JP5996218B2 - 内視鏡装置及び内視鏡装置の作動方法 - Google Patents
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Description
従来、内視鏡診断において体腔内の病変を拾い上げる作業では、一般的に、遠景での観察で異常部位を見つけ、その異常部位に内視鏡先端を近接し、その異常部位が病理診断すべき病変部であるか否かを、その部位表層の血管走行や表層粘膜組織の構造異形度に基づいて診断する。このような手法を実現するために、被写体の遠景から近接まで合焦状態となるように、即ち体腔内の所望の観察範囲内ではパンフォーカスとなるように、撮像系を設計する。
図1に、上記のようなAF制御(AFモード)からMF制御(MFモード)への切り替え制御を行う内視鏡装置の構成例を示す。図1の内視鏡装置は、光源部100と撮像部200と制御装置300(プロセッサ部)と表示部400と外部I/F部500を含む。
3.1.レンズ駆動制御
次に、本実施形態のフォーカス制御について詳細に説明する。図3に示すように、フォーカスレンズ駆動部206は、遠点及び近点の2つのレンズ位置にフォーカスレンズ207を移動させ、移動させたレンズ位置でフォーカスレンズ207を保持する。例えば、遠点は、フォーカスレンズ207の可動範囲において広角端に対応し、近点は、フォーカスレンズ207の可動範囲において望遠端に対応する。
図4に、上記のフォーカス制御を行うフォーカス制御部303の詳細な構成例を示す。フォーカス制御部303は、特徴量抽出部304と、フォーカス切替制御部305と、を含む。なお、本実施形態は図4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。
次に、上記注目領域TR1、TR2のコントラスト値に基づいてAF制御及びMF制御を設定し、合焦物体位置P1、P2を切り替え制御するフォーカス切替制御部305について詳細に説明する。図4のフォーカス切替制御部305は、制御状態判定部360(AF制御状態判定部)と、AF制御部370と、MF制御部380と、フォーカス制御選択部390を含む。
図9に、通知情報をスーパーインポーズする画像処理部301の詳細な構成例を示す。画像処理部301は、現像処理部310と通知画像生成部311(フォーカス制御状態表示画像生成部)と画像合成部312とを含む。
図11に、フォーカス制御選択部の詳細な構成例を示す。フォーカス制御選択部390は、制御切替判定部391と記録部392(合焦物体位置情報記録部)と経過時間判定部393と比較部394とを含む。
200 撮像部、201 ライトガイドファイバー、202 照明レンズ、
203 対物レンズ、206 フォーカスレンズ駆動部、207 フォーカスレンズ、
208 撮像光学系、209 撮像素子、210 A/D変換部、300 制御装置、
301 画像処理部、302 制御部、303 フォーカス制御部、
304 特徴量抽出部、305 フォーカス切替制御部、310 現像処理部、
311 通知画像生成部、312 画像合成部、320 輝度分布算出部、
330 注目領域設定部、340 領域抽出部、350 コントラスト値算出部、
360 制御状態判定部、370 AF制御部、380 MF制御部、
390 フォーカス制御選択部、391 制御切替判定部、392 記録部、
393 経過時間判定部、394 比較部、400 表示部、500 外部I/F部、
501 フォーカス切替ボタン、600 マスク画像、601 表示領域、
602 画像表示領域、603 境界部、
BR1〜BR9,BRmax,BRmin 分割領域、
CT1,CT2 コントラスト値、DF1,DF2 被写界深度、
JPmax,JPmin,JPx 重心位置、P1,P2 合焦物体位置、
TP1,TP2 注目領域、Th 所定閾値
Claims (21)
- 撮像部が合焦する被写体の位置である合焦物体位置を、離散的な複数の位置の各位置に切り替え駆動するフォーカス駆動部と、
前記撮像部により取得された撮像画像から特徴量を抽出する特徴量抽出部と、
前記切り替え駆動を制御するフォーカス切替制御部と、
を含み、
前記特徴量抽出部は、
前記撮像画像に対して第1の注目領域と、前記第1の注目領域とは異なる第2の注目領域とを設定し、前記第1の注目領域及び前記第2の注目領域の各注目領域のコントラスト値を前記特徴量として求め、
前記フォーカス切替制御部は、
前記第1の注目領域及び前記第2の注目領域のコントラスト値と、前記離散的な複数の位置のうち前記合焦物体位置が設定されている位置とに基づいて、前記特徴量が所定条件を満たすか否かの判定を行い、前記所定条件を満たすと判定した場合には、前記特徴量に基づいて前記切り替え駆動の制御を行うAF(Auto-Focus)制御を中断し、ユーザーからの操作情報に基づいて前記切り替え駆動の制御を行うMF(Manual-Focus)制御を行うことを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項1において、
