JP2001312718A - 画像合成装置 - Google Patents

画像合成装置

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JP2001312718A JP2001042405A JP2001042405A JP2001312718A JP 2001312718 A JP2001312718 A JP 2001312718A JP 2001042405 A JP2001042405 A JP 2001042405A JP 2001042405 A JP2001042405 A JP 2001042405A JP 2001312718 A JP2001312718 A JP 2001312718A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱画像に基づく診断を迅速且つ正確に行う。 【解決手段】 本発明の画像合成装置は、一対の右側お
よび左側赤外線カメラと、一対の右側および左側可視カ
メラと、立体熱画像と立体可視画像とが重複した状態で
観察者に見えるように、上記右側および左側赤外線カメ
ラから出力されるデータと上記右側および左側可視カメ
ラから出力されるデータとの合成処理を行う第１の画像
合成処理手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面に温度差を有
する物体の表面状態の観察、例えば人体における炎症部
位の診断等に使用され、診断部位を、迅速且つ正確に診
断することができる画像合成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１１に、可視ステレオ画像を生成する
従来の画像合成装置６００の構成を示す。従来の可視ス
テレオ画像の構築では、被写体の左側に設けられた左側
可視カメラ６０１および右側に設けられた右側可視カメ
ラ６０２の一対の可視カメラから得られた画像が、可視
立体画像合成手段６０３により合成されることによりス
テレオ画像が生成される。
【０００３】また、従来、赤外線カメラは単独で用いら
れており、その撮像画像に基づいて、医師が診断部位を
診断していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、１台の赤外線
カメラの画像からは、診断部位を目視した場合に比べ
て、現実感が得られず、診断に必要な情報を十分に得る
ことができないという問題がある。従って、微妙な症状
である炎症の診断は、医師の経験や勘に頼るところが大
きくなっていた。
【０００５】特開平９−２２０２０３号公報には、診断
部位のサーモグラフ画像情報と、モアレトポグラフ画像
情報とを合成する診断装置が開示されている。しかしな
がら、この診断装置では、診断部位の平面的な熱画像が
得られるにすぎず、診断部位の状態を、迅速に、しか
も、正確に把握することができるものではない。
【０００６】本発明は、このような問題を解決するもの
であり、その目的は、温度差を有する被写体の表面の状
態を迅速且つ正確に把握することができ、従って、人体
における炎症部位を、迅速且つ正確に診断することがで
きる画像合成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の画像合成装置
は、一対の右側および左側赤外線カメラと、一対の右側
および左側可視カメラと、立体熱画像と立体可視画像と
が重複した状態で観察者に見えるように、上記右側およ
び左側赤外線カメラから出力されるデータと上記右側お
よび左側可視カメラから出力されるデータとの合成処理
を行う第１の画像合成処理手段とを備え、そのことによ
り上記目的が達成される。
【０００８】上記第１の画像合成処理手段は、同期信号
を生成する同期信号生成手段と、上記同期信号生成手段
の生成する同期信号応答して、上記右側赤外線カメラか
ら出力される右側赤外線画像データの少なくとも一部と
上記右側可視カメラから出力される右側可視画像データ
の少なくとも一部とを合成することによって、右側合成
画像データを生成する第２の画像合成処理手段と、上記
同期信号生成手段の生成する同期信号応答して、上記左
側赤外線カメラから出力される左側赤外線画像データの
少なくとも一部と上記左側可視カメラから出力される左
側可視画像データの少なくとも一部とを合成することに
よって、左側合成画像データを生成する第３の画像合成
処理手段と、上記同期信号生成手段の生成する同期信号
応答して、上記右側合成画像データおよび上記左側合成
画像データを所定の順序で出力するデータ出力手段とを
備えてもよい。
【０００９】上記第２の画像合成処理手段は、上記右側
赤外線画像データの一部と上記右側可視画像データの全
部とを合成し、上記第３の画像合成処理手段は、上記左
側赤外線画像データの一部と上記左側可視画像データの
全部とを合成してもよい。
【００１０】上記データ出力手段から出力された上記右
側合成画像データおよび上記左側合成画像データに基づ
き、右側合成画像および左側合成画像を所定の順序で表
示するモニタをさらに備えてもよい。
