心位置は常に画像中心であるものとしてもよい)。
Z=Z_Pre ・・・・・(6)
Z=Co_Z*Z_Now+(1-Co_Z)*Z_Pre ・・・・・(7)
Val=C1*Dist_Diff+C2*Vector ・・・・・(9)
以上の本実施形態では、画像処理装置は図5又は図19に示したように、撮像部200の撮像により対象となる被写体を含む画像を時系列に取得する画像取得部319(図5においては同時化処理部311や画像構成処理部312に対応)と、撮像部200から被写体までの距離に基づく距離情報を、画像に対応付けて取得する距離取得部313と、電子ズーム処理の条件として、少なくとも電子ズーム倍率を設定する電子ズーム条件設定部314と、設定された電子ズーム条件に基づいて、画像に対して電子ズーム処理を施す電子ズーム処理部315を含む。そして電子ズーム条件設定部314は、距離情報により表される距離が近いほど、電子ズーム倍率を大きく設定する。
第2の実施形態に係る画像処理装置を含む内視鏡装置について図13を用いて説明する。本実施形態における内視鏡装置は、図13に示すように光源部100と、撮像部200と、プロセッサー部300と表示部400と外部I/F部500で構成される。表示部400、外部I/F部500の構成は第1の実施形態と同一であるので説明を省略する。
200 撮像部、210 ライトガイドファイバー、220 照明レンズ、
231,232 対物レンズ、241,242 撮像素子、243 測距センサー、
250 A/D変換部、260 メモリ、270 ダイクロイックプリズム、
280 位置センサー、300 プロセッサー部、310 画像処理部、
311 同時化処理部、312 画像構成処理部、313 距離取得部、
314 電子ズーム条件設定部、315 電子ズーム処理部、316 強調帯域設定部、
317 強調処理部、318 信頼性判定部、319 画像取得部、320 制御部、
320 制御部、400 表示部、500 外部I/F部、
3130 距離マップ取得部、3131 有効ブロック判定部、3132 距離変換部、
3141 電子ズーム倍率設定部、3142 中心座標設定部、
3144 中心座標記憶部、3181 距離変動量算出部、
3183 動きベクトル算出部、3185 判定処理部
Claims (28)
- 撮像部の撮像により対象となる被写体を含む画像を時系列に取得する画像取得部と、
前記撮像部から被写体までの距離に基づく距離情報を、前記画像に対応付けて取得する距離取得部と、
電子ズーム処理の条件として、少なくとも電子ズーム倍率を設定する電子ズーム条件設定部と、
設定された前記電子ズーム条件に基づいて、前記画像に対して前記電子ズーム処理を施す電子ズーム処理部と、
を含み、
前記電子ズーム条件設定部は、
前記距離情報により表される前記距離が近いほど、前記電子ズーム倍率を大きく設定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
前記距離情報の信頼性を判定する信頼性判定部を含み、
前記電子ズーム条件設定部は、
前記信頼性の判定結果に基づいて、前記電子ズーム条件である前記電子ズーム倍率を設定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項2において、
前記電子ズーム条件設定部は、
過去に求められた前記距離情報を過去距離情報として保持する距離情報記憶部を含み、
前記電子ズーム条件設定部は、
前記信頼性判定部により前記信頼性が低いと判定された場合に、前記距離情報記憶部に保持された前記過去距離情報に基づいて、前記電子ズーム倍率を設定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項2において、
前記電子ズーム条件設定部は、
過去に求められた前記距離情報を過去距離情報として保持する距離情報記憶部を含み、
前記電子ズーム条件設定部は、
現在の前記距離情報と、前記距離情報記憶部に保持された前記過去距離情報に基づいて、平均距離情報を求め、求めた前記平均距離情報に基づいて、前記電子ズーム倍率を設定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項4において、
前記電子ズーム条件設定部は、
現在の前記距離情報と、前記距離情報記憶部に保持された前記過去距離情報を加重平均することで前記平均距離情報を求め、求めた前記平均距離情報に基づいて、前記電子ズーム倍率を設定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項2において、
前記電子ズーム条件設定部は、
過去に求められた前記電子ズーム倍率を過去電子ズーム倍率として保持する電子ズーム倍率記憶部を含み、
前記電子ズーム条件設定部は、
前記信頼性判定部により前記信頼性が低いと判定された場合に、前記電子ズーム倍率記憶部に保持された過去電子ズーム倍率に基づいて、前記電子ズーム倍率を設定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項2において、
前記電子ズーム条件設定部は、
過去に求められた前記電子ズーム倍率を過去電子ズーム倍率として保持する電子ズーム倍率記憶部を含み、
前記電子ズーム条件設定部は、
現在の前記電子ズーム倍率と、前記電子ズーム倍率記憶部に保持された前記過去電子ズーム倍率に基づいて、前記電子ズーム倍率を設定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項7において、
前記電子ズーム条件設定部は、
現在の前記電子ズーム倍率と、前記電子ズーム倍率記憶部に保持された前記過去電子ズーム倍率を加重平均することで、前記電子ズーム倍率を設定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項2において、
前記信頼性判定部は、
前記撮像部と被写体の間の相対的な位置関係の変動量を検出する変動量検出部を含み、
前記信頼性判定部は、
前記変動量に基づいて前記信頼性を判定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項9において、
前記変動量検出部は、
