JP6453904B2 - フォーカス制御装置、内視鏡装置及びフォーカス制御装置の制御方法 - Google Patents
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Description
まず本実施形態の手法について説明する。一般的に、撮像画像にはユーザが注目している被写体の他に、障害物となる被写体が撮像されることがあり得る。その場合、注目している被写体が、撮像画像において観察しやすい状態、すなわち合焦している(ピントが合っている)状態となることが望ましい。しかし、オートフォーカス(AF)を単純に用いた場合、必ずしも注目している被写体に合焦できるとは限らない。例えば、コントラストAFであればコントラストが高い領域に合焦するため、上述したように生体に注目しているのに、処置具に合焦するおそれがある。また、位相差AF等の場合、位相差情報が取得可能な各点において、当該点で合焦するための情報(例えばレンズの移動量)を取得することが可能であるが、いずれの点にユーザが注目しているかということを別途考慮する必要がある。
本実施形態に係る内視鏡装置(内視鏡システム)について、図3を用いて説明する。本実施形態における内視鏡システムは、体内への挿入部である硬性鏡100と、硬性鏡100に接続される撮像部200と、処理部300と、表示部400と、外部I/F部500と、光源部600を備えている。
次に、本実施形態においてAF制御部340で行われるAF制御の概要について、図6等を用いて説明する。なお、まず本実施形態に対する比較例として図7のフローチャートに示した処理を説明し、その後、図7の処理を用いた場合に生じうる問題点を説明するとともに、当該問題点を解決しうる本実施形態に係るフォーカス制御を図13のフローチャートを用いて説明する。
G/(F+d)=S/d ・・・・・(1)
d=F・S/(G-S) ・・・・・(2)
以上の本実施形態では、フォーカス制御部2095は、面積情報に基づいて、複数のグループのうち面積が最大となるグループである最大面積グループの面積が所与の閾値以上であると判定された場合に、最大面積グループに合焦するフォーカス制御を行う。
ユーザがエネルギーデバイス等を使用して生体を切除する場合などには、水蒸気や細かな粒子などのミストが発生する。ミストが発生すると、白色光源610からの出射光(ライトガイド部120からの出射光)が乱反射し、被写体距離が正しく推定できない場合がある。ミストは時間とともに大きく変化する被写体のため、上記実施形態の被写体距離算出(図13のステップS220)で算出される被写体距離や、信頼度算出(図13のステップS230)で算出される信頼度は、算出する毎に大きく変化する可能性がある。
210 AFボタン、220 フォーカスレンズ、230 フォーカスレンズ駆動部、
240 対物レンズ系、250 撮像素子、300 処理部、310 AD変換部、
320 前処理部、330 画像処理部、340 AF制御部、350 制御部、
400 表示部、500 外部I/F部、600 光源部、610 白色光源、
620 ライトガイドケーブル、2010 領域設定部、2020 モード設定部、
2030 位相信号生成部、2040 被写体距離情報算出部、
2050 信頼度算出部、2060 被写体特徴量算出部、2070 注目領域推定部、
2080 レンズ移動先決定部、2095 フォーカス制御部、S1,S2 位相センサ
Claims (22)
- 撮像部で撮像された撮像画像に対して、各領域が複数の画素からなる複数の領域を設定する領域設定部と、
設定された複数の前記領域の各々において、前記各領域に撮像された被写体までの距離情報を求める被写体距離情報算出部と、
前記距離情報に基づいて、フォーカス制御を行うフォーカス制御部と、
を含み、
前記フォーカス制御部は、
前記距離情報に基づいて、複数の前記領域を複数のグループに分類する分類処理を行い、複数の前記グループの各グループの面積情報に基づいて、複数の前記グループのうち面積が最大となるグループである最大面積グループの面積が所与の閾値以上であると判定された場合に、前記最大面積グループに合焦する前記フォーカス制御を行うことを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項1において、
前記フォーカス制御部は、
前記最大面積グループの面積が前記所与の閾値より小さいと判定された場合に、複数の前記グループのうち、前記距離情報により表される距離が最も遠いグループに合焦する前記フォーカス制御を行うことを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項2において、
前記フォーカス制御部は、
複数の前記グループの各々に分類された前記各領域の前記距離情報に基づいて、前記距離情報により表される距離が最も遠いグループを特定することを特徴とするフォーカス制御装置。 - 撮像部で撮像された撮像画像に対して、各領域が複数の画素からなる複数の領域を設定する領域設定部と、
設定された複数の前記領域の各々において、前記各領域に撮像された被写体までの距離情報を求める被写体距離情報算出部と、
前記距離情報に基づいて、フォーカス制御を行うフォーカス制御部と、
を含み、
前記フォーカス制御部は、
前記距離情報に基づいて、複数の前記領域を複数のグループに分類する分類処理を行い、複数の前記グループの各グループの面積情報に基づいて、複数の前記グループのうち面積が最大となるグループである最大面積グループの面積が所与の閾値より小さいと判定された場合に、複数の前記グループのうち、前記距離情報により表される距離が最も遠いグループに合焦する前記フォーカス制御を行うことを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項1において、
前記フォーカス制御部は、
複数の前記グループのうち、前記距離情報により表される距離が最も遠いグループに優先して合焦する前記フォーカス制御を行う第1のモードと、複数の前記グループのうち、前記距離情報により表される距離が最も近いグループに優先して合焦する前記フォーカス制御を行う第2のモードを有することを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項1において、
前記フォーカス制御部は、
複数の前記領域の各々の特徴量を求め、前記特徴量に基づいて、前記分類処理の対象とならない無効領域を設定することを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項6において、