【００１１】上記同期信号生成手段の生成する同期信号
応答して、上記右側合成画像を第１の方向に変更させ、
上記左側合成画像を第１の方向と異なる方向に偏光させ
る偏光手段をさらに備えてもよい。
【００１２】上記第１の画像合成処理手段は、同期信号
を生成する同期信号生成手段と、上記同期信号生成手段
の生成する同期信号応答して、上記右側赤外線カメラか
ら出力される右側赤外線画像データ、上記右側可視カメ
ラから出力される右側可視画像データ、上記左側赤外線
カメラから出力される左側赤外線画像データおよび上記
左側可視カメラから出力される左側可視画像データを所
定の順序で出力するデータ出力手段とを備えてもよい。
【００１３】上記第１の画像合成処理手段は、上記右側
赤外線カメラから出力される赤外線画像データと上記左
側赤外線カメラから出力される赤外線画像データとを合
成することによって、立体熱画像データを生成する第２
の画像合成処理手段と、上記右側可視カメラから出力さ
れる可視画像データと上記左側可視カメラから出力され
る可視画像データとを合成することによって、可視立体
画像データを生成する第３の画像合成処理手段と、上記
立体熱画像データと上記可視立体画像データとを合成す
ることによって、全体立体画像データを生成する第４の
画像合成処理手段とを備えてもよい。
【００１４】上記立体熱画像データは複数の温度レベル
データを含み、上記複数の温度レベルデータに複数の色
合いがそれぞれ割り当てられてもよい。
【００１５】上記全体立体画像データは３次元座標デー
タを含み、上記全体立体画像データは、上記３次元座標
データが３次元の空間座標において所定の投影面に投影
された２次元座標データに変換されることにより、２次
元画像データに変換されてもよい。
【００１６】本発明の画像合成装置は、複数のスリット
を含むスリット手段と、上記スリット手段を介して被写
体に赤外線を照射する赤外線照射手段と、上記被写体に
おける上記赤外線の照射方向に実質的に直交する方向に
位置し、上記被写体を撮像する複数の赤外線カメラと、
上記複数の赤外線カメラから出力される複数の熱画像デ
ータを合成することによって、立体熱画像データを生成
する画像合成手段とを備え、そのことにより上記目的が
達成される。
【００１７】上記画像合成手段は、上記複数の赤外線カ
メラがそれぞれ撮像する上記被写体からの熱線パターン
の形状の違いに基づいて、立体熱画像データを生成して
もよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、本発明の実施の形態の説明
においては、同じ構成要素には同じ参照符号を付してい
る。
【００１９】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１における画像合成装置１００の構成を示す。画像
合成装置１００は、例えば、被写体としての人体におけ
る炎症部位を診断するために用いられる。
【００２０】画像合成装置１００は、左右一対の左側赤
外線カメラ１および右側赤外線カメラ２と、左右一対の
左側可視カメラ３および右側可視カメラ４と、画像合成
処理手段１０１とを備える。画像合成処理手段１０１
は、赤外線立体画像合成処理手段５と、可視立体画像合
成処理手段６と、全体立体画像合成処理手段７とを備え
る。
【００２１】左右一対の左側赤外線カメラ１および右側
赤外線カメラ２は、被写体（図示せず）を左目および右
目に相当する位置からそれぞれ撮像して赤外線画像デー
タを生成する。左右一対の左側可視カメラ３および右側
可視カメラ４は、被写体を左目および右目に相当する位
置からそれぞれ撮像して可視画像データを生成する。
【００２２】図１において、左右一対の左側赤外線カメ
ラ１および右側赤外線カメラ２からの左側赤外線画像デ
ータ１’および右側赤外線画像データ２’は、赤外線立
体画像合成処理手段５に入力されており、また、左右一
対の左側可視カメラ３および右側可視カメラ４からの左
側可視画像データ３’および右側可視画像データ４’
は、可視立体画像合成処理手段６に入力されている。
【００２３】赤外線立体画像合成処理手段５は、左側お
よび右側赤外線画像データ１’および２’に基づいて、
各波長帯域ごとに立体熱画像データ５’を生成する。同
様に、可視立体画像合成処理手段６は、左側および右側
可視画像データ３’および４’に基づいて、各波長帯域
ごとに可視立体画像データ６’を生成する。立体熱画像
データ５’および可視立体画像データ６’からは、立体
熱画像および可視立体画像が得られる。
【００２４】立体熱画像データ５’および可視立体画像
データ６’は、全体立体画像合成処理手段７に入力され
ている。全体立体画像合成処理手段７は、立体熱画像デ
ータ５’および可視立体画像データ６’を合成し、可視
立体画像データ６’に立体熱画像データ５’が合成され
た全体立体画像データ７’を生成する。生成された全体
立体画像データ７’から全体立体画像が得られる。
【００２５】このように、本実施の形態における画像合
成装置１００では、可視立体画像に対して、立体熱画像
が合成された全体立体画像が生成されるために、被写体