前記距離情報により表される前記撮像部と前記被写体間の前記距離の時間的な変化量を、前記変動量として検出することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項9において、
前記変動量検出部は、
異なるタイミングで取得された複数の前記画像に基づいて、前記画像における前記被写体の動き量を、前記変動量として検出することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項9において、
前記変動量検出部は、
前記撮像部に設けられたセンサーから出力されるセンサー情報に基づいて、前記変動量を検出することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項2において、
前記画像取得部が前記画像としてステレオ画像を取得し、前記距離取得部が、前記ステレオ画像に対するステレオマッチング処理により前記距離情報を取得する場合に、
前記信頼性判定部は、
前記画像から検出されたコントラストに基づいて、前記距離情報の前記信頼性を判定する処理を行うことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
前記電子ズーム条件設定部は、
過去に求められた前記電子ズーム倍率を過去電子ズーム倍率として保持する電子ズーム倍率記憶部を含み、
前記電子ズーム条件設定部は、
前記電子ズーム倍率記憶部に保持された前記過去電子ズーム倍率に基づいて、前記電子ズーム倍率を設定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
前記撮像部が、合焦物***置の異なる複数のレンズ位置をとる可動レンズを有しており、前記可動レンズがレンズ駆動部により駆動されることで前記合焦物***置を制御する場合に、
前記電子ズーム条件設定部は、
前記合焦物***置が所定の閾値よりも前記撮像部に近い場合に、前記距離情報に基づいて前記電子ズーム条件を設定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項15において、
前記レンズ駆動部は、
所定数の前記レンズ位置から一つを選択することで、前記合焦物***置を段階的に制御すること特徴とする画像処理装置。 - 請求項16において、
前記レンズ駆動部は、
前記合焦物***置が近点となる第1のレンズ位置と、前記合焦物***置が前記近点に比べて前記撮像部から遠い点である遠点となる第2のレンズ位置のいずれかに、前記可動レンズを移動させる駆動を行い、
前記電子ズーム条件設定部は、
前記合焦物***置が前記近点の場合に、前記距離情報に基づいて前記電子ズーム条件を設定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
前記電子ズーム条件設定部は、
前記距離情報により表される前記距離が第1の距離より近い場合に、前記電子ズーム倍率を第1の所定倍率に設定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項18において、
前記第1の距離は、前記撮像部の被写界深度範囲のうち、前記撮像部から近い側の端点での前記距離に基づいて決定されることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
前記電子ズーム条件設定部は、
前記距離情報により表される前記距離が第2の距離より遠い場合に、前記電子ズーム倍率を第2の所定倍率に設定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項20において、
前記第2の距離は、前記撮像部の被写界深度範囲のうち、前記撮像部から遠い側の端点での前記距離に基づいて決定されることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
前記電子ズーム条件設定部は、
前記電子ズーム処理の前記条件として、前記電子ズーム処理のズーム中心位置を設定する処理を行い、
前記電子ズーム条件設定部は、
前記画像及び前記距離情報の少なくとも一方に基づいて、前記ズーム中心位置を設定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項22において、
前記画像から注目領域を検出する注目領域検出部を含み、
前記電子ズーム条件設定部は、
前記注目領域検出部で検出された前記注目領域に基づいて、前記ズーム中心位置を設定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
前記電子ズーム処理後の前記画像に対して強調処理を施す強調処理部を含み、
前記強調処理部は、
前記電子ズーム条件設定部で設定された前記電子ズーム倍率に基づいて、前記強調処理を施すことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
前記画像取得部は、
前記画像としてステレオ画像を取得し、
前記距離取得部は、
前記ステレオ画像に対するステレオマッチング処理により前記距離情報を取得することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
前記距離取得部は、
前記撮像部に設けられた測距センサーからの測距信号に基づいて、前記距離情報を取得することを特徴とする画像処理装置。 - 撮像部の撮像により対象となる被写体を含む画像を時系列に取得し、
前記撮像部から被写体までの距離に基づく距離情報を、前記画像に対応付けて取得し、
前記距離情報により表される前記距離が近いほど、電子ズーム倍率を大きく設定する処理を行い、
設定された前記電子ズーム倍率を用いて、前記画像に電子ズーム処理を施す、
ことを特徴とする画像処理方法。 - 撮像部の撮像により対象となる被写体を含む画像を時系列に取得し、
前記撮像部から被写体までの距離に基づく距離情報を、前記画像に対応付けて取得し、
前記距離情報により表される前記距離が近いほど、電子ズーム倍率を大きく設定する処理を行い、
設定された前記電子ズーム倍率を用いて、前記画像に電子ズーム処理を施す、
ステップをコンピュータに実行させるプログラム。
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