前記フォーカス制御部は、
前記特徴量に基づいて、
複数の前記領域のうち生体以外が撮像されていると判定された領域を、前記無効領域に設定することを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項6において、
前記フォーカス制御部は、
複数の前記グループのうち、前記距離情報により表される距離が最も遠いグループに優先して合焦する前記フォーカス制御を行う第1のモードと、複数の前記グループのうち、前記距離情報により表される距離が最も近いグループに優先して合焦する前記フォーカス制御を行う第2のモードを有し、
前記第1のモードでは、複数の前記領域のうち生体以外が撮像されていると判定された領域を、前記無効領域に設定し、前記第2のモードでは、複数の前記領域のうち前記生体が撮像されていると判定された領域を、前記無効領域に設定することを特徴とすることを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項1において、
前記フォーカス制御部は、
複数の前記領域の各々の特徴量を求め、前記特徴量に基づいて、複数の前記領域のうち、前記分類処理の対象となる有効領域を設定することを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項9において、
前記フォーカス制御部は、
前記特徴量に基づいて、
複数の前記領域のうち生体が撮像されていると判定された領域を、前記有効領域に設定することを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項9において、
前記フォーカス制御部は、
複数の前記グループのうち、前記距離情報により表される距離が最も遠いグループに優先して合焦する前記フォーカス制御を行う第1のモードと、複数の前記グループのうち、前記距離情報により表される距離が最も近いグループに優先して合焦する前記フォーカス制御を行う第2のモードを有し、
前記第1のモードでは、複数の前記領域のうち生体が撮像されていると判定された領域を、前記有効領域に設定し、前記第2のモードでは、複数の前記領域のうち前記生体以外が撮像されていると判定された領域を、前記有効領域に設定することを特徴とすることを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項5において、
前記フォーカス制御部は、
ユーザによる操作に基づいて、前記第1のモードと前記第2のモードの切替を行うことを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項1において、
前記フォーカス制御部は、
複数の前記グループのうち、前記距離情報により表される距離が最も遠いグループに優先して合焦する前記フォーカス制御を行う第1のモードと、複数の前記グループのうち、前記距離情報により表される距離が最も近いグループに優先して合焦する前記フォーカス制御を行う第2のモードを有し、
前記第1のモードでは前記所与の閾値として第1の閾値を用いて前記フォーカス制御を行い、前記第2のモードでは前記所与の閾値として前記第1の閾値とは異なる第2の閾値を用いて前記フォーカス制御を行うことを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項5において、
前記領域設定部は、
前記フォーカス制御部で前記第1のモードが設定された場合に比べて、前記第2のモードが設定された場合は、設定される前記領域の位置、サイズ及び数の少なくとも1つを変更することを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項1において、
前記被写体距離情報算出部は、
複数の前記領域の各々において、求められた前記距離情報の確からしさを表す信頼度を求めることを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項15において、
前記フォーカス制御部は、
前記信頼度に基づいて、前記分類処理の対象とならない無効領域を設定することを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項1において、
前記被写体距離情報算出部は、
複数の前記領域の各々において、位相センサからの位相差情報を取得し、前記位相差情報に基づいて、前記距離情報を求めることを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項17において、
前記領域設定部は、
前記撮像部における前記位相センサの配置情報に基づいて、複数の前記領域を設定することを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項1において、
前記被写体距離情報算出部は、
所与のパターン光の照射により取得された前記撮像画像に基づいて、前記距離情報を求めることを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項1乃至19のいずれかに記載のフォーカス制御装置を含むことを特徴とする内視鏡装置。
- 撮像部で撮像された撮像画像に対して、各領域が複数の画素からなる複数の領域を設定し、
設定された複数の前記領域の各々において、前記各領域に撮像された被写体までの距離情報を求め、
前記距離情報に基づいて、複数の前記領域を複数のグループに分類する分類処理を行い、複数の前記グループの各グループの面積情報に基づいて、複数の前記グループのうち面積が最大となるグループである最大面積グループの面積が所与の閾値以上であると判定された場合に、前記最大面積グループに合焦するフォーカス制御を行う、
ことを特徴とするフォーカス制御装置の制御方法。 - 撮像部で撮像された撮像画像に対して、各領域が複数の画素からなる複数の領域を設定し、
設定された複数の前記領域の各々において、前記各領域に撮像された被写体までの距離情報を求め、
前記距離情報に基づいて、複数の前記領域を複数のグループに分類する分類処理を行い、複数の前記グループの各グループの面積情報に基づいて、複数の前記グループのうち面積が最大となるグループである最大面積グループの面積が所与の閾値より小さいと判定された場合に、複数の前記グループのうち、前記距離情報により表される距離が最も遠いグループに合焦するフォーカス制御を行う、
ことを特徴とするフォーカス制御装置の制御方法。
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