の奥行きの有る立体的な外観状態とともに、被写体の診
断部位における熱の分布状況も、立体的に同時に把握す
ることができる。従って、観察部位を迅速且つ正確に観
察することができる。特に、人体における炎症部分を診
断する場合には、外観的な症状とともに、表面の温度分
布の状態も同時に把握することができ、診断部位の正確
な診断を迅速に実施することができる。
【００２６】なお、より精密な立体画像を得るために
は、赤外線カメラおよび可視カメラの台数をさらに増加
（例えばそれぞれ４台ずつ）させてもよい。
【００２７】本実施の形態の画像合成装置１００におい
て、左側赤外線カメラ１および右側赤外線カメラ２によ
ってそれぞれ得られるアナログの左側および右側赤外線
画像データ１’および２’は、例えば、図２に示すよう
に赤外線立体画像合成処理手段５において処理される。
図２では左側赤外線画像データ１’への処理工程を示し
ている。右側赤外線画像データ２’への処理も同様に行
われる。左側赤外線画像データ１’は、ローパスフィル
タ８に入力される。ローパスフィルタ８は、左側赤外線
画像データ１’から、不要な高域成分を取り除く。
【００２８】左側赤外線画像データ１’から不要な高域
成分を取り除かれたアナログの左側熱画像信号８’は、
ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎ
ｖｅｒｔｅｒ）９および同期分離部１３にそれぞれ出力
される。
【００２９】ＡＤＣ９では、入力された左側アナログ熱
画像信号８’から左側ディジタル熱画像信号３１が生成
され、生成された左側ディジタル熱画像信号３１が、マ
ルチプレクサ１０およびマイコン１１へそれぞれ出力さ
れる。マイコン１１では、入力される左側ディジタル熱
画像信号３１の輝度信号レベルを読み取り、その輝度信
号レベルに応じて、付加すべきディジタル色信号３２を
メモリ１２から読み出す。
【００３０】メモリ１２には、色合いテーブルを形成す
べく、予め決められた多数の色合いを示すディジタル色
信号３２が記憶されている。そして、指定されたディジ
タル色信号３２が、マルチプレクサ１０へ出力される。
【００３１】マルチプレクサ１０は、入力されるディジ
タル熱画像信号３１およびディジタル色信号３２を、そ
れぞれ切り替えて出力する。マルチプレクサ１０には、
同期分離部１３で得られる同期信号タイミングに基づい
て、タイミング発生部１４にて生成される水平垂直帰線
期間タイミングが入力されている。マルチプレクサ１０
は、この水平垂直帰線期間タイミングに基づいて、ディ
ジタル熱画像信号３１およびディジタル色信号３２を切
り替えて出力し、マルチプレクサ１０からは、水平垂直
帰線期間以外のタイミングにディジタル色信号３２に置
き換えられた左側カラーディジタル熱画像信号が得られ
る。また、上述のように右側赤外線画像データ２’への
処理も同様に行われ、右側カラーディジタル熱画像信号
が得られる。左側および右側カラーディジタル熱画像信
号から立体熱画像データ５’が生成され、立体熱画像デ
ータ５’は全体立体画像合成手段７へ出力される。
【００３２】左側および右側赤外線カメラ１および２か
ら出力される左側および右側赤外線画像データ１’およ
び２’は、高温になるほど程に輝度信号レベルが大きく
なる。このことを利用して、アナログ熱画像信号８’に
おける輝度信号のレベルが検出される。予め設定されて
記憶されている色合いのテーブルからそれぞれの輝度信
号のレベルに応じて、色合いが選択され、選択されたデ
ィジタル色信号３２により、所定の輝度信号レベルごと
（すなわち所定の温度レベルデータごと）に、それぞれ
色付けされる。また、各輝度信号のレベルに応じて複数
の色が割り当てられてもよい。割り当てられる色は、例
えば赤、緑、黄および青等であり得る。
【００３３】このように、被写体の可視立体画像に対応
して合成される立体熱画像は、熱の高低に応じた色付け
が行われている。従って、可視立体画像データ６’と立
体熱画像データ５’とを合成して得られる全体立体画像
７’も、熱の高低に応じた色付けがされているために、
被写体の診断部位の外観的な状況に対する温度分布を立
体的に容易に把握することができる。
【００３４】また、被写体の可視立体画像データ６’お
よび立体熱画像データ５’とを合成して得られる全体立
体画像データ７’は３次元の画像データであるために、
コンピュータによって、仮想空間内での座標変換におい
て自由に移動させた後に、それを平面へ投影して２次元
表示することも可能である。
【００３５】図３は、この場合のコンピュータによる制
御内容を示すフローチャートである。全体立体画像デー
タ７’から全体立体画像が得られると、まず、仮想空間
（ワールド空間）内に３次元座標が設定される（ステッ
プＳ１）。次に、３次元座標に基づいて、全体立体画像
の３次元の画像データが座標設定され、形状データが定
義される（ステップＳ２）。３次元空間内に、全体立体
画像が座標設定されると、その全体立体画像に対して回
転マトリックスが行われ、全体立体画像は座標変換され
る（ステップＳ３）。
【００３６】次に、座標変換された全体立体画像の形状
データは、３次元ポリゴンパッチに変換される（ステッ