通知部を制御する通知制御部を含み、
前記フォーカス切替制御部は、
前記特徴量が前記所定条件を満たすか否かの判定を行い、前記判定の結果に基づいて前記AF制御又は前記MF制御を選択し、
前記通知制御部は、
前記所定条件を満たすと前記フォーカス切替制御部が判定した場合に、前記MF制御が選択されたことを前記通知部に通知させる制御を行うことを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項2において、
前記通知制御部は、
前記フォーカス切替制御部が前記MF制御から前記AF制御を再開した場合に、前記AF制御が選択されたことを前記通知部に通知させる制御を行うことを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項1において、
前記フォーカス切替制御部は、
前記コントラスト値と所定閾値との大小関係を前記各注目領域について判定し、前記各注目領域についての前記大小関係が所定の関係に一致する場合に、前記コントラスト値が前記所定条件を満たすと判定することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項1において、
前記特徴量抽出部は、
前記撮像画像を複数の分割領域に分割し、前記複数の分割領域のうち最も明るい分割領域と最も暗い分割領域とに基づいて、前記第1の注目領域及び前記第2の注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項5において、
前記特徴量抽出部は、
前記最も明るい分割領域と前記最も暗い分割領域とを結ぶ線上に前記第1の注目領域及び前記第2の注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項5において、
前記特徴量抽出部は、
前記最も明るい分割領域に対応する前記第1の注目領域と、前記最も明るい分割領域と前記最も暗い分割領域との間の前記第2の注目領域とを設定することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項7において、
前記離散的な複数の位置は、近点側と遠点側の2つの位置であり、
前記フォーカス駆動部は、
前記近点側の位置と前記遠点側の位置に前記合焦物体位置を駆動する二焦点切り替えを行うことを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項8において、
前記フォーカス切替制御部は、
前記合焦物体位置が前記近点側の位置に設定され、前記第1の注目領域のコントラスト値が所定閾値よりも小さく、前記第2の注目領域のコントラスト値が前記所定閾値よりも大きい場合、
或いは、前記合焦物体位置が前記遠点側の位置に設定され、前記第1の注目領域のコントラスト値が前記所定閾値よりも大きく、前記第2の注目領域のコントラスト値が前記所定閾値よりも小さい場合に、
前記所定条件を満たすと判定し、前記MF制御に切り替えることを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項8において、
前記フォーカス切替制御部は、
前記AF制御を選択している場合において、前記第1の注目領域及び前記第2の注目領域のコントラスト値が所定閾値よりも大きい場合には、前記近点側の位置及び前記遠点側の位置の一方である前記合焦物体位置を維持し、前記第1の注目領域及び前記第2の注目領域のコントラスト値が前記所定閾値よりも小さい場合には、前記近点側の位置及び前記遠点側の位置の他方に前記合焦物体位置を切り替えることを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項10において、
前記フォーカス切替制御部は、
前記AF制御を選択している場合において、前記合焦物体位置が前記近点側の位置に設定され、前記第1の注目領域のコントラスト値が前記所定閾値よりも大きく、前記第2の注目領域のコントラスト値が前記所定閾値よりも小さい場合、
或いは、前記合焦物体位置が前記遠点側の位置に設定され、前記第1の注目領域のコントラスト値が前記所定閾値よりも小さく、前記第2の注目領域のコントラスト値が前記所定閾値よりも大きい場合には、
前記合焦物体位置を維持することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項1において、
前記フォーカス切替制御部は、
前記各注目領域の前記特徴量が前記所定条件を満たすか否かの判定を行う制御状態判定部と、
前記判定の結果に基づいてAF制御又はMF制御を選択する制御選択部と、
を有することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項12において、
前記フォーカス切替制御部は、
前記各注目領域の前記特徴量に基づいて前記合焦物体位置を設定するAF制御部と、
前記ユーザーからの前記操作情報に基づいて前記合焦物体位置を設定するMF制御部と、
を有し、
前記制御選択部は、
