JP7160042B2 - 画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラム - Google Patents
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Description
<1.第1の実施の形態>
[1-1.撮像装置の構成]
[1-2.撮像設定に応じたピーキング設定調整]
{1-2-1.ズームに応じたピーキング設定調整}
{1-2-2.ノイズ量に応じたピーキング設定調整}
{1-2-3.解像度に応じたピーキング設定調整}
[1-3.複数の撮像設定に応じたピーキング設定調整]
<2.第2の実施の形態>
[2-1.ピーキング処理部の構成]
<3.変形例>
<4.応用例>
[1-1.撮像装置の構成]
まず、第1の実施の形態に係る画像処理装置としてのピーキング処理部200を備える撮像装置100の構成について説明する。図1は、撮像装置100の構成を示すブロック図である。
{1-2-1.ズームに応じたピーキング設定調整}
次に撮像装置100の撮像設定の一つであるズーム倍率に応じたピーキング設定の調整について説明する。通常、撮像装置100のズーム機能にはいわゆる光学ズームとデジタルズームとがある。光学ズームとはレンズを動かすことによって焦点距離を変化させて光学的に被写体を拡大するものである。デジタルズームとはレンズ自体は動かさずに、画像処理により画像の一部を拡大することで被写体を拡大するものである。
次に画像におけるノイズ量に応じたピーキング処理について説明する。画像のノイズ量に影響を与える撮像設定としてはISO感度がある。ISO感度とは、撮像素子130からの撮像信号に対する電気的増幅(ゲインアップ)の程度を表す値であり、この値が大きいほど電気的増幅の程度が高くなる。例えばISO感度を2倍にすると電気信号は2倍になり、ISO感度を2倍にすると撮像素子130に当たる光の量が半分で適正露出になる。
次に撮像装置100の撮像設定の一つである画像の解像度に応じたピーキング処理について、2K(1920x1080)と4K(3840x2160)の2種類の画像解像度を扱う場合を例として説明する。図11に示すように、画像の解像度を2Kとした場合と4Kとした場合とでは捉えることができる周波数成分が異なっており、解像度が高ければより高い周波数成分を捉えることができる。高精度のピーキングを行うためには2K、4Kどちらにおいても、存在する周波数成分の中で最も高い帯域にフィルタ220の帯域を設定する必要がある。よって、画像の解像度ごとに設定するフィルタ220の帯域とピーキング用閾値を調整する必要がある。
次に、複数の撮像設定としてのズーム倍率、ISO感度、画像の解像度の変化の組み合わせに応じてピーキング設定を調整する処理について説明する。説明の便宜上、撮像装置100は以下の仕様であるものとする。
・ISO感度:ISO100~ISO64000
・光学ズーム倍率:1~4倍
・デジタルズーム倍率:1~4倍
・ピーキング感度:3段階(高、中、低)
[2-1.ピーキング処理部の構成]
次に図16を参照して第2の実施の形態に係るピーキング処理部300の構成について説明する。第2の実施の形態はピーキング処理部300が太線化処理部311、太線化処理部312および解像度変換部321、解像度変換部322を備えている点、描画部252を備えている点、外部の表示デバイスである表示装置400に接続されている点で第1の実施の形態と異なっている。それら以外のピーキング処理部300および撮像装置100の構成は第1の実施の形態と同様であるため説明を省略する。
F=int(Rm/Ro+0.5) ・・・(4)
F=int{(Rm/Ro)・K+0.5} ・・・(5)
以上、本技術の実施の形態について具体的に説明したが、本技術は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、手術室システムに適用されてもよい。
支持アーム装置5141は、ベース部5143から延伸するアーム部5145を備える。図示する例では、アーム部5145は、関節部5147a、5147b、5147c、及びリンク5149a、5149bから構成されており、アーム制御装置5159からの制御により駆動される。アーム部5145によって内視鏡5115が支持され、その位置及び姿勢が制御される。これにより、内視鏡5115の安定的な位置の固定が実現され得る。
内視鏡5115は、先端から所定の長さの領域が患者5185の体腔内に挿入される鏡筒5117と、鏡筒5117の基端に接続されるカメラヘッド5119と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒5117を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡5115を図示しているが、内視鏡5115は、軟性の鏡筒5117を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