プＳ４）。そして、３次元ポリゴンパッチの形状と視点
の位置から、全体立体画像は、任意に設定した投影面に
対して投影処理される（ステップＳ５）。これにより、
全体立体画像は２次元座標に変換され（ステップＳ
６）、全体立体画像の２次元座標に変換された画像がデ
ィスプレイ画面に表示される（ステップＳ７）。
【００３７】このように、本発明では、可視立体画像お
よび立体熱画像が合成されて得られる全体立体画像を、
３次元空間内にて自由に移動させ、任意の３次元画像を
２次元画像として表現することができるために、診断部
位を多方面から観察することができ、診断部位のさらな
る正確な診断が可能になる。
【００３８】また、全体立体画像合成処理手段７は、全
体立体画像データ７’の同じ温度領域に属するピクセル
数をカウントし、カウントされたピクセル数から診断部
位における任意の領域の体積を算出してもよい。任意の
領域は例えば炎症部位であり、診断ごとに炎症部位の体
積を算出することにより、医師は炎症部位の体積（すな
わち腫れ具合）の時間変化を具体的な数値データとして
得ることが出来る。
【００３９】（実施の形態２）図４は、本発明の実施の
形態２における画像合成装置２００の構成を示す。
【００４０】画像合成装置２００は、右側赤外線カメラ
２０１と、右側可視カメラ２０２と、左側赤外線カメラ
２０３と、左側可視カメラ２０４と、画像合成処理手段
２１５と、モニタ２０９とを備える。画像合成処理手段
２１５は、右側画像合成処理手段２０５と、左側画像合
成処理手段２０６と、同期信号生成手段２０７と、デー
タ出力手段２０８とを備える。
【００４１】左右一対の右側赤外線カメラ２０１と左側
赤外線カメラ２０３は、被写体２１３を右目および左目
に相当する位置からそれぞれ撮像して右側赤外線画像デ
ータ２２１および左側赤外線画像データ２２３を生成す
る。左右一対の右側可視カメラ２０２と左側可視カメラ
２０４は、被写体２１３を右目および左目に相当する位
置からそれぞれ撮像して右側可視画像データ２２２およ
び左側可視画像データ２２４を生成する。
【００４２】右側赤外線画像データ２２１および右側可
視画像データ２２２はそれぞれ右側画像合成処理手段２
０５に入力される。右側画像合成処理手段２０５は、同
期信号生成手段２０７からの同期信号２１７に応答して
同じ時間に撮像された右側赤外線画像データ２２１およ
び右側可視画像データ２２２を抽出する。図５Ａに示さ
れるように、右側画像合成処理手段２０５は、抽出した
右側赤外線画像データ２２１と右側可視画像データ２２
２とがそれぞれ有する基準点１２１と基準点１２２とが
一致するように、右側赤外線画像データ２２１と右側可
視画像データ２２２とを重ね合わせ、右側合成画像デー
タ２２５を生成する。右側画像合成処理手段２０５は、
例えば、右側赤外線画像データ２２１が有するピクセル
データと右側可視画像データ２２２が有するピクセルデ
ータとをそれぞれ１つおきに並べることにより右側合成
画像データ２２５を生成し得る。
【００４３】左側赤外線画像データ２２３および左側可
視画像データ２２４はそれぞれ左側画像合成処理手段２
０６に入力される。左側画像合成処理手段２０６は、同
期信号生成手段２０７からの同期信号２１７に応用して
同じ時間に撮像された左側赤外線画像データ２２３およ
び左側可視画像データ２２４を抽出する。図５Ｂに示さ
れるように、左側画像合成処理手段２０６は、抽出した
左側赤外線画像データ２２３と左側可視画像データ２２
４とがそれぞれ有する基準点１２３と基準点１２４とが
一致するように、左側赤外線画像データ２２３と左側可
視画像データ２２４とを重ね合わせ、左側合成画像デー
タ２２６を生成する。左側画像合成処理手段２０６は、
例えば、左側赤外線画像データ２２３が有するピクセル
データと左側可視画像データ２２４が有するピクセルデ
ータとをそれぞれ１つおきに並べることにより左側合成
画像データ２２６を生成し得る。
【００４４】右側合成画像データ２２５および左側合成
画像データ２２６は、データ出力部２０８に入力され
る。データ出力部２０８は、同期信号生成手段２０７か
らの同期信号２１７に応答して、全体合成画像データ２
２７として右側合成画像データ２２５および左側合成画
像データ２２６を所定の順序で（たとえば交互に）モニ
タ２０９に出力する。図５Ｃは、右側合成画像データ２
２５および左側合成画像データ２２６が交互に並べられ
た全体合成画像データ２２７のデータ構造を示す。全体
合成画像データ２２７は右側合成画像データ２２５およ
び左側合成画像データ２２６を横に並べて表示するよう
モニタ２０９に指示する指示データを含んでいる。
【００４５】モニタ２０９は、右側合成画像データ２２
５、左側合成画像データ２２６および指示データを受け
取り、右側合成画像２１９および左側合成画像２３９を
横に並べて表示する。このとき、観察者２１２は右目で
右側合成画像２１９を見て、左目で左側合成画像２３９
を見ることにより、立体熱画像と立体可視画像とが重複
した全体立体画像を認識する。
【００４６】なお、全体合成画像データ２２７の代わり