前記所定条件を満たすと判定されるまでは、前記AF制御部からの前記合焦物体位置を前記フォーカス駆動部に出力し、前記所定条件を満たすと判定された場合には、前記MF制御部からの前記合焦物体位置を前記フォーカス駆動部に出力することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項1において、
前記特徴量抽出部は、
前記撮像画像に対して前記第1の注目領域及び前記第2の注目領域を設定する注目領域設定部と、
前記各注目領域の画像を前記撮像画像から抽出する領域抽出部と、
前記抽出された画像から、前記各注目領域についてのコントラスト値を前記特徴量として算出するコントラスト値算出部と、
を有することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項14において、
前記特徴量抽出部は、
前記撮像画像から輝度分布画像を生成し、前記輝度分布画像を複数の分割領域に分割し、前記複数の分割領域の各分割領域について輝度累積値を求める輝度分布算出部を有し、
前記注目領域設定部は、
前記輝度累積値が最大である分割領域を最も明るい分割領域に設定し、前記輝度累積値が最小である分割領域を最も暗い分割領域に設定し、前記最も明るい分割領域と前記最も暗い分割領域とに基づいて前記第1の注目領域及び前記第2の注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項15において、
前記輝度分布算出部は、
輝度値が所定値以上である画素数を前記各分割領域について算出し、
前記注目領域設定部は、
前記画素数が所定数よりも少ない分割領域の中から、前記輝度累積値が最大及び最小の分割領域を選択することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項1において、
前記離散的な複数の位置は、近点側と遠点側の2つの位置であり、
前記フォーカス駆動部は、
前記近点側の位置と前記遠点側の位置に前記合焦物体位置を駆動する二焦点切り替えを行うことを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項1において、
前記特徴量抽出部は、
前記各注目領域における所定高周波成分の総和に基づく値を、前記コントラスト値として算出することを特徴とする内視鏡装置。 - 撮像部が合焦する被写体の位置である合焦物体位置を、離散的な複数の位置の各位置に切り替え駆動するフォーカス駆動部と、
前記撮像部により取得された撮像画像から特徴量を抽出する特徴量抽出部と、
MF制御部とAF制御部とフォーカス制御選択部とを有し、前記切り替え駆動を制御するフォーカス切替制御部と、
を含み、
前記フォーカス切替制御部は、
前記特徴量が所定条件を満たすか否かの判定を行い、前記所定条件を満たすと判定した場合には、前記特徴量に基づいて前記切り替え駆動の制御を行うAF(Auto-Focus)制御を中断し、ユーザーからの操作情報に基づいて前記切り替え駆動の制御を行うMF(Manual-Focus)制御を行い、
前記MF制御部は、
前記ユーザーからの前記操作情報に基づいて前記合焦物体位置を設定し、設定した前記合焦物体位置を第1位置情報として出力し、
前記AF制御部は、
前記特徴量に基づいて前記合焦物体位置を設定し、設定した前記合焦物体位置を第2位置情報として出力し、
前記フォーカス制御選択部は、
前記MF制御を選択している場合において前記AF制御を再開するか否かを、前記特徴量が前記所定条件を満たすか否かの判定結果と、前記第1位置情報と、前記第2位置情報とに基づいて判定することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項19において、
前記フォーカス制御選択部は、
前記第1位置情報と前記第2位置情報とが一致し、前記特徴量が前記所定条件を満たさないと判定し、前記AF制御を中断してから所定時間が経過した場合、前記AF制御を再開することを特徴とする内視鏡装置。 - 撮像部が合焦する被写体の位置である合焦物体位置を、離散的な複数の位置の各位置に切り替え駆動し、
前記撮像部により取得された撮像画像に対して第1の注目領域と、前記第1の注目領域とは異なる第2の注目領域とを設定し、前記第1の注目領域及び前記第2の注目領域の各注目領域のコントラスト値を特徴量として抽出し、
前記第1の注目領域及び前記第2の注目領域のコントラスト値と、前記離散的な複数の位置のうち前記合焦物体位置が設定されている位置とに基づいて、前記特徴量が所定条件を満たすか否かの判定を行い、前記所定条件を満たすと判定した場合には、前記特徴量に基づいて前記切り替え駆動の制御を行うAF(Auto-Focus)制御を中断し、ユーザーからの操作情報に基づいて前記切り替え駆動の制御を行うMF(Manual-Focus)制御を行い、
前記AF制御及び前記MF制御において、前記切り替え駆動を制御することを特徴とする内視鏡装置の作動方法。
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