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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