に、図５Ｄに示されるデータ構造を有する全体合成画像
データ２２８をモニタ２０９に出力するようにしてもよ
い。全体合成画像データ２２８のデータ構造は、右側赤
外線画像データ２２１、右側可視画像データ２２２、左
側赤外線画像データ２２３および左側可視画像データ２
２４が、この順番で繰り返し並べられた構造となってい
る。全体合成画像データ２２８は、右側赤外線画像デー
タ２２１、右側可視画像データ２２２、左側赤外線画像
データ２２３および左側可視画像データ２２４が、右側
画像合成処理手段２０５および左側画像合成処理手段２
０６での合成処理を介さずに、直接、データ出力手段２
０８に入力され、データ出力手段２０８が入力されたこ
れらのデータを同期信号２１７に基づき図５Ｄに示され
るような順番に配列することにより形成される。全体合
成画像データ２２８は、同期信号２１７に基づき出力さ
れ、モニタ２０９はこれらのデータを順に表示する。
【００４７】本実施の形態の画像合成装置２００では、
右側合成画像データ２２５および左側合成画像データ２
２６とを、全体合成画像データ２２７として観察者に供
給する。また、別の動作のおいては、右側赤外線画像デ
ータ２２１、右側可視画像データ２２２、左側赤外線画
像データ２２３および左側可視画像データ２２４を、全
体合成画像データ２２８として観察者に供給する。
【００４８】これら全体合成画像データ２２７または全
体合成画像データ２２８を観察者に供給する両方の場合
において、観察者には、（右側赤外線画像データ２２１
と左側赤外線画像データ２２３とが合成された）立体熱
画像と、（右側可視画像データ２２２と左側可視画像デ
ータ２２４とが合成された）立体可視画像とが重複して
見える。その結果、観察者は立体熱画像と立体可視画像
とが合成された画像を認識することが出来る。このよう
に、画像合成装置２００からは、図１に示すような、赤
外線立体画像合成処理手段５によって生成される立体熱
画像データ５’と可視立体画像合成処理手段６によって
生成される立体可視画像データ６’とが、全体立体画像
合成処理手段７において合成された結果生成される全体
立体画像を観察者が観察するのと同等の効果を得ること
が出来る。
【００４９】また、右側画像合成処理手段２０５におい
て、図６に示すような右側赤外線画像データ２２１の一
部２２１’と、右側可視画像データ２２２全体とを重ね
合わせた右側合成画像データ２２５’が生成されてもよ
い。右側合成画像データ２２５’は、右側赤外線画像デ
ータの一部２２１’と一部の光の明るさまたは強度を低
くした右側可視画像データ２２２とが重ね合わせること
により生成される。右側合成画像データ２２５’から
は、右側合成画像２２９が得られる。右側合成画像２２
９の一部は熱画像２３０が示され、残りの部分は可視画
像２３１が示されている。左側画像合成処理手段２０６
においても共通の処理が行われる。
【００５０】なお、右側赤外線画像データ２２１の一部
２２１’と、右側可視画像データ２２２の一部とが重ね
合わされても良い。
【００５１】観察者２１２としての医師が被写体２３１
としての患者を診断する場合、患者の症状と自らの経験
に基づいて予め炎症部位の予測を立てることが出来る。
このような場合は、予測された炎症部位およびその周辺
のみ熱画像２３０を示すことにより、可視画像２３１に
よる正確な炎症部位の把握と、熱画像２３０による炎症
部位の正確な発熱部分の把握とを同時に行うことが出来
る。
【００５２】右側赤外線画像データ２２１の一部２２
１’の表示範囲は、観測者が設定した温度閾値以上もし
くは以下の範囲が表示されても良い。また、表示範囲は
観察者の意思により変更されても良い。
【００５３】同期信号生成手段２０７としては任意のタ
イミング回路が用いられ得る。
【００５４】モニタ２０９の代わりに、一対の右側およ
び左側モニタが用いられても良い。この場合、右側合成
画像データ２２５が右側モニタに入力され得る。また、
右側合成画像データ２２５の代わりに図７Ａに示される
ようなデータ構造の右側合成画像データ２２９が右側モ
ニタに入力されてもよい。右側合成画像データ２２９
は、右側赤外線画像データ２２１と右側可視画像データ
２２２とが交互に並べられたデータ構造となっている。
この場合、右側モニタには右側赤外線画像と右側可視画
像とが交互に表示され、観測者２１２が右側合成画像２
１９を観察するのと同様の効果が得られる。同様に、左
側合成画像データ２２６が左側モニタに入力され得る
が、左側合成画像データ２２６の代わりに図７Ｂに示さ
れるようなデータ構造の左側合成画像データ２３３が左
側モニタに入力されてもよく、観測者２１２が左側合成
画像２３９を観察するのと同様の効果が得られる。
【００５５】モニタ２０９の代わりに、右目用および左
目用の２枚の液晶ディスプレイを備えたヘッドマウント
方式（例えばゴーグルタイプ）のモニタが用いられても
よい。
【００５６】（実施の形態３）図８は、本発明の実施の
形態３における画像合成装置３００の構成を示す。
【００５７】画像合成装置３００は、画像合成処理手段
２１５’と、モニタ３０９と、偏光手段３１０とを備え
る。画像合成処理手段２１５’は、右側画像合成処理手