CCU5153は、CPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphics Processing Unit)等によって構成され、内視鏡5115及び表示装置5155の動作を統括的に制御する。具体的には、CCU5153は、カメラヘッド5119から受け取った画像信号に対して、例えば現像処理(デモザイク処理)等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。CCU5153は、当該画像処理を施した画像信号を表示装置5155に提供する。また、CCU5153には、図19に示す視聴覚コントローラ5107が接続される。CCU5153は、画像処理を施した画像信号を視聴覚コントローラ5107にも提供する。また、CCU5153は、カメラヘッド5119に対して制御信号を送信し、その駆動を制御する。当該制御信号には、倍率や焦点距離等、撮像条件に関する情報が含まれ得る。当該撮像条件に関する情報は、入力装置5161を介して入力されてもよいし、上述した集中操作パネル5111を介して入力されてもよい。
支持アーム装置5141は、基台であるベース部5143と、ベース部5143から延伸するアーム部5145と、を備える。図示する例では、アーム部5145は、複数の関節部5147a、5147b、5147cと、関節部5147bによって連結される複数のリンク5149a、5149bと、から構成されているが、図21では、簡単のため、アーム部5145の構成を簡略化して図示している。実際には、アーム部5145が所望の自由度を有するように、関節部5147a~5147c及びリンク5149a、5149bの形状、数及び配置、並びに関節部5147a~5147cの回転軸の方向等が適宜設定され得る。例えば、アーム部5145は、好適に、6自由度以上の自由度を有するように構成され得る。これにより、アーム部5145の可動範囲内において内視鏡5115を自由に移動させることが可能になるため、所望の方向から内視鏡5115の鏡筒5117を患者5185の体腔内に挿入することが可能になる。
光源装置5157は、内視鏡5115に術部を撮影する際の照射光を供給する。光源装置5157は、例えばLED、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成される。このとき、RGBレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色(各波長)の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置5157において画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、RGBレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド5119の撮像素子の駆動を制御することにより、RGBそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
図22を参照して、内視鏡5115のカメラヘッド5119及びCCU5153の機能についてより詳細に説明する。図22は、図21に示すカメラヘッド5119及びCCU5153の機能構成の一例を示すブロック図である。
(1)
撮像設定の変化に応じて画像の周波数特性から高周波成分を抽出するフィルタの帯域を調整する
画像処理装置。
(2)
前記撮像設定はズームの倍率である(1)に記載の画像処理装置。
(3)
前記ズームの倍率に応じて前記フィルタの帯域を調整する場合、デジタルズームと光学ズームとを区別する(2)に記載の画像処理装置。
(4)
前記ズームが光学ズームである場合、前記ピーキング設定として、画像の周波数特性に対する反応感度を調整する(2)に記載の画像処理装置。
(5)
前記光学ズームの倍率が上げられた場合、前記反応感度を上げる(4)に記載の画像処理装置。
(6)
前記ズームがデジタルズームである場合、前記ピーキング設定として画像の周波数特性から高周波成分を抽出するフィルタの帯域を調整する(2)に記載の画像処理装置。
(7)
前記デジタルズームの倍率が上げられた場合、前記フィルタの帯域を低域側に移行させる(6)に記載の画像処理装置。
(8)
前記撮像設定は、画像におけるノイズに影響を与える設定である(1)に記載の画像処理装置。
(9)
前記ノイズに影響を与える設定はISO感度であり、前記ピーキング設定として画像の周波数特性に対する反応感度を調整する(8)に記載の画像処理装置。
(10)
前記ISO感度が上げられた場合、前記反応感度を下げる(9)に記載の画像処理装置。
(11)
前記撮像設定は画像の解像度であり、前記ピーキング設定として画像の周波数特性に対する反応感度および画像の周波数特性から高周波成分を抽出するフィルタの帯域を調整する(1)に記載の画像処理装置。
(12)
前記解像度が下げられた場合、前記フィルタの帯域を低域側に移行させる(11)に記載の画像処理装置。
(13)
前記解像度が下げられた場合、前記反応感度を下げる(11)に記載の画像処理装置。
(14)
前記撮像設定の複数のパラメータごとに対応させた前記ピーキング設定を格納したテーブルを参照して前記ピーキング設定を調整する(1)から(13)のいずれかに記載の画像処理装置。