段２０５と、左側画像合成処理手段２０６と、同期信号
生成手段２０７と、全体合成画像データ２２７’をモニ
タ３０９へ出力するデータ出力手段２１８とを備える。
全体合成画像データ２２７’のデータ構造は図５Ｃに示
す全体合成画像データ２２７と同一であるが、全体合成
画像データ２２７’は右側合成画像データ２２５および
左側合成画像データ２２６を重ねて左右合成画像３１９
として表示するようモニタ３０９に指示する指示データ
を含んでいる。画像合成装置３００のそれ以外の構成は
図４に示す画像合成装置２００と同様である。
【００５８】モニタ３０９では、交互に入力される右側
合成画像データ２２５、左側合成画像データ２２６およ
び指示データから、右側合成画像および左側合成画像が
重なって交互に表示される左右合成画像３１９が表示さ
れる。偏光手段３１０は、周知の液晶デバイス等から構
成され、同期信号２１７に応答して、右側合成画像を所
定の方向に変更させ、左側合成画像を所定の方向とは異
なる方向に偏光させる。偏光後の右側合成画像および左
側合成画像は、例えば偏光方向が互いに９０°異なる。
観察者２１２は偏光メガネ３１１を介して、それぞれ異
なる方向に偏光させられた右側合成画像および左側合成
画像を観測する。このとき、観察者２１２は、右目には
右側合成画像が見え、左目には左側合成画像が見えるこ
とにより、立体熱画像と立体可視画像とが重複した全体
立体画像を認識する。
【００５９】本発明では、同期信号生成手段２０７から
出力される同期信号２１７の内容は、同期信号２１７が
入力される各構成要素ごとに異なっていてもよい。
【００６０】本実施の形態では、左右合成画像３１９、
偏光手段３１０および偏光メガネ３１１を用いることに
より観察者２１２の立体視を実現したが、観察者２１２
が立体視を実現する方法はこれに限定されない。例え
ば、レンチキュラースクリーンが用いられてもよく、こ
の場合、右側および左側合成画像はそれぞれレンチキュ
ラースクリーンの溝に沿って複数に分割され、左右合成
画像３１９は分割された右側および左側合成画像が交互
に並べられた画像となる。
【００６１】（実施の形態４）図９は、本発明の実施の
形態４における画像合成装置４００の概略図である。
【００６２】診断装置４００は、熱源である赤外線カメ
ラ１５と、スリット板１６と、センサである赤外線カメ
ラ１８および１９と、赤外線立体画像合成処理手段４０
１とを備える。
【００６３】画像合成装置４００では、被写体１７に対
して、相互に直交するＹ軸およびＺ軸上に、被写体１７
を撮像する赤外線カメラ１８および１９がそれぞれ配置
されている。各赤外線カメラ１８および１９は、赤外線
を感知して熱画像を撮像するパッシブタイプであり、各
赤外線カメラ１８および１９によって、被写体１７の熱
画像データが得られる。
【００６４】また、Ｙ軸およびＺ軸それぞれに対して直
交するＸ軸上に、Ｙ軸方向に沿った複数のスリット１６
Ａを有するスリット板１６が設けられるとともに、この
スリット板１６を挟んで被写体１７に対向して、赤外線
カメラ１５が設けられている。この赤外線カメラ１５
は、撮像対象に赤外線を照射して、その反射光に基づい
て、対象物を撮像するアクティブタイプのものであり、
赤外線カメラ１５から発せられる赤外線が、スリット板
１６の各スリット１６Ａを介して、被写体１７に照射さ
れる。赤外線カメラ１５の代わりに、撮像対象に赤外線
を照射可能な任意の赤外線照射手段が用いられ得る。
【００６５】図９、図１０（ａ）および図１０（ｂ）を
参照して、赤外線カメラ１５から発せられた赤外線は、
Ｙ軸方向に沿った各スリット１６Ａを通過して、Ｘ軸方
向に沿った平行な状態で、熱線として被写体１７に照射
される。ここで、一例として被写体１７が半球状に突出
した形状である場合を考える。この場合、各スリット１
６Ａが沿ったＹ軸方向から赤外線カメラ１８によって被
写体１７を撮像したときは、図１０（ｂ）に示されるよ
うに直線状の熱線パターン５１０が得られる。赤外線の
照射方向であるＸ軸と各スリット１６Ａが沿ったＹ軸方
向とにそれぞれ直交するＺ軸方向から、赤外線カメラ１
９によって被写体１７を撮像したときは、図１０（ａ）
に示すように、被写体１７の突出状態によって曲率が変
化する曲線状の熱線パターン５１１が得られる。また、
赤外線カメラ１８および１９により、熱線パターン５１
０および５１１以外にも、被写体１７自身から発せられ
る赤外線が撮像され、被写体１７表面の温度分布を示す
温度レベルデータが得られる。
【００６６】Ｙ軸方向から被写体１７を撮像する赤外線
カメラ１８から出力される熱線パターン５１０を有する
熱画像データ４１０と、Ｚ軸方向から被写体１７を撮像
する赤外線カメラ１９から出力される熱線パターン５１
１を有する熱画像データ４１１は、赤外線立体画像合成
手段４０１に入力される。
【００６７】赤外線立体画像合成手段４０１は、熱線パ
ターン５１０および５１１の形状の違いに基づいて、立
体熱画像データ４１２を生成する。このような立体熱画
像データ４１２の生成は、例えば、２次元の等高線から
３次元の地形データを生成する周知の技術を応用するこ
とにより行われる。立体熱画像データ４１２から得られ
る仮想的な立体熱画像４１９が、ディスプレイ４０９に
表示される。立体熱画像データ４１２は、温度レベルデ
ータごとに色付けされ、立体熱画像４１９に被写体１７
表面の温度分布が表示される。
【００６８】本実施の形態では、熱線パターン５１０お
よび５１１の形状の違いから被写体１７の仮想的な立体
熱画像４１９が得られる。従って、可視カメラからの可
視画像データを必要とすることなく、被写体１７の立体
画像を得ることが出来る。
【００６９】このように、被写体１７の形状および温度
分布に関するデータを有する熱画像データ４１０および
４１１に基づいて、仮想的な立体熱画像４１９が生成さ
れることにより、被写体１７の診断部位を、迅速に、し
かも、正確に観察することができる。
【００７０】被写体１７の撮像用赤外線カメラは、赤外
線カメラ１８および１９の２つのみならず、３つ以上の
赤外線カメラが用いられても良い。この場合、複数の赤
外線カメラは、Ｙ−Ｚ軸平面上に設置されることが好ま
しい。
【００７１】熱画像データ４１０および４１１と、一対
の可視カメラ（図示せず）によって得られる可視画像デ
ータとを合成して全体立体画像を生成してもよい。
【００７２】実施の形態１で説明したように、合成され
た立体熱画像データ４１９を３次元空間において、適
宜、移動させるようにしてもよい。
【００７３】また、赤外線立体画像合成処理手段４０１
は、全体熱画像データ４１２の同じ温度領域に属するピ
クセル数をカウントし、カウントされたピクセル数から
被写体１７における任意の領域の体積を算出してもよ
い。任意の領域は例えば炎症部位であり、診断ごとに炎
症部位の体積を算出することにより、医師は炎症部位の
体積（すなわち腫れ具合）の時間変化を具体的な数値デ
ータとして得ることが出来る。
【００７４】本発明において、被写体は人体に制限され
ず、例えば、動植物、機械等の構造物、都市風景、山海
等の自然物であってもよい。
【００７５】
【発明の効果】本発明の画像合成装置では、被写体にお
ける立体熱画像データと、可視立体画像データとを合成
して、全体立体画像データが生成されるので、目視と同
様の被写体の可視立体画像が熱画像とともに表示され、
被写体の診断部位を迅速且つ正確に診断することができ
る。特に、人体における炎症部位の診断に対して好適で
ある。
【００７６】また、本発明の画像合成装置では、スリッ
トを介して被写体に赤外線を照射し、所定の方向から被
写体の熱画像データが得られるので、赤外線カメラのみ
を用いて被写体における熱情報とともに外観の形状情報
も得られる。従って、被写体の診断部位を、迅速に、し
かも、正確に診断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の画像合成装置を示す概
略図である。
【図２】本発明の実施の形態１の赤外線立体画像合成処
理手段における赤外線画像処理のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１の画像合成装置における
動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２の画像合成装置を示す概
略図である。
【図５Ａ】本発明の実施の形態２における画像データ構
造を示す模式図である。
【図５Ｂ】本発明の実施の形態２における画像データ構
造を示す模式図である。
【図５Ｃ】本発明の実施の形態２における画像データ構
造を示す模式図である。
【図５Ｄ】本発明の実施の形態２における画像データ構
造を示す模式図である。
【図６】本発明の実施の形態２における画像データ構造
および画像を示す模式図である。
【図７Ａ】本発明の実施の形態２における画像データ構
造を示す模式図である。
【図７Ｂ】本発明の実施の形態２における画像データ構
造を示す模式図である。
【図８】本発明の実施の形態３における画像合成装置を
示す概略図である。
【図９】本発明の実施の形態４における画像合成装置を
示す概略図である。
【図１０】本発明の実施の形態４における熱線パターン
を示す概略図である。
【図１１】従来の画像合成装置を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
１ 左側赤外線カメラ ２ 右側赤外線カメラ ３ 左側可視カメラ ４ 右側可視カメラ ５ 赤外線立体画像合成処理手段 ６ 可視立体画像合成処理手段 ７ 全体立体画像合成処理手段 ８ ローパスフィルタ ９ ＡＤＣ １０ マルチプレクサ １１ マイコン １２ メモリ １３ 同期分離部 １４ タイミング発生部 １５ 赤外線カメラ（熱源） １６ スリット １７ 被写体 １８ 赤外線カメラ（センサ） １９ 赤外線カメラ（センサ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 13/00 Ｈ０４Ｎ 13/00

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一対の右側および左側赤外線カメラと、 一対の右側および左側可視カメラと、 立体熱画像と立体可視画像とが重複した状態で観察者に