(15)
前記撮像設定が、前記テーブルには格納されていない前記パラメータに変化した場合、前記テーブルに格納された前記ピーキング設定を用いて補間計算により前記テーブルには格納されていない前記パラメータに対応する前記ピーキング設定を算出する(14)に記載の画像処理装置。
(16)
複数の前記撮像設定が変化した場合、複数の前記撮像設定の組み合わせに対応させた前記ピーキング設定を格納したテーブルを参照して前記ピーキング設定を調整する(13)または(14)に記載の画像処理装置。
(17)
前記複数のパラメータは、画像の解像度、光学ズーム倍率、デジタルズーム倍率および画像におけるノイズ量である(14)から(16)のいずれかに記載の画像処理装置。
(18)
ピーキング処理を施す画像の解像度を表示用の解像度に変換する前に前記ピーキング処理用のマーカーを太くする処理を行う(1)から(17)のいずれかに記載の画像処理装置。
(19)
撮像設定の変化に応じて画像の周波数特性から高周波成分を抽出するフィルタの帯域を調整する
画像処理方法。
(20)
撮像設定の変化に応じて画像の周波数特性から高周波成分を抽出するフィルタの帯域を調整する
画像処理方法をコンピュータに実行させる画像処理プログラム。
200、300・・・ピーキング処理部
Claims (16)
- 撮像設定の変化に応じてピーキング設定を調整する際に、前記撮像設定がズームの倍率である場合、デジタルズームと光学ズームとで前記ピーキング設定の調整方法を区別し、
前記ズームがデジタルズームであり、前記ズームの倍率が上げられた場合、前記ピーキング設定として、画像の周波数特性から高周波成分を抽出するフィルタの帯域を低域側に移行させるよう調整する
画像処理装置。 - 前記ズームが光学ズームである場合、前記ピーキング設定として、画像の周波数特性に対する反応感度を調整する
請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記光学ズームの倍率が上げられた場合、前記反応感度を上げる
請求項2に記載の画像処理装置。 - 前記撮像設定は、画像におけるノイズに影響を与える設定である
請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記ノイズに影響を与える設定はISO感度であり、前記ピーキング設定として画像の周波数特性に対する反応感度を調整する
請求項4に記載の画像処理装置。 - 前記ISO感度が上げられた場合、前記反応感度を下げる
請求項5に記載の画像処理装置。 - 前記撮像設定は画像の解像度であり、前記ピーキング設定として画像の周波数特性に対する反応感度および画像の周波数特性から高周波成分を抽出するフィルタの帯域を調整する
請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記解像度が下げられた場合、前記フィルタの帯域を低域側に移行させる
請求項7に記載の画像処理装置。 - 前記解像度が下げられた場合、前記反応感度を下げる
請求項7に記載の画像処理装置。 - 前記撮像設定の複数のパラメータごとに対応させた前記ピーキング設定を格納したテーブルを参照して前記ピーキング設定を調整する
請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記撮像設定が、前記テーブルには格納されていない前記パラメータに変化した場合、前記テーブルに格納された前記ピーキング設定を用いて補間計算により前記テーブルには格納されていない前記パラメータに対応する前記ピーキング設定を算出する
請求項10に記載の画像処理装置。 - 複数の前記撮像設定が変化した場合、複数の前記撮像設定の組み合わせに対応させた前記ピーキング設定を格納した前記テーブルを参照して前記ピーキング設定を調整する
請求項10に記載の画像処理装置。 - 前記複数のパラメータは、画像の解像度、光学ズーム倍率、デジタルズーム倍率および画像におけるノイズ量である
請求項10に記載の画像処理装置。 - ピーキング処理を施す画像の解像度を表示用の解像度に変換する前に前記ピーキング処理用のマーカーを太くする処理を行う
請求項1に記載の画像処理装置。 - 撮像設定の変化に応じてピーキング設定を調整する際に、前記撮像設定がズームの倍率である場合、デジタルズームと光学ズームとで前記ピーキング設定の調整方法を区別し、
前記ズームがデジタルズームであり、前記ズームの倍率が上げられた場合、前記ピーキング設定として、画像の周波数特性から高周波成分を抽出するフィルタの帯域を低域側に移行させるよう調整する
画像処理方法。 - 撮像設定の変化に応じてピーキング設定を調整する際に、前記撮像設定がズームの倍率である場合、デジタルズームと光学ズームとで前記ピーキング設定の調整方法を区別し、
前記ズームがデジタルズームであり、前記ズームの倍率が上げられた場合、前記ピーキング設定として、画像の周波数特性から高周波成分を抽出するフィルタの帯域を低域側に移行させるよう調整する
画像処理方法をコンピュータに実行させる画像処理プログラム。
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