    見えるように、前記右側および左側赤外線カメラから出
    力されるデータと前記右側および左側可視カメラから出
    力されるデータとの合成処理を行う第１の画像合成処理
    手段と、 を備えた画像合成装置。
  2. 【請求項２】 前記第１の画像合成処理手段は、 同期信号を生成する同期信号生成手段と、 前記同期信号生成手段の生成する同期信号に応答して、
    前記右側赤外線カメラから出力される右側赤外線画像デ
    ータの少なくとも一部と前記右側可視カメラから出力さ
    れる右側可視画像データの少なくとも一部とを合成する
    ことによって、右側合成画像データを生成する第２の画
    像合成処理手段と、 前記同期信号生成手段の生成する同期信号に応答して、
    前記左側赤外線カメラから出力される左側赤外線画像デ
    ータの少なくとも一部と前記左側可視カメラから出力さ
    れる左側可視画像データの少なくとも一部とを合成する
    ことによって、左側合成画像データを生成する第３の画
    像合成処理手段と、 前記同期信号生成手段の生成する同期信号に応答して、
    前記右側合成画像データおよび前記左側合成画像データ
    を所定の順序で出力するデータ出力手段と、 を備える、請求項１に記載の画像合成装置。
  3. 【請求項３】 前記第２の画像合成処理手段は、前記右
    側赤外線画像データの一部と前記右側可視画像データの
    全部とを合成し、 前記第３の画像合成処理手段は、前記左側赤外線画像デ
    ータの一部と前記左側可視画像データの全部とを合成す
    る、請求項２に記載の画像合成装置。
  4. 【請求項４】 前記データ出力手段から出力された前記
    右側合成画像データおよび前記左側合成画像データに基
    づき、右側合成画像および左側合成画像を所定の順序で
    表示するモニタをさらに備える、請求項２に記載の画像
    合成装置。
  5. 【請求項５】 前記同期信号生成手段の生成する同期信
    号に応答して、前記右側合成画像を第１の方向に変更さ
    せ、前記左側合成画像を第１の方向と異なる方向に偏光
    させる偏光手段をさらに備える、請求項４に記載の画像
    合成装置。
  6. 【請求項６】 前記第１の画像合成処理手段は、 同期信号を生成する同期信号生成手段と、 前記同期信号生成手段の生成する同期信号に応答して、
    前記右側赤外線カメラから出力される右側赤外線画像デ
    ータ、前記右側可視カメラから出力される右側可視画像
    データ、前記左側赤外線カメラから出力される左側赤外
    線画像データおよび前記左側可視カメラから出力される
    左側可視画像データを所定の順序で出力するデータ出力
    手段と、 を備える、請求項１に記載の画像合成装置。
  7. 【請求項７】 前記第１の画像合成処理手段は、 前記右側赤外線カメラから出力される赤外線画像データ
    と前記左側赤外線カメラから出力される赤外線画像デー
    タとを合成することによって、立体熱画像データを生成
    する第２の画像合成処理手段と、 前記右側可視カメラから出力される可視画像データと前
    記左側可視カメラから出力される可視画像データとを合
    成することによって、可視立体画像データを生成する第
    ３の画像合成処理手段と、 前記立体熱画像データと前記可視立体画像データとを合
    成することによって、全体立体画像データを生成する第
    ４の画像合成処理手段と、 を備える、請求項１に記載の画像合成装置。
  8. 【請求項８】 前記立体熱画像データは複数の温度レベ
    ルデータを含み、 前記複数の温度レベルデータに複数の色合いがそれぞれ
    割り当てられる、請求項７に記載の画像合成装置。
  9. 【請求項９】 前記全体立体画像データは３次元座標デ
    ータを含み、 前記全体立体画像データは、前記３次元座標データが３
    次元の空間座標において所定の投影面に投影された２次
    元座標データに変換されることにより、２次元画像デー
    タに変換される、請求項７に記載の画像合成装置。
  10. 【請求項１０】 複数のスリットを含むスリット手段
    と、 前記スリット手段を介して被写体に赤外線を照射する赤
    外線照射手段と、 前記被写体における前記赤外線の照射方向に実質的に直
    交する方向に位置し、前記被写体を撮像する複数の赤外
    線カメラと、 前記複数の赤外線カメラから出力される複数の熱画像デ
    ータを合成することによって、立体熱画像データを生成
    する画像合成手段と、 を備える画像合成装置。
  11. 【請求項１１】 前記画像合成手段は、前記複数の赤外
    線カメラがそれぞれ撮像する前記被写体からの熱線パタ
    ーンの形状の違いに基づいて、立体熱画像データを生成
    する、請求項１０に記載の画像合成装置。
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